第4章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用（2）光合作用——初升高生物人教版（2019）教材銜接知識(shí)銜接回顧初中一、綠葉在光下制造有機(jī)物——天竺葵實(shí)驗(yàn)暗處理：把天竺葵放到黑暗處一夜，讓天竺葵在黑暗中把葉片中的淀粉全部轉(zhuǎn)運(yùn)和消耗。對(duì)照實(shí)驗(yàn)：將一片葉子的一半上下兩面用黑紙片遮蓋，然后移到陽(yáng)光下照射。脫色：幾個(gè)小時(shí)后把葉片放進(jìn)酒精中隔水加熱脫色，溶解葉片中葉綠素以便觀(guān)察。染色：用碘液染色。結(jié)論：見(jiàn)光部分產(chǎn)生了淀粉遇碘變藍(lán)，說(shuō)明光是綠色植物制造有機(jī)物不可缺少的條件。二、光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣銜接高中一、綠葉中色素的種類(lèi)與光能吸收色素種類(lèi)葉綠素（3/4）類(lèi)胡蘿卜（1/4）葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素顏色藍(lán)綠色黃綠色橙黃色黃色光能吸收主要吸收藍(lán)紫光和紅光主要吸收藍(lán)紫光分布葉綠體的類(lèi)囊體的薄膜上二、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1.結(jié)構(gòu)功能：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。功能驗(yàn)證：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。三、光合作用的概念及過(guò)程1.光合作用的概念：綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。2.光合作用的過(guò)程：光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)所類(lèi)囊體的薄膜上葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中條件需光不需要光物質(zhì)轉(zhuǎn)變H2O→[H]＋O2ADP＋Pi→ATP能量轉(zhuǎn)變光能→活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能四、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響1.實(shí)驗(yàn)原理：抽去小圓形葉片中的氣體后，葉片在水中下沉，光照下葉片進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，充滿(mǎn)細(xì)胞間隙，葉片又會(huì)上浮。光合作用越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)小圓形葉片上浮的數(shù)量越多。2.實(shí)驗(yàn)流程：實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：光照越強(qiáng)，燒杯內(nèi)小圓形葉片浮起的數(shù)量越多，說(shuō)明一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。五、光合作用原理的應(yīng)用（1）大田：利用套種、合理密植等措施充分吸收陽(yáng)光以達(dá)到目的。（2）大棚：適當(dāng)延長(zhǎng)光照時(shí)間，提高CO2濃度和溫度以提高光合作用效率。（3）提供適宜濃度的礦質(zhì)元素，如施用含N、P、K、Mn、Zn元素的肥料。習(xí)題鞏固1.葉綠體和線(xiàn)粒體都能完成物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化，關(guān)于菠菜中這兩種細(xì)胞器的敘述，正確的是()A.都能產(chǎn)生還原劑，但不是同一種物質(zhì)B.都能產(chǎn)生ATP，且都發(fā)生在內(nèi)膜上C.葉綠體在白天和夜晚都能進(jìn)行暗反應(yīng)D.線(xiàn)粒體在有氧或無(wú)氧條件下都能產(chǎn)生CO22.外界環(huán)境條件的改變會(huì)影響光合作用過(guò)程中物質(zhì)含量的變化。當(dāng)其他條件不變時(shí)，適當(dāng)降低光照強(qiáng)度，則短時(shí)間內(nèi)三碳酸的含量會(huì)()A.上升 B.下降 C.不變 D.無(wú)法確定3.科學(xué)家用14C標(biāo)記二氧化碳，追蹤光合作用中碳元素的行蹤，這種碳元素的轉(zhuǎn)移途徑是()A.二氧化碳→葉綠素→ADP B.二氧化碳→乙醇→糖類(lèi)C.二氧化碳→葉綠體→ATP D.二氧化碳→三碳化合物→糖類(lèi)4.新疆夏季陽(yáng)光充沛，晝夜溫差大，出產(chǎn)的葡萄含糖量較高，合成糖量高的原因是()A.白天光合作用強(qiáng)，晚上呼吸作用弱B.葡萄在風(fēng)干過(guò)程中減少的主要是自由水C.儲(chǔ)存新鮮葡萄，需要低溫、低氧、一定濕度D.白天光照充足，合成較多的NADPH用于晚上固定CO25.光合作用過(guò)程的發(fā)現(xiàn)離不開(kāi)科學(xué)家的探索。下列關(guān)于光合作用的探索實(shí)驗(yàn)，敘述錯(cuò)誤的是()A.恩格爾曼通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光合作用時(shí)葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光B.希爾運(yùn)用同位素標(biāo)記法證明了葉綠體在光下可釋放出氧氣C.阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)葉綠體合成ATP的過(guò)程總是伴隨著水的光解D.魯賓和卡門(mén)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水6.某校生物興趣小組用小麥幼苗作為實(shí)驗(yàn)材料，將其置于密閉的玻璃鐘罩內(nèi)，在自然光照的條件下定時(shí)測(cè)量裝置內(nèi)一晝夜的CO2濃度變化量，繪出下圖，下列相關(guān)描述錯(cuò)誤的是()A.該曲線(xiàn)的數(shù)值可表示小麥幼苗的凈光合量B.影響本實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)變化的外因有光強(qiáng)度和溫度等C.若延續(xù)本實(shí)驗(yàn)條件則小麥幼苗不能長(zhǎng)期生存D.b點(diǎn)和c點(diǎn)時(shí)小麥葉肉細(xì)胞的光合強(qiáng)度等于呼吸強(qiáng)度7.如圖表示光照下葉肉細(xì)胞中A、B兩種細(xì)胞器間的氣體交換，下列有關(guān)此圖的敘述正確的是()A.結(jié)構(gòu)A可進(jìn)行完整的細(xì)胞呼吸B.A、B結(jié)構(gòu)可為對(duì)方提供ATPC.若B產(chǎn)生的O2全部被A結(jié)構(gòu)利用，則光合速率與呼吸速率相同D.限制A、B結(jié)構(gòu)代謝的主要環(huán)境因素不同8.下圖1為植物甲和乙的光合作用光響應(yīng)曲線(xiàn)，圖2為長(zhǎng)期在一定光強(qiáng)下生長(zhǎng)的兩株甲的光合作用光響應(yīng)曲線(xiàn)，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.PAR800μmolm-2?s-1時(shí)增加CO2會(huì)提高乙光合速率B.甲能夠在較低光合有效輻射時(shí)可達(dá)到其最大光合速率C.圖1中相同光合有效輻射條件下甲的凈光合速率大于乙D.圖2表明葉片光合作用的特性與其生長(zhǎng)條件無(wú)關(guān)9.取某種植物生長(zhǎng)狀態(tài)一致的新鮮葉片用打孔器打出圓片，平均分成四組，各置于相同的密閉裝置內(nèi)，在其他條件相同且適宜的情況下，分別置于不同溫度下（T1<T2<T3<T4）。測(cè)得各裝置內(nèi)O2的變化量。結(jié)果如下表，下列敘述錯(cuò)誤的是()氣體變化值（mg·h-1）T1T2T3T2光照下O2的增加值2.76.012.512.0黑暗下O2的消耗值2.04.08.012.0A.在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨著溫度的升高而升高B.在T4溫度下，裝置內(nèi)葉片凈光合速率與呼吸速率相等C.在實(shí)驗(yàn)的四種溫度下，葉片在T3溫度下光合作用制造有機(jī)物的量最多D.若均給予14小時(shí)光照，10小時(shí)黑暗，植物在四種溫度條件下均有有機(jī)物積累10.光合作用過(guò)程如圖所示，其中①②代表結(jié)構(gòu)，a、b、c代表物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是()A.①代表葉綠體內(nèi)膜，其上含有葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素B.若給植物提供H218O，則18O可出現(xiàn)在物質(zhì)b中C.①上形成的NADPH和ATP均可為暗反應(yīng)提供還原劑和能量D.①上無(wú)與光合作用相關(guān)的酶，②中有與光合作用相關(guān)的酶11.某同學(xué)將一株生長(zhǎng)正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對(duì)穩(wěn)定。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列解釋合理的是()A.初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩(wěn)定C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率12.“北方春果”大櫻桃現(xiàn)已成功在廣東種植。櫻桃需經(jīng)歷春化作用才能誘導(dǎo)花芽的分化，推測(cè)廣東種植櫻桃需在花期前采取的措施最可能是()A.控制低溫 B.減少水分 C.延長(zhǎng)光照時(shí)間 D.增大光照強(qiáng)度13.下列有關(guān)光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用的敘述，錯(cuò)誤的是()A.若白天光照充足，白天適當(dāng)提高溫度、夜晚適當(dāng)降低溫度對(duì)作物增產(chǎn)有利B.光合色素和酶是影響光合作用的內(nèi)因，CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度是影響光合作用的外因C.探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用的影響實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察指標(biāo)只能是單位時(shí)間內(nèi)葉圓片浮起的數(shù)量D.化能合成作用與光合作用的主要區(qū)別是利用的能量不同14.藍(lán)細(xì)菌能通過(guò)其產(chǎn)生的一組特殊蛋白質(zhì)將CO2濃縮在Rubisco（固定CO2的關(guān)鍵酶）周?chē)?。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.Rubisco是在藍(lán)細(xì)菌的核糖體上合成的B.激活Rubisco不需要黑暗條件C.藍(lán)細(xì)菌中的葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素位于類(lèi)囊體膜上D.藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制有利于其適應(yīng)低CO2濃度環(huán)境15.如圖表示葉綠體類(lèi)囊體膜上光反應(yīng)過(guò)程?；卮鹣铝袉?wèn)題。（1）類(lèi)囊體膜上捕獲光能的色素包括_________兩大類(lèi)。（2）由圖可知，使類(lèi)囊體膜內(nèi)外的H+濃度差增大主要有三個(gè)生理過(guò)程，一是光照驅(qū)動(dòng)_________，二是PQ將葉綠體基質(zhì)中的H+轉(zhuǎn)運(yùn)至類(lèi)囊體腔，三是_________。（3）光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH在暗反應(yīng)中的作用有_________。（4）在光的作用下，H+在類(lèi)囊體腔內(nèi)積累，最終H+通過(guò)_________（填跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑┻M(jìn)入葉綠體基質(zhì)，該過(guò)程中，結(jié)構(gòu)A的另一個(gè)作用是_________。

答案以及解析1.答案：A解析：A、葉綠體在光反應(yīng)中產(chǎn)生還原劑NADPH，線(xiàn)粒體在有氧呼吸中產(chǎn)生NADH，兩者均為還原劑但種類(lèi)不同，A正確；B、葉綠體的ATP在類(lèi)囊體膜產(chǎn)生，線(xiàn)粒體的ATP在內(nèi)膜產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；C、暗反應(yīng)依賴(lài)光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，夜晚無(wú)無(wú)法進(jìn)行暗反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D、線(xiàn)粒體通過(guò)有氧呼吸第二階段（基質(zhì)）產(chǎn)生CO2，無(wú)氧條件下細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)），線(xiàn)粒體不參與，D錯(cuò)誤。故選A。2.答案：A解析：若適當(dāng)降低光照強(qiáng)度，產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，被還原的三碳酸減少，但二氧化碳固定速率不變，即三碳酸的生成速率不變，消耗速率減慢，所以短時(shí)間內(nèi)三碳酸的含量會(huì)上升，A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。3.答案：D解析：二氧化碳參與暗反應(yīng)階段，二氧化碳中的14C首先通過(guò)二氧化碳的固定進(jìn)入C3中，再經(jīng)過(guò)C3的還原可以進(jìn)入糖類(lèi)等有機(jī)物中。綜上所述，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。4.答案：A解析：A、新疆夏季陽(yáng)光充沛，白天光照強(qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng)，光合作用強(qiáng)，制造的有機(jī)物多；晝夜溫差大，夜晚溫度低，呼吸作用弱，消耗的有機(jī)物少，所以積累的糖類(lèi)等有機(jī)物較多，葡萄含糖量較高，A正確；B、葡萄在風(fēng)干過(guò)程中減少的主要是自由水，該選項(xiàng)表述本身正確，但不是葡萄合成糖量高的原因，B錯(cuò)誤；C、儲(chǔ)存新鮮葡萄，需要低溫、低氧、一定濕度該選項(xiàng)表述的是儲(chǔ)存條件，不是葡萄合成糖量高的原因，C錯(cuò)誤；D、晚上沒(méi)有光照，不能進(jìn)行光反應(yīng)，無(wú)法固定CO2，且白天合成的NADPH在白天的暗反應(yīng)中就已被消耗，不能用于晚上固定CO2，D錯(cuò)誤。故選A。5.答案：B解析：A、恩格爾曼用透過(guò)三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，由此證明葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光進(jìn)行光合作用釋放氧氣，A正確；B、希爾發(fā)現(xiàn)，在離體的葉綠體懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑，在光照下可以釋放氧氣，該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有采用同位素標(biāo)記法，B錯(cuò)誤；C、阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)葉綠體合成ATP的過(guò)程總是伴隨著水的光解，C正確；D、魯賓和卡門(mén)通過(guò)同位素示蹤的方法研究了光合作用中氧氣的來(lái)源，發(fā)現(xiàn)光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水，D正確。故選B。6.答案：D解析：D、b點(diǎn)和c點(diǎn)時(shí)，整個(gè)裝置內(nèi)CO2濃度不再變化，說(shuō)明此時(shí)小麥幼苗的光合強(qiáng)度等于呼吸強(qiáng)度，但小麥幼苗中除了葉肉細(xì)胞還有其他細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用，所以對(duì)于葉肉細(xì)胞來(lái)說(shuō)，光合強(qiáng)度是大于呼吸強(qiáng)度的，D錯(cuò)誤。故選D。7.答案：D解析：分析題圖可知,A細(xì)胞器產(chǎn)生CO2、吸收O2,是線(xiàn)粒體,B細(xì)胞器吸收CO2、釋放O2,是葉綠體.線(xiàn)粒體只進(jìn)行有氧呼吸的第二、三階段,A錯(cuò)誤;葉綠體產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng),B錯(cuò)誤;若B產(chǎn)生的O2全部被A結(jié)構(gòu)利用,A結(jié)構(gòu)可能還從細(xì)胞外吸收O2,故呼吸速率可能大于或等于光合速率,C錯(cuò)誤;影響葉綠體代謝的主要因素有光照,D正確。8.答案：A解析：A、分析圖1可知，當(dāng)PAR800μmolm-2?s-1時(shí)乙凈光合速率不再變化，此時(shí)光照強(qiáng)度不再是限定因素，增加CO2可能會(huì)提高乙光合速率，A正確；B、當(dāng)PAR800μmolm-2?s-1時(shí)乙凈光合速率不再變化，而甲依然在上升，因此乙能夠在較低光強(qiáng)達(dá)到其最大光合速率，B錯(cuò)誤；C、分析圖1可知，當(dāng)光照強(qiáng)度較弱時(shí)，相同光強(qiáng)甲凈光合速率小于乙，C錯(cuò)誤；D、分析圖2可知光下生長(zhǎng)的甲光飽和點(diǎn)更大，因此表明葉片的光合作用特性與其生長(zhǎng)條件有關(guān)，D錯(cuò)誤。故選A。9.答案：C解析：光合作用制造有機(jī)物的量(用氧氣量表示)=光照下O2的增加值+黑暗下O2的消耗值,其中植物在t4溫度時(shí)光合作用制造有機(jī)物的量生成量最多,C錯(cuò)誤;10.答案：B解析：A、①表示基粒(類(lèi)囊體薄膜)，其上含有葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素，A錯(cuò)誤；B、若給植物提供H218O，水會(huì)參與有氧呼吸第二階段，氧元素進(jìn)入二氧化碳，二氧化碳參與光合作用的暗反應(yīng)階段，則18O可出現(xiàn)在物質(zhì)b中，B正確；C、NADPH可為暗反應(yīng)提供還原劑和能量，ATP為暗反應(yīng)提供能量，C錯(cuò)誤；D、類(lèi)囊體和葉綠體基質(zhì)中都含有與光合作用有關(guān)的酶，D錯(cuò)誤。故選:B。11.答案：D解析：A、初期容器內(nèi)CO2含量較大，光合作用強(qiáng)于呼吸作用，植物吸收CO2釋放O2，使密閉容器內(nèi)的CO2含量下降，O2含量上升，A錯(cuò)誤；B、根據(jù)分析由于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下，容器內(nèi)的CO2含量下降,所以說(shuō)明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐漸降低，從而使植物光合速率逐漸降低，直到光合作用與呼吸作用相等，容器中氣體趨于穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。12.答案：A解析：A、因?yàn)闄烟倚杞?jīng)歷春化作用才能誘導(dǎo)花芽的分化，而廣東地處南方，溫度相對(duì)較高，可能無(wú)法滿(mǎn)足櫻桃自然經(jīng)歷足夠時(shí)長(zhǎng)低溫的條件。所以在花期前控制低溫，模擬櫻桃在自然環(huán)境中需要的低溫環(huán)境，以滿(mǎn)足其春化作用的需求，從而誘導(dǎo)花芽分化，A正確；B、減少水分主要是影響植物的水分平衡和蒸騰作用等方面，與春化作用誘導(dǎo)花芽分化沒(méi)有直接關(guān)系，B錯(cuò)誤；C、延長(zhǎng)光照時(shí)間一般是用于促進(jìn)植物光周期反應(yīng)中對(duì)長(zhǎng)日照有要求的植物的生長(zhǎng)發(fā)育，比如一些長(zhǎng)日植物開(kāi)花需要較長(zhǎng)時(shí)間的光照。而櫻桃花芽分化依賴(lài)的是春化作用（低溫），并非延長(zhǎng)光照時(shí)間，C錯(cuò)誤；D、增大光照強(qiáng)度主要影響植物的光合作用等過(guò)程，和春化作用誘導(dǎo)花芽分化的機(jī)制不同，不能滿(mǎn)足櫻桃花芽分化對(duì)低溫的需求，D錯(cuò)誤。故選A。13.答案：C解析：A、若白天光照充足，白天適當(dāng)提高溫度提高與光合作用有關(guān)酶的活性，進(jìn)而促進(jìn)光合作用，而夜晚適當(dāng)降低溫度，可通過(guò)抑制酶的活性進(jìn)而抑制了呼吸作用過(guò)程對(duì)有機(jī)物的消耗，因而對(duì)作物增產(chǎn)有利，A正確。B、影響植物光合作用的因素很多，其中光合色素和酶是影響光合作用的內(nèi)因，CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度是影響光合作用的外因，B正確；C、探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用的影響實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)在光照強(qiáng)度是自變量，光合速率是因變量，觀(guān)察指標(biāo)可以是單位時(shí)間內(nèi)葉圓片浮起的數(shù)量，也可以