PAGEPAGE58第8講光能的捕獲和利用[最新考綱]光合作用的基本過程（Ⅱ）。2.試驗：葉綠體色素的提取和分別?？键c一試驗：葉綠體中色素的提取和分別（5年4考）1.試驗原理2.試驗流程葉綠體中色素提取和分別過程與結果分析1.（2013·海南卷，8）關于葉綠素提取的敘述，錯誤的是（）A.菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料B.加入少許CaCO3能避開葉綠素被破壞C.用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素D.研磨時加入石英砂可使葉片研磨更充分解析菠菜綠葉富含葉綠素，可用作提取葉綠素的材料，A正確；加入碳酸鈣可避開研磨過程中液泡中的有機酸等物質對葉綠素的破壞，B正確；用乙醇提取到的葉綠體色素含有胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，C錯誤；研磨加石英砂的目的是為了研磨更充分，D正確。答案C2.（2024·河北冀州中學其次次段考，41）如圖表示用韭菜宿根進行的相關比照試驗流程。下列敘述錯誤的是（）A.提取色素時，要加入SiO2和CaCO3進行充分研磨B.色素在濾紙條上分別的緣由是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同C.試驗結果①可說明葉綠素合成須要光照D.試驗結果②表明韭菜中提取的色素汲取光的種類更多解析提取色素時加入二氧化硅是為了研磨充分，而加入碳酸鈣是為了防止色素被破壞，A正確；色素在濾紙條上分別的緣由是不同色素在層析液中的溶解度不同，B錯誤；試驗結果①色素帶不同，可說明葉綠素合成須要光照，C正確；試驗結果②表明韭菜中提取的色素汲取光的種類更多，D正確。答案B葉綠體中色素提取分別異樣現(xiàn)象分析收集到的濾液綠色過淺緣由①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分②運用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）太少③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低（正確做法：分次加入少量無水乙醇）④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞濾紙條色素帶重疊緣由①濾液細線不直；②濾液細線過粗濾紙條無色素帶緣由①遺忘畫濾液細線②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中考點二捕獲光能的色素和結構及光合作用的早期探討1.葉綠體色素的種類和功能色素種類及特點葉綠素（約占3/4）葉綠素a（藍綠色）主要汲取紅光和藍紫光葉綠素b（黃綠色）類胡蘿卜素（約占1/4）胡蘿卜素（橙黃色）主要汲取藍紫光，且有愛護葉綠素的作用葉黃素（黃色）功能汲取、傳遞（四種色素）和轉換光能（只有少量葉綠素a）汲取光譜圖示及說明圖示說明：①陽光經三棱鏡折射后形成不同波長和顏色的光②折射光透過色素濾液時部分光被汲?、凵貙t光和藍紫光汲取較多，使兩光區(qū)呈現(xiàn)暗帶2.葉綠體的結構與功能（1）結構模式圖（4）恩格爾曼的試驗：好氧細菌只分布于葉綠體被光束照耀的部位。3.光合作用的探究歷程（連線）答案①—A—b②—C—a③—D—c④—E——e⑤—B—d⑥—F—f（經典試驗分析）下面是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的試驗示意圖，請分析：（1）恩吉爾曼試驗在試驗材料的選取上有什么奇妙之處？提示選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于視察；用好氧細菌可以確定釋放氧氣的部位。（2）兩試驗如何設計比照試驗？提示恩吉爾曼的試驗中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成比照；薩克斯的試驗中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成比照。捕獲光能的色素和結構1.（2024·全國卷Ⅲ，3）植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應（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)汲取的光能可用于光反應中ATP的合成B.葉綠素的汲取光譜可通過測量其對不同波長光的汲取值來繪制C.光合作用的作用光譜也可用CO2的汲取速率隨光波長的變更來表示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解析類胡蘿卜素主要汲取藍紫光，所以在藍紫光區(qū)汲取的光能可用于光反應中ATP的合成，A錯誤；葉綠素主要汲取紅光和藍紫光，其汲取光譜可通過測量其對不同波長光的汲取值來繪制，B正確；CO2的汲取速率和O2的釋放速率隨光波長的變更均可表示光合作用的作用光譜，C正確；依據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的汲取光譜可知，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，D正確。答案A2.[2024·江淮十校聯(lián)考（三）]下圖表示光合作用時ATP形成的圖解，圖中b6f復合體能將葉綠體基質中的質子（H＋）轉移到類囊體腔內，該過程須要依靠水光解時產生的電子（e－）的推動，下列有關分析錯誤的是（）A.圖示過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上B.質子從葉綠體基質轉移到類囊體腔內的運輸方式是幫助擴散C.光合作用中ATP的合成會降低類囊體內外的質子濃度差D.物質X既具有催化功能又具有運輸功能解析由題干信息可知，質子從葉綠體基質轉移到類囊體腔內的運輸須要“依靠水光解時產生的電子（e－）的推動”，說明推動質子進入類囊體腔內的動力不是濃度差，而是能量（這個能量不肯定是ATP水說明放的能量，也可能是電能或其他能量），同時須要載體（b6f復合體），應為主動運輸，B錯誤。答案B影響葉綠素合成的三大因素光合作用的早期探討（2024·湖北鄂西部分優(yōu)質中學聯(lián)考，5）以下關于葉綠體和光合作用的幾個試驗，得不到相應試驗結果的是（）A.將葉綠素的無水乙醇提取液置于相宜光源處照耀5h，加碘液處理后溶液呈藍色B.在暖和晴朗的一天下午，在某植物的向陽處采得一片葉，用酒精隔水加熱脫色，并加碘液處理葉片，變成藍色C.將葉綠體色素的無水乙醇提取液放于自然光和三棱鏡之間，從三棱鏡的一側視察，連續(xù)光譜中變暗（暗帶）的區(qū)域主要是紅光和藍紫光區(qū)域D.將經饑餓處理后的綠色正常葉片置于含有足夠14CO2的密閉透亮的照光小室內，3小時后在葉內淀粉中可檢驗到14C的存在解析葉綠素的無水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反應，也不能產生淀粉，A錯誤；光合作用產生淀粉，視察時需對葉片進行脫色處理，B正確；葉綠體中色素主要汲取紅光和藍紫光，導致連續(xù)光譜相應區(qū)域變暗，C正確；CO2是光合作用的原料，14CO2中的14C元素可轉移到淀粉中，故產物中可檢測到14C，D正確。答案A恩吉爾曼試驗方法的奇妙之處（1）巧選試驗材料：選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于視察；用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。（2）奇妙解除干擾因素：沒有空氣的黑暗環(huán)境解除了氧氣和光的干擾。（3）奇妙設計比照試驗：用極細的光束照耀，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當于一組比照試驗；臨時裝片暴露在光下的試驗再一次驗證明驗結果?！炯磳W即練】（2024·遼寧沈陽檢測）1941年，魯賓和卡門用同位素標記法追蹤光合作用中O2的來源。（1）魯賓和卡門用Heq\o\al(18,2)O和一般的CO2進行小球藻光合作用試驗，見A圖。試驗結果，放出的O2（填“具有”或“不具有”）放射性。A試驗的結論是___________________________________________________________________。（2）魯賓和卡門用C18O2和一般的H2O進行光合作用，見B圖試驗結果，產生的O2（填“具有”或“不具有”）放射性。僅B試驗的結論是什么？____________________________________________________________________。（3）綜合試驗A、B，結論是____________________________________________。答案（1）具有光合作用釋放的O2的氧來源于H2O中的氧（2）不具有光合作用釋放的O2的氧，不來源于CO2中的氧（3）光合作用釋放的O2的氧，來源于H2O中的氧，不來源于CO2中的氧考點三光合作用的過程（5年12考）1.光合作用的過程2.光反應與暗反應的關系（1）光反應為暗反應供應[H]、ATP，暗反應為光反應供應ADP和Pi。沒有光反應，暗反應無法進行，沒有暗反應，有機物無法合成。（2）光合作用反應式及元素去向分析：①光合作用過程中O元素的轉移途徑Heq\o\al(18,2)Oeq\o(→,\s\up7(光反應))Oeq\o\al(18,2)C18O2eq\o(→,\s\up7(CO2的固定))C3eq\o(→,\s\up7(C3的還原))（CHeq\o\al(18,2)O）＋Heq\o\al(18,2)O②光合作用過程中C元素的轉移途徑14CO2eq\o(→,\s\up7(CO2的固定))14C3eq\o(→,\s\up7(C3的還原))（14CH2O）③光合作用過程中H元素的轉移途徑：H2O→[H]→（CH2O）＋H2O[巧學助記]光合作用過程的“一、二、三、四”3.環(huán)境驟變對光合作用中間產物含量的影響（1）“過程法”分析C3和C5的含量變更當外界條件變更時，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量變更可以采納如圖分析：Ⅰ.停止光照時：光停，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：Ⅱ.CO2供應停止時：CO2停，C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下：（2）“模型法”表示C3和C5的含量變更教材eq\o(,\s\up7(VS))高考1.真題重組推斷正誤（1）葉肉細胞中光合作用的暗反應發(fā)生在葉綠體基質中（2024·全國卷Ⅲ，2B）（√）（2）某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變更是由環(huán)境造成的（2024·全國卷Ⅲ，6B）（√）（3）硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲得能量（2024·海南卷，5D）（×）（4）葉綠體中可進行CO2的固定但不能合成ATP（2024·全國卷Ⅰ，1D）（×）（5）照光培育一段時間的綠藻，用黑布快速將培育瓶罩上，綠藻細胞的葉綠體內CO2的固定加快（2014·全國Ⅰ卷，2B）（×）（6）溫度和光照會影響CO2的同化速率（2024·海南卷，10A）（√）以上內容源自教材必修一P65～P67，有關光合作用的原理、過程相關的學問。2.（教材必修一P67鞏固提高題改編）課外活動小組同學在相宜的溫度下，以葡萄為材料所做的幾組試驗（假設該植物在24h內呼吸速率不變），結果記錄如下，請回答：（1）據(jù)圖一結果推想，栽培農作物時，密度是否越小越好？圖中哪點對應的“密度”最合理？_________________________________________________________。（2）經檢測，葡萄植株一晝夜的CO2凈汲取量為250mg，圖二中陰影部分所表示的CO2汲取量應（填“大于”“小于”或“等于”）250mg。（3）圖二曲線中能制造有機物的區(qū)段是，能積累有機物的時段是。提示（1）不是，要合理密植B（2）大于（3）BHCG光合作用過程分析1.（2015·安徽卷，2）如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是（）A.CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3中的化學能B.CO2可干脆被[H]還原，再經過一系列的變更形成糖類C.被還原的C3在相關酶的催化作用下，可再形成C5D.光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會上升解析由圖解可知，光反應產生的ATP和[H]參與C3的還原，而不參與CO2的固定，A、B錯誤；被還原的C3在有關酶的催化作用下一部分合成了（CH2O），另一部分又形成了C5，C正確；光照強度變弱時，光反應產生的ATP和[H]削減，C3的還原過程減弱，故短時間內C5含量會降低，D錯誤。答案C2.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?yōu)榛瘜W能儲存在有機物中B.①上產生的B物質移動到②參與C3的還原C.②中產生的NADP＋移動到①上參與水的光解D.①上產生的A物質可用于CO2的固定和C3的還原解析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?yōu)榛瘜W能儲存在有機物中，A正確；①類囊體膜上產生的B物質[H]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正確；②葉綠體基質中產生的NADP＋移動到①類囊體膜上參與水的光解，C正確；①類囊體膜上產生的A物質ATP可用于C3的還原，而CO2的固定不須要消耗能量，D錯誤。答案D突破光合作用過程的4個誤區(qū)（1）綠色植物中參與光合作用的色素只存在于葉綠體類囊體薄膜上，液泡中的色素不參與光合作用。（2）綠色植物中參與光合作用的酶存在于葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質中。（3）不要認為暗反應和光照沒有任何關系。光合作用的過程可以分為兩個階段，即光反應和暗反應。前者在光下才能進行，并在肯定范圍內隨著光照強度的增加而增加；后者在有光、無光的條件下都可以進行，但須要光反應的產物[H]和ATP，因此在無光條件下不行以長期進行。（4）葉綠體并不是進行光合作用的必要場所：進行光合作用的細胞不肯定含葉綠體，如藍藻、光合細菌能進行光合作用，但沒有葉綠體。環(huán)境因素驟變對光合作用物質含量變更的影響【典例】（2011·全國卷Ⅰ）在光照等相宜條件下，將培育在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物快速轉移到CO2濃度為0.003%環(huán)境中，其葉片暗反應中C3和C5化合物微摩爾濃度的變更趨勢如下圖。（1）圖中物質A是（C3、C5）。（2）在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質B的濃度比A的低，緣由是________________________________________________________________________________；將CO2濃度從1%快速降低到0.003%后，物質B濃度上升的緣由是_________________________________________________________________________________。（3）若使該植物接著處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應中C3和C5濃度達到穩(wěn)定時，物質A的濃度將比B的（填“低”或“高”）。（4）CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所須要的光照強度比CO2濃度為1%時的（填“低”或“高”），其緣由是____________________________________________________________________________________________。解析（1）CO2濃度降低后，干脆影響暗反應中CO2的固定，導致C3的量削減，確定物質A是C3，物質B是C5。（2）CO2濃度為1%時，暗反應速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定，即C3和C5的含量穩(wěn)定，依據(jù)暗反應的特點，此時C3的分子數(shù)是C5的2倍；當CO2濃度突然降低時，C5的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導致C5積累。（3）CO2濃度為0.003%時，C3和C5的濃度保持穩(wěn)定后，暗反應保持穩(wěn)定，此時依據(jù)暗反應中CO2的固定的反應式確定，C3分子數(shù)應是C5分子數(shù)的2倍。（4）CO2濃度降低，達到最大光合速率時所需的光照強度降低，因庫暗反應減弱，所需的ATP和[H]削減，光反應強度減弱。答案（1）C3（2）暗反應速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定，即C3和C5的含量穩(wěn)定。依據(jù)暗反應的特點，此時C3的分子數(shù)是C5的2倍當CO2濃度突然降低時，C5的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導致C5積累（3）高（4）低CO2濃度低時，暗反應強度低，所需ATP和[H]少【即學即練】（2024·河北衡水中學二調，21）如圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素變更的變更狀況，下列對這一環(huán)境因素變更的分析正確的是（）A.突然停止光照 B.突然增加CO2濃度C.降低環(huán)境溫度 D.增加光照強度解析突然停止光照，光反應產生的[H]和ATP削減，被還原的C3削減，生成的C5削減，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的相對含量將增加、C5的相對含量將削減，A錯誤；突然增加CO2濃度，CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3還原速率不變，植物細胞內C3相對含量增加、C5相對含量削減，B錯誤；降低環(huán)境溫度，CO2固定速率和C3還原速率均下降，C5的相對含量不會大幅度地增加，C錯誤；增加光照強度，光反應產生的[H]和ATP增多，被還原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的相對含量將削減、C5的相對含量將增加，D正確。答案D易錯·防范清零[易錯清零]易錯點1混淆塑料大棚中“塑料顏色”與“補光類型”的選擇點撥為提高光能利用率，塑料大棚栽培時常選擇“無色塑料”以便透過各色光，這是因為太陽的全色光透過時各種色的光均可被作物汲?。ūM管黃綠色汲取量較?。幪旎蛞归g給溫室大棚“人工補光”時，則宜選擇植物汲取利用效率最高的“紅光或藍紫光”燈泡。因為若利用白熾燈，則其發(fā)出的光中“黃、綠光”利用率極低，從節(jié)約能源（節(jié)電、節(jié)約成本）角度講，用紅燈泡、紫燈泡效率最高。易錯點2誤認為只能是光反應制約暗反應，暗反應不會制約光反應，從而認為停止CO2供應時，不影響O2產生點撥光反應為暗反應供應[H]和ATP，故光反應停止時，暗反應無法進行，然而光反應也需暗反應為之供應ADP、Pi和NADP＋等，故暗反應停止（如撤掉CO2供應）時，光反應也將受制約，從而導致O2產生速率下降。易錯點3誤認為溫室生產中晝夜溫差越大，作物產量越高點撥白天適當提高溫度或增加CO2濃度，可有利于提高光合產量，夜晚不進行光合作用，適當降低溫度可降低呼吸速率從而削減有機物消耗，故適當提高晝夜溫差可提高作物有機物積累量，從而提高作物產量。然而，晝夜溫差并非越大越好，因為夜晚溫度過低時，呼吸酶活性過小，當呼吸作用被過度抑制時，必將減弱礦質離子的汲取等代謝過程，從而制約次日的光合作用，這對作物生長明顯不利。[規(guī)范答題]甲圖是生物愛好小組在密閉的玻璃容器內進行的試驗示意圖（CO2傳感器用于測量裝置內CO2的含量），乙圖表示在夏季晴朗的一天甲圖所示密閉玻璃容器內24h的CO2濃度變更，請回答下列問題：（1）甲圖所示試驗中對光照強度的限制可通過調整燈泡的亮度來實現(xiàn)，也可通過調整來實現(xiàn)，裝置中熱屏障的作用是______________________________。（2）乙圖中代表植物光合作用強度等于呼吸作用強度的點是______________________________________________________________________________________。此時葉肉細胞內的代謝狀況應為下列①～④中的。（3）乙圖中FG段相比EF段CO2濃度下降趨緩的緣由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；推想此時段葉肉細胞內光反應速率應（填“更強”“稍弱”或“不變”），緣由是。（4）為提高光合效率農夫采納玻璃溫室栽培蔬菜，最好采納玻璃（填“無色”“紅色”或“藍色”），若遇到陰雨天氣，室內常需補光，則最好選用色（填“白熾”“紅色與藍紫色”或“綠色”）色燈泡用以室內照光答卷采樣錯因分析混淆“植株全株”與“葉肉細胞光合速率與呼吸速率相等”正確答案應為④。暗反應減弱后，產生的NADP＋、ADP、Pi不足，制約了光反應，光反應速率應稍弱，故正確答案稍弱“室內補光”應顧及溫室照光的“成本與效率”，正確答案為紅色與藍紫色。隨堂·真題&預料1.（2024·海南卷，10）將葉綠體懸浮液置于陽光下，一段時間后發(fā)覺有氧氣放出。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須要ATP供應能量解析葉綠體中含有的光合色素主要汲取紅光、藍紫光，用來進行光反應；一方面光解水產生O2、[H]，另一方面促使ADP、Pi合成ATP。答案A2.（2024·天津卷，6）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汲取速率。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濃度解析由于突變型水稻葉片的葉綠素較少，由圖可知，光照強度低于P時，突變型的光合作用光反應強度低于野生型，A正確；突變型水稻中固定CO2酶的活性顯著高于野生型，當光照強度高于P時，突變型的暗反應強度高于野生型，B正確；光照強度低于P時，光照強度沒有達到光飽和點，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度，C正確；對于突變型個體而言，P點光強未達到光飽和點，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、光照強度，D錯誤。答案D3.（2024·高考預料）下圖表示在某溫度下光照強度對植物光合作用的影響。下列有關敘述正確的是（）A.M點之前植物細胞沒有光合作用但始終進行呼吸作用B.其他條件不變，提高溫度后M點可能左移也可能右移C.N點之后植物汲取CO2量不再增加只與葉綠體中酶數(shù)量有關D.光照強度為N時，該植物從環(huán)境中汲取的CO2總量可用“a＋b”表示解析據(jù)圖分析，M點為光補償點，表示綠色植物光合作用和呼吸作用速率相等，M點此之前光合速率小于呼吸速率，A錯誤；該圖是在某溫度下進行的，提高溫度后酶的活性可能上升或者降低，所以M點可能左移也可能右移，B正確；N點之后植物汲取CO2量不再增加，限制因素包括內部因素（葉綠體中酶的數(shù)量和活性或色素的含量）和外部因素（溫度、二氧化碳濃度等），C錯誤；光照強度為N時，該植物從環(huán)境中汲取的CO2總量可用b表示，a為植物呼吸作用產生CO2的量，D錯誤。答案B4.（2024·高考預料）某植物上有白斑和綠色兩種葉片，在該植物上選取不同的葉片測定其生理過程，如圖1，甲、乙中的葉片生長狀況相同，丙、丁葉片生長狀況相同，丙進行遮光處理，給丁供應肯定濃度的14CO2，回答下列相關問題：（1）要利用該植物做葉綠體中色素的提取和分別試驗，選擇圖1中如（填“甲”或“丁”）裝置中的葉片比較合適，一般常用的提取色素的試劑是___________________________________________________________________________。（2）在相同且相宜條件下，對甲、乙兩裝置中的葉片進行試驗，用碘蒸汽處理葉片，結果只有乙裝置內葉片上編號④的部位變成藍色，此試驗說明_________________________________________________________________________________。（3）圖2是在相宜的光照條件下，變更通入的14CO2濃度測定的葉片中葡萄糖、C5和C3三種化合物的變更狀況的試驗結果。①圖2中曲線a、b、c分別表示的含量變更。②若在1%CO2濃度條件下，某一時刻突然增加光照，則短時間內曲線b表示的物質在細胞中的變更狀況是，產生這種變更的緣由是_____________________________________________________________________________________。③圖2中在0～5分鐘內，曲線a、b中的14C量保持不變，形成兩曲線平行的緣由是_________________________________________________________________。解析（1）提取分別葉綠體中的色素應選擇四種色素都含有且色素含量比較高的葉片，因此應選擇丁裝置中的葉片，一般選用無水乙醇來提取綠葉中的色素。（2）甲裝置中有NaOH溶液，因此該裝置中的CO2被NaOH溶液汲取，植物不能進行光合作用，而乙裝置中，編號③的部位為葉子白色部分，該部位無葉綠體，編號④的部位為葉子綠色部分，該部位有葉綠體，且不對乙裝置進行遮光處理，而在編號④的部位能檢測到光合作用的產物——淀粉，故該試驗說明葉片進行光合作用時須要CO2，葉肉細胞中需含有葉綠體。（3）①由圖可知，在相宜的光照條件下，CO2濃度先降低后上升，由于二氧化碳濃度降低，暗反應固定二氧化碳的速率降低，所以C3的含量會下降，而C5消耗量降低，故C5的含量會上升；由于光合作用始終進行，故其葡萄糖含量應始終增加，則曲線a表示的是C3的含量變更，曲線b表示的是C5的含量變更，曲線c表示的是葡萄糖的含量變更。②突然增加光照強度，光反應產生的[H]和ATP的量增加，C3的還原速率增加，C5的再生增多，而CO2固定過程中C5消耗速率不變，則短時間內葉肉細胞中C5的含量上升。③由圖2中可看出，在0～5分鐘內，曲線a、b中的14C量保持不變，形成兩曲線平行的緣由是光反應階段和暗反應階段速率保持動態(tài)平衡。答案（1）丁無水乙醇（2）葉片進行光合作用時須要CO2，葉肉細胞中需含有葉綠體（合理即可）（3）①C3、C5、葡萄糖②增加光照強度增加，光反應產生的[H]和ATP增多，C3還原速率增加，C5再生增多，而CO2固定過程中C5消耗速率不變（合理即可）③光反應階段和暗反應階段速率保持動態(tài)平衡課后·分層訓練（時間：30分鐘滿分：100分）1.在光合作用的探究歷程中，德國科學家梅耶依據(jù)能量轉化和守恒定律，曾提出了植物在進行光合作用時能量轉化的假說。能證明這一假說的試驗是（）A.英格豪斯證明植物在光照條件下可以變更空氣成分B.恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅光和藍紫光C.薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用可以產生淀粉D.魯賓和卡門證明光合作用產生的氧氣來自于水解析英格豪斯在試驗中證明白植物在光照條件下可以變更空氣成分，即氧氣和二氧化碳，但是這兩種氣體中未涉及能量的轉換，A錯誤；恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅光和藍紫光，但未能證明該光能是否轉變成其他形式的能量，B錯誤；薩克斯的試驗可以證明光合作用過程中汲取的光能轉化成了有機物（淀粉）中穩(wěn)定的化學能，C正確；魯賓和卡門的試驗只是證明白氧氣的來源，而未涉及能量的轉換，D錯誤。答案C2.下圖為綠色植物光合作用過程示意圖（物質轉換用實線表示，能量傳遞用虛線表示，圖中a～g為物質，①～⑥為反應過程），下列推斷錯誤的是（）A.綠色植物能利用a物質將光能轉換成活躍的化學能儲存在c中B.e中不儲存化學能，所以e只能充當還原劑C.圖中①表示水分的汲取，③表示水的光解D.在g物質供應足夠時，突然停止光照，C3的含量將會上升解析a為光合色素，能汲取、傳遞、轉換光能到ATP中，A正確；e為水光解生成的NADPH，也含有活躍的化學能，參與暗反應C3的還原，B錯誤；圖中①表示根系從土壤中汲取水分，③表示水的光解生成NADPH和氧氣，C正確；g為二氧化碳，供應足夠時，突然停止光照，生成NADPH和ATP量下降，C3的還原下降，C3的含量上升，D正確。答案B3.為探討光反應中ATP產生的原理，有科學家進行如下試驗：將葉綠體類囊體置于pH為4的琥珀酸溶液后，琥珀酸進入類囊體腔，腔內的pH下降為4；然后把懸浮液的pH快速上升為8，此時類囊體內pH為4，類囊體外pH為8，在有ADP和Pi存在時類囊體生成ATP，對試驗條件和結論分析正確的是（）A.黑暗中進行，結果表明：H＋能通過單純擴散進入類囊體膜B.光照下進行，結果支持：合成ATP的能量干脆來自色素汲取的光能C.黑暗中進行，結果支持：光反應使類囊體內外產生H＋濃度差，推動ATP合成D.光照下進行，結果表明：光反應產生的[H]參與暗反應中三碳化合物的還原解析分析題意看不出穿膜運輸?shù)姆绞剑还庹障逻M行，題干信息無法得出合成ATP的能量干脆來自色素汲取的光能；黑暗中進行，類囊體內pH為4，類囊體外pH為8，合成ATP，說明ATP的合成與H＋濃度梯度有關；光反應產生的[H]參與暗反應中三碳化合物的還原，暗反應的場所是葉綠體基質，不是葉綠體類囊體。答案C4.百合以氣孔白天關閉、夜間開放的特殊方式適應高溫干旱環(huán)境。下面為百合葉肉細胞內的部分代謝示意圖，據(jù)圖分析錯誤的是（）A.圖中B物質可能是葡萄糖B.線粒體和細胞質基質均能產生CO2C.PEP、RuBP均能與CO2結合D.夜間細胞液pH可能會下降解析在有氧呼吸過程中，進入線粒體的是丙酮酸，而不是葡萄糖；由圖可知，光合作用（葉綠體）中CO2的來源有兩個，一是來自線粒體，二是來自細胞質基質；由圖可知，CO2與PEP或RuBP結合分別形成OAA或PGA；液泡內的液體稱為細胞液，晚間時蘋果酸進入細胞液中，使細胞液pH下降。答案A5.（2024·福建質量檢查）薩克斯證明光合作用產生淀粉的試驗中，與曝光部分相比，遮光部分的葉肉細胞中不會發(fā)生的生理過程是（）A.NADH的產生B.C3的還原C.ATP的合成D.CO2的產生解析NADH是細胞呼吸過程中產生的，遮光部分的細胞也能進行細胞呼吸，因此能產生NADH；遮光部位不能進行光反應產生NADPH和ATP，因此不能發(fā)生暗反應中C3的還原；細胞呼吸過程中可以合成ATP；呼吸作用過程中有CO2的產生。答案B6.科學家恩格爾曼用透過三棱鏡的光照耀水綿臨時裝片，發(fā)覺好氧細菌大量聚集在如圖所示區(qū)域。以下分析正確的是（）A.試驗過程中裝片需放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中是為了設置自變量B.水綿光合作用產生的O2能進入細菌的線粒體與[H]結合生成H2OC.圖中細菌分布的差異是水綿不同區(qū)域光合作用強度不同造成的D.水綿葉綠體產生的ATP干脆為核DNA復制供應能量解析試驗過程中將臨時裝片放在黑暗、沒有空氣的環(huán)境中是為了解除環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保試驗的精確性，A錯誤；細菌是原核生物，無線粒體，B錯誤；照耀水綿不同區(qū)域的光的波長不同，光合作用強度不同，產生的氧氣量也不同，造成好氧菌的分布有差異，C正確；水綿光合作用光反應階段產生的ATP只能用于暗反應階段C3的還原，D錯誤。答案C7.（2024·江西金太陽全國大聯(lián)考，27）如圖：將某綠色植物置于左側密閉透亮的容器中，賜予恒定且相宜的光照；右側容器充溢氮氣（氮氣對生物的代謝無影響），并放置有酵母菌培育液，起先時閥門關閉。請回答下列問題：（1）試驗起先后的一段時間內，閥門始終關閉，則左側容器內CO2濃度的變更趨勢是_______________________________________________________________。（2）一段時間后，在打開閥門的短時間內，該植物葉肉細胞中C5/C3的值將；當容器中CO2濃度保持相對穩(wěn)定時，該植物的凈光合速率（填“大于零”“小于零”或“等于零”），緣由是_________________________。（3）若將酵母菌培育液換為乳酸菌培育液，則打開閥門后該植物的光合速率有所下降，緣由是_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案（1）漸漸降低后趨于穩(wěn)定（2）變小大于零此時植物的光合速率與植物和酵母菌的呼吸速率之和相等（3）乳酸菌無氧呼吸不釋放CO2，打開閥門后，CO2由左側容器向右側容器擴散，引起容器中CO2濃度下降，因此該植物的光合速率下降8.關于藍藻色素及其光合作用的敘述，錯誤的是（）A.藍藻中含有能夠溶解在層析液中的色素B.藍藻中的色素可汲取紅光和藍紫光C.在藍藻葉綠體的類囊體膜上存在ATP合成酶和藻藍素D.在缺鎂環(huán)境中，藍藻用于光合作用的某種色素合成受阻解析藍藻中含有葉綠素和藻藍素等色素，葉綠素能溶解在層析液中，A正確；藍藻中的葉綠素主要汲取紅光和藍紫光，B正確；藍藻為原核生物，無葉綠體，C錯誤；鎂是合成葉綠素的元素，缺鎂會導致葉綠素合成受阻，D正確。答案C9.（2024·湖北襄陽調研）科學家往小球藻培育液中通入14CO2后，分別賜予小球藻不同時間的光照，結果如表所示：試驗組別光照時間（s）放射性物質分布12大量3－磷酸甘油酸（三碳化合物）22012種磷酸化糖類360除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機酸等依據(jù)上述試驗結果分析，下列敘述錯誤的是（）A.小球藻沒有葉綠體，CO2的固定是在細胞質基質中發(fā)生的B.每組光照后需馬上將小球藻進行處理使酶失活才能測定放射性物質分布C.本試驗探討的是卡爾文循環(huán)D.試驗結果說明光合作用產物除糖類外還有其他有機物解析小球藻是真核生物，細胞中有葉綠體，CO2的固定是在葉綠體基質中進行的，A錯誤；暗反應在撤去光照后仍能進行一段時間，每組試驗光照后假如不經過處理使酶失活，則待檢測物質會很快轉化為其他物質，使檢測到的放射性物質分布變更，B正確；表中放射性物質均是在暗反應中形成的，因此，本試驗探討的是卡爾文循環(huán)，C正確；表中試驗組3說明，光合作用的產物除了糖類（CH2O）之外，還有非糖物質，如氨基酸、有機酸等，D正確。答案A10.（2024·湖南五市十校聯(lián)考，8）如圖表示將一種植物葉片置于相宜條件下，不同的細胞間隙CO2濃度下葉肉細胞中C5的含量變更。以下推想不合理的是（）A.AB段，葉肉細胞CO2固定速率增加B.BC段，葉片的凈光合速率等于零C.AB段，CO2固定速率比C3的還原速率快D.BC段，可能是有關酶量限制了光合速率解析AB段，隨葉肉細胞間隙的二氧化碳相對濃度上升，二氧化碳的固定加快，C5消耗增多，含量下降，A正確；BC段，葉肉細胞間隙的二氧化碳的相對濃度較高，C5含量基本維持不變，表示達到二氧化碳飽和點，此時間合速率應大于呼吸速率，葉片的凈光合速率大于零，B錯誤；AB段，C5含量降低，說明CO2固定速率比C3的還原速率快，C正確；BC段CO2不再是光合作用的限制因素，可能是有關酶量或光反應產生的[H]和ATP的數(shù)量限制了光合速率，D正確。答案B11.（2024·吉林長春七校一聯(lián)，7）探討人員在不同光照強度下（其他條件恒定）測定某高等綠色植物的O2釋放速率并繪制出如圖所示的曲線。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是（）A.B點時，該植物的O2釋放速率為0的緣由是該植物不進行光合作用B.C點時，該植物葉肉細胞中產生O2的場所是葉綠體基質C.D點時，該植物通過光合作用產生O2的速率是10mg/hD.D點之后O2釋放速率不再增加的緣由可能是受溫度、CO2濃度等的限制解析B點時，該植物的O2釋放速率為0的緣由是光合作用產生O2的速率等于細胞呼吸消耗O2的速率，A錯誤；光合作用的光反應階段產生O2，其場所為葉綠體類囊體薄膜，B錯誤；該植物通過細胞呼吸消耗O2的速率是5mg/h，故D點時，該植物通過光合作用產生O2的速率是10＋5＝15（mg/h），C錯誤；D點之后，可能受溫度、CO2濃度等環(huán)境因素的限制，該植物的光合速率不再增加，D正確。答案D12.植物葉片中有一種酶，是葉片中含量最高的蛋白質，其功能是催化反應C5＋2CO2→2C3。由此推斷這種酶（）A.主要分布在細胞質基質中B.在低溫環(huán)境中會失活，導致光合速率降低C.是固定CO2的關鍵酶，其催化效率比其他酶低D.由葉綠體中的基因限制合成，與細胞核基因無關解析植物細胞中CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質中，A錯誤；低溫時酶活性受到抑制，高溫使酶失活，B錯誤；因為該酶是葉片中含量最高的蛋白質，所以其催化效率可能比其他酶低。C正確；葉綠體是半自主性細胞器，其生命活動受細胞核基因限制，D錯誤。答案C13.（2024·河南省八市第一次聯(lián)考，26）在25℃、CO2濃度為0.03%等環(huán)境條件下，試驗測得某植物幼苗甲在肯定光照強度范圍內釋放O2的速率，結果如圖所示。請回答：（1）在葉綠體中，由CO2轉變成葡萄糖的過程須要存在于葉綠體基質中的作用。（2）圖示中，光照強度小于Cklx時，影響幼苗釋放O2速率的環(huán)境因素主要是。在CO2濃度等環(huán)境條件保持不變的狀況下，環(huán)境溫度由25℃上升到30℃的過程中，C點漸漸左移，對這種變更的合理說明是_______________________________________________________________________________________。（3）在溫度等條件保持不變的狀況下，CO2濃度由0.03%上升到0.10%的過程中，圖中的B點漸漸左移，對該現(xiàn)象最合理的說明是_________________________________________________________________________________________________，此時C點光照強度下幼苗的光合作用速率會（填“增大”“保持不變”或“減小”）。解析本題以試驗結果為背景，考查光合作用、細胞呼吸的相關學問，主要考查理解實力、獲得信息的實力。（1）光合作用的過程中，光反應過程完成水的光解和ATP的合成，為暗反應供應[H]和ATP。暗反應階段發(fā)生的物質變更為二氧化碳的固定和三碳化合物的還原，該過程須要酶、C5、[H]、ATP等物質，這些物質存在于葉綠體基質中。（2）圖示中，C點為光飽和點，即達到最大光合速率所需的最小光照強度。在CO2濃度等環(huán)境條件保持不變的狀況下，環(huán)境溫度由25℃上升到30℃的過程中，C點漸漸左移，說明幼苗的光飽和點漸漸減小，光合作用速率漸漸減小，最可能的緣由是溫度影響光合作用酶的活性。（3）在溫度等條件保持不變的狀況下，幼苗的細胞呼吸速率保持不變；CO2濃度的上升會導致光合速率增大；因此，若增大CO2濃度，光照強度小于B點時，光合作用速率才會等于細胞呼吸速率。故CO2濃度由0.03%上升到0.10%的過程中，B點漸漸左移。在上述條件下，C點光照強度下幼苗的光合速率會增大。答案（1）[H]、ATP、酶、C5等（2）光照強度由25℃上升到30℃的過程中，光合作用酶的活性漸漸降低，光合作用速率減慢，幼苗對光的汲取、傳遞、轉化與利用削減，光照強度比C點弱時，即可達到最大光合作用速率（其他合理答案也可）（3）在溫度等保持不變條件下，幼苗的細胞呼吸基本保持不變，而CO2濃度的上升可使幼苗對CO2的汲取、固定與轉化過程加快，光合作用速率增加，從而導致B點漸漸左移（其他合理答案也可）增大

突破點1光合作用與呼吸作用的關系高考對本學問點的考查側重于光合作用與細胞呼吸的過程，物質、能量轉化關系，對反應場所及各階段反應物、生成物確認也常作為考查點，題型既有選擇題也有非選擇題。【例證】（2024·全國卷Ⅱ，29）下圖是表示某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題：（1）圖中①②③④代表的物質依次是、、、，[H]代表的物質主要是__________________________________________________。（2）B代表一種反應過程，C代表細胞質基質，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。（3）C中的丙酮酸可以轉化成酒精，出現(xiàn)這種狀況的緣由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析（1）光合作用光反應階段，水光解形成NADPH和氧氣，因此圖中①是O2；②可形成NADPH，應為NADP＋；③可形成ATP，應為ADP＋Pi；三碳化合物還原可形成有機物和五碳化合物，因此④表示C5。細胞呼吸過程中產生的[H]代表的物質主要是NADH。（2）圖中A表示光反應階段，B表示暗反應階段，C代表細胞質基質（可發(fā)生細胞呼吸的第一階段），D代表線粒體（可發(fā)生有氧呼吸的其次階段和第三階段），其中光反應階段、有氧呼吸的三個階段都能合成ATP，而暗反應階段不但不能合成ATP還會消耗ATP。因此，ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在C和D。（3）植物葉肉細胞中，有氧條件下，丙酮酸進入線粒體最終分解形成二氧化碳和水；在缺氧條件下，轉化成酒精和二氧化碳。答案（1）O2NADP＋ADP和PiC5NADH（2）C和D（3）缺氧光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP來源與去路1.光合作用與細胞呼吸的關系2.光合作用與細胞呼吸三個層面上的聯(lián)系（1）過程聯(lián)系（2）物質聯(lián)系①C元素：CO2eq\o(→,\s\up7(暗反應))（CH2O）eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅰ))C3H4O3eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅱ))CO2②O元素：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反應))O2eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅲ))H2O③H元素：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反應))[H]eq\o(→,\s\up7(暗反應))（CH2O）eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ))[H]eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅲ))H2O（3）能量聯(lián)系考向光合作用與有氧呼吸的內在關系1.（2014·全國卷Ⅱ，6）關于光合作用和呼吸作用的敘述，錯誤的是（）A.磷酸是光反應中合成ATP所需的反應物B.光合作用中葉綠素汲取光能不須要酶的參與C.人體在猛烈運動時所須要的能量由乳酸分解供應D.病毒核酸的復制須要宿主細胞的呼吸作用供應能量解析人體在猛烈運動時有氧呼吸和無氧呼吸同時存在，但其所須要的能量主要是由有氧呼吸供應，無氧呼吸產生的乳酸此種狀況下不再供能，C錯誤。答案C2.（2024·全國百所名校聯(lián)考卷）如圖為植物細胞代謝的部分過程簡圖，①～⑦為相關生理過程。下列有關敘述錯誤的是（）A.若植物缺Mg，則首先會受到顯著影響的是③B.②的進行與⑤⑥⑦親密相關，與③無干脆關系C.藍藻細胞中③發(fā)生在類囊體薄膜上，④發(fā)生在葉綠體基質中D.葉肉細胞內③中O2的產生量小于⑥中O2的消耗量，則該細胞內有機物的總量將削減解析Mg是合成葉綠素的成分。光合作用光反應階段須要葉綠素汲取、傳遞、轉化光能，若植物缺Mg則葉綠素的合成受阻，首先會受到顯著影響的生理過程是③（光反應過程），A正確；一般狀況下，植物細胞汲取無機鹽的方式②是主動運輸，須要消耗能量，故與⑤⑥⑦（細胞呼吸過程）親密相關，與③（光反應過程）無干脆關系，B正確；藍藻細胞是原核細胞，沒有葉綠體，因此也沒有類囊體，C錯誤；圖中光反應過程③中O2的產生量小于有氧呼吸過程⑥中O2的消耗量，則該葉肉細胞凈光合作用量<0，該細胞內有機物總量將削減，D正確。答案C突破點2影響光合作用的因素（5年13考）縱觀近年高考，光合作用、細胞呼吸兩大生理過程已成為必考內容，既是重點、又是熱點，題目難度大，區(qū)分度高，綜合性強，題型既有選擇題，更有簡答、曲線模型分析、圖表數(shù)據(jù)分析與處理，甚至以試驗探究題形式呈現(xiàn)，考查內容常涉及光合作用與細胞呼吸內在關系、光合作用的影響因素（單因子影響、多因子綜合影響）總光合速率、凈光合速率及呼吸速率變更，尤其涉及密閉環(huán)境中CO2（或O2）變更狀況測定與分析等，由于相關內容在教材中講授較少，但備考需深、透、廣，特設置本課，以求對上述重點內容的針對性突破！【例證1】（2024·全國卷Ⅰ，30）植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度，已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，回答下列問題：（1）將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，相宜條件下照光培育，培育后發(fā)覺兩種植物的光合速率都降低，緣由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，甲種植物凈光合速率為0時，乙種植物凈光合速率（填“大于0”、“等于0”或“小于0”）。（2）若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件相宜的小室中，照光培育一段時間后，發(fā)覺植物的有氧呼吸增加，緣由是_________________________________________________________________________________________________________。解析（1）在相宜條件下照光培育時，由于光合速率大于呼吸速率，導致密閉容器內CO2濃度下降，進而導致光合作用速率降低。題干信息表明甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，因此甲種植物凈光合速率為0時（即CO2補償點時）的二氧化碳濃度已超過乙種植物的CO2補償點，因此其凈光合速率大于0。（2）若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件相宜的小室中，照光培育一段時間后，由于植物進行光合作用能釋放氧氣，因此植物的有氧呼吸增加。答案（1）植物在光下光合作用汲取CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低大于0（2）甲種植物在光下進行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產生的[H]發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當O2增多時，有氧呼吸增加【例證2】（2014·全國卷Ⅱ，29）某植物凈光合速率的變更趨勢如圖所示。據(jù)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(huán)境因素是_________________________________________________________。（3）當環(huán)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”）光合作用汲取的CO2量。（4）據(jù)圖可推想，在溫室中，若要實行提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產量，還應當同時考慮這一因素的影響，并實行相應措施。[慧眼識圖獲得信息]答案（1）0a、b、c（2）光強（3）大于（4）光強1.內部因素（1）植物自身的遺傳特性（如植物品種不同）以陰生植物、陽生植物為例，如圖所示。eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(曲線分析：補償點A′＜A,飽和點B′＜B,應用：間作套種))（2）植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶。eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(曲線分析：OA段，隨葉齡增大，色素含量增大，酶的含量和活性增大，光合速率加快。A點之后，隨葉齡增大，色素、酶含量削減，酶活性減弱，光合速率減慢。,應用：適時摘除老葉))2.外部因素（1）單因子變量對光合作用影響的曲線分析①光照強度②CO2濃度③溫度④必需礦質元素（N、P、Mg、K等）（2）多因子對光合速率的影響①曲線分析：OP段：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨著該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。PQ段：曲線變更受橫坐標所表示的因子與坐標曲線中另一因子的共同限制，如A圖受光照強度與溫度的共同影響。Q點之后的線段：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。②應用：溫室栽培時，在肯定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當增加CO2濃度，進一步提高光合速率。當溫度相宜時，可適當增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。考向1光補償點與光飽和點的移動（2024·煙臺一模）如圖表示在相宜溫度和肯定的CO2濃度條件下，測定的甲、乙兩種綠色植物在不同光照強度下氧氣的釋放速率曲線。回答下列問題：（1）葉綠體中色素的功能是_____________________________________________。（2）甲植物中A點的值是在條件下測定的。把甲植物從C點對應的光照強度轉移至B點對應的光照強度，短時間內葉綠體中C5含量將（填“增加”或“削減”）。（3）若光照強度不變，與正常狀況相比，環(huán)境中Mg2＋削減時，圖中D點將（填“上移”或“下移”），緣由是___________________________________________________________________________________________________________。（4）圖中甲、乙兩種植物在不同光照強度下O2釋放速率的差異是___________________________________________________________________________。解析（1）葉綠體中光合色素的作用是汲取、傳遞和轉換光能。（2）A點的光照強度為0，其數(shù)值表示在黑暗條件下測定的呼吸速率。C點對應的光照強度大于B點，因此把甲植物從C點對應的光照強度轉移到B點對應的光照強度條件下，光照強度降低，光反應減弱，產生的[H]和ATP削減，C3的還原過程減弱，C5的消耗不變，則短時間內葉綠體中C5的含量削減。（3）D點表示甲植物達到最大凈光合速率，若環(huán)境中Mg2＋削減，葉綠素的合成受阻，光反應減弱，總光合速率下降，凈光合速率也將下降，故D點將下移。（4）由圖可知，甲、乙兩種植物O2釋放速率曲線交于C點，C點之前，甲植物的O2釋放速率小于乙植物的O2釋放速率；C點之后，甲植物的O2釋放速率大于乙植物的O2釋放速率。答案（1）汲取、傳遞和轉換光能（2）無光削減（3）下移Mg2＋削減導致葉綠素合成削減，使光反應速率下降，合成的ATP和[H]削減，C3的還原速率下降，總光合作用速率下降，凈光合速率也隨之下降（答案合理即可）（4）C點之前O2的釋放速率甲植物小于乙植物，C點之后O2的釋放速率甲植物大于乙植物（答案合理即可）考向2多角度考查外界因素對光合速率的影響（2024·湖北襄陽一調，9）為探討多種環(huán)境因子對馬鈴薯植株光合作用的影響，某生物愛好小組做了試驗探討，試驗結果如圖所示，試驗數(shù)據(jù)為植株在不同條件下CO2的汲取速率（mg/h）。據(jù)圖分析，下列說法中正確的是（）A.圖中影響馬鈴薯植株光合速率的因素有CO2濃度和溫度B.在弱光、CO2濃度為0.03%、20℃條件下，馬鈴薯植株葉肉細胞的葉綠體中無O2產生C.馬鈴薯植株在適當遮陰、CO2、濃度為0.03%、40℃條件下，光照強度不是限制因素D.試驗中馬鈴薯植株CO2固定速率最大所需的條件是全光照、CO2濃度為1.22%和35℃解析分析曲線圖可知，圖中影響馬鈴薯植株光合速率的因素有CO2濃度、溫度和光照強度，A錯誤；在弱光、CO2濃度為0.03%、20℃條件下，曲線中顯示此時植株的CO2汲取速率為0，表示此時植株的光合速率等于呼吸速率，即馬鈴薯植株葉肉細胞的葉綠體可以進行光合作用，因此其葉綠體中有O2產生，B錯誤；CO2濃度為0.03%、40℃時，在弱光、適當遮陰以及全光照三種條件下，植物的CO2汲取速率即凈光合速率漸漸增大，說明在適當遮陰、CO2濃度為0.03%、40℃條件下，光照強度仍舊是限制光合速率的因素，C錯誤；曲線圖縱軸的CO2汲取速率表示凈光合速率，而CO2固定速率表示總光合速率（凈光合速率＋呼吸速率），黑暗條件下的曲線表示不同溫度下的呼吸速率，對比可知全光照、CO2濃度為1.22%、35℃時，植株總光合速率（CO2固定速率）最大，D正確。答案D考向3影響光合速率的因素及應用【典例】（2024·全國卷Ⅲ，29）為了探究某地夏日晴天中午時氣溫柔相對濕度對A品種小麥光合作用的影響，某探討小組將生長狀態(tài)一樣的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長作為比照組，另4組在人工氣候室中生長作為試驗組，并保持其光照和CO2濃度等條件與比照組相同，于中午12：30測定各組葉片的光合速率，各組試驗處理及結果如表所示：比照組試驗組一試驗組二試驗組三試驗組四試驗處理溫度/℃3636363125相對濕度/%1727525252試驗結果光合速率/（mg·CO2·dm－2·h－1）11.115.122.123.720.7回答下列問題：（1）依據(jù)本試驗結果，可以推想中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是，依據(jù)是______________________________________________________________________________________________________________________；并可推想，（填“增加”或“降低”）麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。（2）在試驗組中，若適當提高第組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其緣由是___________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）小麥葉片氣孔開放時，CO2進入葉肉細胞的過程（填“須要”或“不須要”）載體蛋白，（填“須要”或“不須要”）消耗ATP。解析（2）比較試驗組二、三、四可知小麥光合速率在31℃時高于另外兩組，由此推知，小麥光合作用的最適溫度在31℃左右，而第四組的25℃還遠低于最適溫度，所以在試驗組中，若適當提高第四組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率。答案（1）相對濕度相同溫度條件下，相對濕度變更時，光合速率變更較大增加（2）四該試驗組的環(huán)境溫度未達到光合作用的最適溫度（3）不須要不須要在影響光合作用的因素中，光照強度、溫度、二氧化碳濃度等指的是外界影響因素，而影響光合作用的內部因素通常指的是葉綠素的含量、酶的數(shù)量（或活性）等，回答影響因素這類問題時，①要留意審清題中須要回答的是外界影響因素還是內部影響因素；②針對曲線模型，在曲線上升階段，限制因素為橫坐標表示的因子，當曲線不再上升時，要從內部因素（如色素含量、酶活性等）和橫坐標表示的因子之外的環(huán)境因素（如溫度、CO2濃度等）進行分析；③若為表格，則應先將表格信息轉化成曲線圖再進行分析?！炯磳W即練】（2024·江西三校聯(lián)考，33）草莓是一種重要經濟作物之一，對其光合作用和呼吸作用進行探討，可以指導草莓的生產。圖1是某探討小組以草莓為材料所做相關試驗的結果；圖2表示草莓不同生長發(fā)育期（分別為幼苗期、養(yǎng)分生長期和生殖生長期）光合作用合成量與光照強度之間的關系；圖3表示溫度對草莓光合作用和呼吸作用的影響（以測定的放氧和耗氧速率為指標）。（1）圖1中，Q點和P點相比，限制草莓單株光合強度的主要外界因素有等。圖2曲線Z1、Z2、Z3的差異表現(xiàn)在光合作用中（填“光”、“暗”或“光和暗”）反應的不同。（2）由圖3可知，適合草莓生長的最適溫度是。若始終處于M點條件下，該植物（填“能”或“不能”）表現(xiàn)誕生長現(xiàn)象。氣孔是CO2等氣體進出葉片的通道，氣孔導度表示單位時間內進入葉片表面單位面積的CO2相對量，能反映氣孔張開的程度。探討小組探究了植物A和另一種植物B在一天中氣孔導度的變更，結果見表。時刻0：003：006：009：0012：0015：0018：0021：0024：00植物A氣孔導度383530728152538植物B氣孔導度11203830352011（3）據(jù)表分析可知，一天中植物A和植物B汲取CO2的差異主要是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。沙漠植物的氣孔導度變更更接近于植物。（4）圖4表示植物葉肉細胞中發(fā)生的物質代謝過程。凌晨3：00時，①②③④四種生理過程中，植物A和植物B都能完成的是，產生ATP的是。圖4解析（1）Q點種植密度大，種植密度大可能造成植株間相互遮光，也會造成植株間通風不良，二氧化碳供應不足，從而使Q點單株草莓光合強度下降，即限制Q點單株草莓光合強度的主要外界因素有光照和二氧化碳。光合作用中合成有機物的多少與光反應和暗反應都有關，因此，圖2曲線Z1、Z2、Z3的差異表現(xiàn)在光合作用中光反應和暗反應的不同。（2）光照下放氧速率表示凈光合速率（表示植物積累有機物的速率），凈光合速率最大時對應的溫度為植物的最適生長溫度，即35℃。M點時，植物的凈光合速率大于0，說明植物體內有有機物的積累，因而植物能正常生長。（3）分析表格數(shù)據(jù)，植物A的氣孔導度在無光照或光照較弱的0：00至6：00和18：00至24：00時相對較大，在有光照和光照較強的9：00至15：00時相對較小，這說明植物A主要是在夜間打開氣孔汲取二氧化碳；而植物B相反，主要是在白天汲取二氧化碳。沙漠環(huán)境干旱，為了保持體內水分，在白天植物氣孔關閉，晚上打開汲取CO2，因此，沙漠植物的氣孔導度變更更接近于植物A。（4）凌晨3：00時無光照，植物A和B都不能進行光合作用，只進行有氧呼吸，即圖4中的①②過程，其中的C3在呼吸作用過程中表示丙酮酸，則①②分別表示有氧呼吸的第一、二階段，這兩個階段中都可產生ATP。答案（1）光照和CO2（其他答案不給分）光和暗（其他答案不給分）（2）35℃能（3）植物A主要在夜間汲取CO2，植物B主要在白天汲取CO2（或植物A和B汲取CO2的時間不同）A（4）①②①②eq\a\vs4\al\co1(突破點3開放和密閉環(huán)境中CO2、O2含量晝夜變更狀況分析)有關光合作用和細胞呼吸試驗探究類題目是高考的重點、熱點，題目區(qū)分度高，分值重，精確把握光合作用、細胞呼吸的生理過程、影響因素及相關原理，把握呼吸速率、光合速率測定試驗設計原理，并能把握試驗設計常規(guī)步驟是解答此類問題的關鍵?！纠C】（2015·安徽卷，29Ⅰ）科研人員探究了不同溫度（25℃和0.5℃）條件下密閉容器內藍莓果實的CO2生成速率的變更，結果見圖1和圖2。（1）由圖可知，與25℃相比，0.5℃條件下果實的CO2生成速率較低，主要緣由是_________________________________________________________________；隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內的濃度越來越高，抑制了果實的細胞呼吸。該試驗還可以通過檢測濃度的變更來計算呼吸速率。（2）某同學擬驗證上述試驗結果，設計如下方案：①稱取兩等份同一品種的藍莓果實，分別裝入甲、乙兩個容積相同的瓶內，然后密封。②將甲、乙瓶分別置于25℃和0.5℃條件下儲存，每隔一段時間測定各瓶中的CO2濃度。③記錄試驗數(shù)據(jù)并計算CO2生成速率。為使試驗結果更牢靠，請給出兩條建議，以完善上述試驗方案（不考慮溫度因素）。a.__________________________________________________________________，b.__________________________________________________________________。解析（1）由圖可知，與25℃相比，0.5℃條件下的CO2生成速率較低，主要緣由是溫度較低，導致酶的活性較低，呼吸速率較慢，所以其主要緣由是：低溫降低了細胞呼吸相關酶活性；隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內的CO2濃度越來越高，抑制了果實的細胞呼吸，該試驗還可以通過檢測O2濃度變更來計算呼吸速率。（2）依據(jù)單一變量原則，限制唯一變量而解除其他無關變量的干擾從而驗證唯一變量的作用，所以，選取的果實成熟度也應一樣；依據(jù)可重復性原則，同一處理在試驗中出現(xiàn)的次數(shù)稱為重復。重復的作用有二：一是降低試驗誤差，擴大試驗的代表性；二是估計試驗誤差的大小，推斷試驗牢靠程度，所以，每個溫度條件下至少有3個平行重復試驗。答案（1）低溫降低了細胞呼吸相關酶的活性CO2O2（2）a.選取的果實成熟度應一樣b.每個溫度條件下至少有3個平行重復試驗解答（1）題的一個關鍵在于敏銳捕獲圖1、圖2中縱軸“數(shù)字”不同。如圖1為30～50，而圖2為0～5，故單位時間內CO2變更量差異明顯。解答（2）題時必需嫻熟試驗評價題的解題策略，常用“五看”法1.開放環(huán)境中CO2汲取、釋放量晝夜變更曲線分析（1）曲線的各點含義及形成緣由分析如下：①a點：凌晨3時～4時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放削減。②b點：上午6時左右，太陽出來，起先進行光合作用。③bc段：光合作用強度小于呼吸作用強度。④c點：上午7時左右，光合作用強度等于呼吸作用強度。⑤ce段：光合作用強度大于呼吸作用強度。⑥d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。⑦e點：下午6時左右，光合作用強度等于呼吸作用強度。⑧ef段：光合作用強度小于呼吸作用強度。⑨fg段：太陽落山，停止光合作用，只進行呼吸作用。（2）綠色植物一晝夜內有機物的“制造”、“消耗”與“積累”2.相對密閉的環(huán)境中，—晝夜CO2含量的變更曲線圖和O2含量的變更曲線圖的比較比較項目一晝夜CO2含量的變更曲線圖（小室中CO2變更狀況）一晝夜O2含量的變更曲線圖（小室中O2變更狀況）圖示曲線分析C點、E點：光合作用強度＝呼吸作用強度CE段：光合作用強度＞呼吸作用強度MC段和EN段：光合作用強度＜呼吸作用強度光合作用起先于C點之前，結束于E點之后含量最高點CO2含量最高點為C點O2含量最高點為E點含量最低點CO2含量最低點為E點O2含量最低點為C點假如N點低于M點說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量增加說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量削減假如N點高于M點說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量削減說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量增加假如N點與M點一樣高說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量不變說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量不變【歸納整合】考向密閉環(huán)境中CO2含量的變更1.（2024·山東師大附中一模，40）圖中圖一表示的是八月份某一晴天，一晝夜棉花植株CO2的汲取和釋放曲線；圖二表示棉花葉肉細胞兩種細胞器的四種生理活動狀態(tài)。由圖一中時間a、b、c、d依次發(fā)生了圖二所示的哪項生理活動（）A.（1）（2）（3）（4） B.（3）（2）（4）（1）C.（3）（4）（1）（2） D.（4）（3）（2）（1）解析圖一曲線中橫坐標以上都是光合作用速率大于呼吸作用速率，橫坐標以下是光合作用速率小于呼吸作用速率或只有呼吸作用，曲線與橫坐標的交點處都是光合作用速率等于呼吸作用速率。圖二中（1）表示光合作用速率大于呼吸作用速率，對應圖一中d、e、f點；圖二中（2）表示光合作用速率等于呼吸作用速率，對應圖一中c、g點；圖二中（3）表示光合作用速率小于呼吸作用速率，對應圖一中b點；圖二中（4）表示只有呼吸作用，對應圖一中a、h點，D正確。答案D2.圖甲中曲線Ⅰ表示夏季某一天的溫度變更，圖乙曲線表示放置于密閉玻璃罩內的某植物在這一天內引起的玻璃罩內CO2濃度變更，請據(jù)圖分析回答下列問題：（1）若圖甲曲線Ⅱ和Ⅲ中有一條代表該植物的總光合速率，則應當是曲線；結合曲線Ⅰ分析，曲線Ⅲ的A點出現(xiàn)小波動的緣由是________________________________________________________________________________。（2）若第（1）小題的分析正確，則曲線Ⅱ的B點和曲線Ⅲ的E點分別代表和。（3）曲線Ⅲ的D點對應圖乙曲線中段的某一點，此時限制光合速率的外因主要是；圖乙曲線中H點對應圖甲中點。（4）圖甲中可用表示該植物一天內的有機物積累量；而由圖乙可知，該植物在密閉玻璃罩的一天時間內，植物體內的有機物量（填“增加”“削減”或“基本不變”）。解析（1）由圖甲可知，曲線Ⅲ在夜間也有速率變更，而曲線Ⅱ的速率變更只在白天體現(xiàn)，因此，曲線Ⅲ代表凈光合速率，曲線Ⅱ代表總光合速率；