选修部分 第二章 第一节 光合作用

答案： (1)O2
(2)X
CO2
(3)叶绿体基质
(4)增加
(5)
叶肉细胞中的叶绿体、叶肉细胞中的叶绿体和维管束鞘细胞 中的叶绿体 叶肉细胞的叶绿体
考点一
光能在叶绿体中的转换
高考对本考点的考查主要侧重于叶绿体中色素
命 分子对光能的吸收、传递与转化，特别是极少数叶
题 绿素α分子对在光能→电能→ATP与NADPH中活跃 解 化学能的转化问题上，考查频率相对较高，题目多 读 为选择题，有时可与光合作用光反应及暗反应过程 相联系命制综合题。
1．叶绿体的色素(按作用分) (1)能吸收、传递光能的色素：多数叶绿素a、全部的叶绿素 b、叶黄素、胡萝卜素。 (2)能吸收、转换光能的色素：少数特殊状态的叶绿素a。
2．光能在叶绿体中的转换过程
①光能→电能 (1)光反应 ②电能→ATP和NADPH中活跃化学能
(2)暗反应：ATP 和 NADPH 中活跃化学能→有机物中稳定化学能。
(
)
B．Ⅰ：①③④，Ⅱ：②⑤ D．Ⅰ：①③⑤，Ⅱ：②④
解析：高粱是C4植物，围绕维管束的是呈“花环型”的 两圈细胞，其中内圈维管束鞘细胞的叶绿体没有基粒。 大豆属于C3植物，维管束鞘细胞没有叶绿体。 答案： D
4.如图表示在适宜的温度、水分和CO2条件下， 两种植物光合作用强度的变化情况。下列 说法错误的是 ( )
的暗反应都需要光反应提供NADPH与ATP。 答案： D
3．下列表中给出了两种植物(Ⅰ和Ⅱ)，请分析它们分别具 有其中的哪些特征。 ①维管束鞘细胞的叶绿体没有基粒
Ⅰ：高粱
Ⅱ：大豆
②C3植物 ③C4植物 ④维管束鞘细胞没有叶绿体
⑤围绕维管束的是呈“花环型”的两圈细胞
从上表分析可知，下面的组合中正确的是 A．Ⅰ：①③，Ⅱ：③④⑤ C．Ⅰ：①④⑤，Ⅱ：①③
＋ ＋ ＋
)
酶 ②NADP ＋ 2e ＋ H ――→ ④CO2 ＋
酶 ③ADP ＋ Pi ＋ 能 量 ――→ ATP
光能 H2O―――→(CH2O)＋O2 叶绿体 A．①④ C．①② B．①②③ D．①③④
解析：光反应中水发生光解，光能转换成电能，电能转 换为活跃的化学能储存在 NADPH 与 ATP 中，故光反应会 光能 发生①②③的变化。CO2＋H2O―――→(CH2O)＋O2 既有 O2 叶绿体 的产生，又有有机物的产生，包含了光反应与暗反应， 暗反应发生在叶绿体基质中。
5．如图为光合作用过程示意图，A、B、C、W、X、Y、Z代表各 种物质或能量，请据图回答下列问题：
(1)图中B所代表的是____________。 (2)在光照强度不变的情况下，适当增加[ 度可提高Y的产量。 (3)③过程进行的场所是______________________。 ]________的浓
能是C4植物，乙植物最可能是C3植物，乙植物维管束鞘细胞
内不含叶绿体，不如甲植物更适于在高温干旱的环境中生存； 甲植物叶片内花环型结构由维管束鞘细胞和叶肉细胞构成。 答案：A
考点三
提高农作物的光合作用效率
提高农作物光合作用效率在当今粮食、蔬菜、 命 油料作物生产上具重要的实践意义，近年高考常结
题 合具体案例考查光照强度、CO2浓度(通风状况)、矿
A．当光照强度增加到一定程度时，光合作
用强度不再增加，即达到饱和 B．C3植物比C4植物光合作用强度更容易达到饱和 C．C4植物比C3植物光能利用率高 D．水稻是阴生植物，玉米是阳生植物
解析：玉米属于C4植物，水稻是C3植物。根据图示，两条 曲线均呈正相关走向，水稻曲线的饱和点所对应的光照强 度较玉米低，故水稻比玉米光能利用率低。水稻和玉米均 为阳生植物。 答案： D
解析：图甲为C4植物叶片结构，图乙为C3植物叶片结构， 其中A细胞为C4植物维管束鞘细胞，其叶绿体内不含基粒， 不能发生水的光解。C3植物CO2中的碳可与C5结合转移至C3 中。光能转换为电能时，电子最终受体应为NADP＋。 答案： B
3.利用红外测量仪可以灵敏地测量密
闭小室(容积为1 L)中的CO2浓度变
[解析]
本题主要考查光能在叶绿体中的转换，意在考查理
解能力和获取信息的能力。由图可知：U代表具有吸收和传 递光能作用的色素、V代表处于特殊状态下的叶绿素a、W代
表NADPH([H])、X代表NADP＋、Y代表(CH2O)。U在光合作用中
的作用是吸收和传递光能；V在吸收光能后被激发，连续不 断地丢失电子和获得电子，从而形成电子流；W既是还原剂， 又能为暗反应提供能量；U至Y的能量转换经历：光能→电能 →活跃的化学能→稳定的化学能，在叶绿体囊状结构薄膜上 发生的是光能→电能→活跃的化学能，由活跃的化学能→稳 定的化学能是在叶绿体基质中进行的，D错。 [答案] D
2．如图是显微镜下观察到的两类不同植物叶片部分结构示
意图，下列叙述合理的是 ( )
A．图中A、B、C所示的细胞中都能发生水的光解
B．图中B所示的细胞能形成NADPH，既储存了能量，又具
有还原性 C．乙图所示的植物CO2中的碳首先转移到C5中，然后才转 移到C3中 D．甲、乙两种植物光能转换为电能时，电子的最终受体 是ATP和NADP+
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
维管束鞘 叶片结构 构，维管束鞘细 细胞，内层是 叶肉 细胞 胞中不含 叶绿体 外层是
两种类型：①有基粒的叶绿体 叶绿体类 一种类型，位于 位于 叶肉 细胞中②无基粒的 叶肉细胞 中 型 叶绿体位于维管束鞘 细胞中
比较项目
CO2固定途径 CO2最初受体 CO2固定的最 初产物
C3植物
C3途径 五碳 化合物
解 质离子(施肥状况)及灌溉等对光合作用的影响，题 读 型既有选择题，也有非选择题，实验探究题也常出 现。
[示例3]
(2009·北京高考)小麦和玉米的CO2固定量随外
界CO2浓度的变化而变化(如下图)。下列相关叙述不正确的 . 是 ( )
A．小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关 B．CO2浓度在100 mg·L－1时小麦几乎不固定CO2 C．CO2浓度大于360 mg·L－1后玉米不再固定CO2 D．C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2
[示例1]
(2010·重庆高考)如图为光能在叶绿体中转换
的示意图，U、V、W、X、Y代表参与光能转换的物质。
下列选项，错误的是
(
)
A．U在光合作用中的作用是吸收和传递光能
B．V吸收光能后被激发，使H2O分解，产生电子流 C．W为CO2的还原剂，其能量是稳定化学能的来源之一 D．U至Y的能量转换在叶绿体囊状结构薄膜上进行
答案： B
2．下列是两类不同植物叶片部分结构的示意图，在CO2
浓度较低时，下列叙述合理的是
(
)
A．甲乙两种植物细胞中的叶绿体都是结构完整的叶绿体
B．甲植物只有维管束鞘细胞能进行暗反应，乙植物只有叶 肉细胞能进行暗反应 C．有氧的条件下，甲植物维管束鞘细胞中的ATP来源于叶 绿体和线粒体 D．两种植物细胞中的光反应都可以为暗反应提供NADPH与 ATP
C4植物
C3和C4 途径 三碳 化合物(PEP)
C3 化合物
C4 化合物
维管束鞘 细胞的叶 绿体中
暗反应的场所 叶肉 细胞的叶绿体中
三、提高农作物的光能利用率 1．光能利用率 (1)概念：单位土地面积上，农作物通过光合作用所产生的有 机物中含有的能量与这块土地所接受的太阳能的比。 ①延长光合作用 时间 ，如：轮作、套种 2.提高措施②增加光合作用 面积 ，如：合理密植 ③提高光合作用 效率
化。在两个密闭小室中分别放置叶 面积都是10cm2的甲乙两种植物的叶 片，在充足的光照条件下进行测量， 根据结果绘制草图，据此推测( )
A．甲植物可能属于C4植物
B．乙植物维管束鞘细胞内有正常的叶绿体 C．乙植物更适于在高温干旱的环境中生存
D．甲植物叶片内具有由两圈维管束鞘细胞围
成的花环型结构
解析：由图可知在一定时间内，密闭小室内甲中二氧化碳的 浓度下降得快则甲植物吸收二氧化碳的速率快，甲植物最可
[答案]
B
C4植物的特点辨析
1．叶片结构的特点
2．生理过程特点 (1)C4植物固定CO2的过程有两次：CO2→C4→C3。 (2)C3的还原场所是维管束鞘细胞中的叶绿体，因此光合作 用的产物淀粉不在叶肉细胞，而在维管束鞘细胞。
(3)C4植物能够利用叶肉细胞间隙中 含量很低的CO2进行光合作用，因 此C4植物能够适应低浓度的CO2环 境。C4途径固定CO2的能力要比C3
关于该植物的说法不正确的是( ) . A．由细胞A和细胞B共同参与构成“花环型
”结构 B．细胞A中的叶绿体比较大，但没有基粒 C．该植物在炎热的中午也会出现气孔缩小 或关闭现象 D．酶①对CO2的亲和力比酶②高很多
[解析]
由细胞A中将CO2转化为C4可推知，细胞A为C4植物叶
肉细胞，则细胞B为C4植物维管束鞘细胞，细胞A中叶绿体较 小且有基粒，细胞B中叶绿体较大，且无基粒。
1．如图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。在
图示结构上 ( )
A．生物膜为叶绿体内膜 B．在C3植物叶肉细胞及C4植物的维管束鞘细胞中具有该图所 示的结构 C．发生的能量转换是：光能→电能→化学能
D．产生的ATP可用于植物体的各项生理活动
解析：据图可判断该膜是叶绿体内的囊状结构薄膜，这种膜 在维管束鞘细胞中不存在；光反应产生的ATP只用于暗反应。 答案： C
一、光能在叶绿体中的转换 1．光能转换成电能 (1)转换过程：特殊状态的叶绿素 a 接受光能→失电子并 传递给 NADP＋ →再从 水 中夺电子→形成电子流 →使光 能转换成电能 。 (2)物质变化：2H2O――→ 4[H]＋O2 。
2．电能转换成活跃的化学能 酶 NADPH (1)NADP ＋H ＋2e――→ 。