資源簡介

新人教生物一輪復習課堂互動探究案
3-3　光合作用
考點一　捕獲光能的色素和葉綠體的結構
任務驅動·探究突破
任務1　對影響葉綠素合成因素的分析
(1)光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中________合成葉綠素，葉片會________，離體葉綠素在強光下易分解。
(2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關______的活性，一般葉綠素合成的最低溫度是2～4 ℃，最適溫度是30 ℃，另外，低溫時葉綠素容易被破壞，葉子會變黃。
(3)礦質元素：葉綠素合成的必需元素，如氮、鎂；葉綠素合成的輔助成分，如鐵、銅是某些酶的活化劑。植物如果缺________后葉綠素都不能合成，葉子會變黃。
任務2　不同色素對光的吸收及應用分析
(1)不同色素對光的吸收
①葉綠體中的色素只吸收________，而對紅外光和紫外光等________。
②葉綠素主要吸收____________。類胡蘿卜素主要吸收________。
(2)不同色素對光吸收的應用
①無色透明大棚能透過日光中各色光，有色大棚主要透過同色光，其他光被其吸收，所以無色透明的大棚中植物的光合效率________。
②葉綠素對________光吸收最少，因此______色塑料大棚中植物的光合效率最低。
　關于光合色素的4點提醒
(1)可進行光合作用的細胞不一定都含有葉綠體(如藍細菌等)，但是都含有光合色素。
(2)葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大，對其他波段的可見光并非不吸收，只是吸收量較少。
(3)植物葉片呈現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。
(4)植物的液泡中含有的色素不參與光合作用。
任務3　研析深化教材，析因推理歸納，提升學科素養
科學思維
(1)(選擇性必修1 P106“相關信息”)為什么植物體主要吸收紅光和藍光？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)(必修1 P97“問題探討”)植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養液成分等條件下，生產蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍色和白色的光源，靠人工光源生產蔬菜有什么好處？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考向分類·對點落實
考向一 色素的種類及功能的綜合考查
1.[經典高考]關于葉綠素的敘述，錯誤的是(　　)
A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素
B．被葉綠素吸收的光可用于光合作用
C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區的吸收峰值不同
D.植物呈現綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光
2．[經典高考]紅楓是一種木本觀賞植物，在生長季節葉片呈紅色，下列關于該植物的敘述，正確的是(　　)
A．紅楓葉片不含葉綠素
B．紅楓葉片呈紅色是因為吸收了紅光
C．紅楓葉片能吸收光能進行光合作用
D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用
　色素與葉片的顏色
正常 綠色 正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3∶1，且對綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現綠色
葉色 變黃 寒冷時，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩定，顯示出類胡蘿卜素的顏色，葉子變黃
葉色 變紅 秋天降溫時，植物體為適應寒冷，體內積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉子呈現紅色
考向二 根據吸收光譜確定光合色素的功能
3.[2022·河北衡水中學調研]下圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據圖判斷，以下說法不正確的是(　　)
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度
C．由550 nm波長的光轉為670 nm波長的光后，葉綠體中C3的量增加
D.土壤中缺乏鎂時，植物對420～470 nm波長的光的利用量顯著減少
4．[2022·北京朝陽區一模]為探究和開發天然食用色素，某研究小組取等量相同品種的紅棗，用某種溶劑提取紅棗中水溶性的紅色素，用紫外光譜儀測定不同溫度下提取液的吸光度(吸光度越大，紅色素含量越高)，實驗結果如圖所示。下列分析合理的是(　　)
A．不同品種紅棗的紅色素含量相同
B．提取紅色素的較適宜溫度在60～80℃之間
C．提取紅棗中的紅色素與提取光合色素的溶劑相同
D．實驗目的是探究溫度對紅棗中紅色素合成的影響
等級考必考教材實驗 ——綠葉中色素的提取和分離
任務驅動·探究突破
任務1　分析綠葉中色素的提取和分離實驗中異常現象出現的原因
異常現象 原因分析
收集到 的濾液 綠色過淺 ①未加______________，研磨不充分； ②使用放置數天的菠菜葉，濾液__________太少； ③一次加入大量的________，提取液濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇)； ④未加______或加入過少，色素分子被破壞
濾紙條色 素帶重疊 ①濾液細線____； ②濾液細線____
濾紙條無 色素帶　 ①忘記畫濾液細線；②濾液細線觸及______，且時間較長，色素全部溶解到______中
任務2　研析深化教材，析因推理歸納，提升學科素養
(1)為什么需要選用新鮮綠色的葉片做實驗材料？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)研磨時為什么要迅速？研磨時為什么還要加入少量的CaCO3和SiO2
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)盛放濾液的試管口為什么要加棉塞？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)濾紙為什么需預先干燥處理？在制備濾紙條時，為什么將一端的兩個角剪掉？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)為什么畫濾液細線要直、細、勻，而且待濾液細線干燥后再重復畫一兩次？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(6)在層析時，為什么不能讓濾液細線觸及層析液液面？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(7)分析濾紙條上色素帶寬窄不同的原因。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(8)如圖是實驗得到的色素在濾紙條上的分布圖示，分析比較各種色素的含量及其在層析液中的溶解度的大小。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考向分類·對點落實
考向一 教材實驗的基礎考查
1.[經典高考]下列用新鮮菠菜葉進行色素提取、分離實驗的敘述，正確的是(　　)
A．應該在研磨葉片后立即加入CaCO3，防止色素被破壞
B．即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素
C．為獲得10 mL提取液，研磨時一次性加入10 mL 乙醇研磨效果最好
D．層析完畢后應迅速記錄結果，否則葉綠素條帶會很快隨溶液揮發消失
2．[經典高考改編]為研究高光強對移栽幼苗光合色素的影響，某同學用乙醇提取葉綠體中的色素，用石油醚進行紙層析，如圖為濾紙層析的結果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述錯誤的是(　　)
A.強光照導致了該植物葉綠素含量降低
B．類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照
C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰波長不同
D．畫濾液線時，濾液在點樣線上只能畫一次
3．[2022·江蘇淮安模擬]甲、乙、丙、丁四位同學，在利用新鮮綠色菠菜葉為實驗材料，用層析法進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結果。下列分析，錯誤的是(　　)
A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液
B．乙可能是因為研磨時加入無水乙醇過多
C．丙可能是正確操作得到的理想結果
D．丁可能是因為研磨時未加入CaCO3
考向二 教材實驗的拓展考查
4.[2022·河北冀州中學段考]下圖表示用韭菜宿根進行的相關對照實驗流程。下列敘述錯誤的是(　　)
A．提取色素時，要加入SiO2和CaCO3，并進行充分研磨
B．色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同
C．實驗結果①可說明葉綠素合成需要光照
D．實驗結果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多
5．[經典高考]中國的飲食講究“色香味”，顏色會影響消費。小李同學擬研發“綠色”食用色素，他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。
Ⅰ.提取葉綠素
Ⅱ.探究pH對葉綠素穩定性的影響
取一些葉綠素粗產品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25 ℃)下進行實驗，方法和結果如下表。
實驗組號 葉綠素溶液/mL 調pH至 處理時間/ min 溶液顏色
① 3.0 Y 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
　注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。
根據所學知識和實驗結果，請回答問題。
(1)提取食用葉綠素的X應該為____________，原因是________________________________________________________________________。
(2)表中Y應該為________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于________食品，否則________________________________________________________________________。
(4)小李想了解葉綠素粗產品中是否含有其他色素，請你提供檢測方法并寫出主要步驟。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[師說技巧]　明確題干信息，抓準自變量
題意明確提出：“探究pH對葉綠素穩定性的影響”，顯然本實驗的自變量是“pH”；據表中信息可以看出，因變量是色素的“顏色”；本實驗采用設計pH梯度進行定量探究。分析表格可知，②③④組的pH相差1.0，可推斷pH梯度值是1.0，因此實驗組①的pH應是8.0。為保證實驗結果的準確性，不同實驗組葉綠素溶液的量及處理時間都要嚴格遵循等量原則和單一變量原則。
考點二　光合作用的探究歷程及過程
任務驅動·探究突破
任務1　光合作用的過程分析
(1)反應式及元素去向的分析：
①反應式：(以生成C6H12O6為例)：____________________________________。
(2)光反應中光能轉化成的活躍化學能僅貯存于ATP中嗎？
________________________________________________________________________。
(3)光反應產生的[H]與細胞呼吸產生的[H]是否為同一類物質？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
　有關光合作用的幾點提醒
(1)光合作用產生的[H]不同于細胞呼吸產生的[H]，且[H]既不是H＋，也不是H，其中前者是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)，后者為還原型輔酶Ⅰ(NADH)。
　(2)光合作用水分解為氧和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。　
(3)在暗反應中NADPH既作為還原劑，也能為C3的還原提供能量。
(4)光反應產生的ATP用于C3的還原，不用于其他生命活動。
任務2　對環境因素改變引起物質含量動態變化的判斷
(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的含量變化
　注：C3的起始值高于C5，約是其2倍。
(3)連續光照和間隔光照下的有機物合成量分析
①光反應為暗反應提供的NADPH和ATP在葉綠體中有少量的積累，在光反應停止時，暗反應仍可持續進行一段時間，有機物還能繼續合成。
②持續光照條件下，會造成NADPH、ATP的過度積累，利用不充分；光照和黑暗間隔條件下，NADPH、ATP基本不積累，能夠被充分利用；因此在光照時間相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續光照處理有機物積累量________。
例如：若同一植物處于兩種不同情況下進行光合作用，甲一直光照10分鐘，黑暗處理10分鐘；乙光照5秒，黑暗處理5秒，持續20分鐘，則光合作用制造的有機物：甲________乙。
[名師提醒]
(1)以上分析只表示條件改變后短時間內各物質相對含量的變化。
(2)以上各物質變化中，C3和C5含量的變化是相反的，NADPH和ATP含量變化是一致的。
(3)具體分析時只有理清C3、C5的“來源”與“去路”(C3產生于CO2的固定，消耗于C3的還原；C5產生于C3的還原，消耗于CO2的固定)，才能避開試題陷阱。
任務3　光合作用與有氧呼吸的比較
能量 變化 光合作用 有氧呼吸
光能→化學能(儲能) ________________
實質 ________________ 分解有機物、釋放能量，供細胞利用
場所 葉綠體 ________________
條件 只在光下進行 有光、無光都能進行
聯系
任務4　研析深化教材，析因推理歸納，提升學科素養
(1)(教材必修1 P102“思考·討論”材料思考)1937年，英國植物學家希爾發現，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑，在無CO2的條件下給予光照，可以釋放出氧氣，由此實驗你能得出什么結論？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)(教材必修1 P104正文拓展)光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，一定時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析。實驗發現，僅僅30 s的時間，放射性代謝產物多達幾十種，縮短時間到7 s，發現放射性代謝產物減少到12種。如果要探究CO2轉化成的第一個產物是什么，可能的實驗思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考向分類·對點落實
考向一 教材經典實驗的拓展考查
1.[2022·北京海淀區階段考]希爾從細胞中分離出葉綠體，并發現在沒有CO2時，給予葉綠體光照，就能放出O2，同時使電子受體還原。希爾反應式：H2O＋氧化態電子受體→還原態電子受體＋1/2O2。在希爾反應的基礎上，阿爾農又發現在光下的葉綠體，不供給CO2時，既積累NADPH也積累ATP；進一步實驗，撤去光照，供給CO2，發現NADPH和ATP被消耗，并產生有機物。下面關于希爾反應和阿爾農發現的敘述錯誤的是(　　)
A．光合作用釋放的O2來自水而不是CO2
B．NADPH和ATP的形成發生在葉綠體類囊體薄膜上
C．希爾反應與CO2合成有機物的過程是兩個過程
D．光合作用的需光過程為CO2合成有機物提供ATP和NADPH
2．下圖表示較強光照且溫度相同以及水和小球藻的質量相等的條件下，小球藻進行光合作用的實驗示意圖。一段時間后，以下相關比較，不正確的是(　　)
A.Y2的質量大于Y3的質量
B．④中小球藻的質量大于①中小球藻的質量
C．②中水的質量大于④中水的質量
D．試管①的質量大于試管②的質量
考向二 光合作用中的經典實例拓展
3.[海南卷]將葉綠體懸浮液置于陽光下，一段時間后發現有氧氣放出。下列相關說法，正確的是(　　)
A．離體葉綠體在自然光下能將水分解產生氧氣
B.若將葉綠體置于紅光下，則不會有氧氣產生
C．若將葉綠體置于藍紫光下，則不會有氧氣產生
D.水在葉綠體中分解產生氧氣需要ATP提供能量
4．[經典高考]為證實葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給予一定的條件，這些條件是(　　)
A．光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液
B.光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液
C.黑暗、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液
D.黑暗、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液
考向三 光合作用過程中條件改變中間產物含量的變化
5.[2022·錦州質檢]光合作用通過密切關聯的兩大階段——光反應和暗反應實現。對于改變反應條件而引起的變化，說法正確的是(　　)
A．突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中C5/C3比值減小
B．突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP比值增加
C．突然將紅光改變為綠光會暫時引起葉綠體基質中C3/C5比值減小
D．突然將綠光改變為紅光會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP比值減小
6．(不定項選擇)正常生長的綠藻，照光培養一段時間后，用黑布迅速將培養瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內可能發生的現象是(　　)
A．O2的產生停止
B．CO2的固定加快
C．ATP/ADP比值下降
D．NADPH/NADP＋比值下降
考向四 光合作用過程的綜合考查
7.(不定項選擇)如圖所示為葉肉細胞中葉綠體進行光合作用的過程，A、B代表物質。下列敘述錯誤的是(　　)
A．葉綠體能將光能轉變為化學能儲存在有機物中
B．①上產生的B物質移動到②參與CO2的固定
C.②中產生的NADP＋移動到①上參與H2O的光解
D．①上產生的A物質可用于CO2的固定和C3的還原
8．(不定項選擇)某科學家用分離的葉綠體進行下列實驗：先將葉綠體浸泡在pH＝4的溶液中，使類囊體空腔中的pH為4。然后將此葉綠體轉移到pH＝8的溶液中，結果此葉綠體在黑暗中就能合成ATP。據此推測，下列說法正確的是(　　)
A.植物葉片中的葉綠體在光照和黑暗的條件下都能產生ATP
B．此葉綠體在黑暗中合成ATP的原因是類囊體內外存在H＋梯度
C．葉綠體光下產生ATP，其中光照的作用可能是使類囊體內外產生H＋梯度
D．此葉綠體在黑暗中合成ATP的同時不會釋放氧氣
考點三　影響光合作用的因素及在生產上的應用
任務驅動·探究突破
任務1　光合作用強度的表示方法
(1)含義：植物在單位時間內通過光合作用制造______的數量。
(2)兩種表示方法
①單位時間內原料的______。
②單位時間內產物的______。
任務2　影響光合作用的因素有哪些
(1)內部因素
①與植物自身的遺傳特性(如植物品種不同)有關，以陰生植物、陽生植物為例：如圖所示。
②植物葉片的葉齡、葉面積指數、________及酶等也會影響光合作用，如圖所示。
(2)外部因素
①單因子變量對光合作用影響的曲線分析
因素 原理 圖像 應用
光照強度 影響______階段，制約ATP及______的產生，進而制約暗反應 欲使植物生長，必須使光照強度大于光補償點 溫室大棚適當提高________可以提高光合作用速率
二氧化碳濃度 影響______階段，制約____的生成 大氣中______過低時(OA段)植物無法進行光合作用 ①大田中增加空氣流動，以增加______，如“正其行，通其風” ②溫室中可增施有機肥，以增大______
溫度 通過影響______進而影響光合作用(主要制約暗反應) ①大田中適時播種 ②溫室中，適當增加________，保證植物有機物的積累
必需礦質元素 可通過所構成的與光合作用相關的化合物，對光合作用產生直接或間接影響(如K＋可影響光合產物的運輸和積累) ①合理施肥促進葉面積增大，提高酶合成速率，加快光合作用速率 ②施用有機肥，有機肥被微生物分解后既可補充______又可提供各種礦質元素
②多因子對光合速率的影響
a.曲線分析：
P點：限制光合速率的因素應為________坐標所表示的因子，隨著該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。
Q點：橫坐標所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當提高圖中的其他因子。
b．應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高________，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當增加________濃度，進一步提高光合速率。當溫度適宜時，可適當增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。
考向分類·對點落實
考向一 影響光合作用因素的模型分析
1.[2022·江蘇南京師大附中高三二模]某團隊研究不同濃度的草甘膦(除草劑)對加拿大一枝黃花和本地白茅在單種、混種情況下凈光合速率的影響，結果如下(其中P組凈光合速率為0)。據圖分析，下列敘述不正確的是(　　)
A．受草甘膦影響較小的是混種的加拿大一枝黃花
B．P組白茅產生ATP的場所有葉綠體、線粒體和細胞質基質
C．據實驗結果推測，草甘膦可能會降低這兩種植物的光飽和點
D．0.6 mL/L的草甘膦使單種與混種白茅凈光合速率的下降量相同
2．[2022·德州一模]如圖為在不同光照強度下測定的甲、乙兩種植物的光合作用強度變化曲線。下列說法正確的是(　　)
A．在連續陰雨的環境中，生長受到影響較大的是植物甲
B．光照強度為M時，植物乙的光合速率高于植物甲
C．光照強度大于500 lx時，植物乙對光能的利用率比植物甲高
D．光照強度大于1 000 lx時，限制植物乙光合速率的環境因素是光照強度
3．(不定項選擇)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喬木的幼苗葉肉細胞的生理指標如表所示。下列分析不正確的是(　　)
　　　　　物種 指標　　　　　 馬尾松 苦櫧 石櫟 青岡
光補償點(千勒克斯) 7 3 1.5 1
光飽和點(千勒克斯) 11 6 3.3 2.5
光補償點：光合速率等于呼吸速率時的光強；光飽和點：達到最大光合速率所需的最小光強。
A．光強大于7千勒克斯，馬尾松幼苗葉肉細胞中產生的O2全部進入線粒體
B．光強小于6千勒克斯，影響苦櫧幼苗光合速率的環境因素主要是CO2濃度
C．森林中生產者積累有機物的能量總和，即為輸入該生態系統的總能量
D．在群落演替過程中，隨著林冠密集程度增大，青岡的種群密度將會增加
考向二 影響光合作用因素的綜合考查
4.[經典高考]為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學家以生長狀態相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩定，每組處理的總時間均為135 s，處理結束時測定各組材料中光合作用產物的含量。處理方法和實驗結果如下：
A組：先光照后黑暗，時間各為67.5 s；光合作用產物的相對含量為50%。
B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5 s；光合作用產物的相對含量為70%。
C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產物的相對含量為94%。
D組(對照組)：光照時間為135 s；光合作用產物的相對含量為100%。
回答下列問題：
(1)單位光照時間內，C組植物合成有機物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量，依據是____________________________________；C組和D組的實驗結果可表明光合作用中有些反應不需要____________，這些反應發生的部位是葉綠體____________。
(2)A、B、C三組處理相比，隨著____________的增加，使光下產生的____________________能夠及時利用與及時再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。
　各種環境因子對植物光合作用并不是單獨地發揮作用，而是綜合起作用，但各種因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子為關鍵因子，因此在分析相關問題時，應抓關鍵因子。
在分析多因子對光合作用的影響時，首先要識別坐標中有幾個因子，它們是如何影響代謝過程的，更重要的是，能對多條曲線進行對比，通過對比說明問題。對比時，要注意學會消除多變量，使多變量轉換成單一變量。
考點四　光合作用與細胞呼吸的關系及相關實驗探究
任務驅動·探究突破
任務1　光合作用與細胞呼吸之間的聯系
(1)物質方面C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2
O：H2OO2H2O
H：H2ONADPH(CH2O)[H]H2O
(2)能量方面
光能ATP和NADPH中活躍的化學能(CH2O)中穩定的化學能
任務2　在不同的光照條件下，光合速率與呼吸速率的測定與計算
(1)綠色植物組織在黑暗條件下測得的數值表示________。
(2)綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數值表示________。
(3)根據光合作用和呼吸作用的反應式進行計算：
光合作用：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O
有氧呼吸：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
①光合作用釋放6 mol O2需要消耗12 mol H2O。
②光反應階段，12 mol H2O光解產生24 mol [H]，在暗反應中用于還原6 mol CO2，并產生6 mol H2O。
③每分解1 mol C6H12O6，需要消耗6 mol O2，產生6 mol CO2。
④真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
a．光合作用產生的O2量＝實測的O2________＋細胞呼吸消耗的O2量。
b.光合作用固定的CO2量＝實測的CO2________＋細胞呼吸釋放的CO2量。
c．光合作用制造的葡萄糖量＝葡萄糖的________＋細胞呼吸消耗的葡萄糖量。
(4)光合速率與呼吸速率的常用表示方法：
真正光 合速率 O2__________速率 CO2固定速率 有機物________速率
凈光合 速率 O2釋放速率 CO2______速率 有機物積累速率
呼吸 速率 黑暗中O2______速率 黑暗中CO2______速率 有機物消耗速率
(5)下列為葉肉細胞內線粒體與葉綠體之間的氣體變化圖示，據圖判斷生理過程。
圖①：表示黑暗中，只進行________。
圖②：表示細胞呼吸速率______光合作用速率。
圖③：表示細胞呼吸速率______光合作用速率。
圖④：表示細胞呼吸速率______光合作用速率。
(6)葉綠體吸收CO2的量屬于真正光合作用還是凈光合作用？________。
(7)光合速率的測定方法
Ⅰ“液滴移動法”
①綠色組織在______條件下或非綠色組織只進行呼吸作用，測得的數值為呼吸速率。
②綠色組織在有光條件下光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為凈光合速率。
③表觀(凈)光合速率的測定方法。(如下圖)
a．條件：整個裝置必須在光下。
b．NaHCO3溶液的作用：玻璃杯中的NaHCO3溶液保證了容器內______濃度的相對恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。
c.植物光合速率指標：植物光合作用釋放________，使容器內氣體壓強增大，毛細管內的水滴________移。單位時間內水滴________移的體積即是表觀光合速率。
Ⅱ“黑白瓶法”
黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只進行細胞呼吸，而白瓶中的生物既能進行光合作用又能進行細胞呼吸，所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為________________值，用白瓶(有光照的一組)測得的為______________________值，綜合兩者即可得到____________________值。
Ⅲ“稱重法”
將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數據變化值代表細胞呼吸強度值，曝光的一半測得的數據變化值代表______________________值，綜合兩者可計算出__________________值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。
任務3　光合作用、細胞呼吸曲線中關鍵點的移動
(1)呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點B應向____移，反之向____移。
(2)呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點B應向____移，反之向____移。
(3)陰生植物與陽生植物相比，CO2(或光)補償點和飽和點都應向____移動。
任務4　植物光合作用和細胞呼吸的日變化曲線分析
圖1的B點，圖2的B′C′段形成的原因是：凌晨溫度降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少。
圖1的C點、圖2的C′點：此時開始出現光照，光合作用啟動。
圖1的D點、圖2的D′點：此時光合作用強度________細胞呼吸強度。
圖1的E點、圖2的F′G′段形成的原因是：溫度過高，部分氣孔關閉，出現“午休”現象。
圖1的F點、圖2的H′點：此時光合作用強度________細胞呼吸強度，之后光合______呼吸。
圖1的G點、圖2的I′點：此時光照強度降為________，光合作用____________。
[技巧歸納]
光照強度、二氧化碳濃度與光合速率的關系曲線
(1)解答有關光合作用的坐標曲線題時，要注意對“四點三趨勢”(起點、折點、交點和終點以及升、平、降三種變化趨勢)的生物學意義的分析，命題者常從這些特征性的地方作為命題的切入點。
(2)光合總產量和凈產量的常用判斷方法：若CO2的吸收量出現負值，則縱坐標為光合凈產量；光下植物對CO2吸收量、O2的釋放量和有機物的積累量都表示凈產量；光合作用對CO2固定量、O2的產生量和有機物的制造量表示光合總量。
考向分類·對點落實
考向一 光合作用與細胞呼吸過程的聯系
1.[2022·淮北一模]綠色植物光合作用和呼吸作用之間的能量轉換如圖所示，圖中①～⑥代表物質，有關敘述錯誤的是(　　)
A．植物光反應把太陽能轉變為活躍的化學能貯存在NADPH和①中
B．葉綠體中的NADPH和線粒體中的NADH都具有還原性
C．給植物提供，短時間內生成的O2和CO2均可含18O
D．物質④在葉綠體基質中合成，在線粒體基質中分解
2．[2022·湖南益陽模擬]下圖所示為葉肉細胞內氫元素的部分轉移路徑，其中[H]是還原型輔酶Ⅰ或Ⅱ，①～④表示生理過程。下列相關敘述，正確的是(　　)
H2O[H]C6H12O6[H]H2O
A．圖中①③④過程均發生在生物膜上，也都伴隨ATP的合成
B．圖中③過程在無氧條件下不能進行，該過程的產物還有丙酮酸
C．圖中②過程消耗高能磷酸化合物，[H]還原的物質是五碳化合物
D．圖中④過程消耗氧氣，釋放較多的能量，且有一部分轉化成熱能
考向二 光合速率、呼吸速率的判斷及相關計算
3.(不定項選擇)在一定濃度的CO2和適當的溫度條件下，測定A植物和B植物在不同光照條件下的光合速率，結果如下表，下列有關說法，正確的是(　　)
光合速率與 呼吸速率相 等時光照強 度(千勒克司) 光飽和時光照強度(千勒克司) 光飽和時CO2吸收量(mg/100 cm2葉·小時) 黑暗條件下CO2釋放量(mg/100 cm2葉·小時)
A植物 1 3 11 5.5
B植物 3 9 30 15
A.與B植物相比，A植物是在弱光照條件下生長的植物
B．當光照強度超過9 klx時，B植物光合速率不再增加，造成這種現象的原因可能是暗反應跟不上光反應
C．當光照強度為9 klx時，B植物的總光合速率是45 mg CO2/100 cm2葉·小時
D．當光照強度為3 klx時，A植物與B植物固定的CO2量的差值為4 mg CO2/100 cm2葉·小時
4．取某種植物生長狀態一致的新鮮葉片，用打孔器將葉片打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組。甲組立即烘干處理并測得圓片干重為A，乙組保持濕潤且置于一個黑暗密閉裝置內，丙組保持濕潤且置于一個密閉裝置內并給予適宜強度的光照。乙組和丙組其他條件一致，一小時后，測得乙裝置內圓片干重為B，丙裝置內圓片干重為C。下列敘述正確的是(　　)
A．C－A為圓片葉肉細胞一小時內的真正光合速率
B.C－B為圓片葉肉細胞一小時內的凈光合速率
C.A－B為圓片葉肉細胞一小時內的呼吸速率
D．實驗過程中，乙組圓片葉肉細胞呼吸速率保持恒定
5．[2022·河北景縣調研]下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)測定的夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24小時后平均氧濃度，并進行比較計算后的數據。下列有關分析正確的是(　　)
水深(m) 1 2 3 4
白瓶中O2濃度(g/m3) ＋3 ＋1.5 0 －1
黑瓶中O2濃度(g/m3) －1.5 －1.5 －1.5 －1.5
A.水深1 m處白瓶中水生植物24小時制造的O2為
B．水深2 m處白瓶中水生植物不能進行水的光解但能進行C3的還原
C．水深3 m處白瓶中水生植物產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體
D．水深4 m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進行光合作用
考向三 光合作用、細胞呼吸相關曲線中關鍵點的移動問題
6.[經典模擬]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 ℃時光合作用與光照強度的關系。若溫度降到25 ℃(原光照強度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應點a、b、d的移動方向分別是(　　)
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
7．(不定項選擇)如圖所示，在圖甲裝置A與裝置B中敞口培養相同數量的小球藻，以研究光照強度(其他條件均為最適)對小球藻產生氧氣的影響。裝置A的曲線如圖乙。據圖分析，下列敘述正確的是(　　)
A．P點處產生的ATP可用于暗反應
B．適當降低溫度，P點將下移
C．在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點應右移
D．降低CO2濃度時，在圖乙上繪制裝置A的曲線，R點應向左下方移動
考向四 光合作用和細胞呼吸關系的綜合考查
8.[北京卷]某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關系如下圖。據此，對該植物生理特性理解錯誤的是(　　)
A．呼吸作用的最適溫度比光合作用的高
B．凈光合作用的最適溫度約為25 ℃
C．在0～25 ℃范圍內，溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大
D．適合該植物生長的溫度范圍是10～50 ℃
9．(不定項選擇)某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。下圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2吸收速率，敘述正確的是(　　)
A．光照強度低于P時，突變型的光反應強度低于野生型
B．光照強度高于P時，突變型的暗反應強度高于野生型
C．光照強度低于P時，限制突變型光合速率的主要環境因素是光照強度
D．光照強度高于P時，限制突變型光合速率的主要環境因素是CO2濃度
10．[經典高考]某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。據圖回答下列問題。
(1)當CO2濃度為a時，高光強下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在a～b之間時，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，曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環境因素是________。
(3)當環境中CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強下，該植物呼吸作用產生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
(4)據圖可推測，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量，還應該同時考慮________這一因素的影響，并采取相應措施。
[網絡建構提升]
[長句應答必備]
1．葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。
2．葉綠體中的色素吸收光能，將H2O分解成O2和H＋，H＋與NADP＋結合形成NADPH，同時將ADP和Pi轉化成ATP。
3．暗反應階段的重要過程是CO2的固定和C3的還原。
4．光照強度直接影響光反應的速率，光反應產物[H]和ATP的數量多少會影響暗反應的速率。
5．溫度影響光合作用過程，特別是影響暗反應中酶的催化效率，從而影響光合速率。
6．CO2濃度是暗反應的原料，CO2濃度高低直接影響光合速率。
7．礦質元素直接或間接影響光合作用，例如鎂是葉綠素的組成成分，氮對酶的含量有影響，磷是ATP的組成成分。
8．光合速率與呼吸速率的關系：(1)綠色植物組織在黑暗條件下測得的數值表示呼吸速率。(2)綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數值表示凈光合速率。(3)真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
[等級選考研考向]
1．[2021·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
2．[2021·廣東卷]與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細胞中的分布及位置不同(圖a，示意圖)，造成葉綠體相對受光面積的不同(圖b)，進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是(　　)
A．t2比t1具有更高的光飽和點(光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度)
B．t1比t2具有更低的光補償點(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度)
C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關
D．三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大
3．[2021·山東卷]光照條件下，葉肉細胞中 O2與 CO2 競爭性結合 C5，O2與 C5結合后經一系列反應釋放 CO2的過程稱為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑 SoBS 溶液，相應的光合作用強度和光呼吸強度見下表。光合作用強度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液處理對葉片呼吸作用的影響忽略不計。
SoBS濃度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用強度(CO2 μmol·m－2·s－1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光呼吸強度(CO2 μmol·m－2·s－1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
(1)光呼吸中 C5與 O2結合的反應發生在葉綠體的____________中。正常進行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片 CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)與未噴施 SoBS 溶液相比，噴施100 mg/L SoBS 溶液的水稻葉片吸收和放出CO2量相等時所需的光照強度________(填“高”或“低”)，據表分析，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)光呼吸會消耗光合作用過程中的有機物，農業生產中可通過適當抑制光呼吸以增加作物產量。為探究 SoBS 溶液利于增產的最適噴施濃度，據表分析，應在________mg/L 之間再設置多個濃度梯度進一步進行實驗。
4．[2021·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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．[2021·湖南卷]圖a為葉綠體的結構示意圖，圖b為葉綠體中某種生物膜的部分結構及光反應過程的簡化示意圖。回答下列問題：
(1)圖b表示圖a中的________結構，膜上發生的光反應過程將水分解成O2、H＋和e－，光能轉化成電能，最終轉化為________和ATP中活躍的化學能。若CO2濃度降低，暗反應速率減慢，葉綠體中電子受體NADP＋減少，則圖b中電子傳遞速率會________(填“加快”或“減慢”)。
(2)為研究葉綠體的完整性與光反應的關系，研究人員用物理、化學方法制備了4種結構完整性不同的葉綠體，在離體條件下進行實驗，用Fecy或DCIP替代NADP＋為電子受體，以相對放氧量表示光反應速率，實驗結果如表所示。
葉綠體類型 相對值 實驗項目 葉綠體A：雙層膜結構完整 葉綠體B：雙層膜局部受損，類囊體略有損傷　　 葉綠體C：雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂　 葉綠體D：所有膜結構解體破裂成顆粒或片段
實驗一：以Fecy為電子受體時的放氧量 100 167.0 425.1 281.3
實驗二：以DCIP為電子受體時的放氧量 100 106.7 471.1 109.6
　注：Fecy具有親水性，DCIP具有親脂性。
據此分析：
①葉綠體A和葉綠體B的實驗結果表明，葉綠體雙層膜對以________(填“Fecy”或“DCIP”)為電子受體的光反應有明顯阻礙作用，得出該結論的推理過程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②該實驗中，光反應速率最高的是葉綠體C，表明在無雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于____________________，從而提高光反應速率。
③以DCIP為電子受體進行實驗，發現葉綠體A、B、C和D的ATP產生效率的相對值分別為1、0.66、0.58和0.41。結合圖b對實驗結果進行解釋：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[國考真題研規律]
6．[2019·全國卷Ⅰ]將一株質量為20 g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環境中，一段時間后植株達到40 g，其增加的質量來自于(　　)
A．水、礦質元素和空氣
B．光、礦質元素和水
C．水、礦質元素和土壤
D．光、礦質元素和空氣
7．[全國卷Ⅰ]通常，葉片中葉綠素含量下降可作為其衰老的檢測指標。為研究激素對葉片衰老的影響，將某植物離體葉片分組，并分別置于蒸餾水、細胞分裂素(CTK)、脫落酸(ABA)、CTK＋ABA溶液中，再將各組置于光下。一段時間內葉片中葉綠素含量變化趨勢如圖所示。據圖判斷，下列敘述錯誤的是(　　)
A．細胞分裂素能延緩該植物離體葉片的衰老
B．本實驗中CTK對該植物離體葉片的作用可被ABA削弱
C．可推測ABA組葉綠體中NADPH合成速率大于CTK組
D．可推測施用ABA能加速秋天銀杏樹的葉由綠變黃的過程
8．[全國卷Ⅲ]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(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(　　)
A.類胡蘿卜素在紅光區吸收的光能可用于光反應中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
9．[全國卷Ⅱ]關于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(　　)
A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中
B.構成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收
C.通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的
10．[2020·全國卷Ⅰ，29]參照表中內容，圍繞真核細胞中ATP的合成來完成下表。
反應部位 (1)________ 葉綠體的類囊體膜 線粒體
反應物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反應名稱 (2)________ 光合作用的光反應 有氧呼吸的部分過程
合成ATP的能量來源 化學能 (3)________ 化學能
終產物(除ATP外) 乙醇、CO2 (4)________ (5)______
11.[2019·全國卷Ⅰ，29節選]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。回答下列問題。
(2)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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。
12．[2020·全國卷Ⅲ，節選]農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發育，達到增加產量等目的。回答下列問題：
(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有__________________________________________(答出2點即可)。
(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
13.[2019·全國卷Ⅱ，31節選]回答下列與生態系統相關的問題。
通常，對于一個水生生態系統來說，可根據水體中含氧量的變化計算出生態系統中浮游植物的總初級生產量(生產者所制造的有機物總量)。若要測定某一水生生態系統中浮游植物的總初級生產量，可在該水生生態系統中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測定O2含量(A)；另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據此回答下列問題。
在甲、乙瓶中生產者呼吸作用相同且瓶中只有生產者的條件下，本實驗中C與A的差值表示這段時間內__________________________；C與B的差值表示這段時間內__________________________；A與B的差值表示這段時間內________________________________。
14．[2018·全國卷Ⅰ，30]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。
回答下列問題：
(1)當光照強度大于a時，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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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時葉片的光合速率明顯下降，其原因是進入葉肉細胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
15．[2018·全國卷Ⅱ，30]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：
(1)從圖可知，A葉片是樹冠________(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)光照強度達到一定數值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的____________________________反應受到抑制。
(3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機溶劑是______________。
16．[2018·全國卷Ⅲ，29]回答下列問題：
(1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質分布在葉綠體的________________上，該物質主要捕獲可見光中的________________。
(2)植物的葉面積與產量關系密切，葉面積系數(單位土地面積上的葉面積總和)與植物群體光合速率、呼吸速率及干物質積累速率之間的關系如圖所示，由圖可知：當葉面積系數小于a時，隨葉面積系數增加，群體光合速率和干物質積累速率均________。當葉面積系數超過b時，群體干物質積累速率降低，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)通常，與陽生植物相比，陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時所需要的光照強度________(填“高”或“低”)。
17．[2021·全國乙卷] 生活在干旱地區的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：
(1)白天葉肉細胞產生 ATP 的場所有________________________________。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和________釋放的CO2。
(2)氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環境的一種方式，這種方式既能防止________________________________， 又能保證________正常進行。
(3)若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的 CO2 固定方式。(簡要寫出實驗思路和預期結果)
課堂互動探究案3
高效課堂　師生互動提考能
考點一
【任務驅動·探究突破】
任務1　(1)不能　發黃　(2)酶　(3)氮、鎂、鐵、銅
任務2　(1)可見光　不吸收　紅光和藍紫光　藍紫光
(2)最高　綠　綠
任務3　(1)提示：植物體中含有光敏色素(吸收紅光和遠紅光)和感受藍光的受體，因此植物體主要吸收紅光和藍光。
(2)提示：用人工光源生產蔬菜，可以避免由于自然環境中光照強度不足導致光合作用強度低而造成的減產。同時，人工光源的強度和不同色光是可以調控的，可以根據植物生長的情況進行調節，以使蔬菜產量達到最大。
【考向分類·對點落實】
1．解析：葉綠素a和葉綠素b都含有Mg，A正確；葉綠素a和葉綠素b吸收的光能可用于光合作用的光反應，B正確；葉綠素a在紅光區的吸收峰值高于葉綠素b，C正確；植物呈現綠色是由于葉綠素吸收綠光最少，綠光被反射出來，D錯誤。
答案：D
2．解析：紅楓葉片含葉綠素，可進行光合作用；紅楓葉片呈紅色是因液泡中含有色素，其色素不能吸收光能進行光合作用。
答案：C
3．解析：由圖可知，類胡蘿卜素吸收峰在400～500 nm，A正確；葉綠體中的色素吸收450 nm波長的光比吸收600 nm波長的光要多，B正確；由550 nm波長的光轉為670 nm波長的光后，葉綠體中色素吸收的光變多，光反應產生的ATP和[H]增多，暗反應中C3的還原量增多，則葉綠體中C3的量減少，C錯誤；葉綠素吸收420～470 nm波長的光較多，當缺鎂時，葉綠素的合成受到影響，葉綠素吸收420～470 nm波長的光變少，D正確。
答案：C
4．解析：不同品種的紅棗色澤不同，紅色素含量不相同，A錯誤；分析柱形圖可知，用某種溶劑提取紅棗中水溶性的紅色素，在60～80 ℃之間，紅色素含量最高，B正確；光合色素是脂溶性色素，紅棗中紅色素是水溶性的，提取紅棗中的紅色素與提取光合色素的溶劑不相同，C錯誤；實驗目的是探究溫度對紅棗中紅色素提取量的影響，D錯誤。
答案：B
等級考必考教材實驗
【任務驅動·探究突破】
任務1　二氧化硅　色素(葉綠素)　無水乙醇　碳酸鈣　不直　過粗　層析液　層析液
任務2　(1)提示：新鮮綠色的葉片中色素含量高，從而使濾液中色素含量較高，實驗效果明顯。
(2)提示：無水乙醇易揮發，因此研磨要迅速。二氧化硅有助于研磨得充分；碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。
(3)提示：防止乙醇揮發和色素氧化。
(4)提示：干燥處理的目的是使層析液在濾紙上快速擴散；剪掉兩角的目的是防止層析液沿濾紙邊緣擴散過快，從而保證色素帶分離整齊。
(5)提示：畫濾液細線要直、細、勻的目的是使分離出的色素帶平整不重疊；濾液細線干燥后再重復畫一兩次，增加色素含量，使分離出的色素帶清晰分明。
(6)提示：濾紙條上的濾液細線觸及層析液，會使色素直接溶解到層析液中，結果使濾紙條上得不到色素帶。
(7)提示：不同種類的色素在綠葉中的含量不同，含量多的色素帶寬，反之，色素帶窄。
(8)提示：①色素含量：葉綠素a＞葉綠素b＞葉黃素＞胡蘿卜素。②溶解度大小：胡蘿卜素＞葉黃素＞葉綠素a＞葉綠素b。
【考向分類·對點落實】
1．解析：CaCO3可防止色素被破壞，應在研磨時加入，A錯誤；即使菜葉剪碎不夠充分，色素量不足，但色素種類并沒有減少，也可提取出4種光合色素，B正確；由于乙醇易揮發，故為獲得10 mL提取液，研磨時應加入多于10 mL的乙醇，C錯誤；葉綠素條帶會因色素分解而淡化、消失，不會隨層析液揮發消失，D錯誤。
答案：B
2．解析：由圖示可知，強光下Ⅲ、Ⅳ表示的葉綠素色素帶變窄，說明葉綠素含量降低，A正確；由圖可知，強光下明顯葉綠素含量低，類胡蘿卜素含量增加，可見類胡蘿卜素含量增加利于植物抵御強光照，B正確；Ⅲ是葉綠素a，Ⅳ是葉綠素b，都是主要吸收藍紫光和紅光，但吸收光譜的吸收峰波長不同，C正確；畫濾液線時，濾液在點樣線上畫2～3次，D錯誤。
答案：D
3．解析：葉綠體中的色素屬于有機物，易溶于無水乙醇等有機溶劑，難溶于水，所以不能用蒸餾水作提取液和層析液，A正確；乙中每種色素都有，但含量很少，可能是無水乙醇過多，色素濃度太低導致的，B正確；丙中每種色素都有，但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多，葉綠素a和葉綠素b含量較少，這不應該是正確操作得到的理想結果，C錯誤；丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時未加入破壞了葉綠素，因為與類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D正確。
答案：C
4．解析：提取色素時加入SiO2是為了研磨充分，而加入CaCO3是為了防止色素分子被破壞，A正確；色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，B錯誤；實驗結果①色素帶不同，可說明葉綠素合成需要光照，C正確；實驗結果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多，D正確。
答案：B
5．解析：葉綠素易溶于有機溶劑，如無水乙醇中；探究pH對葉綠素穩定性的影響時，要有酸性、中性和堿性等不同條件；由表格信息可知，酸性條件下可使葉綠素變成黃褐色；可借鑒課本中色素的分離方法進行色素種類的鑒定。
答案：(1)對人無害的有機溶劑(食用酒精)　葉綠素溶于有機溶劑，并且應考慮溶劑對人體的影響
(2)8.0　實驗中自變量的變化應有規律和應考慮堿性pH對葉綠素穩定性的影響
(3)酸性　由于葉綠素被破壞造成食品失綠而影響品質
(4)紙層析法，其主要步驟：①制備濾紙條，②畫色素濾液細線，③用層析液分離色素，④觀察色素帶
考點二
【任務驅動·探究突破】
任務1　光、色素、酶等　類囊體薄膜　ATP和NADPH中活躍的化學能　葉綠體基質　有機物中穩定的化學能
(1)6CO2＋12H2O C6H12O6＋6O2＋6H2O　3H2O[3H](C3H2O　(14CH2O)　(2)不是。除ATP外，還貯存于NADPH中　(3)不是。光反應產生的[H]為NADPH(還原型輔酶Ⅱ)，細胞呼吸產生的[H]為NADH(還原型輔酶Ⅰ)
任務2　(1)C3　C5　C3　C5　(2)C3　C5　C5　C3　C5　C3　C3　C5　(3)多　＜
任務3　有機物中穩定的化學能→ATP和NADH中活躍的化學能和熱能　合成有機物，儲存能量　細胞質基質和線粒體
任務4　(1)提示：離體葉綠體在有鐵鹽或其他氧化劑的水溶液中光照可產生O2。
(2)提示：不斷縮短光照時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產物，該物質即為CO2轉化成的第一個產物。
【考向分類·對點落實】
1．解析：由題中的信息(希爾反應式)可知，光合作用過程中產生的氧氣來自參加反應的水，A正確；從希爾反應和阿爾農發現的敘述，得不出NADPH和ATP的形成發生在葉綠體類囊體薄膜上，B錯誤；希爾反應和有機物的合成過程為兩個過程，在光下積累NADPH和ATP，在暗處可以進行有機物的合成，C正確；在光下的葉綠體可以積累NADPH和ATP，撤去光照后，NADPH和ATP在合成有機物過程中被消耗，D正確。
答案：B
2．解析：Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的質量大于Y3，A正確；④中小球藻中含有O)的有機物，而①中小球藻含有(CH2O)的有機物，故④中小球藻質量大于①中的小球藻質量，B正確；④和②中的水都為O，且含量相同，因此質量相等，C錯誤；在試管①和②中原有質量相等的情況下，②中釋放出的是18O2，而①中釋放出的是O2，故剩余質量①大于②，D正確。
答案：C
3．解析：光合作用的場所是葉綠體，離體的葉綠體在自然光下通過光反應能將水分解，產生氧氣，A正確；葉綠體中的色素既能吸收紅光，也能吸收藍紫光，B、C錯誤；水在葉綠體中分解產生氧氣時，不僅不需要ATP提供能量，而且還能產生ATP，D錯誤。
答案：A
4．解析：空氣中有氧氣，因此實驗條件中不能有空氣；光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可釋放出CO2。
答案：B
5．解析：突然中斷CO2供應會導致CO2的固定速率降低，葉綠體中C5含量增加、C3含量減少，A錯誤；突然中斷CO2供應使C3含量減少，進而使ATP和NADPH含量增多，所以ATP/ADP比值增加，B正確；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含量增多、C5含量減少，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比值增加，D錯誤。
答案：B
6．解析：用黑布將培養瓶罩住，光反應停止，氧氣的產生停止，A會發生；光反應停止，NADPH和ATP的產生也停止，導致暗反應C3的還原速度減慢，C3在葉綠體內積累導致二氧化碳的固定減慢，B不會發生；光反應停止，ATP的生成減少，ATP/ADP比值下降，C會發生；光反應停止，NADPH的產生減少，NADPH/NADP＋比值下降，D會發生。
答案：ACD
7．解析：葉肉細胞光合作用的場所是葉綠體，葉綠體通過光合作用將光能轉變為化學能儲存在有機物中，A正確；①類囊體薄膜上產生的B物質NADPH移動到②葉綠體基質中，參與C3的還原，形成糖類等有機物，B錯誤；②葉綠體基質中產生的NADP＋移動到①類囊體薄膜上參與H2O的光解，C正確；①類囊體薄膜上產生的A物質ATP可用于C3的還原，而CO2的固定不需要消耗能量，D錯誤。
答案：BD
8．解析：正常情況下，植物葉片葉綠體在光照下可以合成ATP，而在黑暗條件下不能合成ATP，A錯誤；根據題意可知，當類囊體腔中的H＋濃度高于葉綠體基質(或葉綠體基質中的pH高于類囊體腔)時，此葉綠體在黑暗中可以合成ATP，B正確；葉綠體在光下產生ATP，其中光照的作用可能是使類囊體內外產生H＋梯度，C正確；此葉綠體在黑暗中合成ATP的同時不會發生水的光解，因此沒有氧氣的產生，D正確。
答案：BCD
考點三
【任務驅動·探究突破】
任務1　(1)糖類　(2)①消耗量　②生成量
任務2　(1)②葉綠素含量　(2)①光反應　NADPH　光照強度　暗反應　C3　CO2濃度　CO2濃度　CO2濃度　酶活性　晝夜溫差　CO2　②橫　溫度　CO2
【考向分類·對點落實】
1．解析：據圖可知，用不同濃度的草甘膦處理后，混種的加拿大一枝黃花的凈光合速率最大，故受草甘膦影響較小的是混種的加拿大一枝黃花，A正確；P組凈光合速率為0，此時白茅的光合速率與呼吸速率相等，光合作用與呼吸作用都可以產生ATP，產生ATP的場所有葉綠體、線粒體和細胞質基質，B正確；據圖分析可知，草甘膦作用下兩種植物的凈光合速率都下降，故草甘膦可能會降低這兩種植物的光飽和點，C正確；據圖分析，0.6 mL/L的草甘膦處理時，單種本地白茅的凈光合速率下降量約為12－2＝10，而混種時下降量約為7－1＝6，故下降量不同，D錯誤。
答案：D
2．解析：據圖分析可知，植物甲對光能的利用高，需要較強的光照，植物乙在光照較弱的條件下光合作用強度較大，故陰雨天氣受影響較大的是植物甲，A正確；光照強度為M時，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錯誤；據圖分析可知，光照強度大于500 lx時，植物乙CO2吸收量較甲低，故植物乙對光能的利用率比植物甲低，C錯誤；在1 000 lx之前，植物乙的光合速率已不再隨光照強度增大而增加，故當光照強度大于1 000 lx時，限制植物乙光合速率的環境因素不再是光照強度，D錯誤。
答案：A
3．解析：馬尾松的光補償點為7千勒克斯，當光強大于7千勒克斯時，光合作用強度大于呼吸作用強度，因此葉肉細胞葉綠體產生的氧氣會有一部分釋放到細胞外，A錯誤；光強小于6千勒克斯時，苦櫧光合速率未達到最大，此時影響苦櫧光合速率的主要因素是光照強度，B錯誤；生產者固定的太陽能是流經生態系統的總能量，C錯誤；從表格數據可知，青岡需較弱的光照強度，當樹冠密集程度增大時，有利于青岡的生長，種群密度會增加，D正確。
答案：ABC
4．解析：(1)光合作用過程可分為光反應和暗反應兩個階段。一般情況下，光反應的速率比暗反應快，持續光照，光反應產生的[H](或NADPH)和ATP不能及時被暗反應消耗，暗反應限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率，若光照和黑暗間隔3.75 ms交替進行，有利于充分利用光反應的產物，從而提高了對光能的利用率，同時C組葉片只進行了D組一半光照時間，光合作用產物相對含量就已經達到94%；故在單位時間內，C組有機物合成量高于D組。通過C組和D組比較，光合作用中存在不需要光而可進行的暗反應，其場所為葉綠體基質。(2)本實驗的自變量為光照和黑暗的交替頻率，隨著交替頻率增加，光反應產生的ATP和[H](或NADPH)能及時被暗反應消耗并及時再生，提高了光合作用效率。
答案：(1)高于　C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產物的相對含量卻是D組的94%　光照　基質
(2)光照和黑暗交替頻率　ATP和[H](或NADPH)
考點四
任務1　(1)暗反應　有氧呼吸Ⅱ　光反應　有氧呼吸Ⅲ　光反應　暗反應　有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ　有氧呼吸Ⅲ　(2)光反應　暗反應　細胞呼吸　熱能
任務2　(1)呼吸速率　(2)凈光合速率　(3)釋放量　吸收量　積累量(增重部分)　(4)產生(生成)　產生(制造、生成)　吸收　吸收　釋放　(5)細胞呼吸　＝　＜　＞　(6)真正光合作用　(7)黑暗　CO2　氧氣　右　右　細胞呼吸強度　表觀(凈)光合作用強度　真正光合作用強度　表觀(凈)光合作用強度　真正光合作用強度
任務3　(1)右　左　(2)右　左　(3)左
任務4　等于　等于　小于　0　停止
【考向分類·對點落實】
1．解析：植物光反應把太陽能轉變為活躍的化學能貯存在NADPH和①ATP中，A正確；葉綠體中的NADPH參與C3的還原，線粒體中的NADH與氧結合生成水，二者都具有還原性，B正確；給植物提供O參與光反應生O參與有氧呼吸的第二階段生成C18O2，因此短時間內生成的O2和CO2均可含18O，C正確；物質④為葡萄糖，在葉綠體基質中合成，在細胞質基質中分解，D錯誤。
答案：D
2．解析：圖中①為光反應，發生在類囊體薄膜上，②是暗反應，發生在葉綠體基質中，③是細胞呼吸產[H]的過程，發生在細胞質基質和線粒體基質中，④是有氧呼吸第三階段，發生在線粒體內膜上，A錯誤；無氧呼吸第一階段也產生[H]，B錯誤；暗反應需要光反應產生的[H]和ATP，[H]還原的物質是三碳化合物，C錯誤；在有氧呼吸第三階段，[H]和氧氣反應生成水，釋放較多的能量，一部分合成ATP，有一部分轉化成熱能散失，D正確。
答案：D
3．解析：光合速率與呼吸速率相等時，A植物的光照強度比B植物的光照強度小，所以A植物是在弱光照條件下生長的植物，A正確；B植物的光合作用的光飽和點為9 klx，如果再增加光照強度，也不會影響其光合作用速率，因為此時影響光照強度的因素是二氧化碳濃度或溫度等，B正確；總光合速率＝凈光合作用速率＋呼吸作用速率，當光照強度為9 klx時，B植物的總光合速率＝30＋15＝葉·小時，C正確；當光照強度為3klx時，A植物固定的二氧化碳的量為11＋5.5＝/100 cm2葉·小時，而B植物此時光合速率等于呼吸速率，固定的二氧化碳的量為 葉·小時，故兩者固定的二氧化碳的差值16.5－15＝1.5 mg CO2/100 cm2葉·小時，D錯誤。
答案：ABC
4．解析：C－A為圓片葉肉細胞一小時內的凈光合速率；C－B為圓片葉肉細胞一小時內的真正光合速率；A－B為圓片葉肉細胞一小時內的呼吸速率；乙裝置隨著O2濃度下降，葉肉細胞呼吸速率也下降。
答案：C
5．解析：白瓶透光，瓶內水生植物可進行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶內水生植物只能進行呼吸作用。在相同條件下培養一定時間，黑瓶中所測得的數據表示瓶內水生植物呼吸作用所消耗的O2量，為1.5 g/m3，白瓶中所測得的數據表示瓶內水生植物光合作用產生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值。綜上分析可知，在水深1 m處，白瓶中水生植物24小時制造的O2量為3＋1.5＝4.5(g/m3)，A錯誤；水深2 m處白瓶中水生植物能進行光合作用，也能進行水的光解和C3的還原，B錯誤；水深3 m處白瓶中水生植物光合作用產生的O2量與呼吸作用消耗的O2量相等，因此產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體，C正確；在水深4 m處，白瓶中水生植物24小時制造的O2量為－1＋1.5＝0.5(g/m3)，能進行光合作用，D錯誤。
答案：C
6．解析：據圖分析：a點為呼吸速率，b點為光合速率等于呼吸速率，d表示表觀光合作用強度。由題干可知，30 ℃時呼吸作用最強，若溫度降到25 ℃時，光合作用增強，呼吸作用減弱，因此，a上移，b左移，d上移。綜上所述，C正確。
答案：C
7．解析：P點時細胞只進行呼吸作用，該過程產生的ATP不能用于光合作用暗反應過程；適當降低溫度，呼吸酶的活性隨之降低，P點將上移；由于缺鎂，B試管中小球藻細胞內葉綠素含量較低，所以光合作用強度等于呼吸作用強度的Q點將右移；降低CO2濃度，R點將向左下方移動。
答案：CD
8．解析：由圖可知，呼吸作用的最適溫度約為53 ℃，而總光合作用的最適溫度約為30 ℃，A正確；凈光合速率達到最大時對應的溫度(即最適溫度)約為25 ℃，B正確；在0～25 ℃范圍內，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，C正確；超過45 ℃，呼吸作用產生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳，說明呼吸作用消耗的有機物多于光合作用產生的有機物，沒有有機物的積累，不適合該植物的生長，D錯誤。
答案：D
9．解析：突變型水稻葉片的葉綠素含量低于野生型，光照強度低于P時，對光照的吸收能力低于野生型，則光反應強度低于野生型，A正確；突變型水稻葉片固定CO2的酶的活性顯著高于野生型，光照強度高于P時，突變型的CO2吸收速率大于野生型，則暗反應強度高于野生型，B正確；光照強度低于P時，由于突變型水稻葉片葉綠素含量低，則限制其光合速率的因素主要是光照強度，C正確；光照強度高于P時，由于突變型水稻葉片固定CO2酶的活性高，則限制其光合速率的因素是除CO2濃度外的其他因素，D錯誤。
答案：ABC
10．解析：(1)由圖可知，當CO2濃度為a時，高光強下對應的凈光合速率為0。CO2濃度在a～b之間時，三條曲線均呈上升趨勢。(2)由圖可知，CO2濃度大于c時，B、C兩條曲線均不再上升，說明CO2已不是限制凈光合速率的因素。CO2濃度相同時，凈光合速率的大小為：高光強＞中光強＞低光強，故此時的限制因素是光強。(3)凈光合速率為0時，植物光合作用強度與呼吸作用強度相等；低于0時，則呼吸作用強度大于光合作用強度。(4)題圖曲線反映了光強和CO2濃度對植物光合作用速率的影響，故溫室中若要提高該種植物的產量，應考慮提高CO2濃度和增強光強。
答案：(1)0　A、B、C　(2)光強　(3)大于　(4)光強
課堂總結　網絡聚焦大概念
網絡建構提升
①活躍　②穩定
歷屆真題　分類集訓培素養
1．解析：弱光條件下植物沒有氧氣的釋放，有可能是光合作用強度小于或等于呼吸作用強度，光合作用產生的氧氣被呼吸作用消耗完，此時植物雖然進行了光合作用，但是沒有氧氣的釋放，A錯誤；二氧化碳性質不活潑，在暗反應階段，一個二氧化碳分子被一個C5分子固定以后，很快形成兩個C3分子，在有關酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被[H]還原，因此二氧化碳不能直接被還原，B正確；在禾谷類作物開花期減掉部分花穗，光合作用產物輸出受阻，葉片的光合速率會暫時下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機肥可以為植物提供礦質元素和二氧化碳，這些措施均能提高農作物的光合作用強度，D正確。
答案：A
2．解析：由圖a可知，t1較多的葉綠體分布在光照下，t2較少的葉綠體分布在光照下，由此可推斷，t2比t1具有更高的光飽和點，A正確；圖a可知，t1較多的葉綠體分布在光照下，t2較少的葉綠體分布在光照下，由此可推斷，t1比t2具有更低的光補償點，B正確；通過題干信息可知，三者的葉綠素含量及其他性狀基本一致，由此推測，三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關，C正確；三者光合速率的差異，在一定光照強度下，隨光照強度的增加而變大，但是超過光的飽和點，再增大光照強度三者光合速率的差異不再變化，D錯誤。
答案：D
3．解析：(1)C5位于葉綠體基質中，則O2與C5結合發生的場所在葉綠體基質中。突然停止光照，則光反應產生的ATP、[H]減少，暗反應消耗的C5減少，C5與O2結合增加，產生的CO2增多。(2)葉片吸收和放出CO2量相等時所需的光照強度即為光飽和點，與對照相比，噴施100mg/L SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，釋放量減少，此時，在更低的光照強度下，兩者即可相等。(3)光呼吸會消耗有機物，但光呼吸會釋放CO2，補充光合作用的原料，適當抑制光呼吸可以增加作物產量，由表可知，在 SoBS溶液濃度為200 mg/L時光合作用強度與光呼吸強度差值最大，即光合產量最大，為了進一步探究最適噴施濃度，應在100～300 mg/L之間再設置多個濃度梯度進一步進行實驗。
答案：(1)基質　 光照停止，產生的ATP、[H]減少，暗反應消耗的C5減少，C5與O2結合增加，產生的CO2增多　　(2) 低　　噴施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，釋放量減少，此時，在更低的光照強度下，兩者即可相等　(3)100～300
4．解析：(1)細胞內的水以自由水與結合水的形式存在，結合水是細胞結構的重要組成成分，自由水是細胞內良好的溶劑，能夠參與生化反應，能為細胞提供液體環境，還能運送營養物質和代謝廢物；根據表格分析，水＋氮組的氣孔導度大大增加，增強了植物的蒸騰作用，有利于植物根系吸收并向上運輸氮，所以補充水分可以促進玉米根系對氮的主動吸收，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，葉綠素的元素組成有C、H、O、N、Mg，其中氮與鎂離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于光反應，光反應的場所是葉綠體的類囊體膜，完成的反應是水光解產生NADPH和氧氣，同時將光能轉變成化學能儲存在ATP和NADPH中，其中ATP和NADPH兩種物質含有氮元素；暗反應包括二氧化碳固定和三碳化合物還原兩個過程，其中RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到C5分子上，反應形成的C3被還原為糖類。(3)分析表格數據可知，施氮同時補充水分使氣孔導度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供應，從而增加了光合速率。
答案：(1)細胞內良好的溶劑，能夠參與生化反應，能為細胞提供液體環境，還能運送營養物質和代謝廢物　主動吸收
(2)鎂　ATP和NADPH　水　 C5　(3)氣孔導度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
5．解析：(1)光反應發生在葉綠體的類囊體薄膜上，即圖b表示圖a的類囊體膜，光反應過程中，色素吸收的光能最終轉化為ATP和NADPH中活躍的化學能，若二氧化碳濃度降低，暗反應速率減慢，葉綠體中電子受體NADP＋減少，則圖b中的電子去路受阻，電子傳遞速率會減慢。(2)①比較葉綠體A和葉綠體B的實驗結果，實驗一中葉綠體B雙層膜局部受損時，以Fecy為電子受體的放氧量明顯大于雙層膜完整時，實驗二中葉綠體B雙層膜局部受損時，以DCIP為電子受體的放氧量與雙層膜完整時無明顯差異，說明葉綠體的雙層膜對以Fecy為電子受體的光反應有明顯阻礙作用。②在無雙層膜阻礙、類囊體松散的條件下，更有利于類囊體上的色素吸收光能，從而提高光反應速率，所以該實驗中，光反應速率最高的是葉綠體C。③根據圖b可知，ATP的合成依賴于水光解的電子傳遞和氫離子順濃度梯度通過類囊體薄膜上的ATP合酶，葉綠體A、B、C、D類囊體薄膜的受損程度依次增大，因此ATP的產生效率逐漸降低。
答案：(1)類囊體　NADPH　減慢
(2)①Fecy　實驗一中葉綠體B雙層膜局部受損時，以Fecy為電子受體的放氧量明顯大于雙層膜完整時，實驗二中葉綠體B雙層膜局部受損時，以DCIP為電子受體的放氧量與雙層膜完整時無明顯差異
②類囊體上的色素吸收光能
③ATP的合成依賴于水光解的電子傳遞和氫離子順濃度梯度通過類囊體薄膜上的ATP合酶，葉綠體A、B、C、D類囊體薄膜的受損程度依次增大，因此ATP的產生效率逐漸降低
6．解析：水是占細胞鮮重最多的化合物，礦質元素是構成細胞中主要化合物的基礎，植物幼苗生長過程中可從土壤中吸收水分和礦質元素使植株質量增加；另外，植物在光照條件下可進行光合作用，通過吸收空氣中的CO2合成有機物使植株質量增加。故A符合題意。
答案：A
7．解析：由圖示可知，用CTK處理比正常葉片中(用蒸餾水處理)葉綠素的相對含量下降慢，說明細胞分裂素能延緩該植物離體葉片的衰老，A正確；用CTK＋ABA處理比用CTK處理的葉綠素含量下降快，說明CTK對該植物離體葉片的作用可被ABA削弱，B正確；NADPH是光反應產物，通過光合色素吸收光能使水光解產生，ABA組葉綠體中葉綠素含量下降快于CTK組，光反應慢，形成NADPH的速率慢，C錯誤；ABA處理組葉綠素含量比對照組下降快，可推知ABA能加速秋天銀杏樹的葉由綠變黃的過程，D正確。
答案：C
8．解析：類胡蘿卜素不吸收紅光，A錯誤；吸收光譜是通過不同色素對不同波長光的吸收值來繪制的，B正確；光合作用光反應階段色素對光的吸收會直接影響到暗反應階段對CO2的利用，所以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，C正確；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，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。
答案：A
9．解析：葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內的有機溶劑中，A正確；鎂作為細胞中的無機鹽，可以離子狀態由植物的根從土壤中吸收，進而參與葉綠素的合成，B正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，可見光不包括紅外光和紫外光，C錯誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長的植物幼苗，因沒有光照而導致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現出來，因而葉片呈黃色，D正確。
答案：C
10．解析：(1)(2)根據表格中信息可知，終產物是乙醇和CO2，綜合分析判斷該反應為無氧呼吸，葡萄糖可作為無氧呼吸的反應物，無氧呼吸發生在細胞質基質中，其合成ATP的能量為化學能，終產物是乙醇和二氧化碳。(3)(4)根據表格中信息以及光合作用的光反應和其發生的部位可知，光反應合成ATP的能量來源為光能，光反應的產物為O2、NADPH(根據表格中信息可知產物不用寫ATP)。(5)根據表格中信息判斷，在線粒體中利用丙酮酸等物質進行的是有氧呼吸的第二階段和第三階段，該過程將丙酮酸中的化學能釋放出來，其中有氧呼吸第二階段的產物是二氧化碳，第三階段的產物是水(根據表格中信息可知產物不用寫ATP)。
答案：(1)細胞質基質　(2)無氧呼吸　(3)光能　(4)O2、NADPH　(5)H2O、CO2
11．解析：(2)干旱處理后，葉片氣孔開度減小，從外界吸收的CO2減少，使該植物的光合速率降低。(3)要驗證干旱條件下ABA引起氣孔開度減小，需要取ABA缺失突變體植株，在正常條件下測定其氣孔開度，經干旱處理后，再測定其氣孔開度，預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變。再將上述干旱處理后的ABA缺失突變體植株隨機分為兩組，一組不做處理(對照組)，一組進行ABA處理(實驗組)，在干旱條件下培養一段時間后，測定兩組的氣孔開度，預期結果是實驗組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。
答案：(2)降低　氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少
(3)取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經干旱處理后，再測定氣孔開度。預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變。
將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預期結果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。
12．解析：(1)中耕松土過程中去除了雜草，減少了雜草和農作物之間的競爭；疏松土壤可以增加土壤的含氧量，有利于根細胞的有氧呼吸，促進礦質元素的吸收，從而達到增產的目的。(3)分析表中數據可知，作物A、D的株高較高，B、C的株高較低，作物A、B的光飽和點較高，適宜在較強光照下生長，C、D的光飽和點較低，適宜在弱光下生長，綜合上述特點，應選取作物A和C進行間作，作物A可利用上層光照進行光合作用，作物C能利用下層的弱光進行光合作用，從而提高光能利用率。
答案：(1)減少雜草對水分、礦質元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用　(3)A和C　作物A光飽和點高且長得高，可以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
13．解析：此為“黑白瓶法”測定植物的光合速率，A為甲、乙兩瓶中O2起始含量，甲瓶不透光，生產者只進行呼吸作用，若干小時后測定甲瓶中O2含量為B，A與B的差值為這段時間內生產者呼吸作用消耗的O2量；乙瓶透光，生產者既進行光合作用又進行呼吸作用，若干小時后測定乙瓶中O2含量為C，C與A的差值表示這段時間內生產者凈光合作用釋放的O2量；乙瓶與甲瓶中的O2含量進行比較，C與B的差異是由生產者的光合作用造成的，所以C與B的差值表示這段時間內生產者光合作用的總放氧量(產生O2量)。
答案：生產者凈光合作用的放氧量　生產者光合作用的總放氧量　生產者呼吸作用的耗氧量
14．解析：(1)據圖分析可知，當光照強度大于a時，相同光照強度下，甲植物的凈光合速率大于乙，有機物的積累較多，對光能的利用率較高。(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，植物接受的光照強度相對較弱，光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，因此種植密度過大，導致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大。(3)從圖中可以看出，乙植物的光飽和點以及光補償點都比甲植物低，適合在光照強度相對更弱的環境中生長，林下的光照強度更低，因此更適合在林下種植的是植物乙。(4)夏日晴天中午12：00時，植物為了減少蒸騰作用對水分的散失，葉片上的部分氣孔會關閉，導致細胞間的二氧化碳的含量下降，從而引起光合速率下降。
答案：(1)甲　(2)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　(3)乙　(4)CO2
15．解析：(1)由于上層葉片對陽光的遮擋，導致下層葉片接受的光照強度較弱，因此下層葉片凈光合速率達到最大值時所需要的光照強度較上層葉片低，據此可知：A葉片是樹冠下層的葉片。(2)光合作用包括光反應和暗反應兩個階段，氧氣產生于光反應階段。光照強度達到一定數值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，說明光反應速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反應受到抑制。(3)綠葉中的葉綠素等光合色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，可以用無水乙醇提取葉綠素。
答案：(1)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)暗　(3)無水乙醇
16．解析：(1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質是葉綠素和類胡蘿卜素，這些色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，葉綠體上的色素主要捕獲紅光和藍紫光。(2)由圖可知：當葉面積系數小于a時，隨葉面積系數的增加，群體光合速率和干物質積累速率均上升；當葉面積系數大于b時，由于群體光合速率不變，而群體呼吸速率仍在上升，導致群體凈光合速率降低，干物質積累速率下降。(3)由于陰生植物的呼吸作用強度小于陽生植物，即陰生植物通過呼吸作用放出的CO2比陽生植物少，因此陰生植物光合作用吸收CO2的量與呼吸作用放出的CO2的量相等時所需要的光照強度比陽生植物低。
答案：(1)類囊體薄膜　藍紫光和紅光　(2)增加　群體光合速率不變，但群體呼吸速率仍在增加　(3)低
17．解析：(1)白天有光照，葉肉細胞能利用液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2進行光合作用，也能利用光合作用產生的氧氣和有機物進行有氧呼吸，光合作用光反應階段能將光能轉化為化學能儲存在ATP中，有氧呼吸三階段都能產生能量合成ATP，因此葉肉細胞能產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體(線粒體基質和線粒體內膜)、葉綠體類囊體薄膜。光合作用為有氧呼吸提供有機物和氧氣，反之，細胞呼吸(呼吸作用)產生的二氧化碳也能用于光合作用暗反應，故光合作用所需的CO2可來源于蘋果酸脫羧和細胞呼吸(或呼吸作用)釋放的CO2。(2)由于環境干旱，植物吸收的水分較少，為了維持機體的平衡適應這一環境，氣孔白天關閉能防止白天因溫度較高蒸騰作用較強導致植物體水分散失過多，晚上氣孔打開吸收二氧化碳儲存固定以保證光合作用等生命活動的正常進行。(3)該實驗自變量是植物甲所處的生存環境是否干旱，由于夜間氣孔打開吸收二氧化碳，生成蘋果酸儲存在液泡中，導致液泡pH降低，故可通過檢測液泡的pH驗證植物甲存在該特殊方式，即因變量檢測指標是液泡中的pH值。實驗思路：取生長狀態相同的植物甲若干株隨機均分為A、B兩組；A組在(濕度適宜的)正常環境中培養，B組在干旱環境中培養，其他條件相同且適宜，一段時間后，分別檢測兩組植株夜晚同一時間液泡中的pH，并求平均值。
預期結果：A組pH平均值高于B組。
答案：(1)細胞質基質、線粒體(線粒體基質和線粒體內膜)、葉綠體類囊體薄膜　細胞呼吸(或呼吸作用)
(2)蒸騰作用過強導致水分散失過多　光合作用
(3)實驗思路：取生長狀態相同的植物甲若干株隨機均分為A、B兩組；A組在(濕度適宜的)正常環境中培養，B組在干旱環境中培養，其他條件相同且適宜，一段時間后，分別檢測兩組植株夜晚同一時間液泡中的pH，并求平均值。
預期結果：A組pH平均值高于B組。

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