2023新教材高考生物一轮第三单元细胞的能量供应和利用课堂互动探究案3光合作用课件

光合作用\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n知识点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构1．绿叶中色素的提取和分离实验(1)实验原理有机溶剂层析液\n(2)实验步骤二氧化硅防止色素被破坏无水乙醇使扩散均匀滤液细线\n(3)实验结果及分析橙黄色色素种类色素含量溶解度\n2．叶绿体的结构及其中的色素(1)光合作用的结构——叶绿体囊状结构光合色素光反应基质暗反应\n(2)色素的吸收光谱①色素的功能：叶绿素主要吸收_____________；类胡萝卜素主要吸收________。②色素吸收光的范围：一般叶绿体中的色素只吸收可见光(可见光的波长范围大约是400～760nm)，对红外光和紫外光不吸收。红光和蓝紫光蓝紫光\n知识点二　探究光合作用的部分经典实验科学家关键设计或现象实验结论(观点)希尔离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气水在叶绿体中光解、产生____鲁宾和卡门光合作用释放的氧气全部来自____阿尔农在光照下，叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随叶绿体中水的光解过程伴随ATP合成卡尔文用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性：14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5光合产物中的碳来自________氧气水二氧化碳\n知识点三　光合作用的过程(1)图中：①____，②________，③____，④____。O2NADPH2C3CO2\n(2)光反应和暗反应的比较项目光反应暗反应条件______、色素、酶____、NADPH、____、多种____场所________________物质变化光ATPCO2酶类囊体薄膜叶绿体基质H＋＋O2ATPCO22C32C3(CH2O)\n能量变化光能转化为ATP中____________ATP中____________转化为有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供____________，暗反应为光反应提供__________________。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成活跃的化学能活跃的化学能NADPH和ATPNADP＋、ADP和Pi\n(3)光合作用和化能合成作用的比较项目光合作用化能合成作用区别能量来源________________________代表生物绿色植物________相同点都能将________等无机物合成有机物光能氧化无机物放出的能量硝化细菌CO2和H2O\n知识点四　光合作用原理的应用1．光合作用强度糖类消耗量生成量\n2．影响光合作用强度的因素水分温度CO2浓度强度\n基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)1．阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时形成的不同颜色的光带叫作光谱。(必修1P98正文)()2．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(必修1P99图5－12)()3．叶绿体中的色素一般只利用波长在400～760nm之间的可见光。(必修1P99学科交叉)()4．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。(必修1P100正文)()5．光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿体基质中。(必修1P100正文)()√√√××\n6．夏天叶片呈绿色是叶片吸收绿光导致的，秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的。(必修1P101概念检测1)()7．绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。(必修1P98探究·实践)()8．未加入CaCO3，色素会被破坏。(必修1P98探究·实践)()9．滤纸条上扩散速度最快的是叶绿素a。(必修1P98探究·实践)()10．光反应必须在光照下进行，暗反应必须在暗处进行。(必修1P103正文)()11．叶绿体中光合色素吸收的光能，一方面用于H2O分解产生氧和NADPH；一方面用于ATP的合成。(必修1P103正文)()12．水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。(必修1P103相关信息)()×√√××√√\n13．NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。(必修1P103正文)()14．光合作用制造的有机物中的氧来自水。(必修1P104正文)()15．C3是指三碳化合物——3磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖1，5二磷酸(RuBP)。(必修1P104相关信息)()16．光合作用的产物有淀粉和蔗糖，淀粉和蔗糖可以进入筛管，通过韧皮部运输到植株各处。(必修1P104相关信息)()17．光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。(必修1P104正文)()√×√×√\n二、连一连光合作用的探究历程\n三、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修1P97问题探讨拓展]有的植物工厂在种植蔬菜等植物时，完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝紫色和白色的光源，这是为什么？提示：红色光源、蓝紫色光源发出的分别是红光、蓝紫光，光合色素对红光、蓝紫光吸收最多。白光是复合光，含有不同波长的光，光合色素能吸收更多的光。\n2．[必修1P99旁栏思考]植物工厂里不用发绿光的光源，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。3．[必修1P101拓展应用1拓展]海洋中绿藻、褐藻、红藻在海洋中的垂直分布大致依次是浅层、中层、深层。分析原因：这种现象与__________________________________。绿色光源发出绿色的光，这种波长的光被光合色素吸收的最少，不适合用于植物工厂不同颜色的藻类吸收不同波长的光有关\n4．[必修1P98探究·实践拓展]分离叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现4个不同颜色的同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？提示：①胡萝卜素(橙黄色)，②叶黄素(黄色)，③叶绿素a(蓝绿色)，④叶绿素b(黄绿色)。\n5．[必修1P102思考·讨论拓展]希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，理由是__________________________________________________________________________________________。水的光解实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与\n6．[必修1P102思考·讨论拓展]模拟鲁宾和卡门的实验时，能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记吗？为什么？提示：不能，因为若CO2和H2O中的氧均标记，则无法分辨氧气的来源。\n7．[必修1P103图5－14拓展]假如白天突然中断了CO2的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是____。突然停止光照，叶绿体内含量减少的物质是________________。C5ATP、NADPH、C5\n8．[必修1P103图5－14拓展]下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质，甲、乙为结构。(1)图中所示的过程属于光合作用的________阶段，甲为__________。(2)图中a为________，b为________。当外界CO2浓度升高时，b的含量会暂时________。(3)该过程将光能转化为化学能储存在_________中。(4)乙为叶绿体基质，是________________的场所。光反应类囊体薄膜氧气NADPH下降b和ATP光合作用暗反应\n高效课堂\n考点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构任务驱动·探究突破任务1对影响叶绿素合成因素的分析(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中________合成叶绿素，叶片会________，离体叶绿素在强光下易分解。(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关______的活性，一般叶绿素合成的最低温度是2～4℃，最适温度是30℃，另外，低温时叶绿素容易被破坏，叶子会变黄。(3)矿质元素：叶绿素合成的必需元素，如氮、镁；叶绿素合成的辅助成分，如铁、铜是某些酶的活化剂。植物如果缺______________后叶绿素都不能合成，叶子会变黄。不能发黄酶氮、镁、铁、铜\n任务2不同色素对光的吸收及应用分析(1)不同色素对光的吸收①叶绿体中的色素只吸收________，而对红外光和紫外光等________。②叶绿素主要吸收____________。类胡萝卜素主要吸收________。(2)不同色素对光吸收的应用①无色透明大棚能透过日光中各色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率________。②叶绿素对________光吸收最少，因此______色塑料大棚中植物的光合效率最低。可见光不吸收红光和蓝紫光蓝紫光最高绿绿\n关于光合色素的4点提醒(1)可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体(如蓝细菌等)，但是都含有光合色素。(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。(3)植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。(4)植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。\n任务3研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养科学思维(1)(选择性必修1P106“相关信息”)为什么植物体主要吸收红光和蓝光？(2)(必修1P97“问题探讨”)植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源，靠人工光源生产蔬菜有什么好处？提示：植物体中含有光敏色素(吸收红光和远红光)和感受蓝光的受体，因此植物体主要吸收红光和蓝光。提示：用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。\n考向分类·对点落实考向一色素的种类及功能的综合考查1.[经典高考]关于叶绿素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光答案：D解析：叶绿素a和叶绿素b都含有Mg，A正确；叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应，B正确；叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b，C正确；植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射出来，D错误。\n2．[经典高考]红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是()A．红枫叶片不含叶绿素B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用答案：C解析：红枫叶片含叶绿素，可进行光合作用；红枫叶片呈红色是因液泡中含有色素，其色素不能吸收光能进行光合作用。\n色素与叶片的颜色正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色\n考向二根据吸收光谱确定光合色素的功能3.[2022·河北衡水中学调研]下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是()A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光B．用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D.土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长的光的利用量显著减少答案：C\n解析：由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400～500nm，A正确；叶绿体中的色素吸收450nm波长的光比吸收600nm波长的光要多，B正确；由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多，光反应产生的ATP和[H]增多，暗反应中C3的还原量增多，则叶绿体中C3的量减少，C错误；叶绿素吸收420～470nm波长的光较多，当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420～470nm波长的光变少，D正确。\n4．[2022·北京朝阳区一模]为探究和开发天然食用色素，某研究小组取等量相同品种的红枣，用某种溶剂提取红枣中水溶性的红色素，用紫外光谱仪测定不同温度下提取液的吸光度(吸光度越大，红色素含量越高)，实验结果如图所示。下列分析合理的是()A．不同品种红枣的红色素含量相同B．提取红色素的较适宜温度在60～80℃之间C．提取红枣中的红色素与提取光合色素的溶剂相同D．实验目的是探究温度对红枣中红色素合成的影响答案：B\n解析：不同品种的红枣色泽不同，红色素含量不相同，A错误；分析柱形图可知，用某种溶剂提取红枣中水溶性的红色素，在60～80℃之间，红色素含量最高，B正确；光合色素是脂溶性色素，红枣中红色素是水溶性的，提取红枣中的红色素与提取光合色素的溶剂不相同，C错误；实验目的是探究温度对红枣中红色素提取量的影响，D错误。\n等级考必考教材实验❻——绿叶中色素的提取和分离任务1分析绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象出现的原因异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅①未加_________，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液__________太少；③一次加入大量的________，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；④未加______或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠①滤液细线____；②滤液细线____滤纸条无色素带①忘记画滤液细线；②滤液细线触及______，且时间较长，色素全部溶解到______中二氧化硅色素(叶绿素)无水乙醇碳酸钙不直过粗层析液层析液\n任务2研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养(1)为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？(2)研磨时为什么要迅速？研磨时为什么还要加入少量的CaCO3和SiO2?(3)盛放滤液的试管口为什么要加棉塞？提示：新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。提示：无水乙醇易挥发，因此研磨要迅速。二氧化硅有助于研磨得充分；碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。提示：防止乙醇挥发和色素氧化。\n(4)滤纸为什么需预先干燥处理？在制备滤纸条时，为什么将一端的两个角剪掉？(5)为什么画滤液细线要直、细、匀，而且待滤液细线干燥后再重复画一两次？提示：干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散；剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而保证色素带分离整齐。提示：画滤液细线要直、细、匀的目的是使分离出的色素带平整不重叠；滤液细线干燥后再重复画一两次，增加色素含量，使分离出的色素带清晰分明。\n(6)在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液液面？(7)分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。提示：滤纸条上的滤液细线触及层析液，会使色素直接溶解到层析液中，结果使滤纸条上得不到色素带。提示：不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之，色素带窄。\n(8)如图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。提示：①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。\n考向分类·对点落实考向一教材实验的基础考查1.[经典高考]下列用新鲜菠菜叶进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止色素被破坏B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C．为获得10mL提取液，研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失答案：B\n解析：CaCO3可防止色素被破坏，应在研磨时加入，A错误；即使菜叶剪碎不够充分，色素量不足，但色素种类并没有减少，也可提取出4种光合色素，B正确；由于乙醇易挥发，故为获得10mL提取液，研磨时应加入多于10mL的乙醇，C错误；叶绿素条带会因色素分解而淡化、消失，不会随层析液挥发消失，D错误。\n2．[经典高考改编]为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体中的色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述错误的是()A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次答案：D\n解析：由图示可知，强光下Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿素含量降低，A正确；由图可知，强光下明显叶绿素含量低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加利于植物抵御强光照，B正确；Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同，C正确；画滤液线时，滤液在点样线上画2～3次，D错误。\n3．[2022·江苏淮安模拟]甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。\n下列分析，错误的是()A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C．丙可能是正确操作得到的理想结果D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3答案：C解析：叶绿体中的色素属于有机物，易溶于无水乙醇等有机溶剂，难溶于水，所以不能用蒸馏水作提取液和层析液，A正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，色素浓度太低导致的，B正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不应该是正确操作得到的理想结果，C错误；丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入破坏了叶绿素，因为与类胡萝卜素相比，叶绿素更易受到破坏，D正确。\n考向二教材实验的拓展考查4.[2022·河北冀州中学段考]下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是()A．提取色素时，要加入SiO2和CaCO3，并进行充分研磨B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C．实验结果①可说明叶绿素合成需要光照D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多答案：B\n解析：提取色素时加入SiO2是为了研磨充分，而加入CaCO3是为了防止色素分子被破坏，A正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B错误；实验结果①色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C正确；实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D正确。\n5．[经典高考]中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。Ⅰ.提取叶绿素\nⅡ.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25℃)下进行实验，方法和结果如下表。注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。实验组号叶绿素溶液/mL调pH至处理时间/min溶液颜色①3.0Y10绿色②3.07.010绿色③3.06.010黄绿色④3.05.010黄褐色\n根据所学知识和实验结果，请回答问题。(1)提取食用叶绿素的X应该为__________________________，原因是___________________________________________。(2)表中Y应该为________，原因是_________________________________________________________。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于________食品，否则_____________________________________。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。______________________________________________________________________________。对人无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂，并且应考虑溶剂对人体的影响8.0实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响酸性由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画色素滤液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带\n解析：叶绿素易溶于有机溶剂，如无水乙醇中；探究pH对叶绿素稳定性的影响时，要有酸性、中性和碱性等不同条件；由表格信息可知，酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色；可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。\n[师说技巧]明确题干信息，抓准自变量题意明确提出：“探究pH对叶绿素稳定性的影响”，显然本实验的自变量是“pH”；据表中信息可以看出，因变量是色素的“颜色”；本实验采用设计pH梯度进行定量探究。分析表格可知，②③④组的pH相差1.0，可推断pH梯度值是1.0，因此实验组①的pH应是8.0。为保证实验结果的准确性，不同实验组叶绿素溶液的量及处理时间都要严格遵循等量原则和单一变量原则。\n考点二　光合作用的探究历程及过程任务1光合作用的过程分析光、色素、酶等类囊体薄膜ATP和NADPH中活跃的化学能叶绿体基质有机物中稳定的化学能\n(1)反应式及元素去向的分析：①反应式：(以生成C6H12O6为例)：______________________________________。6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O3H2O[3H](C3H2O)(14CH2O)\n(2)光反应中光能转化成的活跃化学能仅贮存于ATP中吗？_________________________________________________________。(3)光反应产生的[H]与细胞呼吸产生的[H]是否为同一类物质？__________________________________________________________________________________________________________________。不是。除ATP外，还贮存于NADPH中不是。光反应产生的[H]为NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，细胞呼吸产生的[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)\n有关光合作用的几点提醒(1)光合作用产生的[H]不同于细胞呼吸产生的[H]，且[H]既不是H＋，也不是H，其中前者是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，后者为还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)光合作用水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。(3)在暗反应中NADPH既作为还原剂，也能为C3的还原提供能量。(4)光反应产生的ATP用于C3的还原，不用于其他生命活动。\n任务2对环境因素改变引起物质含量动态变化的判断(1)“过程法”分析各物质变化下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：C3C5C3C5\n(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化注：C3的起始值高于C5，约是其2倍。C3C5C5C3C5C3C3C5\n(3)连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析①光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。②持续光照条件下，会造成NADPH、ATP的过度积累，利用不充分；光照和黑暗间隔条件下，NADPH、ATP基本不积累，能够被充分利用；因此在光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量________。例如：若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲一直光照10分钟，黑暗处理10分钟；乙光照5秒，黑暗处理5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲________乙。多＜\n[名师提醒](1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，NADPH和ATP含量变化是一致的。(3)具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定，消耗于C3的还原；C5产生于C3的还原，消耗于CO2的固定)，才能避开试题陷阱。\n任务3光合作用与有氧呼吸的比较能量变化光合作用有氧呼吸光能→化学能(储能)________________实质________________分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体________________条件只在光下进行有光、无光都能进行联系有机物中稳定的化学能→ATP和NADH中活跃的化学能和热能合成有机物，储存能量细胞质基质和线粒体\n任务4研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养(1)(教材必修1P102“思考·讨论”材料思考)1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在无CO2的条件下给予光照，可以释放出氧气，由此实验你能得出什么结论？提示：离体叶绿体在有铁盐或其他氧化剂的水溶液中光照可产生O2。\n(2)(教材必修1P104正文拓展)光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30s的时间，放射性代谢产物多达几十种，缩短时间到7s，发现放射性代谢产物减少到12种。如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是____________________________________提示：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。\n考向一教材经典实验的拓展考查1.[2022·北京海淀区阶段考]希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原。希尔反应式：H2O＋氧化态电子受体→还原态电子受体＋1/2O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下面关于希尔反应和阿尔农发现的叙述错误的是()A．光合作用释放的O2来自水而不是CO2B．NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体薄膜上C．希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D．光合作用的需光过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH答案：B\n解析：由题中的信息(希尔反应式)可知，光合作用过程中产生的氧气来自参加反应的水，A正确；从希尔反应和阿尔农发现的叙述，得不出NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；希尔反应和有机物的合成过程为两个过程，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以进行有机物的合成，C正确；在光下的叶绿体可以积累NADPH和ATP，撤去光照后，NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗，D正确。\n2．下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较，不正确的是()A.Y2的质量大于Y3的质量B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量C．②中水的质量大于④中水的质量D．试管①的质量大于试管②的质量答案：C\n解析：Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3，A正确；④中小球藻中含有O)的有机物，而①中小球藻含有(CH2O)的有机物，故④中小球藻质量大于①中的小球藻质量，B正确；④和②中的水都为O，且含量相同，因此质量相等，C错误；在试管①和②中原有质量相等的情况下，②中释放出的是18O2，而①中释放出的是O2，故剩余质量①大于②，D正确。\n考向二光合作用中的经典实例拓展3.[海南卷]将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法，正确的是()A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B.若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量答案：A解析：光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解，产生氧气，A正确；叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，B、C错误；水在叶绿体中分解产生氧气时，不仅不需要ATP提供能量，而且还能产生ATP，D错误。\n4．[经典高考]为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是()A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液答案：B解析：空气中有氧气，因此实验条件中不能有空气；光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可释放出CO2。\n考向三光合作用过程中条件改变中间产物含量的变化5.[2022·锦州质检]光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是()A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加C．突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小D．突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小答案：B\n解析：突然中断CO2供应会导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，A错误；突然中断CO2供应使C3含量减少，进而使ATP和NADPH含量增多，所以ATP/ADP比值增加，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和NADPH含量减少，进而使C3含量增多、C5含量减少，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提高，ATP和NADPH含量增加，ATP/ADP比值增加，D错误。\n6．(不定项选择)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内可能发生的现象是()A．O2的产生停止B．CO2的固定加快C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降答案：ACD解析：用黑布将培养瓶罩住，光反应停止，氧气的产生停止，A会发生；光反应停止，NADPH和ATP的产生也停止，导致暗反应C3的还原速度减慢，C3在叶绿体内积累导致二氧化碳的固定减慢，B不会发生；光反应停止，ATP的生成减少，ATP/ADP比值下降，C会发生；光反应停止，NADPH的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，D会发生。\n考向四光合作用过程的综合考查7.(不定项选择)如图所示为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B代表物质。下列叙述错误的是()A．叶绿体能将光能转变为化学能储存在有机物中B．①上产生的B物质移动到②参与CO2的固定C.②中产生的NADP＋移动到①上参与H2O的光解D．①上产生的A物质可用于CO2的固定和C3的还原答案：BD\n解析：叶肉细胞光合作用的场所是叶绿体，叶绿体通过光合作用将光能转变为化学能储存在有机物中，A正确；①类囊体薄膜上产生的B物质NADPH移动到②叶绿体基质中，参与C3的还原，形成糖类等有机物，B错误；②叶绿体基质中产生的NADP＋移动到①类囊体薄膜上参与H2O的光解，C正确；①类囊体薄膜上产生的A物质ATP可用于C3的还原，而CO2的固定不需要消耗能量，D错误。\n8．(不定项选择)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验：先将叶绿体浸泡在pH＝4的溶液中，使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH＝8的溶液中，结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测，下列说法正确的是()A.植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATPB．此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H＋梯度C．叶绿体光下产生ATP，其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H＋梯度D．此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气答案：BCD\n解析：正常情况下，植物叶片叶绿体在光照下可以合成ATP，而在黑暗条件下不能合成ATP，A错误；根据题意可知，当类囊体腔中的H＋浓度高于叶绿体基质(或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔)时，此叶绿体在黑暗中可以合成ATP，B正确；叶绿体在光下产生ATP，其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H＋梯度，C正确；此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会发生水的光解，因此没有氧气的产生，D正确。\n考点三　影响光合作用的因素及在生产上的应用任务驱动·探究突破任务1光合作用强度的表示方法(1)含义：植物在单位时间内通过光合作用制造______的数量。(2)两种表示方法①单位时间内原料的______。②单位时间内产物的______。糖类消耗量生成量\n任务2影响光合作用的因素有哪些(1)内部因素①与植物自身的遗传特性(如植物品种不同)有关，以阴生植物、阳生植物为例：如图所示。②植物叶片的叶龄、叶面积指数、___________及酶等也会影响光合作用，如图所示。叶绿素含量\n(2)外部因素①单因子变量对光合作用影响的曲线分析因素原理图像应用光照强度影响______阶段，制约ATP及______的产生，进而制约暗反应欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点温室大棚适当提高________可以提高光合作用速率光反应NADPH光照强度\n二氧化碳浓度影响______阶段，制约____的生成大气中______过低时(OA段)植物无法进行光合作用①大田中增加空气流动，以增加______，如“正其行，通其风”②温室中可增施有机肥，以增大______温度通过影响______进而影响光合作用(主要制约暗反应)①大田中适时播种②温室中，适当增加________，保证植物有机物的积累暗反应C3CO2浓度CO2浓度CO2浓度酶活性昼夜温差\n必需矿质元素可通过所构成的与光合作用相关的化合物，对光合作用产生直接或间接影响(如K＋可影响光合产物的运输和积累)①合理施肥促进叶面积增大，提高酶合成速率，加快光合作用速率②施用有机肥，有机肥被微生物分解后既可补充______又可提供各种矿质元素CO2\n②多因子对光合速率的影响a.曲线分析：P点：限制光合速率的因素应为________坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。横\nb．应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高________，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加________浓度，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。温度CO2\n考向分类·对点落实考向一影响光合作用因素的模型分析1.[2022·江苏南京师大附中高三二模]某团队研究不同浓度的草甘膦(除草剂)对加拿大一枝黄花和本地白茅在单种、混种情况下净光合速率的影响，结果如下(其中P组净光合速率为0)。\n据图分析，下列叙述不正确的是()A．受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花B．P组白茅产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质C．据实验结果推测，草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点D．0.6mL/L的草甘膦使单种与混种白茅净光合速率的下降量相同答案：D\n解析：据图可知，用不同浓度的草甘膦处理后，混种的加拿大一枝黄花的净光合速率最大，故受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花，A正确；P组净光合速率为0，此时白茅的光合速率与呼吸速率相等，光合作用与呼吸作用都可以产生ATP，产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，B正确；据图分析可知，草甘膦作用下两种植物的净光合速率都下降，故草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点，C正确；据图分析，0.6mL/L的草甘膦处理时，单种本地白茅的净光合速率下降量约为12－2＝10，而混种时下降量约为7－1＝6，故下降量不同，D错误。\n2．[2022·德州一模]如图为在不同光照强度下测定的甲、乙两种植物的光合作用强度变化曲线。下列说法正确的是()A．在连续阴雨的环境中，生长受到影响较大的是植物甲B．光照强度为M时，植物乙的光合速率高于植物甲C．光照强度大于500lx时，植物乙对光能的利用率比植物甲高D．光照强度大于1000lx时，限制植物乙光合速率的环境因素是光照强度答案：A\n解析：据图分析可知，植物甲对光能的利用高，需要较强的光照，植物乙在光照较弱的条件下光合作用强度较大，故阴雨天气受影响较大的是植物甲，A正确；光照强度为M时，两种植物的净光合速率相等，但植物甲的呼吸速率大于植物乙，故植物甲的光合速率(呼吸速率＋净光合速率)高于植物乙，B错误；据图分析可知，光照强度大于500lx时，植物乙CO2吸收量较甲低，故植物乙对光能的利用率比植物甲低，C错误；在1000lx之前，植物乙的光合速率已不再随光照强度增大而增加，故当光照强度大于1000lx时，限制植物乙光合速率的环境因素不再是光照强度，D错误。\n3．(不定项选择)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶肉细胞的生理指标如表所示。光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强。物种指标马尾松苦槠石栎青冈光补偿点(千勒克斯)731.51光饱和点(千勒克斯)1163.32.5\n下列分析不正确的是()A．光强大于7千勒克斯，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B．光强小于6千勒克斯，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是CO2浓度C．森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量D．在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大，青冈的种群密度将会增加答案：ABC\n解析：马尾松的光补偿点为7千勒克斯，当光强大于7千勒克斯时，光合作用强度大于呼吸作用强度，因此叶肉细胞叶绿体产生的氧气会有一部分释放到细胞外，A错误；光强小于6千勒克斯时，苦槠光合速率未达到最大，此时影响苦槠光合速率的主要因素是光照强度，B错误；生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量，C错误；从表格数据可知，青冈需较弱的光照强度，当树冠密集程度增大时，有利于青冈的生长，种群密度会增加，D正确。\n考向二影响光合作用因素的综合考查4.[经典高考]为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。\n回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是__________________________________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_______，这些反应发生的部位是叶绿体______。(2)A、B、C三组处理相比，随着________________的增加，使光下产生的___________________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质光照和黑暗交替频率ATP和[H](或NADPH)\n解析：(1)光合作用过程可分为光反应和暗反应两个阶段。一般情况下，光反应的速率比暗反应快，持续光照，光反应产生的[H](或NADPH)和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率，若光照和黑暗间隔3.75ms交替进行，有利于充分利用光反应的产物，从而提高了对光能的利用率，同时C组叶片只进行了D组一半光照时间，光合作用产物相对含量就已经达到94%；故在单位时间内，C组有机物合成量高于D组。通过C组和D组比较，光合作用中存在不需要光而可进行的暗反应，其场所为叶绿体基质。(2)本实验的自变量为光照和黑暗的交替频率，随着交替频率增加，光反应产生的ATP和[H](或NADPH)能及时被暗反应消耗并及时再生，提高了光合作用效率。\n各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合起作用，但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。在分析多因子对光合作用的影响时，首先要识别坐标中有几个因子，它们是如何影响代谢过程的，更重要的是，能对多条曲线进行对比，通过对比说明问题。对比时，要注意学会消除多变量，使多变量转换成单一变量。\n考点四　光合作用与细胞呼吸的关系及相关实验探究任务驱动·探究突破任务1光合作用与细胞呼吸之间的联系\n(1)物质方面C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2O：H2OO2H2OH：H2ONADPH(CH2O)[H]H2O(2)能量方面光能ATP和NADPH中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能暗反应有氧呼吸Ⅱ光反应有氧呼吸Ⅲ光反应暗反应有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ有氧呼吸Ⅲ光反应暗反应细胞呼吸热能\n任务2在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的测定与计算(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示________。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示____________。呼吸速率净光合速率\n(3)根据光合作用和呼吸作用的反应式进行计算：光合作用：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O有氧呼吸：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量①光合作用释放6molO2需要消耗12molH2O。②光反应阶段，12molH2O光解产生24mol[H]，在暗反应中用于还原6molCO2，并产生6molH2O。③每分解1molC6H12O6，需要消耗6molO2，产生6molCO2。\n④真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：a．光合作用产生的O2量＝实测的O2________＋细胞呼吸消耗的O2量。b.光合作用固定的CO2量＝实测的CO2________＋细胞呼吸释放的CO2量。c．光合作用制造的葡萄糖量＝葡萄糖的______________＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。释放量吸收量积累量(增重部分)\n(4)光合速率与呼吸速率的常用表示方法：真正光合速率O2__________速率CO2固定速率有机物__________速率净光合速率O2释放速率CO2______速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2______速率黑暗中CO2_____速率有机物消耗速率产生(生成)产生(制造、生成)吸收吸收释放\n(5)下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。图①：表示黑暗中，只进行________。图②：表示细胞呼吸速率______光合作用速率。图③：表示细胞呼吸速率______光合作用速率。图④：表示细胞呼吸速率______光合作用速率。细胞呼吸＝＜＞\n(6)叶绿体吸收CO2的量属于真正光合作用还是净光合作用？_______________。真正光合作用\n(7)光合速率的测定方法Ⅰ“液滴移动法”①绿色组织在______条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数值为呼吸速率。②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。③表观(净)光合速率的测定方法。(如下图)黑暗\na．条件：整个装置必须在光下。b．NaHCO3溶液的作用：玻璃杯中的NaHCO3溶液保证了容器内______浓度的相对恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。c.植物光合速率指标：植物光合作用释放________，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴________移。单位时间内水滴________移的体积即是表观光合速率。CO2氧气右右\nⅡ“黑白瓶法”黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为____________值，用白瓶(有光照的一组)测得的为__________________值，综合两者即可得到__________________值。Ⅲ“称重法”将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表___________________值，综合两者可计算出__________________值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。细胞呼吸强度表观(净)光合作用强度真正光合作用强度表观(净)光合作用强度真正光合作用强度\n任务3光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应向____移，反之向____移。(2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应向____移，反之向____移。(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向____移动。右左右左左\n任务4植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析\n图1的B点，图2的B′C′段形成的原因是：凌晨温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。图1的C点、图2的C′点：此时开始出现光照，光合作用启动。图1的D点、图2的D′点：此时光合作用强度________细胞呼吸强度。图1的E点、图2的F′G′段形成的原因是：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。图1的F点、图2的H′点：此时光合作用强度________细胞呼吸强度，之后光合______呼吸。图1的G点、图2的I′点：此时光照强度降为________，光合作用____________。等于等于小于0停止\n[技巧归纳]光照强度、二氧化碳浓度与光合速率的关系曲线(1)解答有关光合作用的坐标曲线题时，要注意对“四点三趋势”(起点、折点、交点和终点以及升、平、降三种变化趋势)的生物学意义的分析，命题者常从这些特征性的地方作为命题的切入点。(2)光合总产量和净产量的常用判断方法：若CO2的吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量；光下植物对CO2吸收量、O2的释放量和有机物的积累量都表示净产量；光合作用对CO2固定量、O2的产生量和有机物的制造量表示光合总量。\n考向分类·对点落实考向一光合作用与细胞呼吸过程的联系1.[2022·淮北一模]绿色植物光合作用和呼吸作用之间的能量转换如图所示，图中①～⑥代表物质，有关叙述错误的是()A．植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在NADPH和①中B．叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都具有还原性C．给植物提供，短时间内生成的O2和CO2均可含18OD．物质④在叶绿体基质中合成，在线粒体基质中分解答案：D\n解析：植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在NADPH和①ATP中，A正确；叶绿体中的NADPH参与C3的还原，线粒体中的NADH与氧结合生成水，二者都具有还原性，B正确；给植物提供O参与光反应生O参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2，因此短时间内生成的O2和CO2均可含18O，C正确；物质④为葡萄糖，在叶绿体基质中合成，在细胞质基质中分解，D错误。\n2．[2022·湖南益阳模拟]下图所示为叶肉细胞内氢元素的部分转移路径，其中[H]是还原型辅酶Ⅰ或Ⅱ，①～④表示生理过程。下列相关叙述，正确的是()H2O[H]C6H12O6[H]H2OA．图中①③④过程均发生在生物膜上，也都伴随ATP的合成B．图中③过程在无氧条件下不能进行，该过程的产物还有丙酮酸C．图中②过程消耗高能磷酸化合物，[H]还原的物质是五碳化合物D．图中④过程消耗氧气，释放较多的能量，且有一部分转化成热能答案：D\n解析：图中①为光反应，发生在类囊体薄膜上，②是暗反应，发生在叶绿体基质中，③是细胞呼吸产[H]的过程，发生在细胞质基质和线粒体基质中，④是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，A错误；无氧呼吸第一阶段也产生[H]，B错误；暗反应需要光反应产生的[H]和ATP，[H]还原的物质是三碳化合物，C错误；在有氧呼吸第三阶段，[H]和氧气反应生成水，释放较多的能量，一部分合成ATP，有一部分转化成热能散失，D正确。\n考向二光合速率、呼吸速率的判断及相关计算3.(不定项选择)在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司)光饱和时光照强度(千勒克司)光饱和时CO2吸收量(mg/100cm2叶·小时)黑暗条件下CO2释放量(mg/100cm2叶·小时)A植物13115.5B植物393015\n下列有关说法，正确的是()A.与B植物相比，A植物是在弱光照条件下生长的植物B．当光照强度超过9klx时，B植物光合速率不再增加，造成这种现象的原因可能是暗反应跟不上光反应C．当光照强度为9klx时，B植物的总光合速率是45mgCO2/100cm2叶·小时D．当光照强度为3klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为4mgCO2/100cm2叶·小时答案：ABC\n解析：光合速率与呼吸速率相等时，A植物的光照强度比B植物的光照强度小，所以A植物是在弱光照条件下生长的植物，A正确；B植物的光合作用的光饱和点为9klx，如果再增加光照强度，也不会影响其光合作用速率，因为此时影响光照强度的因素是二氧化碳浓度或温度等，B正确；总光合速率＝净光合作用速率＋呼吸作用速率，当光照强度为9klx时，B植物的总光合速率＝30＋15＝叶·小时，C正确；当光照强度为3klx时，A植物固定的二氧化碳的量为11＋5.5＝/100cm2叶·小时，而B植物此时光合速率等于呼吸速率，固定的二氧化碳的量为叶·小时，故两者固定的二氧化碳的差值16.5－15＝1.5mgCO2/100cm2叶·小时，D错误。\n4．取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为B，丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是()A．C－A为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率B.C－B为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率C.A－B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D．实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定答案：C\n解析：C－A为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率；C－B为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率；A－B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率；乙装置随着O2浓度下降，叶肉细胞呼吸速率也下降。\n5．[2022·河北景县调研]下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是()A.水深1m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为B．水深2m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原C．水深3m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体D．水深4m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用水深(m)1234白瓶中O2浓度(g/m3)＋3＋1.50－1黑瓶中O2浓度(g/m3)－1.5－1.5－1.5－1.5答案：C\n解析：白瓶透光，瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶内水生植物只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物呼吸作用所消耗的O2量，为1.5g/m3，白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值。综上分析可知，在水深1m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为3＋1.5＝4.5(g/m3)，A错误；水深2m处白瓶中水生植物能进行光合作用，也能进行水的光解和C3的还原，B错误；水深3m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C正确；在水深4m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为－1＋1.5＝0.5(g/m3)，能进行光合作用，D错误。\n考向三光合作用、细胞呼吸相关曲线中关键点的移动问题6.[经典模拟]已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是()A．下移、右移、上移B．下移、左移、下移C．上移、左移、上移D．上移、右移、上移答案：C\n解析：据图分析：a点为呼吸速率，b点为光合速率等于呼吸速率，d表示表观光合作用强度。由题干可知，30℃时呼吸作用最强，若温度降到25℃时，光合作用增强，呼吸作用减弱，因此，a上移，b左移，d上移。综上所述，C正确。\n7．(不定项选择)如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述正确的是()A．P点处产生的ATP可用于暗反应B．适当降低温度，P点将下移C．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应向左下方移动答案：CD\n解析：P点时细胞只进行呼吸作用，该过程产生的ATP不能用于光合作用暗反应过程；适当降低温度，呼吸酶的活性随之降低，P点将上移；由于缺镁，B试管中小球藻细胞内叶绿素含量较低，所以光合作用强度等于呼吸作用强度的Q点将右移；降低CO2浓度，R点将向左下方移动。\n考向四光合作用和细胞呼吸关系的综合考查8.[北京卷]某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解错误的是()A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高B．净光合作用的最适温度约为25℃C．在0～25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D．适合该植物生长的温度范围是10～50℃答案：D\n解析：由图可知，呼吸作用的最适温度约为53℃，而总光合作用的最适温度约为30℃，A正确；净光合速率达到最大时对应的温度(即最适温度)约为25℃，B正确；在0～25℃范围内，与呼吸速率变化曲线相比，光合速率变化曲线升高得更快，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确；超过45℃，呼吸作用产生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳，说明呼吸作用消耗的有机物多于光合作用产生的有机物，没有有机物的积累，不适合该植物的生长，D错误。\n9．(不定项选择)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率，叙述正确的是()A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度答案：ABC\n解析：突变型水稻叶片的叶绿素含量低于野生型，光照强度低于P时，对光照的吸收能力低于野生型，则光反应强度低于野生型，A正确；突变型水稻叶片固定CO2的酶的活性显著高于野生型，光照强度高于P时，突变型的CO2吸收速率大于野生型，则暗反应强度高于野生型，B正确；光照强度低于P时，由于突变型水稻叶片叶绿素含量低，则限制其光合速率的因素主要是光照强度，C正确；光照强度高于P时，由于突变型水稻叶片固定CO2酶的活性高，则限制其光合速率的因素是除CO2浓度外的其他因素，D错误。\n10．[经典高考]某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。\n(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为________。CO2浓度在a～b之间时，曲线________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是________。(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑________这一因素的影响，并采取相应措施。0A、B、C光强大于光强\n解析：(1)由图可知，当CO2浓度为a时，高光强下对应的净光合速率为0。CO2浓度在a～b之间时，三条曲线均呈上升趋势。(2)由图可知，CO2浓度大于c时，B、C两条曲线均不再上升，说明CO2已不是限制净光合速率的因素。CO2浓度相同时，净光合速率的大小为：高光强＞中光强＞低光强，故此时的限制因素是光强。(3)净光合速率为0时，植物光合作用强度与呼吸作用强度相等；低于0时，则呼吸作用强度大于光合作用强度。(4)题图曲线反映了光强和CO2浓度对植物光合作用速率的影响，故温室中若要提高该种植物的产量，应考虑提高CO2浓度和增强光强。\n课堂总结\n[网络建构提升]活跃稳定\n[长句应答必备]1．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。2．叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成O2和H＋，H＋与NADP＋结合形成NADPH，同时将ADP和Pi转化成ATP。3．暗反应阶段的重要过程是CO2的固定和C3的还原。4．光照强度直接影响光反应的速率，光反应产物[H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。5．温度影响光合作用过程，特别是影响暗反应中酶的催化效率，从而影响光合速率。\n6．CO2浓度是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响光合速率。7．矿质元素直接或间接影响光合作用，例如镁是叶绿素的组成成分，氮对酶的含量有影响，磷是ATP的组成成分。8．光合速率与呼吸速率的关系：(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。\n历届真题\n[等级选考研考向]1．[2021·湖南卷]绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是()A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度答案：A\n解析：弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A错误；二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确。\n2．[2021·广东卷]与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a，示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是()A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大答案：D\n解析：由图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点，A正确；图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t1比t2具有更低的光补偿点，B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。\n3．[2021·山东卷]光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO2量表示，SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。SoBS浓度(mg/L)0100200300400500600光合作用强度(CO2μmol·m－2·s－1)18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸强度(CO2μmol·m－2·s－1)6.46.25.85.55.24.84.3\n(1)光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的_______中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是_______________________________________________________________________________________________。(2)与未喷施SoBS溶液相比，喷施100mg/LSoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度________(填“高”或“低”)，据表分析，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在________mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。基质光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多低喷施SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等100～300\n解析：(1)C5位于叶绿体基质中，则O2与C5结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光照，则光反应产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多。(2)叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度即为光饱和点，与对照相比，喷施100mg/LSoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等。(3)光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO2，补充光合作用的原料，适当抑制光呼吸可以增加作物产量，由表可知，在SoBS溶液浓度为200mg/L时光合作用强度与光呼吸强度差值最大，即光合产量最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100～300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。\n4．[2021·河北卷]为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。生理指标对照组施氮组水＋氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m－2·s－1)8565196叶绿素含量(mg·g－1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h－1·g－1)316640716光合速率(μmol·m－2·s－1)6.58.511.4注：气孔导度反映气孔开放的程度。\n回答下列问题：(1)植物细胞中自由水的生理作用包括__________________________________________________________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的_________，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与____离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动______________两种物质的合成以及______的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是____________________________________________________________________________________________________________________。细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物主动吸收镁ATP和NADPH水C5气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大\n解析：(1)细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水＋氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，其中ATP和NADPH两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5分子上，反应形成的C3被还原为糖类。(3)分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。\n5．[2021·湖南卷]图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：\n(1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。类囊体NADPH减慢解析：光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。\n(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。叶绿体类型相对值实验项目叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。\n据此分析：①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于____________________，从而提高光反应速率。③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。Fecy实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异类囊体上的色素吸收光能ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低\n解析：(2)①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体的双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。③根据图b可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。\n[国考真题研规律]6．[2019·全国卷Ⅰ]将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g，其增加的质量来自于()A．水、矿质元素和空气B．光、矿质元素和水C．水、矿质元素和土壤D．光、矿质元素和空气答案：A解析：水是占细胞鲜重最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外，植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的CO2合成有机物使植株质量增加。故A符合题意。\n7．[全国卷Ⅰ]通常，叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响，将某植物离体叶片分组，并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK＋ABA溶液中，再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断，下列叙述错误的是()A．细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老B．本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱C．可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组D．可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程答案：C\n解析：由图示可知，用CTK处理比正常叶片中(用蒸馏水处理)叶绿素的相对含量下降慢，说明细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老，A正确；用CTK＋ABA处理比用CTK处理的叶绿素含量下降快，说明CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱，B正确；NADPH是光反应产物，通过光合色素吸收光能使水光解产生，ABA组叶绿体中叶绿素含量下降快于CTK组，光反应慢，形成NADPH的速率慢，C错误；ABA处理组叶绿素含量比对照组下降快，可推知ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程，D正确。\n8．[全国卷Ⅲ]植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的答案：A\n解析：类胡萝卜素不吸收红光，A错误；吸收光谱是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的，B正确；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对CO2的利用，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。\n9．[全国卷Ⅱ]关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的答案：C解析：叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。\n10．[2020·全国卷Ⅰ，29]参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。反应部位(1)________叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖/丙酮酸等反应名称(2)________光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源化学能(3)________化学能终产物(除ATP外)乙醇、CO2(4)________(5)______细胞质基质无氧呼吸光能O2、NADPHH2O、CO2\n解析：(1)(2)根据表格中信息可知，终产物是乙醇和CO2，综合分析判断该反应为无氧呼吸，葡萄糖可作为无氧呼吸的反应物，无氧呼吸发生在细胞质基质中，其合成ATP的能量为化学能，终产物是乙醇和二氧化碳。(3)(4)根据表格中信息以及光合作用的光反应和其发生的部位可知，光反应合成ATP的能量来源为光能，光反应的产物为O2、NADPH(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。(5)根据表格中信息判断，在线粒体中利用丙酮酸等物质进行的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，该过程将丙酮酸中的化学能释放出来，其中有氧呼吸第二阶段的产物是二氧化碳，第三阶段的产物是水(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。\n11.[2019·全国卷Ⅰ，29节选]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会__________，出现这种变化的主要原因是______________________________________。(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。\n解析：(2)干旱处理后，叶片气孔开度减小，从外界吸收的CO2减少，使该植物的光合速率降低。(3)要验证干旱条件下ABA引起气孔开度减小，需要取ABA缺失突变体植株，在正常条件下测定其气孔开度，经干旱处理后，再测定其气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理后的ABA缺失突变体植株随机分为两组，一组不做处理(对照组)，一组进行ABA处理(实验组)，在干旱条件下培养一段时间后，测定两组的气孔开度，预期结果是实验组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。\n12．[2020·全国卷Ⅲ，节选]农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有__________________________________________________________________(答出2点即可)。减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用解析：中耕松土过程中去除了杂草，减少了杂草和农作物之间的竞争；疏松土壤可以增加土壤的含氧量，有利于根细胞的有氧呼吸，促进矿质元素的吸收，从而达到增产的目的。\n(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是__________________________________________________________________________________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/μmol·m－2·s－112001180560623A和C作物A光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用\n解析：(3)分析表中数据可知，作物A、D的株高较高，B、C的株高较低，作物A、B的光饱和点较高，适宜在较强光照下生长，C、D的光饱和点较低，适宜在弱光下生长，综合上述特点，应选取作物A和C进行间作，作物A可利用上层光照进行光合作用，作物C能利用下层的弱光进行光合作用，从而提高光能利用率。\n13.[2019·全国卷Ⅱ，31节选]回答下列与生态系统相关的问题。通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内_______________________；C与B的差值表示这段时间内______________________；A与B的差值表示这段时间内______________________。生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量\n解析：此为“黑白瓶法”测定植物的光合速率，A为甲、乙两瓶中O2起始含量，甲瓶不透光，生产者只进行呼吸作用，若干小时后测定甲瓶中O2含量为B，A与B的差值为这段时间内生产者呼吸作用消耗的O2量；乙瓶透光，生产者既进行光合作用又进行呼吸作用，若干小时后测定乙瓶中O2含量为C，C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用释放的O2量；乙瓶与甲瓶中的O2含量进行比较，C与B的差异是由生产者的光合作用造成的，所以C与B的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量(产生O2量)。\n14．[2018·全国卷Ⅰ，30]甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。\n回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。甲甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大乙CO2\n解析：(1)据图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植物接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度更低，因此更适合在林下种植的是植物乙。(4)夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。\n15．[2018·全国卷Ⅱ，30]为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：\n(1)从图可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是____________________________________________。(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____反应受到抑制。(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是_________。下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片暗无水乙醇\n解析：(1)由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此可知：A叶片是树冠下层的叶片。(2)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。(3)绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取叶绿素。\n16．[2018·全国卷Ⅲ，29]回答下列问题：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的___________上，该物质主要捕获可见光中的______________。类囊体薄膜蓝紫光和红光解析：高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素，这些色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光。\n(2)植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_____________________________________。增加群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加\n解析：由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数的增加，群体光合速率和干物质积累速率均上升；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在上升，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率下降。\n(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________(填“高”或“低”)。低解析：由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物，即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少，因此阴生植物光合作用吸收CO2的量与呼吸作用放出的CO2的量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。\n17．[2021·全国乙卷]生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有_____________________________________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和__________________释放的CO2。(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止________________________________，又能保证________正常进行。细胞质基质、线粒体(线粒体基质和线粒体内膜)、叶绿体类囊体薄膜细胞呼吸(或呼吸作用)蒸腾作用过强导致水分散失过多光合作用\n解析：(1)白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体(线粒体基质和线粒体内膜)、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸(呼吸作用)产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸(或呼吸作用)释放的CO2。(2)由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。\n(3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)答案：实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。预期结果：A组pH平均值高于B组。\n解析：该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH值。实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。预期结果：A组pH平均值高于B组。