本類考題解答錦囊
選修教材中的光合作用是在高中生物第一冊的光合作用的基礎(chǔ)上的一個拓展，把第一冊的光合作用的光反應(yīng)階段增加了電子傳遞過程，暗反應(yīng)階段增加了C4循環(huán)，C3、C4植物的區(qū)別，因此，關(guān)鍵要掌握這些基本內(nèi)容。高考題中還重視知識的應(yīng)用，對于這一部分內(nèi)容關(guān)鍵是在理解光合作用過程的基礎(chǔ)上，運用所學(xué)知識解決生活實踐中的一些實際問題，即如何提高農(nóng)作物的光合作用效率等。
生物固氟這一知識點高考要求的不多，關(guān)鍵是掌握固氮微生物的種類，以及生物固氮的意義，大氣中的氮不能被植物直接利用，必須通過生物圃氮為主的固氮作用才能利用，生物固氮主要是將大氣中的氮轉(zhuǎn)化成氨。要求學(xué)生記住固氮產(chǎn)物，這也是氮循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié)。
Ⅰ熱門題
【例題】 植物的新陳代謝受外部環(huán)境因子(如光、溫度)和內(nèi)部因子(如激素)的影響，研究內(nèi)、外因子對植物生命活動的影響具有重要意義。下圖表示野外松樹(陽生植物)光合作用強度與光照強度的關(guān)系。其葉，的縱坐標(biāo)表示松樹整體表現(xiàn)出的吸收C02和釋放C02量的狀況，請分析回答：
(1)當(dāng)光照強度為^時，光合作用強度 ________
(2)光照強度為a時，光合作用吸收CO2的量等于細(xì)胞呼吸放出C02的量。如果白天光照強度較長時期為a，植物能不能正常生長?為什么?
(3)如將該曲線改繪為人參(陰生植物)光合作用強度與光照強度關(guān)系的曲線，^點的位置應(yīng)如何移動，為什么?
高考考目的與解題技巧：考查光合作用的強度(速率)與光照強度之間的關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，光合速率隨著光照強度的增加而加快，但超過一定范圍之后，光合速率的增加校慢，當(dāng)達(dá)到某一定強度時，光合速率就不再增加，此為光飽和點。
【解析】 陽生植物要求充分直射日光，陰生植物適宜生長在蔭蔽環(huán)境中。陽生植物的光飽和點是全光照的100％，陰生植物的光飽和點則是全光照的10％-50％。光合作用過程吸收的C02和細(xì)胞呼吸過程中放出的CO2等量的光照強度稱為光補償點，植物在光補償點時，有機物的形成和消耗相等，不能積累干物質(zhì)。因此從全天來看，植物所需的最低光照強度必須高于光補償點，才能使植物正常生長。一般來說，陽生植物的光補償點在全光照的3％-5％，而陰生植物只在全光照的1％以下。
【答案】 (1)最高，光照強度再增加，光合作用強度不再增加 (2)不能。光照強度為a時，光合作用形成的有機物和細(xì)胞呼吸消耗的有機物相等，但晚上只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。因此，從全天看，消耗大于積累，植物不能正常生長 (3)左移，與松樹比較，人參光合作用強度達(dá)到最高點時，所需要的光照強度比松樹低。
1C，植物葉肉細(xì)胞內(nèi)C02的固定方式是
A.C02+C5化合物→C3化合物
B．CO2+C3化合物→C3化合物
C．CO2+C3化合物→C3化合物
D．C02+C3化合物→C3化合物
答案： B 指導(dǎo)；考量C4途徑。C4植物葉肉細(xì)胞中C02的固定方式是CO2首先與C3化合物結(jié)合形成C4化合物，然后由C4化合物進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中進(jìn)行C3途徑。
2光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)有
A．C6H12O6、NADPH、ATP B.NADPH、C02、ATP
C NADPH、O2、ATP D．C6H12O6、C02、H20
答案： C 指導(dǎo)：本題主要考查的是光合作用光反應(yīng)的基本過程和產(chǎn)物。光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，光反應(yīng)是在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)上進(jìn)行，需光照。光反應(yīng)中主要有兩個反應(yīng)：水被分解和光能被貯存。在光照的條件下，少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a吸收光能后被激發(fā)從而失去電子，它可以從水分子中獲得電子，水被分解后生成O2和[H]，同時輔酶Ⅱ與[H]結(jié)合形成NADPH，光能首先轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，然后部分電量被ADP結(jié)合形成ATP，部分電能儲存于NADPH，所以光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是C。
3光合作用受光照強度、CO2濃度、溫度等影響，下圖中4條曲線(a、b、c、d)為不同光照強度和不同CO2濃度下，馬鈴薯凈光合速率隨溫度變化的曲線。a光照非常弱，CO2很少(遠(yuǎn)小于0．03％)；b適當(dāng)遮蔭(相當(dāng)于全光照的 1／25)，C02濃度為0．03％；c全光照(晴天不遮蔭)，C02濃度為0．03％d全光照，CO2濃度為1，22％。
請據(jù)圖回答：
(1)隨著光照強度和C02濃度的提高，植物光合作用(以凈光合速率為指標(biāo))最適溫度的變化趨勢是__________
(2)當(dāng)曲線b凈光合速率降為零時，真光合速率是否為零?為什么?
(3)在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高凈光合速率(多選)
A.通風(fēng) B．增施有機肥
C．延長生育期 D．施碳酸氫銨
答案：逐漸提高
答案：不為零 因為在b條件下，呼吸速率不為零
答案：A、B、D
指導(dǎo)：在一定的范圍內(nèi)，隨著光照強度和C02濃度的提高，光合作用的速率也不斷提高。在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度越高，光合作用的速率越大，但超出這個范圍，光合作用的速率反而漸漸降低，直至為零。 當(dāng)光合速率等于呼吸速率時，凈光合速率為O，既不吸收 CO2，也不釋放CO2。大田中提高凈光合速率，也就是提高光合作用的效率，減少有機物的消耗(細(xì)胞呼吸)，可以采取通風(fēng)、增施有機肥、氮肥等方法。
Ⅱ 題點經(jīng)典類型題
【例題】 擬)生產(chǎn)實踐表明：在一定范圍內(nèi)，提高C02濃度，能提高光合作用。下圖所示，是對某農(nóng)作物實驗的結(jié)果，請據(jù)圖分析并回答：(1x勒克斯，光照強度的單位。A、B、C、D、E為曲線上的點；a、m、n為坐標(biāo)軸上的點)
(1)曲線1表明___________。
(2)當(dāng)CO2濃度為400 mg?L-1時，光合作用最強的相應(yīng)處是__________曲線Ⅲ的最強光合作用需要的最低C02濃度是__________。
(3)這組實驗的結(jié)論是__________。
(4)m點表示__________。如果提高光照強度，則m點的位置將__________ 移動。
(5)圖中AB段和CD段影響光合作用的主要限制因子分別是__________ 和__________。n點時的C02濃度下，該農(nóng)作物有機物和能量代謝的量變關(guān)系是__________。
(6)若將該農(nóng)作物放置于A點條件下5 h，再移人B點條件下__________h，實驗前后的植物有機物含量不變。若將植物體放在含C12O2的環(huán)境下，一段時間后，植物周圍的空氣中有沒有可能出現(xiàn)18O2?為什么?
(7)欲提高溫室栽培的葉菜類蔬菜的產(chǎn)量，圖中信息告訴我們，應(yīng)__________ 。
(8)溫室栽培農(nóng)什物時，為滿足C02的供應(yīng)，可以采取的措施是__________等。有時可見晴朗的白天，溫室開窗透氣，其對梢物代謝的影響是什么?
高考考目的與解技技巧；本題主要考查了光照強度、CO2濃度對光合作用的影響。解決此問題的關(guān)鍵是掌握不同光照強度、 C02濃度下，光合效率不同。
【解析】 本題以圖像信息題的形式考查了光照強度、C02濃度對光合作用效率的影響。準(zhǔn)確解答本題必須正確理解縱橫坐標(biāo)的含義及數(shù)學(xué)曲線的變化規(guī)律。難點是該曲線圖不僅反映了不同光照強度下光合作用效率的不同，而且還反映出不同 CO2濃度的影響。
【答案】 (1)光強為701x下，在C02濃度較低范圍內(nèi)，隨 CO2濃度的增加，光合作用逐漸增強；超過一定濃度后，光合作用強度增加幅度減小，繼續(xù)提高CO2濃度則光合作用強度不再增加
(2)700lx光照 500mg?L-1
(3)C02濃度和光照強度都會影響光合作用強度
(4)在光照強度為701x下，光合作用達(dá)到最強時，CO2濃度的最小值 向右
(5)C02濃度 光照強度 光合作用促成有機物貯存的能量與呼吸作用產(chǎn)生的分解有機物釋放的能量相等
(6)2．5 有可能。因為C18O2 H218O 18O2 空氣中的18O2
(7)適當(dāng)提高CO2濃度和光照強度
(8)使用干冰或適當(dāng)燃燒秸稈等 使空氣流通，以補充一定量的C02；可提高室內(nèi)的空氣溫度，以增強蒸騰作用從而促進(jìn)作物對水分的吸收和運輸，并促進(jìn)礦質(zhì)離子的運輸；還能增強室內(nèi)的光照強度，以促進(jìn)光合作用。
1擬)下列關(guān)于C3的植物和C4植物的敘述錯誤的是
A．C4植物的維管束鞘細(xì)胞含有的u1?綠體多，體積小
B．C3植物的葉肉細(xì)胞有柵欄組織和海綿組織之分
C．C4植物的維管束鞘細(xì)胞外的部分葉肉細(xì)胞規(guī)則排列
D．C3植物維管束鞘細(xì)胞沒有葉綠體
答案： A 指導(dǎo)：C4植物維管束鞘細(xì)胞含有數(shù)量多，且體積大的葉綠體，故A錯。C4植物維管束呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞內(nèi)為維管束鞘細(xì)胞，外為排列整齊的葉肉細(xì)胞。C3植物無此結(jié)構(gòu)，且C3植物維管束鞘細(xì)胞內(nèi)無葉綠體，不能進(jìn)行光合作用。
2擬)下列關(guān)于甘蔗、玉米葉結(jié)構(gòu)及其光合作用過程的敘述正確的是
①圍繞著維管束的葉肉細(xì)胞排列疏松
②因為葉肉細(xì)胞的葉綠體有正常的基粒，所以水的光解發(fā)生在葉肉細(xì)胞內(nèi)
③NADPH儲存了能量并具有還原性
④C02中的C首先轉(zhuǎn)移到C4中，然后才轉(zhuǎn)移到C3中
⑤光能轉(zhuǎn)化為電能時，電子的最終受體是ATP和NADP+
A．①③⑤ B．②③④
C．②④⑤ D．①②③
答案： B 指導(dǎo)：甘蔗、玉米是C4植物，圍繞著維管束的葉肉細(xì)胞排列緊密，①錯誤。光能轉(zhuǎn)化為電能時，電子的最終受體是ATP和NADPH。⑤錯誤。
3擬)用人工培養(yǎng)基來培養(yǎng)圓褐固氮菌。當(dāng)向無菌培養(yǎng)箱中充入氮氣時，其固氮最和菌落大小比充入無菌空氣時
A.多和人 B．多和小
C．少和大 D．少和小
答案： D 指導(dǎo)：圓褐固氮菌屬于異養(yǎng)需氧型生物，向無菌培養(yǎng)箱中充人氮氣時，由于缺少O2，影響了苗體的正常代謝，菌體繁殖慢，故選D。
4擬)下列關(guān)于氮循環(huán)的敘述中正確的是
A.氮無法直接被一般動、植物體利用
B．大豆根瘤中的根瘤菌是一種與植物共生的真菌
C．氮必須在土壤中轉(zhuǎn)換成硝酸鹽，才能為生物體吸收
D.微生物中只有硝化細(xì)菌能直接利用大氣中的氮
答案： A 指導(dǎo)：一般的動植物不能直接利用氮，只有某些固氮的生物方可直接利用氮，故A對C錯，根瘤菌是一種細(xì)菌，為原核生物，故B錯。微生物中的根瘤菌、圓褐固氮菌均能直接利用大氣中的氮，硝化細(xì)菌不能直接利用大氣中的氮，它可以把NH3轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，故D錯。
5擬)對于栽種農(nóng)作物要“正其行，通其風(fēng)”的解釋，不正確的是
A.有利于充分利用光能
B．有利于釋放氧氣，降低有機物消耗
C．有利于提供較多的CO2，提高光合作用效率
D．有利于通風(fēng)透光，提高光能利用率
答案： B 指導(dǎo)：(本題在知識方面考查了光能利用率、光合作用效率等知識，還考查了運用所學(xué)知識分析解決實際問題的能力。提高農(nóng)作物對光能的利用率，采取的主要措施是延長光合作用時間、增加光合作用的面積、提高光合作用效率。而影響光合作用效率的因素主要有光照強弱的控制、CO2的供應(yīng)、必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)等等。題干中“正其行、通其風(fēng)”寓意著種植農(nóng)作物時，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐摹帮L(fēng)向”選好“行向”，注意行距，合理密植，既有利于充分利用光能，又利于空氣流通，提供較多的C02，從而提高光合作用效率，而不是降低有機物的消耗和利于釋放氧氣，所以B選項不正確。)
6擬)如下圖所示是自然界中氮循環(huán)示意圖，依圖回答下列問題：
(1)大氣中的氮主要通過[ ]__________進(jìn)入生物群落，其次通過[ ]__________、[ ]__________等途徑也可少量供給植物氮素。
(2)圖中A物質(zhì)代表__________,可被土壤中的微生物分解形成B物質(zhì)。B物質(zhì)在土壤細(xì)菌的作用下形成C，C物質(zhì)代表__________。
(3)將11物質(zhì)轉(zhuǎn)化成細(xì)菌，其新陳代謝的類型屬于__________
(4)在__________的情況下，一些細(xì)菌可將C物質(zhì)最終轉(zhuǎn)化成__________返回大氣中，由此可見，土壤中這些微生物在包括氮循環(huán)在內(nèi)的自然界叫中的__________，中起著重要作用。
(5)目前，全世界每年施用的氮索化肥大約有8x107t，這樣做對環(huán)境可能帶來的負(fù)面影響是__________。據(jù)你所學(xué)的知識，提出一種既不會影響環(huán)境，又能滿足農(nóng)作物對氮素需求的方案或設(shè)想：__________
答案：① 生物固氮 ② 閃電固氮 ③ 工業(yè)固氮
答案：尿素及動植物遺體 硝酸鹽
答案：自養(yǎng)需氧型
答案：氧氣不足 氮氣 物質(zhì)循環(huán)
答案：水體的富營養(yǎng)化 將固氮微生物的固氮基因分離出或人工合成后導(dǎo)入農(nóng)作物中，并使之表達(dá)。
指導(dǎo)：此題綜合了氮循環(huán)的有關(guān)問題，又聯(lián)系了農(nóng)作物補充氮素的實際情況，考查學(xué)生分析、綜合的能力以及靈活運用理論知識解決實際問題的能力。
(1)大氣中的氮主要通過生物固氮進(jìn)入生物群落，其次是閃電固氮和工業(yè)固氮。
(2)圖中A物質(zhì)來自動植物，它代表的是動物體內(nèi)的一部分蛋白質(zhì)在分解中產(chǎn)生的尿素等含氮物質(zhì)，以及動植物遺體中的含氮物質(zhì)。它們被土壤中微生物分解后形成B物質(zhì)(氨)，氨經(jīng)過土壤中硝化細(xì)菌的作用，最終轉(zhuǎn)化成C(硝酸鹽)。
(3)硝化細(xì)菌能利用氨氧化成硝酸鹽過程中釋放的化學(xué)能，將C02和H20合成有機物，因此從同化角度看，它屬于自養(yǎng)型，硝化細(xì)菌需在有O：條件下生存，因此從異化角度看，它屬于需氧型。
(4)在氧氣不足的情況下，土壤中的另一些細(xì)菌(反硝化細(xì)菌)可以將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽并最終轉(zhuǎn)化成氮氣，氮氣則返回大氣中。氮循環(huán)屬于自然界的物質(zhì)循環(huán)。
(5)大量施用氮肥，容易引起水體的富營養(yǎng)化。要減少氮素進(jìn)入水體，又要滿足植物對氮素的需要，可借助基因工程，將固氮基因?qū)�人農(nóng)作物中。
Ⅲ新高考探究
1光照較強的夏季中午，光合作用效率高一些的植物是
A小麥 B.大豆 C.甘蔗 D.水稻
答案： C 指導(dǎo)：光照較強的夏季中午，植物葉片上大多數(shù)氣孔關(guān)閉，使葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中的CO2含量很低，這時只有C4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的CO2進(jìn)行光合作用，而C3植物則不能或效率很低，題中只有甘蔗是C4植物。
2C4植物與C4植物葉片中維管束鞘細(xì)胞的主要區(qū)別是完整的葉綠體
A．呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞，里圈是維管束鞘細(xì)胞內(nèi)含沒有基粒的葉綠體
B．呈“花環(huán)型”的全部為葉肉細(xì)胞，含有正常的葉綠體
C．呈“花環(huán)型”的全部為維管細(xì)胞，含有沒有基粒的葉綠體
D．呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞，里圈為維管束鞘細(xì)胞，含有完整的葉綠體
答案： A 指導(dǎo)：C4植物葉片是“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞：里圈是維管束鞘細(xì)胞，內(nèi)含沒有基粒的葉綠體；C3植物葉片有柵欄組織和海綿組織，維管束鞘細(xì)胞中不含葉綠體。
3關(guān)于C4植物和C3植物對CO2的固定的敘述，正確的是
A．C3植物對CO2的固定需要能量，C4植物對CO2的固定不需要能量
B．C3植物對CO2的固定不需要能量，C4植物對CO2的固定需要能量
C．C4植物和C3植物固定CO2的場所完全相同
D．C4植物和C3植物對CO2的固定都發(fā)生一次
答案： B 指導(dǎo)：在C3植物光合作用中CO2的固定不需要耗能CO2+C5 2C3)；在C4植物的C3途徑與C3植物時的C，途徑完全相同，但是C4途徑固定CO2，需PEP的參與。PEP固定CO2時不需要消耗能量，但PEP的形成卻需要消耗能量，因此，C4植物固定CO2需要消耗能量。C3植物對CO2的固定只有1次，發(fā)生在葉肉細(xì)胞葉綠體的基質(zhì)中；C4植物對CO2的固定有2次，1次發(fā)生在葉肉細(xì)胞的葉綠體中，1次發(fā)生在維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中。
4圓褐固氮菌除了具有固氮能力外還能
A.促進(jìn)植物生根
B．促進(jìn)植物開花
C.促進(jìn)植物種子形成
D．促進(jìn)植物的生長和果實發(fā)育
答案： D 指導(dǎo)：圓褐固氮菌是一種自養(yǎng)固氮菌，它不僅有固氮的能力，而且可以分泌植物的生長和果實發(fā)育所需要的生長素，故答案D是正確的。
5固氮生物不包括下列哪一項
A.根瘤菌 B．圓褐固氮菌
C．某些藍(lán)藻 D．豆科植物
答案： D 指導(dǎo)：本題考查固氮微生物的種類。豆科植物能夠獲得大量的氮素是因為根系內(nèi)有大量的根瘤菌，有固氮能力，而豆科植物是不能固氮的。
6將農(nóng)田一晝夜的溫度變化Ⅰ、光照變化Ⅱ和植物吸收CO2的變化Ⅲ數(shù)據(jù)繪成曲線如下圖請回答：
(1)植物在______段內(nèi)制造有機物。
(2)植物在______段內(nèi)積累有機物。
(3)d處凹陷，原因是溫度太高，葉片氣孔關(guān)閉，__________吸收數(shù)墩減少，影響光合作用__________反應(yīng)的效率。
(4)a處突起，原因是下半液溫度偏低，細(xì)胞呼吸__________
(5)曲線Ⅲ與時間直線圍成一塊正面積和一塊負(fù)面積，植物在一晝夜中對有機物的有效積累的多少，取決于這兩塊面積的__________。
答案： b～f
答案：c～e
答案：CO2 暗
答案：減弱(降低)
代數(shù)和
指導(dǎo)：植物只要在光下就可以進(jìn)行光合作用，制造有機物。曲線Ⅱ表示光照變化，所以b～f植物進(jìn)行光合作用，制造有機物，但不一定積累有機物，因為此時段植物還進(jìn)行細(xì)胞呼吸，只有當(dāng)光合大于呼吸即表現(xiàn)為吸收CO2時才積累有機物。Ⅲ號曲線表示CO2=的變化量，因此c～e段積累有機物，Ⅲ曲線d處凹陷，此時正是中午12點左右，光照、溫度均適宜，光合效率反而下降，最大可能就是由于氣孔關(guān)閉導(dǎo)致C02減少所致。。處突起，說明此時細(xì)胞呼吸降低，由曲線I判斷這是由于溫度過低引起的。植物一天中積累量取決于光合作用合成量與細(xì)胞呼吸消耗有機物的差值。也可以說取決于圖中曲線Ⅲ與時間直線圍成的兩塊面積的代數(shù)和。
7將某一綠色植物置于密閉的無色玻璃鐘罩內(nèi)，將此裝置擺在黑暗條件下，測得鐘罩內(nèi)CO2的含量每小時增加8mg；如給予充足的光照后，其中的CO2含量每小時減少36meo據(jù)測定，在上述溫度及光照條件下，該植物進(jìn)行光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖30mg。請回答：
(1)上述條件，植物處在黑暗及光照情況下，細(xì)胞呼吸的強度是__________的。
(2)在光照時，該植物每小時能積累的凈葡萄糖量是_______mg
(3)若一晝夜中先光照6h，接著處在黑暗中舊h，泫植物體內(nèi)有機物含量的變化是_______。
答案：相同
答案：24．55 mg
答案：增加
指導(dǎo)：解答此題關(guān)鍵要明確以下問題：①光照下，光合、呼吸都進(jìn)行，但光合通常大于呼吸，而暗中只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。②只要進(jìn)行光合作用就制造有機物，但只有光合大于呼吸時，有機物才會積累。③弄清CO2、O2和葡萄糖的比例關(guān)系(反應(yīng)式)變化。具體分析如下：
(1)該植物進(jìn)行光合作用每小時能產(chǎn)生30mg葡萄糖。設(shè)合成30mg葡萄糖需消耗CO2 x mg，則根據(jù)光合作用反應(yīng)式知：

葉綠體
6×44 180
x mg 30mg
x=44mg
從上述計算知，該植物每小時光合作用需固定44mgCO2，而實際上環(huán)境中CO2每小時只減少了36 mg，則剩余8 mg(44―36)CO2一定來自這段時間植物自身細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的。因此說明植物處在光照及黑暗條件下，細(xì)胞呼吸的強度相等。 (2)設(shè)光照時，此植物每小時細(xì)胞呼吸消耗的C6H12O6為y mg,則：

y =5.45mg
所以該植物每小時積累的凈葡萄糖量為：30mg-5．45 mg= 24．55 mg。

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