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第一周 光合作用——高考生物学大单元每周拔高练
【考情分析】
考查内容：光合作用为高频考点，考查的知识点非常多，包括色素的种类与作用、叶绿体色素的提取与分离、光合作用的过程、影响光合作用的因素、光合作用与细胞呼吸综合等。
命题规律：对“影响光合作用的因素”的考查中最常见的是“光”对光合作用的影响；对“光合作用与细胞呼吸”的考查包括过程综合、曲线综合与实验综合三个维度，常结合农业生产进行考查，已出现的本专题高考试题多为非选择题，多结合曲线分析进行。
考查趋势：依然以一道大题的形式考查为主，近几年高考题中光合作用常被与植物激素调节、基因表达调控等其他知识点相关联，考查学生综合运用的能力。
【易错辨析】
1.光合色素：叶绿素对橙光，黄光吸收较少，对绿光吸收最少，主要吸收红光和蓝紫光
2.暗反应过程并非不需要光
光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。
前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行光反应的产物[H]和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行
3.影响光合作用的因素及其应用
（1）光照强度
①光照强度与光合作用强度的关系曲线分析
A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。
AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。
B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度（光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长）。
BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以后不再加强。限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
②应用：阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。
（2）CO2浓度
①曲线分析：A点是进行光合作用所需的最低CO2浓度，B点是CO2饱和点；B点以后，随着CO2浓度的增加光合作用强度不再增加。
②应用：温室中适当增加CO2浓度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其风”，多施有机肥来提高CO2浓度。
（3）温度
①B点是最适温度，此时光合作用最强，高于或低于此温度光合作用强度都会下降，因为温度会影响酶的活性。
②应用：温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。
（4）水及矿质元素对光合作用的影响
①原理：①N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。
水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。
②应用。
合理施肥；预防干旱，合理灌溉。
4.植物“三率”
Ⅰ.常考易错的“三率”
（1）呼吸速率：植物非绿色组织（如苹果果肉细胞）或绿色组织在黑暗条件下测得的值－单位时间内一定组织的CO2释放量或O2吸收量。
（2）真正（总）光合速率：表示植物绿色组织在有光条件下进行光合作用消耗的CO2或产生O2的量。
（3）净光合速率：植物绿色组织在有光条件下，总光合作用与细胞呼吸同时进行时，测得的数据为净光合速率。从数值关系上：净光合速率＝总光合速率－呼吸速率。
Ⅱ.植物“三率”的判断
（1）根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值代表呼吸速率，该曲线则代表净光合速率；若CO2吸收值为0，该曲代表真正（总）光合速率。
（2）根据实验条件判定：实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼吸速率；若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
（3）根据代谢过程图解进行判定：
a.呼吸速率：②或⑤
b.净光合速率：①或④
c.总光合速率：③=①+②；⑥=④+⑤.
Ⅲ.光合作用和细胞呼吸综合曲线解读
（1）绿色组织在黑暗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（A点）
（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）环境条件改变时光补偿点、光饱和点的移动
①光补偿点的移动：呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。
②光饱和点的移动：相关条件的改变（如增大CO2浓度）使光合速率增大时，光饱和点C应右移，反之左移。
Ⅳ.不同条件下一昼夜植物光合作用曲线
（1）自然环境中一昼夜植物光合作用曲线：
①开始进行光合作用的点：b
②光合作用与呼吸作用相等的点：c、e
③开始积累有机物的点：c
④有机物积累量最大的点：e
密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线：
①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：D、H.
②该植物一昼夜表现为生长，其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即植物光合作用制造的有机物量＞呼吸作用消耗的有机物量，植物生长。
【重难通关】
一、常考易错的“三率”分析与计算
1.常考易错的植物“三率”
（1）呼吸速率：植物非绿色组织（如苹果果肉细胞）或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定组织的CO2释放量或O2吸收量
（2）真正（总）光合速率：表示植物绿色组织在有光条件下进行光合作用消耗的CO2或产生O2的量。
（3）净光合速率：植物绿色组织在有光条件下，总光合作用与细胞呼吸同时进行时，测得的数据为净光合速率。从数值关系上：净光合速率=总光合速率呼吸速率。
2.植物“三率”的判断
（1）根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值代表呼吸速率，该曲线则代表净光合速率；若CO2吸收值为0，该曲线代表真正（总）光合速率。
（2）根据实验条件判定：实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼吸速率；若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
（3）根据代谢过程图解进行判定：
a.呼吸速率：②或⑤
b.净光合速率：①或④
c.总光合速率③=①+②；⑥=④+⑤。
（4）根据关键词判定：（单位时间内的变化量）
项目 呼吸速率 真正（总）光合速率 净光合速率
主体 线粒体 叶绿体 植物体或细胞
O2 吸收量（黑暗） 产生量 释放量
有机物 消耗量（黑暗） 制造量 积累量
CO2 释放量（黑暗） 利用量、固定量、消耗量 吸收量
二、与光合作用有关的实验探究
1.植物光合速率的测定方法
①气体体积变化法
在光照充足，温度适宜的条件下，装置可用于测定植物的净光合速率，红色液滴移动量代表植物释放的氧气量。遮光条件下，红色液滴移动量代表植物吸收的氧气量，即呼吸速率，则总光合速率=净光合速率+呼吸速率。用死亡的同种植物替代绿色植物，可作为对照装置，以校对物理等因素导致的实验误差。
②红外线CO2传感器——测装置中CO2浓度的变化
测定方法：由于CO2对红外线有较强的吸收能力，CO2的多少与红外线的降低量之间有线性关系，因此CO2含量的变化可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线CO2传感器来测量CO2浓度的变化，进而测定植物的净光合速率。
③“半叶法”测定光合作用有机物生产量（或积累量）
该方法又称半叶称重法，即检测单位时间、单位面积干物质生产量（或积累量）。在测定时，叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的真正（或净）光合速率和呼吸速率。
测定方法：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不进行处理，并采用适当的方法阻止两部分间物质转移。在适宜光照下照射6h，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，则（MB－MA）表示该时间段内，相应面积的叶片有机物的生产量。若先将遮光（A）侧部分叶片取下烘干称重，6b后再取下光照（B）侧部分叶片烘干称重，分别记为MA、MB，则（MB－MA）表示该时间段内，相应面积时积累量。
④“黑白瓶”法测定水生植物的光合速率
测定方法：将装有水和水生植物的黑、白瓶置于相同且适宜条件下，测定单位时间内瓶中溶氧量的变化，借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行呼吸作用，溶氧量变化代表呼吸作用耗氧量；白瓶透光，瓶中生物能进行光合作用和呼吸作用，溶氧量变化代表净光合作用放氧量。因此，真正光合作用量（光合作用总量）=白瓶中氧气增加量（净光合作用量）+黑瓶中氧气减少量（呼吸作用量）。
2.光合速率的其他研究方法
①间隔光照法——比较有机物合成量
测定方法：光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，在一般情况下，光反应的速率比暗反应的速率快得多，光反应产生的ATP和[H]除满足暗反应正常利用外，还有一定量的剩余。持续光照，光反应产生的大量ATP和[H]不能及时被完全利用，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应产物。因此在光照强度与光照时间不变的情况下，交替光照较连续光照条件下制造的有机物多。
②叶圆片上浮法——定性比较氧气产生速率大小
测定方法：取生长旺盛的菠菜绿色叶片，注意避开大的叶脉，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片若干。处理小圆形叶片，使叶片内的气体逸出，叶片细胞间隙充满水而全都沉到水底，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用实验时再将其放到不同强度光照下。本实验可通过观察相同时间内叶片上浮数量的多少或，上浮相同数量叶片所用时间的长短来反映不同条件下光合速率的大小，该方法只能定性比较光合速率，无法测定光合速率的大小。
【试题精练】
一、单项选择题
1.高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a与叶绿素b的比值会降低，以适应环境。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述正确的是（ ）
A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上
B.利用纸层析法分离色素时，③应位于滤纸条的最下端
C.植物叶片呈现绿色是由于②③主要吸收绿光
D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
2.长寿花是一种常见的园艺植物。该植物生活在炎热环境时，夜晚气孔处于开放状态，吸收的CO2与磷酸烯醇式丙酮酸结合形成草酰乙酸，进而转变为苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸运到细胞质脱羧放出CO2参与光合作用。下列叙述正确的是（ ）
A.长寿花液泡中的苹果酸含量的昼夜变化是白天增多，夜晚减少
B.白天，长寿花进行暗反应消耗的CO2只能来自苹果酸分解
C.夜晚，长寿花不能进行光合作用，其不能降低环境中的CO2浓度
D.在炎热环境中，长寿花白天气孔关闭可以避免水分的过多散失
3.光呼吸是在光照下叶肉细胞吸收。2释放CO2的过程。叶绿体中的R酶在CO2浓度高而O2浓度低时，会催化RuBP（C5）与CO2结合，生成PGA（C3）进行光合作用。R酶在CO2浓度低而O2浓度高时，会催化RuBP与O2结合在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），通过光呼吸途径合成PGA重新进入卡尔文循环，还有一部分碳元素在线粒体中转化为CO2释放。光呼吸会消耗ATP、NADH，但可以消除PG和自由基等对细胞有毒害的物质。以下叙述错误的是（ ）
A.与细胞呼吸相比较，光呼吸只有在有光的条件下才能发生
B.光合作用的光反应强于暗反应容易导致光呼吸发生
C.光呼吸可以防止强光和CO2亏缺条件下发生光合功能降低的现象
D.抑制光呼吸能大幅度提高光合作用强度
4.植物的光合作用受光强度、CO2浓度等环境因素的影响（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A.a点条件下NADPH的合成速率大于b点
B.当达到稳定状态时，c点条件下五碳糖的含量较b点高
C.上图中植物在CO2浓度为X时具有更高的光补偿点
D.ab段光合作用的主要限制因素为光强度
5.外界因素影响植物光合作用速率。如图表示某植物在不同温度条件下（适宜的光照和一定的CO2浓度）的净光合速率和呼吸速率曲线，下列说法正确的是（ ）
A.甲曲线表示呼吸速率，乙曲线表示净光合速率
B.由图可知光合作用的最适温度高于呼吸作用
C.由图可知M点和N点的总光合速率相等
D.该植物能正常生长所需要的温度不能高于40℃
6.用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片并用气泵抽出叶片内气体直至沉底，然后将等量的叶圆片分别转至含有等浓度的NaHCO3溶液的多个培养皿中，然后给予一定的光照，在相同且适宜的条件下，测量不同温度下的叶圆片全部上浮至液面所用的平均时间，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.上浮至液面的时间可反映净光合速率的相对大小
B.在ab段，随着水温的增加，净光合速率逐渐减小
C.叶片真正光合作用的最适温度一定位于bc段
D.在cd段，主要是由于NaHCO3浓度下降、CO2减少导致上浮时间延长
7.下图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出部分结构的放大图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.图乙所示结构取自图甲中的①或③
B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示的结构上
C.吸收光能的色素分布在①②③的膜上
D.叶绿体以图甲中③的形式扩大膜面积
8.下列关于探索光合作用原理的部分实验，描述正确的是（ ）
A.卡尔文的实验中，向小球藻提供14CO2，光照一段时间，14C5先于14C3，出现
B.希尔反应表明植物的光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水
C.萨克斯通过实验确定叶片在光下能产生
淀粉
D.鲁宾和卡门利用16O的同位素场18O同时标记CO2和水，证明光合作用释放的O2来自水
9.为研究光照强度对植物光合作用强度的影响，某学习小组设计实验装置如图甲所示（密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化）。将实验装置放置于室温一段时间后，测量小室中的气体释放量，改变光源距离，重复实验，得到实验结果如图乙所示。
下列叙述正确的是（ ）
A.光源距离为b和d时，植物的光合速率相等
B.光源距离位于cd之间时，植物叶肉细胞的光合速率小于呼吸速率
C.光源距离小于c和大于c时释放的气体不同
D.光源距离为a时，限制光合速率的因素为光照强度
10.根据如图所示光合作用图解判断，下列说法|正确的是（ ）
A.⑤过程发生于叶绿体基质中
B.⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上
C.图中①~④依次为NADPH、AIP、CO2、（CH2O）
D.②不仅用于C3的还原，还可促进③与C5的结合
11.科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是（ ）
A.实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了设置自变量
B.本实验不同波长的光束照射的区域形成对比实验
C.本实验证明叶绿体吸收CO2并释放O2
D.本实验的结果可以证明水绵叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光
12.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部做环剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出），于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合速率=（2y+z-x）/6[g/（cm2·h）]（不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响）。则M处的实验条件是（ ）
A.下午4时后将整个实验装置遮光3小时
B.下午4时后将整个实验装置遮光6小时
C.下午4时后在阳光下照射1小时
D.晚上8时后在无光下放置3小时
13.光合作用是自然界最重要的化学反应之一，光合作用的限制因素有内因和外因两个方面，外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度，下图是实验人员测得的光照强度对单个叶片光合速率的影响。下列相关叙述错误的是（ ）
注：光极限是指光合作用吸收CO2量随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。
A. 阴生植物的光极限和CO2极限范围一般小于阳生植物
B. 在光合作用最适温度下适当升温，若细胞呼吸速率增大，光补偿点可能左移
C. 达到CO2极限时，限制光合速率的因素可能是CO2浓度或温度
D. 实际生产中施肥过多会影响植物吸水，施肥不足可能影响叶绿素和相关酶的合成
二、非选择题
14.微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富且光合利用度高的自养植物。植物吸收光能超过光合作用所能利用的量时，会引起光能转化效率下降，这种现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ上，PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多时产生的活性氧破坏PSⅡ，使光合速率下降。中国科学院研究人员提出“非基因方式电子引流”的策略，利用能接收电子的人工电子梭（铁氰化钾）有效解除微藻的光抑制现象，实验结果如图所示。请回答下列问题：
（1）PSⅡ分解水的场所是________，PSⅡ将水分解释放的电子用于与________结合，形成NADPH，该过程中发生的能量转化为________。
（2）据图分析，在光照强度由Ⅰ2降低到Ⅰ1的过程中，对照组微藻的光能转化效率________（填“降低”“不变”或“提高”），理由是________。
（3）若用对照组中经Ⅰ1和Ⅰ3光照强度处理的微藻进行实验，分别加入铁氰化钾后，再置于Ⅰ3光照强度下，则经Ⅰ1光照强度处理的微藻的光合放氧速率________（填“较高”或“较低”），原因是________。
15.光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。）
水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析图表，回答下列问题：
（1）ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。
（2）光照强度逐渐增加达到2000μmol·m-2·s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。
（3）与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。
（4）试分析在0~50μmol·m-2·s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线______。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：图中②（叶绿素b）、③（叶绿素a）主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；利用纸层析法分离色素时，②（叶绿素b）应位于滤纸条的最下端，B错误；植物叶片呈现绿色是由于②③吸收绿光最少，反射绿光最多而呈绿色，C错误；在适当遮光条件下，叶绿素a与叶绿素b的比值会降低，以适应环境，可知弱光下②（叶绿素b）的相对含量增高有利于植物对弱光的利用，D正确。
2.答案：D
解析：长寿花在夜晚吸收的CO2与磷酸烯醇式丙酮酸结合形成草酰乙酸，再转变为苹果酸储存在液泡中，而在白天液泡中的苹果酸运到细胞质脱羧释放CO2，因此长寿花液泡中的苹果酸含量的昼夜变化是夜晚增多，白天减少，A错误；白天，长寿花进行暗反应消耗的CO2来自苹果酸的分解和呼吸作用，B错误；夜晚，长寿花不能进行光合作用，但是其气孔打开，可以吸收CO2，使环境中CO2浓度降低，C错误；在炎热环境中，植物蒸腾作用较强，通过气孔散失的水分较多，长寿花白天气孔关闭可以避免水分的过多散失，D正确。
3.答案：D
解析：A.光呼吸需要有光才能发生，细胞呼吸有光无光均能发生，A正确；B.当光合作用的光反应强于暗反应时，产生的氧气较多，容易导致光呼吸发生，B正确；C.由题意可知光呼吸是植物对强光和低二氧化碳环境的一种适应机制，C正确；D.抑制光呼吸，难以消除PG和自由基等对细胞的毒害，并不能大幅度提高光合作用强度，D错误。
4.答案：C
解析：a、b两点的二氧化碳浓度相同，a点光强度大于b点，光反应强度大于b点，因此NADPH的合成速率大于b点，A正确；b点和c点的光强度相同，光反应强度相同，但c点光合速率大于b点，说明CO2浓度大于大气中的二氧化碳浓度，故c点碳反应强度大于b点，五碳糖的含量大于b点，B正确；题图中纵轴表示的是真实光合速率即总光合速率，光补偿点是指植物光合速率和呼吸速率相等时的光强度，由于呼吸速率或净光合速率为0的点未知，故无法判断题图中植物在CO2浓度为X时具有更高的光补偿点，C错误；b段光合速率随光强度的增加而增加，说明ab段光合作用的主要限制因素为光强度，D正确。
5.答案：D
解析：根据纵坐标可以判断甲曲线表示净光合速率，乙曲线表示呼吸速率，A错误。由图可知光合作用的最适温度为30℃左右，呼吸作用最适温度为40℃左右，B错误。由图可知M点和N点的净光合速率相等，C错误。该植物能正常生长所需要的温度不能高于40℃，40℃时净光合速率为0，没有有机物积累，D正确。
6.答案：A
解析：A、根据分析中叶圆片上浮的原理可知，叶圆片上浮至液面的时间可反映净光合速率的相对大小，A正确；
B.ab段，随着水温的增加，叶圆片上浮需要的时间缩短，说明氧气产生速率加快，净光合速率逐渐增大，B错误；
C.上浮至液面的时间可反映净光合速率的相对大小，而真光合速率=净光合速率+呼吸速率，由于温度变化也会影响呼吸酶的活性，所以叶片真正光合作用的最适温度不一定位于bc段，C错误；
D.根据题意可知，不同温度条件下的实验组中含有等浓度的NaHCO3溶液，所以在cd段，不是由于NaHCO3浓度下降、CO2减少导致上浮时间延长，而是温度过高，导致光合作用酶活性降低，使叶圆片上浮需要的时间延长，D错误。
故选A。
7.答案：D
解析：题图甲表示叶绿体的结构，①是叶绿体内膜，②是叶绿体外膜，③是类囊体堆叠成的基粒，④是叶绿体基质；题图乙是光合膜。题图乙所示结构是叶绿体光合膜，来自③叶绿体基粒中的类囊体，不来自①叶绿体内膜，A错误；光合作用分光反应阶段和碳反应阶段，光反应的场所是光合膜，与光反应有关的酶分布在题图乙所示的光合膜上，碳反应的场所是叶绿体基质，与碳反应有关的酶分布在叶绿体基质中，B错误；吸收光能的色素分布在③的膜上，C错误；叶绿体内含有大量基粒，每个基粒由很多类囊体堆叠而成，以此增大膜面积，D正确。
8.答案：C
解析：向小球藻提供14CO2，光照一段时间，暗反应中先进行14CO2的固定，生成14C3再进行14C3的还原，而后生成14C5，故14C3，先于14C5，出现，A错误；希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应，不能表明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，B错误；萨克斯将暗处理过的叶片部分遮光后放在光下，采用碘蒸气处理叶片的方法检测淀粉，确定叶片在光下能产生淀粉，C正确；鲁宾和卡门利用16O的同位素18O别标记CO2和水，证明光合作用释放的O2来自水，D错误。
9.答案：C
解析：AC、甲图装置液滴的移动实验测的是整个植株气体释放速率，当距离为c时，整个植株的光合速率等于呼吸速率，光照强度为b的时候，光合大于呼吸，释放的气体是氧气，d点时呼吸大于光合，释放的气体是二氧化碳，两点时光合速率不相等，呼吸速率不变，A错误、C正确；
B.当距离为c时，整个植株的光合速率等于呼吸速率，但相当一部分植物细胞不能进行光合作用但可以进行呼吸作用，所以叶肉细胞中的光合速率应大于呼吸速率，B错误；
D.当光源与密闭小室的距离小于a时，光合速率达到最大，限制光合作用的主要因素不再是光照强度，D错误。
故选C。
10.答案：C
解析：分析题图可知，⑤是光反应阶段，发生于叶绿体类囊体薄膜上，A错误；⑥为暗反应阶段，发生于叶绿体基质中，B错误；据图分析可知，①是NADPH，②是ATP，③是CO2，④是（CH2O），C正确；②是ATP，是光反应的产物，为C3的还原提供能量，CO2与C5结合形成C3不消耗能量，D错误。
11.答案：B
解析：实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了排除无关变量的影响，空气中含有氧气，需要隔绝，放在黑暗中是为了排除其他光源的影响，A错误：该实验中，透过三棱镜形成的不同波长的光束照射的区域形成对比实验，B正确；该实验可证明光合作用产生了O2，光合作用的场所是叶绿体，但没有证明叶绿体吸收C O2，C错误；该实验的结果可以证明水绵光合作用主要吸收红光和蓝紫光，不能说明各种色素具体吸收什么光，D错误。
12.答案：B
解析：上午10时到下午4时之间的6个小时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，叶圆片重量变化表示的是净光合作用量，则净光合速率=净光合作用量÷6=（y-x）/6；计算总光合速率时，要知道净光合速率和呼吸速率，测定呼吸速率要在黑暗条件下进行，设M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光n小时，此时叶片只进行呼吸作用，则呼吸速率=（y-z）/n；根据呼吸速率=总光合速率-净光合速率，即（y-z）/n=（2y-z-x）/6-（y-x）/6，解得n=6。
13.答案：B
解析：A、与阳生植物比，阴生植物对光的需求小，呼吸作用弱，所以阴生植物的光极限和CO2极限范围一般小于阳生植物，A正确；
B.在光合作用最适温度下适当升温，光合作用速率下降，若细胞呼吸速率增大，光补偿点可能右移，B错误；
C.光合作用的限制因素的外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度，达到CO2极限时，光合作用速率不随光照强度改变，则限制光合作用速率的因素可能是CO2浓度或温度，C正确；
D.实际生产中施肥过多，缩小根毛细胞细胞液与土壤溶液之间的浓度差，减少植物吸水量，甚至导致植物失水。施肥不足，植物可能缺乏N元素来合成光合作用相关的色素和酶，D正确。
故选B。
14.答案：（1）类囊体的薄膜；NADP+和H+；光能转化为（NADPH中活跃的）化学能
（2）提高；光照强度降低，对照组微藻的光合放氧速率不变，光合作用利用的光能不变，因此光能转化效率提高
（3）较高；Ⅰ1光照强度下，微藻细胞中PSⅡ没有被破坏，加入铁氰化钾后，光抑制解除，光合放氧速率会升高；而I3光照强度下，微藻细胞中PSⅡ被破坏，加入铁氰化钾后，光合放氧速率仍然较低
解析：（1）光反应场所是类囊体的薄膜，光反应中，水分解为O2、H+和电子，电子与H+、NADP+结合形成NADPH，该过程中光能转化为NADPH中活跃的化学能；
（2）由图可知，光照强度从Ⅰ2降低到Ⅰ1的过程中，对照组微藻的光合放氧速率不变，光合作用利用的光能不变，但光照强度降低，因此光能转化效率提高；
（3）对照组中经Ⅰ1光照强度处理的微藻细胞中PSⅡ没有被破坏，加入铁氰化钾后，光抑制解除，再置于Ⅰ3光照强度下，光合放氧速率会升高；而对照组中经Ⅰ3光照强度处理的微藻细胞中PSⅡ已经被累积的电子破坏，加入铁氰化钾后，PSⅡ并不能恢复，光合放氧速率仍然较低。
15.答案：（1）类胡萝卜素/叶绿素比例上升；红光和蓝紫
（2）等于；细胞呼吸速率较高
（3）光能利用率较高
（4）如图所示
探究高密度栽培条件下，WT和ygl的最适光照强度（或探究在较强光照条件下，WT和ygl的最适栽培密度）
解析：（1）根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。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，由ygl叶色呈黄绿可推测，主要吸收红光和蓝紫光。
（2）光照强度逐渐增加达到2000 μmol m-2·s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，说明二者的光饱和点相同。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，据图b和图c可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。
（3）与WT相比，在高密度栽培条件下，更多的光可到达ygl下层叶片，导致ygl下层叶片的光合速率较高；与WT相比，ygl的叶绿素含量低，但ygl群体的净光合速率较高，表明该群体的光能利用率较高，有机物积累量大。
（4）绘制曲线图时要注意：ygl的呼吸速率约为0.9μmol（CO2）·m-2·s-1，WT的呼吸速率约为0.6μmol（CO2）·m-2·s-1，而且ygl的光补偿点（约为30μmol·m-2·s-1）大于WT的光补偿点（约为15μmol·m-2·s-1），具体曲线图见答案。由题可知，为保证水稻高产，可关注最适栽培密度或最适光照强度，因此可以继续探究高密度栽培条件下，WT和ygl的最适光照强度或探究在较强光照条件下，WT和ygl的最适栽培密度。

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