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第5讲　光合作用的原理及影响因素
新教材生物一轮复习
01
考点研析·重难突破

考点一　 光合作用的基本原理
1.光合作用过程
（1）光合作用的基本过程
图中序号代表的物质：① 　NADPH　 ，② 　2C3　 ，③ 　ADP＋Pi　 ，④ 　O2　 ，⑤ 　（CH2O）　 。
NADPH　
2C3　
ADP＋Pi　
O2　
（CH2O）　
（2）比较光反应与暗反应

2.光合作用的概念及反应式
（1）概念：光合作用是指绿色植物通过 　叶绿体　 ，利用光能，将 　二氧化碳和水　 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 　氧气　 的过程。
（2）反应式：
CO2＋H2O （CH2O）＋O2
叶绿体　
二氧化碳
和水　
氧气　
①H：3H2O 　NADPH　 　（C3H2O）　 。
②C：14CO2 　14C3　 （14CH2O）。
③O：O 　18O2　 ；C18O2C3　 　（CO） 。
（3）元素的转移途径
NADPH　 　（C3H2O）　
14C3　
18O2　
C3
（CO）　
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 　光能　 　无机物氧化释放的能量　
代表生物 绿色植物 　硝化细菌　
相同点 都能将 　CO2和H2O　 等无机物合成有机物 光能　
无机物氧化释放的能量　
硝化细菌　
CO2和H2O　

1.光反应必须在光照下进行，暗反应必须在暗处进行。（必修1 P103正文） （　×　）
2.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH 和CO2 后，在合适的条件下可完成暗反应过程。（必修1 P103图5－14） （　√　）
3.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1 P104相关信息） （　×　）
4.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1 P104相关信息） （　√　）
5.光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。（必修1 P104正文） （　√　）
×
√
×
√
√

1.（必修1 P102思考·讨论）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：光合作用的光反应与暗反应是两个相对独立的过程。
2.（必修1 P103图5－14）（1）光照停止后暗反应短时间仍然能够持续，但无法长时间正常进行，原因是什么？
提示：暗反应中C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，停止光照使光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH能使暗反应持续进行一段时间；但是这段时间后，暗反应因缺少ATP和NADPH而无法进行。
（2）CO2不足暗反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是什么？
提示：光反应需要暗反应提供的ADP、Pi和NADP＋，CO2不足使暗反应减弱后，光反应在缺少原料的情况下无法正常进行。
3.（必修1 P104 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30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种，缩短时间到7 s，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，请写出可能的实验思路。
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。

1.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
（1）“过程法”分析各物质变化
如图中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：
（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
2.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在叶绿体基质中有少量的积累，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）在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。

围绕光合作用的过程，考查理解能力
1.磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。如图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列相关说法正确的是（　　）
A.a表示的物质是ATP，它也可以在叶绿体基质中合成
B.磷酸丙糖应该是一种五碳化合物
C.磷酸丙糖是暗反应产物，在细胞质基质中合成淀粉
D.若图中表示的磷酸转运器活性受抑制，会导致光合速率下降
解析：D　图中a是光反应为暗反应提供的物质（NADPH和ATP），在叶绿体类囊体薄膜上合成，A错误；磷酸丙糖是三碳化合物，B错误；磷酸丙糖合成淀粉的过程是在叶绿体基质中进行，C错误；磷酸转运器活性受抑制，不能将磷酸丙糖运出叶绿体和将磷酸运入叶绿体，造成叶绿体中光合作用产物积累和缺少磷酸，导致光合作用速率降低，D正确。
2.（2021·重庆高考）如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是（　　）
A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜
B.NADP＋与电子（e－）和质子（H＋）结合形成NADPH
C.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D.电子（e－）的有序传递是完成光能转换的重要环节
解析：A　水光解产生O2的场所是叶绿体的类囊体膜上，若被有氧呼吸利用，其场所在线粒体内膜，O2从叶绿体类囊体膜开始，穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，经过外膜后就到达了内膜，所以至少要穿过5层膜，A错误；光反应中NADP＋与电子（e－）和质子（H＋）结合形成NADPH，提供给暗反应，B正确；由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢、色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；电子（e－）的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。
围绕光合作用过程中物质含量的
变化分析，考查科学思维能力
3.将正常生长的绿萝盆栽，由夏季中午炎热环境转移到温度适宜但光照强度相同的环境中培养，短时间内叶绿体会发生的变化是的（　　）
A.H2O在光下分解速率减弱
B.卡尔文循环减弱
解析：D　结合题意可知，环境变化中光照强度不变，故H2O在光下分解速率不变，A不符合题意；绿萝盆栽由夏季中午炎热环境转移至温度适宜但光照强度相同的环境中，叶肉细胞的气孔打开，导致进入细胞的CO2增多，则卡尔文循环增强，B不符合题意；环境变化中光照强度不变，虽然温度变化酶的活性发生了改变，但是细胞内ATP和ADP的相互转化是时刻不停且动态平衡的，的值几乎不变，C不符合题意；进入细胞的CO2增多，CO2＋C5→C3的过程加快，短时间内的值上升，D符合题意。
4.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。每组处理的总时间均为135 s，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67.5 s；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7.5 s；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3.75 ms（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135 s；光合作用产物的相对含量为100%。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 　　　　　　 。
解析：（1）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%，所以单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量，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光照。
答案：（1）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　
（2）比较A、B、C三组处理可以推知，随着光照和黑暗交替频率的增加，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 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（2）光合作用过程有两个阶段：光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段必须在光下进行，其将水分解，产生ATP和NADPH用于暗反应。A、B、C三组处理相比，随着光照时间间隔的减少，光照频率的增加，使光下产生的ATP和NADPH能够及时被利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
答案：（2）ATP和NADPH　CO2的同化量
考点二　影响光合作用的因素及应用
1.探究光照强度对光合作用强度的影响
（1）实验原理：叶片含有气体，上浮 叶片下沉 充满细胞间隙，叶片上浮。
（2）实验流程
（3）注意事项
①叶片上浮的原因是 　光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放O2，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮　 。
②打孔时要避开大的叶脉，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。
③为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入 　NaHCO3　 溶液中。
光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放O2，使
叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮　
NaHCO3　
2.影响光合作用的因素及应用
（1）内部因素
①植物自身的遗传特性（如植物品种不同）
以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。
②植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
（2）外部因素
①CO2浓度
②光照强度
③温度
④水分和矿质元素

1.在探究光照强度对光合作用强度的影响中，增加光照强度或温度，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。（必修1 P105探究·实践） （　×　）
2.为确保溶液中CO2 含量充足，圆形小叶片可以放入NaHCO3 溶液中。（必修1 P105探究·实践） （　√　）
3.实验中测得的O2 产生量是植物光合作用实际产生的总O2 量。（必修1 P105旁栏思考） （　×　）
×
√
×

1.（必修1 P105 探究·实践）阅读实验流程、分析实验装置，请回答：
（1）该实验的自变量是光照强度，实验中可通过 　调整LED灯与烧杯之间的距离或改变LED灯的功率大小　 来设置自变量。
（2）LED灯会产生热量，距离越近（功率越大）热量越多，从而影响装置溶液的温度，请你提出改进措施： 　在台灯和盛有圆形小叶片的烧杯之间放一盛水的玻璃柱，该玻璃柱可以吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响　 。
（3）因变量是光合作用强度，实验中是通过测算 　单位时间内被抽去空气的圆形小叶片浮起的数量或者浮起相同数量的叶片所用的时间　 来观测因变量的。
调整LED灯与烧杯之间的距
离或改变LED灯的功率大小　
在台灯和盛有圆形小叶片的烧杯之间放一盛水
的玻璃柱，该玻璃柱可以吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影
响　
单位时间内被抽去空气的圆
形小叶片浮起的数量或者浮起相同数量的叶片所用的时间　
2.（必修1 P106拓展应用1）如图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题：
（1）7～10时的光合作用强度不断增强的原因是 　光照强度逐渐增大　 。
（2）10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是 　此时温度很高，导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制　 。
光照强度逐渐增大　
此时温度很高，导致气
孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制　
（3）14～17时的光合作用强度不断下降的原因是 　光照强度不断减弱　 。
光照强度不断减弱　
（4）依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施： 　可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度　 。
可
以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降
温等，提高绿色植物光合作用强度　

1.自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
2.光合作用曲线中的“关键点”移动
（1）A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。
（2）B点与C点的变化（注：只有横坐标为自变量，其他条件不变）
B点（补偿点） C点（饱和点）
适当增大CO2浓度（光照强度） 左移 右移
适当减小CO2浓度（光照强度） 右移 左移
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
注意：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2（或光）补偿点应右移，反之左移。
（3）D点：代表最大光合速率，当增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。

围绕探究环境因素对光合作用影响的
原理，考查科学探究能力
1.如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是（　　）
A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2
B.单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多
C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量
D.拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点
解析：C　氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值。
2.（2022·海南高考）某小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（　　）
A.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D.若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
解析：B　本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，自变量是CO2浓度（通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现），温度、光照等属于无关变量，应相同且适宜，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时长越短，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，表明其光合速率最低，C错误；若从适宜温度降低到4 ℃，与光合作用相关的酶的活性降低，导致光合速率降低，则各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。
借助补偿点和饱和点移动分析，
考查科学思维能力
3.如图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标图，当光合作用相关因素改变后，a、b、c点的移动描述不正确的是（　　）
A.若植物体缺Mg2＋，则对应的b点将向右移
B.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 ℃和30 ℃，则温度由25 ℃上升到30 ℃时，对应的a点将下移，b点将右移
C.若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向上移、左移、左移
D.若实验时将光照由白光改为蓝光（光照强度不变），则b点将向右移
解析：D　若植物体缺Mg2＋，叶绿素含量降低，光合速率下降，需要更强光照条件，才能使光合速率等于呼吸速率，故b点右移，A正确；温度由25 ℃上升到30 ℃时，呼吸速率上升，故a点下移；呼吸速率上升，光合速率下降，要让光合速率＝呼吸速率，需要更强光照，故b点右移，B正确；阳生植物的呼吸速率、光补偿点和光饱和点都比阴生植物高，若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向上移、左移、左移，C正确；植物光合作用最有效的光是红光和蓝紫光，若实验时将光照由白光改为蓝光（光照强度不变），光合速率上升，要让光合速率＝呼吸速率，需要较弱光照即可，故b点将向左移，D错误。
4.红松和人参均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度变化的曲线图，下列叙述正确的是（　　）
A.当光照强度为a时，持续光照一昼夜后人参干重增加
B.光照强度大于d时，可能是温度限制了红松P/R值的增大
C.若适当增施含镁的肥料，一段时间后人参的a点右移
D.光照强度为c时，红松和人参的光合速率有可能不同
解析：D　光照强度为a时，人参的P/R值为1，即光合速率等于呼吸速率，净光合等于零，没有有机物的积累，持续光照一昼夜后人参干重不会增加，A错误；光照强度在d点时红松P/R值达到最大，此后随着光照强度的增加，光合速率也不再增加，即在d点之后，限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2，不是温度，因为图示曲线是在最适温度条件下获得的，B错误；适当增施含镁的肥料，可以增加人参叶肉细胞中叶绿素的含量，进而促进光反应以提高光合速率，在较低的光照强度下就可达到与呼吸速率相等的状态，即一段时间后人参的a点左移，C错误；光照强度为c时，红松和人参的P/R值相等，由于红松是阳生植物，而人参为阴生植物，二者的呼吸速率有差别，因此判断二者的光合速率有可能不同，D正确。

围绕不同环境中一昼夜内光合速率
曲线分析，考查科学思维能力
5.如图是某生物兴趣小组同学将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于晴朗的夏季室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用红外线测量仪测得该玻璃罩内CO2浓度与一天24小时的时间变化曲线，据图下列有关说法错误的是（　　）
A.D点和H点可表示该植物光合速率等于呼吸速率
B.H点CO2浓度最低，说明此时植物积累有机物最多
C.从0时开始计算，经过24小时，植物体内的有机物量有所增加
D.FG段CO2浓度下降不明显，是因为中午温度过高使酶活性降低
解析：D　玻璃罩内CO2浓度的变化情况与光合作用和呼吸作用相关，D、H两点表示光合速率等于呼吸速率，A正确；H点CO2浓度最低，说明这时玻璃罩内CO2被吸收得最多，植物积累有机物最多，B正确；由于玻璃罩内I点CO2浓度低于A点CO2浓度，从0时开始计算，经过24小时，玻璃罩内CO2含量减少，说明植物的光合作用消耗的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量，故植物体内的有机物量有所增加，C正确；FG段CO2浓度下降不明显，是因为温度过高，出现“午休现象”，引起叶片气孔部分关闭，光合速率下降，不是由于温度过高使酶活性降低，D错误。
6.如图为某植株在24 h内CO2消耗量和CO2吸收量随时间变化的曲线图，在此过程中呼吸强度保持不变，据此分析，下列选项错误的是（　　）
A.12：00左右曲线b的下降主要由光反应降低引起
B.由曲线b可知，植物的呼吸速率为5 mg·10－2 cm－2·h－1
C.曲线a、b分别代表植物的总光合速率、净光合速率
D.20：00左右光合作用已停止，原因是此时光照强度几乎为0
解析：A　12：00左右时，由于光照过强，植株为减少水分散失，气孔部分关闭，导致CO2吸收量减少，A错误；由曲线b可知，当光照强度为0时，植株只进行呼吸作用，故植物的呼吸速率为5 mg··h－1，B正确；由图分析可知，曲线a、b分别代表植物的总光合速率、净光合速率，C正确；由图可知，20：00左右光照强度几乎为0，植物已无法进行光合作用，D正确。
02
真题体验·感悟高考

从生命观念角度，考查光合作用的
原理和过程
1.（2021·广东高考）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是（　　）
A.Rubisco存在于细胞质基质中
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化CO2固定需要ATP
D.Rubisco催化C5和CO2结合
解析：D　由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco”可知，Rubisco是与暗反应有关的酶，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的，故Rubisco存在于叶绿体的基质中，A错误；暗反应在有光、无光条件下都可以进行，故激活Rubisco不一定需要黑暗条件，B错误；在暗反应阶段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C错误；CO2固定过程即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。
2.（2021·山东高考改编）关于细胞中的 H2O和O2，下列说法错误的是（　　）
A.由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生
B.有氧呼吸第二阶段一定消耗H2O
C.植物细胞产生的O2只能来自光合作用
D.光合作用产生的O2中的氧元素只能来自于H2O
解析：C　由葡萄糖合成糖原的过程属于脱水缩合，有H2O的产生，A正确；有氧呼吸第二阶段是H2O与丙酮酸反应形成CO2与[H]并释放能量的过程，消耗H2O，B正确；光合作用通过H2O的光解可以产生O2，另外，植物细胞中具有过氧化氢酶，可以催化H2O2水解为H2O和O2，C错误；光合作用的光反应中H2O的光解会产生O2，其他过程均没有产生O2，所以O2中的氧元素只能来自于H2O，D正确。
从科学思维角度，考查影响光合作用
的因素
3. （2022·北京高考）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出（　　）
A.低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B.在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C.CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小
D.10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
解析：D　由题图分析可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而升高，达到最适温度时，光合速率达到最高值后，随着温度的继续升高而减小，A不符合题意；当CO2浓度为200 μL·L－1时，最适温度为25 ℃左右；当CO2浓度为370 μL·L－1时，最适温度为30 ℃；当CO2浓度为1 000 μL·L－1时，最适温度接近40 ℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B不符合题意；当CO2浓度为200 μL·L－1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，光合速率在温度的升高下，持续在数值为10处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变化趋势，所以表明CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小，C不符合题意；10 ℃条件下，CO2浓度为200 μL·L－1至370 μL·L－1时，光合速率有显著提高，而CO2浓度为370 μL·L－1至1 000 μL·L－1时，光合速率无明显的提高趋势，而且370 μL·L－1时与1 000 μL·L－1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D符合题意。
4.（2022·山东高考）强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
分组 处理
甲 清水
乙 BR
丙 BR＋L
（1）光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是 　　　 。
解析：（1）分离叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的是胡萝卜素，胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
答案：（1）蓝紫光　
（2）强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有 　　　　　　　　　　 、 　　　　　　　　　　 （答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是 　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（2）由题意可知，强光照射短时间内，温度升高，与暗反应有关酶的活性下降，同时部分气孔关闭，CO2的供应不足，导致暗反应达到一定速率后不再增加；氧气的产生速率继续增加的原因是水的光解持续进行。
答案：（2）CO2供应不足　与暗反应有关的酶活性降低（合理即可）　水的光解持续进行　
（3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制 　　　　 （填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过 　　　　　　　　　 发挥作用。
解析：（3）与甲组（清水）相比，乙组的光合作用强度较强，说明加入BR后光抑制减弱；丙组加入可抑制光反应关键蛋白合成的试剂L，乙组与丙组相比，丙组加入的是 BR＋L，但是丙组的光合作用强度与甲组的无明显差异，乙组的光合作用强度较强，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成或活性来增加光合作用的强度。
答案：（3）减弱　促进光反应关键蛋白的合成或活性
5.（2022·湖北高考）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O3）对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
（1）图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会 　　　　 （填“减小”“不变”或“增大”）。
解析：（1）在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，则光合作用条件更适宜，甲、乙植物的光合速率会增加，光饱和点会增大。
答案：（1）增大　
回答下列问题：
（2）与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（2）图2是用高浓度O3处理植物65天测定的植物净光合速率，图3是用高浓度O3处理植物75天测定的植物净光合速率，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度O3处理甲植物的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。
答案：（2）高浓度臭氧处理甲植物的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小　
（3）从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的 　　　.
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（3）O3处理75天后，甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线2、4之间的差别大于1、3之间的差别，说明长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果不同。
答案：（3）实验组的净光合速率均明显小于对照组　长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果不同　
（4）实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
解析：（4）用高浓度O3处理乙植物75天（乙植物的基因A表达量下降），测定乙植物净光合速率；使乙植物中A基因过量表达后用高浓度O3处理75天，测定其净光合速率；若A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关，则实验现象为A基因过量表达的乙植物的净光合速率与A基因表达量下降的乙植物的净光合速率相同。
答案：（4）A基因过量表达的乙植物的净光合速率与A基因表达量下降的乙植物的净光合速率相同
03
课后作业·巩固提升

一、选择题
1.下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是（　　）
A.叶绿体的类囊体膜上含有光合作用所需的各种色素
B.细胞中没有叶绿体就不能进行光合作用
C.叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的
D.光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物
解析：A　叶绿体是光合作用的场所，光合作用所需的各种色素分布在叶绿体的类囊体膜上，A正确；细胞中没有叶绿体也可能进行光合作用，如蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，可进行光合作用，B错误；光照下，叶绿体中的色素分子吸收的光能，其用途之一是，在有关酶的催化作用下，促进ADP与Pi发生化学反应，形成ATP，C错误；光合作用强烈时，在暗反应过程，1个CO2分子在有关酶的催化下，与1个五碳化合物结合生成两分子的三碳化合物，D错误。
2. 如图为某植物叶肉细胞光合作用示意图，图中①②③④表示相关物质。下列相关分析正确的是（　　）
A.被色素吸收的光能全部用于③合成ATP
B.只有接受ATP释放的能量，C3才可被NADPH还原
C.如果突然增加光照强度，则短时间内②含量减少，③的含量增加
D.如果突然增加光照强度，叶肉细胞中C3含量减少，④含量减少
解析：B　光合作用过程中色素吸收的光能有两方面的用途，一方面参与H2O的光解形成O2和NADPH，另一方面参与ATP合成，A错误；C3只有接受ATP释放的能量才可被NADPH还原，B正确；如果突然增加光照强度，光反应增强，则短时间内合成NADPH和ATP增加，②NADP＋和③ADP＋Pi的含量都减少，C错误；若突然增加光照强度，则植株光反应增强，ATP和NADPH增加，更多的还原C3，所以C3的含量减少，图中④C5的含量增加，D错误。
3.如图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统，下列叙述错误的（　　）
A.光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能全部储存在ATP中
B.在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATP
C.自然界中能发生光合作用的生物，一定都具备吸收传递和转化光能的能力
D.有些生物可以进行光合作用但不具备PSⅡ和PSⅠ系统结构
解析：A　光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中，A错误；由图可知，在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATP，B正确；自然界中能发生光合作用的生物，一定具有吸收传递和转化光能的能力，否则无法利用光能，C正确；由图可知，PSⅡ和PSⅠ分布在叶肉细胞的类囊体膜上，自然界中能发生光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝细菌，故不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统，D正确。
4.光能超过光合系统所能利用的数量时，光合功能会下降，这种现象称为光抑制。光抑制主要表现为光系统Ⅱ光化学效率以及饱和光强下光合速率的降低，光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）可用来表示光抑制程度。当光系统从环境中吸收的光能超出其光能利用能力时，光能以热能的形式耗散，称为非光化学猝灭（NPQ）。科研人员研究了抗坏血酸（AsA）对甜椒低温弱光条件下的光抑制程度和机理，结果如图1和图2。下列说法错误的是（　　）
A.光照过强可能使光系统Ⅱ蛋白受损，光反应合成的NADPH、ATP减少，光合速率降低
B.4 ℃下更易发生光抑制，因低温使暗反应速率变慢、需能减少，导致光能过剩
C.题中实验的自变量有两个，即低温胁迫和弱光双重因素的影响
D.低温下，AsA处理能够减轻光抑制的机理是增加了热耗散
解析：C　光反应为暗反应提供ATP和NADPH。发生光抑制时，过剩的光能使光系统Ⅱ中的蛋白受损，会使光反应减弱，所合成的ATP与NADPH减少，进一步影响暗反应中的三碳化合物还原，导致光合速率降低，A正确；据图1可知， 4 ℃比25 ℃环境条件下Fv/Fm低，说明4 ℃时容易发生光抑制，其原因可能是温度降低，使酶的活性降低，进而使光合作用速率减慢，光合作用能够利用的光能减少，更容易发生光抑制，B正确；题中实验的自变量有三个，即低温胁迫、弱光以及AsA的影响，C错误；分析图2可知，AsA处理时NPQ增大，可推断AsA处理能够减轻光抑制的原理是ASA处理使更多的光能以热能形式散失，从而降低了光照对光合作用的抑制，D正确。
5. 将小球藻放在密封玻璃瓶内，实验在保持适宜温度的暗室中进行，第5分钟时给予光照，第20分钟时补充NaHCO3，实验结果如图。下列叙述错误的是（　）
A.0～5分钟，由于小球藻有氧呼吸导致氧气减少
B.7分钟左右，小球藻开始向玻璃瓶中释放氧气
C.15分钟左右，CO2是光合作用的主要限制因素
D.5～30分钟，氧气含量逐渐增加但瓶内的气压不变
解析：B　在0～5分钟之间，小球藻在暗室中不进行光合作用，只进行呼吸作用，吸收氧气，释放CO2，因此氧气量减少，A正确；分析题意可知，在第5分钟时给予光照，植物开始进行光合作用，据图可知，5分钟后玻璃瓶中氧气含量增加，故小球藻释放氧气的时间早于7分钟，B错误；光合作用的原料之一是CO2，小球藻进行光合作用使容器内的CO2浓度逐渐减少，光合作用的强度逐渐下降，故15分钟左右，CO2是光合作用的主要限制因素，C正确；据图可知，5～30分钟，氧气含量逐渐增加但NaHCO3能保持CO2的恒定，故瓶内的气压不变，D正确。
6.高等植物细胞中RuBP羧化酶（R酶）仅存在于叶绿体中，可催化CO2与RuBP结合生成2分子C3。R酶由大亚基蛋白（L）和小亚基蛋白（S）组成，相关基因分别位于叶绿体、细胞核中。蓝细菌的R酶活性高于高等植物，现将蓝细菌的S、L基因转入某去除L基因的高等植物叶绿体中，植株能够存活并生长，检测发现该植株中R酶活性高于普通植株。下列说法错误的是（　　）
A.影响暗反应的内部因素有R酶活性、RuBP含量等
B.高等植物的L亚基与S亚基在叶绿体中组装成R酶
C.转基因植株中R酶都是由蓝细菌的S、L亚基组装而成
D.蓝细菌R酶可在高等植物中合成体现了生物界的统一性
解析：C　根据题意“R酶可催化CO2与RuBP结合生成2分子C3”，R酶与光合作用的暗反应有关，RuBP为C5，故影响暗反应的内部因素有R酶活性、RuBP含量，A正确；分析题意：高等植物叶绿体中的R酶由大亚基蛋白（L）和小亚基蛋白（S）组成，高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S小亚基蛋白由细胞核基因编码并在细胞质基质中由核糖体合成后进入叶绿体，由于R酶催化CO2的固定反应，因此在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶，B正确；由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝细菌的S、L亚基组装而成”的推测，因为转基因植株仍包含高等植株的S基因，不能排除转基因植株中R酶由蓝细菌的L蛋白和高等植株的S蛋白组成，C错误；蓝细菌R酶可在高等植物中合成体现了生物界的统一性，D正确。
7. 2021年国际权威杂志《科学》发表了中国科学家人工合成淀粉的重大科技论文，引起全球关注。植物光合作用过程（A）和人工合成淀粉过程（B）如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A.植物光合作用和人工合成淀粉过程中所需的酶都是在细胞内合成的
B.植物光合作用与人工合成淀粉新途径中，能量转换方式和还原剂作用对象均存在差异
C.叶肉细胞内类似于CO2→有机C1→C3中间体的过程需光反应提供NADPH和ATP
D.与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉过程积累的淀粉的量大于植物积累的淀粉的量
解析：C　酶是活细胞产生的，该代谢途径中所需的酶来自于生物体内，是在细胞内合成的，A正确；光合作用中能量转换过程为：光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能，还原剂作用对象为C3；淀粉合成新途径中能量转换过程为：光能→电能→有机物中稳定的化学能，还原剂作用对象为CO2，二者均存在差异，B正确；人工合成淀粉新途径中有CO2→有机C1→C3中间体的过程，绿色植物叶肉细胞内类似于该过程的是CO2的固定，不需要光反应提供NADPH和ATP，C错误；在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合成糖类相等，而人工合成淀粉途径没有呼吸作用消耗糖类（或植物呼吸作用消耗糖类），因此人工合成淀粉过程中积累的淀粉量更多，D正确。
8.（不定项）将长势相同的黑藻分为A、B两组，将A组分别放入装有300 mL自来水的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制不同光照强度（单位：Lux）；将B组分别放入等量自来水且溶解有不同浓度NaHCO3的4只烧杯中，在光照强度为1 500 Lux的条件下培养，并用溶解氧传感器检测A、B两组烧杯中黑藻的放氧情况（单位：mg·L－1），每2分钟采集一次数据，连续采集10分钟，实验结果如图所示（忽略不同光照强度对水温的影响），下列叙述错误的是（　　）
A.本次实验的自变量有光照强度、NaHCO3浓度和处理时间
B.A组中光照强度为4 500 Lux时，8～10分钟溶解氧量几乎没有变化，是因为该环境下光合速率已经达到最大强度
C.B组中NaHCO3浓度为2%时，溶解氧含量几乎没有变化，说明黑藻的叶肉细胞中光合速率与呼吸速率相等
D.为了简化实验，A组可以将1个盛有黑藻的烧杯放在光照培养箱中，光照强度由强变弱，依次检测放氧量并绘出曲线
解析：BCD　自变量是人为改变的量，结合图示结果可知，该实验的自变量有光照强度、NaHCO3浓度和处理时间，A正确；A组中光照强度为4 500 Lux时，随植物光合作用进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降，与呼吸速率大概相等，溶解氧量几乎不发生变化，B错误；B组实验结果中的2%NaHCO3溶液，烧杯溶解氧量几乎未发生变化，说明植物净光合速率为0，而植物细胞除了进行光合作用的叶肉细胞外，还有一些只进行呼吸作用的细胞，所以此时叶肉细胞中光合速率＞呼吸速率，C错误；若A组将1个盛有黑藻的烧杯放在光照培养箱中，光照强度由强变弱，当光照强度改变时，烧杯中的CO2浓度也改变，无法测出光照强度的影响，D错误。
9.（不定项）研究表明：盐胁迫下植物叶绿素减少主要是叶绿素b被降解导致的，而叶绿素a的变化较小；此外，盐胁迫还可以降低RuBP羧化酶（催化CO2的固定）的活性和含量。下列相关叙述正确的是（　　）
A.盐渍地区的植物气孔开放程度相对较低，导致胞间CO2浓度较低进而影响暗反应
B.提取盐胁迫组绿叶的色素，分离所得色素条带从上往下第三条带明显比未处理组窄
C.RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中，其催化的反应过程需要消耗NADPH和ATP
D.不合理灌溉使作物处于盐胁迫状态时，会减弱光反应和暗反应过程，导致作物减产
解析：AD　盐渍地区的植物为避免蒸腾作用失水，气孔开放程度相对较低，CO2吸收减少，导致胞间CO2浓度较低进而影响暗反应，A正确；分离色素时滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，而盐胁迫下植物叶绿素b被降解，而叶绿素a的变化较小，故分离所得色素条带从上往下第四条带明显比未处理组窄，B错误；RuBP羧化酶催化CO2的固定，属于光合作用的暗反应过程，场所是叶绿体基质，但CO2的固定不需要消耗NADPH和ATP，C错误；分析题意可知，不合理灌溉使作物处于盐胁迫状态时，叶绿素含量减少，影响光反应过程，同时会降低RuBP羧化酶的活性，影响暗反应过程，导致作物减产，D正确。
二、非选择题
10.小麦是北方的主要农作物，研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。
（1）科研人员测定小麦一昼夜净光合速率（Pn）的变化，发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。一般认为，午后温度较高，植物通过蒸腾作用使叶片降温，同时，植物体也会 　　　　 叶片气孔开度来避免过度失水对细胞造成的损伤，这一变化会引起叶肉细胞间的 　　　　　　 ，使午后小麦光合速率降低。
解析：（1）午后温度较高，植物蒸腾作用旺盛，植物会降低叶片气孔开度来避免过度失水，这会导致叶肉细胞间的CO2不足，使午后小麦光合速率降低。
答案：（1）降低　CO2不足　
（2）科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片（接收直射光照面积不同）午后部分指标，结果如下表。
净光合速率（Pn） 叶片温度（T1） 胞间CO2浓度（Ci）
直立叶 12.9 37.5 250
平展叶 8.8 37.7 264
对相关数据进行分析：直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，说明二者的气孔开度 　　　　　　　　 （填“基本相同”或“不同”），但平展叶净光合速率却明显低于直立叶，此时平展叶胞间CO2浓度高于直立叶，说明气孔开闭引起的胞间O2浓度不足 　　　　 （填“是”或“不是”）造成“午睡”现象的唯一因素。
解析：（2）据图所示，直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，因此二者的气孔开度基本相同，但平展叶净光合速率明显低于直立叶，而胞间CO2浓度是平展叶高于直立叶，说明气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素。
答案：（2）基本相同　不是　
（3）科研人员推测，午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统Ⅱ发生损伤，导致 　　　　 速率下降，进而抑制叶片的光合作用。D1是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白，科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量，结果如图1所示，分析可知 　　　　　　 ，从而在一定程度上导致“午睡”现象。
解析：（3）强光照引起光系统Ⅱ发生损伤，会导致光反应的速率下降；图1中数据显示，强光照会导致D1含量下降，因此“午睡”原因可能是午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，从而导致光系统Ⅱ活性降低。
答案：（3）光反应　午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，导致光系统Ⅱ活性降低　
（4）水杨酸（SA）是一种与植物抗热性有关的植物激素，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白含量，结果如图2所示，可推测，SA对小麦午间光合作用的影响及机制是： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（4）根据图2中D1蛋白含量所示，可推测经SA处理后，能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，缓解小麦的“午睡”现象。
答案：（4）SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，缓解小麦的“午睡”现象　
（5）综合上述研究，请提出2个农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的合理措施： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（5）根据以上所述，减少“午睡”现象提高小麦产量的措施有：在中午光照达到最大强度之前向小麦喷洒适宜浓度的水杨酸；培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种；培育高光强下水杨酸合成量增加的小麦品种。
答案：（5）在中午光照达到最大强度之前向小麦啧洒适宜浓度的水杨酸；培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种；强光时对小麦进行适当遮光处理
11.淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要终产物，马铃薯下侧叶片合成的有机物主要运向块茎储藏，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。如图是马铃薯和红薯光合作用产物的形成及运输示意图。在一定浓度的CO2和30 ℃条件下（细胞呼吸最适温度为30 ℃，光合作用最适温度为25 ℃），测定马铃薯和红薯在不同光照条件下的光合速率，结果如下表。分析回答：
分类 光合速率与呼吸速率相等时光照强度（klx） 光饱和时光照强度（klx） 光饱和时CO2吸收量（mg/100 cm2叶·小时） 黑暗条件下CO2释放量（mg/100 cm2叶·小时）
红薯 1 3 11 5
马铃薯 3 9 30 12
（1）马铃薯下侧叶片叶肉细胞中的叶绿体可将光能转化为 　　　　　　　　 ，中活跃的化学能同时氧化H2O产生O2。图中①过程发生在 　　　　　　　　 （填场所）中。暗反应中首先生成的是三碳化合物，有同学猜测此化合物是CO2与某一个二碳化合物结合生成的，但当突然 　　　　　　 后，发现RuBP的含量快速 　　　　 ，由此推知猜测是错误的。
解析：（1）叶肉细胞的叶绿体可将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，同时氧化H2O产生O2，发生这些过程的场所是叶绿体的类囊体薄膜。图中①过程是光合作用的暗反应阶段CO2的固定阶段，此过程发生在叶绿体基质，如果突然停止光照，但暗反应还在继续，则C3的含量短时间内将减少。
答案：（1）ATP和NADPH　叶绿体基质　停止光照　减少　
（2）为红薯叶片提供C18O2，块根中的淀粉会含18O，请写出元素18O转移的路径 　　　　　　　　　　　　　　　　 （用图中相关物质的名称及箭头表示）。
解析：（2）为红薯叶片提供C18O2，可以参与光合作用过程暗反应中生成C3，被还原生成磷酸丙糖。进而形成蔗糖，蔗糖形成淀粉，即C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉。
答案：（2）C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉　
（3）在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（3）在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构。
答案：（3）颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构　
（4）为了验证光合作用产物以蔗糖的形式运输，研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物，该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上。结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象，其原因是 　　　　　　　　　　　 。研究发现蔗糖可直接进入液泡，该过程为逆浓度梯度运输，与该跨膜运输过程有关的细胞器有 　　　　　　　　 。
解析：（4）蔗糖是由果糖和葡萄糖组成，转基因植物出现严重的小根、小茎现象，其原因叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，导致进入韧皮部的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长缓慢。研究发现蔗糖可直接进入液泡，该过程可被呼吸抑制剂抑制，说明运输方式为主动运输，该过程所需要的条件为载体和能量（或载体和ATP），与该跨膜运输过程有关的细胞器有线粒体和核糖体。
答案：（4）叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，导致进入韧皮部的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长缓慢　线粒体和核糖体　
（5）25 ℃条件下测得红薯光补偿点会 　　　　 （填“小于”“大于”或“等于”）1 klx；30 ℃条件下，当光照强度为3 klx时，红薯和马铃薯固定CO2量的差值为 　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（5）表格中是30 ℃条件下测定的数据，此时呼吸作用最强，如果将温度降到25 ℃（光合作用最适温度），则光合作用增强，呼吸作用减弱，光补偿点是指光合速率等于呼吸速率，因此25 ℃时光补偿点小于1 klx；当光照强度为3 klx时，红薯固定的CO2为11＋5＝16（mg/100 cm2叶·小时），而马铃薯光合作用和呼吸作用相等，为12 mg/100 cm2叶·小时，所以二者相差4 mg/100 cm2叶·小时。
答案：（5）小于　4 mg/100 cm2叶·小时

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