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專題3.3 光與光合作用 1．光合作用的基本過程(Ⅱ)。 2．影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)。 3．實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離。 一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 1．葉綠體 (1)結(jié)構(gòu)示意圖 (2)結(jié)構(gòu) (3)功能：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 (4)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)：好氧細(xì)菌集中分布于葉綠體被光束照射的部位 2．葉綠體中色素的提取和分離 (1)實(shí)驗(yàn)原理 (2)分離結(jié)果 二、光合作用的過程 1．完善光合作用過程 2．寫出光合作用的總反應(yīng)式并標(biāo)出各元素的來源和去向 高頻考點(diǎn)一　捕獲光能的色素分析 例1．(2017海南，10)將葉綠體懸浮液置于陽光下，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關(guān)說法正確的是(　　) A．離體葉綠體在自然光下能將水分解產(chǎn)生氧氣 B．若將葉綠體置于紅光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生 C．若將葉綠體置于藍(lán)紫光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生 D．水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量 答案　A 解析　光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，離體的葉綠體在自然光下通過光反應(yīng)能將水分解產(chǎn)生氧氣，A項(xiàng)正確；葉綠體中的色素既能吸收紅光，也能吸收藍(lán)紫光，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣不需要ATP提供能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【變式探究】將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上，可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長(zhǎng)，單位為nm，暗帶表示溶液吸收該波長(zhǎng)的光后形成的光譜)。則該色素是(　　) A．類胡蘿卜素 B．葉黃素 C．胡蘿卜素 D．葉綠素a 答案　D 高頻考點(diǎn)二　探究光合作用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析 例2．在光合作用的探究歷程中，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，曾提出了植物在進(jìn)行光合作用時(shí)發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的假說。以下科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明這一假說的是(　　) A．英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實(shí)驗(yàn) B．恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍(lán)紫光的實(shí)驗(yàn) C．薩克斯證明綠葉在光下進(jìn)行光合作用可以產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn) D．魯賓和卡門證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水的實(shí)驗(yàn) 答案　C 解析　薩克斯證明綠葉在光下進(jìn)行光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉，即光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在淀粉等有機(jī)物中的化學(xué)能，因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明“植物在進(jìn)行光合作用時(shí)發(fā)生能量轉(zhuǎn)化”的假說。 【變式探究】下面表示較強(qiáng)光照且溫度相同以及水和小球藻的質(zhì)量相等的條件下，小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖。一段時(shí)間后，以下與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的比較不正確的是(　　) A．Y2的質(zhì)量大于Y3的質(zhì)量 B．④中小球藻的質(zhì)量大于①中小球藻的質(zhì)量 C．②中水的質(zhì)量大于④中水的質(zhì)量 D．試管①的質(zhì)量大于試管②的質(zhì)量 答案　C 高頻考點(diǎn)三　光合作用的過程分析 例3．在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。為測(cè)定RuBP羧化酶的活性，某學(xué)習(xí)小組從菠菜葉中提取該酶，用其催化C5與14CO2的反應(yīng)，并檢測(cè)產(chǎn)物14C3的放射性強(qiáng)度。下列分析錯(cuò)誤的是(　　) A．菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì) B．RuBP羧化酶催化的上述反應(yīng)需要在無光條件下進(jìn)行 C．測(cè)定RuBP羧化酶活性的過程中運(yùn)用了同位素標(biāo)記法 D．單位時(shí)間內(nèi)14C3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高 答案　B 解析　RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)即為二氧化碳的固定，屬于暗反應(yīng)，其場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，A項(xiàng)正確；暗反應(yīng)不需要光，有光和無光條件下都可進(jìn)行，B項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中利用14C標(biāo)記CO2并檢測(cè)產(chǎn)物放射性強(qiáng)度，采用同位素標(biāo)記法，C項(xiàng)正確；單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物生成量可代表化學(xué)反應(yīng)的催化效率，酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率即可反映酶活性，D項(xiàng)正確。 【變式探究】下圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c為ATP，f為[H] C．將b物質(zhì)用18O標(biāo)記，最終在(CH2O)中能檢測(cè)到放射性 D．圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍(lán)紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 答案　B 解析　圖中a～g分別代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①～⑥分別代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的還原、有機(jī)物的合成，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；18O2HOC18O2(CHO)，C項(xiàng)正確；光合色素具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用，D項(xiàng)正確。 高頻考點(diǎn)四　分析條件驟變對(duì)葉綠體中物質(zhì)含量的影響 例4．在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是(　　) A．C3和C5都迅速減少 B．C3和C5都迅速增加 C．C3迅速增加，C5迅速減少 D．C3迅速減少，C5迅速增加 答案　C 解析　由題意知，在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照后，光反應(yīng)停止，[H]和ATP下降，C3的還原減弱直至停止，而CO2 的固定則繼續(xù)進(jìn)行，但由于缺少[H]和ATP，C3不能被還原而積累，使C3迅速增加；C5是植物體細(xì)胞內(nèi)具有一定數(shù)量且能循環(huán)利用的物質(zhì)，當(dāng)CO2＋C5→C3后，C3又不能被還原再形成C5時(shí)，C5將迅速減少。所以，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，此時(shí)葉綠體中C3迅速增加，C5迅速減少。 【變式探究】下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．t1→t2，葉綠體類囊體薄膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多 B．t2→t3，暗反應(yīng)限制光合作用；若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高 C．t3→t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果 D．t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低 答案　D 解析　水的光解、O2釋放發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，而不是葉綠體基質(zhì)中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t2→t3，限制光合速率的因素為CO2濃度，此時(shí)光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不會(huì)提高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t3→t4，暗反應(yīng)增強(qiáng)，一定程度上加快ATP和ADP的轉(zhuǎn)化，同時(shí)促進(jìn)了光反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；突然停止光照，光反應(yīng)減弱甚至停止，類囊體薄膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，被還原的C3化合物減少，直接產(chǎn)物含量降低，D項(xiàng)正確。 高頻考點(diǎn)五　連續(xù)光照和間隔光照條件下的有機(jī)物的合成量分析 例5．(2015全國(guó)Ⅰ，29)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135 s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。 B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。 C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。 D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。 回答下列問題： (1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是__________________________________________ ________________________；C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要________，這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的________。 (2)A、B、C三組處理相比，隨著____________________________________________ 的增加，使光下產(chǎn)生的________________能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 答案　(1)高于　C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%　光照　基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率　ATP和[H] 解析　(1)C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%，說明C組黑暗條件下進(jìn)行了部分光合作用，暗反應(yīng)消耗了ATP和[H]，為下一次的光照時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以單位光照時(shí)間內(nèi)，C組合成有機(jī)物的量高于D組。光合產(chǎn)物的生成場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)。 (2)A、B、C三組實(shí)驗(yàn)中光照時(shí)間之和均為67.5 s，但是處理方法不同，結(jié)果也不一樣，并且是單位時(shí)間內(nèi)光照和黑暗交替頻率越高，光合作用產(chǎn)物相對(duì)量越高，可知光照時(shí)產(chǎn)生的ATP和[H]在光照時(shí)沒有用完，可以在黑暗中繼續(xù)利用，還原C3化合物生成糖類等有機(jī)物及C5化合物，C5化合物繼續(xù)與CO2結(jié)合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。 高頻考點(diǎn)六　單因素對(duì)光合作用的影響分析 例6．陽光穿過森林中的空隙形成“光斑”，下圖表示一株生長(zhǎng)旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和釋放O2量的變化，據(jù)此下列分析正確的是(　　) A．光斑照射前，光合作用無法進(jìn)行 B．光斑照射后，光反應(yīng)和暗反應(yīng)迅速同步增加 C．光斑照射后，暗反應(yīng)對(duì)光反應(yīng)有限制作用 D．光斑移開后，光反應(yīng)和暗反應(yīng)迅速同步減弱 答案　C 【變式探究】將桑樹和大豆分別單獨(dú)種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測(cè)得兩種植物的光合速率如圖所示(注：光飽和點(diǎn)是光合速率達(dá)到最大值時(shí)所需的最低光照強(qiáng)度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．與單作相比，間作時(shí)兩種植物的呼吸強(qiáng)度均沒有受到影響 B．與單作相比，間作時(shí)兩種植物光合作用的光飽和點(diǎn)均增大 C．間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大豆植株開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度單作大于間作 答案　D 解析　當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，桑樹間作時(shí)的呼吸強(qiáng)度比單作時(shí)的大，大豆間作時(shí)的呼吸強(qiáng)度比單作時(shí)的?。籄項(xiàng)錯(cuò)誤；由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，與單作相比，間作時(shí)桑樹光合作用的光飽和點(diǎn)增大，大豆光合作用的光飽和點(diǎn)減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，在較低光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時(shí)的光合速率比單作時(shí)增強(qiáng)，在較高光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時(shí)的光合速率比單作時(shí)減弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，單作時(shí)大豆開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度大于間作時(shí)的，D項(xiàng)正確。 高頻考點(diǎn)七　多因素對(duì)光合作用的影響分析 例7．科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是(　　) A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同 B．光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度不同 C．光照強(qiáng)度為a～b，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高 D．光照強(qiáng)度為b～c，曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高 答案　D 解析　曲線Ⅱ和Ⅲ的CO2濃度不同，因此光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同，A項(xiàng)正確；曲線Ⅰ和Ⅱ的溫度不同，因此光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度不同，B項(xiàng)正確；由曲線圖可知，光照強(qiáng)度為a～b，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高，C項(xiàng)正確；光照強(qiáng)度為b～c，曲線Ⅰ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高，但曲線Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度的升高不再變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【變式探究】電場(chǎng)會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生一種“無形”的影響。在溫室中同時(shí)增補(bǔ)電場(chǎng)和增施CO2，蔬菜產(chǎn)量可提高70%左右，這就是著名的“電場(chǎng)產(chǎn)量倍增效應(yīng)”?？茖W(xué)家根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與CO2濃度對(duì)黃瓜幼苗光合作用強(qiáng)度影響的實(shí)驗(yàn)，繪制如下曲線。據(jù)圖回答下列問題： (1)第1組實(shí)驗(yàn)的作用是_________________________________________________。 在飽和光照強(qiáng)度下，該實(shí)驗(yàn)的自變量是____________________________。 (2)第1組實(shí)驗(yàn)和第2組實(shí)驗(yàn)的曲線比較，說明________________________________________。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線可知，在相同光照強(qiáng)度下，為了最大限度地增加作物產(chǎn)量，可以采取的措施是______________________________________________。 答案　(1)對(duì)照　電場(chǎng)強(qiáng)度和CO2濃度　(2)強(qiáng)電場(chǎng)可以提高植物的光合作用強(qiáng)度　(3)增補(bǔ)電場(chǎng)和增施CO2 加電場(chǎng)強(qiáng)度和提高CO2濃度。 高頻考點(diǎn)八　綠葉中色素的提取和分離 例8．某同學(xué)在進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了以下操作： ①將5 g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后直接進(jìn)行研磨；②將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1 cm處用鋼筆畫一條橫線；③為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，將濾液細(xì)線畫粗些；④將濾紙條畫有濾液細(xì)線的一端朝下，輕輕插入層析液中，讓濾液細(xì)線浸入層析液中。該同學(xué)的操作有誤的是(　　) A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 答案　D 解析　①提取綠色葉片中的色素時(shí)，在將5 g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中后，應(yīng)加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10 mL無水乙醇，進(jìn)行迅速、充分地研磨；②制備濾紙條時(shí)，應(yīng)將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1 cm處用鉛筆畫一條橫線，而不是用鋼筆；③畫濾液細(xì)線時(shí)，為確保色素帶分離整齊、不重疊，應(yīng)保證濾液細(xì)線細(xì)、直、齊，為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)重復(fù)畫線使濾液細(xì)線處積累較多色素；④分離色素時(shí)，應(yīng)將濾紙條畫有濾液細(xì)線的一端朝下，輕輕插入層析液中，注意不能讓濾液細(xì)線觸及層析液。 【變式探究】甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料，用層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于操作不同，得到了四種不同的層析結(jié)果(如圖所示)。下列分析錯(cuò)誤的是(　　) A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B．乙可能是因?yàn)檠心r(shí)加入無水乙醇過多 C．丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果 D．丁可能是研磨時(shí)未加入CaCO3 答案　C 解析　甲圖中看不到色素帶，葉綠體中的色素屬于有機(jī)物，易溶于酒精等有機(jī)溶劑，難溶于水，所以出現(xiàn)甲圖結(jié)果可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液導(dǎo)致的，A項(xiàng)正確；乙結(jié)果中每種色素都有，但含量很少，可能是無水乙醇過多，色素濃度太低導(dǎo)致的，B項(xiàng)正確；丙結(jié)果中每種色素都有，但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多，葉綠素a和葉綠素b含量較少，這不是正確操作得到的理想結(jié)果，C項(xiàng)錯(cuò)誤；丁結(jié)果中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時(shí)未加入CaCO3，破壞了葉綠素類物質(zhì)造成的，因?yàn)榕c類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D項(xiàng)正確。 【變式探究】利用無水乙醇提取出葉綠體中的色素，設(shè)法分離得到各種色素，并將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素和混合液依次點(diǎn)樣在濾紙的1、2、3、4、5位置(如下圖所示)。當(dāng)濾紙下方浸入層析液后，濾紙條上各色素正確的位置應(yīng)為(　　) 答案　B 高頻考點(diǎn)九　光合作用與呼吸作用的測(cè)定 例9、下圖甲為測(cè)定光合作用速率的裝置，在密封的試管內(nèi)放一新鮮葉片和CO2緩沖液，試管內(nèi)氣體體積的變化可根據(jù)毛細(xì)刻度管內(nèi)紅色液滴的移動(dòng)距離測(cè)得。在不同強(qiáng)度的光照條件下，測(cè)得氣體體積變化如圖乙所示。 (1)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)開始時(shí)毛細(xì)刻度管中紅色液滴所在位置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，試管內(nèi)變化的氣體是____________。 (2)若此時(shí)圖甲植物光照強(qiáng)度為15 klx，則1 h光合作用產(chǎn)生的氣體量為________mL。若此時(shí)植物葉片的呼吸熵(CO2/O2)為0.8(呼吸時(shí)產(chǎn)生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，還需從外界吸收________mL CO2。 (3)為了防止無關(guān)因子對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，本實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)裝置的區(qū)別是____________。如果對(duì)照組在相同光照條件下，毛細(xì)刻度管中的紅色液滴較實(shí)驗(yàn)組向右移了5 mL，其原因是________________________________。 【解析】本題考查細(xì)胞呼吸和光合作用的實(shí)驗(yàn)探究，明確“紅色液滴移動(dòng)”的實(shí)質(zhì)是正確解題的關(guān)鍵。由于圖甲中存在CO2緩沖液，所以在不同光照強(qiáng)度下，液滴位置改變的本質(zhì)是O2的消耗和釋放。光合作用產(chǎn)生O2的氣體量應(yīng)包括積累量和葉片消耗量(15 klx時(shí)為150＋50＝200 mL)，若呼吸熵為0.8，則植物自身呼吸作用產(chǎn)生的CO2為0.850＝40(mL)，植物光合作用產(chǎn)生的O2量等于消耗的CO2量，故植物還需從外界吸收160 mL CO2；設(shè)置對(duì)照時(shí)可將新鮮葉片改為經(jīng)消毒的死葉片；除葉片本身會(huì)影響實(shí)驗(yàn)外，環(huán)境因素也可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 【答案】(1)O2　(2)200　160　(3)新鮮葉片改為經(jīng)消毒的死葉片　環(huán)境因素(如溫度變化等)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 【方法技巧】光合作用和細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)探究中常用實(shí)驗(yàn)條件的控制 1．增加水中O2——泵入空氣或吹氣或放入綠色水生植物； 2．減少水中O2——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水； 3．除去容器中CO2——?dú)溲趸c溶液； 4．除去葉中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境中； 5．除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱； 6．除去光合作用對(duì)呼吸作用的干擾——給植株遮光； 7．如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光； 8．線粒體提取——細(xì)胞勻漿離心。 【變式探究】用等體積的三個(gè)玻璃瓶甲、乙、丙，同時(shí)從某池塘水深0.5 m處的同一位置取滿水樣，立即測(cè)定甲瓶中的氧氣含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測(cè)定兩瓶中的氧氣含量，結(jié)果如下(不考慮化能合成作用)。有關(guān)分析不合理的是(　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì) B．在一晝夜內(nèi)，丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1 mg C．在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低 D．在一晝夜內(nèi)，乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量約為1.8 mg 解析：選C。本題主要考查細(xì)胞呼吸、光合作用以及影響它們的因素，丙瓶不透光，生物只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，A項(xiàng)正確；甲瓶與丙瓶氧氣量的差表示丙瓶細(xì)胞呼吸消耗氧氣的量，B項(xiàng)正確；丙瓶不透光，一晝夜的時(shí)間內(nèi)水樣中生物均在進(jìn)行呼吸作用，乙瓶透光，有光照時(shí)水樣中生物會(huì)進(jìn)行光合作用，消耗部分呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳，因此一晝夜后，乙瓶水樣pH比丙瓶的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；乙、丙瓶取自同一處，生物的種類和數(shù)量基本相同，細(xì)胞呼吸速率相同，乙瓶一晝夜的凈光合量用氧氣表示為0.7 mg，細(xì)胞呼吸的量用氧氣表示為1.1 mg，所以一晝夜乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量為1.8 mg，D項(xiàng)正確。 1．（2018北京卷，3）光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。該反應(yīng)過程中（　?。? A．需要ATP提供能量 B．DCIP被氧化 C．不需要光合色素參與 D．會(huì)產(chǎn)生氧氣 【答案】D 【解析】光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊薄膜上，有光時(shí)，產(chǎn)生氧氣、NADPH和ATP，A錯(cuò)誤；DCIP照光后由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色，是因?yàn)镈CIP被［H］還原成無色，B錯(cuò)誤；光合作用光反應(yīng)階段需要光合色素吸收光能，C錯(cuò)誤；光合作用光反應(yīng)階段會(huì)產(chǎn)生氧氣，D正確。 2．（2018海南卷，4）高等植物細(xì)胞中，下列過程只發(fā)生在生物膜上的是（　?。? A．光合作用中的光反應(yīng) B．光合作用中CO2的固定 C．葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸 D．以DNA為模板合成RNA 【答案】A 3．（2018江蘇卷，18）如圖為某一植物在不同實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得的凈光合速率，下列假設(shè)條件中能使圖中結(jié)果成立的是（　?。? A．橫坐標(biāo)是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度 B．橫坐標(biāo)是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度 C．橫坐標(biāo)是光波長(zhǎng)，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度 D．橫坐標(biāo)是光照強(qiáng)度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度 【答案】D 【解析】若橫坐標(biāo)是CO2濃度，較高溫度下，呼吸速率高，較低溫度下，呼吸速率低，所以甲乙與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)不一樣，A錯(cuò)誤；若橫坐標(biāo)是溫度，則隨著溫度的升高光合速率與呼吸速率都會(huì)表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)，B錯(cuò)誤；若橫坐標(biāo)是光波長(zhǎng)，則凈光合曲線的變化趨勢(shì)為先升高后降低，與圖中甲乙曲線變化不符，C錯(cuò)誤；若橫坐標(biāo)是光照強(qiáng)度，較高濃度的二氧化碳有利于光合作用的進(jìn)行，因此甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度，D正確。 1．(2017全國(guó)Ⅲ，3)植物光合作用的作用光譜是通過測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成 B．葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制 C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來表示 D．葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 答案　A 解析　類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，其吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制，B項(xiàng)正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長(zhǎng)的變化均可表示光合作用的作用光譜，C項(xiàng)正確；根據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知，葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D項(xiàng)正確。 2．(2017天津，6)某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。下圖顯示兩者在不同光照強(qiáng)度下的CO2吸收速率。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．光照強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型的光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型 B．光照強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型 C．光照強(qiáng)度低于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度 D．光照強(qiáng)度高于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度 答案　D 解析　由于突變型水稻葉片的葉綠素含量較少，由圖可知，光照強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型的光合作用光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型，A項(xiàng)正確；由于突變型水稻中固定CO2酶的活性顯著高于野生型，由圖可知，光照強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，B項(xiàng)正確；光照強(qiáng)度低于P時(shí)，光照強(qiáng)度沒有達(dá)到光飽和點(diǎn)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，C項(xiàng)正確；P點(diǎn)并未達(dá)到突變型水稻光合作用的光飽和點(diǎn)，故光照強(qiáng)度高于P點(diǎn)小于光飽和點(diǎn)時(shí)限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，當(dāng)光照強(qiáng)度大于光飽和點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 1.（2016上海卷.24）在光合作用的光反應(yīng)中 A.電子受體是水 B.電子供體是NADPH C.反映場(chǎng)所位于葉綠體膜 D.H+濃度差驅(qū)動(dòng)ATP合成 【答案】D 【解析】在光合作用的光反應(yīng)中，電子供體是水，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電子受體是NADPH，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反映場(chǎng)所位于葉綠體類囊體薄膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤；H+濃度差驅(qū)動(dòng)ATP合成，D項(xiàng)正確。 2.（2016海南卷.10）下列敘述錯(cuò)誤的是 A.溫度和光照會(huì)影響CO2的同化速率 B.光合作用中O2的產(chǎn)生發(fā)生在光反應(yīng)階段 C.光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH不參與暗反應(yīng) D.土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖 【答案】C 3.（2016天津卷.2）在適宜反應(yīng)條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后，突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)，組合正確的是 A.紅光，ATP下降 B.紅光，未被還原的C3 上升 B.綠光，[H]下降 D.綠光，C5 上升 【答案】C 【解析】葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍(lán)紫光。若由白光突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光，則可利用的光增加，光反應(yīng)增強(qiáng)，ATP含量增加，未被還原的C3減少，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠體色素對(duì)綠光吸收最少，若由白光突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的綠光，可導(dǎo)致光反應(yīng)速率減慢，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，而短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)仍以原來的速率進(jìn)行，消耗[H]和ATP，故短時(shí)間內(nèi)[H]含量會(huì)下降，C項(xiàng)正確；同理，綠光下由于[H]和ATP含量下降，導(dǎo)致C3被還原為C5的速率減慢，而暗反應(yīng)中CO2的固定仍以原來的速率消耗C5，故短時(shí)間內(nèi)C5的含量會(huì)下降，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.（2016新課標(biāo)2卷.4)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是 A.葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中 B.構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C.通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 【答案】C 【解析】葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內(nèi)的有機(jī)溶劑中，A項(xiàng)正確；鎂屬于組成細(xì)胞的無機(jī)鹽，可以離子狀態(tài)由植物的根從土壤中吸收，進(jìn)而參與葉綠素的合成，B項(xiàng)正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，可見光不包括紅外光和紫外光，C項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗，因沒有光照而導(dǎo)致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來，因而葉片呈黃色，D項(xiàng)正確。 5.（2016四川卷.1） 葉內(nèi)細(xì)胞內(nèi)的下列生理過程，一定在生物膜上進(jìn)行的是 A．O2的產(chǎn)生 B．H2O生成 C．[H]的消耗 D．ATP的合成 【答案】A 【解析】氧氣是在光合作用光反應(yīng)中產(chǎn)生的，場(chǎng)所在葉綠體類囊體薄膜，A正確；光合作用暗反應(yīng)生成水、消耗[H]的場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)中，B、C錯(cuò)誤；細(xì)胞呼吸第一階段產(chǎn)生ATP在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行， D錯(cuò)誤。 6.（2016四川卷.5）三倍體西瓜由于含糖量高且無籽，備受人們青睞。下圖是三倍體西瓜葉片凈光合速率（以CO2吸收速率表示）與胞間CO2濃度（Ci）的日變化曲線，以下分析正確的是 A.與11：00時(shí)相比，13:00時(shí)葉綠體中合成C3的速率相對(duì)較高 B.14:00后葉片的Pn下降，導(dǎo)致植株積累有機(jī)物的量開始減少 C.17:00后葉片的Ci快速上升，導(dǎo)致葉片暗反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于光反應(yīng)速率 D.葉片的Pn先后兩次下降，主要限制因素分別是CO2濃度和光照強(qiáng)度 【答案】D 光照減弱引起的，D正確。 7.（2016北京卷.5）在正常與遮光條件下向不同發(fā)育時(shí)期的豌豆植株供應(yīng)14CO2，48h后測(cè)定植株?duì)I養(yǎng)器官和生殖器官中14C的量。兩類器官各自所含14C量占植株14C總量的比例如圖所示。 與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的錯(cuò)誤敘述是 A.14CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)后被轉(zhuǎn)化為光合產(chǎn)物 B.生殖器官發(fā)育早期，光合產(chǎn)物大部分被分配到營(yíng)養(yǎng)器官 C.遮光70%條件下，分配到生殖器官和營(yíng)養(yǎng)器官中的光合產(chǎn)物量始終接近 D.實(shí)驗(yàn)研究了光強(qiáng)對(duì)不同發(fā)育期植株中光合產(chǎn)物在兩類器官間分配的影響 【答案】C 【解析】光合作用的暗反應(yīng)階段在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，消耗二氧化碳生成有機(jī)物(光合產(chǎn)物）；A正確。由圖可看出：發(fā)育早期，正常光照和遮光70%條件下，營(yíng)養(yǎng)器官中所含14C量占植株14C總量的比例均高于生殖器官中所含14C量占植株14C總量的比例，由此推出生殖器官發(fā)育早期，光合產(chǎn)物大部分被分配到營(yíng)養(yǎng)器官；B正確。遮光70%條件下，發(fā)育早期（1—2）分配到營(yíng)養(yǎng)器官的光合產(chǎn)物量遠(yuǎn)大于分配到生殖器官的光合產(chǎn)物量，而到了發(fā)育的中后期（3—5），分配到生殖器官和營(yíng)養(yǎng)器官中的光合產(chǎn)物量始終接近；C錯(cuò)誤。由圖示可知該實(shí)驗(yàn)的自變量有：光強(qiáng)和發(fā)育時(shí)期，因變量是兩類器官各自所含14C量占植株14C總量的比例即光合產(chǎn)物在兩類器官間的分配情況；D正確。答案選C。 8.（2016課標(biāo)1卷.1） 下列與細(xì)胞相關(guān)的敘述，正確的是 A. 核糖體、溶酶體都是具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器 B. 酵母菌的細(xì)胞核內(nèi)含有DNA和RNA兩類核酸 C. 藍(lán)藻細(xì)胞的能量來源于其線粒體有氧呼吸過程 D. 在葉綠體中可進(jìn)行CO2的固定但不能合成ATP 【答案】B 【解析】核糖體無膜結(jié)構(gòu)，溶酶體具有單層膜結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酵母菌為真核生物，其細(xì)胞核內(nèi)含有DNA和RNA兩類核酸，B項(xiàng)正確；藍(lán)藻細(xì)胞為原核細(xì)胞，其細(xì)胞中無線粒體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在葉綠體的類囊體薄膜上所進(jìn)行的光反應(yīng)過程中，會(huì)有ATP生成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9.（2016浙江卷.30)（14分)下面是關(guān)于植物光合作用的問題。請(qǐng)回答： （1）光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的 中,H20在光反應(yīng)中裂解為 。 (2) 若以14CO2作為光合作用的原料,在卡爾文循環(huán)中首先出現(xiàn)含的三碳化合物是 。該三碳化合物在NADPH的氫和ATP的 等物質(zhì)存在的情況下，被還原為三碳糖磷酸。 (3) 給某植物提供C1802和H20,釋放的氧氣中含有18O是由于 ，H218O又作為原料參與了光合作用之故。 (4) 植物光合作用光飽和點(diǎn)可通過測(cè)定不同的 下的光合速率來確定。在一定條件下，某植物在溫度由25℃降為5℃的過程中光飽和點(diǎn)逐漸減小,推測(cè)該植物在光照充足時(shí)的光合作用最適溫度 (選填: ＜、≤、＝、≥、＞)25℃。 【答案】 （1）類囊體膜 氧氣、H+和電子 （2)三碳酸 磷酸基團(tuán) （3）C1802的部分氧轉(zhuǎn)移到H2180中 （4）光強(qiáng)度 ≥ 【解析】 （1）光合作用的光反應(yīng)場(chǎng)所是葉綠體的基粒或類囊體，水在光反應(yīng)中裂解為O2、H+和電子。 （2)卡爾文循環(huán)的第一個(gè)反應(yīng)是RuBP和二氧化碳結(jié)合形成三碳酸，然后三碳酸在NADPH中的氫和ATP的磷酸基團(tuán)的作用下被還原為三碳糖磷酸。 （3）碳反應(yīng)的過程也有水的產(chǎn)生，所以C1802參與光合作用會(huì)產(chǎn)生部分帶有放射性的水，水又作為原料參與了光合作用。 （4）植物光合作用光飽和點(diǎn)可通過測(cè)定不同光強(qiáng)度下的光合速率來確定。某植物在溫度由25℃降為5℃的過程中光飽和點(diǎn)逐漸減小,推測(cè)該植物在光照充足時(shí)的光合作用最適溫度≥25℃。 10.（2016課標(biāo)1卷.30） 為了探究生長(zhǎng)條件對(duì)植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長(zhǎng)一段時(shí)間（T）后，測(cè)定兩組植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度（即單位時(shí)間、單位面積吸收CO2的量），光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： （1）據(jù)圖判斷，光照強(qiáng)度低于a時(shí)，影響甲組植物光合作用的限制因子是_______________。 （2）b光照強(qiáng)度下，要使甲組的光合作用強(qiáng)度升高，可以考慮的措施是提高_(dá)__________（填“CO2濃度”或“O2濃度”）。 （3）播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時(shí)間后，再測(cè)定植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是_____。 【答案】（1）光照強(qiáng)度 （2） CO2濃度 （3）乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同，是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變?cè)斐傻? 【解析】（1）題圖顯示：光照強(qiáng)度低于a時(shí)，甲組植物的光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增加，因此影響甲組植物光合作用的限制因子是光照強(qiáng)度。 （2）b光照強(qiáng)度下，甲組植物的光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加，因此限制甲組植物光合作用的因子不再是光照強(qiáng)度，而是CO2濃度等。所以，要使甲組的光合作用強(qiáng)度繼續(xù)升高，可以考慮的措施是提高CO2濃度。 （3）依題意可知：導(dǎo)致甲、乙兩組光合作用強(qiáng)度差異的原因是光照強(qiáng)度不同，即甲組模擬自然光照，乙組提供低光照；播種乙組植株產(chǎn)生的種子所得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時(shí)間后，其植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度曲線與甲組的相同。據(jù)此能夠得到的初步結(jié)論是：乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同，是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變?cè)斐傻摹? 11.（2016江蘇卷.32）（8分）為了選擇適宜栽種的作物品種，研究人員在相同的條件下分別測(cè)定了3個(gè)品種S1、S2、S3的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)，結(jié)果如圖1和圖2。請(qǐng)回答以下問題： （1）最適宜在果樹林下套種的品種是▲ ，最適應(yīng)較高光強(qiáng)的品種是▲。 （2）增加環(huán)境中CO2濃度后，測(cè)得S2的光飽和點(diǎn)顯著提高，但S3的光飽和點(diǎn)卻沒有顯著改變，原因可能是：在超過原光飽和點(diǎn)的光強(qiáng)下，S2的光反應(yīng)產(chǎn)生了過剩的▲，而S3在光飽和點(diǎn)時(shí)可能▲（填序號(hào)）。 ①光反應(yīng)已基本飽和 ②暗反應(yīng)已基本飽和 ③光、暗反應(yīng)都已基本飽和 （3）葉綠體中光反應(yīng)產(chǎn)生的能量既用于固定CO2，也參與葉綠體中生物大分子▲的合成。 （4）在光合作用過程中，CO2與RuBP（五碳化合物）結(jié)合的直接產(chǎn)物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要有三個(gè)。下圖為葉肉細(xì)胞中部分代謝途徑示意圖。 淀粉是暫時(shí)存儲(chǔ)的光合作用產(chǎn)物，其合成場(chǎng)所應(yīng)該在葉綠體的▲。淀粉運(yùn)出葉綠體時(shí)先水解成TP或▲，后者通過葉綠體膜上的載體運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中，合成由▲糖構(gòu)成的蔗糖，運(yùn)出葉肉細(xì)胞。 【答案】（1）S2 S3 （2）[H]和ATP ①②③ （3）核酸、蛋白質(zhì) （4）基質(zhì)中 葡萄糖 葡萄糖和果糖 （3）葉綠體中有機(jī)物大分子如核酸、蛋白質(zhì)的合成需要消耗ATP。 （4）淀粉合成場(chǎng)所位于葉綠體基質(zhì)，根據(jù)圖示，葉綠體膜上存在六碳糖載體，淀粉運(yùn)出葉綠體時(shí)先水解成TP或六碳糖，后者通過葉綠體膜上的載體運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中。蔗糖由葡萄糖和果糖結(jié)合而成。 【考點(diǎn)定位】光合作用，光補(bǔ)償點(diǎn)，光飽和點(diǎn)，光反應(yīng)，暗反應(yīng) 12.（2016上海卷.五）回答下列有關(guān)光合作用的問題。 玉米葉肉細(xì)胞中有CO2“泵”，使其能在較低的CO2濃度下進(jìn)行光合作用，水稻沒有這種機(jī)制。圖19顯示了在相同的光照和溫度條件下，不同植物在不同胞間CO2濃度下的光合速率。各曲線代表的植物情況見表4，其中人工植物B數(shù)據(jù)尚無。 （1） CO2可參與水稻光合作用暗反應(yīng)的_______過程，此過程發(fā)生的場(chǎng)所是______。 （2）在胞間CO2濃度0~50時(shí)，玉米的光合速率升高，此階段發(fā)生的變化還有____。 A.經(jīng)氣孔釋放的CO2增多 B.單個(gè)葉綠素a分子的氧化性不斷增強(qiáng) C.供給三碳化合物還原的氫增多 D.單個(gè)葉綠素a分子吸收的光能持續(xù)增多 （3）在胞間CO2濃度200~300之間，水稻的光合速率逐漸上升而玉米的不再變化的原因是______________。 （4）根據(jù)曲線①、②、③及影響光合作用的因素推測(cè)，表4中人工植物B在不同胞間CO2濃度下的光合速率（曲線④）最可能是______。 （5）根據(jù)表4及相關(guān)信息，圖19中曲線②和曲線③所示光合速率的差異可說明______。 （6）現(xiàn)代工業(yè)使得大氣中CO2的濃度不斷提高，這一環(huán)境變化趨勢(shì)更有利于______。 A.水稻生長(zhǎng)，因?yàn)槌^一定的胞間CO2濃度后玉米的酶活性不再增加 B.水稻生長(zhǎng)，因?yàn)樵谳^低胞間CO2濃度范圍內(nèi)水稻的酶活性較高 C.玉米生長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈兊墓夂闲蕵O高 D.玉米生長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈儞碛蠧O2泵 【答案】（1）二氧化碳的固定 葉綠體基質(zhì) （2）C （3）玉米和水稻光合作用速率達(dá)到最大時(shí)，對(duì)應(yīng)的二氧化碳濃度不同 （4）A （5）在水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)，玉米的與暗反應(yīng)相關(guān)酶的活性比水稻的暗反應(yīng)相關(guān)酶活性低 （6）A 【解析】（1）.CO2在暗反應(yīng)中被固定為三碳化合物，發(fā)生場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)。 （2）. 在胞間CO2濃度0~50時(shí)，玉米的光合速率升高，此時(shí)不會(huì)經(jīng)氣孔釋放較多的CO2；單個(gè)葉綠素a分子失去電子的同時(shí)又可以得到電子，氧化性不會(huì)不斷增強(qiáng)；單個(gè)葉綠素a分子吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽粫?huì)持續(xù)增多。 （3）. 在胞間CO2濃度200~300之間，受酶量的限制，已達(dá)到玉米的二氧化碳飽和點(diǎn)，但還未達(dá)到水稻的二氧化碳飽和點(diǎn)。 （4）. 人工植物B的葉肉細(xì)胞來自玉米，其中有CO2“泵”，使其能在較低的CO2濃度下進(jìn)行光合作用，故曲線④起點(diǎn)與①相同；人工植物B暗反應(yīng)相關(guān)酶的來源為水稻，使其具有較高的光合速率。 （5）.對(duì)比曲線②和曲線③代表的植物，二者暗反應(yīng)相關(guān)酶的來源不同導(dǎo)致二者光合速率不同，說明玉米的與暗反應(yīng)相關(guān)酶的活性比水稻的暗反應(yīng)相關(guān)酶活性低。 （6）.據(jù)圖可知水稻可利用更高濃度的CO2，大氣中CO2的濃度不斷提高更有利于水稻生長(zhǎng)。超過一定的胞間CO2濃度后玉米的光合速率不再增加。 【考點(diǎn)定位】光合作用的過程和影響因素 （2015年安徽卷.2）下圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖，下列敘述正確的是 A.CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為C5中的化學(xué)能 B.CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 C.被還原的C3在有關(guān)酶的作用下，可再形成C5 D.光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高 【答案】C （2015年海南卷.24）將一株生長(zhǎng)正常的某種植物里于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)。從照光開始，凈光合速率隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降直至為0。之后保持不變。在上述整時(shí)間段內(nèi)，玻璃容器內(nèi)CO2濃度表現(xiàn)出的變化趨勢(shì)是（ ） A．降低至一定水平時(shí)再升高 B．持續(xù)保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài) C．降低至一定水平時(shí)保持不變 D．升高至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定 【答案】C 【解析】密閉容器內(nèi)的植物在光照條件下既能進(jìn)行光合作用也能進(jìn)行有氧呼吸，植物凈光合速率=實(shí)際光合速率-呼吸速率，凈光合速率只要大于0，則光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸釋放的CO2量；根據(jù)題意，從照光開始，凈光合速率隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降直至為0，之后保持不變。說明密閉容器內(nèi)的CO2濃度從光照開始就下降，當(dāng)凈光合速率隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降直至為0時(shí)，密閉容器內(nèi)的CO2濃度停止下降下降，然后凈光合速率為0保持不變，密閉容器內(nèi)的CO2濃度保持不變，所以C正確。 （2015年海南卷.9）植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度（葉溫）變化的趨勢(shì)如圖所示。錯(cuò)誤的是（ ） A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自于太陽能 B．葉溫在36～50℃時(shí)，植物甲的凈光合速率比植物乙的高 C．葉溫為25℃時(shí)，植物甲的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值不同于植物乙的 D．葉溫為35℃時(shí)，甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值均為0 【答案】D （2015年福建卷.3）在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2+C5（即RuBP）→2C3。為測(cè)定RuBP羧化酶的活性，某學(xué)習(xí)小組從菠菜葉中提取該酶，用其催化C5與14CO2的反應(yīng)，并檢測(cè)產(chǎn)物14C3的放射性強(qiáng)度。下列分析錯(cuò)誤的是( ) A．菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)BuBP羧化酶催化上述反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì) B．RuBP羧化酶催化的上述反應(yīng)需要在無光條件下進(jìn)行 C．測(cè)定RuBP羧化酶活性的過程中運(yùn)用了同位素標(biāo)記法 D．單位時(shí)間內(nèi)14C3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高 【答案】B 【解析】由題意可知，該酶催化的過程為光合作用暗反應(yīng)過程中的CO2的固定，反應(yīng)場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，A正確；暗反應(yīng)指反應(yīng)過程不依賴光照條件，有沒有光，反應(yīng)都可進(jìn)行，B錯(cuò)誤；對(duì)14CO2中的C元素進(jìn)行同位素標(biāo)記，檢測(cè)14C3的放射性強(qiáng)度，可以用來測(cè)定RuBP羧化酶的活性，C正確；單位時(shí)間內(nèi) 14C3的生成量的多少表示固定反應(yīng)的快慢，可以說明該酶活性的高低，D正確。 ( 2015年四川卷.4)在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下，測(cè)得某森林中林冠層四種主要喬木的幼苗葉片的生理指標(biāo)（見下表）。下列分析正確的是（　　） A．光強(qiáng)大于140μmolm-2s-1，馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的O2全部進(jìn)入線粒體 B．光強(qiáng)小于1255μmolm-2s-1，影響苦儲(chǔ)幼苗光合速率的環(huán)境因素是CO2濃度 C．森林中生產(chǎn)者積累有機(jī)物的能量總和，即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 D．在群落演替過程中，隨著林冠密集程度增大青岡的種群密度將會(huì)增加 【答案】D 【解析】140μmolm-2s-1為馬尾松植株的光補(bǔ)償點(diǎn)，當(dāng)光強(qiáng)大于140μmolm-2s-1時(shí)，馬尾松的光合速率大于呼吸速率，因此馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的O2除進(jìn)入線粒體外，還擴(kuò)散至細(xì)胞外部；A錯(cuò)誤。光強(qiáng)小于1255μmolm-2s-1，結(jié)合題干信息可知影響苦櫧幼苗光合速率的環(huán)境因素是光照強(qiáng)度；B錯(cuò)誤。森林中生產(chǎn)者制造有機(jī)物的能量總和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量；C錯(cuò)誤。由表格信息可知，青岡的光補(bǔ)償點(diǎn)較低，因而更適應(yīng)弱光環(huán)境，因此在群落演替過程中隨著林冠密集程度增大青岡的種群密度將會(huì)增加；D正確。 ( 2015年重慶卷.4)將題4圖所示細(xì)胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化。下列敘述錯(cuò)誤的是（　　） 　　　　　　　　　　　 A．黑暗條件下，①增大、④減小 B．光強(qiáng)低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，①、③增大 C．光強(qiáng)等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，②、③保持不變 D．光強(qiáng)等于光飽和點(diǎn)時(shí)，②減小、④增大 【答案】B 【解析】黑暗條件下，細(xì)胞只有呼吸作用，呼吸作用消耗氧氣產(chǎn)生的CO2擴(kuò)散至細(xì)胞外，因此①增大、④減??；A正確。光強(qiáng)低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，即光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)①增大、③減小；B錯(cuò)誤。光強(qiáng)等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，②、③保持不變；C正確。D．光強(qiáng)等于光飽和點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，②減小、④增大；D正確。 (2014課標(biāo)全國(guó)理綜Ⅱ，6)關(guān)于光合作用和呼吸作用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)物 B．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與 C．人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的能量由乳酸分解提供 D．病毒核酸的復(fù)制需要宿主細(xì)胞的呼吸作用提供能量 【答案】C (2014四川理綜，6)將桑樹和大豆分別單獨(dú)種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測(cè)得兩種植物的光合速率如下圖所示(注：光飽和點(diǎn)是光合速率達(dá)到最大值時(shí)所需的最低光照強(qiáng)度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．與單作相比，間作時(shí)兩種植物的呼吸強(qiáng)度均沒有受到影響 B．與單作相比，間作時(shí)兩種植物光合作用的光飽和點(diǎn)均增大 C．間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大豆植株開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度單作大于間作 【解析】由圖可知，兩種植物單作和間作時(shí)的呼吸速率(與縱軸的交點(diǎn))不同，桑樹間作時(shí)呼吸速率較大，大豆單作時(shí)呼吸速率較大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；桑樹間作時(shí)光飽和點(diǎn)大，大豆單作時(shí)光飽和點(diǎn)大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；間作提高了桑樹的光合速率，在較低光照強(qiáng)度下，間作提高了大豆的光合速率，但在較高光照強(qiáng)度下，間作降低了大豆的光合速率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；大豆開始積累有機(jī)物的最低光照強(qiáng)度(與橫軸的交點(diǎn))單作大于間作，D項(xiàng)正確。 【答案】D (2014課標(biāo)Ⅰ，2)正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　 A．O2的產(chǎn)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】用黑布將培養(yǎng)瓶罩上，光反應(yīng)停止，氧氣的產(chǎn)生停止，A項(xiàng)正確；同時(shí)ATP的生成減少，ADP積累，使ATP/ADP比值下降，NADPH([H])的產(chǎn)生減少，NADP＋積累，NADPH/NADP＋比值下降，C、D項(xiàng)正確；光反應(yīng)停止后，[H]和ATP的產(chǎn)生減少，導(dǎo)致暗反應(yīng)C3的還原速度減慢，C3在葉綠體內(nèi)積累導(dǎo)致CO2的固定減慢，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】B (2014廣東理綜，26)觀測(cè)不同光照條件下生長(zhǎng)的柑橘，結(jié)果見下表。請(qǐng)回答下列問題： 光照強(qiáng)度 葉色 平均葉面積/cm2 強(qiáng) 淺綠 13.6(100%) 826(100%) 4.33(100%) 中 綠 20.3(149%) 768(93%) 4.17(96%) 弱 深綠 28.4(209%) 752(91%) 3.87(89%) 注：括號(hào)內(nèi)的百分?jǐn)?shù)以強(qiáng)光照的數(shù)據(jù)作為參照 (1)CO2以________方式進(jìn)入葉綠體后，與________結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供的________。 (2)在弱光下，柑橘通過________和________來吸收更多的光能，以適應(yīng)弱光環(huán)境。 (3)與弱光下相比，強(qiáng)光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)________，單位時(shí)間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量__________。對(duì)強(qiáng)光下生長(zhǎng)的柑橘適度遮陰，持續(xù)觀察葉色、葉面積和凈光合速率，這三個(gè)指標(biāo)中，最先發(fā)生改變的是________，最后發(fā)生改變的是________。 【解析】(1)CO2等氣體是以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入葉綠體，進(jìn)入葉綠體的CO2首先與C5結(jié)合生成C3，C3的還原需要光反應(yīng)提供ATP和[H]。(2)據(jù)題中表格數(shù)據(jù)可知，在弱光下，柑橘的葉色加深，平均葉面積增大，氣孔密度變小。故柑橘通過增加葉綠素含量和增大葉面積來適應(yīng)弱光環(huán)境。(3)分析表格數(shù)據(jù)可知，強(qiáng)光下平均每片葉的氣孔總數(shù)為13.6826100＝1 123 360(個(gè))，弱光下平均每片葉的氣孔總數(shù)為75228.4100＝2 135 680(個(gè))；強(qiáng)光下單位時(shí)間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量為4.3313.610－4＝5.910－3(μmol)，弱光下單位時(shí)間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量為3.8728.410－4＝1.110－2(μmol)，對(duì)強(qiáng)光下生長(zhǎng)的柑橘適度遮陰，柑橘的光反應(yīng)強(qiáng)度降低，光合速率相對(duì)下降。為適應(yīng)弱光環(huán)境，柑橘葉合成更多葉綠素來增強(qiáng)吸收光的能力，以合成相對(duì)較多的有機(jī)物，有利于葉的生長(zhǎng)，故最后發(fā)生改變的是平均葉面積。 【答案】(1)自由擴(kuò)散　五碳化合物　[H]/NADPH和ATP (2)增加葉面積　提高葉綠素含量 (3)較少　較少　凈光合速率　葉面積 (2013江蘇單科，5)關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的操作，正確的是(　　) A．使用定性濾紙過濾研磨液 B．將干燥處理過的定性濾紙條用于層析 C．在劃出一條濾液細(xì)線后緊接著重復(fù)劃線2～3次 D．研磨葉片時(shí)，用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素 【答案】B (2013海南高考)某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48 h后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時(shí)間，去除錫箔紙，用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍(lán)色，有的沒有出現(xiàn)藍(lán)色。其中，沒有出現(xiàn)藍(lán)色的部位是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．a(chǎn)、b和d B．a(chǎn)、c和e C．c、d和 e D．b、c和e 【解析】綠色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘變藍(lán)。a側(cè)黃白色，沒有葉綠素，特別是沒有葉綠素a，不能進(jìn)行光合作用，b側(cè)有葉綠體和光，能進(jìn)行光合作用，c、e遮光，不能進(jìn)行光合作用，d側(cè)有葉綠素和光，能進(jìn)行光合作用。 【答案】B (2013課標(biāo)Ⅱ，2)關(guān)于葉綠素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素 B．被葉綠素吸收的光可用于光合作用 C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同 D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光 【解析】本題主要考查葉綠素的相關(guān)知識(shí)。鎂是合