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上的一個拓展，把第一冊的光合作用的光反應階段增加了電子傳遞過程，暗反應階段增加了C4循環，C3、C4植物的區別，因此，關鍵要掌握這些基本內容。高考題中還重視知識的應用，對于這一部分內容關鍵是在理解光合作用過程的基礎上，運用所學知識解決生活實踐中的一些實際問題，即如何提高農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化成氨。要求學生記住固氮產物，這也是氮循環的一個重要環節。
Ⅰ熱門題
【例題】 植物的新陳代謝受外部環境因子(如光、溫度)和內部因子(如激素)的影響，研究內、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系。其葉，的縱坐標表示松樹整體表現出的吸收C02和釋放C02量的狀況，請分析回答：
(1)當光照強度為^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系的曲線，^點的位置應如何移動，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系。在一定范圍內，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，當達到某一定強度時，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。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胞呼吸消耗的有機物相等，但晚上只進行細胞呼吸。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到最高點時，所需要的光照強度比松樹低。
1C，植物葉肉細胞內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；考量C4途徑。C4植物葉肉細胞中C02的固定方式是CO2首先與C3化合物結合形成C4化合物，然后由C4化合物進入維管束鞘細胞的葉綠體中進行C3途徑。
2光合作用光反應產生的物質有
A．C6H12O6、NADPH、ATP B.NADPH、C02、ATP
C NADPH、O2、ATP D．C6H12O6、C02、H20
答案： C 指導：本題主要考查的是光合作用光反應的基本過程和產物。光合作用分為光反應和暗反應兩個階段，光反應是在葉綠體囊狀結構上進行，需光照。光反應中主要有兩個反應：水被分解和光能被貯存。在光照的條件下，少數特殊狀態的葉綠素a吸收光能后被激發從而失去電子，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]結合形成NADPH，光能首先轉變為電能，然后部分電量被ADP結合形成ATP，部分電能儲存于NADPH，所以光反應階段的產物是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(遠小于0．03％)；b適當遮蔭(相當于全光照的 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)最適溫度的變化趨勢是__________
(2)當曲線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 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：在一定的范圍內，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，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(細胞呼吸)，可以采取通風、增施有機肥、氮肥等方法。
Ⅱ 題點經典類型題
【例題】 擬)生產實踐表明：在一定范圍內，提高C02濃度，能提高光合作用。下圖所示，是對某農作物實驗的結果，請據圖分析并回答：(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為坐標軸上的點)
(1)曲線1表明___________。
(2)當CO2濃度為400 mg?L-1時，光合作用最強的相應處是__________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，該農作物有機物和能量代謝的量變關系是__________。
(6)若將該農作物放置于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的環境下，一段時間后，植物周圍的空氣中有沒有可能出現18O2?為什么?
(7)欲提高溫室栽培的葉菜類蔬菜的產量，圖中信息告訴我們，應__________ 。
(8)溫室栽培農什物時，為滿足C02的供應，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。準確解答本題必須正確理解縱橫坐標的含義及數學曲線的變化規律。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，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)適當提高CO2濃度和光照強度
(8)使用干冰或適當燃燒秸稈等 使空氣流通，以補充一定量的C02；可提高室內的空氣溫度，以增強蒸騰作用從而促進作物對水分的吸收和運輸，并促進礦質離子的運輸；還能增強室內的光照強度，以促進光合作用。
1擬)下列關于C3的植物和C4植物的敘述錯誤的是
A．C4植物的維管束鞘細胞含有的u1?綠體多，體積小
B．C3植物的葉肉細胞有柵欄組織和海綿組織之分
C．C4植物的維管束鞘細胞外的部分葉肉細胞規則排列
D．C3植物維管束鞘細胞沒有葉綠體
答案： A 指導：C4植物維管束鞘細胞含有數量多，且體積大的葉綠體，故A錯。C4植物維管束呈“花環型”的兩圈細胞內為維管束鞘細胞，外為排列整齊的葉肉細胞。C3植物無此結構，且C3植物維管束鞘細胞內無葉綠體，不能進行光合作用。
2擬)下列關于甘蔗、玉米葉結構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胞排列疏松
②因為葉肉細胞的葉綠體有正常的基粒，所以水的光解發生在葉肉細胞內
③NADPH儲存了能量并具有還原性
④C02中的C首先轉移到C4中，然后才轉移到C3中
⑤光能轉化為電能時，電子的最終受體是ATP和NADP+
A．①③⑤ B．②③④
C．②④⑤ D．①②③
答案： B 指導：甘蔗、玉米是C4植物，圍繞著維管束的葉肉細胞排列緊密，①錯誤。光能轉化為電能時，電子的最終受體是ATP和NADPH。⑤錯誤。
3擬)用人工培養基來培養圓褐固氮菌。當向無菌培養箱中充入氮氣時，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：圓褐固氮菌屬于異養需氧型生物，向無菌培養箱中充人氮氣時，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)下列關于氮循環的敘述中正確的是
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．氮必須在土壤中轉換成硝酸鹽，才能為生物體吸收
D.微生物中只有硝化細菌能直接利用大氣中的氮
答案： A 指導：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，硝化細菌不能直接利用大氣中的氮，它可以把NH3轉化成硝酸鹽，故D錯。
5擬)對于栽種農作物要“正其行，通其風”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．有利于通風透光，提高光能利用率
答案： B 指導：(本題在知識方面考查了光能利用率、光合作用效率等知識，還考查了運用所學知識分析解決實際問題的能力。提高農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、必需礦質元素的供應等等。題干中“正其行、通其風”寓意著種植農作物時，要根據當地的“風向”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示意圖，依圖回答下列問題：
(1)大氣中的氮主要通過[ ]__________進入生物群落，其次通過[ ]__________、[ ]__________等途徑也可少量供給植物氮素。
(2)圖中A物質代表__________,可被土壤中的微生物分解形成B物質。B物質在土壤細菌的作用下形成C，C物質代表__________。
(3)將11物質轉化成細菌，其新陳代謝的類型屬于__________
(4)在__________的情況下，一些細菌可將C物質最終轉化成__________返回大氣中，由此可見，土壤中這些微生物在包括氮循環在內的自然界叫中的__________，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，這樣做對環境可能帶來的負面影響是__________。據你所學的知識，提出一種既不會影響環境，又能滿足農作物對氮素需求的方案或設想：__________
答案：① 生物固氮 ② 閃電固氮 ③ 工業固氮
答案：尿素及動植物遺體 硝酸鹽
答案：自養需氧型
答案：氧氣不足 氮氣 物質循環
答案：水體的富營養化 將固氮微生物的固氮基因分離出或人工合成后導入農作物中，并使之表達。
指導：此題綜合了氮循環的有關問題，又聯系了農作物補充氮素的實際情況，考查學生分析、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入生物群落，其次是閃電固氮和工業固氮。
(2)圖中A物質來自動植物，它代表的是動物體內的一部分蛋白質在分解中產生的尿素等含氮物質，以及動植物遺體中的含氮物質。它們被土壤中微生物分解后形成B物質(氨)，氨經過土壤中硝化細菌的作用，最終轉化成C(硝酸鹽)。
(3)硝化細菌能利用氨氧化成硝酸鹽過程中釋放的化學能，將C02和H20合成有機物，因此從同化角度看，它屬于自養型，硝化細菌需在有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，土壤中的另一些細菌(反硝化細菌)可以將硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽并最終轉化成氮氣，氮氣則返回大氣中。氮循環屬于自然界的物質循環。
(5)大量施用氮肥，容易引起水體的富營養化。要減少氮素進入水體，又要滿足植物對氮素的需要，可借助基因工程，將固氮基因導人農作物中。
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：光照較強的夏季中午，植物葉片上大多數氣孔關閉，使葉片內細胞間隙中的CO2含量很低，這時只有C4植物能夠利用葉片內細胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用，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胞的主要區別是完整的葉綠體
A．呈“花環型”的兩圈細胞，里圈是維管束鞘細胞內含沒有基粒的葉綠體
B．呈“花環型”的全部為葉肉細胞，含有正常的葉綠體
C．呈“花環型”的全部為維管細胞，含有沒有基粒的葉綠體
D．呈“花環型”的兩圈細胞，里圈為維管束鞘細胞，含有完整的葉綠體
答案： A 指導：C4植物葉片是“花環型”的兩圈細胞：里圈是維管束鞘細胞，內含沒有基粒的葉綠體；C3植物葉片有柵欄組織和海綿組織，維管束鞘細胞中不含葉綠體。
3關于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的固定都發生一次
答案： B 指導：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，發生在葉肉細胞葉綠體的基質中；C4植物對CO2的固定有2次，1次發生在葉肉細胞的葉綠體中，1次發生在維管束鞘細胞的葉綠體中。
4圓褐固氮菌除了具有固氮能力外還能
A.促進植物生根
B．促進植物開花
C.促進植物種子形成
D．促進植物的生長和果實發育
答案： D 指導：圓褐固氮菌是一種自養固氮菌，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．某些藍藻 D．豆科植物
答案： D 指導：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數據繪成曲線如下圖請回答：
(1)植物在______段內制造有機物。
(2)植物在______段內積累有機物。
(3)d處凹陷，原因是溫度太高，葉片氣孔關閉，__________吸收數墩減少，影響光合作用__________反應的效率。
(4)a處突起，原因是下半液溫度偏低，細胞呼吸__________
(5)曲線Ⅲ與時間直線圍成一塊正面積和一塊負面積，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)
代數和
指導：植物只要在光下就可以進行光合作用，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行細胞呼吸，只有當光合大于呼吸即表現為吸收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閉導致C02減少所致。。處突起，說明此時細胞呼吸降低，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和。
7將某一綠色植物置于密閉的無色玻璃鐘罩內，將此裝置擺在黑暗條件下，測得鐘罩內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據測定，在上述溫度及光照條件下，該植物進行光合作用每小時能產生葡萄糖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，泫植物體內有機物含量的變化是_______。
答案：相同
答案：24．55 mg
答案：增加
指導：解答此題關鍵要明確以下問題：①光照下，光合、呼吸都進行，但光合通常大于呼吸，而暗中只進行細胞呼吸。②只要進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和葡萄糖的比例關系(反應式)變化。具體分析如下：
(1)該植物進行光合作用每小時能產生30mg葡萄糖。設合成30mg葡萄糖需消耗CO2 x mg，則根據光合作用反應式知：
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胞呼吸產生的。因此說明植物處在光照及黑暗條件下，細胞呼吸的強度相等。 (2)設光照時，此植物每小時細胞呼吸消耗的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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