資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
人教(2019)生物必修1（知識點(diǎn)+跟蹤檢測）
第11講 能量之源——光與光合作用
【課標(biāo)導(dǎo)航】
2.2.3　說明植物細(xì)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(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能
第1課時(shí)　綠葉中色素的提取和分離(實(shí)驗(yàn)課)
1．綠葉中色素的提取和分離
2．色素種類及吸收光譜
色素種類 吸收光 吸收光譜圖示
葉綠素(含量約占3/4) 葉綠素a 主要吸收紅光和藍(lán)紫光
葉綠素b
類胡蘿卜素(含量約占1/4) 胡蘿卜素 主要吸收藍(lán)紫光
葉黃素
3．葉綠體色素的分布和功能
(1)分布：葉綠體類囊體薄膜上。
(2)功能：吸收、傳遞光能(四種色素)、轉(zhuǎn)化光能(只有少量特殊狀態(tài)的葉綠素a)。
1．注意事項(xiàng)及原因分析
過程 注意事項(xiàng) 操作目的
提取色素 選材 選新鮮綠色的葉片 使濾液中色素含量高
實(shí)驗(yàn)試劑 研磨時(shí)加無水乙醇 溶解色素
加少量SiO2和CaCO3 研磨充分和保護(hù)色素
實(shí)驗(yàn)操作 迅速、充分研磨 防止乙醇過度揮發(fā)
盛放濾液的試管管口加棉塞 防止乙醇揮發(fā)和色素氧化
分離色素 制備濾紙條 濾紙預(yù)先干燥處理 使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散
畫濾液細(xì)線 濾液細(xì)線要直、細(xì)、齊 使分離出的色素帶平整不重疊
濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次 使分離出的色素帶清晰分明
分離色素 分離濾液中色素 濾液細(xì)線不觸及層析液 防止色素直接溶解到層析液中
2．綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中異常現(xiàn)象分析
異常現(xiàn)象 原因分析
收集到的濾液綠色過淺 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分； ②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少； ③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇)； ④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞
濾紙條色素帶重疊 ①濾液細(xì)線不直；②濾液細(xì)線過粗
濾紙條無色素帶 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
色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的過程與結(jié)果
1.(江蘇高考)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
解析：選B　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可以防止葉綠素被氧化破壞，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．(江蘇高考)如圖為某次光合作用色素紙層析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍(lán)藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是(　　)
A．研磨時(shí)加入CaCO3過量會(huì)破壞葉綠素
B．層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液
C．在敞開的燒杯中進(jìn)行層析時(shí)，需通風(fēng)操作
D．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該種藍(lán)藻沒有葉綠素b
解析：選D　研磨時(shí)加入CaCO3的目的是防止葉綠素被破壞，故研磨時(shí)加入CaCO3過量不會(huì)破壞葉綠素，但會(huì)影響色素提取液的純度，A錯(cuò)誤；光合作用色素易溶于有機(jī)溶劑，不溶于水，故層析液應(yīng)選用有機(jī)溶劑，而生理鹽水和磷酸鹽緩沖液為無機(jī)溶劑，B錯(cuò)誤；層析液易揮發(fā)，故進(jìn)行層析時(shí)要用培養(yǎng)皿覆蓋燒杯，C錯(cuò)誤；比較題圖所示分離結(jié)果可知，該種藍(lán)藻沒有葉黃素和葉綠素b，D正確。
葉綠體色素的種類和功能
3.下列關(guān)于光合色素的敘述，正確的是(　　)
A．黃化葉片中光合色素吸收的紅光會(huì)大幅度減少
B．實(shí)驗(yàn)室分離光合色素所用試劑為無水乙醇
C．葉綠體中的光合色素分布在葉綠體內(nèi)膜上
D．光合色素能吸收各種波長的光進(jìn)行光合作用
解析：選A　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，黃化葉片中缺少葉綠素，故吸收的紅光會(huì)大幅度減少，A正確；實(shí)驗(yàn)室分離光合色素所用試劑為層析液，B錯(cuò)誤；葉綠體中的光合色素分布在類囊體薄膜上，C錯(cuò)誤；光合色素只能吸收可見光進(jìn)行光合作用，D錯(cuò)誤。
4．下列關(guān)于光合膜與光合色素的說法，正確的是(　　)
A．原核生物細(xì)胞中沒有光合膜，因此不能進(jìn)行光合作用
B．含有光合色素的生物膜有類囊體薄膜、質(zhì)膜和液泡膜
C．Mg是組成光合色素的必需元素
D．葉綠體中含有多種黃色、橙黃色的色素，合稱類胡蘿卜素
解析：選D　原核生物也能進(jìn)行光合作用，如藍(lán)藻，A錯(cuò)誤；液泡膜沒有光合色素，B錯(cuò)誤；Mg是組成葉綠素的必需元素，C錯(cuò)誤；葉綠體中含有多種黃色、橙黃色的色素，合稱類胡蘿卜素，D正確。
[歸納拓展]　影響葉綠素合成的三大因素
光照 是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃
溫度 溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成
必需元素 葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉變黃
1．用新鮮菠菜葉進(jìn)行色素提取和分離的實(shí)驗(yàn)。下列敘述正確的是(　　)
A．將濾液收集到試管中，應(yīng)及時(shí)用棉塞將試管口塞緊
B．畫濾液細(xì)線時(shí)，在點(diǎn)樣線上需連續(xù)重復(fù)多次畫線
C．濾液細(xì)線浸入層析液，可導(dǎo)致濾紙條上色素帶重疊
D．濾紙條上4條色素帶通常都是平齊的，且彼此之間的距離明顯
解析：選A　提取色素用的無水乙醇易揮發(fā)，故將濾液收集到試管中，應(yīng)及時(shí)用棉塞將試管口塞緊，A正確；畫濾液細(xì)線時(shí)，在點(diǎn)樣線上需等上次濾液線干后，再畫一次，這樣畫2～3次，不能連續(xù)劃線，否則濾液線會(huì)很粗，將導(dǎo)致濾紙條上最終得到的色素帶重疊，B錯(cuò)誤；如果濾液細(xì)線浸入層析液，可將濾紙條上的色素溶解在層析液中，濾紙條上將得不到色素帶，C錯(cuò)誤；濾紙條上4條色素帶通常都是不平齊的，雖然將濾紙條一端減去兩角，最終得到的色素帶一般也不是很齊整的，D錯(cuò)誤。
2.(2021·龍巖月考)如圖是水稻新鮮綠葉的光合色素在濾紙上分離的情況，下列說法正確的是(　　)
A．提取色素時(shí)加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā)
B．水稻在收獲時(shí)節(jié)，葉片中色素量的變化是(甲＋乙)>(丙＋丁)
C．在層析液中，甲色素的溶解度最大
D．缺Mg會(huì)使甲和乙色素帶的寬度變窄
解析：選D　分析題圖可知，甲為葉綠素b，乙為葉綠素a，丙為葉黃素，丁為胡蘿卜素。提取色素時(shí)加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，A錯(cuò)誤； 水稻在秋季收獲，此時(shí)葉片變黃，葉綠素總量降低，類胡蘿卜素含量增加，故葉片中色素量的變化是(甲＋乙)＜(丙＋丁)，B錯(cuò)誤；四種色素都能溶解在層析液中，其中丁的擴(kuò)散距離最遠(yuǎn)，丁色素的溶解度最大，C錯(cuò)誤； Mg是參與合成葉綠素的元素，缺Mg會(huì)使甲和乙色素帶的寬度變窄，D正確。
3．下列與“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)有關(guān)的敘述，正確的是(　　)
A．提取綠葉中的色素時(shí)只能用無水乙醇溶解色素
B．研磨葉片后立即加入碳酸鈣可防止色素被破壞
C．葉綠素b在層析液中的溶解度小于類胡蘿卜素
D．不同綠葉中的色素在濾紙條上的色帶順序不同
解析：選C　綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇和丙酮中，A錯(cuò)誤；葉綠體色素的提取實(shí)驗(yàn)研磨前加入碳酸鈣，可以保護(hù)葉綠體色素，防止色素被破壞，B錯(cuò)誤；葉綠素b在層析液中溶解度最小，C正確；各色素帶順序由自身在層析液中的溶解度所決定的，溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢，與綠葉種類無關(guān)，D錯(cuò)誤。
4．無論是在植物工廠里，還是在自然界中，植物捕獲光能都要依靠光合色素。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．類胡蘿卜素主要在藍(lán)紫光區(qū)吸收光能用于光反應(yīng)
B．葉片中光合色素對不同波長光的吸收會(huì)影響葉片的顏色
C．一般情況下，光合色素所利用的光都是可見光
D．紙層析法分離光合色素時(shí)，色素的含量變化不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
解析：選D　葉綠體色素包括類胡蘿卜素和葉綠素，其中類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用于光合作用光反應(yīng)階段，A正確；葉片中光合色素對不同波長光的吸收會(huì)影響葉片的顏色，B正確；一般情況下，光合色素所利用的光都是可見光，主要吸收可見光中的藍(lán)紫光和紅光，C正確；紙層析法分離光合色素時(shí)，色素的含量變化會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D錯(cuò)誤。
5．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·湖北卷)黃豆種子置于黑暗中萌發(fā)，生長的豆芽呈淺黃色，再移至光照條件下，一段時(shí)間后，生長的豆芽呈綠色。下列敘述正確的是(　　)
A．豆芽進(jìn)行了光合作用，變成綠色
B．黑暗中黃色物質(zhì)合成較多，掩蓋了綠色
C．光照引起溫度升高，導(dǎo)致豆芽變成綠色
D．光照誘導(dǎo)了葉綠體的形成，導(dǎo)致豆芽變成綠色
解析：選D　葉綠素的形成需要光照條件。黃豆種子置于黑暗中萌發(fā)，無法形成葉綠素，故生長的豆芽呈淺黃色，再移至光照條件下，一段時(shí)間后，能形成葉綠體，故生長的豆芽呈綠色。
6．小明用新鮮菠菜葉，按照實(shí)驗(yàn)要求完成了葉綠體色素提取與分離實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)紙層析結(jié)果繪制成坐標(biāo)圖，下列圖示比較接近實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是(　　)
解析：選C　綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，距點(diǎn)樣處的距離由近到遠(yuǎn)的色素依次是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素和胡蘿卜素。色素帶的寬窄與色素含量相關(guān)，其含量關(guān)系為胡蘿卜素(最窄)、葉黃素、葉綠素b(第2寬)、葉綠素a(最寬)。
7．如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收400～500 nm波長的光
B．用450 nm波長的光比600 nm波長的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度
C．由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，葉綠體中C3的量增加
D．土壤中缺乏鎂時(shí)，植物對420～470 nm波長的光的利用量顯著減少
解析：選C　類胡蘿卜素主要吸收400～500 nm波長的光；據(jù)圖可知，用450 nm波長的光比600 nm波長的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度；由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，色素吸收光能增強(qiáng)，光反應(yīng)增強(qiáng)，C3還原加速，葉綠體中C3的量將減少；葉綠素b主要吸收420～470 nm波長的光，缺鎂時(shí)葉綠素合成減少，所以此波段的光的利用量顯著減少。
8．將在黑暗中放置一段時(shí)間的葉片均分成4小塊，分別置于不同的試管中，按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理，其中著色最淺的葉片所在的試管是(　　)
試管編號 ① ② ③ ④
實(shí)驗(yàn)處理 CO2溶液 ＋ ＋ ＋ ＋
光照 白光 藍(lán)光 紅光 綠光
碘液 ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示具有該條件。
A．①　　　　　　　　　　　 B．②
C．③ D．④
解析：選D　在不同的光照條件下，光合作用強(qiáng)度不同，葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對綠光幾乎不吸收，故在白光下，葉片光合作用最強(qiáng)，經(jīng)碘液處理后，著色最深；綠光下，葉片光合作用最弱，著色最淺。
9.(2021·咸寧模擬)提取新鮮菠菜葉的葉綠體色素，用圓形濾紙層析分離色素，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。正確的層析結(jié)果是(深色圈表示色素環(huán))(　　)
解析：選A　在植物葉綠體中，各色素的含量從多至少依次是葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素；溶解度從大到小依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，所以濾紙上從外至內(nèi)依次是胡蘿卜素(最窄)、葉黃素、葉綠素a(最寬)、葉綠素b(第2寬)。
10．某實(shí)驗(yàn)小組以新鮮的綠葉為材料，進(jìn)行綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請回答下列問題：
(1)分離綠葉中的色素常用紙層析法，該方法的原理是____________________________________。A、B是濾紙條上的標(biāo)記，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知在將濾紙條放入層析液時(shí)，層析液的液面所處的位置是________(填“A”或“B”)處。
(2)在色素的提取與分離過程中，偶然發(fā)現(xiàn)某植株的實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺失第Ⅲ條色素帶。
①第Ⅲ條色素帶代表________，缺失第Ⅲ條色素帶會(huì)導(dǎo)致植株對________光的吸收能力明顯減弱。
②該實(shí)驗(yàn)小組為了研究缺失第Ⅲ條色素帶的植株(甲)和正常的植株(乙)光合速率的差異，在不同的光照強(qiáng)度下測定了兩植株的CO2吸收速率，結(jié)果如表所示：
光照強(qiáng)度(klx) 0 5 10 15 20 25 30
CO2吸收速率(mg·m－2·h－1) 甲 －3.6 －0.72 2.4 3.0 4.8 6.9 7.2
乙 －4.6 －1 2.4 3.6 5.8 7.9 8.8
根據(jù)表格中信息可知，更適合在強(qiáng)光下生活的是植株____(填“甲”或“乙”)。當(dāng)光照強(qiáng)度為15 klx時(shí)，植株甲的光合速率______(填“大于”“小于”或“等于”)植株乙的；當(dāng)光照強(qiáng)度為30 klx時(shí)，植株甲積累葡萄糖的速率約為________mg·m－2·h－1。
解析：(1)色素分離原理是綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢。圖中得到了正常的色素帶，因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知在將濾紙條放入層析液時(shí)，層析液的液面所處的位置是A處。(2)①第Ⅲ條色素帶表示葉黃素，葉黃素主要吸收藍(lán)紫光，缺失葉黃素會(huì)導(dǎo)致植株對藍(lán)紫光吸收能力明顯減弱。②兩植株的CO2吸收速率代表凈光合速率，比較甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，更適合在強(qiáng)光下生活的是植株乙；當(dāng)光照強(qiáng)度為0 klx時(shí)，植株只進(jìn)行呼吸作用，植株甲的呼吸速率為3.6 mg·m－2·h－1，植株乙的呼吸速率為4.6 mg·m－2·h－1，因此當(dāng)光照強(qiáng)度為15 klx時(shí)，植株甲的光合速率為3.0＋3.6＝6.6(mg·m－2·h－1)，植株乙的光合速率為3.6＋4.6＝8.2(mg·m－2·h－1)；當(dāng)光照強(qiáng)度為30 klx時(shí)，植株甲CO2吸收速率為7.2 mg·m－2·h－1，根據(jù)光合作用反應(yīng)方程式：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O，求出積累葡萄糖的速率為(180×7.2)/(6×44)≈4.9(mg·m－2·h－1)。
答案：(1)綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢　A　
(2)①葉黃素　藍(lán)紫　②乙　小于　4.9
11．植物的生長發(fā)育需要根從土壤中吸收水分和各種礦質(zhì)元素，科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)土壤中缺磷會(huì)導(dǎo)致植株矮小，葉色暗綠。依據(jù)葉色變化判斷可能是缺少類胡蘿卜素，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究葉色暗綠是否是因?yàn)槿绷自斐深惡}卜素缺乏所致。
實(shí)驗(yàn)所需主要用具、試劑：燒杯、漏斗、試管、研缽、完全培養(yǎng)液、僅缺磷的完全培養(yǎng)液、無水乙醇、SiO2、CaCO3、層析液等。
實(shí)驗(yàn)材料：正常生長的黃瓜幼苗。
實(shí)驗(yàn)假設(shè)：_____________________________________________________________。
實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：取兩個(gè)燒杯編號為A、B，各放入同樣數(shù)量、________________________________________________________________________
________________________________________________________________________的黃瓜幼苗。
第二步：A燒杯中加入完全培養(yǎng)液，B燒杯中加入等量________________，置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)到兩組黃瓜幼苗葉片出現(xiàn)顏色差異為止。
第三步：分別從A、B兩組中選取________，用________提取葉片色素，用________法分離色素，觀察比較___________________________________________________________
________________________。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測：
(1)A、B兩組類胡蘿卜素色素帶寬度和顏色一致，說明缺磷導(dǎo)致的葉色暗綠，不是由于類胡蘿卜素缺乏所致。
(2)________________________________________________________________________。
解析：根據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模纱_定該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)為：缺磷導(dǎo)致類胡蘿卜素缺乏，引起葉色暗綠。利用溶液培養(yǎng)法來培養(yǎng)黃瓜幼苗，實(shí)驗(yàn)時(shí)要遵循對照原則和單一變量原則。等到完全培養(yǎng)液和缺磷的完全培養(yǎng)液中黃瓜葉片出現(xiàn)顏色差異時(shí)進(jìn)行色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，最終比較色素帶的寬度和顏色的深淺來確定假設(shè)是否成立。
答案：實(shí)驗(yàn)假設(shè)：缺磷導(dǎo)致類胡蘿卜素缺乏，引起葉色暗綠
　實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：同一品種且長勢相近、苗齡相同　第二步：僅缺磷的完全培養(yǎng)液　第三步：等量葉片　無水乙醇　紙層析　A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺　實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測：(2)A組比B組類胡蘿卜素色素帶寬度大、顏色深(或B組缺少類胡蘿卜素色素帶)，說明缺磷導(dǎo)致的葉色暗綠，是由于類胡蘿卜素缺乏所致
第2課時(shí)　光合作用的過程及影響因素
一、光合作用的探究歷程(連線)
二、光合作用的過程
1．完善光合作用的過程
(1)圖中①表示O2，②表示C3，③表示CO2，④表示[H]。
(2)光合作用的總反應(yīng)式為：
6CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2
2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較
項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng)
條件 光、水、色素和酶 ATP、[H]、CO2、多種酶
場所 在類囊體薄膜上 在葉綠體基質(zhì)中
物質(zhì)轉(zhuǎn)化 水的光解；ATP的形成 CO2的固定和C3的還原
能量轉(zhuǎn)化 光能→ATP中活躍的化學(xué)能 ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
聯(lián)系 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi
[基礎(chǔ)微點(diǎn)練清]
1．判斷正誤
(1)將一株質(zhì)量為20 g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中，一段時(shí)間后植株達(dá)到40 g，其增加的質(zhì)量來自水、礦質(zhì)元素和空氣(2019·全國卷Ⅰ，T3A)(√)
(2)光反應(yīng)階段中水在光下分解需要ATP提供能量(×)
(2019·天津高考，T2C)
(3)光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水(√)
[新人教版必修1 P106“概念檢測”T1(1)]
(4)影響光反應(yīng)的因素不會(huì)影響暗反應(yīng)(×)
[新人教版必修 1 P106“概念檢測”T1(3)]
(5)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中(×)
(6)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和H2O(×)
(7)破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生(×)
(8)離體葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H](NADPH)和CO2后，可完成暗反應(yīng)(√)
(9)光照下葉綠體中的ATP主要是由光合作用合成的糖經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的(×)
(10)光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中(×)
2．(2018·海南高考)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
解析：選A　光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行水的光解；光合作用中CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中；葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；以DNA為模板合成RNA主要發(fā)生在細(xì)胞核中。
3．(新人教版必修1 P106“概念檢測”T2)如果用含有14C的CO2來追蹤光合作用中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，則是(　　)
A．CO2→葉綠素→ADP B．CO2→葉綠體→ATP
C．CO2→乙醇→糖類 D．CO2→C3→糖類
解析：選D　光合作用中先通過CO2和C5(CO2的固定)結(jié)合生成C3，然后C3再被還原成糖類。
4．根據(jù)下面光合作用圖解，判斷下列說法正確的是(　　)
A．⑤過程發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中
B．⑥過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上
C．圖示①～④依次為[H]、ATP、CO2、(CH2O)
D．②不僅用于還原C3，還可促進(jìn)③與C5的結(jié)合
解析：選C　根據(jù)光合作用的過程判斷①②③④⑤⑥分別表示[H]、ATP、CO2、(CH2O)、光反應(yīng)和暗反應(yīng)。光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。C3還原過程中需要ATP，CO2固定過程中不需要ATP。
5．(新人教版必修1 P106“拓展應(yīng)用”T1(5))根據(jù)所學(xué)知識，提出提高綠色植物光合作用強(qiáng)度的一些措施。
提示：可以利用溫室大棚控制光照強(qiáng)度、溫度的方式，如補(bǔ)光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強(qiáng)度。
一、光合作用的原理和過程
[試考題·查欠缺]
1．(2020·天津等級考)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
解析：選A　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CO2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年1月新高考8省聯(lián)考·重慶卷)綠色植物的光合作用過程，可用如下化學(xué)反應(yīng)式來表示：
CO2＋H2O(CH2O)＋O2
下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．在此過程中，CO2中的C被還原，H2O中的O被氧化
B．光能的吸收發(fā)生在類囊體膜上，光能的直接轉(zhuǎn)化發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中
C．產(chǎn)物(CH2O)是地球上有機(jī)物的主要來源
D．釋放出的O2有利于地球上好氧生物多樣性的提高
解析：選B　在光合作用過程中，CO2中的C被NADPH還原，H2O中的O被氧化，A正確；光能的吸收和轉(zhuǎn)化均發(fā)生在類囊體膜上，B錯(cuò)誤；綠色植物通過光合作用制造的有機(jī)物是地球上有機(jī)物的主要來源，C正確；好氧生物的生存需要O2，光合作用釋放出的O2有利于地球上好氧生物多樣性的提高，D正確。
3．(2021·南平模擬)將如圖所示細(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．光照強(qiáng)度低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，①③增大
C．光照強(qiáng)度等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，②③保持不變
D．光照強(qiáng)度等于光飽和點(diǎn)時(shí)，②減小、④增大
解析：選B　黑暗條件下，細(xì)胞只有呼吸作用，呼吸作用消耗④提供的O2，產(chǎn)生的CO2擴(kuò)散至細(xì)胞外，因此①增大、④減小，A正確；光照強(qiáng)度低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)①增大、③減小，B錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，②③保持不變，C正確；光照強(qiáng)度等于光飽和點(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。
4．(2018·浙江選考)各取未轉(zhuǎn)基因的水稻(W)和轉(zhuǎn)Z基因的水稻(T)數(shù)株，分組后分別噴施蒸餾水、寡霉素和NaHSO3,24 h后進(jìn)行干旱脅迫處理(脅迫指對植物生長和發(fā)育不利的環(huán)境因素)，測得未脅迫和脅迫8 h時(shí)的光合速率如圖所示。已知寡霉素抑制光合作用和細(xì)胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列敘述正確的是(　　)
A．寡霉素在細(xì)胞呼吸過程中抑制線粒體外膜上[H]的傳遞
B．寡霉素在光合作用過程中的作用部位是葉綠體中的基質(zhì)
C．轉(zhuǎn)Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素對光合速率的抑制作用
D．噴施NaHSO3促進(jìn)光合作用，且減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降
解析：選D　由題目可知，寡霉素抑制光合作用和細(xì)胞呼吸中ATP合成酶的活性，細(xì)胞呼吸中合成ATP的場所在細(xì)胞溶膠(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))、線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜，光合作用合成ATP的場所在類囊體膜。比較圖中W＋H2O和T＋H2O兩組的柱狀圖可知，轉(zhuǎn)基因植物在未脅迫和脅迫狀態(tài)下光合速率均比未轉(zhuǎn)基因植物高，所以轉(zhuǎn)Z基因能提高光合作用的效率；比較圖中W＋H2O、W＋寡霉素兩組光合速率的差值和T＋H2O、T＋寡霉素兩組光合速率的差值，可知施加了寡霉素之后，轉(zhuǎn)基因植物光合速率下降的幅度更小，所以轉(zhuǎn)Z基因能減弱寡霉素對光合速率的抑制作用。比較圖中W＋H2O和W＋NaHSO3及T＋H2O和T＋NaHSO3，可知噴施NaHSO3后，轉(zhuǎn)基因植物和未轉(zhuǎn)基因植物在未脅迫和脅迫狀態(tài)下光合速率均提高，且可以減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降。
[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]
1．理清光合作用中元素去向
(1)反應(yīng)式(以生成C6H12O6為例)：
6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O
(2)同位素標(biāo)記元素轉(zhuǎn)移途徑：
H：
C：
O：
2．比較光合作用和化能合成作用
項(xiàng)目 光合作用 化能合成作用
區(qū)別 能量來源 光能 氧化無機(jī)物放出的能量
代表生物 綠色植物 硝化細(xì)菌
相同點(diǎn) 都能將CO2和H2O等無機(jī)物合成有機(jī)物
3.過程法分析C3和C5等物質(zhì)含量變化
當(dāng)外界條件改變時(shí)，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量變化可以采用如圖分析：
(1)停止光照時(shí)
光停，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：
過程①停止 ↓ 過程②停止 ↓ 過程③停止 ↓ 過程④停止 a.ATP不再產(chǎn)生 b.原有ATP仍繼續(xù)分解，直至全部消耗 ADP積累，含量增加；ATP減少
a.C3不再還原成C5和(CH2O) b.原有C5仍繼續(xù)參與CO2的固定，直至全部消耗 C3積累，含量增加；C5減少
(2)停止CO2供應(yīng)時(shí)
CO2停，C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下：
過程④停止 ↓ 過程③停止 ↓ 過程②停止 ↓ 過程①停止 a.C3不再生成 b.原有C3繼續(xù)還原生成C5和(CH2O)直至全部消耗 C5積累，含量增加；C3減少
a.ATP不再分解 b.原有ADP繼續(xù)合成ATP，直至全部消耗 ATP積累，含量增加；ADP減少
4．模型法表示C3和C5等物質(zhì)含量變化
[特別提醒]
分析光合作用相關(guān)物質(zhì)含量變化的注意點(diǎn)
(1)以上分析只表示條件改變后短時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)相對含量的變化，而非長時(shí)間。
(2)以上各物質(zhì)變化中，C3和C5含量的變化是相反的，[H]和ATP的含量變化是一致的。　 　
[練題點(diǎn)·全過關(guān)]
1．下列物質(zhì)中，可以在葉綠體類囊體薄膜上被消耗的有(　　)
A．水、二氧化碳、ATP　　　　 B．氧氣、水、ATP
C．水、ADP、Pi D．ADP、C3、水
解析：選C　在葉綠體類囊體的薄膜上發(fā)生的光反應(yīng)，有ATP的形成和水的光解。
2．下列關(guān)于植物細(xì)胞內(nèi)與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的兩種細(xì)胞器中進(jìn)行的生理過程描述，正確的是(　　)
A．兩種細(xì)胞器中水的消耗都發(fā)生在基質(zhì)中
B．兩種細(xì)胞器中產(chǎn)生的[H]可以相互利用
C．(CH2O)→[H]和[H]→(CH2O)發(fā)生在兩種細(xì)胞器中
D．在這兩種細(xì)胞器的有關(guān)生物膜結(jié)構(gòu)上，都能產(chǎn)生ATP
解析：選D　植物細(xì)胞內(nèi)與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的細(xì)胞器是線粒體和葉綠體，線粒體中水的消耗發(fā)生在有氧呼吸第二階段，場所為線粒體基質(zhì)，葉綠體中水的消耗發(fā)生在光反應(yīng)階段，場所為類囊體薄膜，A錯(cuò)誤；兩種細(xì)胞器中產(chǎn)生的[H]不是同一種物質(zhì)，不能相互利用，線粒體中產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成水，葉綠體中的[H]參與C3的還原，B錯(cuò)誤；(CH2O)→[H]表示細(xì)胞呼吸第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，C錯(cuò)誤；線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體薄膜上都能產(chǎn)生ATP，D正確。
3．(2019·海南高考)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
解析：選B　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[H]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及有關(guān)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，D正確。
[易錯(cuò)提醒]
關(guān)注光合作用中的幾種能量關(guān)系
(1)光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能并非只儲(chǔ)存于ATP中，NADPH([H])中也含有能量。
(2)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于C3的還原，不用于植物體的其他生命活動(dòng)。
(3)C3還原消耗的能量不只來自ATP，還可由NADPH提供。　 　
4．下列物質(zhì)與植物光合作用的關(guān)系，錯(cuò)誤的是(　　)
選項(xiàng) 物質(zhì) 主要生理作用
A ATP 參與CO2的固定
B 酶 催化光合作用中的化學(xué)反應(yīng)
C 葉綠素 捕獲光能
D H2O 參與O2和(CH2O)的形成
解析：選A　CO2的固定過程不需要消耗ATP。
5．如圖表示在夏季晴朗的白天植物細(xì)胞內(nèi)C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的改變的變化情況
，下列對這一環(huán)境因素改變的分析正確的是(　　)
A．突然停止光照
B．突然增加CO2濃度
C．降低環(huán)境溫度
D．增加光照強(qiáng)度
解析：選D　突然停止光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，被還原的C3減少，生成的C5減少，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的相對含量將增加、C5的相對含量將減少；突然增加CO2濃度，CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3還原速率不變，植物細(xì)胞內(nèi)C3相對含量增加、C5相對含量減少；降低環(huán)境溫度，CO2固定速率和C3還原速率均下降，C5的相對含量不會(huì)大幅度地增加；增加光照強(qiáng)度，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP增多，被還原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的相對含量將減少、C5的相對含量將增加。
[方法技巧]
判斷C3、C5等物質(zhì)含量變化的分析思路
葉綠體內(nèi)相關(guān)物質(zhì)含量變化可通過對物質(zhì)的來路和去路是否平衡進(jìn)行分析：
(1)來路去路，則物質(zhì)含量相對穩(wěn)定。
(2)來路不變，去路增加，或來路減少，去路不變，則物質(zhì)含量減少。
(3)來路不變，去路減少，或來路增加，去路不變，則物質(zhì)含量增加。　 　
二、影響光合作用的因素及應(yīng)用
[試考題·查欠缺]
1．(2020·浙江選考)將某植物葉片分離得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反應(yīng)介質(zhì)溶液中，測量其光合速率，結(jié)果如圖所示。圖中光合速率用單位時(shí)間內(nèi)單位葉綠素含量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是(　　)
A．測得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率
B．若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，測得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏大
C．若該植物較長時(shí)間處于遮陰環(huán)境，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B～C段對應(yīng)的關(guān)系相似
D．若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中A～B段對應(yīng)的關(guān)系相似
解析：選A　測得的該植物葉片的光合速率為凈光合速率，不僅需要考慮葉綠體的光合速率，還需要考慮線粒體的呼吸速率，因此分離得到的葉綠體的光合速率大于測得的該植物葉片的光合速率，A正確；葉綠體破碎后，結(jié)構(gòu)被破壞，無法進(jìn)行光合作用，因此無破碎葉綠體的光合速率比有一定比例破碎葉綠體的光合速率大，B錯(cuò)誤；該植物較長時(shí)間處于遮陰環(huán)境，由于缺乏光照，葉片的光合速率為0，C錯(cuò)誤；若該植物處于開花期，人為摘除花朵后，葉片光合作用產(chǎn)生的蔗糖不能運(yùn)輸?shù)交ǘ洌瑢?dǎo)致葉片內(nèi)蔗糖積累過多，不利于光合作用的進(jìn)行，其蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B～C段對應(yīng)的關(guān)系相似，D錯(cuò)誤。
2.(2020·重慶模擬)如圖所示的縱坐標(biāo)表示某種植物氣體吸收量或釋放量的變化，且該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃。下列說法正確的是(　　)
A．若a代表O2吸收量，可以判斷d點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用
B．若a代表CO2釋放量，e點(diǎn)時(shí)限制光合作用的因素可能是CO2濃度
C．若a代表CO2釋放量，提高大氣中CO2濃度，e點(diǎn)不移動(dòng)
D．若a代表O2吸收量，圖示曲線是環(huán)境溫度為25 ℃時(shí)測定的，當(dāng)環(huán)境溫度上升至30 ℃，b點(diǎn)下移
解析：選B　若a代表O2吸收量，則隨光照強(qiáng)度的增大，從外界吸收的O2量逐漸減少，說明光合作用生成的O2被有氧呼吸所利用，所以光合作用是從O2吸收量減少開始進(jìn)行的，即在d點(diǎn)之前光合作用已經(jīng)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；若a代表CO2釋放量，則e點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)(光合作用達(dá)到最大值所對應(yīng)的最小光照強(qiáng)度)，因此e點(diǎn)時(shí)限制光合作用的因素不再是光照強(qiáng)度，而可能是CO2濃度，若提高大氣中CO2濃度，e點(diǎn)將向右下方移動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤；已知光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，若a代表O2吸收量，圖示曲線是環(huán)境溫度為25 ℃ 時(shí)測定的，當(dāng)環(huán)境溫度上升至30 ℃時(shí)，光合作用減弱，呼吸作用增強(qiáng)，b點(diǎn)則上移，D錯(cuò)誤。
3．(2021·廣東名校聯(lián)考)如圖為植物細(xì)胞代謝的部分過程簡圖，①～⑦為相關(guān)生理過程。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．若植物缺Mg，則首先會(huì)受到顯著影響的是③
B．②的進(jìn)行與⑤⑥密切相關(guān)
C．藍(lán)藻細(xì)胞中④發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中
D．葉肉細(xì)胞③中O2的產(chǎn)生量小于⑥中O2的吸收量，則該細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的總量將減少
解析：選C　Mg是合成葉綠素的成分，光反應(yīng)階段需要葉綠素吸收光能，若植物缺Mg，則葉綠素的合成受到影響，首先會(huì)受到顯著影響的生理過程是③光反應(yīng)過程，A正確；植物細(xì)胞②吸收礦質(zhì)元素離子是主動(dòng)運(yùn)輸過程，需要消耗能量，故與⑤⑥呼吸作用過程密切相關(guān)，B正確；藍(lán)藻細(xì)胞是原核細(xì)胞，沒有葉綠體，C錯(cuò)誤；圖中③光反應(yīng)過程O2的釋放量小于⑥有氧呼吸過程O2的吸收量，則凈光合作用量＜0，該植物體內(nèi)有機(jī)物的量將減少，D正確。
4.(2018·江蘇高考)如圖為某一植物在不同實(shí)驗(yàn)條件下測得的凈光合速率，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，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
解析：選D　隨著CO2濃度的增大，凈光合速率先增大后趨于穩(wěn)定，但由于凈光合速率最大時(shí)對應(yīng)著一個(gè)溫度，即最適溫度，低于或高于此溫度，凈光合速率都將下降，所以無法確定在CO2濃度足夠大時(shí)，較高溫度下的凈光合速率高于較低溫度；植物進(jìn)行光合作用存在最適溫度，高于最適溫度后，凈光合速率減小，所以隨著溫度升高，凈光合速率不應(yīng)先升高后趨于穩(wěn)定；由于光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在相應(yīng)光波長時(shí)，植物的凈光合速率存在峰值，不應(yīng)呈現(xiàn)先升高后趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，且光波長一定時(shí)，較高溫度下的凈光合速率不一定較高；隨著光照強(qiáng)度的增加，凈光合速率先增大后趨于穩(wěn)定，在光照強(qiáng)度足夠時(shí)，較高的CO2濃度下凈光合速率較大。
[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]
用曲線模型分析影響光合作用的環(huán)境因素
1．光照強(qiáng)度
曲線模型
模型分析
曲線對應(yīng)點(diǎn) 細(xì)胞生理活動(dòng) ATP產(chǎn)生場所 植物組織外觀表現(xiàn) 圖示
A點(diǎn) 只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用 只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 從外界吸收O2，向外界排出CO2
AB段(不含A、B點(diǎn)) 呼吸量>光合量 細(xì)胞質(zhì) 基質(zhì)、 線粒體、 葉綠體 從外界吸收O2，向外界排出CO2
B點(diǎn) 光合量＝呼吸量 與外界不發(fā)生氣體交換
B點(diǎn)之后 光合量>呼吸量 從外界吸收CO2，向外界釋放O2。此時(shí)植物可更新空氣
應(yīng)用 ①溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強(qiáng)光照強(qiáng)度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn) ②陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽生植物低，如圖中虛線所示，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能2.CO2濃度
2.CO2濃度
原理 CO2影響暗反應(yīng)階段，制約C3的形成
曲線模型及分析 圖1中A點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即光合速率等于呼吸速率時(shí)的CO2濃度，圖2中A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)
應(yīng)用 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率
3．溫度
原理 溫度通過影響酶的活性影響光合作用
曲線模型及分析 AB段：在B點(diǎn)之前，隨著溫度升高，光合速率增大 B點(diǎn)：酶的最適溫度，光合速率最大 BC段：隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50 ℃左右光合速率幾乎為零
應(yīng)用 溫室栽培植物時(shí)，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累
4．礦質(zhì)元素
原理 礦質(zhì)元素是參與光合作用的許多重要化合物的組成成分，缺乏會(huì)影響光合作用的進(jìn)行。例如，N是酶的組成元素，N、P是ATP的組成元素，Mg是葉綠素的組成元素等
曲線模型及分析 在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用強(qiáng)度；但當(dāng)超過一定濃度后，會(huì)因土壤溶液濃度過高，植物滲透失水而導(dǎo)致植物光合作用強(qiáng)度下降
應(yīng)用 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可以提高光能利用率
5.光照、CO2濃度和溫度對光合作用的綜合作用
常見曲線模型
曲線分析 P點(diǎn)：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高 Q點(diǎn)：橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因素，影響因素主要為各曲線所表示的因子(圖1為溫度，圖2為CO2濃度，圖3為光照強(qiáng)度)
應(yīng)用 溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)適當(dāng)增加CO2，進(jìn)一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率
[練題點(diǎn)·全過關(guān)]
1.如圖為在不同光照強(qiáng)度下測定的甲、乙兩種植物的光合作用強(qiáng)度變化曲線。下列說法正確的是(　　)
A．在連續(xù)陰雨的環(huán)境中，生長受到影響較大的是植物甲
B．光照強(qiáng)度為M時(shí)，植物乙的光合速率高于植物甲
C．光照強(qiáng)度大于500 lx時(shí)，植物乙對光能的利用率比植物甲高
D．光照強(qiáng)度大于1 000 lx時(shí)，限制植物乙光合速率的環(huán)境因素是光照強(qiáng)度
解析：選A　據(jù)圖分析可知，植物乙的光補(bǔ)償點(diǎn)較低，植物甲的光補(bǔ)償點(diǎn)較高，故陰雨天氣受影響較大的是植物甲，A正確；光照強(qiáng)度為M時(shí)，兩種植物的凈光合速率相等，但植物甲的呼吸速率大于植物乙，故植物甲的光合速率(呼吸速率＋凈光合速率)高于植物乙，B錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，光照強(qiáng)度大于500 lx時(shí)，植物乙CO2的吸收量較植物甲低，故植物乙對光能的利用率比植物甲低，C錯(cuò)誤；在光照強(qiáng)度為1 000 lx之前，植物乙的光合速率已不再隨光照強(qiáng)度增大而增加，故當(dāng)光照強(qiáng)度大于1 000 lx時(shí)，限制植物乙光合速率的環(huán)境因素不再是光照強(qiáng)度，D錯(cuò)誤。
2．景天酸代謝(CAM)途徑屬于某些植物特有的CO2固定方式：夜晚氣孔開放，通過一系列反應(yīng)將CO2固定于蘋果酸，并儲(chǔ)存在液泡中(甲)；白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸運(yùn)出液泡后放出CO2，供葉綠體的暗反應(yīng)(乙)。下列關(guān)于這類植物的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．在夜晚，葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體
B．景天酸代謝途徑的出現(xiàn)，可能與植物適應(yīng)干旱條件有關(guān)
C．給植物提供14C標(biāo)記的14CO2,14C可以出現(xiàn)在OAA、蘋果酸、C3和有機(jī)物中
D．在上午某一時(shí)刻，突然降低外界的CO2濃度，葉肉細(xì)胞中C3的含量短時(shí)間內(nèi)會(huì)降低
解析：選D　在夜晚，葉肉細(xì)胞只能通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP，即產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體，A正確。具有景天酸代謝途徑的植物，氣孔白天關(guān)閉，可以減少蒸騰作用，夜晚氣孔張開吸收CO2，因此可以適應(yīng)干旱的環(huán)境條件，B正確。晚上氣孔開放，14CO2進(jìn)入細(xì)胞后在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中與PEP結(jié)合生成OAA，然后再轉(zhuǎn)化為蘋果酸而被固定；白天蘋果酸運(yùn)出液泡后放出14CO2,14CO2首先與C5結(jié)合生成C3，隨后C3被還原生成有機(jī)物，即14CO2→14C3→(14CH2O)，C正確。在上午某一時(shí)刻，突然降低外界的CO2濃度，對于該葉肉細(xì)胞來說，其暗反應(yīng)不受影響，即C3的含量不受影響，D錯(cuò)誤。
3．將某種植物生長狀況相同的葉片分成4等份，先在不同溫度條件下暗處理1h，再用強(qiáng)度相同的光照射1h，葉片有機(jī)物含量變化如圖所示。下列分析正確的是(　　)
A．在27 ℃、28 ℃和29 ℃時(shí)該植物光合作用積累的有機(jī)物量相等
B．該植物在27 ℃時(shí)生長最快，在29 ℃和30 ℃時(shí)不表現(xiàn)生長現(xiàn)象
C．在所給的4個(gè)溫度中，該植物呼吸作用和光合作用的最適溫度都是29 ℃
D．30 ℃時(shí)該植物光合作用制造的有機(jī)物量等于呼吸作用消耗的有機(jī)物量
解析：選C　27 ℃、28 ℃和29 ℃時(shí)植物光合作用積累的有機(jī)物量，即凈光合量等于黑暗時(shí)的減少量＋光照后與暗處理前的有機(jī)物增加量，很明顯三者不相等，A錯(cuò)誤；圖中29 ℃時(shí)該植物光合作用積累的有機(jī)物量最大，為3＋3＝6，生長最快，B錯(cuò)誤；圖中呼吸作用的最適溫度是29 ℃，同時(shí)該溫度時(shí)光合速率也最大，C正確；30 ℃時(shí)該植物光合作用制造的有機(jī)物量為真正的光合作用量，等于2倍呼吸速率＋光照后與暗處理前的有機(jī)物增加量＝2＋1＝3，D錯(cuò)誤。
4.植物的光合作用受溫度(T)和光照強(qiáng)度(L)的影響。如圖表明植物在3種不同的光照強(qiáng)度下消耗CO2的情況。分析在－5～0 ℃和20～30 ℃溫度范圍內(nèi)，光合作用的限制因素分別是(　　)
A．L；T　　　　　　　　 B．T和L；都不是
C．T；L D．T；T
解析：選C　在－5～0 ℃范圍內(nèi)，光合速率不隨光照增強(qiáng)而增大，所以限制因素是溫度；20～30 ℃范圍內(nèi)，光合速率不隨溫度升高而增大，而隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增大，所以限制因素是光照強(qiáng)度。
5.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(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時(shí)間(T)后，測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、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖所示。回答下列問題：
(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__________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
解析：(1)根據(jù)圖示信息，對于甲組植物而言，當(dāng)光照強(qiáng)度低于a時(shí)，隨光照強(qiáng)度的增加，光合作用強(qiáng)度逐漸升高，說明此時(shí)限制其光合作用強(qiáng)度的主要因子為光照強(qiáng)度。(2)根據(jù)圖示信息，對于甲組植物而言，當(dāng)光照強(qiáng)度高于b時(shí)，隨光照強(qiáng)度的增加，光合作用強(qiáng)度不變，說明受其他環(huán)境因素的限制。由于光合作用需要不斷消耗環(huán)境中的CO2，故提高CO2濃度可使b光照強(qiáng)度下甲組的光合作用強(qiáng)度升高。(3)由題目信息可知，乙組和甲組是同一種植物，只是環(huán)境中的光照強(qiáng)度不同，雖然乙組植物在低光照環(huán)境中的光合作用強(qiáng)度低，但其子代在模擬自然光照下其光合作用強(qiáng)度仍然能夠升高，說明乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同是由環(huán)境因素即低光強(qiáng)引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變造成的。
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)境因素即低光強(qiáng)引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變造成的
[方法技巧]
多因素對光合速率影響題目的分析方法
多因素對光合速率影響的曲線圖，線的條數(shù)較多，還有可能涉及多個(gè)“點(diǎn)”，表面上看這類題目很復(fù)雜，但在解答這類試題時(shí)，仍然需依據(jù)單一變量原則，每次只分析一個(gè)自變量的變化對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，逐一分析即可得出正確答案。
　 　
一、科學(xué)思維——開放環(huán)境與密閉容器中光合作用的曲線分析
1．開放環(huán)境中光合作用晝夜變化曲線分析
(1)曲線分析
MN段和PQ段 夜晚植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸；植物體內(nèi)有機(jī)物的總量減少，環(huán)境中CO2量增加，O2量減小
NP段 光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行
NA段和EP段 清晨和傍晚光照較弱，光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；植物體內(nèi)有機(jī)物的總量減少，環(huán)境中CO2量增加，O2量減少
A點(diǎn)和E點(diǎn) 光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，CO2的吸收和釋放達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡；植物體內(nèi)有機(jī)物的總量不變，環(huán)境中CO2量不變，O2量不變
AE段 光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；植物體內(nèi)有機(jī)物的總量增加；環(huán)境中CO2量減少，O2量增加
C點(diǎn) 葉片表皮氣孔部分關(guān)閉，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象
E點(diǎn) 光合作用產(chǎn)物的積累量最大
(2)一晝夜有機(jī)物的積累量的計(jì)算方法(用CO2表示)
一晝夜有機(jī)物的積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸作用釋放的CO2量，即S3－(S1＋S2)。
2．密閉玻璃罩內(nèi)CO2濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線
(1)曲線分析
AB段 無光照，植物只進(jìn)行呼吸作用
BC段 溫度降低，呼吸作用減弱
CD段 4時(shí)后，微弱光照，開始進(jìn)行光合作用，但光合作用強(qiáng)度＜呼吸作用強(qiáng)度
D點(diǎn) 光合作用強(qiáng)度＝呼吸作用強(qiáng)度
DH段 光合作用強(qiáng)度＞呼吸作用強(qiáng)度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象
H點(diǎn) 光合作用強(qiáng)度＝呼吸作用強(qiáng)度
HI段 光照繼續(xù)減弱，光合作用強(qiáng)度＜呼吸作用強(qiáng)度，直至光合作用完全停止
(2)植物生長與否的判斷方法
I點(diǎn)低于A點(diǎn) 說明一晝夜，密閉容器中CO2濃度減小，即光合作用＞呼吸作用，植物生長
若I點(diǎn)高于A點(diǎn) 說明光合作用＜呼吸作用，植物體內(nèi)有機(jī)物總量減少，植物不能生長
若I點(diǎn)等于A點(diǎn) 說明光合作用＝呼吸作用，植物體內(nèi)有機(jī)物總量不變，植物不生長
[素養(yǎng)訓(xùn)練]
1．圖1表示夏季晴朗的一天，某種綠色植物在24小時(shí)內(nèi)O2吸收和釋放速率的變化示意圖，A、B點(diǎn)對應(yīng)時(shí)刻分別為6時(shí)和19時(shí)。圖2表示光照強(qiáng)度與植物光合速率的關(guān)系。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．圖1中24小時(shí)內(nèi)不進(jìn)行光合作用的時(shí)段是0～5時(shí)和20～24時(shí)
B．圖1的陰影部分可表示6～19時(shí)有機(jī)物的積累量
C．圖2中限制A～C段光合速率的主要外界因素是光照強(qiáng)度
D．圖2的C點(diǎn)時(shí)，每個(gè)細(xì)胞合成ATP的場所都有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體
解析：選D　據(jù)圖分析可知，圖1中0～5時(shí)和20～24時(shí)O2吸收速率一直保持最大，只進(jìn)行呼吸作用，A正確；圖中6時(shí)和19時(shí)光合速率＝呼吸速率，故圖1的陰影部分可表示6～19時(shí)有機(jī)物的積累量，B正確；圖2中A～C段光合速率隨光照強(qiáng)度的增大而增大，說明此段限制光合速率的主要外界因素是光照強(qiáng)度，C正確；圖2的C點(diǎn)時(shí)，每個(gè)細(xì)胞合成ATP的場所都有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體，能夠進(jìn)行光合作用的細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所還有葉綠體，D錯(cuò)誤。
2．(2021·華南師大附中模擬)圖1表示八月份某一晴天，一晝夜棉花植株CO2的吸收和釋放曲線；圖2表示棉花葉肉細(xì)胞兩種細(xì)胞器的四種生理活動(dòng)狀態(tài)。則圖1中時(shí)間a、b、c、d依次發(fā)生了圖2所示的哪項(xiàng)生理活動(dòng)(　　)
A．(1)(2)(3)(4)　　　　　　 B．(3)(2)(4)(1)
C．(3)(4)(1)(2) D．(4)(3)(2)(1)
解析：選D　圖1曲線中橫坐標(biāo)以上都是光合速率大于呼吸速率，橫坐標(biāo)以下是光合速率小于呼吸速率或只有呼吸作用，曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)處都是光合速率等于呼吸速率。圖2中(1)表示光合速率大于呼吸速率，對應(yīng)圖1中d、e、f點(diǎn)；圖2中(2)表示光合速率等于呼吸速率，對應(yīng)圖1中c、g點(diǎn)；圖2中(3)表示光合速率小于呼吸速率，對應(yīng)圖1中b點(diǎn)；圖2中(4)表示只有呼吸作用，對應(yīng)圖1中a、h點(diǎn)。
3．(2021·寧德期末)如圖為植物在夏季晴天一晝夜CO2吸收量的變化情況，對此正確的判斷是(　　)
①該植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間段是bg
②植物在a和h時(shí)刻只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用
③ce段與fg段光合速率下降的原因相同
④若c、f時(shí)刻的光合速率相等，則植物的呼吸速率為c時(shí)刻大于f
⑤ce段光合速率的變化可能與有些氣孔的關(guān)閉有關(guān)
A．①③　　　　　　　　　 B．②④
C．①④ D．②⑤
解析：選D　當(dāng)CO2釋放減少時(shí)說明出現(xiàn)光合作用，因此該植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間段是ah，①錯(cuò)誤；植物在a和h時(shí)刻只能進(jìn)行呼吸作用，②正確；ce段光合速率下降的原因是溫度過高，氣孔部分關(guān)閉，CO2吸收量減少，而fg段光合速率下降的原因是光照強(qiáng)度降低，③錯(cuò)誤；若c、f時(shí)刻的光合速率相等，由于總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，圖中顯示c點(diǎn)凈光合速率大于f點(diǎn)，因此植物呼吸速率為f時(shí)刻大于c時(shí)刻，④錯(cuò)誤；ce段光合速率下降的原因是溫度過高，氣孔部分關(guān)閉，CO2吸收量減少，⑤正確。
4．圖1是生物興趣小組在密閉的玻璃容器中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)示意圖(CO2傳感器用于測量裝置內(nèi)CO2的含量)，圖2表示在夏季晴朗的一天圖1所示密閉玻璃容器內(nèi)24 h的CO2濃度的變化，請回答下列問題：
(1)植物葉肉細(xì)胞中吸收光能的色素分布在葉綠體的______________。
(2)圖1所示實(shí)驗(yàn)中對光照強(qiáng)度的控制可通過調(diào)節(jié)燈泡的亮度來實(shí)現(xiàn)，也可通過調(diào)節(jié)____________________來實(shí)現(xiàn)，裝置中熱屏障的作用是_____________________________。
(3)圖2中代表植物光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度的點(diǎn)是________________。
(4)圖2中FG段相比EF段CO2濃度下降趨緩的原因是________________________________________________。
(5)利用儀器測定密閉玻璃容器內(nèi)CO2含量的變化：先黑暗處理1 h，測得玻璃容器內(nèi)CO2含量增加50 mg；再給以1 h的充足光照，測得玻璃容器內(nèi)CO2含量比光照前減少了72 mg，則這1 h光照條件下植物光合作用固定的CO2為______mg。
解析：(1)植物葉肉細(xì)胞中吸收光能的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。(2)利用圖1裝置探究光照強(qiáng)度對光合速率影響時(shí)，對光照強(qiáng)度的控制可通過調(diào)節(jié)燈泡的亮度來實(shí)現(xiàn)，也可通過調(diào)節(jié)燈泡與熱屏障(或玻璃容器)之間的距離來實(shí)現(xiàn)，裝置中熱屏障可防止光照改變密閉玻璃容器中的溫度，從而改變植物光合作用強(qiáng)度。(3)光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，植物的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，圖2中代表光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度的點(diǎn)有D、H。(4)圖2中FG段相比EF段CO2濃度下降趨緩，這是由于中午溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度明顯減弱，植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。(5)由題意可知，給以1 h的充足光照，測得玻璃容器內(nèi)CO2含量比光照前減少了72 mg，即凈光合速率是72 mg/h；“黑暗”處理1 h，測得玻璃容器內(nèi)CO2含量增加50 mg，表示呼吸速率為50 mg/h，因此這1 h光照條件下植物光合作用固定的CO2為50＋72＝122(mg)。
答案：(1)類囊體薄膜上　(2)燈泡與熱屏障(或玻璃容器)之間的距離　防止光照改變密閉玻璃容器中的溫度，從而改變植物光合作用強(qiáng)度　(3)D、H　(4)中午溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度明顯減弱　(5)122
二、科學(xué)探究——探究光照等條件變化對光合作用物質(zhì)合成的影響
[典例]　科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物在適宜且穩(wěn)定的條件下開展下列實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題：
組別 A B
處理 光照時(shí)間為135秒 先光照后黑暗，光暗交替，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75毫秒，總時(shí)間為135秒
光合產(chǎn)物
相對含量 100% 94%
(1)上述實(shí)驗(yàn)表明，光合作用中包含需要光的階段和__________的階段，為驗(yàn)證這一觀點(diǎn)，可以對進(jìn)行光合作用的植物短暫閉光，并提供__________經(jīng)放射性檢測后發(fā)現(xiàn)植物在短暫黑暗中會(huì)利用該物質(zhì)。
(2)分析表格可知，B組在單位光照時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)有機(jī)物的量較A組________，依據(jù)是______________________________________________。若將B組的每次光照和黑暗時(shí)間設(shè)定為7.5毫秒，其他條件不變，則光合產(chǎn)物的相對含量________ (填“大于”“等于”或“小于”)94%。
(3)科學(xué)家在給葉綠體照光時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向體系中提供NADP＋時(shí)，體系中就會(huì)有NADPH產(chǎn)生，說明葉綠體在光下會(huì)產(chǎn)生________。
[解析]　(1)光合作用中包含需要光的階段和不需要光的階段，為驗(yàn)證這一觀點(diǎn)，可以對進(jìn)行光合作用的植物短暫閉光，并提供14CO2，經(jīng)放射性檢測后發(fā)現(xiàn)植物在短暫黑暗中會(huì)利用該物質(zhì)。(2)分析表格可知，B組只用了A組一半的光照時(shí)間，其光合產(chǎn)物相對含量卻是A組的94%，所以B組在單位光照時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)有機(jī)物的量較A組高。若將B組的每次光照和黑暗時(shí)間設(shè)定為7.5毫秒，其他條件不變，則光合產(chǎn)物的相對含量小于94%。(3)科學(xué)家在給葉綠體照光時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向體系中提供NADP＋時(shí)，體系中就會(huì)有NADPH產(chǎn)生，說明葉綠體在光下會(huì)產(chǎn)生H＋和 e－。
[答案]　(1)不需要光　14CO2　(2)高　B組只用了A組一半的光照時(shí)間，其光合產(chǎn)物相對含量卻是A組的94%　小于　(3)H＋和 e－
[思維建模]
連續(xù)光照和間隔光照下的有機(jī)物合成量分析
(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的[H]和ATP在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成。
(2)在總光照時(shí)間、總黑暗時(shí)間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機(jī)物積累量要多。
[析題用模]
1．(2021·汕頭質(zhì)檢)光合作用通過密切關(guān)聯(lián)的兩大階段——光反應(yīng)和暗反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。對于改變反應(yīng)條件而引起的變化，說法正確的是(　　)
A．突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3比值減小
B．突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP比值增加
C．突然將紅光改變?yōu)榫G光會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C3/C5比值減小
D．突然將綠光改變?yōu)榧t光會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP比值減小
解析：選B　突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)導(dǎo)致CO2的固定速率降低，葉綠體中C5含量增加、C3含量減少，A錯(cuò)誤；突然中斷CO2供應(yīng)使C3含量減少，進(jìn)而使ATP和[H]含量增多，所以ATP/ADP比值增加，B正確；突然將紅光改變?yōu)榫G光后光能利用率降低，ATP和[H]含量減少，進(jìn)而使C3含量增多、C5含量減少，C錯(cuò)誤；突然將綠光改變?yōu)榧t光后光能利用率提高，ATP和[H]含量增加，ATP/ADP比值增加，D錯(cuò)誤。
2.如圖表示某植物葉片暗反應(yīng)中C3和C5微摩爾濃度的變化趨勢，該植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下，Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強(qiáng)度或者降低CO2濃度中的某一項(xiàng)。下列分析正確的是(　　)
A．圖中物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙需要消耗光反應(yīng)提供的ATP
B．圖中Ⅱ階段所改變的環(huán)境條件是降低了光照強(qiáng)度
C．Ⅱ階段甲上升是因?yàn)槿~綠體中[H]和ATP的積累
D．Ⅱ階段光合速率最大時(shí)所需光照強(qiáng)度比Ⅰ階段低
解析：選D　根據(jù)題意和題圖可知，物質(zhì)甲是C5，物質(zhì)乙是C3，Ⅱ階段改變的條件是降低了CO2濃度。Ⅱ階段改變的條件影響暗反應(yīng)的進(jìn)行，所以Ⅱ階段光合速率最大時(shí)所需光照強(qiáng)度比Ⅰ階段低。
3．陽光穿過上層植物的空隙形成光斑，它會(huì)隨太陽的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。如圖為紅薯葉在光斑照射前后吸收CO2和釋放O2的情況。下列分析錯(cuò)誤的是(　　)
A．圖中A點(diǎn)葉肉細(xì)胞間隙O2濃度最高
B．AB段變化的原因是ADP和NADP＋濃度的限制
C．光斑移開后一段時(shí)間光合作用仍在進(jìn)行
D．Ⅰ、Ⅱ所指示的陰影面積是相等的
解析：選A　O2釋放速率曲線代表光反應(yīng)，CO2吸收速率曲線代表暗反應(yīng)。圖中A點(diǎn)說明葉肉細(xì)胞的O2釋放速率最大，細(xì)胞間隙O2濃度并不一定最高，A錯(cuò)誤。AB段暗反應(yīng)速率較低，提供給光反應(yīng)的ADP和NADP＋少，限制了光反應(yīng)速率，B正確。光斑移開后一段時(shí)間光反應(yīng)停止，但仍然有一定的ATP和[H]供應(yīng)，暗反應(yīng)不會(huì)馬上停止，C正確。Ⅰ表示光反應(yīng)積累的物質(zhì)，而Ⅱ表示光照移開后暗反應(yīng)將Ⅰ光反應(yīng)積累的物質(zhì)消耗后也下降，故Ⅰ＝Ⅱ，D正確。
一、選擇題
1．下列關(guān)于光合作用探究歷程的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．普利斯特利的實(shí)驗(yàn)證明了植物可以更新空氣
B．薩克斯的實(shí)驗(yàn)證明了光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉
C．恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量
D．魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自H2O而不是CO2
解析：選C　恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，但不能定量分析光合作用生成的氧氣量。
2．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·湖北卷)某科學(xué)家曾做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將小鼠放在不同的密封、恒溫的鐘罩內(nèi)，實(shí)驗(yàn)處理方案如下表，小鼠最先死亡的一組是(　　)
組別 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)條件
A 小鼠＋綠色植物 光照
B 小鼠 光照
C 小鼠＋綠色植物 黑暗
D 小鼠 黑暗
解析：選C　在光照條件下，綠色植物進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，即使密封的鐘罩內(nèi)氧氣消耗完全，小鼠的有氧呼吸也可以繼續(xù)進(jìn)行；小鼠不管是在光照條件下還是在黑暗條件下，都只進(jìn)行呼吸作用消耗密封鐘罩中相同的氧氣；小鼠和綠色植物在黑暗條件下均只進(jìn)行有氧呼吸，消耗密封鐘罩中相同的氧氣，該組的氧氣最先被消耗完，即小鼠最先死亡。
3．下列關(guān)于植物光合作用的敘述，正確的是(　　)
A．暗反應(yīng)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行
B．光合作用產(chǎn)生的葡萄糖中的碳和氧都來自二氧化碳
C．光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP可以用于暗反應(yīng)，也可以用于其他生命活動(dòng)
D．光反應(yīng)只進(jìn)行能量代謝，不進(jìn)行物質(zhì)代謝；暗反應(yīng)則剛好相反
解析：選B　暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)；光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)，為C3還原提供能量，不能用于其他生命活動(dòng)；光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程中都存在能量代謝和物質(zhì)代謝。
4．下列有關(guān)生物體中物質(zhì)含量的比較，錯(cuò)誤的是(　　)
A．人在安靜和劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞呼吸消耗的O2量可能等于產(chǎn)生的CO2量
B．正在生長的植物體光合作用固定的CO2總量大于呼吸作用產(chǎn)生的CO2量
C．適當(dāng)光照下，突然停止植株的CO2供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中ATP/ADP的值降低
D．與干種子相比，萌發(fā)的種子細(xì)胞中自由水/結(jié)合水的值高
解析：選C　人體細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時(shí)的產(chǎn)物是乳酸，此過程既不消耗O2，也不產(chǎn)生CO2，因此人體產(chǎn)生的CO2量只能來自有氧呼吸，且在有氧呼吸過程中，消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量相等，因此不管人在安靜狀態(tài)下還是在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞呼吸消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量相等，A正確；根據(jù)“正在生長的植物體”可知，該植物體的光合作用固定的CO2總量大于呼吸作用產(chǎn)生的CO2量，B正確；適當(dāng)光照下，突然停止植株的CO2供應(yīng)，會(huì)使CO2固定過程受阻，C3含量下降，因而C3的還原過程中消耗ATP的量減少，而光反應(yīng)階段ATP的合成仍在進(jìn)行，則短時(shí)間內(nèi)葉綠體中ATP/ADP的值升高，C錯(cuò)誤；與干種子相比，萌發(fā)的種子細(xì)胞中自由水的相對含量較高，即與干種子相比，萌發(fā)的種子細(xì)胞中自由水/結(jié)合水的值高，D正確。
5．某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如圖所示。則有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．25 ℃時(shí)該植物積累有機(jī)物最快
B．在0～30 ℃范圍內(nèi)，溫度對光合作用有關(guān)酶的影響更大
C．45 ℃時(shí)葉肉細(xì)胞的光合速率等于呼吸速率
D．春季大棚栽培該植物白天適當(dāng)提高溫度可提高產(chǎn)量
解析：選C　凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率，凈光合速率達(dá)到最大值對應(yīng)的溫度(即最適溫度)約為25 ℃，故25 ℃時(shí)該植物積累有機(jī)物最快，A正確；在0～30 ℃范圍內(nèi)，與呼吸速率變化曲線相比，光合速率變化曲線升高得更快，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大，即溫度對光合作用有關(guān)酶的影響更大，B正確；45 ℃時(shí)該植物的凈光合速率為0，但由于植物體中含有部分不能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，故植物葉肉細(xì)胞的光合速率應(yīng)大于呼吸速率，C錯(cuò)誤；春季室外溫度較低，大棚栽培植物白天適當(dāng)提高溫度可提高凈光合速率進(jìn)而提高產(chǎn)量，D正確。
6．把一株?duì)颗；ㄔ诤诎抵蟹胖靡粫円梗缓罄萌鐖D所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)不能用于驗(yàn)證(　　)
A．光合作用需要CO2　　　 B．光合作用能產(chǎn)生O2
C．光合作用需要光 D．光合作用需要葉綠體
解析：選B　該實(shí)驗(yàn)“綠色部分”與“白色部分”對照可用于驗(yàn)證光合作用需要葉綠體；鋁箔遮蓋部分與綠色部分對照可驗(yàn)證光合作用需要光；瓶內(nèi)葉片與綠色部分對照可驗(yàn)證光合作用需要CO2，整個(gè)裝置不能驗(yàn)證光合作用能產(chǎn)生O2。
7．在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。為測定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
解析：選B　由題意可知，該酶催化的過程為光合作用暗反應(yīng)過程中CO2的固定，反應(yīng)場所是葉綠體基質(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14CO2中的C元素進(jìn)行同位素標(biāo)記，檢測14C3的放射性強(qiáng)度，可以用來測定RuBP羧化酶的活性，C正確；單位時(shí)間內(nèi)14C3生成量的多少表示CO2的固定反應(yīng)的快慢，可以說明該酶活性的高低，D正確。
8．離體葉綠體在光下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，如果突然中斷CO2的供應(yīng)，下列關(guān)于一段時(shí)間內(nèi)葉綠體中ATP與O2相對含量變化的示意圖中，正確的是(　　)
解析：選B　離體葉綠體在光下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，突然中斷CO2的供應(yīng)使C3合成減少，一段時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)逐漸減弱，暗反應(yīng)消耗的ATP也逐漸減少，故ATP相對含量逐漸增加；隨著暗反應(yīng)的減弱，光反應(yīng)也逐漸減弱，所以葉綠體內(nèi)O2含量逐漸減少，B正確。
9．(2021·漳州質(zhì)檢)如圖表示在較強(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，下列相關(guān)比較錯(cuò)誤的是(　　)
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．裝置①的質(zhì)量大于裝置②的質(zhì)量
解析：選C　Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的質(zhì)量大于Y3；④中小球藻中含有(CHO)的有機(jī)物，而①中小球藻含有(CH2O)的有機(jī)物，故④中小球藻質(zhì)量大于①中的小球藻質(zhì)量；④和②中的水都為HO，且含量相同，因此質(zhì)量相等；在試管①和②中原有質(zhì)量相等的情況下，②中釋放出的是18O2，而①中釋放出的是O2，故剩余質(zhì)量①大于②。
10．如圖為植物體內(nèi)發(fā)生的光合作用和光呼吸作用的示意簡圖。結(jié)合所學(xué)知識分析下列相關(guān)敘述中正確的有(　　)
①在高O2含量環(huán)境中，植物不能進(jìn)行光合作用　②卡爾文循環(huán)的具體場所應(yīng)為葉綠體類囊體薄膜　③將植物突然置于黑暗環(huán)境中，C5與C3之間的轉(zhuǎn)化將不受影響
④C2和葡萄糖均可在線粒體內(nèi)被徹底分解成CO2和H2O
A．零項(xiàng) B．一項(xiàng)
C．二項(xiàng) D．三項(xiàng)
解析：選A　從圖中信息可知，在高O2含量環(huán)境中，產(chǎn)生的C3也可用于卡爾文循環(huán)，進(jìn)而生成糖，①錯(cuò)誤；根據(jù)所學(xué)知識可知，卡爾文循環(huán)的具體場所應(yīng)為葉綠體基質(zhì)，②錯(cuò)誤；光合作用暗反應(yīng)的進(jìn)行，需要光反應(yīng)提供[H]和ATP，黑暗條件下，不能生成[H]和ATP，因而C5與C3之間的轉(zhuǎn)化將受到影響，③錯(cuò)誤；線粒體不能直接利用葡萄糖，④錯(cuò)誤。
11．夏季晴天，將裝有某綠色植物的密閉玻璃罩置于室外，從凌晨0時(shí)開始，定期測定玻璃罩中某種氣體含量，結(jié)果如圖。下列分析正確的是(　　)
A．本實(shí)驗(yàn)測定的氣體是CO2
B．該植物進(jìn)行光合作用的起始時(shí)間是6時(shí)
C．若9時(shí)和12時(shí)合成有機(jī)物的速率相等，則9時(shí)的呼吸速率小于12時(shí)的
D．與0時(shí)相比較，24時(shí)該植物的干重減少
解析：選C　本實(shí)驗(yàn)測定的氣體是O2；6時(shí)和18時(shí)的光合速率和呼吸速率相等，光合作用的起始時(shí)間應(yīng)在6時(shí)之前；該曲線的斜率代表速率，9時(shí)的凈光合速率大于12時(shí)的，若9時(shí)和12時(shí)真正光合速率相等，則9時(shí)的呼吸速率應(yīng)小于12時(shí)的；24時(shí)的O2含量高于0時(shí)的，說明植物一晝夜內(nèi)有機(jī)物的積累量大于零。
二、非選擇題
12．(2019·江蘇高考)葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成，其合成過程及部分相關(guān)代謝途徑如圖所示。請回答下列問題：
(1)合成酶R時(shí)，細(xì)胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息____________到RNA上，RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后指導(dǎo)多肽鏈合成；在葉綠體中，參與大亞基肽鏈合成的RNA中，種類最多的是________。
(2)進(jìn)行光合作用時(shí)，組裝完成的酶R需ATP參與激活，光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在____________上(填場所)完成的。活化的酶R催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3 Ⅰ)，C3 Ⅰ還原為三碳糖(C3 Ⅱ)，這一步驟需要________作為還原劑。在葉綠體中C3 Ⅱ除了進(jìn)一步合成淀粉外，還必須合成化合物X以維持卡爾文循環(huán)，X為________。
(3)作為光合作用的重要成分，X在葉綠體中的濃度受多種因素調(diào)控，下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過程，與X濃度相關(guān)的有______________(填序號)。
①外界環(huán)境的CO2濃度
②葉綠體接受的光照強(qiáng)度
③受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C3 Ⅱ輸出速度
④酶R催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)度
(4)光合作用旺盛時(shí)，很多植物合成的糖類通常會(huì)以淀粉的形式臨時(shí)儲(chǔ)存在葉綠體中，假如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導(dǎo)致葉綠體________________。
解析：(1)遺傳信息由DNA傳遞到RNA的過程為轉(zhuǎn)錄。在蛋白質(zhì)的合成(即翻譯)過程中，用到三種RNA，即rRNA、tRNA和mRNA。在葉綠體中，參與大亞基肽鏈合成的RNA中，mRNA和rRNA的種類均只有一種，tRNA的種類與mRNA上對應(yīng)編碼氨基酸的密碼子的種類數(shù)相同，故tRNA的種類數(shù)最多。(2)光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能屬于光合作用的光反應(yīng)過程，發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上。C3 Ⅰ的還原需要光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]作為還原劑。由圖可知X與CO2結(jié)合生成C3 Ⅰ，因此X是參與CO2固定的C5。(3)CO2可以與C5結(jié)合生成C3 Ⅰ，能直接影響C5濃度，①正確；光照強(qiáng)度通過影響光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和[H]的含量，進(jìn)而影響C3 Ⅰ到C3 Ⅱ的轉(zhuǎn)化過程，間接影響C5濃度，②正確；C3 Ⅱ輸出時(shí)釋放C5，所以受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C3 Ⅱ輸出速度與C5的濃度有關(guān)，③正確；酶R能催化C5與O2結(jié)合生成C2化合物，所以其反應(yīng)強(qiáng)度的大小會(huì)影響C5的濃度，④正確。(4)可溶性糖在葉綠體中大量存在時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其滲透壓升高，使葉綠體不斷地吸水，從而漲破。
答案：(1)轉(zhuǎn)錄　tRNA　(2)類囊體　[H]　C5(五碳化合物)　(3)①②③④　(4)吸水漲破
13．卡爾文及其同事因在光合作用方面的研究成果獲得了1961年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。卡爾文將小球藻裝在一個(gè)密閉容器中，通過一個(gè)通氣管向玻璃容器中通入CO2，通氣管上有一個(gè)開關(guān)，可控制CO2的供應(yīng)，容器周圍有光源，通過控制電源開關(guān)可控制光照的有無。請回答下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)材料小球藻屬于________(填“原核”或“真核”)生物。
(2)卡爾文通過停止________來探究光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系，他得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是下圖中的________。
(3)卡爾文通過停止________來探究光合作用過程中固定CO2的化合物，這時(shí)他發(fā)現(xiàn)C5的含量快速升高，由此得出固定CO2的物質(zhì)是C5。
(4)卡爾文向密閉容器中通入14CO2，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到第5 s時(shí)，14C出現(xiàn)在一種C5和一種C6中；將反應(yīng)時(shí)間縮短到0.5 s時(shí)，14C出現(xiàn)在一種C3中。上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過控制________來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的，采用的技術(shù)方法有________________等。
(5)卡爾文將不同反應(yīng)條件下的小球藻放入70 ℃的蒸餾水中，這樣做是為了使細(xì)胞中的________失活，此時(shí)，細(xì)胞中的化合物就保持在熱處理之前的狀態(tài)。
解析：(1)小球藻屬于真核生物。(2)在光照下，光反應(yīng)進(jìn)行，其產(chǎn)生的ATP和[H]參與暗反應(yīng)中C3的還原，因此，通過停止光照可以探究光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系。當(dāng)停止光照后，光反應(yīng)停止，ATP和[H]的合成停止，則C3的還原減少，C3濃度增大，C5濃度減小，停止光照一段時(shí)間后，C3和C5濃度基本保持不變。(3)在暗反應(yīng)中，CO2與C5結(jié)合形成C3，當(dāng)停止CO2的供應(yīng)后，CO2的固定受到影響，故會(huì)導(dǎo)致C5含量升高。(4)由題中敘述可知，實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過控制反應(yīng)時(shí)間來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的，該實(shí)驗(yàn)中他采用了放射性同位素標(biāo)記法。(5)酶是生物體內(nèi)催化化學(xué)反應(yīng)的催化劑，大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在高溫下酶的結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)不能進(jìn)行，化合物的含量不再發(fā)生變化。
答案：(1)真核　(2)光照　A　(3)CO2的供應(yīng)　(4)反應(yīng)時(shí)間　同位素標(biāo)記法　(5)酶
14．如圖甲是適宜環(huán)境中大豆光合作用過程的部分圖解，圖乙是某研究小組在15 ℃條件下以水稻為材料進(jìn)行研究得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(光合作用的最適溫度為25 ℃，呼吸作用的最適溫度為30 ℃)。請回答相關(guān)問題：
(1)圖甲所示過程進(jìn)行的場所是________；圖甲中A代表的物質(zhì)是________，a代表________過程。若將該植物突然轉(zhuǎn)移到高溫、強(qiáng)光照、干燥的環(huán)境中，葉片將部分氣孔關(guān)閉，此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)B的含量變化是________(填“增加”“不變”或“減少”)。
(2)由圖乙可知本實(shí)驗(yàn)的目的是研究__________________________________________
_________________________________________。
圖乙中E點(diǎn)的含義是____________________________________________________。
(3)若將圖乙的實(shí)驗(yàn)溫度升高10 ℃，則F點(diǎn)向________(填“左”或“右”)側(cè)移動(dòng)，呼吸速率曲線向________(填“上”或“下”)移動(dòng)。
解析：(1)圖甲為大豆光合作用的暗反應(yīng)階段，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行；圖中A表示五碳化合物(C5)，B表示三碳化合物(C3)，C表示[H]；a過程為CO2的固定。若部分氣孔關(guān)閉，則CO2吸收不足，導(dǎo)致C5的含量增加，C3的含量減少。(2)由圖乙可知，該實(shí)驗(yàn)探究的是光照強(qiáng)度對光合速率和呼吸速率的影響。E點(diǎn)的含義是光合速率與呼吸速率相等時(shí)需要(或?qū)?yīng))的光照強(qiáng)度。(3)圖乙是在15 ℃條件下所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，溫度升高10 ℃，呼吸速率和光合速率均增大，因此呼吸速率曲線向上移動(dòng)，達(dá)到最大光合速率所需的光照強(qiáng)度增大，F(xiàn)點(diǎn)右移。
答案：(1)葉綠體基質(zhì)　五碳化合物(C5)　CO2的固定　減少　(2)光照強(qiáng)度對光合速率和呼吸速率的影響　光合速率與呼吸速率相等時(shí)需要(或?qū)?yīng))的光照強(qiáng)度　(3)右　上
15．某農(nóng)科院對一新品種旱冬瓜種子萌發(fā)所需條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示(實(shí)驗(yàn)所需溫度、濕度、空氣等符合要求)；另又做了光照強(qiáng)度對不同葉齡該旱冬瓜幼苗葉片吸收CO2量的影響實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如曲線圖所示。請分析回答下列問題：
處理 萌發(fā)率/% 平均萌發(fā)率/%
第1組 第2組 第3組 第4組 第5組
光照培養(yǎng) 23 18 11 17 14 16.6
暗培養(yǎng) 0 2 0 0 1 0.6
暗培養(yǎng)后補(bǔ)充光照 15 13 19 16 20 16.6
(1)該品種旱冬瓜種子萌發(fā)率實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是__________和________。分析表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是___________________________________________________。
(2)該品種旱冬瓜種子萌發(fā)早期某階段測得CO2釋放量比O2吸收量多，原因是__________________________________________________________，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)分解丙酮酸的場所是____________________。
(3)曲線圖中光照為50 klx時(shí)，6月齡和3月齡旱冬瓜葉片每小時(shí)吸收的CO2量為________μmol·m－2；大于此光照時(shí)，兩曲線不再重疊，對比兩曲線，據(jù)3月齡曲線分析可能原因是______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)當(dāng)光照強(qiáng)度為________klx時(shí)葉片的光合速率不受苗齡的影響，________月齡苗適于在遮陰條件下生長。
解析：(1)該品種旱冬瓜種子萌發(fā)率實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是光照的有無和萌發(fā)率，分析表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是光照是旱冬瓜種子萌發(fā)的條件。(2)種子在完全進(jìn)行有氧呼吸時(shí)消耗的O2與產(chǎn)生的CO2體積相等，完全進(jìn)行無氧呼吸時(shí)，不消耗O2，但產(chǎn)生CO2。若某階段測得CO2釋放量比O2吸收量多，這說明種子既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸。進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，丙酮酸進(jìn)入線粒體代謝，進(jìn)行無氧呼吸時(shí)，丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中代謝。(3)曲線圖中光照為50 klx時(shí)，6月齡和3月齡旱冬瓜葉片每小時(shí)吸收的CO2量為3×60×60＝10 800(μmol·m－2)；大于此光照時(shí)，兩曲線不再重疊，對比兩曲線，據(jù)3月齡曲線分析可能原因是3月齡苗與光合作用相關(guān)的酶少或活性低；較強(qiáng)光照可能會(huì)灼傷3月齡幼葉中的葉綠體，導(dǎo)致3月齡苗光合強(qiáng)度低于6月齡苗，且隨光照強(qiáng)度增加而下降。(4)由曲線圖分析可知，當(dāng)光照強(qiáng)度為0～50 klx時(shí)葉片的光合速率不受苗齡的影響，3月齡苗在光照強(qiáng)度大于1 000 klx 后，隨光照強(qiáng)度的增加光合速率減慢，所以適于在遮陰條件下生長。
答案：(1)光照的有無　萌發(fā)率　光照是旱冬瓜種子萌發(fā)的條件　(2)此時(shí)期旱冬瓜種子除進(jìn)行有氧呼吸外，還進(jìn)行無氧呼吸　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體　(3)10 800　3月齡苗與光合作用相關(guān)的酶少或活性低；較強(qiáng)光照可能會(huì)灼傷3月齡幼葉中的葉綠體，導(dǎo)致3月齡苗光合強(qiáng)度低于6月齡苗，且隨光照強(qiáng)度增加而下降　(4)0～50　3
第3課時(shí)　光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系
一、表格比較光合作用和有氧呼吸的區(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→化學(xué)能(儲(chǔ)能) 穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能(放能)
實(shí)質(zhì) 合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量 分解有機(jī)物，釋放能量，供細(xì)胞利用
場所 葉綠體 活細(xì)胞(主要在線粒體)
條件 只在光下進(jìn)行 有光、無光都能進(jìn)行
二、圖解光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系
[基礎(chǔ)微點(diǎn)練清]
1．判斷正誤
(1)植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成ATP(√)
(2018·全國卷Ⅲ，T5D)
(2)細(xì)胞中糖類合成與分解的過程為(CH2O)＋O2CO2＋H2O＋能量，過程①和②均能產(chǎn)生[H]，兩者還原的物質(zhì)不同(√)
(3)適宜光照下，在葉肉細(xì)胞中CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)(√)
(4)光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP(×)
(5)光合作用的光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP用于C3還原、CO2的固定及物質(zhì)運(yùn)輸?shù)冗^程(×)
(6)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP也可用于暗反應(yīng)中C3的還原(×)
(7)凈光合速率長期為零時(shí)會(huì)導(dǎo)致幼苗停止生長(√)
2．如圖表示生物細(xì)胞內(nèi)[H]的轉(zhuǎn)移過程，下列分析正確的是(　　)
H2O[H](CH2O)
A．①過程可以發(fā)生在葉綠體基粒上，且伴隨著ADP的產(chǎn)生
B．②過程一定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，且必須在光下才能進(jìn)行
C．真核細(xì)胞的③過程發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，且必須有氧氣參與
D．真核細(xì)胞的④過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，且必須有H2O參與反應(yīng)
解析：選C　①過程可以發(fā)生在葉綠體基粒上，且伴隨著ATP的產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；②過程一定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，且有光無光均可進(jìn)行，B錯(cuò)誤；真核細(xì)胞的③過程發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，且必須有氧氣參與，C正確；真核細(xì)胞的④過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中，且必須有H2O參與反應(yīng)，D錯(cuò)誤。
3．(新人教版必修1 P108選擇題T6)在我國西北地區(qū)，夏季日照時(shí)間長，晝夜溫差大，那里出產(chǎn)的瓜果往往特別甜。這是因?yàn)?　　)
A．白天光合作用微弱，晚上呼吸作用微弱
B．白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用強(qiáng)烈
C．白天光合作用微弱，晚上呼吸作用強(qiáng)烈
D．白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用微弱
解析：選D　西北地區(qū)晝夜溫差大，白天溫度高，光合作用強(qiáng)，晚上溫度低，呼吸作用弱，導(dǎo)致有機(jī)物的積累量增多，所以瓜果比較甜。
4．下列與綠色植物新陳代謝有關(guān)的敘述中，正確的是(　　)
A．陽生植物的暗反應(yīng)可以在有光的條件下進(jìn)行，陰生植物的暗反應(yīng)只能在黑暗的條件下進(jìn)行
B．大豆根吸收礦質(zhì)元素所需的ATP直接來源于光合作用
C．向水果貯存中充入N2和CO2的主要目的是抑制無氧呼吸，減少有機(jī)物的消耗，延長水果的倉儲(chǔ)時(shí)間
D．從植物體內(nèi)提取的葉綠素溶液，即使給予適宜的溫度、光照和CO2，也無法檢測到有氧氣生成
解析：選D　陽生植物的暗反應(yīng)可以在有光的條件下進(jìn)行，陰生植物的暗反應(yīng)也可以在有光的條件下進(jìn)行，A錯(cuò)誤；大豆根吸收礦質(zhì)元素所需的ATP直接來源于呼吸作用，光合作用中光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)，B錯(cuò)誤；向水果貯存?zhèn)}中充入N2和CO2的主要目的是抑制有氧呼吸，減少有機(jī)物的消耗，延長水果的倉儲(chǔ)時(shí)間，C錯(cuò)誤；僅僅有葉綠素只能吸收光能，無法將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，要想將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，需要色素和蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物，共同完成光反應(yīng)，所以給予葉綠素提取液適宜的溫度、光照和CO2，也無法檢測到有氧氣生成，D正確。
一、光合作用和細(xì)胞呼吸中物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化關(guān)系
[試考題·查欠缺]
1．(2021·南平模擬)如圖表示葉肉細(xì)胞內(nèi)光合作用與細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系，①～⑥代表有關(guān)生理過程。下列說法正確的是(　　)
A．③過程中需要H2O作為反應(yīng)物，反應(yīng)場所是線粒體內(nèi)膜
B．③過程產(chǎn)生的CO2用于⑥，至少需要穿過4層膜
C．⑤過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，產(chǎn)生的[H]可用于C3還原
D．②③④過程有ATP生成，均可為①過程提供能量
解析：選B　③過程為有氧呼吸第二階段，需要H2O作為反應(yīng)物，反應(yīng)場所是線粒體基質(zhì)，A錯(cuò)誤；有氧呼吸第二階段(③)產(chǎn)生的CO2用于該細(xì)胞CO2的固定(⑥)，需要穿過線粒體兩層生物膜和葉綠體兩層生物膜，B正確；⑤過程為水的光解，發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，產(chǎn)生的[H]可用于C3還原，C錯(cuò)誤；②過程為有氧呼吸第一階段、③過程為有氧呼吸第二階段、④過程為有氧呼吸第三階段，三個(gè)過程都有ATP生成，但不為①過程提供能量，D錯(cuò)誤。
2．(2021·重慶模擬)如圖是綠色植物葉肉細(xì)胞的部分代謝過程圖解，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．過程①表示光合作用暗反應(yīng)，無光條件下能一直進(jìn)行
B．過程②發(fā)生在線粒體中，所有細(xì)胞生物都能進(jìn)行
C．乳酸菌在有氧和無氧條件下都不可能完成過程③
D．過程③產(chǎn)生的[H]、ATP、CO2都用于過程①
解析：選C　過程①表示光合作用暗反應(yīng)，有光和無光都能進(jìn)行，但需要光反應(yīng)提供[H]和ATP，A錯(cuò)誤；過程②表示葡萄糖分解成丙酮酸，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，所有活細(xì)胞都能進(jìn)行，B錯(cuò)誤；過程③生成CO2和[H]，并釋放能量形成ATP，所以過程③表示有氧呼吸第二階段，乳酸菌是厭氧型細(xì)菌，所以不能完成過程③，C正確；過程①暗反應(yīng)所需能量只能來自光反應(yīng)，過程③產(chǎn)生的[H]、ATP都不能用于過程①，但產(chǎn)生的CO2可用于過程①，D錯(cuò)誤。
[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]
1．從元素轉(zhuǎn)移角度分析光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系
元素 流動(dòng)過程
C CO2(CH2O)丙酮酸CO2
O H2O光反應(yīng)O2H2O
H H2O[H](CH2O) [H] H2O　　　
2．18O2在光合作用和細(xì)胞呼吸中的轉(zhuǎn)移途徑
①18O2HOC18O2C6HO6
②C6HO618O2
3．光合作用與細(xì)胞呼吸中[H]與ATP的來源及去路分析
(1)[H]的來源和去路比較
(2)ATP的來源與去路比較
注：光合作用中的[H]為NADPH，細(xì)胞呼吸中[H]為NADH。
[練題點(diǎn)·全過關(guān)]
1．(2021·武漢模擬)圖甲、圖乙表示植物某個(gè)葉肉細(xì)胞中兩種膜結(jié)構(gòu)以及發(fā)生的部分生化反應(yīng)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．圖甲表示葉綠體內(nèi)膜，圖乙表示線粒體內(nèi)膜
B．在圖甲、圖乙膜上都發(fā)生了能量轉(zhuǎn)換的過程
C．圖甲、圖乙除產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還均可產(chǎn)生ATP
D．圖甲、圖乙膜結(jié)構(gòu)都屬于生物膜系統(tǒng)
解析：選A　圖甲能發(fā)生H2O的光解，場所是葉綠體的類囊體薄膜，圖乙發(fā)生的是[H]的氧化，場所是線粒體內(nèi)膜，A錯(cuò)誤；在圖甲膜上進(jìn)行的光反應(yīng)，是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能，在圖乙膜上進(jìn)行有氧呼吸的第三階段，是將有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成ATP中的化學(xué)能和熱能，B正確；圖甲表示光合作用中的光反應(yīng)，產(chǎn)生ATP，圖乙表示有氧呼吸的第三階段，也產(chǎn)生ATP，C正確；圖甲、圖乙膜結(jié)構(gòu)都屬于生物膜系統(tǒng)，D正確。
2．將盆栽植物天竺葵澆上含18O的水后，置于密閉的玻璃鐘罩內(nèi)，再把整個(gè)裝置放在室外陽光下，并保持適宜的溫度條件。一周后，玻璃鐘罩內(nèi)的空氣及天竺葵中下列哪些物質(zhì)可能含有18O(　　)
①O2　②水蒸氣　③CO2　④葡萄糖　⑤氨基酸　⑥脂肪
A．①②中含有，③④⑤⑥中沒有
B．①②③中含有，④⑤⑥中沒有
C．①②③④中含有，⑤⑥中沒有
D．①②③④⑤⑥中都可能含有
解析：選D　植物體內(nèi)的水能夠通過蒸騰作用以水蒸氣的形式散發(fā)到空氣中，水還可經(jīng)過光合作用生成O2，存在于周圍的空氣中；植物體內(nèi)水中的氧經(jīng)呼吸作用轉(zhuǎn)移到CO2中，CO2也會(huì)釋放到周圍的空氣中；CO2中的氧，通過光合作用又可轉(zhuǎn)移到葡萄糖中，而葡萄糖經(jīng)轉(zhuǎn)化可形成脂肪和氨基酸，從而18O可進(jìn)入脂肪和氨基酸等有機(jī)物中。
3．如圖是某植物光合作用和細(xì)胞呼吸過程示意圖。Ⅰ～Ⅶ代表物質(zhì)，①～③代表過程。據(jù)圖回答下列問題：
(1)將該植物由光下突然置于黑暗中，甲圖中C3的含量將________，C5的含量將________。
(2)與馬鈴薯塊莖細(xì)胞在缺氧時(shí)的代謝相比，乙圖特有的步驟是________(填數(shù)字)，這些過程發(fā)生在__________________________________________________________中。
(3)若用18O標(biāo)記甲圖中的H2O，則在細(xì)胞呼吸產(chǎn)物中能首先測到放射性的物質(zhì)是________，甲、乙兩圖中不同數(shù)字代表同一物質(zhì)的標(biāo)號是________________。
(4)根據(jù)上圖寫出根吸收無機(jī)鹽離子所需能量的形成過程：光能→________________→________________→______________________→用于吸收無機(jī)鹽離子的能量。
解析：(1)將植物由光下突然置于黑暗環(huán)境中，光反應(yīng)停止，不能合成[H]和ATP，C3還原過程減慢，C3含量增多，C5含量減少。(2)乙圖表示有氧呼吸過程，馬鈴薯塊莖在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，與無氧呼吸相比，有氧呼吸特有的階段是第二、三階段，即乙圖中的②③過程，分別發(fā)生在線粒體基質(zhì)中和線粒體內(nèi)膜上。(3)甲圖中的HO通過光解產(chǎn)生18O2，在有氧呼吸第三階段與[H]結(jié)合生成HO。甲、乙兩圖分別表示光合作用和有氧呼吸，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ分別表示NADPH、O2、CO2、(CH2O)、[H]、O2、CO2，Ⅱ、Ⅵ都表示O2，Ⅲ、Ⅶ都表示CO2。(4)在光合作用過程中由光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，進(jìn)而形成有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，再通過呼吸作用過程轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能。
答案：(1)增多　減少　(2)②③　線粒體的基質(zhì)和內(nèi)膜(或線粒體)　(3)水　Ⅱ與Ⅵ、Ⅲ與Ⅶ　(4)活躍的化學(xué)能　葡萄糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能　ATP中活躍的化學(xué)能
二、光合速率、呼吸速率及其相互關(guān)系
[試考題·查欠缺]
1.(2021·漳州模擬)如圖曲線表示在適宜溫度、水分和一定的光強(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．CO2濃度大于a時(shí)，甲才能進(jìn)行光合作用
B．適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，a點(diǎn)將左移
C．CO2濃度為b時(shí)，甲、乙總光合作用強(qiáng)度一定相等
D．甲、乙光合作用強(qiáng)度隨CO2濃度的增大而不斷增強(qiáng)
解析：選B　甲植物在a點(diǎn)時(shí)，凈光合速率等于零，故a之前已經(jīng)開始進(jìn)行光合作用，A錯(cuò)誤；增加光照強(qiáng)度，光合速率增大，呼吸速率不變，故a點(diǎn)左移，B正確；CO2濃度為b時(shí)，甲、乙的凈光合速率相同，二者的呼吸速率不同，則總光合作用強(qiáng)度不相同，C錯(cuò)誤；在CO2飽和點(diǎn)之前，隨CO2濃度增大，光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，超過CO2飽和點(diǎn)之后，光合作用強(qiáng)度不變，D錯(cuò)誤。
2.已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，如圖表示30 ℃時(shí)光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度降到25 ℃(原光照強(qiáng)度和CO2濃度不變)，理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)a、b、d的移動(dòng)方向分別是(　　)
A．下移、右移、上移　　　　 B．下移、左移、下移
C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移
解析：選C　圖中a、b、c三點(diǎn)分別表示細(xì)胞呼吸強(qiáng)度、光補(bǔ)償點(diǎn)和在光飽和點(diǎn)時(shí)的光合作用強(qiáng)度。由題干“光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃”可知，當(dāng)溫度從30 ℃降到25 ℃時(shí)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度降低，a點(diǎn)上移；光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，所以光飽和點(diǎn)(c點(diǎn))時(shí)吸收的CO2增多，c點(diǎn)上移。b點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度＝細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，在25 ℃時(shí)細(xì)胞呼吸作用強(qiáng)度降低，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，在除光照強(qiáng)度外其他條件不變的情況下要使其仍然與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，需降低光照強(qiáng)度以使光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，即b點(diǎn)左移。
3.(2018·全國卷Ⅰ)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖所示。回答下列問題：
(1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲、乙兩種植物中，對光能的利用率較高的植物是________。
(2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，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(jù)是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
解析：(1)由曲線圖可知，光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲植物的凈光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而增加的幅度更大，說明甲植物對光能的利用率較高。(2)當(dāng)種植密度過大時(shí)，植株的葉片會(huì)相互遮擋，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致植物凈光合速率下降。由曲線圖可知，光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲線圖可知，在低光照強(qiáng)度下，乙植物的凈光合速率較高，在高光照強(qiáng)度下，乙植物的凈光合速率明顯低于甲植物，所以乙植物更適合在林下低光照強(qiáng)度的環(huán)境下種植。(4)夏日晴天中午12點(diǎn)，溫度較高，部分氣孔關(guān)閉，進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2明顯減少，抑制了暗反應(yīng)，導(dǎo)致葉片的光合速率明顯降低。
答案：(1)甲　(2)甲　光照強(qiáng)度降低導(dǎo)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(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大　(3)乙　(4)CO2
[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]
1．光合作用、呼吸作用的“三率”圖示分析
(1)“三率”的表示方法
①呼吸速率：綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織一定時(shí)間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量，即圖1中A點(diǎn)。
②凈光合速率：綠色組織在有光條件下測得的一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量，即圖1中的C′C段對應(yīng)CO2量，也稱為表觀光合速率。
③總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，即圖1中的AD對應(yīng)的CO2總量。
(2)圖2中曲線Ⅰ表示總光合量，曲線Ⅲ表示呼吸量，曲線Ⅱ表示凈光合量。交點(diǎn)D對應(yīng)點(diǎn)E，此時(shí)凈光合量為0，B點(diǎn)時(shí)植物生長最快。
(3)圖3中曲線c表示凈光合速率，d表示呼吸速率，c＋d表示總光合速率。在G點(diǎn)時(shí)，總光合速率是呼吸速率的2倍。
(4)圖1中B對整個(gè)植株而言，光合速率＝呼吸速率，而對于葉肉細(xì)胞來說，光合速率＞呼吸速率。
2．曲線圖中的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)分析
(1)光補(bǔ)償點(diǎn)的兩種生理狀態(tài)
①整個(gè)植株：光合作用強(qiáng)度＝呼吸作用強(qiáng)度。
②葉肉細(xì)胞：光合作用強(qiáng)度＞呼吸作用強(qiáng)度。
(2)環(huán)境條件改變與光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)移動(dòng)方向的關(guān)系
①光補(bǔ)償點(diǎn)的移動(dòng)
a.呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。
b.呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左

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