能量之源——光与光合作用\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n基础梳理——系统化知识点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构1．绿叶中色素的提取和分离实验(1)实验原理无水乙醇层析液\n(2)实验步骤二氧化硅保护叶绿素无水乙醇使扩散均匀滤液细线\n(3)实验结果及分析橙黄色色素种类色素含量溶解度\n2．叶绿体的结构示意图(1)结构↓决定(2)功能：叶绿体是进行________的场所↑结论(3)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于________被光束照射的部位光合作用叶绿体\n[巧学助记]叶绿体膜两层，基质基粒来组成，类囊体来堆叠，上有色素和酶，吸收光能来转化，光合作用好场所。\n3．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收________，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对____________的吸收量大，类胡萝卜素对______的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少，对绿光吸收量最少。叶绿素b叶绿素a胡萝卜素叶黄素可见光红光和蓝紫光蓝紫光\n知识点二 光合作用的探索历程科学家结论普利斯特利植物可以更新污浊的空气英格豪斯普利斯特利的实验只有在________下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气梅耶光合作用把光能转换成________储存起来萨克斯植物叶片在光合作用中产生______恩格尔曼氧气是_______释放出来的，________是光合作用的场所鲁宾和卡门光合作用释放的氧气全部来自________卡尔文探明了CO2中的碳转化成________中碳的途径阳光照射化学能淀粉叶绿体叶绿体水有机物\n知识点三 光合作用的过程(1)图中：①________，②________，③________，④________。O2[H]C3CO2\n(2)光反应和暗反应的比较项目光反应暗反应条件______、色素、酶____、[H]、____、多种____场所________________物质变化H2O________ADP＋Pi________________＋C5______________________＋C5能量变化光能转化为ATP中____________ATP中______________转化为有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供__________，暗反应为光反应提供____________________。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成光ATPCO2酶类囊体薄膜叶绿体基质[H]＋O2ATPCO22C32C3(CH2O)活跃的化学能活跃的化学能[H]和ATPNADP＋、ADP和Pi\n(3)光合作用和化能合成作用的比较项目光合作用化能合成作用区别能量来源________________________代表生物绿色植物________相同点都能将________等无机物合成有机物光能氧化无机物放出的能量硝化细菌CO2和H2O\n知识点四 光合作用原理的应用1．光合作用强度糖类消耗量生成量\n2．影响光合作用强度的因素水分温度CO2浓度强弱\n基能过关——问题化一、连一连光合作用的探究历程(连线)\n二、判一判判断正误并找到课本原话1．在色素的提取和分离实验中，不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快。(P97—实验)()2．一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。(P99—学科交叉)()3．大棚种植蔬菜时，选择蓝色的塑料膜比红色的好。(P99—与社会的联系)()4．即使温度、CO2浓度合适，紫外线照射植物也不会发生光合作用。(P99—学科交叉)()5．同位素标记也可应用于光合作用的卡尔文循环。(P102—正文)()6．绿叶通过气孔从外界吸收的CO2不能直接被还原。(P104—正文)()7．没有叶绿素就不能进行光合作用。(P98—正文)()8．叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面的用途：一是H2O的光解，二是ATP合成。(P103—正文)()√√√√√√××\n9．植物体吸收光能的色素，除存在于叶片的一些细胞中外，还存在于幼嫩的茎和果实等器官的一些含有光合色素的细胞中。(P100—拓展题)()10．叶肉细胞中，捕获光能的色素位于叶绿体的类囊体薄膜上。(P99—正文)()11．没有叶绿素的生物就不是自养型的。(P105—正文)()12．恩格尔曼通过研究植物叶片的曝光和遮光证明了光合作用的产物含有淀粉。(P102—正文)()13．叶绿体的类囊体膜上不仅分布有吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。(P100—正文)()14．没有光照，暗反应仍可短时间继续进行。(P104—正文)()15．把无机物合成有机物的合成作用叫化能合成作用。(P105—正文)()16．用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。(P100—资料分析)()√√√√√×××\n三、议一议【教材易漏拾遗】1．为什么叶片一般呈现绿色？提示：因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，且叶绿体中叶绿素含量较高，所以叶片呈现绿色。\n2．[必修1P99“与社会的联系”]温室或大棚种植蔬菜时，最好选择________的玻璃、塑料薄膜，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。无色透明有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行\n3．英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功，则只要有光照，植物一定能更新空气，对吗？提示：不对，植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率，即净光合速率＞0，若光照强度不够充分(在光补偿点以下)，则植物不但不能更新空气，反而会使空气变得更混浊。\n4．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘蒸气法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。请思考：(1)本实验设置了哪些对照？其自变量和因变量分别是什么？实验结论分别是什么？(2)实验中对植株进行暗处理，其目的是什么？提示：图中d与e对照，自变量为有无光照，因变量是有无淀粉的产生，结论：光合作用制造淀粉必须有光照。图中a与b、d对照，自变量为叶绿体的有无，因变量是有无淀粉的产生，结论：光合作用制造淀粉，必须有叶绿体。提示：该实验的关键是饥饿处理，其目的是使叶片中原有的营养物质被运走或耗尽，增强了实验的说服力。\n5．下面是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：\n(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？提示：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。提示：排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰。\n(3)萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，其目的是什么？(4)两实验设计中是如何形成对照的？提示：防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。提示：恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理后的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。\n高效课堂\n考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构（国考5年1考）(全国卷：2017全国卷Ⅲ)任务驱动·探究突破任务1对影响叶绿素合成因素的分析(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中______合成叶绿素，叶片会_____，离体叶绿素在强光下易分解。(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关____的活性，一般叶绿素合成的最低温度是2～4℃，最适温度是30℃，另外，低温时叶绿素容易被破坏，叶子会变黄。(3)矿质元素：叶绿素合成的必需元素，如氮、镁；叶绿素合成的辅助成分，如铁、铜是某些酶的活化剂。植物如果缺_______________后叶绿素都不能合成，叶子会变黄。不能发黄酶氮、镁、铁、铜\n任务2不同色素对光的吸收及应用分析(1)不同色素对光的吸收①叶绿体中的色素只吸收_______，而对红外光和紫外光等________。②叶绿素主要吸收____________。类胡萝卜素主要吸收________。(2)不同色素对光吸收的应用①无色透明大棚能透过日光中各色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率_____。②叶绿素对____光吸收最少，因此____色塑料大棚中植物的光合效率最低。可见光不吸收红光和蓝紫光蓝紫光最高绿绿\n易错提醒关于光合色素的4点提醒（1）可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体（如蓝藻等），但是都含有光合色素。,（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。（3）植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。（4）植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。\n任务3研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养科学思维(1)初生的植物，叶片呈黄绿色；长大后，变为深绿色；到了秋冬季节，便枯黄了，试分析其原因。提示：嫩叶中叶绿素较少，叶绿素的绿色不足以遮盖类胡萝卜素的颜色，叶片呈黄绿色；随着植物的生长发育，合成叶绿素的能力增强，叶绿素增多，遮盖了类胡萝卜素的颜色，叶片呈深绿色；秋冬季节，叶绿素大量分解，遮盖不住类胡萝卜素的颜色，叶片呈黄色。\n(2)(人教必修1P108思维拓展)哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大。分析回答：①从影响哈密瓜生长的环境因素分析，哈密瓜特别甜的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。②如果你的家乡想种哈密瓜并使瓜甜，仅从光合作用的角度分析，你认为应当采取的措施有______________________________。白天温度高，光照强，哈密瓜光合作用强，积累的有机物较多；夜间温度低，哈密瓜细胞呼吸较弱，消耗的有机物较少，一昼夜积累的有机物较多增加光照强度、延长光照时间等\n解析：①哈密地区位于我国的高纬度地区(夏季的白天长)，阳光充足，而且光照强，所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长，光合作用的强度大，积累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低，哈密瓜植株的细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质就会比较少，这样，哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下，最终转化成果糖和葡萄糖，所以哈密瓜特别甜。②如果自己的家乡想种植哈密瓜并使瓜甜，就要模仿哈密地区的自然条件，创造类似的生态环境，如采取白天适当增加光照时间和光照强度，而夜间适当降低温度等措施。\n考向分类·对点落实考向一色素的种类及功能的综合考查1.[经典高考]关于叶绿素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光答案：D解析：叶绿素a和叶绿素b都含有Mg，A正确；叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应，B正确；叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b，C正确；植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射出来，D错误。\n2．[经典高考]红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是()A．红枫叶片不含叶绿素B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用答案：C解析：红枫叶片含叶绿素，可进行光合作用；红枫叶片呈红色是因液泡中含有色素，其色素不能吸收光能进行光合作用。\n归纳总结色素与叶片的颜色正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色\n考向二根据吸收光谱确定光合色素的功能3.[2022·河北衡水中学调研]下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是()A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光B．用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长的光的利用量显著减少答案：C\n解析：由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400～500nm，A正确；叶绿体中的色素吸收450nm波长的光比吸收600nm波长的光要多，B正确；由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多，光反应产生的ATP和[H]增多，暗反应中C3的还原量增多，则叶绿体中C3的量减少，C错误；叶绿素吸收420～470nm波长的光较多，当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420～470nm波长的光变少，D正确。\n4．[2021·北京朝阳区一模]为探究和开发天然食用色素，某研究小组取等量相同品种的红枣，用某种溶剂提取红枣中水溶性的红色素，用紫外光谱仪测定不同温度下提取液的吸光度(吸光度越大，红色素含量越高)，实验结果如图所示。下列分析合理的是()A．不同品种红枣的红色素含量相同B．提取红色素的较适宜温度在60～80℃之间C．提取红枣中的红色素与提取光合色素的溶剂相同D.实验目的是探究温度对红枣中红色素合成的影响答案：B\n解析：不同品种的红枣色泽不同，红色素含量不相同，A错误；分析柱形图可知，用某种溶剂提取红枣中水溶性的红色素，在60～80℃之间，红色素含量最高，B正确；光合色素是脂溶性色素，红枣中红色素是水溶性的，提取红枣中的红色素与提取光合色素的溶剂不相同，C错误；实验目的是探究温度对红枣中红色素提取量的影响，D错误。\n高考必考教材实验❼——绿叶中色素的提取和分离(国考5年1考)(全国卷：2018全国卷Ⅱ)任务驱动·探究突破任务1分析绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象出现的原因异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅①未加___________，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液_____________太少；③一次加入大量的________，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；④未加________或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠①滤液细线________；②滤液细线________滤纸条无色素带①忘记画滤液细线；②滤液细线触及________，且时间较长，色素全部溶解到________中二氧化硅色素(叶绿素)无水乙醇碳酸钙不直过粗层析液层析液\n任务2研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养(1)为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？(2)研磨时为什么要迅速？研磨时为什么还要加入少量的CaCO3和SiO2?提示：新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。提示：无水乙醇易挥发，因此研磨要迅速。二氧化硅可破坏细胞结构，使研磨充分；碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。\n(3)盛放滤液的试管管口为什么要加棉塞？(4)滤纸为什么需预先干燥处理？在制备滤纸条时，为什么将一端的两个角剪掉？提示：防止乙醇挥发和色素氧化。提示：干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散；剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而保证色素带分离整齐。\n(5)为什么画滤液细线要直、细、匀，而且待滤液细线干燥后再重复画一两次？(6)在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液液面？提示：画滤液细线要直、细、匀的目的是使分离出的色素带平整不重叠；滤液细线干燥后再重复画一两次，增加色素含量，使分离出的色素带清晰分明。提示：滤纸条上的滤液细线触及层析液，会使色素直接溶解到层析液中，结果使滤纸条上得不到色素带。\n(7)分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。提示：不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之，色素带窄。\n(8)如图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。提示：①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。\n考向分类·对点落实考向一教材实验的基础考查1.[经典高考]下列用新鲜菠菜叶进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止色素被破坏B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C．为获得10mL提取液，研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失答案：B\n解析：CaCO3可防止色素被破坏，应在研磨时加入，A错误；即使菜叶剪碎不够充分，色素量不足，但色素种类并没有减少，仍可提取出4种光合色素，B正确；由于乙醇易挥发，故为获得10mL提取液，研磨时应加入多于10mL的乙醇，C错误；叶绿素条带会因色素分解而淡化、消失，不会随层析液挥发消失，D错误。\n2．[经典高考改编]为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体中的色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述错误的是()A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次答案：D解析：由图示可知，强光下Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿素含量降低，A正确；由图可知，强光下明显叶绿素含量低类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加利于植物抵御强光照，B正确；Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同，C正确；画滤液线时，滤液在点样线上画2～3次，D错误。\n3．[2022·江苏淮安模拟]甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析，错误的是()A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C．丙可能是正确操作得到的理想结果D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3答案：C\n解析：叶绿体中的色素属于有机物，易溶于无水乙醇等有机溶剂，难溶于水，所以不能用蒸馏水作提取液和层析液，A正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，色素浓度太低导致的，B正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不应该是正确操作得到的理想结果，C错误；丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入破坏了叶绿素，因为与类胡萝卜素相比，叶绿素更易受到破坏，D正确。\n考向二教材实验的拓展考查4.[2022·河北冀州中学段考]下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是()A．提取色素时，要加入SiO2和CaCO3，并进行充分研磨B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C．实验结果①可说明叶绿素合成需要光照D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多答案：B\n解析：提取色素时加入SiO2是为了研磨充分，而加入CaCO3是为了防止色素分子被破坏，A正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B错误；实验结果①色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C正确；实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D正确。\n5．[经典高考]中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验：Ⅰ.提取叶绿素\nⅡ.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25℃)下进行实验，方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液/mL调pH至处理时间/min溶液颜色①3.0Y10绿色②3.07.010绿色③3.06.010黄绿色④3.05.010黄褐色(注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。)\n根据所学知识和实验结果，请回答问题：(1)提取食用叶绿素的X应该为_____________________________，原因是____________________________________________________。(2)表中Y应该为________，原因是_______________________________________________________________。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于________食品，否则___________________________________________。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。_________________________________________________________________________________________。对人无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂，并且应考虑溶剂对人体的影响8.0实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响酸性由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画色素滤液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带\n解析：叶绿素易溶于有机溶剂，如丙酮或无水乙醇中；探究pH对叶绿素稳定性的影响时，要有酸性、中性和碱性等不同条件；由表格信息可知，酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色；可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。\n[师说技巧]明确题干信息，抓准自变量题意明确提出：“探究pH对叶绿素稳定性的影响”，显然本实验的自变量是“pH”；据表中信息可以看出，因变量是色素的“颜色”；本实验采用设计pH梯度进行定量探究。分析表格可知，②③④组的pH相差1.0，可推断pH梯度值是1.0，因此实验组①的pH应是8.0。为保证实验结果的准确性，不同实验组叶绿素溶液的量及处理时间都要严格遵循等量原则和单一变量原则。\n考点二 光合作用的探究历程及过程(全国卷：2020全国卷Ⅰ；2018全国卷Ⅱ、Ⅲ；2017全国卷Ⅱ)任务1光合作用的过程分析光、色素、酶类囊体薄膜ATP中活跃的化学能叶绿体基质有机物中稳定的化学能\n(1)反应式及元素去向的分析：①反应式：(以生成C6H12O6为例)：________________________________________。②同位素标记元素的转移途径：H：__________________________________。C：_________________________________________。6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O3H2O[3H](C3H2O)14CO2(14CH2O)\n(2)光反应中光能转化成的活跃化学能仅贮存于ATP中吗？_______________________________。(3)光反应产生的[H]与细胞呼吸产生的[H]是否为同一类物质？_____________________________________________________________________________。不是。除ATP外，还贮存于[H]中不是。光反应产生的[H]为NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，细胞呼吸产生的[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)\n[名师提醒]有关光合作用的几点提醒(1)光合作用产生的[H]不同于细胞呼吸产生的[H]，且[H]既不是H＋，也不是H，其中前者是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，后者为还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)光合作用水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。(3)在暗反应中NADPH即作为还原剂，也能为C3的还原提供能量。(4)光反应产生的ATP用于C3的还原，不用于其他生命活动。\n任务2对环境因素改变引起物质含量动态变化的判断(1)“过程法”分析各物质变化下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：C3C3C5C5\n(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化注：C3的起始值高于C5，约是其2倍。C3C5C5C3C5C5C3C3\n(3)连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析①光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。②持续光照条件下，会造成[H]、ATP的过度积累，利用不充分；光照和黑暗间隔条件下，[H]、ATP基本不积累，能够被充分利用；因此在光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量______。例如：若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲一直光照10分钟，黑暗处理10分钟；乙光照5秒，黑暗处理5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲____乙。多＜\n[名师提醒](1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP含量变化是一致的。(3)具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定，消耗于C3的还原；C5产生于C3的还原，消耗于CO2的固定)，才能避开试题陷阱。\n任务3光合作用与有氧呼吸的比较能量变化光合作用有氧呼吸光能→化学能(储能)_______________________实质_____________________分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体________________条件只在光下进行有光、无光都能进行联系有机物中稳定的化学能→ATP分子中活跃的化学能和热能合成有机物，储存能量细胞质基质和线粒体\n考向分类·对点落实考向一教材经典实验的拓展考查1.[经典模拟]下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，下列有关叙述，正确的是()A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉B．两实验均需要光的照射C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气答案：B\n解析：图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉；恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用产物，所以两实验均需要光的照射；恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理后的叶片一半曝光、一半遮光形成对照；恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。\n2．[教材习题变式]下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较，不正确的是()A.Y2的质量大于Y3的质量B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量C．②中水的质量大于④中水的质量D．试管①的质量大于试管②的质量答案：C\n解析：Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3，A正确；④中小球藻中含有O)的有机物，而①中小球藻含有(CH2O)的有机物，故④中小球藻质量大于①中的小球藻质量，B正确；④和②中的水都为O，且含量相同，因此质量相等，C错误；在试管①和②中原有质量相等的情况下，②中释放出的是18O2，而①中释放出的是O2，故剩余质量①大于②，D正确。\n考向二光合作用中的经典实例拓展3.[海南卷]将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法，正确的是()A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量答案：A解析：光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解，产生氧气，A正确；叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，B、C错误；水在叶绿体中分解产生氧气时，不仅不需要ATP提供能量，而且还能产生ATP，D错误。\n4．[经典高考]为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是()A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液答案：B解析：空气中有氧气，因此实验条件中不能有空气；光合作用需要光照和稀溶液可释放出CO2。\n考向三光合作用过程中条件改变中间产物含量的变化5.[全国卷]在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。回答下列问题。\n(1)图中物质A是________(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_________________________________________________________________________________________________________；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_______________________________________________________________________________。C3化合物暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍当CO2浓度突然降低时，短时间内C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累\n解析：(1)由题干提供的信息可推知，植物由1%CO2浓度环境转移到0.003%CO2浓度的环境中后，植物暗反应阶段的CO2固定速率减小，因此C3产生量减小，C5相对增加，由此可确定A为C3化合物，B为C5化合物。(2)在CO2浓度为1%的环境中物质B的浓度(C5化合物)比A的低，原因是CO2浓度相对高，CO2固定与C3化合物的还原达到动态平衡，根据暗反应中CO2固定和C3化合物还原的反应式：CO2＋C52C3；2C3[H]，可知C3化合物分子数比C5化合物分子数多。将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，影响了CO2的固定，C5化合物的消耗减少而合成速率不变，因此C5化合物浓度升高。(CH2O)＋C5\n(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的____(低、高)。(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的____(高、低)，其原因是_________________________________________________。高低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少解析：(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，根据反应式可知，物质A的浓度要比B的浓度高。(4)由于0.003%CO2浓度下的暗反应强度比1%CO2浓度下的低，所以所需ATP和[H]少，因此所需的光照强度也较低。\n考向四光合作用过程的综合考查6.[全国卷Ⅱ]下图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。\n据图回答下列问题：(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是______、_________、________、____，[H]代表的物质主要是_______________________。(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是___________________________。O2NADP＋ADP＋PiC5NADH(或答：还原型辅酶Ⅰ)C和D在缺氧条件下进行无氧呼吸\n解析：(1)由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应，图中类囊体膜上可发生水的光解，产生NADPH和①氧气；暗反应阶段消耗ATP和NADPH，产生②NADP＋、③(ADP和Pi)；暗反应过程为卡尔文循环，CO2＋C5→2C3(二氧化碳的固定)，所以④为C5。呼吸作用的第一阶段的场所为C细胞质基质，在第一阶段中，葡萄糖氧化分解成丙酮酸；呼吸作用的第二、三阶段的场所为D线粒体，在第二阶段中，乙酰辅酶A通过三羧酸循环转变为CO2和[H]；在第三阶段中，[H]进入电子传递链(呼吸链)，最后传递给氧，与之生成水。呼吸作用中的[H]为还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有：光合作用光反应阶段(A)有氧呼吸的三个阶段(C和D)。(3)酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。\n考点三 影响光合作用的因素及在生产上的应用(全国卷：2021全国卷；2020全国卷Ⅲ；2018全国卷Ⅲ)任务驱动·探究突破任务1光合作用强度的表示方法(1)含义：植物在单位时间内通过光合作用制造______的数量。(2)两种表示方法①一定时间内原料的______。②一定时间内产物的______。糖类消耗量生成量\n任务2影响光合作用的因素有哪些(1)内部因素①与植物自身的遗传特性(如植物品种不同)有关，以阴生植物、阳生植物为例：如图所示。\n②植物叶片的叶龄、叶面积指数、___________及酶等也会影响光合作用，如图所示。叶绿素含量\n(2)外部因素①单因子变量对光合作用影响的曲线分析因素原理图像应用光照强度影响______阶段，制约ATP及________的产生，进而制约暗反应欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点温室大棚适当提高________可以提高光合作用速率光反应NADPH光照强度\n二氧化碳浓度影响______阶段，制约____的生成大气中________过低时(OA段)植物无法进行光合作用a.大田中增加空气流动，以增加______，如“正其行，通其风”b.温室中可增施有机肥，以增大__________温度通过影响_______进而影响光合作用(主要制约暗反应)a.大田中适时播种b.温室中，适当增加_________，保证植物有机物的积累暗反应C3CO2浓度CO2浓度CO2浓度酶活性昼夜温差\n必需矿质元素可通过所构成的与光合作用相关的化合物，对光合作用产生直接或间接影响(如K＋可影响光合产物的运输和积累)a.合理施肥促进叶面积增大，提高酶合成速率，加快光合作用速率b.施用有机肥，有机肥被微生物分解后既可补充________又可提供各种矿质元素CO2\n②多因子对光合速率的影响\na.曲线分析：P点：限制光合速率的因素应为_____坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。b.应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高________，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加_____浓度，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。横温度CO2\n考向分类·对点落实考向一影响光合作用因素的模型分析1.[2021·江苏南京师大附中高三三模]某团队研究不同浓度的草甘膦(除草剂)对加拿大一枝黄花和本地白茅在单种、混种情况下净光合速率的影响，结果如下(其中P组净光合速率为0)。据图分析，下列叙述不正确的是()A．受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花B．P组白茅产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质C．据实验结果推测，草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点D．0.6mL/L的草甘膦使单种与混种白茅净光合速率的下降量相同答案：D\n解析：据图可知，用不同浓度的草甘膦处理后，混种的加拿大一枝黄花的净光合速率最大，故受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花，A正确；P组净光合速率为0，此时白茅的光合速率与呼吸速率相等，光合作用与呼吸作用都可以产生ATP，产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，B正确；据图分析可知，草甘膦作用下两种植物的净光合速率都下降，故草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点，C正确；据图分析，0.6mL/L的草甘膦处理时，单种本地白茅的净光合速率下降量约为12－2＝10，而混种时下降量约为7－1＝6，故下降量不同，D错误。\n2．[2022·德州一模]如图为在不同光照强度下测定的甲、乙两种植物的光合作用强度变化曲线。下列说法正确的是()A．在连续阴雨的环境中，生长受到影响较大的是植物甲B．光照强度为M时，植物乙的光合速率高于植物甲C．光照强度大于500lx时，植物乙对光能的利用率比植物甲高D．光照强度大于1000lx时，限制植物乙光合速率的环境因素是光照强度答案：A\n解析：据图分析可知，植物甲对光能的利用高，需要较强的光照，植物乙在光照较弱的条件下光合作用强度较大，故阴雨天气受影响较大的是植物甲，A正确；光照强度为M时，两种植物的净光合速率相等，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＋净光合速率)高于植物乙，B错误；据图分析可知，光照强度大于500lx时，植物乙CO2吸收量较甲低，故植物乙对光能的利用率比植物甲低，C错误；在1000lx之前，植物乙的光合速率已不再随光照强度增大而增加，故当光照强度大于1000lx时，限制植物乙光合速率的环境因素不再是光照强度，D错误。\n3．[2022·河南洛阳统考]在适宜的温度和CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶肉细胞的生理指标如表所示。下列分析正确的是()光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强。光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强。A．光强大于7千勒克斯，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B．光强小于6千勒克斯，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是CO2浓度C．森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量D．在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大，青冈的种群密度将会增加物种指标马尾松苦槠石栎青冈光补偿点(千勒克斯)731.51光饱和点(千勒克斯)1163.32.5答案：D\n解析：马尾松的光补偿点为7千勒克斯，当光强大于7千勒克斯时，光合作用强度大于呼吸作用强度，因此叶肉细胞中叶绿体产生的氧气会有一部分释放到细胞外，A错误；光强小于6千勒克斯时，苦槠光合速率未达到最大，此时影响苦槠光合速率的主要因素是光照强度，B错误；生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量，C错误；从表格数据可知，青冈需较弱的光照强度，当树冠密集程度增大时，有利于青冈的生长，种群密度会增加，D正确。\n考向二影响光合作用因素的综合考查4.[经典高考]为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。\n回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量______(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是___________________________________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体________。(2)A、B、C三组处理相比，随着________________的增加，使光下产生的____________________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶Ⅱ\n解析：(1)光合作用过程可分为光反应和暗反应两个阶段。一般情况下，光反应的速率比暗反应快，持续光照，光反应产生的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率，若光照和黑暗间隔3.75ms交替进行，有利于充分利用光反应的产物，从而提高了对光能的利用率，同时C组叶片只进行了D组一半光照时间，光合作用产物相对含量就已经达到94%；故在单位时间内，C组有机物合成量高于D组。通过C组和D组比较，光合作用中存在不需要光而可进行的暗反应，其场所为叶绿体基质。(2)本实验的自变量为光照和黑暗交替频率，随着交替频率增加，光反应产生的ATP和还原型辅酶Ⅱ能及时被暗反应消耗并及时再生，提高了光合作用效率。\n题后反思各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合起作用，但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。,在分析多因子对光合作用的影响时，首先要识别坐标中有几个因子，它们是如何影响代谢过程的，更重要的是，能对多条曲线进行对比，通过对比说明问题。对比时，要注意学会消除多变量，使多变量转换成单一变量。\n考点四 光合作用与细胞呼吸的关系及相关实验探究(全国卷：2021全国乙卷；2018全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；2017全国卷Ⅰ)任务驱动·探究突破任务1光合作用与细胞呼吸之间的联系\n暗反应有氧呼吸Ⅱ光反应有氧呼吸Ⅲ光反应暗反应有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ有氧呼吸Ⅲ光反应暗反应细胞呼吸热能\n任务2在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的测定与计算(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示________。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示_________。呼吸速率净光合速率\n(3)根据光合作用和呼吸作用的反应式进行计算：光合作用：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O有氧呼吸：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量①光合作用释放6molO2需要消耗12molH2O。②光反应阶段，12molH2O光解产生24mol[H]，在暗反应中用于还原6molCO2，并产生6molH2O。\n③每分解1molC6H12O6，需要消耗6molO2，产生6molCO2。④真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：a．光合作用产生的O2量＝实测的O2________＋细胞呼吸消耗的O2量。b.光合作用固定的CO2量＝实测的CO2________＋细胞呼吸释放的CO2量。c.光合作用制造的葡萄糖量＝葡萄糖的______________＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。释放量吸收量积累量(增重部分)\n(4)光合速率与呼吸速率的常用表示方法：真正光合速率O2__________速率CO2固定速率有机物__________速率净光合速率O2释放速率CO2______速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2______速率黑暗中CO2______速率有机物消耗速率产生(生成)产生(制造、生成)吸收吸收释放\n(5)下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。图①：表示黑暗中，只进行________。图②：表示细胞呼吸速率______光合作用速率。图③：表示细胞呼吸速率______光合作用速率。图④：表示细胞呼吸速率______光合作用速率。细胞呼吸＝＜＞\n(6)叶绿体吸收CO2的量属于真正光合作用还是净光合作用？____________。(7)光合速率的测定方法Ⅰ“滴液移动法”①绿色组织在______条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数值为呼吸速率。②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。真正光合作用黑暗\n③表观(净)光合速率的测定方法。(如图)a.条件：整个装置必须在光下。b.NaHCO3溶液的作用：玻璃杯中的NaHCO3溶液保证了容器内______浓度的相对恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。c.植物光合速率指标：植物光合作用释放______，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴______移。单位时间内水滴______移的体积即是表观光合速率。CO2氧气右右\nⅡ“黑白瓶法”黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为____________值，用白瓶(有光照的一组)测得的为__________________值，综合两者即可得到________________值。Ⅲ“称重法”将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表__________________值，综合两者可计算出________________值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。细胞呼吸强度表观(净)光合作用强度真正光合作用强度表观(净)光合作用强度真正光合作用强度\n任务3光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应向____移，反之向____移。(2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应向______移，反之向_____移。(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向____移动。右右左左左\n任务4植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析\n图1的B点，图2的B′C′段形成的原因是：凌晨2时～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。图1的C点、图2的C′点：此时开始出现光照，光合作用启动。图1的D点、图2的D′点：此时光合作用强度________细胞呼吸强度。图1的E点、图2的F′G′段形成的原因是：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。图1的F点、图2的H′点：此时光合作用强度________细胞呼吸强度，之后光合________呼吸。图1的G点、图2的I′点：此时光照强度降为_____，光合作用____。等于等于小于0停止\n方法技巧光照强度、二氧化碳浓度与光合速率的关系曲线（1）解答有关光合作用的坐标曲线题时，要注意对“四点三趋势”（起点、折点、交点和终点以及升、平、降三种变化趋势）的生物学意义的分析，命题者常从这些特征性的地方作为命题的切入点。（2）光合总产量和净产量的常用判断方法：若CO2的吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量；光下植物对CO2吸收量、O2的释放量和有机物的积累量都表示净产量；光合作用对CO2固定量、O2的产生量和有机物的制造量表示光合总量。\n考向分类·对点落实考向一光合作用与细胞呼吸过程的联系1.[2021·淮北一模]绿色植物光合作用和呼吸作用之间的能量转换如图所示，图中①～⑥代表物质，有关叙述错误的是()A.植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①中B．叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都具有还原性C．给植物提供O，短时间内生成的O2和CO2均可含18OD．物质④在叶绿体基质中合成，在线粒体基质中分解答案：D\n解析：植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①ATP中，A正确；叶绿体中的NADPH参与C3的还原，线粒体中的NADH与氧结合生成水，二者都具有还原性，B正确；给植物提供O参与光反应生成O参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2，因此短时间内生成的O2和CO2均可含18O，C正确；物质④为葡萄糖，在叶绿体基质中合成，在细胞质基质中分解，D错误。\n2．[2021·湖南益阳期末]下图所示为叶肉细胞内氢元素的部分转移路径，其中[H]是还原型辅酶Ⅰ或Ⅱ，①～④表示生理过程。下列相关叙述，正确的是()A．图中①③④过程均发生在生物膜上，也都伴随ATP的合成B．图中③过程在无氧条件下不能进行，该过程的产物还有丙酮酸C．图中②过程消耗高能磷酸化合物，[H]还原的物质是五碳化合物D．图中④过程消耗氧气，释放较多的能量，且有一部分转化成热能答案：D\n解析：图中①为光反应，发生在类囊体薄膜上；②是暗反应，发生在叶绿体基质中；③是细胞呼吸产[H]的过程，发生在细胞质基质和线粒体基质中；④是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，A错误；无氧呼吸第一阶段也产生[H]，B错误；暗反应需要光反应产生的[H]和ATP，[H]还原的物质是三碳化合物，C错误；在有氧呼吸第三阶段，[H]和氧气反应生成水，释放较多的能量，一部分合成ATP，有一部分转化成热能散失，D正确。\n考向二光合速率、呼吸速率的判断及相关计算3.[2022·河北石家庄实验中学高三月考]在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司)光饱和时光照强度(千勒克司)光饱和时CO2吸收量(mg/100cm2叶·小时)黑暗条件下CO2释放量(mg/100cm2叶·小时)A植物13115.5B植物393015\n下列有关说法，错误的是()A.与B植物相比，A植物是在弱光照条件下生长的植物B．当光照强度超过9klx时，B植物光合速率不再增加，造成这种现象的原因可能是暗反应跟不上光反应C．当光照强度为9klx时，B植物的总光合速率是45mgCO2/100cm2叶·小时D．当光照强度为3klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为4mgCO2/100cm2叶·小时答案：D\n解析：光合速率与呼吸速率相等时，A植物的光照强度比B植物的光照强度小，所以A植物是在弱光照条件下生长的植物，A正确；B植物的光合作用的光饱和点为9klx，如果再增加光照强度，也不会影响其光合作用速率，因为此时影响光照强度的因素是二氧化碳浓度或温度等，B正确；总光合速率＝净光合作用速率＋呼吸作用速率，当光照强度为9klx时，B植物的总光合速率＝30＋15＝/100cm2叶·小时，C正确；当光照强度为3klx时，A植物固定的二氧化碳的量为11＋5.5＝16.5mgCO2/100cm2叶·小时，而B植物此时光合速率等于呼吸速率，固定的二氧化碳的量为15mgCO2/100cm2叶·小时，故两者固定的二氧化碳的差值16.5－15＝1.5mgCO2/100cm2叶·小时，D错误。\n4．取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为B，丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是()A．C－A为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率B.C－B为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率C．A－B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D．实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定答案：C\n解析：C－A为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率；C－B为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率；A－B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率；乙装置随着O2浓度下降，叶肉细胞呼吸速率也下降。\n5．[2022·河北景县调研]下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是()A.水深1m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3g/m3B．水深2m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原C．水深3m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体D．水深4m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用水深(m)1234白瓶中O2浓度(g/m3)＋3＋1.50－1黑瓶中O2浓度(g/m3)－1.5－1.5－1.5－1.5答案：C\n解析：白瓶透光，瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶内水生植物只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物呼吸作用所消耗的O2量，为1.5g/m3，白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值，即净光合作用。综上分析可知，在水深1m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为3＋1.5＝4.5(g/m3)，A错误；水深2m处白瓶中水生植物能进行光合作用，也能进行水的光解和C3的还原，B错误；水深3m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C正确；在水深4m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为－1＋1.5＝0.5(g/m3)，能进行光合作用，D错误。\n考向三光合作用、细胞呼吸相关曲线中关键点的移动问题6．[经典模拟]已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是()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、上移答案：C\n解析：据图分析：a点为呼吸速率，b点为光合速率等于呼吸速率，d表示表观光合作用强度。由题干可知，30℃时呼吸作用最强，若温度降到25℃时，光合作用增强，呼吸作用减弱，因此，a上移，b左移，d上移。综上所述，本题正确答案为C。\n7．[2022·正定中学月考]如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述正确的是()A．P点处产生的ATP可用于暗反应B．适当降低温度，P点将下移C．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应右移答案：C\n解析：P点时细胞只进行呼吸作用，该过程产生的ATP不能用于光合作用暗反应过程；适当降低温度，呼吸酶的活性随之降低，P点将上移；由于缺镁，B试管中小球藻细胞内叶绿素含量较低，所以光合作用强度等于呼吸作用强度的Q点将右移；降低CO2浓度，R点将向左下方移动。\n考向四光合作用和细胞呼吸关系的综合考查8.[北京卷]某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解错误的是()A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高B．净光合作用的最适温度约为25℃C．在0～25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D．适合该植物生长的温度范围是10～50℃答案：D\n解析：由图可知，呼吸作用的最适温度约为53℃，而总光合作用的最适温度约为30℃，A正确；净光合速率达到最大时对应的温度(即最适温度)约为25℃，B正确；在0～25℃范围内，与呼吸速率变化曲线相比，光合速率变化曲线升高得更快，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确；超过45℃，呼吸作用产生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳，说明呼吸作用消耗的有机物多于光合作用产生的有机物，没有有机物的积累，不适合该植物的生长，D错误。\n9．[天津卷]某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是()A.光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度答案：D\n解析：突变型水稻叶片的叶绿素含量低于野生型，光照强度低于P时，对光照的吸收能力低于野生型，则光反应强度低于野生型，A正确；突变型水稻叶片固定CO2的酶的活性显著高于野生型，光照强度高于P时，突变型的CO2吸收速率大于野生型，则暗反应强度高于野生型，B正确；光照强度低于P时，由于突变型水稻叶片叶绿素含量低，则限制其光合速率的因素主要是光照强度，C正确；光照强度高于P时，由于突变型水稻叶片固定CO2酶的活性高，则限制其光合速率的因素是除CO2浓度外的其他因素，D错误。\n10．[经典高考]某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。\n(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为____。CO2浓度在a～b之间时，曲线________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是________。(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量_____(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑______这一因素的影响，并采取相应措施。0A、B、C光强大于光强\n解析：(1)由图可知，当CO2浓度为a时，高光强下对应的净光合速率为0。CO2浓度在a～b之间时，三条曲线均呈上升趋势。(2)由图可知，CO2浓度大于c时，B、C两条曲线均不再上升，说明CO2已不是限制净光合速率的因素。CO2浓度相同时，净光合速率的大小为：高光强＞中光强＞低光强，故此时的限制因素是光强。(3)净光合速率为0时，植物光合作用强度与呼吸作用强度相等；低于0时，则呼吸作用强度大于光合作用强度。(4)题图曲线反映了光强和CO2浓度对植物光合作用速率的影响，故温室中若要提高该种植物的产量，应考虑提高CO2浓度和增加光强。\n课堂总结\n[网络建构提升]活跃稳定\n[长句应答必备]1．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。2．叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成[H]和O2，同时将ADP和Pi转化成ATP。3．暗反应阶段的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。4．光照强度直接影响光反应的速率，光反应产物[H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。5．温度影响光合作用过程，特别是影响暗反应中酶的催化效率，从而影响光合速率。6．CO2是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响光合速率。\n历届真题\n[翻阅教材品原味]1．[全国卷Ⅰ]通常，叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响，将某植物离体叶片分组，并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK＋ABA溶液中，再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断，下列叙述错误的是()A．细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老B．本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱C．可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组D．可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程答案：C\n解析：由图示可知，用CTK处理比正常叶片中(用蒸馏水处理)叶绿素的相对含量下降慢，说明细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老，A正确；用CTK＋ABA处理比用CTK处理的叶绿素含量下降快，说明CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱，B正确；NADPH是光反应产物，通过光合色素吸收光能使水光解产生，ABA组叶绿体中叶绿素含量下降快于CTK组，光反应慢，形成NADPH的速率慢，C错误；ABA处理组叶绿素含量比对照组下降快，可推知ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程，D正确。\n[人教必修1]P103(高考VS教材)[人教必修1]P99(高考VS教材)\n2．[全国卷Ⅰ]将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g，其增加的质量来自于()A．水、矿质元素和空气B．光、矿质元素和水C．水、矿质元素和土壤D．光、矿质元素和空气答案：A解析：水是占细胞鲜重最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外，植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的CO2合成有机物使植株质量增加。\n[人教必修1]P103(高考VS教材)\n3．[全国卷Ⅲ]植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的答案：A解析：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；吸收光谱是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的，B正确；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对CO2的利用，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。\n[人教必修1]P99(高考VS教材)\n4．[全国卷Ⅱ]关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的答案：C解析：叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。\n[人教必修1]P97(高考VS教材)\n5．[2021·全国乙卷]生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有___________________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和________释放的CO2。(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止________________________，又能保证____________正常进行。叶绿体(类囊体薄膜)、细胞质基质、线粒体细胞呼吸蒸腾作用过强导致植物失水光合作用\n解析：(1)白天植物的叶肉细胞既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用，光合作用过程中产生ATP的场所是叶绿体，呼吸作用过程中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。据题干信息可知，白天液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用，此时叶肉细胞也进行呼吸作用，经呼吸作用释放出的CO2也可用于光合作用。(2)干旱的环境中，白天气孔关闭，可以降低蒸腾作用，避免植物细胞过度失水而死亡，夜间气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭时，储存在液泡中的苹果酸脱羧释放的CO2可为光合作用提供原料，保证了光合作用的正常进行。\n(3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)实验思路：取若干长势相同的植物甲，平均分为A、B两组；将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件相同且适宜；一段时间后，分别测定两组植物甲白天和夜晚液泡中的pH。预期结果：B组液泡中的pH白天和夜晚无明显变化，A组液泡中的pH夜晚明显低于白天。解析：(3)该实验的目的是验证植物甲在干旱环境中存在特殊的CO2固定方式，根据题干信息晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中，推测苹果酸的存在会导致液泡中呈酸性，由白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用，可判断苹果酸分解释放出CO2后液泡中酸性下降或趋于中性，因此实验中需检测白天和夜晚叶肉细胞中液泡的pH。\n[人教必修1]P104(高考VS教材)[人教必修1]P94\n6．[2020·全国卷Ⅲ]参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。反应部位(1)_________叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖/丙酮酸等反应名称(2)________光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源化学能(3)________化学能终产物(除ATP外)乙醇、CO2(4)__________(5)__________细胞质基质无氧呼吸光能O2、NADPHH2O、CO2\n解析：(1)(2)根据表格中信息可知，终产物是乙醇和CO2，综合分析判断该反应为无氧呼吸，葡萄糖可作为无氧呼吸的反应物，无氧呼吸发生在细胞质基质中，其合成ATP的能量为化学能，终产物是乙醇和二氧化碳。(3)(4)根据表格中信息以及光合作用的光反应和其发生的部位可知，光反应合成ATP的能量来源为光能，光反应的产物为O2、NADPH(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。(5)根据表格中信息判断，在线粒体中利用丙酮酸等物质进行的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，该过程将丙酮酸中的化学能释放出来，其中有氧呼吸第二阶段的产物是二氧化碳，第三阶段的产物是水(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。\n[人教必修1]P94(高考VS教材)\n7．[全国卷Ⅰ，节选]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会__________，出现这种变化的主要原因是___________________________________。降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少解析：(2)干旱处理后，叶片气孔开度减小，从外界吸收的CO2减少，使该植物的光合速率降低。\n(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。实验思路：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果：ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。解析：(3)要验证干旱条件下ABA引起气孔开度减小，需要取ABA缺失突变体植株，在正常条件下测定其气孔开度，经干旱处理后，再测定其气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理后的ABA缺失突变体植株随机分为两组，一组不做处理(对照组)，一组进行ABA处理(实验组)，在干旱条件下培养一段时间后，测定两组的气孔开度，预期结果是实验组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。\n[人教必修1]P106(高考VS教材)\n[人教必修1]P79(高考VS教材)\n[历届比对研考向]8．[全国卷Ⅰ，节选]农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有_____________________________________________________________________(答出2点即可)。减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用解析：(1)中耕时去除杂草可降低作物与杂草之间在光照、水分、矿质元素等方面的竞争；中耕时松土可增加土壤氧气含量，利于根的呼吸，从而促进根对矿质元素的吸收。\n(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是___________________________________________________________________________________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/μmol·m－2·s－112001180560623A和C作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用\n解析：(3)为提高光能利用率，进行间作的两种作物应该一高一矮，其中较高的作物利用上层较强的光照，故要求光饱和点较高，如作物A；另一种作物植株较矮，利用下层较弱的光照，故要求光饱和点较低，如作物C，因此最适合进行间作的两种作物是A和C。\n9.[全国卷Ⅱ，节选]回答下列与生态系统相关的问题。(2)通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内_______________________；C与B的差值表示这段时间内________________________；A与B的差值表示这段时间内____________________。生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量\n解析：(2)此为“黑白瓶法”测定植物的光合速率，A为甲、乙两瓶中O2起始含量，甲瓶不透光，生产者只进行呼吸作用，若干小时后测定甲瓶中O2含量为B，A与B的差值为这段时间内生产者呼吸作用消耗的O2量；乙瓶透光，生产者既进行光合作用又进行呼吸作用，若干小时后测定乙瓶中O2含量为C，C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用释放的O2量；乙瓶与甲瓶中的O2含量进行比较，C与B的差异是由生产者的光合作用造成的，所以C与B的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量(产生O2量)。\n10．[全国卷Ⅰ]甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。\n回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是_______。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_____，判断的依据是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是____。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_______(填“O2”或“CO2”)不足。甲甲(光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，)种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大乙CO2\n解析：(1)据图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植物接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度更低，因此更适合在林下种植的是植物乙。(4)夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔关闭，导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。\n[同类选做找共性]11．[2021·湖南卷]绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是()A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度答案：A\n解析：弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A错误；二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确。\n12．[2021·广东卷]与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a，示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是()A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大答案：D\n解析：图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)，A正确；图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)，B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。\n13.[2021·山东卷]光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO2量表示，SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。SoBS浓度(mg/L)0100200300400500600光合作用强度(CO2μmol·m－2·s－1)18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸强度(CO2μmol·m－2·s－1)6.46.25.85.55.24.84.3\n(1)光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的_______中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是________________________________________________________________________________________。(2)与未喷施SoBS溶液相比，喷施100mg/LSoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度________(填“高”或“低”)，据表分析，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在__________mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。基质光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多低喷施SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等100～300\n解析：(1)C5位于叶绿体基质中，则O2与C5结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光照，则光反应产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多。(2)叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度即为光饱和点，与对照相比，喷施100mg/LSoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等。(3)光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO2，补充光合作用的原料，适当抑制光呼吸可以增加作物产量，由表可知，在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合作用强度与光呼吸强度差值最大，即光合产量最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100～300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。\n14．[2021·河北卷]为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。生理指标对照组施氮组水＋氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m－2s－1)8565196叶绿素含量(mg·g－1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h－1·g－1)316640716光合速率(μmol·m－2·s－1)6.58.511.4注：气孔导度反映气孔开放的程度\n回答下列问题：(1)植物细胞中自由水的生理作用包括____________________________________________________________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的____________，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与____离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动____________________两种物质的合成以及____的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是____________________________________________________________________________。细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物主动吸收镁ATP和NADPH(或[H])水C5(或RuBP)气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大\n解析：(1)细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水＋氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH([H])和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH([H])中，其中ATP和NADPH([H])两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5(RuBP)分子上，反应形成的C3被还原为糖类。(3)分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时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供应，从而增加了光合速率。\n15．[2021·湖南卷]图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：\n(1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为_________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会______(填“加快”或“减慢”)。类囊体NADPH减慢解析：(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。\n(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。叶绿体类型相对值实验项目叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。\n据此分析：①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于________________________，从而提高光反应速率。③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Fecy实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异类囊体上的色素吸收光能ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低\n解析：(2)①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体的双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。③根据图b可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。\n16．[2020·山东卷，21]人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。\n(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是__________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将______(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是__________________________________。模块1和模块2五碳化合物(或C5)减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足\n解析：(1)根据题图可知，模块1利用太阳能发电装置将吸收的光能转换为电能，模块2利用电能电解水生成H＋和O2，并发生能量转换的过程。该系统中的模块1和模块2相当于叶绿体中光反应功能。模块3将大气中的CO2转换为糖类，相当于光合作用的暗反应。暗反应中的CO2的固定过程为CO2和C5结合生成C3，C3在光反应提供的NADPH和ATP的作用下被还原，随后经过一系列反应形成糖类和C5，故该系统中模块3中的甲为五碳化合物(C5)，乙为三碳化合物(C3)。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则CO2浓度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的还原短时间内仍正常进行，因此短时间内会导致三碳化合物(C3)含量减少。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，若该系统气泵停转时间较长，则模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，从而导致模块2中的能量转换效率也会发生改变。\n(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是______________________________________________________。(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是____________________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少解析(3)由于植物中糖类的积累量＝光合作用合成糖类的量－细胞呼吸消耗糖类的量。与植物相比，该系统没有呼吸作用消耗糖类，所以在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下，土壤含水量低，导致植物叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少。因此，干旱条件下，很多植物光合作用速率降低。\n17．[2020·江苏卷，27]大豆与根瘤菌是互利共生关系，如图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：\n(1)在叶绿体中，光合色素分布在____________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和______。(2)如图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3磷酸甘油酸(PGA)的酶在___________中，PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于____________。(3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成____键。(4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自________；根瘤中合成ATP的能量主要源于________的分解。(5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是___________________________________________________。类囊体薄膜C5叶绿体基质细胞质基质肽光能糖类非还原糖较稳定(或蔗糖分子为二糖，对渗透压的影响相对小)\n解析：(1)叶绿体中的光合色素分布在类囊体薄膜上；在暗反应过程中，一分子CO2和一分子C5在酶的催化下结合，很快形成两分子C3。(2)光合作用的暗反应阶段发生在叶绿体基质中，固定CO2形成PGA发生在暗反应过程中，相关酶分布在叶绿体基质中。由题图可以看出，TP合成蔗糖的过程发生在细胞质基质中，相关酶也分布在细胞质基质中。(3)氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成肽键。(4)光合作用的光反应阶段，叶绿体中的光合色素可将光能最终转变成ATP中活跃的化学能。根瘤中没有叶绿体，不进行光合作用，故其中合成ATP的能量主要来自呼吸作用中糖类的氧化分解。(5)与葡萄糖相比，蔗糖是非还原性二糖，化学性质较稳定；质量分数相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，蔗糖溶液溶质分子数少，渗透压低，对植物细胞的渗透压影响相对小。\n微专题 考能升格专项练高考必考重点内容——“细胞代谢”年年考专训一“热点题型技巧化”系列——坐标图解类[解题模板]坐标图中，多以时间、位置、温度等易测量的因素为横坐标，以事物的某种性质为纵坐标，以曲线图或直方图表示事物变化及性质间的相互关系，常用来分析生命现象，从而揭示生物体结构、代谢、生命活动以及与生态环境相互作用的关系等方面的本质特性。\n[解题技巧](1)曲线坐标：\n(2)直方坐标：\n典例剖析为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3d后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉的含量。结果如下图：\n(1)光合作用暗反应利用光反应产生的ATP和__________，在____________中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率________。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是________。(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中______________增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，________降低，进而在叶片中积累。(4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会______光合作用。(5)有一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测__________叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是___________________________________________________________，则支持上述推测。[H]叶绿体基质逐渐下降28淀粉和蔗糖含量输出量抑制未遮光光合产物(淀粉、蔗糖)含量降低，光合速率(CO2固定速率相对值)增大\n解析：(1)光合作用光反应可为暗反应提供[H]和ATP，并在叶绿体基质中将CO2转化为三碳化合物，进而形成淀粉和蔗糖。(2)由图1信息知，随去除棉铃百分率的提高，叶片固定CO2能力明显降低；对照组(未摘除棉铃)植株CO2固定速率的相对值应为“去除棉铃百分率为0”时的CO2固定值，即28。(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖含量增加；由题干信息知叶片光合产物“被运到棉铃中被利用”，故除去棉铃后，叶片光合产物输出量降低，从而导致相应产物在叶片中积累。(4)综合图1、图2相关信息可知，由于叶片中光合产物积累导致CO2固定速率明显降低，即叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。(5)该验证实验中去除植株上的棉铃，使“遮光叶片成为需要光合产物输入的器官”，则未遮光叶片光合作用产物会不断转运至遮光叶片中，从而导致未遮光叶片中蔗糖和淀粉含量下降，进而解除产物积累对光合作用的抑制，因此，通过检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率即可，倘若与只去除棉铃植株的叶片相比，检测结果为光合产物(淀粉、蔗糖)含量降低，CO2固定速率相对值增大，则可支持相关推测。\n思维流程请完善本题思维图CO2固定速率相对值蔗糖和淀粉的含量去除棉铃百分率为0时的CO2固定速率相对值去除棉铃百分率为0时的蔗糖和淀粉的含量\nCO2的固定速率随去除棉铃百分率的升高而降低蔗糖和淀粉的含量随去除棉铃百分率升高而升高去除棉铃会使光合强度降低光合产物积累\n升格专训1．下图1是对酶的某种特性的模型解释，图2～7是用某种酶进行有关实验的结果，据图判断下列说法：\n(1)图1和图7都可说明酶作用的专一性，其中b为麦芽糖。()(2)图5说明该酶的化学本质为蛋白质，其基本单位为氨基酸。()(3)图2说明酶具有高效性，且酶能改变化学反应的平衡点。()(4)图3、图4说明了反应溶液中温度/pH的变化不影响酶作用的最适pH/最适温度，其中A点的pH为7，B点的温度为35℃。()(5)图3和图4中温度和pH对酶的影响机理是完全一样的。()(6)图3中，温度由30℃→37℃变化过程中，酶的活性先升高后降低。()(7)图4中，温度从O→B变化过程中，酶的活性逐渐降低。()(8)图6能说明Cl－是该酶的激活剂，而Cu2＋是该酶的抑制剂。()(9)若在图6中的D点时增加酶的浓度，则反应速率不变。()××××××√√√\n2．细胞内糖的分解代谢过程如下图所示，判断下列叙述的正误：(1)植物细胞能进行过程①和③或过程①和④。()(2)真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②。()(3)动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多。()(4)乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]，所以在无氧呼吸过程中无[H]积累。()(5)真核细胞中过程①产生的[H]可在线粒体基质中与氧结合生成水。()(6)在酵母菌的无氧呼吸过程中发生了图示过程①和④，被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中，因为酒精是不彻底的氧化产物。()(7)叶肉细胞在光照下进行光合作用，而不进行图示中①②。()√√√××××\n3．下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为甲、乙、丙、丁时，CO2释放量和O2吸收量的变化。判断下列相关叙述的正误：(1)甲浓度下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸。()(2)甲浓度下最适于贮藏该器官。()(3)乙浓度下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多。()(4)丙浓度下，细胞呼吸产生的ATP最少。()(5)丁浓度下，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，产物中的CO2全部来自线粒体。()(6)丁浓度下，有氧呼吸与无氧呼吸强度相等。()(7)丁浓度后，细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化。()××××××√\n4．下图1表示某高等植物的叶肉细胞的甲、乙两个重要生理过程中C、H、O的变化，图2表示在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%的环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，该叶肉细胞暗反应中C3和C5化合物相对浓度的变化趋势。请判断下列相关叙述的正误：\n(1)图1甲中水在类囊体薄膜上被消耗，乙中水的消耗与产生都在线粒体内膜。()(2)图1甲中可发生CO2→C3→C6H12O6，在乙中则会发生C6H12O6→丙酮酸→CO2。()(3)图1甲、乙均能发生能量转换，光能转变成化学能发生在甲中，化学能转变成光能发生在乙中。()(4)图2中A、B物质的动态变化发生的场所和图1甲生理过程所发生的场所相同。()(5)图2中物质A为C5化合物，B为C3化合物。()(6)图2中将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是当CO2浓度突然降低时，短时间内C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累。()(7)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的低。()×××√√√√\n5．将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。获得实验结果如下图，请判断相关叙述：\n(1)图甲中的b点对应图乙中的B点，此时细胞内的气体交换状态对应图丁中的①。()(2)到达图甲中的d点时，玻璃罩内CO2浓度最高，对应图乙中的D点，而此时细胞内气体交换状态对应图丁中的④。()(3)图乙中的H点对应图甲中的g点，此时细胞内的气体交换状态对应图丁中的④。()(4)有机物开始合成至合成终止分别对应图甲中的d→h段、图乙中的D→H段，图丙中的B′→I′段。()√×××\n(5)图丙中的A′B′段C3含量较高，其主要原因是无光照，不能进行光反应，不能产生[H]和ATP，C3不能被还原成C5。()(6)图丙中的G′点与F′点相比，叶绿体中[H]的含量较高。()(7)图丙中的C′D′段出现的原因可能是由于上午该地区天气暂时由晴转阴。()(8)F′G′段C3化合物含量下降的原因是气孔闭合程度加大，缺少CO2，CO2固定受阻，而原有C3化合物不断被消耗。()(9)经过这一昼夜之后，该植物体的有机物含量会减少。()√√√√×\n6．下图甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响，其中实线表示真正光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。图乙为该植物在适宜条件下，光合作用速率随光照强度变化的示意图。图丙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体的体积)，请判断下列相关叙述的正误：\n(1)由甲图可知，在温度为30℃条件下，植物生长状况达到最佳。()(2)由甲图可知，与细胞呼吸有关的酶对高温更为敏感，温度只会影响光合作用的暗反应阶段。()(3)若已知乙图是在30℃条件下绘制而成的曲线，如果温度改变为45℃，图中a点上移，b点右移，c点左移，d点上移。()(4)乙图中当缺O2时a点下降；缺Mg时b点右移；如果从c点开始增加环境中的二氧化碳浓度，则d点向下方移动。()(5)乙图中b点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器有细胞质基质、叶绿体和线粒体。()√√×××\n(6)乙图中c点之后，光合作用的限制因素可能是CO2和温度等，可以通过适当增加CO2浓度来提高光合作用强度。()(7)乙图中的纵坐标数值即为丙图中的m4。()(8)在乙图中a、b、e、f任意一点，丙图中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0。()(9)在图甲中的40℃和图乙中的b点时，丙图中有m1＝n1＝m4＝n4。()××××\n专训二“规律方法专题化”系列——数据计算类[解题模板]计算题的考查核心在于通过定量计算考查学生对相关概念、原理和生理过程的理解和掌握程度。定量计算题的取材主要涉及酶促反应速率、光合速率、呼吸速率、总光合速率和净光合速率等方面的内容。[解题技巧]第一步第二步第三步明确知识体系，找准原理依据理顺数理关系，确定计算方法准确计算，回归要求，注意单位\n典例剖析将生长状况相同的某种植物的叶片分成4等份，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h(光照强度相同)，测其重量变化，得到如下数据。由此可以得出的结论是()注：净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率。A．该植物光合作用的最适温度是27℃B．该植物呼吸作用的最适温度是29℃C．27～29℃的净光合速率相等D．30℃下实际光合速率为2mg·h－1组别一二三四温度(℃)27282930暗处理后重量变化(mg)－1－2－3－1光照后与暗处理前重量变化(mg)＋3＋3＋3＋1答案：B\n解析：从表中分析，暗处理1小时，光照1小时，则在27℃时总光合量是3＋1＋1＝5(mg/h)；28℃时总光合量是3＋2＋2＝7(mg/h)；29℃时总光合量是3＋3＋3＝9(mg/h)；30℃时总光合量是1＋1＋1＝3(mg/h)。由此可知，该植物光合作用的最适温度约是29℃，呼吸作用的最适温度也约为29℃。再分析净光合速率(即在光下的净光合速率)：27℃时应为5－1＝4(mg/h)；28℃时应为7－2＝5(mg/h)；29℃时应为9－3＝6(mg/h)，从数据分析可知，27～29℃下的净光合速率是不相等的。30℃下的实际光合速率(即在光下的总光合速率)为3mg/h。\n思维流程明体系·找原理(1)暗处理时进行的生理过程：________；光照时可进行_____________________。(2)表中第三行变化数据是相对于________的变化，而第四行的变化数据是相对于________的变化。(3)净光合速率＝_________________________。细胞呼吸细胞呼吸和光合作用暗处理后暗处理前实际光合速率－呼吸速率\n理关系·定方法(1)表中第三行变化数据的绝对值反映__________强度。(2)第四行的变化数据的绝对值____(填“能”或“不能”)反映净光合作用强度。(3)若暗处理前、暗处理后和光照处理后叶片重量相对值分别用如下柱状图表示，则请在图中标绘出暗处理后重量变化量和光照后与暗处理前重量变化。细胞呼吸能\n准计算·归要求(1)27℃、28℃、29℃和30℃时的细胞呼吸速率分别为____________________________。(2)27℃、28℃、29℃和30℃时的总光合速率分别为_______________________________。(3)该植物光合作用和呼吸作用的最适温度大约都是______，27～29℃下的净光合速率是__________。1mg/h、2mg/h、3mg/h和1mg/h5mg/h、7mg/h、9mg/h和3mg/h29℃不相等的\n升格专训1．将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10℃、20℃的温度条件下，分别置于5klx、10klx光照和黑暗条件下的光合作用和细胞呼吸，结果如图。据图所做的推测中，正确的是()A．该叶片在20℃、10klx的光照强度下，每小时光合作用固定的CO2量为8.25mgB．该叶片在5klx光照强度下，10℃时积累的有机物比20℃时的少C．该叶片在10℃、5klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是3mgD．通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比答案：A\n解析：叶片在20℃、10klx时，每小时光合作用固定的CO2量是(10＋2)/2×(44/32)＝8.25(mg)，A正确；据图可推知，在5klx光照强度下，10℃时积累的有机物比20℃时的多，B错误；在10℃、5klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是(6＋1)/2＝3.5(mg)，C错误；净光合速率可用光照下O2的释放速率表示，5klx光照强度下，10℃时该绿色植物的净光合速率为6/2＝3(mg/h)，20℃时的为4/2＝2(mg/h)，由此可知，叶片的净光合速率与温度不成正比，D错误。\n2．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是()A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mgC．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用制造的氧气量约为0.7mg透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9mg5.6mg3.8mg答案：B\n解析：由于丙瓶为不透光的玻璃瓶，里面的浮游植物只能进行有氧呼吸，其产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质，A错误；由于丙瓶中生物只进行呼吸作用，经过一昼夜后，丙瓶中的氧气减少了4.9－3.8＝1.1mg，B正确；一昼夜后，乙瓶中的氧气浓度增加，二氧化碳浓度降低，水中的pH比丙瓶中的高，C错误；由于丙瓶中氧气减少的1.1mg为呼吸量，而乙瓶中氧气增加了5.6—4.9＝0.7(mg)，为净光合量，因此实际光合作用制造的氧气量为：净光合量＋呼吸量＝0.7＋1.1＝1.8(mg)，D错误。\n3．下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X处。30min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在位置X处。请判断下列说法的正误：\n(1)若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率为0.8mL/h。()(2)若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，30min后，要使水滴维持在位置X处，针筒的容量需向左调节。()(3)若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在20℃、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维持在X处，则在有光条件下该植物的实际光合作用速率是0.5mL/h。()(4)假若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的暗反应阶段。()(5)如果在原实验中只增加光照强度，则针筒容量仍维持在0.6mL读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL的读数，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可说明：在上述条件下，限制光合作用速率的主要因素不是光照而是温度。()√√√××\n4．某研究小组进行某植物的栽培试验，图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下测得的光合、呼吸曲线；图2为在恒温密闭玻璃温室中，连续48h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率的变化曲线；图3为适宜CO2浓度条件下，温度和光照强度对该植物CO2吸收速率的影响曲线。请结合图像判断下列说法的正误：\n\n(1)图1中的虚线表示呼吸速率随温度变化的情况，当温度达到55℃时，植物不再进行光合作用。()(2)图1中，因40℃与60℃时，CO2的吸收量均为0，所以二者的生理代谢状态相同，图2中与图1的F点生理状态相同的点有4个。()(3)图1中在温度为30℃时，叶肉细胞内的[H]用于与O2结合形成水和还原三碳化合物。()(4)图2中实验开始3h内和在6h时叶肉细胞产生ATP的场所相同。()(5)图2中在18h时叶肉细胞中CO2的移动方向为由线粒体到叶绿体，在30h时叶绿体内的ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质。()√√√××\n(6)图2中由12时到18时叶绿体内C3含量增加。()(7)图2中叶绿体利用CO2速率最大的时刻是36h时，前24小时平均光照强度小于后24小时的平均光照强度。()(8)图2中有机物积累最多的时刻在42h时。经过连续48h的培养，与0h相比，48h时该植物的有机物量增加。()(9)图3中E点时，25℃条件下产生的氧气量等于15℃条件下产生的氧气量。()(10)依据图3分析，若图2所示实验温度为15℃，现若将温度调整为25℃条件下保持恒温，其他条件不变，则图2中6h时的光照强度为2klx。()√√√√×
