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第3节 能量之源——光与光合作用
【高考目标定位】
1、叶绿体中色素的提取和分离
2、光合作用的基本过程
3、影响光合作用速率的环境因素
【考纲知识梳理】
一、捕获光能的色素和结构
1、捕获光能的色素
（1）绿叶中色素的提取和分离
①可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其中前者有助于研磨充分，后者可防止研磨中色素别破坏。[来源:21世纪教育网
②分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的再滤纸上扩散的快，反之则慢。
③层析的结果：四条色素带从上往下依次为：
橙黄色（胡萝卜素）→黄色（叶黄素）→蓝绿色（叶绿素a）→黄绿色（叶绿素b）
（2）色素的种类和吸收光谱21世纪教育网
色素种类 颜色[来源:21世纪教育网 吸收光谱 滤纸条位置
叶绿素（约占3/4）[来源:21世纪教育网21世纪教育网 叶绿素a 蓝绿色21世纪教育网21世纪教育网 主要吸收蓝紫光和红光21世纪教育网 中下层21世纪教育网
叶绿素b 黄绿色 最下层
类胡萝卜素（约占1/4） 胡萝卜素 橙黄色 主要吸收蓝紫光 最上层
叶黄色 黄色 中上层
2、叶绿体的结构和功能
（1）结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外表有双层膜，内部的许多基粒是由囊状结构堆叠而成的。
（2）色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于类囊体的薄膜上，与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中。
（3）功能：进行光合作用的场所。
二、光合作用的探究历程
1、直到18世纪中期，人们一起以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。
2、1771年，英国的普利斯特利的实验证实：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。
3、1779年，荷兰的英格豪斯证明了植物体的绿叶在更新空气中不可缺少。
4、1785年，随着空气组成成分的发现，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。
5、1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物除氧气外还有淀粉。
6、1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水。
7、20世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位素标记技术最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
三、光合作用的过程
光合作用过程包括光反应和暗反应两个连续的过程。
1、光反应
（1）场所：叶绿体的类囊体薄膜上
（2）条件：光，色素，酶等
（3）物质变化：将水分解为H和O2，将ADP和Pi合成ATP
（4）能量变化：光能转化为活跃的化学能
2、暗反应
（1）场所：叶绿体的基质中
（2）条件：酶，ATP，H
（3）物质变化：
CO2的固定：CO2+C5 2C3
C3的还原：2C3+H CH2O+C5
（4） 能量变化：ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能
四、光合作用原理的应用
1、光合作用强度：是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
2、增加光合作用强度的措施：控制光照的强弱和温度高低，适当增加作物环境中二氧化碳浓度等。
五、化能合成作用
1、概念：某些细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。
2、实例：硝化细菌能利用NH3氧化成HNO2和HNO3时所释放的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类。
3、自养生物和异养生物
（1）自养生物：绿色植物和硝化细菌都能将无机物转化为自身组成物质，因此属于自养生物。
（2）异养生物：人、动物、真菌以及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动，属于异养生物。
【要点名师精解】
一、“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析
1、原理解读：
（1）色素的提取：可以用无水乙醇（或丙酮）作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿体中的色素不能溶于水。
（2）色素的分离：利用色素在层析液中的溶解度不同进行分离，溶解度大的在滤纸上扩散得快，反之则慢。
2、实验流程图示：
（1）提取色素：
加入少许SiO2、CaCO3和10mL无水乙醇研磨；
（2）制备滤纸条：
长与宽略小于试管，在一端剪去两角；在距剪去两角的一端1cm处画铅笔线。
（3）画滤液细线：
用毛细吸管吸取色素绿叶沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线；
（4）色素分离：
将滤液条插入有3mL层析液的试管中，有滤液细线的一端朝下。
（5）观察结果：
滤纸条上色素带有四条，如图。
3、实验中几种化学试剂的作用：
（1）无水乙醇用于提取绿叶中的色素。
（2）层析液用于分离绿叶中的色素。
（3）二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。
（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
4、实验中的注意事项：
（1）选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。
（2）提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。
（3）画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。
（4）色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。
【例1】下列有关“叶绿体色素的提取和分离”实验的叙述正确的是
A．加入碳酸钙防止滤液挥发 B．用NaCl溶液提取叶片中的色素
C．用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素 D．加入二氧化硅（石英砂）有利于充分研磨
【解析】色素提取与分离中所用化学试剂或物质的作用：
A中碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，B中应该用无水乙醇提取绿叶中的色素，
C中层析液用于分离绿叶中的色素而不是无水酒精或丙酮，D正确
【答案】D
二、叶绿体中的色素
1、色素的分布与作用
（1）分布：分布于类囊体的薄膜上
（2）作用：色素可吸收、传递光能，少数处于特殊状态的叶绿素a可实现光合作用中光能→电能的转换。
2、色素与吸收光谱
3、不同颜色温室大棚的光合速率：
（1）无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。
（2）叶绿素对绿光吸收量少，因此绿色塑料大棚光合速率最低。
【例2】将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块，置于不同的试管中，按下表进行实验，着色最浅叶片所在的试管是
试管编号 ① ② ③ ④
实验处理 CO2溶液 + + + +
光照 白光 蓝光 红光 绿光
碘液 + + + +
注：“+”表示具有该条件
A．① B．②
C．③ D．④
【解析】将叶片在黑暗中放置一段时间的是进行饥饿处理，消耗掉有机物，然后用不同的光照射，进行光合作用，用碘液处理看有机物产生的多少，因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以着色最浅叶片所在的试管是④号管。
【答案】D
三、叶绿体的结构与功能：
1、结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外表有双层膜，内部的许多基粒是由囊状结构堆叠而成的，增大了收光面积。
2、色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于类囊体的薄膜上，与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中。
3、功能：进行光合作用的场所。
【例3】下列有关叶绿体的说法正确的是（ ）
A、叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同
B、叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中
C、叶绿体产生的O2除供自身利用外，还可被线粒体利用
D、线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需穿过4层磷脂双分子层
【解析】叶绿体通过囊状结构堆叠而成的基粒来增大膜面积的，而线粒体通过向内凹陷的增加膜面积。叶绿体中的酶分布在类囊体薄膜上和基质中。叶绿体自身不利用O2
【答案】D
四、光合作用的过程分析
1、过程图解
2、反应式及元素去向
方程式：CO2＋H218O （CH2O）＋18O2。
（1）O元素：H218O→18O2。
（2）C元素：14CO2→14C3→（14CH2O）。
（3）H元素：H218O→[H] →（CH2O）。
3、光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2用（CH2O）合成量的影响
【例4】在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是
A.C3和C5都迅速减少
B.C3和C5都迅速增加
C.C3迅速增加，C5迅速减少　　
D.C3迅速减少，C5迅速增加
【解析】本题考查光合作用过程。停止光照，[H]和ATP减少，所以对C3的还原减少，使C3积累增加，C5与二氧化碳的反应因生成物积累也迅速减少。
【答案】C。
五、环境因素对光合作用强度的影响
1、光照强度对光合作用强度的影响
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），B点所示光照强度称为光补偿点。
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点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。
2、CO2浓度对光合作用强度的影响
图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增大而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。
图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；
图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。
3、温度对光合作用速率的影响
温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。
4、必需元素供应对光合速率的影响
在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。
5、水分的供应对光合作用速率的影响
水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。
【例5】以测定的CO2 吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
【解析】这里有几个关键的生物量你要搞清楚：①总光合作用=净光合作用+呼吸作用；②(光合作用)制造的有机物=合成的有机物=积累的有机物+消耗的有机物(呼吸作用)；③叶绿体固定的CO2=光合作用所需要的CO2=从外界吸收的CO2+呼吸释放的CO2；所以，图示的虚线表示光合作用净积累有机物的量，实线表示呼吸作用消耗有机物的量，总光作用=制造的有机物=虚线量+实线量。图中纵坐标的生物学意义是CO2的吸收量（植物从外界吸收的CO2量）和CO2的释放量（植物有氧呼吸释放的CO2量），由于在光合作用和有氧呼吸过程中CO2和有机物的量存在一定的比例，因此，可以用CO2的量来反映有机物的变化量。根据公式：植物光合作用利用CO2的量=植物从外界吸收的CO2量+ 植物有氧呼吸释放的CO2量，可逐一计算出20℃、25℃、30℃、 35℃条件下，光合作用制造的有机物的量。并可得到推论：植物积累有机物的量与植物从外界吸收的CO2量成正比。光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等，都是6.5，A正确；光照相同时间，在25℃条件下植物积累的有机物的量最多，B错误；25℃时、30℃、 35℃光合作用制造的有机物的量分别为6、6.5、6.5，C错误；两曲线的交点表示光合作用积累的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等，D错误
【答案】A。
六、光合作用与细胞呼吸
1、光合作用与有氧呼吸的比较
光合作用 有氧呼吸
代谢类型 合成作用（或同化作用） 分解作用（或异化作用）
物质变化 无机物 有机物 有机物 无机物
能量变化 光能→化学能（储能） 化学能→ATP、热能（放能）
实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用
场所 叶绿体 活细胞（主要在线粒体）
条件 只在光下进行 有光、无光都能进行
联系
2、光合作用与细胞呼吸的计算：
（1）光合作用速率表示方法：
通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、（CH2O）等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
（2）在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。如图所示：
（3）呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量，即表示呼吸速率。
（4）一昼夜有机物的积累（用CO2量表示）可用下式表示：
积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。
【例6】下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．的固定过程发生在叶绿体中，分解成的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
【解析】无氧时细胞会进行无氧呼吸，产生酒精对细胞有毒害作用，零下低温环境会使细胞中的水结冰，破坏水果的营养成分，达不到保鲜的目的。的固定过程发生在叶绿体中，分解发生在细胞质基质中，的生成在线粒体中；光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能、ATP中的化学能以及其他形式的能（如电能、光能等）；夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照（提高光合作用的强度），夜晚适当降低温度（降低酶的活性，从而降低呼吸消耗），以利于作物产量的提高。故D正确。
【答案】D
【感悟高考真题】
（2010·全国卷1高考）2.光照条件下，给C3植物和C4 植物叶片提供14CO2，然后检测叶片中的14C。下列有关检测结果的叙述，错误的是
A.从C3植物的淀粉和C4植物的葡萄糖中可检测到14C
B.在C3植物和C4植物呼吸过程产生的中间产物中可检测到14C
C.随光照强度增加，从C4植物叶片中可检测到含14C的C4大量积累
D.在C3植物叶肉组织和C4植物维管束鞘的C3中可检测到14C
【解析】本题主要考查C3植物和C4 植物的光合作用及同位素标记法，考查学生的理解能力、实验与探究能力和综合运用能力。根据C3植物和C4 植物光合作用暗反应的场所、过程［C3植物：C5+14CO2→2C3(只有两个14C)→C5+(14CH2O);和C4植C4植物的光合作用：C3+14CO2→C4(只有一个14C)→C3+14CO2，C5+14CO2→2C3(只有两个14C)→C5+(14CH2O)］和呼吸作用的过程[C6H12O6+6O2+6H2O→6H2O+12CO2]可知，A、B和D三项均正确;C4途径中的C4为中间代谢产物，不可能大量的积累。
【答案】C
（2010·重庆高考）2.题2图为光能在叶绿体中转换的示意图，U、V、W、X、Y代表参与光能转换的物质
下列选项，错误的是
U在光合作用里的作用是吸收和传递光能
V吸收光能后被激发，使分解，产生电子流
W为的还原剂，其能量是稳定化学能来源之一
U至Y的能量转换在叶绿体囊状结构薄膜上进行
【解析】此题的图是课本上的图的再现略有改编，首先要识图弄清U、V、W、X、Y代表参与光能转换的物质分别是除少数特殊状态的叶绿素a的其它色素、少数特殊状态的叶绿素a的、NADPH、NADP+、糖类，结合光能在叶绿体中转换过程（光能先转化为电能然后转换为活跃的化学能而后转化为稳定的化学能）可知，答案A 、Ｂ、Ｃ正确；其中光能先转化为电能然后转换为活跃的化学能为光反应过程在叶绿体囊状结构薄膜上所完成，活跃的化学能而后转化为稳定的化学能（Ｗ－Ｙ）则是暗反应过程在叶绿体的基质中完成，故答案Ｄ错。
【答案】D
（2010·浙江高考）29．（26分）回答下列Ⅰ、Ⅱ小题：
Ⅰ．试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。
请回答：
（1）图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养中＿＿＿和＿＿＿＿更高。
（2）图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内CO2浓度变化曲线。图中b－c段CO2浓度升高缓慢是因为＿＿＿＿＿＿＿＿，c－d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗＿＿＿＿＿。若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率＿＿＿＿＿＿。
（3）根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿可缩短试管苗的适应过程。
【解析】本题主要考查影响光合作用的因素,考查学生对曲线的解读能力, （1）从甲图来看,不加蔗糖的培养基中在相同的光照强度下光合速率要比加蔗糖的培养基高,且光饱和点也比加蔗糖的培养基高, （2）图乙表示一昼夜中CO2浓度变化曲线, b-c段上升缓慢的原因是凌晨温度较低，酶活性降低,呼吸速率较慢导致CO2释放减少所致；c-d段急剧下降是因为光合作用消耗大量CO2所致，d点时光照强度不再是限制光合作用的因素, CO2才是影响光合作用的因素,而大气CO2比瓶内高，所以更有利于提高光合速率。（3）从甲乙两图中可以得出不加蔗糖的培养基,适当增加CO2浓度,延长光照时间,适当增加光照强度等可以提高光合作用强度.
【答案】 （1）光合速率 光饱和点 （2）温度较低，酶的活性降低,细胞呼吸较弱，产生的CO2较少 c-d段光照的增强，光合作用增强,消耗大量的CO2,所以CO2浓度急剧下降 升高 （3）延长光照时间 增加光照强度 加CO2浓度(任选两个)
（2010·安徽高考）29、Ⅰ（8分）为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答
⑴与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是 ，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是
⑵实验结果表明，在 的条件下施肥效果明显，除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取 措施能提高玉米的光能利用率。
【解析】Ⅰ考查有关光合作用的影响因素，通过图解可以看出光合作用的影响因素有光照强度、含水量、矿质元素等因素影响，B点与D点比较是光照强度，C点与D点比较是含水量影响，通过图解可看出施肥影响明显是在含水量大于40%，增加光能利用率一般是合理密植。
【答案】Ⅰ⑴光照强度 水分 ⑵土壤含水量在40%～60% 合理密植
（2009·浙江高考）4．下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．的固定过程发生在叶绿体中，分解成的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
【解析】无氧时细胞会进行无氧呼吸，产生酒精对细胞有毒害作用，零下低温环境会使细胞中的水结冰，破坏水果的营养成分，达不到保鲜的目的。的固定过程发生在叶绿体中，分解发生在细胞质基质中，的生成在线粒体中；光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能、ATP中的化学能以及其他形式的能（如电能、光能等）；夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照（提高光合作用的强度），夜晚适当降低温度（降低酶的活性，从而降低呼吸消耗），以利于作物产量的提高。故D正确。
【答案】D
（2009·广东理基）40．在晴天中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，光合速率仍然较低，其主要原因是
A．浓度过低 B．浓度过高
C．浓度过低 D．浓度过高
【解析】晴天中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，随着光合作用的进行，消耗了大量的CO2，引起暗反应的原料不足，致使光合速率仍然较低。
【答案】C
（2009·北京高考）4. 小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化（如右图）。下列相关叙述不正确的是
A. 小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关
B．CO2浓度在100mg·L-1时小麦几乎不固定CO2
C．CO2浓度大于360 mg·L-1后玉米不再固定CO2
D．C4植物比C3植物更能有效地利用低浓度CO2
【解析】本题以柱状图的形式提供了相关的数据，要求学生能够根据图中的信息分析得出相关的结论。A和B选项可以从图中分析直接得出；从图上看，当外界CO2浓度很低时，玉米（C4植物）可以固定CO2，而小麦（C3植物）几乎不能固定CO2，即C4植物比C3植物更能有效地利用低浓度CO2；当CO2浓度大于360 mg·L-1后，玉米仍然在固定CO2，只是CO2固定量不再随外界CO2浓度上升而变化，所以C选项错误。
【答案】C
（2009·上海高考）24.下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是
A. 适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要
B. 只要提供，线粒体就能为叶绿体提供和ATP
C. 无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATP
D. 叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应
【解析】光照下叶绿体是通过光反应产生ATP不需要O2，线粒体进行有氧呼吸需要丙酮酸和O2。
【答案】D
（2008·海南高考）关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是
A.叶绿体色素与ATP的合成有关
B.叶绿体色素参考ATP的分解
C.叶绿体色素与O2和[H]的形成有关
D.叶绿体色素能吸收和传递光能
【解析】叶绿体中色素能够吸收、传递光能；少数特殊状态的叶绿素a能够将吸收的光能转化成电能，将水光解，释放氧气，同时生成ATP和[H]。
【答案】B。
（2008·宁夏高考）为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是
A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B.光照、无空气、临时装片中有 NaHCO3稀溶液
C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
【解析】叶绿体必须在光照条件下，由NaHCO3稀溶液提供CO2和H2O作为原料，通过光合作用才能产生氧气。要通过观察好氧细菌在叶绿体周围分布集中、在其他部位分布稀少而证明水绵光合作用产生了氧气，临时装片必须隔绝空气，才能排除无关变量的干扰，形成对照。
【答案】B。
【考点精题精练】
关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是
A．叶绿体色素与ATP的合成有关
B．叶绿体色素参与ATP的分解
C．叶绿体色素与O2和[H]的形成有关
D．叶绿体色素能吸收和传递光能
下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的小实验，你认为哪一个的结果是不可能的( )
A．将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源的照射下5h，加碘液处理后溶液呈蓝色
B．在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色
C．叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域是红光和蓝紫光区域
D．将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在
生态学家发现,植物群落中的类胡萝卜素和叶绿素的比率(黄—绿比率)与群落的P(光合作用)/R(呼吸作用)比率呈现一定的关系,这种关系如下图所示,以下判断正确的是（ ）
A．春暖花开的自然水域,黄—绿比率有增高趋向
B．在作物收获季节，群落的P/R值可能在E点
C．幼龄栽培植物的黄——绿比率可能在F点
D．人工林的年平均黄——绿比率过高时，应进行适当采伐
下列关于NADPH的叙述中，不正确的是 ( D )
A．NADPH形成于叶肉细胞中叶绿体的类囊体薄膜上
B．NADPH为暗反应合成有机物提供能量和还原剂
C．NADPH的消耗主要发生于叶绿体的基质中
D．NADPH的生成标志着光能转变成电能
用18O标记的H2O浇灌植物，在光照充足的条件下，植物体内及周围空气中存在18O同位素的物质及其相应生理过程的叙述中，不正确的是 （ ）
A．植物周围的氧气中——光合作用的光反应
B．植物体内的二氧化碳中——有氧呼吸的第二阶段
C．植物周围的水蒸气中——植物的蒸腾作用
D．植物体内的有机物中——利用外界二氧化碳进行光合作用暗反应
生长于较弱阳光下的植物，当提高CO2浓度时，光合作用速度并未增快。这一现象最可能的解释是（ ）
A．呼吸作用受阻影响光合作用
B．使C3还原的还原剂和ATP不足
C．暗反应过程的酶在弱光条件下活性低
D．呼吸作用强，大量消耗光合作用的产物
下图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，若突然将c降低至极低水平（其他条件不变），则a、b在叶肉细胞中的含量变化将会是 （ B ）世纪金榜
世纪金榜
A．a上升、b下降 B．a、b都上升
C．a、b都下降 D．a下降、b上升世纪金
下列①—④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是
A．①图中的x因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低
B．③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低
C．④图中z因素(Z3＞Z2>Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度
D．②图中Y因素最有可能代表光照强度
将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以C02的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：
下列对该表数据分析不正确的是
A．昼夜不停地光照，温度在35℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30℃
C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在20℃的条件下，该植物积累的有机物最多
D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度在30℃时，该植物积累的有机物是温度在10℃时的2倍
生长旺盛的叶片，剪成5mm见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是（ ）
答案：A
光合作用强度可以用多种指标表示，以下不适合的是（ A ）世纪金榜
A．植物体鲜重增加量 B．植物体干重增加量世纪金榜
C．O2释放量 D．CO2吸收量世纪榜
右图表示某种植物在200C时光照强度与光合作用强度(用CO2的吸收量表示)的关系。已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别200C和250C，(若原光照强度和CO2浓度等条件不变)，将温度提高到250C，图中对应点的移动应该是 A世纪金榜
世纪金榜
A、a点下移，b 点右移，m 值下降
B、a点不移，b 点右移，m 位不变世纪金榜
C、a点下移，b 点不移，m 值下降世纪金榜
D、a点上移，b 点左移，m 值上升世纪金榜
在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图。相关叙述正确的是 AD世纪金榜
世纪金榜
A．6——8h间，光合速率大于呼吸速率，植株干重增加
B．9——10h间，光合速率迅速下降，不可能是因为光照强度发生变化世纪金榜
C．11h时叶绿体还能大量产生ATP世纪金榜
D．若在8h时，将容器置于冰浴中，呼吸速率会因为相关酶的活性的下降而下降世纪
下式表示细胞内两种重要的新陈代谢过程，下列叙述不正确的是
A．甲过程只能发生在叶绿体中
B．乙过程只能发生在线粒体中
C．甲也可以表示化能合成作用
D．乙也可以表示乳酸菌的细胞呼吸
下列对农业生产措施作用的叙述，正确的是 D
A．田间松士能促进作物根系吸收矿质元素和糖类等有机物
B．延长光照时间能提高作物的呼吸作用效率
C．适时地给番茄等农作物摘心可提高产量； 水稻结实期间不能授粉，可以采取喷施适宜浓度的生长素来保证不减产
D．合理密植、增施能提高光合作用速率
（2010·安徽省巢湖市高三第一次质检）下图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化。乙图曲线a表示某种植物在20℃、CO2浓度为0.03％的环境中随着光强度的变化光合作用合成量的变化；在B点时改变某种条件，结果发生了如曲线b的变化。请分析回答。
（1）甲图中，一昼夜中CO2浓度最高和最低的时间点分别是a时和b时，a、b两个时间点的含义是 ，BC段曲线变化趋势的原因 。
（2）分析乙图在B点时改变的某种条件可能是（列举两种情况）：
可能① 。
理由： 。
可能② 。
理由： 。
（3）乙图中A点与B点相比较，A点时叶绿体中C3的含量 （填“多”或“少”），NADPH的含量 （填“多”或“少”），限制AB段曲线变化的外界因素是 。
乙图如果在A、C点时温度分别降低10℃，则曲线有何变化？请在丙图中表示出来。
答案：（10分，每空1分）
（1）表示光合作用的强度等于细胞呼吸作用的强度，
光合作用消耗CO2 的量超过呼吸作用释放的CO2 量（注：其他合理答案可给分）
（2）可能①：温度适当增加； 理由：在一定的温度范围内，随着温度的增加光合作用增强。 可能②：CO2的浓度增加； 理由：在一定的CO2的浓度范围内，随着CO2的浓度增加光合作用增强。
（3）多； 少。 光照强度。 曲线变化图：
用某种大小相似的绿色植物叶片，分组进行实验：已知叶片实验前的重量，在不同温度下分别暗处理１小时，测其重量变化；立刻再光照１小时（光强度相同），再测其重量变化。得到如下结果：
请回答问题：
（1）暗处理时，随温度升高，叶片重量 ，其原因是 ；
（2）在28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为 mg，氧气产生量最多的是第 组叶片。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关？某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其它用具设计并完成实验。
实验步骤：
①取生长状况一致的健康玉米未长出叶片的幼苗若干，平均分为两组，分别标记为A、B；
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验结果和相关结论：
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；
②　　；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：（1）下降 （1分） 在暗处，叶片只进行呼吸作用，温度升高，酶的活性增强，分解有机物增多，叶片重量下降（2分） （2）7 四 （各1分）
（3）实验步骤：（各2分）
②A组幼苗放在有光照的环境中，B组幼苗放在无光的黑暗环境中；
③置于其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间，观察幼苗叶片的颜色。
实验结果及相关结论：（各1分）
①A变绿B不变，说明光是叶绿素合成的必备条件；
②A不变B变绿，说明叶绿素合成需要在无光条件下进行；
③A和B均变绿，说明叶绿素的合成与光照无关。
酶
酶
C6H12O6合
成量减少
仍正常进行
暗反应
C3还原减弱
光反应减弱
CO2供应不变
光照强→弱
1、
O2产生减少
ATP减少
[H]减少
CO2固定
仍正常进行
C3含量上升
C5含量下降
C6H12O6合
成量增加
仍正常进行
暗反应
C3还原增强
光反应增强
CO2供应不变
光照弱→强
2、
O2产生增多
ATP增多
[H]增多
CO2固定
仍正常进行
C3含量下降
C5含量上升
C6H12O6合
成量减少
仍正常进行
[H]相对增加
ATP相对增加
上述两种物质
转化速度变慢，
O2产生减少
暗反应
减少CO2供应
光照不变
3、
CO2固定减弱
C3还原
仍正常进行
C3含量下降
C5含量
C6H12O6合
成量增加
仍正常进行
[H]相对减少
ATP相对减少
上述两种物质
转化速度变快，
O2产生增加
暗反应
增加CO2供应
光照不变
4、
CO2固定增强
C3还原
仍正常进行
C3含量上升
C5含量下降
▲
▲
▲
▲
●
●
●
●
A
B
C
D
20
40
60
0
5
10
15
20
CO2
吸
收
量
/
μmol
·m—2
·s—1
土壤含水量/%
▲光强（800μmol·m—2·s—1）
●光强（200μmol·m—2·s—1）
施肥
未施肥
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