資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
新高考生物一輪考點(diǎn)梳理&分層訓(xùn)練
第9講　光合作用與能量轉(zhuǎn)化
內(nèi)容比較——知考向 核心素養(yǎng)——提考能
內(nèi)容要求 1.說明光合作用過程及其對它的認(rèn)識過程 2.活動(dòng)：提取和分離葉綠體色素 3.活動(dòng)：探究不同環(huán)境因素對光合作用的影響 生命觀念 通過比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)及它們之間的關(guān)系，建立對立統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)
科學(xué)思維 理解C3、C5等物質(zhì)變化和光合作用的相關(guān)曲線
科學(xué)探究 探究光照強(qiáng)度、CO2濃度等對光合作用強(qiáng)度的影響
社會責(zé)任 關(guān)注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系
與舊教材對比 增：①光譜概念；②希爾實(shí)驗(yàn)和阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)；③影響光合作用的因素。 刪：①葉片呈現(xiàn)綠色的原因；②普利斯特利實(shí)驗(yàn)；③英格豪斯實(shí)驗(yàn)；④梅耶實(shí)驗(yàn)；⑤薩克斯實(shí)驗(yàn)。 改：①水分解為氧和H＋，H＋與NADP＋結(jié)合形成NADPH；②C3還原過程中NADPH既提供能量又作還原劑；③化能合成作用改為小字介紹(弱化)。
考點(diǎn)一　綠葉中色素的提取和分離
1.色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)　可看作兩個(gè)實(shí) 驗(yàn)哦！
(1)實(shí)驗(yàn)原理
(2)實(shí)驗(yàn)流程
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
2.葉綠體的結(jié)構(gòu)及其中的色素
(1)光合作用的結(jié)構(gòu)——葉綠體
并非光合作用的必要條件，藍(lán)細(xì)菌、光合細(xì)菌
也能進(jìn)行光合作用，但沒有葉綠體。
(2)色素的吸收光譜　　陽光穿過三棱鏡時(shí)形成的不同顏色的光帶
由圖可以看出：
①色素的功能：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。
②色素吸收光的范圍：一般葉綠體中的色素只吸收可見光(可見光的波長范圍大約是400～760 nm)，對紅外光和紫外光不吸收?！⒖幢匦? 教材P99“學(xué)科交叉”
提醒?、僦参锶~片呈現(xiàn)綠色的原因是葉片中的色素對綠光的吸收少，綠光被反射出來。
②植物的液泡中含有的色素(花青素)不參與光合作用。
③植物幼嫩的莖和果實(shí)的細(xì)胞中也含有吸收光能的色素。
(1)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素(√)
(2)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同(√)
(3)秋天葉片變黃，是葉黃素含量增多導(dǎo)致的(×)
(4)光合作用需要的色素和酶只分布在葉綠體基粒中(×)
(5)光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與(√)
1.植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？
提示　綠色光源發(fā)出綠色的光，這種波長的光線很少被光合色素吸收，因此光合作用中制造有機(jī)物較少。
2.(實(shí)驗(yàn)改進(jìn))提取葉綠體中的色素，也可用如圖所示的方法：即在圓心處滴加適量濾液，待干燥后再滴加適量層析液進(jìn)行層析，結(jié)果會出現(xiàn)不同顏色的4個(gè)同心圓，則①～④依次對應(yīng)哪種色素及顏色？
提示?、俸}卜素(橙黃色)?、谌~黃素(黃色)?、廴~綠素a(藍(lán)綠色)?、苋~綠素b(黃綠色)
1.色素提取分離四個(gè)常見異?，F(xiàn)象原因分析
(1)濾液顏色過淺的原因
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；
②一次加入大量的無水乙醇，提取液濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇)。
(2)濾紙條色素帶重疊的原因
①濾液細(xì)線不直；②濾液細(xì)線過粗。
(3)濾紙條無色素帶的原因
①忘記畫濾液細(xì)線；
②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長，色素全部溶解到層析液中。
(4)濾紙條色素帶較淺的原因 若僅最下面兩條色素帶較淺呢？
①濾液中色素含量少；
②劃濾液細(xì)線時(shí)次數(shù)太少。
2.影響葉綠素合成的三大因素
3.色素與葉片的顏色
考向1　結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理及過程，考查科學(xué)探究能力
1.(2020·江蘇卷，6)采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.提取葉綠體色素時(shí)可用無水乙醇作為溶劑
B.研磨時(shí)加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞
C.研磨時(shí)添加石英砂有助于色素提取
D.畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散
答案　B
解析　葉綠體色素能溶解在無水乙醇或丙酮等有機(jī)溶劑中，所以可用無水乙醇作為溶劑提取葉綠體色素，A正確；研磨時(shí)加入CaCO3可以防止葉綠素被破壞，B錯(cuò)誤；加入石英砂是為了使研磨更充分，從而使葉綠體中的色素釋放出來，C正確；畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散，防止色素帶之間部分重疊，D正確。
2.(2020·云南畢業(yè)班統(tǒng)一檢測)為探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響，某科研小組進(jìn)行了如表實(shí)驗(yàn)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
組號 葉綠素溶液/mL pH 處理時(shí)間/min 溶液顏色
① 3.0 8.0 10 綠色
② 3.0 7.0 10 綠色
③ 3.0 6.0 10 黃綠色
④ 3.0 5.0 10 黃褐色
A.葉綠素可用無水乙醇提取
B.該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了四個(gè)實(shí)驗(yàn)組，是一個(gè)對照實(shí)驗(yàn)
C.該實(shí)驗(yàn)說明葉綠素在酸性條件下不穩(wěn)定，在堿性條件下穩(wěn)定
D.由該實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測，酸雨可能會造成藻類植物光合作用能力下降
答案　C
解析　葉綠體色素易溶于有機(jī)溶劑，可以加入無水乙醇進(jìn)行葉綠素的提取，A正確；該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了四個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每個(gè)組別之間形成對照關(guān)系，是一個(gè)對照實(shí)驗(yàn)，B正確；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，酸性環(huán)境下葉綠素溶液的顏色變成黃綠色或黃褐色，說明酸性環(huán)境下的葉綠素可能因穩(wěn)定性較差而被分解，在pH為7或8的環(huán)境中，葉綠素溶液的顏色均為綠色，但這不能排除堿性增強(qiáng)時(shí)色素可能會被破壞，C錯(cuò)誤；結(jié)合C項(xiàng)分析，可知酸性條件下葉綠素含量降低，因此酸雨可能會造成藻類植物光合作用能力下降，D正確。
考向2　圍繞光合色素作用考查科學(xué)思維能力
3.(2017·全國卷Ⅲ，3)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(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量其對不同波長光的吸收值來繪制
C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示
D.葉片在640～660 nm波長光下釋放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，所以在藍(lán)紫光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成，A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量其對不同波長光的吸收值來繪制，B正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長的變化均可表示光合作用的作用光譜，C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波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D正確。
4.(2021·長沙一中質(zhì)檢)用葉綠素完全缺失的水稻葉片進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是(　　)
A.葉綠素完全缺失的水稻葉片不能吸收紅光
B.葉綠體內(nèi)部巨大的膜面積為暗反應(yīng)的酶提供了附著位點(diǎn)
C.用該水稻葉片進(jìn)行光合色素的分離實(shí)驗(yàn)，圓形濾紙片上會出現(xiàn)兩個(gè)直徑較小的圓
D.Fe參與葉綠素的組成
答案　A
解析　葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，所以葉綠素完全缺失的水稻葉片不能吸收紅光，A正確；葉綠體內(nèi)部巨大的膜面積(類囊體膜)為光反應(yīng)的酶提供了附著位點(diǎn)，B錯(cuò)誤；用該水稻葉片(葉綠素完全缺失)進(jìn)行光合色素分離實(shí)驗(yàn)，圓形濾紙片上會出現(xiàn)兩個(gè)直徑較大的圓，即出現(xiàn)胡蘿卜素和葉黃素的色素帶，C錯(cuò)誤；Fe不參與葉綠素的組成，Mg參與葉綠素的組成，D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二　光合作用的過程
1.驗(yàn)證葉綠體功能及探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)
2.光合作用的過程
3.光合作用的概念及反應(yīng)式
(1)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(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。
(2)反應(yīng)式：
CO2＋H2O(CH2O)＋O2
4.光合作用和化能合成作用的比較
項(xiàng)目 光合作用 化能合成作用
不同點(diǎn) 生物類型 綠色植物和光合細(xì)菌 硝化細(xì)菌等
能量來源 光能 體外物質(zhì)氧化時(shí)釋放的化學(xué)能
相同點(diǎn) 代謝類型 自養(yǎng)需氧型
物質(zhì)變化 將無機(jī)物(CO2和H2O等)轉(zhuǎn)化為儲存能量的有機(jī)物
提醒?、偻凰貥?biāo)記法中使用的同位素不都具有放射性，如18O、15N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綠色植物和化能合成菌為自養(yǎng)生物，人、動(dòng)物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌屬于異養(yǎng)生物。
③C3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)。
(1)光反應(yīng)必須在光照下進(jìn)行，暗反應(yīng)必須在暗處進(jìn)行(×)
(2)H2O在光下分解為H＋和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中(×)
(3)光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的NADPH可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑(√)
(4)適宜條件下培養(yǎng)的葉綠體，突然將原來的白光改為綠光照射，則短時(shí)間內(nèi)NADPH含量會增多(×)
(5)葉肉細(xì)胞在葉綠體外膜上合成淀粉(×)
(6)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應(yīng)過程(√)
(7)土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖類(√)
1.下面是驗(yàn)證葉綠體功能實(shí)驗(yàn)中恩格爾曼所做的實(shí)驗(yàn)示意圖，請分析：
恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)示意圖　　　　　　　　　
恩格爾曼第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的示意圖
(1)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)材料的選取上有什么巧妙之處？
提示　選擇水綿和需氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用需氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。
(2)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行的原因是什么？
提示　排除氧氣和極細(xì)光束外的其他光的干擾。
(3)在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？
提示　這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長光的照射下，葉綠體會釋放氧氣，適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。
(4)如果對恩格爾曼的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，用透過三棱鏡的光先通過葉綠體色素提取液，再照射到載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片上，一段時(shí)間后，需氧細(xì)菌分布有何特點(diǎn)？
提示　三棱鏡將光分為七色光，葉綠體色素提取液主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故先透過三棱鏡，再通過葉綠體色素提取液后照射到水綿臨時(shí)裝片上的光中沒有紅光和藍(lán)紫光，水綿不同部位的光合作用強(qiáng)度相差不大，產(chǎn)生氧氣的量大致相同，因此水綿周圍需氧細(xì)菌分布無顯著差別。
2.光反應(yīng)中，水分解為氧和H＋的同時(shí)，被葉綠體奪去兩個(gè)電子。電子經(jīng)傳遞，可用于NADP＋與H＋結(jié)合形成NADPH。
3.葉綠體中C3的分子數(shù)量為什么多于C5的分子數(shù)量？
提示　暗反應(yīng)CO2固定時(shí)，每消耗1分子C5，產(chǎn)生2分子C3；C3還原時(shí)，每還原2分子C3產(chǎn)生1分子C5，因此當(dāng)暗反應(yīng)速率達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，C3的分子數(shù)是C5的2倍。
1.光合作用反應(yīng)式及元素去向分析
①O：HO18O2
C18O2C3(CHO)
②C：14CO2―→14C3→(14CH2O)
③H：H2O→NADPH→(CH2O)　為還原型輔酶Ⅱ(NADPH)
2.環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析
(1)“過程法”分析各物質(zhì)變化
下圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：
(2)“模型法”表示C3和C5的含量變化
起始值C3高于C5(約其2倍)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考向1　結(jié)合光合作用的過程，考查科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力
1.(2020·天津等級考，5)研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是(　　)
A.產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)
B.該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2
C.類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原
D.與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素
答案　A
解析　題干信息“該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸”說明，乙醇酸是在暗反應(yīng)中合成的，合成場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)，A正確；該反應(yīng)體系既能在類囊體上進(jìn)行光反應(yīng)，又能利用16種酶等物質(zhì)進(jìn)行暗反應(yīng)，因此該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)有CO2、H2O等，B錯(cuò)誤；類囊體上進(jìn)行的光反應(yīng)為暗反應(yīng)中C3的還原提供了NADPH和ATP，光反應(yīng)產(chǎn)生的O2不參與暗反應(yīng)，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)體系中有類囊體，在光照條件下還可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，說明該反應(yīng)體系中有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的光合作用色素，D錯(cuò)誤。
2.(2021·天津河西區(qū)期末)下列關(guān)于科學(xué)家對光合作用的探索歷程的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.恩格爾曼以水綿為實(shí)驗(yàn)材料，證明光合作用發(fā)生在葉綠體的受光部位
B.希爾以離體葉綠體為實(shí)驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)其在適當(dāng)條件下可以發(fā)生水的光解并產(chǎn)生氧氣
C.魯賓和卡門利用同位素示蹤的方法，證明光合作用釋放的氧氣來自二氧化碳
D.阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)光合作用中葉綠體合成ATP總是與水的光解相伴隨
答案　C
解析　魯賓和卡門利用同位素示蹤的方法，證明光合作用釋放的氧氣來自水，C錯(cuò)誤。
考向2　圍繞條件驟變時(shí)葉綠體中各物質(zhì)含量變化，考查科學(xué)思維能力
3.(2014·全國卷Ⅰ，2改編)在條件適宜的情況下，用自然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)度與自然光相同的綠色光照射，在照射瞬間葉綠體中的物質(zhì)所發(fā)生的變化錯(cuò)誤的是(　　)
A.ATP含量下降
B.C3的含量上升
C.合成C5的速率加快
D.NADPH的含量下降
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，若由自然光突然改用光照強(qiáng)度與自然光相同的綠光，可導(dǎo)致光反應(yīng)速率減慢，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，A、D正確；由于NADPH和ATP含量下降，導(dǎo)致C3被還原的速率減慢，而短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)中CO2的固定仍在消耗C5，生成C3，故短時(shí)間內(nèi)C3的含量會上升，合成C5的速率減慢，B正確，C錯(cuò)誤。
4.(2021·重慶一中調(diào)研)如圖表示植物光合作用的某階段，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體
B.無光條件下，有利于該反應(yīng)的進(jìn)行
C.突然中斷CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)C5的量會減少
D.突然中斷光照，短時(shí)間內(nèi)(CH2O)的量會減少，C3的量會增多
答案　D
解析　圖示過程包括了CO2的固定和C3的還原，為光合作用暗反應(yīng)過程，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，A錯(cuò)誤；無光條件下，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH不足，暗反應(yīng)會因NADPH和ATP的缺乏受到限制，B錯(cuò)誤；突然中斷CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)C5的消耗減少，C5的生成不變，C5的量會增加，C錯(cuò)誤；突然中斷光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH不足，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)C3的還原受阻，而CO2的固定過程正常進(jìn)行，則(CH2O)的量會減少，C3的量會增多，D正確。
　光反應(yīng)制約暗反應(yīng)，暗反應(yīng)也制約光反應(yīng)
光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，故光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，然而光反應(yīng)也需暗反應(yīng)為之提供ADP、Pi和NADP＋等，故暗反應(yīng)停止(如停止CO2供應(yīng))時(shí)，光反應(yīng)也將受制約，從而導(dǎo)致O2產(chǎn)生速率下降。
考點(diǎn)三　影響光合作用的因素及應(yīng)用
1.內(nèi)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，如圖所示。
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
(3)葉面積指數(shù)
2.外部因素
(1)單因子變量對光合作用影響的曲線分析
①光照強(qiáng)度
②CO2濃度
③溫度
④水分或礦質(zhì)元素　影響氣孔的開閉
超過一定濃度后，植物會因土壤溶液濃度過高而滲透失水，出現(xiàn)萎蔫。
(2)多因子對光合速率的影響
(1)生長于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CO2濃度時(shí)，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光反應(yīng)(√)
(2)延長光照時(shí)間能提高光合作用強(qiáng)度(×)
(3)植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用(×)
(4)停止供水，植物光合速率下降，這是由于水是光合作用的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕橘|(zhì)(√)
1.(生產(chǎn)實(shí)踐)土壤板結(jié)，光合速率下降的原因是土壤板結(jié)，導(dǎo)致土壤中缺氧，根細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生的ATP減少，供給根細(xì)胞用于礦質(zhì)元素吸收的能量減少，光合色素的合成和酶數(shù)量減少，光合作用減弱。
2.(生產(chǎn)實(shí)踐)北方夏季中午時(shí)，光照強(qiáng)度很強(qiáng)，植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原因是：光照強(qiáng)度過強(qiáng)，溫度升高，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，細(xì)胞CO2供應(yīng)不足，光合作用減弱。
3.(生產(chǎn)實(shí)踐)大棚種植使用有機(jī)肥有利于增產(chǎn)，請從影響光合作用的因素分析原因。
提示　有機(jī)肥在被微生物分解的時(shí)候會產(chǎn)生無機(jī)鹽并釋放CO2，促進(jìn)光合作用。
考向1　單因子對光合作用的影響及應(yīng)用
1.(2020·海南學(xué)業(yè)水平考試，21)在晴朗無云的夏日，某生物興趣小組測定了一種蔬菜葉片光合作用強(qiáng)度的日變化，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}。
(1)據(jù)圖分析，與10時(shí)相比，7時(shí)蔬菜的光合作用強(qiáng)度低，此時(shí)，主要的外界限制因素是________；從10時(shí)到12時(shí)，該蔬菜的光合作用強(qiáng)度________。
(2)為探究如何提高該蔬菜光合作用強(qiáng)度，小組成員將菜地分成A、B兩塊，10～14時(shí)在A菜地上方遮陽，B菜地不遮陽，其他條件相同。測得該時(shí)段A菜地蔬菜的光合作用強(qiáng)度比B菜地的高，主要原因是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)小組成員又將相同條件的C菜地的上方和四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋，測得棚內(nèi)溫度比B菜地高，一段時(shí)間后比較B、C兩塊菜地的蔬菜產(chǎn)量。與B菜地相比，C菜地蔬菜產(chǎn)量低，從光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)光照強(qiáng)度　降低　(2)B地光照強(qiáng)度過高，導(dǎo)致蔬菜氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低　(3)C的溫度上升，光合作用有關(guān)酶活性下降，呼吸作用有關(guān)酶活性增加，C的凈光合作用降低，產(chǎn)量下降，因此C的蔬菜產(chǎn)量低于B
解析　(1)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強(qiáng)度的增加而增加，與10時(shí)相比，7時(shí)光照強(qiáng)度弱，此時(shí)，影響光合作用的主要因素是光照強(qiáng)度。從圖中分析可知，10時(shí)到12時(shí)光合作用強(qiáng)度在降低。
(2)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強(qiáng)度的增加而增加，當(dāng)光照強(qiáng)度持續(xù)增大且溫度上升，會使植物葉片部分氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致植物從外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反應(yīng)受到限制，光合作用速率降低。
(3)當(dāng)溫度升高后，與光合作用有關(guān)的酶會由于溫度過高而活性降低，光合作用強(qiáng)度降低，呼吸作用有關(guān)酶的最適溫度高于光合作用有關(guān)酶的最適溫度，呼吸速率上升，最終導(dǎo)致凈光合速率降低，蔬菜的有機(jī)物積累減少，產(chǎn)量降低。
2.(2020·全國卷Ⅰ，30)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動(dòng)，促進(jìn)作物的生長發(fā)育，達(dá)到增加產(chǎn)量等目的?；卮鹣铝袉栴}：
(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進(jìn)行松土的一項(xiàng)栽培措施，該栽培措施對作物的作用有____________________(答出2點(diǎn)即可)。
(2)農(nóng)田施肥的同時(shí)，往往需要適當(dāng)澆水，此時(shí)澆水的原因是___________________________ _____________________________________________ ________(答出1點(diǎn)即可)。
(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率?，F(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達(dá)到的株高和光飽和點(diǎn)(光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進(jìn)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(diǎn)/(μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623
答案　(1)減少雜草對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭；增加土壤中氧氣含量，促進(jìn)根系的呼吸作用　(2)肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收　(3)A和C　作物A光飽和點(diǎn)高且長得高，可利用上層較強(qiáng)光照進(jìn)行光合作用；作物C光飽和點(diǎn)低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進(jìn)行光合作用
解析　(1)除去雜草可以減少雜草和農(nóng)作物之間對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭，使能量更多地流向農(nóng)作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于根細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，進(jìn)而增強(qiáng)根對礦質(zhì)元素的吸收等活動(dòng)。(2)肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而農(nóng)田施肥的同時(shí)常適當(dāng)澆水，以使肥料中的礦質(zhì)元素溶解在水中；另外，澆水還可以降低土壤溶液的滲透壓，防止細(xì)胞液滲透壓低于土壤溶液滲透壓，導(dǎo)致細(xì)胞作物因過度失水而死亡。(3)為了更充分地利用光照資源，間作過程中要確保高低作物的合理搭配。株高較高的作物獲取的光照充足，應(yīng)選擇光飽和點(diǎn)較高的作物(作物A)；株高較低的作物獲取的光照較少，應(yīng)選擇光飽和點(diǎn)較低的作物(作物C)。
考向2　結(jié)合多因素對光合作用的影響，考查綜合分析問題能力
3.(2014·全國卷Ⅱ，29)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。
據(jù)圖回答下列問題：
(1)當(dāng)CO2濃度為A時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在A～B之間時(shí)，曲線________表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。
(2)CO2濃度大于C時(shí)，曲線b和c所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素是________________________________________________________________________。
(3)當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于A時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
(4)據(jù)圖可推測，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)該同時(shí)考慮____________這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。
答案　(1)0　a、b、c　(2)光強(qiáng)
(3)大于　(4)光強(qiáng)
[慧眼識圖　獲取信息]
考點(diǎn)四　光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合
1.光合作用與有氧呼吸的區(qū)別
項(xiàng)目 光合作用 有氧呼吸
物質(zhì)變化 無機(jī)物有機(jī)物 有機(jī)物無機(jī)物
能量變化 光能→穩(wěn)定的化學(xué)能(儲能) 穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍化學(xué)能及熱能(放能)
實(shí)質(zhì) 合成有機(jī)物，儲存能量 分解有機(jī)物、釋放能量，供細(xì)胞利用
場所 葉綠體 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體
條件 只在光下進(jìn)行 有光、無光都能進(jìn)行
2.光合作用與細(xì)胞呼吸三個(gè)層面上的聯(lián)系
(1)過程聯(lián)系
(2)物質(zhì)聯(lián)系
①C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2
②O：H2OO2H2O
③H：H2ONADPH(CH2O)[H]H2O
(3)能量聯(lián)系
3.光合作用與有氧呼吸中有關(guān)的NADPH、NADH、ATP的來源與去路
1.辨析凈光合速率與總光合速率
(1)微觀辨析
(2)結(jié)合曲線辨析
(3)從語言文字中辨析
還有“葉綠體吸收”也表示總光合速率
總(真正)光合速率 凈(表觀)光合速率 呼吸速率
“同化”“固定”或“消耗”的CO2的量 “從環(huán)境(容器)中吸收”或“環(huán)境(容器) 中減少”的CO2的量 黑暗中釋放的CO2的量
“產(chǎn)生”或“制造”的O2的量 “釋放至容器(環(huán)境)中”或“容器(環(huán)境)中增加”的O2的量 黑暗中吸收的O2的量
“產(chǎn)生”“合成”或“制造”的有機(jī)物的量 “積累”“增加”或“凈產(chǎn)生”的有機(jī)物的量 黑暗中消耗的有機(jī)物的量
注　真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率
①光合作用消耗的CO2量＝從環(huán)境中吸收的CO2量＋呼吸釋放的CO2量
②光合作用產(chǎn)生的O2量＝釋放到環(huán)境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量
2.光合作用曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)
(1)A點(diǎn)：代表呼吸速率，細(xì)胞呼吸增強(qiáng)，A點(diǎn)下移；反之，A點(diǎn)上移。
(2)B點(diǎn)與C點(diǎn)的變化(注：只有橫坐標(biāo)為自變量，其他條件不變)
B點(diǎn)(補(bǔ)償點(diǎn)) C點(diǎn)(飽和點(diǎn))
適當(dāng)增大CO2濃度(光照強(qiáng)度) 左移 右移
適當(dāng)減小CO2濃度(光照強(qiáng)度) 右移 左移
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
注意：　細(xì)胞呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。
(3)D點(diǎn)：代表最大光合速率，若增大光照強(qiáng)度或增大CO2濃度使光合速率增大時(shí)，D點(diǎn)向右上方移動(dòng)；反之，移動(dòng)方向相反。
3.自然環(huán)境與密閉環(huán)境中一晝夜內(nèi)光合速率曲線的比較
考向1　結(jié)合光合作用與呼吸作用相關(guān)曲線，考查科學(xué)思維能力
1.(2020·江西南昌四校二聯(lián))如圖為自然環(huán)境中一晝夜測得某植物CO2的吸收速率曲線圖，關(guān)于該圖的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.A點(diǎn)產(chǎn)生的原因是夜溫降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放減少
B.開始進(jìn)行光合作用的點(diǎn)是B點(diǎn)，結(jié)束光合作用的點(diǎn)是M點(diǎn)
C.光合速率與呼吸速率相等的點(diǎn)是C、H點(diǎn)，有機(jī)物積累量最大的點(diǎn)是M點(diǎn)
D.DE段下降的原因是部分氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，F(xiàn)H段下降的原因是光照減弱
答案　C
解析　A點(diǎn)釋放CO2的速率減小，是由于夜間溫度降低，呼吸酶活性降低，呼吸速率降低，CO2釋放減少，A正確；由圖可知，B點(diǎn)是光合作用開始的點(diǎn)，M點(diǎn)之后，CO2釋放速率不變，說明M點(diǎn)之后不再進(jìn)行光合作用，B正確；H點(diǎn)之后，光合作用速率小于呼吸作用速率，有機(jī)物減少，因此有機(jī)物積累最大的點(diǎn)是H點(diǎn)，C錯(cuò)誤；DE段光照較強(qiáng)，溫度較高致使部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳通過氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞間隙的量減少，光合速率降低；FH段是下午光照逐漸減弱的時(shí)間段，此時(shí)光合速率下降的原因是光照減弱，D正確。
2.(2021·湖北黃岡第一次調(diào)研)如圖所示，在適宜溫度和一定的光照強(qiáng)度下，甲、乙兩種植物葉片的CO2凈吸收速率與CO2濃度的關(guān)系，下列說法正確的是(　　)
A.在CO2濃度低于b的環(huán)境中植物乙比植物甲生長得更好
B.CO2濃度大于a時(shí)，甲才能進(jìn)行光合作用
C.適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，a點(diǎn)將右移
D.CO2濃度為b時(shí)，甲、乙植物的實(shí)際光合作用強(qiáng)度相等
答案　A
解析　據(jù)圖分析，可知在CO2濃度低于b的環(huán)境中，植物乙比植物甲生長得更好，A正確；CO2濃度等于a時(shí)，甲的光合作用速率與呼吸作用速率相等，B錯(cuò)誤；適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，光合作用增強(qiáng)，則a點(diǎn)將左移，C錯(cuò)誤；CO2濃度為b時(shí)，甲、乙兩種植物的凈光合作用強(qiáng)度相等，但是甲、乙的呼吸作用強(qiáng)度與實(shí)際光合作用強(qiáng)度不一定相等，D錯(cuò)誤。
考向2　結(jié)合光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系，考查綜合分析問題能力
3.(2020·黑龍江哈爾濱一調(diào)改編)如圖表示綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝過程，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生過程①時(shí)，會釋放少量能量
B.過程③和④都發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中
C.過程③主要消耗過程①、②產(chǎn)生的[H]
D.突然增大光照強(qiáng)度，則短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3含量會減少
答案　C
解析　圖示表示細(xì)胞呼吸和光合作用的部分過程，其中①表示有氧呼吸或無氧呼吸的第一階段、②表示有氧呼吸或無氧呼吸的第二階段、③表示暗反應(yīng)中C3的還原、④表示暗反應(yīng)中CO2的固定。有氧呼吸或無氧呼吸第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，其中有機(jī)物分解為丙酮酸，同時(shí)釋放少量的能量，A正確；過程③和④表示暗反應(yīng)的兩個(gè)階段，都發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，B正確；細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]不用于光合作用，C錯(cuò)誤；突然增大光照強(qiáng)度，光反應(yīng)會增強(qiáng)，導(dǎo)致NADPH和ATP生成增加，而短時(shí)間內(nèi)CO2濃度基本不變，暗反應(yīng)中CO2固定(C3的來源)速率基本不變，但C3的還原(C3的去路)速率增大，故短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3含量會減少，D正確。
4.(2020·山東等級考，21)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。
(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為________。
(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是_________________________________________。
(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是
________________________________________________________________________
________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。
答案　(1)模塊1和模塊2　五碳化合物(或C5)　(2)減少　模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足　(3)高于　人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)　(4)葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少
解析　(1)根據(jù)題圖可知，模塊1利用太陽能發(fā)電裝置將吸收的光能轉(zhuǎn)換為電能，模塊2利用電能電解水生成H＋和O2，并發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的過程。該系統(tǒng)中的模塊1和模塊2相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能。模塊3將大氣中的CO2轉(zhuǎn)換為糖類，相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)。暗反應(yīng)中的CO2的固定為CO2和C5結(jié)合生成C3，C3在光反應(yīng)提供的NADPH和ATP的作用下被還原，隨后經(jīng)過一系列反應(yīng)形成糖類和C5，故該系統(tǒng)中模塊3中的甲為五碳化合物(C5)，乙為三碳化合物(C3)。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則CO2濃度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的還原短時(shí)間內(nèi)仍正常進(jìn)行，因此短時(shí)間內(nèi)會導(dǎo)致三碳化合物(C3)含量減少。暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋，若該系統(tǒng)氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，則模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，從而導(dǎo)致模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變。(3)由于植物中糖類的積累量＝光合作用合成糖類的量－細(xì)胞呼吸消耗糖類的量。與植物相比，該系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類，所以在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量高于植物。(4)干旱條件下，土壤含水量低，導(dǎo)致植物葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少。因此，干旱條件下，很多植物光合作用速率降低。
重溫真題　經(jīng)典再現(xiàn)
1.經(jīng)典重組　判斷正誤
(1)藍(lán)細(xì)菌(舊稱藍(lán)藻)沒有葉綠體也能進(jìn)行光合作用(2019·海南卷，1D)(　　)
(2)高等植物光合作用中光反應(yīng)只發(fā)生在生物膜上(2018·海南卷，4A)(　　)
(3)葉肉細(xì)胞中光合作用的暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中(2017·全國卷Ⅲ，2B)(　　)
(4)照光培養(yǎng)一段時(shí)間的綠藻，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)CO2的固定加快(2014·全國卷Ⅰ，2B)(　　)
(5)植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光(2013·全國卷Ⅱ，2D)(　　)
(6)用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素(2013·海南卷，8C)(　　)
提示　(1)√　(2)√　(3)√
(4)×　用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，沒有光照，導(dǎo)致NADPH和ATP減少，暗反應(yīng)減弱，CO2的固定減弱。
(5)×　植物主要的吸收峰在藍(lán)紫光區(qū)和紅光區(qū)，綠光吸收最少，反射多，所以葉片呈現(xiàn)綠色。
(6)×　用乙醇提取的葉綠體色素中含有胡蘿卜素。
2.(2019·海南卷，9)下列關(guān)于高等植物光合作用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A.光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能
B.紅光照射時(shí)，胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素a
C.光反應(yīng)中，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能需要有ADP的參與
D.紅光照射時(shí)，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用
答案　B
解析　光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能，但需要利用光反應(yīng)階段形成的NADPH和ATP，A正確；胡蘿卜素不能吸收紅光，B錯(cuò)誤；光反應(yīng)中，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的參與，C正確；紅光照射時(shí)，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學(xué)能，D正確。
3.(2019·海南卷，12)下列關(guān)于綠色植物的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A.植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸
B.植物細(xì)胞中ATP的合成都是在膜上進(jìn)行的
C.遮光培養(yǎng)可使植物葉肉細(xì)胞的葉綠素含量下降
D.植物幼莖的綠色部分能進(jìn)行光合作用和呼吸作用
答案　B
解析　有氧呼吸不需要光照，植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸，A正確；植物細(xì)胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中也可以合成ATP，B錯(cuò)誤；合成葉綠素需要光照，遮光培養(yǎng)會導(dǎo)致光照減弱，會導(dǎo)致葉肉細(xì)胞的葉綠素含量下降，C正確；植物幼莖的綠色部分含有葉綠體，能進(jìn)行光合作用，所有的活細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用，D正確。
4.(2020·全國卷Ⅲ，29)參照表中內(nèi)容，圍繞真核細(xì)胞中ATP的合成來完成下表。
反應(yīng)部位 (1)______ 葉綠體的類囊體膜 線粒體
反應(yīng)物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反應(yīng)名稱 (2)______ 光合作用的光反應(yīng) 有氧呼吸的部分過程
合成ATP的能量來源 化學(xué)能 (3)______ 化學(xué)能
終產(chǎn)物(除ATP外) 乙醇、CO2 (4)______ (5)______
答案　(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　(2)無氧呼吸　(3)光能
(4)O2、NADPH　(5)H2O、CO2
解析　(1)(2)無氧條件下，某些細(xì)胞可以將葡萄糖分解成乙醇和CO2，并釋放少量能量，該過程為無氧呼吸，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。(3)(4)在真核細(xì)胞中，光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上，葉綠體類囊體膜上的光合色素吸收的光能，有兩方面的用途：①將水分解成NADPH和氧，氧直接以分子的形式釋放出去，NADPH被傳遞到葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中，作為活潑的還原劑參與到暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)中去；②在有關(guān)酶的催化作用下，促成ADP與Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成ATP。(5)在線粒體中可以發(fā)生有氧呼吸的第二階段和第三階段，在有氧呼吸的第二階段，丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H](NADH)，并釋放出少量的能量；在有氧呼吸的第三階段，前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H](NADH)經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水，同時(shí)釋放出大量的能量。因此丙酮酸等在線粒體內(nèi)氧化分解的終產(chǎn)物除了ATP外，還有二氧化碳和水。
課后·分層訓(xùn)練
(時(shí)間：35分鐘)
1.(2020·海南省高考模擬，3)溫室大棚栽培黃瓜時(shí)，CO2不足會引起黃瓜苗黃化，畸形瓜增多，產(chǎn)量下降。針對以上現(xiàn)象所采取的措施中，不合理的是(　　)
A.白天氣溫較高時(shí)打開大棚換氣口
B.晚上在大棚內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)光
C.將養(yǎng)豬棚與黃瓜棚相連通
D.在大棚內(nèi)適當(dāng)施用有機(jī)肥
答案　B
解析　晚上在大棚內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)光，延長了光照時(shí)間，沒有補(bǔ)充二氧化碳，B錯(cuò)誤。
2.(2021·河北滄州期末)如圖是生活在適宜環(huán)境中的某植物光合作用部分過程圖解，其中A、B、C、D表示四種化合物，a、b表示兩個(gè)生理過程，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.該過程發(fā)生的場所為葉綠體基質(zhì)
B.C物質(zhì)可以作為b過程的還原劑
C.無光條件利于此過程的進(jìn)行
D.光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP用于圖中反應(yīng)
答案　C
解析　圖示表示光合作用的暗反應(yīng)階段，無光不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能為圖中暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，不利于此過程的進(jìn)行，C錯(cuò)誤。
3.(2020·河南鄭州一測)下列有關(guān)細(xì)胞呼吸和光合作用原理的應(yīng)用，說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.用乳酸菌制酸奶時(shí)，應(yīng)先通氣后密封，以利于乳酸菌發(fā)酵
B.手指受傷時(shí)選擇透氣的消毒紗布包扎，可以抑制破傷風(fēng)芽孢桿菌的繁殖
C.給蔬菜大棚補(bǔ)充光照，用紅色光源好于同樣強(qiáng)度的白熾燈
D.栽培農(nóng)作物要“正其行，通其風(fēng)”，主要目的是為植物光合作用提供較多的CO2
答案　A
解析　乳酸菌是厭氧菌，制酸奶時(shí)應(yīng)密封發(fā)酵，A錯(cuò)誤；破傷風(fēng)芽孢桿菌是厭氧菌，手指受傷時(shí)選擇透氣的消毒紗布包扎，充足的氧氣可以抑制破傷風(fēng)芽孢桿菌的繁殖，B正確；相同光照強(qiáng)度下，紅色光源比白熾燈光源能更多地被光合色素吸收，有利于蔬菜的光合作用，C正確；栽培農(nóng)作物時(shí)通風(fēng)有利于及時(shí)補(bǔ)充CO2，可為植物光合作用提供充足的原料，D正確。
4.(2021·海南調(diào)研)下列有關(guān)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　)
A.提取色素時(shí)加入SiO2的目的是防止研磨中色素被破壞
B.畫濾液細(xì)線時(shí)要等上一次濾液線干燥后再進(jìn)行畫線
C.研磨時(shí)一次性加入足量無水乙醇的提取效果最好
D.分離色素時(shí)，濾液細(xì)線浸入層析液中會導(dǎo)致色素帶變淺
答案　B
解析　提取色素時(shí)需要加入一些特定試劑，加入SiO2的目的是使研磨更充分，加入CaCO3的目的是防止色素被破壞，A錯(cuò)誤；重復(fù)畫濾液細(xì)線時(shí)要等上一次濾液線干燥后再進(jìn)行畫線，B正確；研磨時(shí)無水乙醇應(yīng)分次少量加入，C錯(cuò)誤；分離色素時(shí)，濾液細(xì)線浸入層析液中會導(dǎo)致色素溶解在層析液中，最終濾紙上會得不到色素帶，D錯(cuò)誤。
5.(2021·廣東惠州市調(diào)研)下列有關(guān)光合作用和呼吸作用的敘述，正確的是(　　)
A.無氧呼吸的第一、二階段均可產(chǎn)生[H]
B.馬拉松比賽中人體主要通過無氧呼吸獲得能量
C.CO2固定不需要光照，但需要酶的催化
D.光合作用過程中產(chǎn)生的(CH2O)中的氧一部分來自H2O，一部分來自CO2
答案　C
解析　無氧呼吸的第一階段可產(chǎn)生[H]，無氧呼吸的第二階段不能產(chǎn)生[H]，只能利用[H]，A錯(cuò)誤；馬拉松比賽中人體主要通過有氧呼吸獲得能量，B錯(cuò)誤；CO2的固定不需要光照，但需要酶催化，C正確；光合作用過程中產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自CO2，D錯(cuò)誤。
6.(2021·湖南懷化期末)為探究葉綠體在光下利用ADP和Pi合成ATP的動(dòng)力，科學(xué)家在黑暗條件下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，有關(guān)分析正確的是(　　)
A.黑暗的目的是與光照作對照
B.pH＝4的緩沖溶液模擬的是葉綠體基質(zhì)的環(huán)境
C.ADP和Pi形成ATP后進(jìn)入類囊體腔內(nèi)
D.類囊體膜兩側(cè)的pH差是葉綠體形成ATP的動(dòng)力
答案　D
解析　黑暗處理的目的是避免光照對ATP的合成產(chǎn)生干擾，A錯(cuò)誤；pH＝4的緩沖溶液模擬的是葉綠體類囊體內(nèi)部的環(huán)境，B錯(cuò)誤；ADP與Pi在類囊體薄膜上形成ATP，ATP形成后進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，C錯(cuò)誤；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，類囊體轉(zhuǎn)移至pH＝8緩沖溶液中立即加入ADP和Pi有ATP產(chǎn)生，而平衡之后加入ADP和Pi無ATP產(chǎn)生，說明葉綠體中ATP形成的動(dòng)力來自類囊體膜兩側(cè)的pH差，D正確。
7.(2020·昆明市“三診一?！泵自\斷)在4月和9月，茶樹樹冠上層葉片的凈光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系如圖?；卮鹣铝袉栴}。
(1)本研究可通過測定________的吸收速率來表示上層葉片的凈光合速率，該物質(zhì)進(jìn)入葉肉細(xì)胞后在________中被固定。
(2)光照強(qiáng)度為0和b時(shí)，葉肉細(xì)胞中都能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是________。
(3)光照強(qiáng)度小于a時(shí)，限制茶樹樹冠上層葉片凈光合速率的主要環(huán)境因素是________，判斷依據(jù)是_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
光照強(qiáng)度為a時(shí)，4月茶樹樹冠上層葉片單位時(shí)間內(nèi)固定的太陽能________(填“大于”“等于”或“小于”)9月的。
答案　(1)CO2　葉綠體基質(zhì)　(2)線粒體　(3)光照強(qiáng)度　隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)，凈光合速率增大　小于
解析　(1)茶樹樹冠上層葉片的凈光合速率可用CO2的吸收速率、O2的釋放速率或者有機(jī)物的積累速率來表示；CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞后首先被葉綠體基質(zhì)中的C5固定。(2)光照強(qiáng)度為0時(shí)，葉肉細(xì)胞只能進(jìn)行呼吸作用，不能進(jìn)行光合作用，此時(shí)能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體；光照強(qiáng)度為b時(shí)，葉肉細(xì)胞既能進(jìn)行呼吸作用，又能進(jìn)行光合作用，此時(shí)能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體和葉綠體；因此光照強(qiáng)度為0和b時(shí)，葉肉細(xì)胞中都能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體。(3)光照強(qiáng)度小于a時(shí)，隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)，凈光合速率增大，故光照強(qiáng)度小于a時(shí)，限制茶樹樹冠上層葉片凈光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度。分析題圖可知，光照強(qiáng)度為a時(shí)，4月和9月茶樹樹冠上層葉片的凈光合速率相等，而4月茶樹樹冠上層葉片的呼吸速率小于9月茶樹葉冠上層葉片的呼吸速率，總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，因此4月茶樹樹冠上層葉片的總光合速率小于9月茶樹樹冠上層葉片的總光合速率，4月茶樹樹冠上層葉片單位時(shí)間內(nèi)固定的太陽能小于9月的。
8.(2020·山東等級考試二模，3)茶樹是一年內(nèi)多輪采摘的葉用植物，對氮元素需求較大，因此生產(chǎn)中施氮量往往偏多，造成了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。為了科學(xué)施氮肥，科研小組測定了某品種茶樹在不同施氮量情況下凈光合速率等指標(biāo)，結(jié)果見下表。表中氮肥農(nóng)學(xué)效率＝(施氮肥的產(chǎn)量－不施氮肥的產(chǎn)量)/施氮肥的量，在茶葉收獲后可通過計(jì)算得出；葉綠素含量、凈光合速率能直接用儀器快速檢測。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
施氮量/ (g·m－2) 葉綠素含量 /(mg·g－1) 凈光合速率 / (μmol·m－2·s－1) 氮肥農(nóng)學(xué)效率 /(g·g－1)
0 1.28 9.96 －
25 1.45 10.41 1.51
40 1.52 12.54 2.42
55(生產(chǎn)中常用施氮量) 1.50 10.68 1.72
A.氮元素與茶樹體內(nèi)葉綠素合成有關(guān)，科學(xué)施氮肥能夠促進(jìn)光反應(yīng)
B.在茶樹體內(nèi)，氮元素不參與二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的過程
C.凈光合速率能夠反映氮肥農(nóng)學(xué)效率，生產(chǎn)過程中可依此指導(dǎo)科學(xué)施氮肥
D.40 g·m－2不一定是最佳施氮量，最佳施氮量還需進(jìn)一步測定
答案　B
解析　葉綠素中含有N、Mg等元素，所以氮元素與葉綠素合成有關(guān)，葉綠素具有吸收、轉(zhuǎn)化、傳遞光能的作用，科學(xué)施氮肥能夠促進(jìn)光反應(yīng)，A正確；在茶樹體內(nèi)，二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物需要[H]以及多種酶的參與，這些物質(zhì)都含氮，氮元素參與該過程，B錯(cuò)誤；從表格中可以看出，施氮量不同，凈光合速率不同，凈光合速率能夠反映氮肥農(nóng)學(xué)效率，生產(chǎn)過程中可依此指導(dǎo)科學(xué)施氮肥，C正確；40 g·m－2不一定是最佳施氮量，最佳施氮量還需進(jìn)一步在25 g·m－2 ～55 g·m－2之間縮小梯度進(jìn)行測定，D正確。
9.(2021·青海西寧模擬)如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，字母表示葉綠體的結(jié)構(gòu)(A為膜結(jié)構(gòu))，數(shù)字表示有關(guān)物質(zhì)。下列敘述不正確的是(　　)
A.參與光合作用的色素位于圖中的A部分
B.③進(jìn)入葉綠體后，通過固定形成⑤物質(zhì)
C.若突然停止光照，B中④的含量會升高
D.用18O標(biāo)記①，可在②中測到18O
答案　B
解析　A為葉綠體類囊體薄膜，參與光合作用的色素位于圖中的A上，A正確；③CO2進(jìn)入葉綠體后，通過固定形成④C3，⑤(CH2O)的形成還需要經(jīng)過C3還原的過程，B錯(cuò)誤；若突然停止光照，光反應(yīng)合成的NADPH與ATP減少，被還原的C3減少，則B葉綠體基質(zhì)中④C3的含量會升高，C正確；O2中的O來源于H2O，用18O標(biāo)記①H2O，可在②O2中測到18O，D正確。
10.(2021·廣東中山市調(diào)研)為研究光合作用的過程，科研人員在溶液中加入結(jié)構(gòu)完整的類囊體和葉綠體基質(zhì)，按圖示條件進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)，糖的合成速率如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.為達(dá)到上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在Ⅰ階段還應(yīng)該向溶液中加入NADPH和ATP
B.Ⅰ階段積累的物質(zhì)除糖外，還有C3、ADP、Pi等
C.Ⅰ、Ⅱ階段合成糖類的場所分別為葉綠體基質(zhì)和類囊體
D.由圖可知，光合作用制造有機(jī)物的部分過程并不需要光照
答案　C
解析?、耠A段無光照，不進(jìn)行光反應(yīng)，而暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供的NADPH和ATP，故需要加入NADPH和ATP，A正確；Ⅰ階段發(fā)生暗反應(yīng)，會消耗ATP產(chǎn)生ADP、Pi，又因缺少光照，不能為C3的還原提供足夠的能量和還原劑，故C3的還原較慢，會發(fā)生C3的積累，B正確；Ⅰ、Ⅱ階段合成糖類的場所都是葉綠體基質(zhì)，C錯(cuò)誤；由圖可知，光合作用的暗反應(yīng)階段有光、無光均可進(jìn)行，D正確。
11.(2021·廣東廣州市畢業(yè)班綜合測試)圖示為光合作用的部分過程，磷酸丙糖是光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物，它可在葉綠體中轉(zhuǎn)化為淀粉，也可運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成蔗糖，回答下列問題：
(1)圖示中a過程表示三碳化合物的合成，該過程發(fā)生在葉綠體________中，光照強(qiáng)度下降會導(dǎo)致光合速率下降，原因是光反應(yīng)產(chǎn)物減少，直接導(dǎo)致圖示中________(填圖中字母)過程反應(yīng)速率下降。我國勞動(dòng)人民在古代就總結(jié)出“正其行，通其風(fēng)”增產(chǎn)措施，該措施的主要目的是促進(jìn)圖示中________(填圖中字母)過程。
(2)已知焦磷酸化酶可催化淀粉的合成，該酶的活性受葉綠體內(nèi)C3和Pi調(diào)節(jié)(一個(gè)表現(xiàn)為促進(jìn)，一個(gè)表現(xiàn)為抑制)，葉綠體在白天會形成淀粉粒，夜間淀粉粒消失，據(jù)此推斷對焦磷酸化酶有活化作用的是________，有抑制作用的是________。圖示中，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Pi濃度較高時(shí)磷酸丙糖與Pi交換后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，因此淀粉的合成和蔗糖的合成呈________關(guān)系。
(3)合理施用磷肥，可增加作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)，P通常以HPO或H2PO形式被植物吸收，參與重要大分子有機(jī)物如________的合成；也參與光合作用過程，如
________________________________________________________________________。
答案　(1)基質(zhì)　b　a
(2)C3　Pi　競爭(相互抑制)
(3)核酸(或DNA/RNA)　光反應(yīng)中ATP的合成(或NADPH的合成/糖類的磷酸化)
解析　(1)C5與CO2反應(yīng)生成C3發(fā)生在暗反應(yīng)階段，暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)。光照強(qiáng)度下降，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，由題圖可知b過程需要NADPH和ATP參與，NADPH和ATP減少會直接導(dǎo)致b過程反應(yīng)速率下降，進(jìn)而導(dǎo)致光合速率下降?！罢湫?，通其風(fēng)”可提高CO2濃度，促進(jìn)了圖中a過程(CO2的固定)。(2)白天時(shí)，植物葉肉細(xì)胞能進(jìn)行光合作用，CO2與C5反應(yīng)生成C3，葉綠體在白天形成淀粉粒，說明C3對焦磷酸化酶具有活化作用，Pi對焦磷酸化酶的作用最可能是抑制作用。結(jié)合題圖分析，蔗糖的合成與淀粉的合成都與磷酸丙糖有關(guān)，再結(jié)合題中信息細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Pi濃度較高時(shí)磷酸丙糖與Pi交換后轉(zhuǎn)移至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，從而使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蔗糖的含量升高，由于葉綠體中磷酸丙糖的含量降低，故合成淀粉的量減少，因此淀粉的合成和蔗糖的合成呈競爭關(guān)系。(3)P是細(xì)胞中重要大分子有機(jī)物核酸的組成元素，P也是光反應(yīng)產(chǎn)物ATP、NADPH的組成元素。
12.(2020·湖北宜昌二模，29)1937年，植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，離體的葉綠體懸浮液接受光照后能釋放氧氣，且能使懸浮液中加入的“氫接受者”——DCPIP(二氯酚靛酚)由藍(lán)色氧化態(tài)變成無色還原態(tài)(DCPIPH2)。研究者為了驗(yàn)證上述過程，在密閉條件下進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
溶液種類 A試管 B試管 C試管 D試管
葉綠體懸浮液 1 mL — 1 mL —
DCPIP 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL
0.5 mol/L蔗糖溶液 4 mL 5 mL 4 mL 5 mL
光照條件 光照 光照 黑暗 黑暗
上層液體顏色 無色 藍(lán)色 藍(lán)色 藍(lán)色
請分析回答：
(1)實(shí)驗(yàn)中制備葉綠體懸浮液使用適宜濃度的蔗糖溶液而不使用蒸餾水的原因是__________________________________，A試管除了顏色變化，實(shí)驗(yàn)過程中還能觀察到的現(xiàn)象是________________________。
(2)A與C的比較可以說明氫產(chǎn)生的條件是________________，設(shè)置B與D試管的目的是說明DCPIP________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后A組試管的葉綠體中沒有(CH2O)產(chǎn)生，可能的原因是___________________。
答案　(1)維持葉綠體正常的形態(tài)和功能(或“避免葉綠體吸水漲破”)　有氣泡產(chǎn)生　(2)需要光照　在光照和黑暗條件下自身不會變色(可以考慮蔗糖液不會引起變化)　(3)氫轉(zhuǎn)移到DCPIPH2中而不能參與暗反應(yīng)或密閉環(huán)境中沒有CO2
解析　(1)實(shí)驗(yàn)中制備葉綠體懸浮液使用蔗糖溶液可以維持葉綠體的滲透壓，避免使用蒸餾水使葉綠體吸水漲破。A試管有葉綠體和光照，除了顏色變化，實(shí)驗(yàn)過程中還能觀察到有氣泡產(chǎn)生。(2)A與C的比較可以說明氫產(chǎn)生需要光照，B和D試管作為對照組，說明DCPIP在光照和黑暗條件下自身不會變色(或蔗糖液不會引起變色)。(3)實(shí)驗(yàn)中A組的氫轉(zhuǎn)移到DCPIPH2中而不能參與暗反應(yīng)，并且實(shí)驗(yàn)條件為密閉環(huán)境，沒有二氧化碳供應(yīng)，暗反應(yīng)不能正常進(jìn)行，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)束后A組試管中葉綠體沒有(CH2O)的產(chǎn)生。

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