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课前自主预习案3　光合作用
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基础梳理——系统化
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
(2)实验步骤
(3)实验结果及分析
2．叶绿体的结构及其中的色素
(1)光合作用的结构——叶绿体
(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。
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________
知识点三　光合作用的过程
(1)图中：①____，②____，③____，④____。
(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
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
(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
知识点四　光合作用原理的应用
1．光合作用强度
2．影响光合作用强度的因素
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)(　　)
6．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)(　　)
13．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)(　　)
二、连一连
　光合作用的探究历程
三、议一议
【教材易漏拾遗】
1．[必修1P99旁栏思考]植物工厂里不用发绿光的光源，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．[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？
4．[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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．[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？
6．[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________________。
课前自主预习案3
基础梳理——系统化
【知识点一】
1．(1)有机溶剂　层析液　(2)二氧化硅　防止色素被破坏　无水乙醇　使扩散均匀　滤液细线　(3)橙黄色　色素种类　色素含量　溶解度
2．(1)囊状结构　光合色素　光反应　基质　暗反应　(2)红光和蓝紫光　蓝紫光
【知识点二】
氧气　水　二氧化碳
【知识点三】
(1)O2　NADPH　2C3　CO2　(2)光　ATP　CO2　酶　类囊体薄膜　叶绿体基质　H＋＋O2　ATP　CO2　2C3　2C3　(CH2O)　活跃的化学能　活跃的化学能　NADPH和ATP　NADP＋、ADP和Pi　(3)光能　氧化无机物放出的能量　硝化细菌　CO2和H2O
【知识点四】
1．糖类　消耗量　生成量
2．水分　温度　CO2浓度　强度
基能过关——问题化
一、判一判
1．√　2.√　3.√　4.×　5.×　6.×　7.√　8.√　9.×　10.×　11.√　12.√　13.√　14.×　15.√　16.×　17.√
二、连一连
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\23师说新高考一轮生物书(含不定项选择)DH-7\\23新一轮生物书330A教.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\23师说新高考一轮生物书\\23新一轮生物书330A教.tif" \* MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\23师说新高考一轮生物书(含不定项选择)DH-7\\23新一轮生物书330A教.tif" \* MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE "E:\\24一轮课件相关\\24新一轮生物书(DH-7和XH-7成书)\\23新一轮生物书330A教.tif" \* MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE "E:\\24一轮课件相关\\24新一轮生物书(DH-7和XH-7成书)\\23新一轮生物书330A教.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2023资源上传\\000000\\新建文件夹\\2024版《师说》高中全程复习构想 生物学·（不定项版）·【新教材】\\2024版《师说》高中全程复习构想 生物学·（不定项版）\\23新一轮生物书330A教.tif" \* MERGEFORMATINET
三、议一议
1．答案：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
2．答案：不同颜色的藻类吸收不同波长的光有关
3．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)。
4．答案：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
5．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。
6．答案：C5　ATP、NADPH、C5课后定时检测案11　光合作用(二)
[提能强化练]——学业水平三、四
1．为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是(　　)
二氧化硅颗 粒大小(目) 0 20 50 100 200
叶绿素a/(mg/g) 0.25 0.53 0.61 0.48 0.47
叶绿素b/(mg/g) 0.16 0.08 0.09 0.11 0.12
A.提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂
B.加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益
C.据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多
D.若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小
2．[2023·聊城一模]研究发现，水稻Ef cd基因的表达可使水稻的氮吸收能力、叶绿素代谢水平及光合作用相关基因的表达显著增强，从而使水稻成熟期提早7～20天，且会产生不同程度的增产效果。下列相关叙述错误的是(　　)
A.Ef cd基因中含有4种脱氧核苷酸、4种含氮碱基
B.Ef cd基因可能通过促进叶绿素的分解而使水稻增产
C.Ef cd基因有可能促进了叶绿体中与光合作用有关酶的合成
D.Ef cd基因有可能促进了根细胞膜上NH或NO载体数量的增加
3．菹草是一种沉水植物，是草食性鱼类的良好天然饵料，为了能充分利用和开发菹草资源，科研人员研究了不同光照强度对菹草光合作用的影响，结果如图，并建议在实际生产中应通过调节水量使菹草生长于水深2m左右水体中。下列叙述错误的是(　　)
A.菹草叶肉细胞中叶绿素分布在叶绿体的基粒中
B.由图可知，菹草生长的最适光照强度约为6klx
C.在光照强度为2klx时，菹草释放氧为0.4mg·g－1·L－1·h－1
D.若将水深增加3m左右，菹草的呼吸速率将下降
4．[2023·河南省南阳市高三质量评估]叶片保卫细胞无大液泡，通过改变细胞质基质渗透压来控制自身的吸水和失水，进而实现气孔的开闭。科研人员对脱落酸(ABA)调节干旱环境下拟南芥叶片气孔开闭的机制进行研究，结果如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)
注：气孔阻力是指水蒸气和二氧化碳等气体通过气孔时的扩散阻力
A.停止浇水两天后叶片细胞渗透压增大可能促进了ABA的合成
B.恢复浇水后ABA含量的减少，有利于减少拟南芥体内水分的散失
C.给拟南芥植株叶片喷施适量ABA，短时间内叶绿体中C5的含量将增加
D.推测喷施ABA可提高ABA缺失突变型拟南芥植株的抗旱能力
5．[2023·北京模拟]如图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用中氧的转移过程。下列叙述正确的是(　　)
H2OO2H2OCO2C2(CH2O)
A.过程①②④都有ATP生成
B.过程②⑤所需[H]全部来源于①
C.过程①③⑤都需在生物膜上进行
D.过程②③可相互提供物质
6．[2023·衡水实验中学模拟]某生物科研小组从清水河的某一深度取得一桶水样，等量分装于六对黑白瓶中并密封(白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶)，剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10mg/L。将黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下，温度保持不变。8h后，实测获得六对瓶中溶解氧的含量，记录数据见下表，下列判断错误的是(　　)
a b c d e f
光照强度(klx) 0(黑暗) 2 4 6 8 10
白瓶溶氧量(mg/L) 5 10 20 29 35 35
黑瓶溶氧量(mg/L) 5 5 5 5 5 5
A.黑瓶中的生物存在有氧呼吸，不存在光合作用
B.由表中数据可知，光照强度越大，光合作用越强
C.d组白瓶中植物氧气产生速率为3mg/(L·h)
D.若向f组白瓶中补充CO2，白瓶溶氧量可能会增加
7．科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况结果如图。下列分析错误的是(　　)
A.温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关
B.此实验中CO2浓度是无关变量，各组间需保持一致和稳定
C.温度为40℃，光照为1500lx条件下菠菜光合速率为6
D.菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度
8．适宜的温度和光照条件下，在盛有水生动植物的鱼缸内(不考虑微生物的影响)，物质代谢处于相对平衡状态的是(　　)
A.动物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
B.动物呼吸作用吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量
C.动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
D.动物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量
9．(不定项)如图表示25℃时，葡萄和草莓在不同光照强度条件下CO2吸收量的变化曲线。下列叙述正确的是(　　)
A.M点时葡萄的净光合速率为10mg·m－2·h－1
B.已知葡萄光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃，若将环境温度改变为30℃，其他条件不变，则x2将右移
C.对草莓而言，若白天和黑夜的时间各为12h，则平均光照强度在x1以上才能正常生长
D.光照强度为x3时葡萄和草莓光合作用合成有机物的量相等
10．(不定项)科学研究发现：小麦、水稻等作物在强光、干旱时会发生比较强的光呼吸作用，在光呼吸过程中，叶绿体基质中的Rubisco起到重要作用，该酶在O2浓度较高时，可催化五碳化合物与O2结合生成一个三碳化合物和一个二碳化合物，此二碳化合物不参与光合作用，而是在消耗一定ATP和NADPH的基础上，重新形成五碳化合物，并释放CO2。此外，光合作用过程中，Rubisco也可催化五碳化合物与CO2结合，进行CO2固定。下列有关说法错误的是(　　)
A.Rubisco既可参与光呼吸，也可参与光合作用的暗反应
B.强光、干旱条件下提高O2浓度，小麦植株内葡萄糖生成量将上升
C.提高O2的浓度可以抑制光呼吸
D.光呼吸和细胞呼吸的相同点是都会消耗O2，释放CO2
11．(不定项)某研究小组在水肥充足条件下，观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势，结果如图所示。据图判断下列有关叙述，不正确的是(　　)
A.光合作用消耗ATP最快的时刻是15：00
B.根吸水能力最强的时刻是12：00
C.直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗
D.影响光合速率的环境因素主要是CO2浓度
12．(不定项)光呼吸是进行光合作用的细胞为适应O2/CO2气体环境变化，提高抗逆性而形成的一条代谢途径。该过程是叶肉细胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2生成CO2，消耗能量的反应，过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.环境中O2/CO2的比值升高，有利于有机物的积累
B.光呼吸与有氧呼吸相似，都能消耗O2产生CO2
C.从能量利用角度看，光呼吸与暗反应都消耗ATP
D.光呼吸是植物在不利条件下，对细胞的一种保护措施
[大题冲关练]——综合创新·求突破
13．甲藻又称“双鞭甲藻”，是一类单细胞具有双鞭毛的集合群，形状有球状、丝状不定形和变形虫状等，适宜生长繁殖的水温约为25℃。回答下列问题：
(1)甲藻细胞进行光合作用时，参与C3还原的光反应产物包括________________________________________________________________________。
(2)探究温度对甲藻光合速率的影响，需在不同温度但其他条件相同时，测定其在光照下______________________，还需测定黑暗条件下CO2的释放速率。实验发现即使一直处于适宜的光照下，甲藻长期处于9℃环境也不能正常生长繁殖，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．[2023·河北沧州市高三二模]土壤盐渍化容易对植物形成盐胁迫，为研究稀土铈元素(Ce)对盐胁迫下的小麦种子萌发和生长过程中叶绿素含量的影响，科研人员配制了10mg·L－1的Ce溶液和0.8%的NaCl溶液，并进行了相关模拟实验，结果如图所示。回答下列相关问题：
(1)将适量的小麦种子均分为四组，分别进行如下处理：甲组—蒸馏水，乙组—Ce溶液，丙组—蒸馏水＋NaCl溶液，丁组—Ce溶液＋NaCl溶液。将种子直接置于加入了10mL上述处理液的滤纸皿床中发芽，每天定时观察并补充蒸馏水，最后取发芽7天龄的新鲜幼苗进行叶绿素的提取。
①丙组与甲组结果对比说明__________________________，丙组与丁组结果对比说明________________________________________________________________________。
②小麦种子萌发过程中，自由水比例会________。
③常用________提取叶绿素，由图可知，丙组幼苗的叶绿素含量少，导致光反应产生的________(填产物)少，从而影响光合速率。
(2)叶绿素减少的直接原因是叶绿素酶将叶绿素降解，据此推测丙组幼苗叶绿素含量降低的原因可能是____________________________________。
(3)根据实验结果，请你给土壤盐渍化地方的农民一些提高产量的建议：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
15．[江苏卷]叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题：
(1)合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是________。
(2)进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在________上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3－Ⅰ)，C3－Ⅰ还原为三碳糖(C3－Ⅱ)，这一步骤需要________作为还原剂。在叶绿体中C3－Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为________。
(3)作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有________(填序号)。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3－Ⅱ输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
(4)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体________________________________________________________________________。
课后定时检测案11
1．解析：色素提取的原理是光合色素可以溶于有机溶剂，A正确；由表中数据可知，加入二氧化硅后，叶绿素a的含量增加，而叶绿素b的含量减少，所以加入二氧化硅对叶绿素b的提取无益，对叶绿素a的提取有益，B错误；由表格数据可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素a和叶绿素b的总量最多，C正确；碳酸钙可保护叶绿素，防止叶绿素在酸性条件下被分解，若叶片研磨时未加入碳酸钙，则提取的叶绿素变少，表中数据均减小，D正确。
答案：B
2．解析：Ef cd基因中含有4种脱氧核苷酸、4种含氮碱基(A、C、G、T)，A正确；Ef cd基因可能通过提高叶绿素的代谢水平而使水稻增产，B错误；根据题干信息“水稻Ef cd基因的表达可使水稻的氮吸收能力、叶绿素代谢水平及光合作用相关基因的表达显著增强”可知，Ef cd基因有可能促进了叶绿体中与光合作用有关酶的合成，C正确；水稻Ef cd基因的表达可使水稻的氮吸收能力增强，这说明Ef cd基因有可能促进了根细胞膜上NH或NO载体数量的增加，D正确。
答案：B
3．解析：绿色植物的叶绿素分布在叶绿体的基粒中；观察图中净光合速率曲线可知，菹草生长的最适光照强度约为6klx；在光照强度为2klx时，菹草的净光合速率为0，菹草光合作用产生的氧气全部被呼吸作用消耗，因此菹草释放氧为0；若将水深增加3m左右，温度降低，溶氧量也降低，导致菹草的呼吸速率下降。
答案：C
4．解析：由图可知，停止浇水两天后叶片细胞渗透压增大，ABA的合成也增加，可能是细胞渗透压增大促进了ABA的合成，导致气孔关闭，气孔阻力增加，A正确；恢复浇水后ABA含量的减少，气孔阻力降低，有利于增加拟南芥体内水分的散失，B错误；给拟南芥植株叶片喷施适量ABA，会导致气孔关闭，气孔阻力增加，CO2进入减少，短时间内叶绿体中CO2的固定速率减慢，但C3的还原速率不变，所以C5的含量将增加，C正确；ABA缺失体不能产生ABA，喷施ABA后可导致气孔关闭，增大气孔阻力，故喷施ABA后可提高ABA缺失突变型拟南芥植株的抗旱能力，D正确。
答案：B
5．解析：过程④为CO2的固定，不产生ATP；过程②所需[H]来自有氧呼吸的第一、二阶段；过程③是有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行，过程⑤是C3的还原，发生在叶绿体基质中；过程②③可相互提供物质，如②为③提供H2O，③为②提供[H]。
答案：D
6．解析：黑瓶中溶氧减少说明其中的生物进行了有氧呼吸，其中不存在光照，故没有光合作用，A正确；f组与e组对比，光照强度增加，光合作用强度不再增加，B错误；d组8h产生的氧气量为光合作用净产量(29－10)＋呼吸消耗量(10－5)＝24mg/L，氧气产生速率为3mg/(L·h)，C正确；f组与e组对比，光照强度增加，光合作用强度不再增加，此时的限制因素可能是CO2浓度，若向f组白瓶中补充CO2，白瓶溶氧量可能会增加，D正确。
答案：B
7．解析：温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有关；本实验的自变量是光照强度和温度，因变量是净光合速率，CO2浓度等其他因素是无关变量；据图可知，温度为40℃，光照为1500lx条件下菠菜净光合速率为2，呼吸速率为4，根据真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率可知，此时其光合速率为6；据图可知，菠菜叶片进行光合作用的最适温度约是30℃，呼吸作用的最适温度约是40℃，因此菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度。
答案：A
8．解析：要达到物质代谢的相对平衡状态，植物光合作用吸收的CO2量应等于动物和植物的呼吸作用释放的CO2量；植物光合作用产生的O2量应等于动物和植物的呼吸作用吸收的O2量；植物光合作用合成的有机物量应等于动物和植物呼吸作用消耗的有机物量。
答案：C
9．解析：M点葡萄的净光合速率为8mg·m－2·h－1，A错误；图示是在25℃条件下测定的，此时是光合作用的最适温度，将温度提高到30℃，光合速率下降，呼吸速率上升，导致x2右移，B正确；光照强度为0时草莓CO2释放量为1mg·m－2·h－1，当CO2吸收量超过1mg·m－2·h－1时，CO2吸收量才会超过CO2释放量，因此平均光照强度在x1以上才能使该植物一昼夜的CO2吸收量超过CO2释放量，C正确；真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，光照强度为x3时葡萄和草莓净光合速率相等，但两者呼吸速率不相等，光合作用合成有机物的量不相等，D错误。
答案：BC
10．解析：由题干信息可知，Rubisco既可参与光呼吸，也可参与光合作用的暗反应，A正确；强光、干旱条件下，O2浓度高时，小麦进行光呼吸，不会产生葡萄糖，不会使葡萄糖生成量上升，B错误；强光、干旱条件下，O2浓度高时，小麦进行光呼吸，所以提高O2的浓度不会抑制光呼吸，C错误；光呼吸和细胞呼吸的相同点是都会消耗O2，释放CO2，D正确。
答案：BC
11．解析：光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲图可知，光合作用消耗ATP最快的时刻是12：00；蒸腾作用越强，根吸水能力越强，由乙图可知，根吸水能力最强的时刻是15：00；蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失，直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗；据图可知，本题中影响光合速率的主要环境因素是光照强度。
答案：ABD
12．解析：据图可知，环境中O2/CO2的比值升高时，C5的主要去向是光呼吸，因而有利于光呼吸而不利于光合作用，即不利于有机物的积累，A错误；光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2产生CO2，B正确；根据题意和图解可知，光呼吸与暗反应都消耗ATP，C正确；据图可知，光呼吸能把C5分解成C3提供给暗反应，同时产生的CO2也提供给暗反应。由于光呼吸是一个耗能反应，可以把光反应产生的多余的NADPH和ATP消耗掉，很好地减缓了干旱天气和过强光照下，因为温度过高，蒸腾作用过强，气孔大量关闭，光合作用过程中的二氧化碳供应减少，所导致的光合作用减弱现象，对植物有重要的意义，D正确。
答案：BCD
13．解析：(1)光反应产生的NADPH和ATP可参与暗反应过程中C3还原。(2)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，某研究小组探究温度对甲藻光合速率的影响时，需在不同温度但其他条件相同时，测定其在光照下CO2的吸收速率(净光合速率)，还需测定甲藻在相应温度下的呼吸速率，即测定黑暗条件下CO2的释放速率。实验发现即使一直处于适宜光照下，甲藻长期处于9℃环境也不能正常生长繁殖，其原因是低温抑制了光合酶的活性，使植物在该温度下不能积累有机物。
答案：(1)NADPH和ATP　(2)CO2的吸收速率　温度过低，导致与生命活动有关的酶活性降低，细胞代谢速率减弱
14．解析：(1)①由题图可知，丙组与甲组结果对比说明盐胁迫会降低小麦幼苗的叶绿素含量。丙组与丁组结果对比说明Ce能减缓盐胁迫危害。②小麦种子萌发过程中自由水比例会升高，代谢加强。③叶绿素易溶于有机溶剂，常用无水乙醇提取叶绿素。叶绿素的功能是吸收、传递和转化光能，丙组幼苗的叶绿素含量少，导致光反应产生的NADPH和ATP少，从而影响光合速率。(2)根据题干信息叶绿素酶会将叶绿素降解可知，丙组幼苗叶绿素含量少的原因很可能是盐胁迫提高了叶绿素酶的活性或盐胁迫促进了叶绿素酶的合成，从而使叶绿素被加速分解。(3)根据图示结果可知，盐胁迫下加入适量Ce能有效提高小麦幼苗的叶绿素含量从而促进其光合作用，因此给出的建议是在小麦种子萌发和生长过程中，补充适量的Ce肥。
答案：(1)①盐胁迫会降低小麦幼苗的叶绿素含量　Ce能减缓盐胁迫危害　②升高　③无水乙醇　NADPH和ATP　(2)盐胁迫提高了叶绿素酶的活性或盐胁迫促进了叶绿素酶的合成　(3)在小麦种子萌发和生长过程中，补充适量的Ce肥
15．解析：(1)遗传信息从DNA流动到RNA的过程叫转录。参与蛋白质合成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA等，由于tRNA与特定的氨基酸相结合，其功能具有特异性，种类最多。(2)光合作用过程中，发生在类囊体薄膜上的光反应，将光能转化成ATP中的化学能。光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，其中NADPH是将C3－Ⅰ还原形成C3－Ⅱ的还原剂。暗反应过程中，C5和CO2结合形成C3，其中一部分C3又会被还原成C5，从而使卡尔文循环持续地进行下去。(3)凡是影响光反应和暗反应的因素，都可以引起C3、C5相对含量的暂时变化。外界环境的CO2浓度改变，会暂时影响C5的消耗；叶绿体接受的光照强度变化，会暂时影响C5的生成；C3－Ⅱ的输出速度会影响C5的生成；酶R催化C5与O2结合产生C2化合物的强度会直接影响C5的浓度。(4)若叶绿体中存在大量可溶性糖，其渗透压会增大，造成叶绿体大量吸水而胀破。
答案：(1)转录　tRNA　(2)类囊体薄膜　NADPH　C5(五碳化合物)　(3)①②③④　(4)吸水胀破(共151张PPT)
光合作用
课前自主预习案
课堂互动探究案
课前自主预习案
素能目标★考向导航
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
(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
(3)实验结果及分析
橙黄色
色素种类
色素含量
溶解度
2．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
(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400～760 nm)，对红外光和紫外光不吸收。
红光和蓝紫光
蓝紫光
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
知识点三　光合作用的过程
(1)图中：①____，②________，③____，④____。
O2
NADPH
2C3
CO2
(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
ATP
CO2
酶
类囊体薄膜
叶绿体基质
H＋＋O2
ATP
CO2
2C3
2C3
(CH2O)
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ATP　
NADP＋、ADP和Pi
(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
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
2．影响光合作用强度的因素
水分
温度
CO2浓度
强度
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1 P98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1 P99图5－12)(　　)
3．叶绿体中的色素一般只利用波长在400～760 nm之间的可见光。(必修1 P99学科交叉)(　　)
4．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。(必修1 P100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1 P100正文)(　　)
√
√
√
×
×
6．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1 P101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1 P98探究·实践)(　　)
8．未加入CaCO3，色素会被破坏。(必修1 P98探究·实践)(　　)
9．滤纸条上扩散速度最快的是叶绿素a。(必修1 P98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1 P103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1 P103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1 P103相关信息)(　　)
×
√
√
×
×
√
√
13．NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。(必修1 P103正文)(　　)
14．光合作用制造的有机物中的氧来自水。(必修1 P104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1 P104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1 P104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1 P104正文)(　　)
√
×
√
×
√
二、连一连
光合作用的探究历程
三、议一议
【教材易漏拾遗】
1．[必修1 P99旁栏思考]植物工厂里不用发绿光的光源，原因是____________________________________________________________
_________________________________________________________。
2．[必修1 P101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
3．[必修1 P98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)。
4．[必修1 P102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
5．[必修1 P102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。
6．[必修1 P103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________________。
C5
ATP、NADPH、C5
课堂互动探究案
考点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构
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
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
任务3　研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
（1）【科学思维】（选择性必修1 P106“相关信息”）为什么植物体主要吸收红光和蓝光？
（2）【科学思维】（必修1 P97“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？
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。
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。
1.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。
2．拓展
花青素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同 pH条件下，花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。
3．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
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

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。
答案：D
考向二 根据吸收光谱确定光合色素的功能
2.[2023·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400～500 nm波长的光
B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度
C．由550 nm波长的光转为670 nm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420～470 nm波长的光的利用量显著减少
答案：C
解析：由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400～500 nm，A正确；叶绿体中的色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm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420～470 nm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420～470 nm波长的光变少，D正确。
等级考必考教材实验——绿叶中色素的提取和分离
任务　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？
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。
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。
防止乙醇挥发和色素氧化。
（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？
（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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析：
（1）

（2）
（3）
（4）
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10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL 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
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10 mL提取液，研磨时应加入多于10 mL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。
2．[2023·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。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，所以不能用蒸馏水做提取液和层析液，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CaCO3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。
考向二 教材实验的拓展考查
3.[2023·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
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。
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
（1）反应式及元素去向的分析：
①反应式（以生成C6H12O6为例）：
_________________________________________________________。
②同位素标记元素的转移途径：
H：　　　　　　　　　　　。　C：__________________________。
3H2O[3H] (C3H2O)　
14CO214C3 (14CH2O)
（2）光反应中光能转化成的活跃化学能仅储存于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)
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：
C3
C5
C3　
C5
（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。
C3
C5
C5
C3
C5
C3
C3
C5
任务3　研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
（1）（教材必修1 P102“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？
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。
（2）（教材必修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，可能的实验思路是什么？
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.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既能作为还原剂，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。
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。
考向一 教材经典实验的拓展考查
1.[2023·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CO2
B．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．光合作用需光反应为CO2合成有机物提供ATP和NADPH
答案：B
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。
考向二 光合作用中的经典实例拓展
2.[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
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。
答案：A
考向三 光合作用过程中条件改变中间产物含量的变化
3.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不可能发生的现象是（　　）
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
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。
答案：B
考向四 光合作用过程的综合考查
4.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C3的还原

答案：B
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，D正确。
考点三　影响光合作用的因素及在生产上的应用
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
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
（2）外部因素
①单因子变量对光合作用影响的曲线分析（曲线图见图文智连）
因素 原理 应用
光照 强度 影响　　　阶段，制约ATP及 　　　的产生，进而制约暗反应 温室大棚适当提高　　　　可以提高光合作用速率
二氧 化碳 浓度 影响　　　阶段，制约　　的生成 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
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
光反应
NADPH
光照强度
暗反应
C3
CO2浓度
CO2浓度
酶活性
昼夜温差
CO2
②多因子对光合速率的影响（曲线图见图文智连）
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。
b．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。
横
温度
CO2
注：欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点
注：大气中CO2浓度过低时（OA段）植物无法进行光合作用
任务2（2）①图示
任务2（2）②图示
名师提醒
（1）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。
（2）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。
考向一 影响光合作用因素的模型分析
1.[2023·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）。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．0.6 mL/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
2．[2023·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500 lx时，植物乙对光能的利用率比植物甲高
D．光照强度大于1 000 lx时，限制植物乙光合速率的环境因素是光照强度
答案：A
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500 lx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1 000 lx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1 000 lx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。
3．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。下列分析正确的是（　　）
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。
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
　　　　　物种 指标　　　　　 马尾松 苦槠 石栎 青冈
光补偿点（千勒克斯） 7 3 1.5 1
光饱和点（千勒克斯） 11 6 3.3 2.5
答案：D
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。
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　　　，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)
考点四　光合作用与细胞呼吸的关系及相关实验探究
任务1　完善光合作用与细胞呼吸之间的联系

（1）物质方面
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
（2）能量方面
光反应
暗反应
细胞呼吸
热能
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（相关图见图文智连）
（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　　　　　。
（3）根据光合作用和呼吸作用的反应式进行计算：
①光合作用释放6 mol O2需要消耗12 mol H2O。
②光反应阶段，12 mol H2O光解产生24 mol [H]，在暗反应中用于还原6 mol CO2，并产生6 mol H2O。
③每分解1 mol C6H12O6，需要消耗6 mol O2，产生6 mol CO2。
呼吸速率
净光合速率
任务2（1）（2）（3）图示
④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)
（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
（5）叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示（见图文智连），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
＝
＜
＞
（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
（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。
黑暗
③表观（净）光合速率的测定方法。（装置图见图文智连）
a．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
Ⅱ“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”（见图文智连）
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
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
任务4　植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析（曲线图见图文智连）
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
1.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。
2．光合呼吸关系模型构建
第一步：根据题意题图，判断对应的生理过程。如黑暗条件下，绿色植物只进行呼吸作用，测得的是呼吸速率；光照条件下，绿色植物同时进行光合作用和呼吸作用，测得的是净光合速率。
第二步：结合总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者的关系解题。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
第三步：依据光合作用和有氧呼吸反应式推导出C6H12O6、O2、CO2三者间的数量关系。O2充足条件下，三者的摩尔数或分子数之比为C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，若实验中测得的是O2的消耗量或释放量，就可依据上述关系推算出C6H12O6的消耗量或生成量。
考向一 光合作用与细胞呼吸过程的联系
1.[2023·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O，短时间内生成的O2和CO2均可含18O
D．物质④在叶绿体基质中合成，在线粒体基质中分解
答案：D
解析：植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能储存在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HO，HO参与光反应生成18O2，HO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。
2．[2023·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（　　）
A．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
考向二 光合速率、呼吸速率的判断及相关计算
3.在一定浓度的CO2和适宜的温度条件下，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。下列有关说法，错误的是（　　）
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9 klx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9 klx时，B植物的总光合速率是45 mg CO2/100 cm2叶·小时
D．当光照强度为3 klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为4 mg CO2/100 cm2叶·小时
光合速率与呼吸速率相等时光照强度（千勒克司） 光饱和时光照度（千勒克司） 光饱和时CO2收量（mg/100 cm叶·小时） 黑暗条件下CO释放量（mg/100cm2叶·小时）
A植物 1 3 11 5.5
B植物 3 9 30 15
答案：D
4．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
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。
5．[2023·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1 m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3 g/m3
B．水深2 m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3 m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4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
水深（m） 1 2 3 4
白瓶中O2浓度（g/m3） ＋3 ＋1.5 0 －1
黑瓶中O2浓度（g/m3） －1.5 －1.5 －1.5 －1.5
答案：C
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1.5 g/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1 m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2 m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3 m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4 m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。
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.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点应左移
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：D
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。
考向四 光合作用和细胞呼吸关系的综合考查
7.[北京卷]某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。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
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。
8．[2022·浙江6月]通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
（1）从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加　　　　　　，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的　　　　；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低　　　　，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中　　　　　　　　　　的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
（2）植物的光合产物主要以　　　　　　　形式提供给各器官。根据相关指标的分析，可知较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至　　　　中。
叶绿素含量
光合速率
呼吸速率
低于5 klx光合曲线的斜率
蔗糖　
叶　
（3）与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均　　　　。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为　　　　（A.<2小时　B．2小时　C．4小时　D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
降低
A
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稳定
[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．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。
4．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。
5．CO2是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响光合速率。
6．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。
[等级选考研考向]
1．[2022·北京卷]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浓度的关系如下图。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
答案：D
2．[2022·海南卷]某小组为了探究适宜温度下CO2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
答案：B
解析：本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，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，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
3．[2022·湖南卷]在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（　　）
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
答案：AD
4．[2023·浙江1月]叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。
表1
项目 甲组 乙组 丙组
处理
库源比 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率/（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
回答下列问题：
（1）叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据？
（2）研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的　　　　结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的　　　　　　中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有______________________________（答出2点即可）。
叶绿体色素为脂溶性物质，易溶于乙醇
五碳糖(C5)
ATP和NADPH　
CO2是光合作用的原料、13C可被仪器检测
（3）分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率　　　　（填“升高”或“降低”）、果实中含13C光合产物的量　　　　（填“增加”或“减少”）。库源比升高导致果实单果重变化的原因是___________________________。
降低
增加
合作用合成的有机物总量少，
可提供给果实的有机物相应减少
（4）为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。
表2
果实位置 果实中含 13C光合产物（mg） 单果重（g）
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，
叶片光合产物分配给果实的特点是　　　　。
就近分配
（5）综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10 g以上为合格）的是哪一项？ .　　　　
（A.除草　B．遮光　C．疏果　D．松土）。
C
5．[2022·广东卷]研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
（1）结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量　　，原因可能是_____________________________。
（2）比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的　　　　　　　　，因而生长更快。
高
遮阴条件下植物合成较多的叶绿素　
糖类等有机物
（3）某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期　　　　一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以　　　为对照，并保证除　　　　外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
光照条件　
A组
遮光程度
探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
6．[2022·湖南卷]将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2 μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题：
（1）在此条件下，该水稻种子　　　　（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），
理由是____________________________________________________。
能
种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻　　　　（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由？（答出两点即可）。
（3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，
该种子应具有　　　　　　　　　特性。
不能
光照强度为10 μmol/(s·m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花
耐受酒精毒害
7．[2022·山东卷]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　　　　。
（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________________________________________________________。
（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。
蓝紫光
五碳化合物供应不足
CO2供应不足
强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强
减弱
促进光反应关键蛋白的合成
[国考真题研规律]
8．[2022·全国乙卷]某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是 （　　）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
答案：D
解析：将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，小麦同时进行光合作用和呼吸作用，而容器内CO2含量初期逐渐降低。说明初期小麦的光合速率大于呼吸速率，之后CO2含量保持相对稳定，说明光合速率等于呼吸速率，D正确。
9．[2022·全国甲卷]根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
（1）不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是________________________________
（答出3点即可）。
（2）正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是______________________________________________（答出1点即可）。
O2、[H](NADPH)、ATP
部分光合产物用于叶片自身的细胞呼吸，为新陈代谢提供能量；部分光合产物用于叶片自身的生长发育
（3）干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因？
干旱会导致气孔开度减小，胞间CO2浓度降低，与C3植物相比，C4植物的CO2补偿点较低，能在较低浓度的CO2条件下，固定利用更多的CO2进行光合作用，以维持自身的生长。课后定时检测案10　光合作用(一)
[基础巩固练]——学业水平一、二
考点一　色素的提取和分离
1．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是(　　)
A．提取液呈绿色是由于含有的叶绿素a和叶绿素b较多
B．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高
C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小
D．滤纸条上没有色素带，说明实验材料可能为黄化叶片
2．[2023·黑龙江实验中学高三阶段测试]提取新鲜菠菜叶的叶绿体色素，用圆形滤纸层析法分离色素，实验装置如图。正确的层析结果是(深色圈表示色素环)(　　)
A． B.
C． D.
3.
[经典高考]如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是(　　)
A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b
考点二　光合作用过程(Ⅱ)
4．下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是(　　)
A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能
B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a
C．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与
D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用
5．[经典高考]光反应在叶绿体类囊体上进行，在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色，该反应过程中(　　)
A．需要ATP提供能量
B．DCIP被氧化
C．不需要光合色素参与
D．会产生氧气
6．[2023·福建厦门湖滨中学阶段检测]光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应来实现。下列对于改变反应条件而引起相关变化的说法中，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的值减小
B．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大
C．突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小
D．突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小
7．如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析，错误的是(　　)
A．物质b可能是ADP和Pi
B．物质c直接被还原生成(CH2O)和C5
C.甲中色素不溶于水，只溶于有机溶剂
D.乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行
8．[2021·重庆卷]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
[提能强化练]——学业水平三、四
9．[2023·湖北省武汉高三质量检测]在光合作用过程中可产生大量H＋，当H＋通过ATP合成酶时，可以使ADP＋Pi合成ATP，为了研究光合作用过程中ATP产生的原理，科学家分离出类囊体进行了以下实验，如图所示。下列分析错误的是(　　)
A．实验模拟了光合作用光反应阶段的部分过程
B．实验应在黑暗中进行，以避免类囊体产生了H＋
C．当类囊体膜两侧存在H＋浓度差时，就能合成ATP
D．推测光合作用过程中产生的大量H＋主要集中在类囊体腔
10．[2020·浙江7月]将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是(　　)
A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A～B段对应的关系相似
11．[2023·烟台期中](不定项) 玉米叶肉细胞中有一种酶，通过一系列反应将CO2泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，保证卡尔文循环顺利进行，这种酶被形象地称为“CO2泵”，下列相关叙述错误的是(　　)
A.A→B的过程还需要光反应提供的NADH、ATP等物质的参与
B．抑制“CO2泵”的活性，短时间内维管束鞘细胞中B的含量增加
C．晴朗的夏季11：00时，温度升高玉米维管束鞘细胞光合作用速率会明显下降
D．可用纸层析法分别分离玉米叶肉细胞、维管束鞘细胞中的色素并比较色素的含量和种类差别
12．[2023·烟台三模](不定项)我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工路线，流程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．①、②过程模拟暗反应中CO2的固定，③、④过程模拟C3的还原
B．步骤①需要催化剂，②、③、④既不需要催化剂也不需消耗能量
C．该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储存于有机物中
D．该体系与植物光合作用固定的CO2量相等时，植物体内淀粉的积累量较低
13．[2023·潍坊一模](不定项)叶面积系数是指单位土地面积上的叶面积总和，它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1所示。图2为来自树冠不同层的甲、乙两种叶片的净光合速率变化图解。下列说法错误的是(　　)
A.a点后群体干物质积累速率变化对于合理密植有重要指导意义
B．a～b段群体光合速率增加量大于群体呼吸速率增加量
C．c点时甲、乙两种叶片固定CO2的速率相同
D．甲净光合速率最大时所需光照强度高于乙，可判断甲叶片来自树冠上层
[大题冲关练]——综合创新·求突破
14．[2022·河北卷]某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题：
(1)从叶片中分离叶绿体可采用__________法。
(2)经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是______________________________________(写出两点即可)。
(3)白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少__________________。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于________中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于________中的基因编码。
15．[2022·辽宁卷]浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：
Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定
(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和____________。在细胞中，这些光合色素分布在______________________________。
(2)测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。
样品 叶绿素a(mg·g－1) 叶绿素b(mg·g－1)
上层 0.199 0.123
中层 0.228 0.123
下层 0.684 0.453
数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定
(3)研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。
酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。
粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和________。研磨时加入缓冲液的主要作用是______________稳定。离心后的________为粗酶液。
(4)酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。
在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为________μmol·m－2·s－1(填具体数字)，强光照会________浒苔乙酶Y的活性。
课后定时检测案10
1．解析：叶绿体色素中绿色的叶绿素含量占到3/4，所以提取液呈绿色；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方；色素带的宽窄反映了色素含量的多少；用黄化叶片进行绿叶中色素的提取与分离实验时，仍然会有胡萝卜素和叶黄素两条色素带。
答案：A
2．解析：在植物叶绿体中，各色素的含量从多至少依次是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素；溶解度从大到小依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以滤纸上从外至内依次是：胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)。
答案：A
3．解析：研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，加入过量不会破坏叶绿素，A错误；层析液由有机溶剂配制而成，B错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D正确。
答案：D
4．解析：光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。
答案：B
5．解析：此过程不需要ATP提供能量，A错误；光反应过程产生的[H]将DCIP还原，由蓝色变为无色，B错误；光反应过程需要光合色素的参与，C错误；光反应过程水分解产生了氧气，D正确。
答案：D
6．解析：突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，A错误；突然中断CO2供应，导致C3含量减少，进而使ATP和[H]含量增多，所以暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和[H]含量减少，进而使C3含量增大、C5含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值增大，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提高，ATP和[H]含量增加，ATP/ADP的值增大，D错误。
答案：B
7．解析：物质c是CO2，它必须首先与C5结合，形成C3，然后C3被还原成(CH2O)和C5。
答案：B
8．解析：水光解产生O2，场所是在叶绿体的类囊体膜的内侧，若被有氧呼吸利用，而氧气在线粒体内膜上被利用，氧气从叶绿体类囊体膜开始，再穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，穿过线粒体的两层膜，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，然后在暗反应过程中被消耗，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－)在类囊体薄膜上的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。
答案：A
9．解析：该实验分离出类囊体研究光合作用过程中ATP产生的原理，类囊体是光合作用光反应的场所，A正确；在光照条件下，类囊体中会发生水的光解，产生H＋，对实验造成影响，故需要在黑暗环境中进行，B正确；根据题干可知，实验中改变类囊体内外的pH，使得ATP开始合成，说明类囊体内外存在H＋浓度差，能够促进ATP的合成，但这只是合成ATP的条件之一，C错误；由题图分析可知，促进ATP合成时，类囊体腔内pH低于类囊体外，故可推测光合作用过程中产生的大量H＋主要集中在类囊体腔，D正确。
答案：C
10．解析：测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏，导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响暗反应速率，蔗糖合成一直较少，C错误；若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似，D错误。
答案：A
11．解析：A→B的过程表示三碳化合物的还原，需要光反应提供的NADPH、ATP等物质的参与，A错误；A表示三碳化合物，B表示五碳化合物，抑制“CO2泵”的活性，维管束鞘细胞中CO2含量降低，导致CO2的固定受阻，消耗的五碳化合物减少，而三碳化合物的还原生成五碳化合物仍正常进行，所以在短时间内，维管束鞘细胞中B五碳化合物的含量增加，B正确；晴朗的夏季11：00时，玉米光合作用速率不仅没有下降，反而有所上升，原因是玉米叶肉细胞内有“CO2泵”，仍可以维持维管束鞘细胞内较高的CO2浓度，此时光照强度增强，光合作用速率增加，C错误；不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同可分别分离玉米叶肉细胞、维管束鞘细胞中的色素，并比较色素的含量和种类差别，D正确。
答案：AC
12．解析：①、②、③、④过程是光合作用暗反应的模拟过程，①②过程模拟的是CO2的固定，③④模拟三碳化合物的还原，A正确；步骤③、④的顺利进行，需要多种酶的催化，需要消耗能量，如ATP和NADPH的化学能，B错误；植物光合作用的本质是利用光能将无机物二氧化碳和水转化为有机物，同时将光能转化为有机物中的化学能，图示过程也是利用光能将二氧化碳和水转化为淀粉，同时储存能量，二者的本质是相同的，C正确；在与植物光合作用固定的CO2量相等时，该体系由于没有呼吸消耗淀粉，因此淀粉的积累量较高，D正确。
答案：ACD
13．解析：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上升，当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，据此可以看出过度密植会导致产量下降，因而图示的研究对于合理密植具有重要指导意义，A正确；a～b段群体光合速率增加量小于群体呼吸速率增加量，因而当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，B错误；c点时甲、乙两种叶片净光合速率相等，均为零，此时光合速率等于呼吸速率，但两种叶片的呼吸速率不同，因此，此时甲、乙两种叶片固定CO2的速率不同，C错误；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，据此分析图示可推知：甲叶片位于树冠上层，D正确。
答案：BC
14．解析：(1)叶绿体属于细胞器，根据不同细胞器的密度不同，可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。(2)光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP，该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与，据题意可知，白化期叶绿体内部结构解体，叶绿体类囊体薄膜减少，且白化过程中叶绿素等光合色素减少，光反应减慢，故白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。(3)白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失，利于植物的生存。(4)叶绿体属于半自主性细胞器，其中蛋白质的合成主要受到细胞核基因的编码，合成后经特定机制完成跨膜运输；其余蛋白质由叶绿体中的基因编码。
答案：(1)差速离心　(2)叶绿体内部结构解体；光合色素减少　(3)水分的散失　(4)细胞核　叶绿体
15．解析：(1)浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。(3)粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。(4)分析题图数据，在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m－2·s－1，中午时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。
答案：(1)类胡萝卜素　叶绿体的类囊体薄膜
(2)下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光
(3)酶变性　维持pH　上清液
(4)1800　抑制课堂互动探究案3　光合作用
考点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构
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。
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。
任务3　研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
（1）【科学思维】（选择性必修1 P106“相关信息”）为什么植物体主要吸收红光和蓝光？
________________________________________________________________________
（2）【科学思维】（必修1 P97“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？
________________________________________________________________________
1.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。
2．拓展
花青素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同 pH条件下，花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。
3．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
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
考向二根据吸收光谱确定光合色素的功能
2.[2023·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400～500 nm波长的光
B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度
C．由550 nm波长的光转为670 nm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420～470 nm波长的光的利用量显著减少
等级考必考教材实验——绿叶中色素的提取和分离
任务　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？
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（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？
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（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？
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（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？
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（6）在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液液面？
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（7）分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。
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（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。
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绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析：
（1）
（2）
（3）
（4）
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10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL 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
2．[2023·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。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
考向二教材实验的拓展考查
3.[2023·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
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
（1）反应式及元素去向的分析：
①反应式（以生成C6H12O6为例）：
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②同位素标记元素的转移途径：
H：　　　　　　　　。　C：_______________________________。
（2）光反应中光能转化成的活跃化学能仅储存于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？
________________________________________________________________________。
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：
（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。
任务3　研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
（1）（教材必修1 P102“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？
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（2）（教材必修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，可能的实验思路是什么？
________________________________________________________________________
1.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既能作为还原剂，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。
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。
考向一教材经典实验的拓展考查
1.[2023·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CO2
B．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．光合作用需光反应为CO2合成有机物提供ATP和NADPH
考向二光合作用中的经典实例拓展
2.[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
考向三光合作用过程中条件改变中间产物含量的变化
3.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不可能发生的现象是（　　）
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
考向四光合作用过程的综合考查
4.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C3的还原
考点三　影响光合作用的因素及在生产上的应用
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　　　。
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。
（2）外部因素
①单因子变量对光合作用影响的曲线分析（曲线图见图文智连）
因素 原理 应用
光照 强度 影响　　　阶段，制约ATP及　　　的产生，进而制约暗反应 温室大棚适当提高　　　　可以提高光合作用速率
二氧 化碳 浓度 影响　　　阶段，制约　　的生成 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
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
②多因子对光合速率的影响（曲线图见图文智连）
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。
b．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。
注：欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点
注：大气中CO2浓度过低时（OA段）植物无法进行光合作用
任务2（2）①图示
任务2（2）②图示
名师提醒
（1）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。
（2）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。
考向一影响光合作用因素的模型分析
1.[2023·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）。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．0.6 mL/L的草甘膦使单种与混种白茅净光合速率的下降量相同
2．[2023·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500 lx时，植物乙对光能的利用率比植物甲高
D．光照强度大于1 000 lx时，限制植物乙光合速率的环境因素是光照强度
3．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。下列分析正确的是（　　）
　　　　　物种 指标　　　　　 马尾松 苦槠 石栎 青冈
光补偿点（千勒克斯） 7 3 1.5 1
光饱和点（千勒克斯） 11 6 3.3 2.5
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。
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
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　　　　　　，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。
考点四　光合作用与细胞呼吸的关系及相关实验探究
任务1　完善光合作用与细胞呼吸之间的联系
（1）物质方面
（2）能量方面
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（相关图见图文智连）
（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　　　　。
（3）根据光合作用和呼吸作用的反应式进行计算：
①光合作用释放6 mol O2需要消耗12 mol H2O。
②光反应阶段，12 mol H2O光解产生24 mol [H]，在暗反应中用于还原6 mol CO2，并产生6 mol H2O。
③每分解1 mol C6H12O6，需要消耗6 mol O2，产生6 mol CO2。
④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。
（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
（5）叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示（见图文智连），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。
（6）叶绿体吸收CO2的量属于真正光合作用还是净光合作用？________________________________________________________________________。
（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。（装置图见图文智连）
a．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。
Ⅱ“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”（见图文智连）
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。
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。
任务4　植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析（曲线图见图文智连）
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　　　　　　。
任务2（1）（2）（3）图示
任务2（5）图示
任务2（7）Ⅰ③图示
任务2（7）Ⅲ图示
任务3图示
任务4图示
1.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。
2．光合呼吸关系模型构建
第一步：根据题意题图，判断对应的生理过程。如黑暗条件下，绿色植物只进行呼吸作用，测得的是呼吸速率；光照条件下，绿色植物同时进行光合作用和呼吸作用，测得的是净光合速率。
第二步：结合总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者的关系解题。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
第三步：依据光合作用和有氧呼吸反应式推导出C6H12O6、O2、CO2三者间的数量关系。O2充足条件下，三者的摩尔数或分子数之比为C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，若实验中测得的是O2的消耗量或释放量，就可依据上述关系推算出C6H12O6的消耗量或生成量。
考向一光合作用与细胞呼吸过程的联系
1.[2023·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O，短时间内生成的O2和CO2均可含18O
D．物质④在叶绿体基质中合成，在线粒体基质中分解
2．[2023·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（　　）
A．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
考向二光合速率、呼吸速率的判断及相关计算
3.在一定浓度的CO2和适宜的温度条件下，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。下列有关说法，错误的是（　　）
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/100 cm2叶·小时） 黑暗条件下CO2释放量（mg/100 cm2叶·小时）
A植物 1 3 11 5.5
B植物 3 9 30 15
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9 klx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9 klx时，B植物的总光合速率是45 mg CO2/100 cm2叶·小时
D．当光照强度为3 klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为4 mg CO2/100 cm2叶·小时
4．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
5．[2023·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（　　）
水深（m） 1 2 3 4
白瓶中O2浓度（g/m3） ＋3 ＋1.5 0 －1
黑瓶中O2浓度（g/m3） －1.5 －1.5 －1.5 －1.5
A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3 g/m3
B．水深2 m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3 m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4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
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.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点应左移
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
考向四光合作用和细胞呼吸关系的综合考查
7.[北京卷]某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。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 ℃
8．[2022·浙江6月]通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
（1）从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加　　　　　　　　　　　　，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的　　　　；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低　　　　，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中　　　　　　　　　　的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
（2）植物的光合产物主要以　　　　　　　形式提供给各器官。根据相关指标的分析，可知较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至　　　　中。
（3）与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均　　　　。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为　　　　（A.<2小时　B．2小时　C．4小时　D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
[网络建构提升]
[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．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。
4．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。
5．CO2是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响光合速率。
6．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。
[等级选考研考向]
1．[2022·北京卷]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浓度的关系如下图。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
2．[2022·海南卷]某小组为了探究适宜温度下CO2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
3．[2022·湖南卷]在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（　　）
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
4．[2023·浙江1月]叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。
表1
项目 甲组 乙组 丙组
处理
库源比 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率/（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。
回答下列问题：
（1）叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是________________________________________________________________________。
（2）研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的　　　　结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的　　　　中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________（答出2点即可）。
（3）分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率　　　　（填“升高”或“降低”）、果实中含13C光合产物的量　　　　（填“增加”或“减少”）。库源比升高导致果实单果重变化的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）
为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。
表2
果实位置 果实中含 13C光合产物（mg） 单果重（g）
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10 g以上为合格）的是哪一项？　　　　（A.除草　B．遮光　C．疏果　D．松土）。
5．[2022·广东卷]研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
（1）结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量　　　　，原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的　　　　　　　　，因而生长更快。
（3）某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期　　　　　　　　一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以　　　　　　　为对照，并保证除　　　　　　外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是　　　　　　　　。
6．[2022·湖南卷]将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2 μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题：
（1）在此条件下，该水稻种子　　　　（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻　　　　（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________（答出两点即可）。
（3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有　　　　特性。
7．[2022·山东卷]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　　　　。
（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________________________________________________________________________。
（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。
[国考真题研规律]
8．[2022·全国乙卷]某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是 （　　）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
9．[2022·全国甲卷]根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
（1）不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是________________________________
（答出3点即可）。
（2）正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是________________________________________________________________________（答出1点即可）。
（3）干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是
________________________________________________________________________。
课堂互动探究案3
考点一
【任务驱动】
任务1　(1)不能　发黄　(2)酶　(3)氮、镁、铁、铜
任务2　(1)可见光　不吸收　红光和蓝紫光　蓝紫光
(2)最高　绿　绿
任务3　(1)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。
(2)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。
【过程评价】
1．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。
答案：D
2．解析：由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400～500 nm，A正确；叶绿体中的色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm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420～470 nm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420～470 nm波长的光变少，D正确。
答案：C
等级考必考教材实验
【任务驱动】
任务　(1)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。
(2)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。
(3)提示：防止乙醇挥发和色素氧化。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)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。
(8)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。
【过程评价】
1．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10 mL提取液，研磨时应加入多于10 mL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。
答案：B
2．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，所以不能用蒸馏水做提取液和层析液，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CaCO3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。
答案：C
3．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。
答案：B
考点二
【任务驱动】
任务1　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
(1)6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O　3H2O[3H] (C3H2O)　14CO214C3 (14CH2O)　(2)不是。除ATP外，还贮存于NADPH中　(3)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)
任务2　(1)C3　C5　C3　C5　(2)C3　C5　C5　C3　C5　C3　C3　C5
任务3　(1)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。
(2)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。
【过程评价】
1．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。
答案：B
2．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。
答案：A
3．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。
答案：B
4．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，D正确。
答案：B
考点三
【任务驱动】
任务1　(1)糖类　(2)①消耗量　②生成量
任务2　(1)②叶绿素含量　(2)①光反应　NADPH　光照强度　暗反应　C3　CO2浓度　CO2浓度　酶活性　昼夜温差　CO2　②横　温度　CO2
【过程评价】
1．答案：D
2．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500 lx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1 000 lx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1 000 lx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。
答案：A
3．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。
答案：D
4．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　基质
(2)光照和黑暗交替频率　ATP和[H](或NADPH)
考点四
任务1　(1)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　(2)光反应　暗反应　细胞呼吸　热能
任务2　(1)呼吸速率　(2)净光合速率　(3)释放量　吸收量　积累量(增重部分)　(4)产生(生成)　产生(制造、生成)　吸收　吸收　释放　(5)细胞呼吸　＝　＜　＞　(6)真正光合作用　(7)黑暗　CO2　氧气　右　右　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
任务3　(1)右　左　(2)右　左　(3)左
任务4　等于　等于　小于　0　停止
【过程评价】
1．解析：植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能储存在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HO，HO参与光反应生成18O2，HO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。
答案：D
2．答案：D
3．答案：D
4．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。
答案：C
5．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1.5 g/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1 m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2 m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3 m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4 m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。
答案：C
6．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。
答案：D
7．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。
答案：D
8．答案：(1)叶绿素含量　光合速率　呼吸速率　低于5 klx光合曲线的斜率　(2)蔗糖　叶　(3)降低　A
课堂总结　网络聚焦大概念
①活跃　②稳定
历届真题　分类集训培素养
1．答案：D
2．解析：本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，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，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
答案：B
3．答案：AD
4．答案：(1)叶绿体色素为脂溶性物质，易溶于乙醇　(2)五碳糖(C5)　ATP和NADPH　CO2是光合作用的原料、13C可被仪器检测　(3)降低　增加　光合作用合成的有机物总量少，可提供给果实的有机物相应减少　(4)就近分配　(5)C
5．答案：(1)高　遮阴条件下植物合成较多的叶绿素　(2)糖类等有机物 　(3)光照条件　A组　遮光程度　探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
6．答案：(1)能　 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
(2)不能　光照强度为10 μmol/(s·m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花
(3)耐受酒精毒害
7．答案：(1)蓝紫光　(2)五碳化合物供应不足　CO2供应不足　强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强　(3)减弱　促进光反应关键蛋白的合成
8．解析：将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，小麦同时进行光合作用和呼吸作用，而容器内CO2含量初期逐渐降低。说明初期小麦的光合速率大于呼吸速率，之后CO2含量保持相对稳定，说明光合速率等于呼吸速率，D正确。
答案：D
9．答案：(1)O2、[H](NADPH)、ATP
(2)部分光合产物用于叶片自身的细胞呼吸，为新陈代谢提供能量；部分光合产物用于叶片自身的生长发育
(3)干旱会导致气孔开度减小，胞间CO2浓度降低，与C3植物相比，C4植物的CO2补偿点较低，能在较低浓度的CO2条件下，固定利用更多的CO2进行光合作用，以维持自身的生长。

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