資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第9講　光合作用與能量轉化
[課程導學]
內容要求 2.2.3.說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。實驗：提取和分離葉綠體色素。
與舊教材對比 增：①光譜概念；②希爾實驗和阿爾農實驗；③影響光合作用的因素。刪：①葉片呈現綠色的原因；②普利斯特利實驗；③英格豪斯實驗；④梅耶實驗；⑤薩克斯實驗。改：①水分解為氧和H＋，H＋與NADP＋結合形成NADPH；②C3還原過程中NADPH既提供能量又作還原劑。淡化：化能合成作用改為小字介紹。
考點一　捕獲光能的色素和結構
1．綠葉中色素的提取和分離實驗
(1)實驗原理
(2)實驗步驟
[提醒]　①胡蘿卜素含量最少，所以其色素帶最窄；在層析液中溶解度最大所以擴散最快。
②胡蘿卜素和葉黃素之間的距離最遠。
③葉綠素a的含量最多，所以該色素帶最寬。
2．葉綠體的結構與功能
(1)葉綠體的結構模式圖
[提醒]　①藍細菌無此結構，但存在光合色素和酶，也能進行光合作用。
②葉綠體外膜、內膜和類囊體薄膜均是以磷脂雙分子層為基本支架的生物膜。
(2)葉綠體的功能
3．葉綠體中色素的吸收光譜分析
由圖可以看出：
[提醒]　(1)植物葉片呈現綠色的原因是葉片中的色素(葉綠素)對綠光吸收最少，綠光被反射出來。
(2)植物的液泡中含有的色素不參與光合作用。
(1)提取色素時加碳酸鈣的目的是使研磨更充分。(　　)
(2)綠葉中含量越多的色素，其在濾紙條上擴散得越快。(　　)
(3)葉綠素a和葉綠素b在紅光區的吸收峰值不同。(　　)
(4)植物細胞中都含有葉綠體；光合作用需要的酶和色素分布在葉綠體的基粒中。(　　)
(5)葉綠體內膜向內折疊形成類囊體，所以內膜面積遠大于外膜面積。(　　)
(6)植物葉片呈現綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
1．(必修1 P97問題探討改編)生產上，用何種顏色的玻璃、塑料薄膜做溫室大棚的頂棚產量高？陰天時，在功率相同的情況下，應該選擇什么顏色的照明燈為蔬菜補充光源？
_______________________________________________________________。
提示：無色，因為日光中各種顏色的光均能通過，作物光合效率高。陰天時，應選擇補紅光和藍紫光的照明燈
2．(必修1 P99旁欄思考)植物工廠里為什么不用發綠光的光源？
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：因為這種波長的光不能被光合色素吸收，因此不能用于光合作用中合成有機物
3．(必修1 P101拓展應用T1)海洋中的藻類，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布一般依次是淺、中、深。分析原因：這種現象與_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：光能捕獲有關，即不同顏色的藻類吸收不同波長的光
突破1 色素的提取和分離
核心素養 科學探究
1．(2020·高考江蘇卷改編)采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實驗，下列敘述錯誤的是(　　)
A．提取葉綠體色素時可用無水乙醇作為溶劑
B．研磨時加入氧化鈣可以防止葉綠素被氧化破壞
C．研磨時添加二氧化硅有助于色素提取
D．畫濾液細線時應盡量減少樣液擴散
解析：選B。研磨時加入碳酸鈣可以防止葉綠素被氧化破壞，B錯誤。
2．(2022·山東青島期中)“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，某同學提取的濾液經層析后結果如下圖所示。造成該現象可能的解釋是(　　)
A．研磨時未加入二氧化硅
B．研磨時未加入碳酸鈣
C．劃濾液細線的次數不夠
D．提取時未加入無水乙醇
解析：選B。若研磨時未加入二氧化硅，研磨不充分，會導致4種色素的含量均減少，但不會出現只有葉綠素b與葉綠素a的相對含量明顯減少的現象，A不符合題意；若研磨時未加入碳酸鈣，葉綠素分子被破壞，會導致葉綠素b與葉綠素a的相對含量明顯減少，B符合題意；若劃濾液細線的次數不夠，點樣處積累的色素濃度低，會導致層析時4種色素的相對含量均減少，但不會出現只有葉綠素b與葉綠素a的相對含量明顯減少的現象，C不符合題意；若提取時未加入無水乙醇，無法提取出色素，會導致濾紙條上未出現色素帶，D不符合題意。
綠葉中色素的提取與分離實驗異常現象分析
　
突破2 捕獲光能色素的種類和功能
核心素養 生命觀念
3．(2022·山東臨沂高三月考)高等植物的光合作用依賴光合色素。不同環境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉化，這種轉化稱為“葉綠素循環”。研究發現，在適當遮光條件下，葉綠素a/葉綠素b的值會降低，以適應環境。下圖是①②兩種葉綠素的吸收光譜。下列關于葉綠素的敘述，正確的是(　　)
A．圖中①和②主要分布在葉綠體的內膜上
B．利用紙層析法分離色素時，②應位于濾紙條的最下端
C．植物葉片呈現綠色是由于①②主要吸收綠光
D．弱光下①的相對含量增高有利于植物對弱光的利用
解析：選D。圖中①(葉綠素b)、②(葉綠素a)主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上，A錯誤；利用紙層析法分離色素時，①(葉綠素b)應位于濾紙條的最下端，B錯誤；植物葉片呈現綠色是由于①②吸收綠光最少，綠光被反射出來，C錯誤；在適當遮光條件下，葉綠素a/葉綠素b的值會降低，以適應環境，故弱光下①(葉綠素b)的相對含量增高有利于植物對弱光的利用，D正確。
4．葉綠體是植物進行光合作用的場所，下列關于葉綠體結構與功能的敘述，正確的是(　　)
A．葉綠體中的色素的合成都需要Mg2＋和光照
B．H2O在光下分解為H＋和O2的過程發生在基質中
C．CO2的固定過程發生在類囊體薄膜上
D．光合作用的產物——淀粉是在葉綠體基質中合成的
解析：選D。只有葉綠素的合成才需要Mg2＋和光照，A錯誤；水的光解是光反應過程，發生在葉綠體類囊體薄膜上，B錯誤；CO2的固定發生在暗反應過程中，場所為葉綠體基質，C錯誤；光合作用的產物——淀粉是在葉綠體基質中合成的，D正確。
影響葉綠素合成因素的分析
　
考點二　光合作用的基本過程
1．探索光合作用原理的部分實驗[連一連]
[提醒]　同位素標記法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就沒有放射性，不能檢測其放射性；而14C有放射性，可被追蹤檢測。
2．光合作用的概念
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。
3．光合作用的過程圖解
[提醒]　(1)暗反應有光、無光都能進行，若光反應停止，暗反應可持續進行一段時間，但時間不長。
(2)C3和C5并不是只含有3個或5個碳原子，還有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一種三碳化合物。
4．反應式
(1)若有機物為(CH2O)：。
(2)若有機物為C6H12O6：
。
[助學巧記]　光合作用過程的“一、二、三、四”
5．光合作用和化能合成作用的比較
[提醒]　綠色植物和化能合成菌為自養生物，人、動物、真菌以及大多數細菌屬于異養生物。
(1)破壞葉綠體外膜后，O2不能產生。(　　)
(2)H2O在光下分解為H＋和O2的過程發生在葉綠體基質中。(　　)
(3)光合作用過程中光能轉變為化學能，細胞呼吸過程中化學能轉變為熱能和ATP。(　　)
(4)進入葉綠體的CO2不能被NADPH直接還原。(　　)
(5)離體的葉綠體基質中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應過程。(　　)
(6)當葉綠體內ATP不足時，線粒體產生的ATP可供應葉綠體用于光合作用。(　　)
(7)土壤中的硝化細菌可利用CO2和H2O合成糖，這種反應形式稱為硝化作用。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×
(7)×
1．(必修1 P100～101思考·討論)右圖是光合作用探究歷程中恩格爾曼的實驗示意圖，請分析：
(1)恩格爾曼實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處？
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)恩格爾曼實驗要在沒有空氣的黑暗環境中進行的原因是什么？
_______________________________________________________________。
提示：(1)選擇水綿和需氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于觀察；用需氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位
(2)排除氧氣和極細光束外的其他光的干擾
2．(必修1 P102～103思考·討論T4)嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應的關系。
提示：
3．(必修1 P103相關信息)水分解為氧和H＋的同時，被葉綠體奪去兩個電子。電子經傳遞，可用于NADP＋與H＋結合形成NADPH。NADPH的作用是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：(1)可作為暗反應階段的還原劑；(2)儲存部分能量供暗反應階段利用
4．(必修1 P104相關信息)C3是指三碳化合物——____________，C5是指五碳化合物——核酮糖 1，5 二磷酸(RuBP)。
提示：3 磷酸甘油酸
5．(必修1 P104相關信息)光合作用的產物有一部分是________，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入________，再通過韌皮部運輸到植株各處。
提示：淀粉　篩管
1．光合作用過程中元素的去向分析
2．環境改變時光合作用各物質含量的變化分析
(1)“過程法”分析各物質變化
下圖中Ⅰ表示光反應，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當外界條件(如光照、CO2)突然發生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化：
(2)“模型法”表示C3和C5含量的變化(條件改變后短時間內各物質相對含量的變化)
突破1 光合作用的過程
核心素養 生命觀念
1．(2022·江西上饒高三模擬)下圖為綠色植物光合作用過程示意圖(物質轉換用實線表示，能量傳遞用虛線表示，圖中a～g為物質，①～⑥為反應過程)，下列判斷錯誤的是(　　)
A．綠色植物能利用a物質將光能轉換成化學能儲存在c中
B．e中不儲存化學能，所以e只能充當還原劑
C．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解
D．在g物質供應充足時，突然停止光照，C3的含量將會上升
解析：選B。e為水光解生成的H＋與NADP＋結合形成的NADPH，也儲存部分能量供暗反應中C3的還原，B錯誤。
2．(2022·山東濰坊模擬)磷酸丙糖不僅是光合作用中最先產生的糖，也是光合作用產物從葉綠體運輸到細胞質基質的主要形式。下圖為某植物光合作用產物的合成與運輸示意圖。下列相關說法正確的是(　　)
A．a表示的物質是ATP，它也可以在葉綠體基質中合成
B．磷酸丙糖應該是一種五碳化合物
C．磷酸丙糖是暗反應產物，在細胞質基質中合成淀粉
D．若圖中表示的磷酸轉運器活性受抑制，會導致光合作用速率下降
解析：選D。圖中a表示光反應為暗反應提供的物質NADPH和ATP，其在葉綠體類囊體薄膜上合成，A錯誤；磷酸丙糖是三碳化合物，B錯誤；由題圖可知，磷酸丙糖合成淀粉的過程是在葉綠體基質中進行的，C錯誤；磷酸轉運器活性受抑制，不能將磷酸丙糖運出葉綠體和將Pi運入葉綠體，造成葉綠體中光合作用產物積累和缺少Pi，導致光合作用速率降低，D正確。
突破2 光合作用過程拓展
核心素養 科學思維
3．(2022·安徽合肥高三期中)下圖表示綠色植物光合作用的部分過程，圖中A～C表示相關物質。下列有關分析錯誤的是(　　)
A．圖中A為O2，可釋放部分到空氣中
B．圖中B為NADPH，外界CO2濃度升高時，B的含量暫時升高
C．該過程消耗的NADP＋和C來自葉綠體基質
D．該過程將光能轉化為化學能儲存在B和ATP中
解析：選B。題圖中B是在NADP＋、H＋和e－參與下形成的，為NADPH，當外界CO2濃度升高時，暗反應中生成的C3增多，則消耗的NADPH增多，導致NADPH的含量暫時降低，B錯誤。
4．(不定項)下圖為植物體內發生的光合作用和光呼吸作用的示意圖，結合所學知識分析，下列相關敘述正確的是(　　)
A．在高O2含量環境中，植物不能進行光合作用
B．卡爾文循環的具體場所應為葉綠體基質
C．將植物突然置于黑暗環境中，C5與C3之間的轉化會受影響
D．C2和葡萄糖均可在線粒體內被徹底分解成CO2和H2O
解析：選BC。從題圖信息可知，在高O2含量環境中，產生的C3也可用于卡爾文循環，進而生成糖，A項錯誤；根據所學知識可知，卡爾文循環的具體場所應為葉綠體基質，B項正確；光合作用暗反應的進行，需要光反應提供NADPH和ATP，黑暗條件下，光反應不能進行，不能為暗反應提供NADPH和ATP，因而C5與C3之間的轉化將受到影響，C項正確；線粒體不能直接分解葡萄糖，D項錯誤。
5．(不定項)(2022·山東濟寧期末)小麥體內只有一條固定CO2的途徑，即卡爾文循環，也稱為C3途徑；甘蔗除具有C3途徑外，還有另外一條途徑，即C4途徑。比較甘蔗和小麥的葉片結構發現，小麥的維管束鞘細胞不含葉綠體，光合作用的全過程在葉肉細胞的葉綠體中完成。而甘蔗的葉肉細胞的葉綠體中基粒發達，維管束鞘細胞的葉綠體中無基粒。甘蔗細胞暗反應中CO2固定過程如圖所示，能有效利用較低濃度的CO2。下列敘述正確的是(　　)
A．干旱環境中小麥光合作用速率比甘蔗大
B．甘蔗葉肉細胞不能通過卡爾文循環產生有機物
C．甘蔗、小麥光反應的場所都發生在葉肉細胞中
D．甘蔗、小麥暗反應過程中CO2的受體都是PEP和RuBP
解析：選BC。小麥體內只有一條固定CO2的途徑，即卡爾文循環；甘蔗除了具有C3途徑外，還有C4途徑，能有效利用較低濃度的CO2。干旱環境中，氣孔大量關閉，吸收CO2較少，小麥光合作用速率比甘蔗小，A錯誤。有機物是在維管束鞘細胞中經過卡爾文循環合成的，而葉肉細胞只進行C4途徑，不形成有機物，故甘蔗葉肉細胞不能通過卡爾文循環產生有機物，B正確。甘蔗的葉肉細胞的葉綠體中基粒發達，維管束鞘細胞的葉綠體中無基粒；小麥的維管束鞘細胞不含葉綠體，甘蔗、小麥光反應的場所都發生在葉肉細胞中，C正確。甘蔗暗反應過程中CO2可以與PEP結合生成C4，也可與RuBP結合生成C3，故碳同化過程中CO2的受體是PEP和RuBP，小麥暗反應過程中CO2的受體是RuBP，D錯誤。
突破3 環境改變對光合作用中物質變化的影響
核心素養 科學思維
6．(不定項)(2022·山東濟寧檢測)光合作用通過密切關聯的兩大階段——光反應和暗反應實現。下列對于改變反應條件而引起的變化的說法，不正確的是(　　)
A．突然中斷CO2供應，會暫時引起葉綠體基質中C5/C3的值減小
B．突然中斷CO2供應，會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增大
C．突然將紅光改變為綠光，會暫時引起葉綠體基質中C3/C5的值減小
D．突然將綠光改變為紅光，會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值減小
解析：選ACD。突然中斷CO2供應，導致CO2的固定速率降低，葉綠體中C5含量增加、C3含量減少，因此會暫時引起葉綠體基質中C5/C3的值增大，A錯誤；突然將紅光改變為綠光后，光能利用率降低，ATP和NADPH含量減少，進而使C3含量增加、C5含量減少，因此會暫時引起葉綠體基質中C3/C5的值增大，C錯誤；突然將綠光改變為紅光后，光能利用率提高，ATP和NADPH含量增加，ATP/ADP的值增大，D錯誤。
7.在光照等適宜條件下，將培養在CO2濃度為1%環境中的某植物迅速轉移到CO2濃度為0.003%的環境中，其葉片暗反應中C3和C5微摩爾濃度的變化趨勢如圖。回答下列問題：
(1)圖中物質A是________(填“C3”或“C5”)。
(2)在CO2濃度為1%的環境中，物質B的濃度比A的低，原因是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________；
將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質B濃度升高的原因是
_______________________________________________________________。
(3)若使該植物繼續處于CO2濃度為0.003%的環境中，暗反應中C3和C5濃度達到穩定時，物質A的濃度將比B的________(填“低”或“高”)。
(4)CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的________(填“低”或“高”)，其原因是
_______________________________________________________________。
解析：(1)CO2濃度降低后，直接影響暗反應中CO2的固定，導致C3的量減少，確定物質A是C3，物質B是C5。(2)CO2濃度為1%時，暗反應速率在該環境中已達到穩定，即C3和C5的含量穩定，根據暗反應的特點，此時C3的分子數是C5的2倍；當CO2濃度突然降低時，C5的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導致C5積累。(3)若使該植物繼續處于CO2濃度為0.003%的環境中，C3和C5的濃度保持穩定后，暗反應保持穩定，根據暗反應中CO2固定的反應式可知，C3的量應是C5的量的2倍。(4)CO2濃度降低，達到最大光合速率時所需的光照強度降低，因為暗反應減弱，所需的ATP和NADPH減少，光反應強度減弱。
答案：(1)C3　(2)暗反應速率在該環境中已達到穩定，即C3和C5的含量穩定。根據暗反應的特點，此時C3的分子數是C5的2倍　C5的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導致C5積累　(3)高　(4)低　CO2濃度低時，暗反應強度低，所需ATP和NADPH少
考點三　影響光合作用的因素及應用
1．外部因素
(1)單因子變量對光合速率的影響
①光照強度
②CO2濃度
③溫度
④水分和礦質元素
(2)多因子變量對光合速率的影響
　
2．內部因素
(1)植物自身的遺傳特性(如植物品種不同)：以陰生植物、陽生植物為例，如下圖所示。
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
(1)光合作用中溫度主要影響暗反應階段。(　　)
(2)光合作用、呼吸作用都受到溫度的影響，其中與呼吸作用有關的酶的適宜溫度更高。(　　)
(3)農田種植作物一年兩茬，可延長光合作用時間。(　　)
(4)栽種矮稈、葉直而小的作物，能增加種植密度，有利于增大光合作用面積。(　　)
(5)溫室條件下，通過增施農家肥可以提高作物對有機物的吸收。(　　)
(6)夏季晴天光照最強時，小麥光合速率最高。(　　)
(7)番茄幼苗在缺鎂的培養液中培養一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強度下降，原因是光反應強度升高，暗反應強度降低。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×
(7)×
1．(2022·牡丹江高三月考)甲圖和乙圖表示某植物在適宜的CO2濃度條件下光合作用速率與環境因素之間的關系，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．甲圖中，在B點限制光合作用速率的主要因素是溫度或CO2濃度
B．從乙圖可以看出，當超過一定溫度后，光合作用的速率會隨著溫度的升高而降低
C．溫度主要通過影響酶的活性來影響光合作用速率
D．若光照強度突然由A變為B，短時間內葉肉細胞中C3的含量會減少
解析：選A。甲圖中，在B點時增加光照強度，每一條曲線的光合作用速率不變，但升高溫度，反應速率加快，說明此時的限制因素是溫度，題目給出的條件是CO2濃度適宜，所以CO2濃度不是該點的限制因素，A錯誤。
2．(2022·山東濟南高三模擬)龍須菜是生活在近岸海域的大型經濟藻類，既能給海洋生態系統提供光合產物，又能為人類提供食品原料。某小組探究 CO2 濃度和光照強度對龍須菜生長的影響，實驗結果如下圖所示。
已知大氣CO2 濃度約為 0.03%，實驗過程中溫度等其他條件適宜，下列相關說法錯誤的是(　　)
A．實驗中CO2濃度為 0.03%的組是對照組
B．增加CO2濃度能提高龍須菜的生長速率
C．高光照強度下光反應速率快從而使龍須菜生長較快
D．選擇龍須菜養殖場所時需考慮海水的透光率等因素
解析：選B。對比相同光照強度下的高CO2濃度組和對照組，龍須菜的生長速率沒有明顯差別，B錯誤。
3．(不定項)在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下，測得某森林中林冠層四種主要植物幼苗的生理指標(見下表)。下列分析不正確的是(　　)
　　　　　物種指標　　　　　 構樹 刺槐 香樟 胡頹子
光補償點/klx 6 4 1.8 1.1
光飽和點/klx 13 9 3.5 2.6
注：光補償點：光合速率等于呼吸速率時的光照強度；光飽和點：達到最大光合速率所需的最小光照強度。
A．光照強度小于6 klx時，構樹幼苗葉肉細胞需要的CO2全部來自外界
B．光照強度為10 klx時，影響構樹幼苗和刺槐幼苗光合速率的環境因素都有光照強度和CO2濃度等
C．若將光照強度突然由2 klx增加到4 klx，短時間內香樟幼苗葉肉細胞中的C3會增加
D．在樹冠遮蔽嚴重、林下光照較弱的環境中，胡頹子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和構樹的幼苗
解析：選ABC。光照強度小于6 klx時，構樹幼苗的實際光合速率小于呼吸速率，但葉肉細胞的光合速率可以大于其呼吸速率，則所需CO2可來自細胞呼吸和外界，A錯誤。對構樹幼苗來說，10 klx光照強度大于其光補償點，但小于其光飽和點，此時限制構樹幼苗光合速率的環境因素有光照強度等；但對于刺槐幼苗來說，10 klx光照強度大于其光飽和點，此時光照強度并不是其光合速率的限制因素，B錯誤。若將光照強度突然從2 klx增加到4 klx，則香樟幼苗葉肉細胞的光反應增強，產生更多的NADPH和ATP，從而使更多的C3被還原，而短時間內C3的生成速率不變，故短時間內香樟幼苗葉肉細胞中的C3減少，C錯誤。胡頹子和香樟的幼苗的光補償點和光飽和點都比另兩種植物(構樹和刺槐的幼苗)低，它們更適合在光照較弱的環境中生長，D正確。
[判斷依據類]
1．[2018·全國Ⅱ，T30(1)]為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測定其凈光合速率，結果如圖所示。據圖回答問題：
從圖可知，A葉片是樹冠________(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據是_______________________________________________________________
________________________。
答案：下層　A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片
2．[2018·全國Ⅰ，T30(2)]
甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示。甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據是_____________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：甲　光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，導致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大
　
[原因分析類]
3．[2020·全國Ⅰ，T30(3)]農業生產常采用間作(同一生長期內，在同一塊農田上間隔種植兩種作物)的方法提高農田的光能利用率。現有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是____________，選擇這兩種作物的理由是__________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光飽和點/(μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623
答案：A和C　作物A光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用
4．[2019·全國Ⅰ，T29(2)]將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會________，出現這種變化的主要原因是_______________________________。
答案：降低　氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少
5．[2017·全國Ⅰ，T30(1)改編]已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的。將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養。培養后發現兩種植物的光合速率都降低，原因是___________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：植物在光下進行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低
6．[2017·全國Ⅰ，T30(2)改編]若將某種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養一段時間后，發現植物的有氧呼吸增加，原因是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：該植物在光下進行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產生的NADH發生作用生成水是有氧呼吸的一個環節，所以當O2增多時，有氧呼吸會增加
　
[結果結論類]
7．鎘鹽在水中多以離子狀態存在，對水生植物的影響尤為嚴重。某科研小組研究不同濃度的鎘對水生植物葉綠素的影響，結果見右圖，由圖得出的結論是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：隨著鎘濃度的增大，葉綠素的含量逐漸降低，葉綠素a受影響的幅度更大
8．為了探究生長條件對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，其他培養條件相同。培養較長一段時間(T)后，測定兩組植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強度隨光照強度的變化趨勢如圖所示。
播種乙組植株產生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養T時間后，再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度，得到的曲線與甲組的相同。根據這一結果能夠得到的初步結論是_____________________________________
_______________________________________________________________。
答案：乙組的光合作用強度與甲組的不同是由環境因素低光照引起的，而非遺傳物質的改變造成的
　
1．(2021·高考廣東卷)在高等植物光合作用的卡爾文循環中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是(　　)
A．Rubisco存在于細胞質基質中
B．激活Rubisco需要黑暗條件
C．Rubisco催化CO2固定需要ATP
D．Rubisco催化C5和CO2結合
解析：選D。由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco”可知，Rubisco是與暗反應有關的酶，暗反應階段的化學反應是在葉綠體基質中進行的，故Rubisco 存在于葉綠體基質中，A錯誤，D正確；暗反應在有光、無光條件下都可以進行，故激活Rubisco不一定需要黑暗條件，B錯誤；在暗反應階段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C錯誤。
2．(2021·高考湖南卷)綠色植物的光合作用是在葉綠體內進行的一系列能量和物質轉化過程。下列敘述錯誤的是(　　)
A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用
B．在暗反應階段，CO2不能直接被還原
C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降
D．合理密植和增施有機肥能提高農作物的光合作用強度
解析：選A。弱光條件下，植物沒有O2的釋放是因為此時呼吸作用強度大于光合作用強度，并不是未進行光合作用，A錯誤。
3．(2021·高考北京卷)將某種植物置于高溫環境(HT)下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結果如圖。由圖不能得出的結論是(　　)
A．兩組植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率相等
C．50 ℃時HT植株能積累有機物而CT植株不能
D．HT植株表現出對高溫環境的適應性
解析：選B。由題圖可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3 mmol·cm－2·s－1，A正確；CO2吸收速率代表凈光合速率，而總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，由題圖可知35 ℃時兩組植株的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃ 時兩組植株的真正(總)光合速率無法比較，B錯誤；由題圖可知，50 ℃時HT植株的凈光合速率大于零，說明能積累有機物，而CT植株的凈光合速率為0，說明不能積累有機物，C正確；由題圖可知，在較高的溫度下HT植株的凈光合速率仍大于零，能積累有機物進行生長發育，體現了HT植株對高溫環境較適應，D正確。
4．(2021·高考河北卷)為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：(1)對照組；(2)施氮組，補充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮組，補充尿素(12 g·m－2)同時補水。檢測相關生理指標，結果見下表。
生理指標 對照組 施氮組 水＋氮組
自由水/結合水 6.2 6.8 7.8
氣孔導度(mmol·m－2·s－1) 85 65 196
葉綠素含量(mg·g－1) 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性(μmol·h－1·g－1) 316 640 716
光合速率(μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
注：氣孔導度反映氣孔開放的程度。
回答下列問題：
(1)植物細胞中自由水的生理作用包括____________________________等(寫出兩點即可)。補充水分可以促進玉米根系對氮的____________，提高植株氮供應水平。
(2)參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與________離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于驅動____________兩種物質的合成以及________的分解；RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到________分子上，反應形成的產物被還原為糖類。
(3)施氮同時補充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應。據實驗結果分析，葉肉細胞CO2供應量增加的原因是______________________________
_______________________________________________________________。
答案：(1)是細胞內的良好溶劑；參與細胞內的某些生化反應；為細胞提供液體環境；運送營養物質和代謝廢物(寫出兩點即可)　吸收和運輸　(2)鎂　NADPH和ATP　水　C5　(3)葉綠體吸收光能的能力增強，水的光解速率加快，使光反應速率加快，固定CO2的速率加快；施氮同時補充水分使氣孔導度增大，有利于外界CO2進入葉肉細胞，為暗反應提供原料
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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