必修1分子與細胞第二單元

細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖第9講光合作用過程、原理及影響因素課前自主檢測判斷正誤并找到課本原文1．光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學途徑。(必修1

P97)()2．色素在層析液中溶解度不同，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴散得快。(必修1

P98)()3．SiO2有助于研磨充分，CaCO3可防止研磨中色素被破壞。(必修1

P98)()4．不能讓濾液細線觸及層析液，否則濾液細線中的色素會被層析液溶解。(必修1

P99)()5．葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收紅光。(必修1

P99)()√×√√×6．吸收光能的4種色素分布在類囊體的薄膜上。(必修1

P100)()7．葉綠體內(nèi)眾多的基粒和類囊體，極大地擴展了受光面積。(必修1

P100)()8．恩格爾曼的實驗直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。(必修1

P101)()9．葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用。(必修1

P101)()10．魯賓和卡門用同位素示蹤的方法，研究光合作用中的氧氣來源于CO2。(必修1

P102)()11．水分解為氧和H＋，氧直接以氧分子的形式釋放出去，H＋與氧化型輔酶Ⅱ(NADP＋)結(jié)合，形成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)。(必修1

P103)()√√√××√12．C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。(必修1

P104)()13．卡爾文等用放射性同位素示蹤法探明了CO2中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機物中的碳的。(必修1

P104)()14．光反應和暗反應緊密聯(lián)系，能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)變化密不可分。(必修1

P104)()15．光合作用需要眾多酶參與，因此影響酶活性的因素，也會影響光合作用。(必修1

P105)()√√√√(2020·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”實驗，下列敘述錯誤的是(

)A．提取葉綠體色素時可用無水乙醇作為溶劑B．研磨時加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞C．研磨時添加石英砂有助于色素提取D．畫濾液細線時應盡量減少樣液擴散解析研磨時應加入CaCO3，其可以中和酸性物質(zhì)，防止葉綠素被破壞，B錯誤。答案解析知識自主梳理無水乙醇有機溶劑層析液層析液溶解度快(2)實驗步驟.胡蘿卜素黃色藍紫光葉綠素a黃綠色藍紫光和紅光四越多葉綠素a胡蘿卜素溶解度溶解度越高胡蘿卜素和葉黃素葉綠素a和葉綠素b扁平的橢球形或球形雙層類囊體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)、基粒(或類囊體膜上)1．研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？研磨時要迅速和充分的原因？提示二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨時色素被破壞。防止無水乙醇揮發(fā)和色素氧化，保證色素充分溶解并提取較多的色素。2．制備濾紙條時，在濾紙條一端剪去兩角的目的是什么？提示兩邊色素擴散得快，防止出現(xiàn)邊緣效應；保證色素帶整齊。3．畫濾液細線要細、直、勻的原因是什么？濾液細線干燥后再畫一兩次的原因是什么？提示濾液細線要細、直、勻，是為了使各色素擴散的起點相同，分離出的色素帶平整不重疊。干燥后重復畫一兩次是為了增加色素總量，使分離出的色素帶清晰分明。4．實驗為何要在通風的條件下進行？為何要用棉塞塞緊試管口？提示因為層析液中的石油醚、丙酮、苯都是具有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。提取色素的無水乙醇易揮發(fā)。5．濾紙上的濾液細線為什么不能觸及層析液？提示防止色素被層析液溶解。6．葉片呈現(xiàn)綠色的原因？提示①葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，葉綠素含量約是類胡蘿卜素的3倍。②葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收最少，綠光被反射出來。7．比較葉綠體和線粒體增大膜面積的方式。提示線粒體：內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴；葉綠體：類囊體堆疊形成基粒。8．植物細胞一定能進行光合作用嗎？提示不一定。只有含有葉綠體的植物細胞才能進行光合作用，否則不能進行光合作用，如植物的根細胞、表皮細胞。9．葉綠體是光合作用的場所，那么沒有葉綠體就一定不能進行光合作用嗎？提示不一定。如藍細菌細胞中沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍素，也能進行光合作用。

恩格爾曼吸收光能氧紅光和藍紫光水綿和需氧細菌螺旋帶狀釋放氧氣氧氣和光有光照無光照光合作用的有關生化反應在葉綠體中進行色素分子類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)色素和酶葉綠體光能二氧化碳和水有機物氧氣有毒害作用不能ATP

水的光解同位素標記1．希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應？提示是。因為希爾實驗是在沒有CO2的情況下進行的，沒有CO2參與反應，而糖的合成需要CO2的參與。2．希爾實驗中的氧化劑起到什么作用？提示結(jié)合H2O分解產(chǎn)生的2H＋和2e－。

類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)光能→ATP和NADPH中活躍的化學能ATP和NADPH中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能

ATP和NADPH

ATP和NADPH中的化學能

ATP和NADPH

葉綠體基質(zhì)

光合作用

課后習題改編1．光反應階段必須在有光的條件下進行，暗反應必須在無光條件下進行。()2．暗反應可以在無光條件下長期進行。()3．光反應ATP水解釋放的能量只能用于C3還原，不能用于各項生命活動。()4．光合作用有水的產(chǎn)生。()5．光合細菌、藍細菌無葉綠體不能進行光合作用。()6．只要外界條件合適，植物細胞就能進行光合作用。()7．當光照強度突然下降，C3含量減少，C5含量增多。()××√√×××8．當CO2濃度突然下降，C3含量減少，C5含量增多。()9．暗反應也會受到光照影響，因為光影響光反應，從而影響NADPH和ATP的量。()

√√

糖類光能某些無機物氧化時釋放的能量硝化細菌單位時間糖類原料消耗或產(chǎn)物生成的數(shù)量下沉氧氣上浮越多不同光照強度調(diào)節(jié)光源與燒杯的距離同一時間段內(nèi)葉片浮起數(shù)量葉片大小、溶液的量等保持一致光合作用強度

越多增強越多紅光和藍紫綠提高延長合理密植無色透明光合作用強度增強不再增強有機肥活性提高

降低

葉綠素氣孔開閉③應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料；合理灌溉可以提高作物的光合作用效率。(5)多因素對光合速率影響①多因素對光合速率影響的曲線變化規(guī)律分析如圖所示：②曲線分析1．我國北魏時期的農(nóng)書《齊民要術(shù)》中，有關于栽種農(nóng)作物要“正其行，通其風”的記載。分析采取這種措施的原因是什么？提示通風透光，既有利于充分利用光能，又可以使空氣不斷流過葉面，提供較多的CO2，從而提高光合作用強度，進而提高光合產(chǎn)量。2．北方夏季中午，光照強度很強，但植物的光合作用強度明顯減弱的原因是什么？提示北方夏季中午，溫度很高，蒸騰作用很強，失水過多，導致大量氣孔關閉，CO2吸收減少，光合作用強度明顯減弱。

考點題型突破考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1．(2021·廣東廣州一模)在弱光照條件下黃瓜葉片的顏色更濃綠。研究小組提取并分離正常光照和弱光照條件下黃瓜葉片中的色素。下列有關敘述錯誤的是(

)A．弱光照條件下，葉綠素含量的增加是黃瓜對光的適應B．提取色素時，加入CaCO3的目的是使研磨充分C．色素分離的原因是不同色素在濾紙條上的擴散速度不同D．濾紙條上的黃綠色條帶是由葉綠素b擴散形成的解析加入CaCO3的目的是防止色素被破壞，B錯誤。答案解析2．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(jié)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(jié)果D．丁可能是因為研磨時未加入CaCO3解析葉綠體中的色素屬于有機物，易溶于酒精等有機溶劑，難溶于水，甲中沒有色素，可能是誤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，導致色素濃度太低，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(jié)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CaCO3，葉綠素被破壞，D正確。答案解析

綠葉中色素的提取和分離實驗中異常實驗現(xiàn)象原因分析(1)濾紙條上色素帶顏色均較淺：①未加二氧化硅，研磨不充分；②加入無水乙醇的量過多；③實驗材料中色素含量較少或稱取綠葉較少。(2)濾紙條上最下面兩條色素帶較淺：①未加碳酸鈣或加入量過少，葉綠素被破壞；②實驗材料(如泛黃的葉片)中葉綠素的含量較少。(3)濾紙條上色素帶重疊：①濾液細線不直；②濾液細線過粗。(4)濾紙條上看不見色素帶：①忘記畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，色素溶解到層析液中；③誤用蒸餾水作提取液和層析液。3．(2017·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(qū)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640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的答案解析類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，不吸收紅光，A錯誤；640～660nm波長的光為紅光，葉綠素主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此葉片在640～660nm波長光下只有葉綠素能吸收光能，參與光合作用，釋放O2，D正確。解析4．(不定項)下圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)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400～500nm波長的光B．用450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強度C．由550nm轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，短時間內(nèi)葉綠體中C3的量增加D．土壤中缺乏鎂時，植物對420～470nm波長的光利用量顯著增加答案解析由圖可知，葉綠體中色素吸收450nm波長的光比600nm波長的光要多，因此用450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強度，B正確；由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，葉綠體中色素吸收的光變多，光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH變多，暗反應中C3的還原量增多，短時間內(nèi)C3的生成量不變，則短時間內(nèi)葉綠體中C3的量減少，C錯誤；從圖中可以看出，葉綠素吸收420～470nm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420～470nm波長的光變少，則植物對420～470nm波長的光利用量顯著減少，D錯誤。解析光合色素和光合場所的三點提醒(1)色素的功能特點：葉綠素和類胡蘿卜素均有主要的吸收光波段，對其他波段的可見光并非不吸收，只是吸收量較少。(2)色素的分布位置：色素不只分布于葉綠體中，液泡中也含有色素如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)光合作用的場所：葉綠體不是細胞進行光合作用的唯一場所，如藍細菌細胞沒有葉綠體，也能進行光合作用。5.如圖為水綿結(jié)構(gòu)模式圖。恩格爾曼進行光合作用實驗時，把載有水綿和需氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細的光束對水綿細胞的不同部位(如a處)做點狀投射，發(fā)現(xiàn)水中的需氧細菌明顯聚集在葉綠體被光投射處；若將裝片完全暴露在光下，需氧細菌則分布在葉綠體所有受光部位。此實驗證明了(

)A．氧氣是由水分解來的B．葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧C．光合作用能產(chǎn)生淀粉D．光合作用需以二氧化碳為原料答案6．(不定項)下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述正確的是(

)A．①具有選擇透過性B．吸收光能的色素分布在②上C．與光合作用有關的酶分布在②③中D．葉綠體具有雙層膜答案考點2光合作用的原理和應用1．下列關于光合作用發(fā)現(xiàn)史的敘述錯誤的是(

)A．19世紀末，科學界普遍認為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C和H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖B．希爾反應證明了光合作用中氧氣來源于水分子的分解，所以說希爾反應就是光合作用的光反應C．美國科學家阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)在光照下，葉綠體可合成ATP，并發(fā)現(xiàn)該過程總與水的光解相伴隨D．卡爾文采用放射性同位素示蹤技術(shù)探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑答案解析希爾反應只包括水的光解過程，不包括ATP的合成過程，所以希爾反應不是光反應。解析答案解析由題中希爾反應式可以知道，光合作用過程中產(chǎn)生的氧氣來自于參加反應的水，A不符合題意；從希爾反應和阿爾農(nóng)的發(fā)現(xiàn)，得不到NADPH和ATP的形成發(fā)生在葉綠體類囊體膜上的結(jié)論，B符合題意；根據(jù)題意，希爾反應和有機物的合成過程分別進行，希爾反應發(fā)生在沒有CO2和有光照的條件下，有機物合成發(fā)生在無光照，有CO2的條件下，C不符合題意；希爾反應只有在光下才能進行，在暗處是不能進行的，在光下積累NADPH和ATP，在暗處可以進行有機物的合成，NADPH和ATP在合成有機物過程中被消耗，為反應提供能量和還原劑，D不符合題意。解析3．據(jù)下面光合作用圖示判斷，下列敘述不正確的是(

)A．⑤過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上，⑥過程發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中B．如用14C標記CO2來追蹤光合作用過程中的碳原子，則14C的轉(zhuǎn)移途徑為14CO2→C3→糖類C．NADPH既可作還原劑，也可為暗反應提供能量D．②不僅用于還原C3，還可用于礦質(zhì)離子吸收等答案解析根據(jù)光合作用的過程判斷①②③④⑤⑥⑦分別表示NADPH、ATP、CO2、(CH2O)、光反應、暗反應和NADP＋。光合作用過程中，CO2首先與C5相結(jié)合，形成C3，然后C3被還原形成糖類等有機物，B正確；光反應產(chǎn)生的ATP只用于暗反應，呼吸作用產(chǎn)生的ATP才能用于礦質(zhì)離子吸收等生命活動，D錯誤。解析4．(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體系。該反應體系在光照條件下可實現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是(

)A．產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質(zhì)B．該反應體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C．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，該反應體系不含光合作用色素答案解析乙醇酸等同于光合作用暗反應產(chǎn)生的糖，暗反應場所在葉綠體基質(zhì)中，所以產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質(zhì)，A正確；該反應體系中能進行光合作用整個過程，不斷消耗的物質(zhì)有CO2和H2O，B錯誤；類囊體產(chǎn)生的ATP參與C3的還原，產(chǎn)生的O2用于呼吸作用或釋放到周圍環(huán)境中，C錯誤；該體系含有類囊體，而類囊體的薄膜上含有光合作用色素，D錯誤。解析5．(不定項)(2021·山東濰坊高三模擬)下圖為綠色植物某細胞內(nèi)發(fā)生的兩個生理過程。下列分析正確的是(

)A．進行②過程的細胞也能進行①過程B．①過程產(chǎn)生的能量，少部分用于合成ATPC．①、②過程中的還原型輔酶是同種物質(zhì)D．①過程發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，②過程發(fā)生在葉綠體內(nèi)膜上答案解析②表示光合作用光反應階段，①表示有氧呼吸的第三階段，能夠進行光合作用的細胞一定能夠進行有氧呼吸，A正確；①過程產(chǎn)生的能量，大部分以熱能的形式散失，少部分合成ATP，B正確；①、②過程中的還原型輔酶不是同種物質(zhì)，前者是還原型輔酶Ⅰ，后者是還原型輔酶Ⅱ，C錯誤；①過程發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，②過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，D錯誤。解析6．(2021·湖南師大附中“八省聯(lián)考”猜題)將葉綠體懸浮液置于適宜光照下，一段時間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關說法正確的是(

)A．可測定葉綠體懸浮液的凈光合速率B．向懸浮液中滴入少量NaHCO3溶液，NADPH含量下降C．突然改用等強度紅光照射，短時間內(nèi)C3含量上升D．改變懸浮液中pH對氧氣釋放無影響答案解析離體葉綠體只進行光合作用，釋放出的氧氣為實際光合作用產(chǎn)生的氧氣，所以該實驗可測定葉綠體懸浮液的實際光合速率(總光合速率)，A錯誤；向懸浮液中滴入少量NaHCO3溶液，可使溶液中用于光合作用的CO2含量增加，生成的C3增加，進而使C3被還原時消耗的NADPH增加，導致NADPH含量下降，B正確；突然改用等強度紅光照射，則葉綠體色素吸收利用的光能增多，導致光反應產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，使C3的還原增強，消耗的C3增加，短時間內(nèi)C3的生成量不變，所以短時間內(nèi)C3含量下降，C錯誤；產(chǎn)生氧氣的光反應需要酶的催化，而酶的活性受pH影響，D錯誤。解析7.如圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內(nèi)C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的改變而變化的情況，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．增加光照強度答案解析C3含量下降，C5含量上升，說明CO2固定減弱或C3還原加快，即CO2濃度降低或光照強度增強，A、B錯誤，D正確；若降低環(huán)境溫度，光合速率下降，C3和C5含量均下降，C錯誤。解析當外界條件發(fā)生驟變時，光合作用中C3、C5的含量變化需從物質(zhì)的生成和消耗兩個方面綜合分析(1)光照減弱時，C3、C5的含量變化同理可知，光照增強時，NADPH、ATP含量增加，C3含量減少，C5含量增加。(2)CO2含量增加時，C3、C5的含量變化同理可知，CO2含量減少時，C3含量減少，C5含量增加。8．如圖所示的玻璃容器中，注入一定濃度的NaHCO3溶液并投入少量的新鮮綠葉碎片，密閉后，設法減小液面上方的氣體壓強，會看到葉片沉入水中。然后再用光照射容器，又會發(fā)現(xiàn)葉片重新浮出液面。光照后葉片重新浮出液面的原因是(

)A．葉片吸水膨脹，密度減小B．溶液內(nèi)產(chǎn)生的CO2大量附著在葉面上C．葉片進行光合作用所產(chǎn)生的O2附著在葉面上D．NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大答案解析葉片浮出水面的原因是葉片進行光合作用，產(chǎn)生的O2附著在葉面上，使葉片浮力變大而浮在水面上，A、B錯誤，C正確；溶液內(nèi)不會產(chǎn)生過多的CO2，NaHCO3溶液的作用是保持容器內(nèi)CO2的濃度穩(wěn)定，D錯誤。解析9．(2017·天津高考)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。敘述錯誤的是(

)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(huán)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(huán)境因素是CO2濃度答案解析突變型水稻葉片葉綠素含量低于野生型，光照強度低于P時，對光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，由于突變型的光合速率隨光照強度增大而增大，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，突變型水稻的光合速率隨著光照強度增大而增大，故此時限制突變型水稻光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度，D錯誤。解析答案解析11．番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強度下降，原因是(

)A．光反應強度升高，暗反應強度降低B．光反應強度降低，暗反應強度降低C．光反應強度不變，暗反應強度降低D．光反應強度降低，暗反應強度不變解析缺鎂影響葉綠素的合成，進而影響光反應，導致光反應強度下降，NADPH和ATP減少，進一步導致暗反應中三碳化合物的還原強度降低，進而影響暗反應，使暗反應強度降低，B正確。答案解析12．(2021·北京東城高三一模)下圖是各種環(huán)境因素影響黑藻光合速率變化的示意圖。相關敘述正確的是(

)注：箭頭所指為處理開始時間。A．若在t1前充CO2，則暗反應速率將顯著提高B．t1→t2，光反應速率顯著提高而暗反應速率不變C．t3→t4，葉綠體基質(zhì)中NADPH的消耗速率提高D．t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中C3/C5比值下降答案解析0～t1，光照較弱，光合速率較慢，限制因素為光照強度，若在t1前充CO2，則暗反應速率不會顯著提高，A錯誤；t1→t2，給予充足恒定光照，光反應速率顯著提高，產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，導致暗反應速率也增加，B錯誤；t3→t4，CO2濃度增加，葉綠體基質(zhì)中生成的C3增加，消耗NADPH的速率提高，C正確；t4后短暫時間內(nèi)，由于缺少光照，ATP和NADPH減少，還原C3的速率減慢，但短時間內(nèi)CO2固定的速率不變，導致C3含量增加，C5含量減少，故葉綠體中C3/C5比值將上升，D錯誤。解析13．(不定項)龍須菜是生活在近岸海域的大型經(jīng)濟藻類，既能給海洋生態(tài)系統(tǒng)提供光合產(chǎn)物，又能為人類提供食品原料。某小組研究CO2濃度和光照強度對龍須菜生長的影響，實驗結(jié)果如下圖所示。已知大氣CO2濃度約為0.03%，實驗過程中溫度等其他條件適宜，下列相關說法錯誤的是(

)A．實驗中CO2濃度為0.1%的組是對照組B．增加CO2濃度能提高龍須菜的生長速率C．高光照強度下光反應速率快從而使龍須菜生長較快D．選擇龍須菜養(yǎng)殖場所時需考慮海水的透光率等因素答案解析大氣CO2濃度約為0.03%，實驗中CO2濃度為0.1%的組是實驗組，A錯誤；由圖可知，不同CO2濃度下龍須菜相對生長速率基本相同，B錯誤；與低光相比，高光條件下相對光反應速率高，相對生長速率高，C正確；因不同光照影響龍須菜的生長，因此龍須菜養(yǎng)殖時需考慮海水的透光率等因素，D正確。解析14．(2022·山東德州高三期中)下圖表示光合作用的部分過程，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白質(zhì)和光合色素組成的復合物，具有吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的作用。(1)PSⅡ吸收的光能可以將H2O分解產(chǎn)生物質(zhì)N________和H＋，PSⅠ吸收的光能可以轉(zhuǎn)移到物質(zhì)M________中參與暗反應____________過程。(2)為探究光對植物光合作用的影響，科研人員利用中度遮光和重度遮光分別處理某植物得到如下實驗結(jié)果：處理組對照組中度遮光重度遮光葉綠素(mg/g)0.761.032.30類胡蘿卜素(mg/g)0.30.330.58凈光合作用(μmol·m－2·s－1)5.58.24.7氣孔導度(mmol·m－2·s－1)0.0560.0770.036胞間CO2濃度(μL·L－1)248189285NADPH

遮光處理后，植物色素含量增加的意義是_________________________

___________；分析表中數(shù)據(jù)可知，重度遮光條件下凈光合速率的下降不是氣孔因素引起的，請說出理由：_____________________________________

______________________。植物通過提高色素含量提高光能利用率(3)為了進一步探究重度遮光導致凈光合作用下降的原因，科研人員測量了葉片最大光化學效率(與PSⅡ損傷程度負相關)，結(jié)果如下：據(jù)此分析重度遮光導致光合作用下降的原因可能是_________________

_________________________。綜合(2)(3)中信息，請給出種植該植物的建議：______________。重度遮光可導致PSⅡ系統(tǒng)損傷，影響光反應

適當遮光

解析(3)由圖2可知，重度遮光，葉片最大光化學效率逐漸降低，即重度遮光可導致PSⅡ系統(tǒng)損傷，影響光反應，由(2)中表格可知，中度遮光條件下該植物的凈光合作用強度最大，故綜合(2)(3)中信息，給出種植該植物的建議應適當遮光。解析課時作業(yè)一、單項選擇題(每題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的)1.(2019·江蘇高考改編)右圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結(jié)果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍細菌經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是(

)A．研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素B．層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液C．在敞開的燒杯中進行層析時，需通風操作D．實驗驗證了該種藍細菌沒有葉綠素b答案解析研磨時加入CaCO3的目的是防止葉綠素被破壞，故研磨時加入CaCO3過量不會破壞葉綠素，但會影響色素提取液的純度，A錯誤；光合作用色素易溶于有機溶劑不溶于水，故層析液應選用有機溶劑，而生理鹽水和磷酸鹽緩沖液為無機溶劑，B錯誤；層析液易揮發(fā)，故進行層析時要用培養(yǎng)皿覆蓋燒杯，C錯誤；比較題圖所示分離結(jié)果可知，該種藍細菌沒有葉黃素和葉綠素b，D正確。解析2．(2021·西城區(qū)高三期中)北京的秋天呈現(xiàn)出繽紛的色彩，有綠色、黃色、紅色、紫色等。下列敘述正確的是(

)A．植物繽紛的色彩是液泡中各種色素的比例不同造成的B．用清水可以將紫鴨跖草葉片中的所有色素提取并分離C．秋天銀杏葉片變黃的原因是低溫造成葉綠素含量降低D．楓樹、爬山虎等植物葉片變紅后捕獲光能的能力增強解析植物繽紛的色彩是葉綠體和液泡中各種色素的比例不同造成的，A錯誤；葉綠體色素溶于有機溶劑而不溶于水，因此不能用清水提取所有色素，B錯誤；葉綠素在低溫下易被分解，秋天銀杏葉片變黃的原因是低溫造成葉綠素含量降低，C正確；楓樹、爬山虎等植物葉片變紅后葉綠素含量降低，捕獲光能的能力減弱，D錯誤。答案解析3．葉綠體是光合作用的場所。下列有關葉綠體和光合作用的敘述，錯誤的是(

)A．葉綠體內(nèi)部巨大的膜面積為暗反應的酶提供了附著位點B．葉綠素能吸收紅光，類胡蘿卜素不能吸收紅光C．光合色素吸收的光能用于水的光解和ATP的形成D．O2的產(chǎn)生需要提供光照，(CH2O)的產(chǎn)生需要提供CO2解析葉綠體的類囊體薄膜增大了葉綠體內(nèi)部的膜面積，是光合作用光反應的場所，A錯誤。答案解析4．(2021·遼寧選擇性考試)植物工廠是通過光調(diào)控和通風控溫等措施進行精細管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，常采用無土栽培技術(shù)。下列有關敘述錯誤的是(

)A．可根據(jù)植物生長特點調(diào)控光的波長和光照強度B．應保持培養(yǎng)液與植物根部細胞的細胞液濃度相同C．合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量D．適時通風可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度答案解析不同植物對光的波長和光照強度的需求不同，可根據(jù)植物生長特點調(diào)控光的波長和光照強度，A正確；為保證植物的根能夠正常吸收水分，該系統(tǒng)應控制培養(yǎng)液的濃度小于植物根部細胞的細胞液濃度，B錯誤；適當提高白天的溫度可以促進光合作用的進行，讓植物合成更多的有機物，而夜晚適當降溫則可以抑制其呼吸作用，使其少分解有機物，合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量，C正確；適時通風可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度，進而提高光合速率，D正確。解析5．下圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應過程)。下列判斷錯誤的是(

)A．圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學能儲存在c和e中B．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解C．將b物質(zhì)用18O標記，最終在(CH2O)中能檢測到18OD．在g物質(zhì)供應充足時，突然停止光照，C3的含量將迅速下降答案解析6．將葉綠體破壞并離心，得到類囊體懸浮液和葉綠體基質(zhì)后進行圖示處理，一段時間后再向四支試管中加入2,6-二氯酚靛酚(藍色染料，容易被還原劑還原成無色)。下列相關說法錯誤的是(

)A．只有試管①能產(chǎn)生氣泡B．加入2,6-二氯酚靛酚后只有試管④不能使之變?yōu)闊o色C．試管②中ATP/ADP的值比試管①低D．①與③比較說明類囊體進行光反應需要光照答案解析光反應的場所為類囊體薄膜，暗反應的場所為葉綠體基質(zhì)。光反應的發(fā)生需要葉綠體類囊體薄膜上的色素、酶參與。氣泡是水光解產(chǎn)生的氧氣，在四個試管中，只有試管①能滿足光反應的條件，即光照＋與光反應有關的色素和酶，A正確；①試管含有類囊體，有光照，可進行光反應產(chǎn)生NADPH，使2,6-二氯酚靛酚由藍色變?yōu)闊o色，②③④試管不能進行光反應，無法產(chǎn)生NADPH，不能使2,6-二氯酚靛酚由藍色變?yōu)闊o色，B錯誤；試管①進行光反應能產(chǎn)生ATP，消耗ADP，試管②中ATP/ADP的值比試管①低，C正確；①與③的變量為有無光照，①能產(chǎn)生氣泡而③不能，說明①能進行光反應而③不能，因此①與③比較說明類囊體進行光反應需要光照，D正確。解析7．(2021·西城區(qū)高三期中)在適宜光照和溫度條件下，給豌豆植株供應14CO2，測定不同的細胞間隙CO2濃度下葉肉細胞中C5的相對含量，結(jié)果如下圖所示。敘述不正確的是(

)A．含14C有機物最先出現(xiàn)在葉綠體基質(zhì)B．A→B，葉肉細胞吸收CO2速率增加C．B→C，葉片的光合速率等于呼吸速率D．B→C，葉肉細胞的光合速率不再增加答案解析暗反應發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，而CO2是暗反應的反應物，因此含14C有機物最先出現(xiàn)在葉綠體基質(zhì)，A正確；據(jù)圖分析，A→B，細胞間隙CO2的相對濃度逐漸增大，而C5的相對含量逐漸減小，而C5與CO2結(jié)合生成C3，因此該段時間內(nèi)葉肉細胞吸收CO2速率增加，B正確；B→C，葉片葉肉細胞間的CO2濃度較高，C5含量維持基本不變，表示在B點達到了CO2飽和點，葉肉細胞的光合速率達到最大，之后不再增加，此時光合速率大于呼吸速率，C錯誤，D正確。解析二、不定項選擇題(每題給出的四個選項中，有的只有一個選項符合題目要求，有的有多個選項符合題目要求)8．(2021·北京東城高三期末改編)下圖為某陸生植物體內(nèi)碳流動示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(

)A．過程①不需要消耗光反應提供的ATP和NADPHB．葉肉細胞中的卡爾文循環(huán)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)C．在葉肉細胞中會發(fā)生由單糖合成二糖或多糖的過程D．④受阻時，②③的進行能緩解C3積累對卡爾文循環(huán)的抑制解析過程①二氧化碳的固定不需要消耗光反應提供的ATP和NADPH，三碳化合物的還原消耗光反應提供的ATP和NADPH，A正確；葉肉細胞中的卡爾文循環(huán)即碳循環(huán)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，B正確；在葉肉細胞中會發(fā)生由單糖合成二糖或多糖的過程，葉綠體基質(zhì)中會進行葡萄糖合成淀粉，在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行葡萄糖和果糖合成蔗糖，C正確；圖中④蔗糖輸出受阻時，細胞質(zhì)基質(zhì)中蔗糖積累，丙糖磷酸生成蔗糖減少，丙糖磷酸大量積累，過多的丙糖磷酸將用于合成淀粉，即②③合成淀粉能緩解C3積累對卡爾文循環(huán)的抑制，D正確。答案解析9.如圖中曲線Ⅰ表示黃豆光合速率與光照強度的關系(適宜溫度、CO2濃度為0.03%)。在y點時改變某條件，曲線變?yōu)棰颉Ｏ铝蟹治龊侠淼氖?

)A．與y點相比，x點葉綠體中的C3含量較高B．在y點時，升高溫度導致曲線由Ⅰ變?yōu)棰駽．制約x點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量D．制約z點光合作用的因素可能是CO2濃度答案解析與y點相比，x點光照強度較弱，光反應產(chǎn)生的NADPH和ATP較少，C3消耗量較少，又因為CO2濃度與y點一樣，所以C3含量較高，A正確；曲線Ⅰ表示黃豆在適宜溫度下的光合速率與光照強度的關系，再升高溫度，酶活性減弱，光合速率會下降，B錯誤；x點隨著光照強度的增強，光合速率也在增加，所以制約x點時光合作用的因素主要是光照強度，C錯誤；z點的光合速率不再隨著光照強度的增加而增加，而且此時溫度處于最適狀態(tài)，所以限制因素最可能是CO2濃度，D正確。解析三、非選擇題10．(2021·廣東選擇考適應性測試改編)光補償點指同一葉片在同一時間內(nèi)，光合過程中固定的CO2和呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度；光合速率隨光照強度增加，當達到某一光照強度時，光合速率不再增加，該光照強度稱為光飽和點。下表為甲、乙兩個水稻品種在灌漿期、蠟熟期的光合作用相關數(shù)據(jù)。表甲、乙兩個水稻品種灌漿期和蠟熟期光合作用相關指標的比較生長期光補償點(μmol·m－2·s－1)光飽和點(μmol·m－2·s－1)最大凈光合速率(μmolCO2·m－2·s－1)甲乙甲乙甲乙灌漿期68521853197621.6727.26蠟熟期75721732136519.1712.63注：灌漿期幼穗開始有機物積累，谷粒內(nèi)含物呈白色漿狀；蠟熟期米粒已變硬，但谷殼仍呈綠色?；卮鹣铝袉栴}：(1)從表中的數(shù)據(jù)推測，________品種能獲得較高產(chǎn)量，理由是______________________________________________________________。(2)據(jù)表分析水稻葉片在衰老過程中光合作用的變化趨勢。答案(1)光合作用逐漸減弱。乙

乙組灌漿期最大凈光合速率最大，最有利于幼穗對有機物的積累

(3)根據(jù)該實驗的結(jié)果推測，從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率的變化可能與葉片的葉綠素含量變化有關。請設計實驗驗證該推測(簡要寫出實驗設計思路、預測實驗結(jié)果并給出結(jié)論)。答案取等量的相同品種(甲品種或乙品種)的灌漿期和蠟熟期水稻葉片，分別標記為A、B組，分別用無水乙醇提取兩組葉片的色素，再分別用層析液借助紙層析法對兩組提取液進行色素分離，最后觀察藍綠色和黃綠色的色素帶并比較帶寬。預測結(jié)果：A組藍綠色和黃綠色的色素帶明顯比B組的要寬。結(jié)論：從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率的變化與葉片的葉綠素含量減少有關。11．鐵皮石斛為我國傳統(tǒng)名貴中藥材，研究人員對它的栽培條件進行了相關研究，實驗結(jié)果如下。注：1.L1、L2和L3分別代表光照強度為360、240和120μmol/(m2·s)。2．W1、W2和W3分別代表基質(zhì)含水量為基質(zhì)最大持水量的100%、70%和40%。處理L1L2L3W1W2W3W1W2W3W1W2W3干重/g2.913.432.312.583.792.861.932.342.41(1)該實驗研究了____________________對鐵皮石斛光合作用的影響。(2)據(jù)表分析，鐵皮石斛在________條件下的生長狀況最好。請繪出在此基質(zhì)含水量條件下，鐵皮石斛產(chǎn)量與光照強度關系的柱形圖。答案柱形圖(見下圖)光照強度和基質(zhì)含水量

(3)在低光照情況下，由于________階段產(chǎn)生的________________少，使得鐵皮石斛的產(chǎn)量較低。(4)進一步研究發(fā)現(xiàn)，在基質(zhì)含水量低的情況下植物細胞內(nèi)可溶性糖的含量提高,表明植株可以通過積累可溶性糖__________________________，這是植株的一種保護性反應。(5)為保證鐵皮石斛的產(chǎn)量，請?zhí)岢鲈趶姽鈼l件下的栽培建議：______

______________________________________。光反應ATP和NADPH從而提高細胞的滲透調(diào)節(jié)能力將基質(zhì)含水量控制在基質(zhì)最大持水量的70%左右

解析(1)從表格中數(shù)據(jù)可知，本實驗的自變量是光照強度和基質(zhì)的含水量，因變