高中生物2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元 第9講　光與光合作用

第9講光與光合作用[目標(biāo)要求]1.光合作用的基本過程。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素。3.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離?？键c(diǎn)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1．綠葉中色素的提取和分離(1)實(shí)驗(yàn)原理(2)實(shí)驗(yàn)步驟(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果色素種類色素顏色色素含量溶解度擴(kuò)散速度胡蘿卜素橙黃色最少最高最快葉黃素黃色較少較高較快葉綠素a藍(lán)綠色最多較低較慢葉綠素b黃綠色較多最低最慢2.葉綠體的結(jié)構(gòu)及其中的色素(1)葉綠體的結(jié)構(gòu)①結(jié)構(gòu)模式圖②功能：進(jìn)行光合作用的場所。(2)色素的吸收光譜由圖可以看出：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。教材中的隱性知識(shí)(1)源于必修1P99“學(xué)科交叉”和圖5－10：光是一種電磁波。可見光的波長范圍大約是390～760nm。一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。(2)源于必修1P99“與社會(huì)的聯(lián)系”：生產(chǎn)上，用何種顏色的玻璃、塑料薄膜做溫室大棚的頂棚產(chǎn)量高？陰天時(shí)，在功率相同的情況下，應(yīng)該選擇什么顏色的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？提示無色，因?yàn)槿展庵懈鞣N顏色的光均能通過，作物光合效率高。應(yīng)選擇補(bǔ)紅光和藍(lán)光的照明燈。(1)提取色素時(shí)加碳酸鈣的目的是使研磨更充分(×)(2)綠葉中含量越多的色素，其在濾紙條上擴(kuò)散得越快(×)(3)葉綠素a和葉綠素b只吸收紅光和藍(lán)紫光(×)(4)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片中的葉綠體吸收了綠光(×)(源于必修1P100“拓展題”)海洋中的藻類植物，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植家话阋来问菧\、中、深，這種現(xiàn)象與光能捕獲有關(guān)，既不同顏色的藻類吸收不同波長的光。實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的原因分析(1)濾紙條上色素帶顏色過淺的原因分析①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出來。②使用放置數(shù)天的綠葉或綠葉用量少，濾液中的色素(葉綠素)含量太少。③一次加入的無水乙醇過多，導(dǎo)致提取液濃度太低。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。⑤畫濾液細(xì)線次數(shù)過少。⑥選用的綠葉葉脈過多，葉肉細(xì)胞過少。(2)濾紙條色素帶重疊：濾紙條未經(jīng)干燥處理，濾液細(xì)線不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致。(3)濾紙條看不到色素帶：①忘記畫濾液細(xì)線；②濾液細(xì)線觸及層析液，色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素的色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”?？枷蛞粚?shí)驗(yàn)的基本原理和過程分析1．下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A．綠葉中的色素只能溶解在無水乙醇中B．層析分離時(shí)必須確保濾液細(xì)線不觸及層析液C．制備濾紙條時(shí)用圓珠筆畫橫線更方便D．若研磨綠葉時(shí)沒有加入碳酸鈣，則提取不到光合色素答案B解析綠葉中的色素能溶解在丙酮、無水乙醇等有機(jī)溶劑中，A錯(cuò)誤；層析分離時(shí)必須確保濾液細(xì)線不觸及層析液，否則色素會(huì)溶解在層析液中，B正確；圓珠筆筆油中有色素，因此制備濾紙條時(shí)應(yīng)該用鉛筆畫橫線，C錯(cuò)誤；碳酸鈣的作用是防止色素被破壞，因此沒有加入碳酸鈣會(huì)導(dǎo)致層析后濾紙條上的葉綠素帶顏色較淺，D錯(cuò)誤。2．在做提取和分離葉綠體中的光合色素實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對(duì)相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為()試劑甲乙丙丁無水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④答案B解析甲同學(xué)由于沒有加入提取劑無水乙醇，所以提取液中不會(huì)出現(xiàn)色素，色素分離的結(jié)果是②；乙同學(xué)操作正確，色素分離后得到的色素帶有四條，與④情況相符；丙同學(xué)由于未加CaCO3，所以葉綠素含量減少，所得到的色素帶中兩條葉綠素帶比正常的色素帶要窄，對(duì)應(yīng)①；丁同學(xué)由于未加SiO2，導(dǎo)致葉片研磨不充分，最終導(dǎo)致各種色素的含量均減少，對(duì)應(yīng)③。故B正確?？枷蚨氐姆N類和功能3．(2017·全國Ⅲ，3)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對(duì)不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯(cuò)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(yīng)中ATP的合成B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對(duì)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A解析類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，其吸收光譜可通過測量其對(duì)不同波長光的吸收值來繪制，B項(xiàng)正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長的變化均可表示光合作用的作用光譜，C項(xiàng)正確；根據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知，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項(xiàng)正確。4．(2020·河北省唐山市高三一模)下表是科研人員測得大棚中某草莓在補(bǔ)充X光和Y光后葉片色素含量及果實(shí)產(chǎn)量的部分?jǐn)?shù)據(jù)。下列分析錯(cuò)誤的是()組別葉綠素總量(mg/g)類胡蘿卜素(mg/g)單株果數(shù)量(個(gè))單果質(zhì)量(g)對(duì)照組6.42.51215X光組5.54.01316Y光組7.62.41022A.大棚中草莓葉片在不同光照下會(huì)做出適應(yīng)性變化B．Y光組葉片顏色比對(duì)照組偏黃C．X光組葉綠體中NADPH合成速率小于Y光組D．補(bǔ)充Y光更有利于提高大棚草莓產(chǎn)量答案B解析根據(jù)表格分析可知，在補(bǔ)充X光和Y光后，X光組和Y光組的色素含量變化不一樣，說明植株在不同光照下會(huì)做出適應(yīng)性變化，A正確；Y光組葉綠素總量增加，比對(duì)照組偏綠，B錯(cuò)誤；根據(jù)單株果的數(shù)量和質(zhì)量能推測出Y光組植株制造的有機(jī)物量高于X光組，所以X光組葉綠體中NADPH合成速率小于Y光組，C正確；根據(jù)表格分析，Y光組制造的有機(jī)物量高于X光組，所以補(bǔ)充Y光更有利于提高大棚草莓產(chǎn)量，D正確?？键c(diǎn)二光合作用的過程1．光合作用的探究歷程(連線)2．光合作用的過程教材中的隱性知識(shí)源于必修1P103“相關(guān)信息”：光合作用過程中的[H]和呼吸作用中的[H]不同：光合作用中的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的簡化表示方法；呼吸作用中的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)的簡化表示方法。3．反應(yīng)式(1)產(chǎn)物為(CH2O)：CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))(CH2O)＋O2。(2)產(chǎn)物為C6H12O6：6CO2＋12H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))C6H12O6＋6O2＋6H2O。(3)元素的轉(zhuǎn)移途徑①H：3H2Oeq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)))[3H]eq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))(C3H2O)。②C：14CO2eq\o(→,\s\up7(CO2的固定))14C3eq\o(→,\s\up7(C3的還原))(14CH2O)。③O：H218Oeq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)))18O2；C18O2eq\o(→,\s\up7(CO2的固定))C3eq\o(→,\s\up7(C3的還原))(CH218O)。4．光合作用和化能合成作用的比較項(xiàng)目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來源光能無機(jī)物氧化釋放的能量代表生物綠色植物硝化細(xì)菌相同點(diǎn)都能將CO2和H2O等無機(jī)物合成有機(jī)物(1)沒有葉綠體的生物無法進(jìn)行光合作用(×)(2)植物細(xì)胞都含有葉綠體(×)(3)在真核細(xì)胞內(nèi)，能進(jìn)行光合作用的色素分布在葉綠體以及液泡中(×)(4)植物在夜晚不能進(jìn)行光反應(yīng)，只能進(jìn)行暗反應(yīng)(×)(5)光合作用中ATP的移動(dòng)方向是從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜(×)(6)光合作用過程中產(chǎn)生的ATP可以為細(xì)胞內(nèi)的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量(×)(7)14CO2中14C的轉(zhuǎn)移途徑是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)(×)(源于必修1P100、102)下面是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的實(shí)驗(yàn)示意圖，請(qǐng)分析：(1)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)材料的選取上有什么巧妙之處？提示選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。(2)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行的原因是什么？提示排除氧氣和極細(xì)光束外的其他光的干擾。(3)薩克斯實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行“黑暗”處理的目的是什么？提示消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉，防止對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。(4)薩克斯實(shí)驗(yàn)中在染色前通常用酒精對(duì)葉片進(jìn)行脫色處理，目的是什么？提示防止葉片中色素顏色對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。(5)兩實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中是如何形成對(duì)照的？提示恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對(duì)照；薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對(duì)照。1．光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)條件光、色素、酶ATP、[H]、CO2、多種酶場所類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化水的光解、ATP的合成CO2的固定、C3的還原、ATP的水解能量變化光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP＋、ADP和Pi。沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成2．環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化(1)“過程法”(2)“模型法”①圖1中曲線甲表示C3，曲線乙表示C5、[H]、ATP。②圖2中曲線甲表示C5、[H]、ATP，曲線乙表示C3。③圖3中曲線甲表示C5、[H]、ATP，曲線乙表示C3。④圖4中曲線甲表示C3，曲線乙表示C5、[H]、ATP。3．連續(xù)光照和間隔光照下的有機(jī)物合成量分析(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的[H]和ATP在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成。(2)在總光照時(shí)間、總黑暗時(shí)間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機(jī)物的積累量要多。考向一光合作用過程的綜合考查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(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解B．c為ATP，f為[H]C．將b物質(zhì)用18O標(biāo)記，最終在(CH2O)中能檢測到18OD．圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍(lán)紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能答案B解析圖中a～g分別代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①～⑥分別代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的還原、有機(jī)物的合成，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤；18O2eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸),\s\do5(第三階段))H218Oeq\o(→,\s\up7(有氧呼吸),\s\do5(第二階段))C18O2eq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))(CH218O)，C項(xiàng)正確；光合色素具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用，D項(xiàng)正確。6．如圖表示光合作用過程，a、b、c表示物質(zhì)，甲、乙表示場所，下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A．物質(zhì)b可能是ADP和PiB．物質(zhì)c直接被還原生成(CH2O)和C5C．甲中色素不溶于水，能溶于有機(jī)溶劑D．乙中含有多種催化反應(yīng)的酶答案B解析根據(jù)圖示可看出，甲是葉綠體的類囊體薄膜，是光合作用光反應(yīng)的場所，乙為葉綠體基質(zhì)，是暗反應(yīng)的場所，物質(zhì)b可能是暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供的ADP和Pi，A正確；物質(zhì)c為CO2，CO2轉(zhuǎn)化成(CH2O)和C5需經(jīng)過CO2的固定和C3的還原兩個(gè)過程，B錯(cuò)誤；類囊體薄膜上的色素不溶于水，能溶于有機(jī)溶劑，C正確；葉綠體基質(zhì)中含有多種催化反應(yīng)的酶，D正確?？枷蚨煌瑮l件下光合作用過程中物質(zhì)含量的變化分析7．將單細(xì)胞綠藻置于適宜的溫度、光照以及充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，突然停止光照，則下列敘述中不會(huì)發(fā)生的是()A．光反應(yīng)停止，不能形成NADPH和ATPB．短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)仍進(jìn)行，CO2與C5繼續(xù)結(jié)合形成C3C．短時(shí)間內(nèi)綠藻體內(nèi)C3的含量會(huì)上升D．由于沒有NADPH和ATP供應(yīng)，C3不能形成糖類等物質(zhì)，積累了許多C5答案D解析光照突然停止，光反應(yīng)不能進(jìn)行，不能形成ATP和NADPH，短時(shí)間內(nèi)在CO2充足的條件下，CO2繼續(xù)與C5結(jié)合形成C3，但因NADPH及ATP供應(yīng)不足，C3的還原受阻，無法合成C5和有機(jī)物，故細(xì)胞內(nèi)C3增加，C5減少。8．(2020·北京海淀人大附中高三月考)植物的葉肉細(xì)胞在光下合成糖，以淀粉的形式儲(chǔ)存。通常認(rèn)為若持續(xù)光照，淀粉的積累量會(huì)增加，但科研人員有了新的發(fā)現(xiàn)。(1)葉肉細(xì)胞吸收的CO2，在_______中被固定形成C3，C3在________階段產(chǎn)生的___________的作用下，形成三碳糖，并進(jìn)一步合成淀粉。(2)科研人員給予植物48小時(shí)持續(xù)光照，測定葉肉細(xì)胞中的淀粉量，結(jié)果如圖1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映出淀粉積累量的變化規(guī)律是__________________________________________。(3)為了解釋(2)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，研究人員提出了兩種假設(shè)。假設(shè)一：當(dāng)葉肉細(xì)胞內(nèi)淀粉含量達(dá)到一定值后，淀粉的合成停止。假設(shè)二：當(dāng)葉肉細(xì)胞內(nèi)淀粉含量達(dá)到一定值后，淀粉的合成與降解同時(shí)存在。為驗(yàn)證假設(shè)，科研人員測定了葉肉細(xì)胞的CO2吸收量和淀粉降解產(chǎn)物——麥芽糖的含量，結(jié)果如圖2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持上述哪一種假設(shè)？請(qǐng)運(yùn)用圖中證據(jù)進(jìn)行闡述：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)為進(jìn)一步確定該假設(shè)成立，研究人員在第12小時(shí)測得葉肉細(xì)胞中的淀粉含量為a，之后為葉片光合作用通入僅含13C標(biāo)記的13CO24個(gè)小時(shí)，在第16小時(shí)測得葉肉細(xì)胞中淀粉總量為b,13C標(biāo)記的淀粉含量為c。若淀粉量a、b、c的關(guān)系滿足____________(用關(guān)系式表示)，則該假設(shè)成立。答案(1)葉綠體基質(zhì)光反應(yīng)ATP和[H](2)最初一段時(shí)間內(nèi)，隨著持續(xù)光照時(shí)間增加，淀粉積累量逐漸增加，之后保持穩(wěn)定(3)支持假設(shè)二。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，葉肉細(xì)胞持續(xù)(或并未停止)吸收CO2，麥芽糖的含量快速增加，說明淀粉的合成與降解同時(shí)存在(4)b－a<c(或b<a＋c)解析(1)葉肉細(xì)胞吸收的CO2，在葉綠體基質(zhì)中參與光合作用的暗反應(yīng)過程，CO2首先與C5結(jié)合生成C3，在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下被還原。(2)由圖分析可知，0～24小時(shí)內(nèi)，淀粉積累量隨著持續(xù)光照時(shí)間增加而逐漸增加，24小時(shí)后幾乎不增加。(3)葉肉細(xì)胞的CO2吸收量代表光合作用中淀粉的合成量，麥芽糖的含量代表淀粉的分解量。分析圖2可知，CO2吸收量基本不變，即淀粉的合成沒有停止，而從第6小時(shí)開始麥芽糖的含量逐漸增加，說明淀粉在不斷分解，即淀粉合成和降解同時(shí)存在，支持假設(shè)二。(4)第12小時(shí)測得葉肉細(xì)胞中的淀粉含量為a，第16小時(shí)測得葉肉細(xì)胞中淀粉總量為b，則b－a代表通入13CO2的4個(gè)小時(shí)內(nèi)淀粉的積累量，若小于這4個(gè)小時(shí)內(nèi)淀粉合成總量c，即b－a<c，則說明有一部分淀粉被分解，假設(shè)二成立?？键c(diǎn)三光合作用的影響因素及應(yīng)用1．光照強(qiáng)度(1)原理：光照強(qiáng)度通過影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。光照強(qiáng)度增加，光反應(yīng)速率加快，產(chǎn)生的[H]和ATP增多，使暗反應(yīng)中C3的還原加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。(2)曲線解讀①A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。②AB段：隨著光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少。③B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。④BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)。⑤D點(diǎn)：D點(diǎn)后光照強(qiáng)度增加，光合作用不再增強(qiáng)，此時(shí)內(nèi)部的限制因素是：光合色素含量、酶的數(shù)量和活性；外部限制因素是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。D點(diǎn)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。(3)應(yīng)用：①溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強(qiáng)光照強(qiáng)度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)；②陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽生植物低，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。2．CO2濃度(1)原理：CO2影響暗反應(yīng)階段，制約C3的形成。(2)曲線解讀①圖1中A點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即光合速率等于呼吸速率時(shí)的CO2濃度。②圖2中A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。③B點(diǎn)和B′點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CO2濃度都表示CO2飽和點(diǎn)。(3)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過通風(fēng)，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。3．溫度(1)原理：溫度通過影響酶的活性影響光合作用，主要制約暗反應(yīng)。(2)應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當(dāng)降低室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。4.水分和礦質(zhì)元素(1)原理①水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，如植物缺水導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降。②礦質(zhì)元素通過影響與光合作用有關(guān)的化合物的合成，對(duì)光合作用產(chǎn)生直接或間接的影響。(2)應(yīng)用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的生長規(guī)律，合理灌溉和施肥。5．多因子變量對(duì)光合速率的影響(1)曲線分析P點(diǎn)：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。Q點(diǎn)：橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的主要因子，影響因素主要為各曲線所表示的因子。(2)應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)適當(dāng)增加CO2濃度，進(jìn)一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率。(1)光照強(qiáng)度只影響光反應(yīng)，不影響暗反應(yīng)(×)(2)只要有光照，植物就能正常生長(×)(3)鎂可以影響葉綠素的合成從而影響光反應(yīng)(√)(4)水分能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體內(nèi)，從而影響光合作用(√)(5)整個(gè)植物體處于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相等(×)(1)(源于必修1P106“拓展題”)下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題：①7～10時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的原因是光照強(qiáng)度逐漸增大。②10～12時(shí)左右的光合作用強(qiáng)度明顯減弱的原因是此時(shí)溫度很高，導(dǎo)致氣孔大量關(guān)閉，CO2無法進(jìn)入葉片組織，致使光合作用暗反應(yīng)受到限制。③14～17時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷下降的原因是光照強(qiáng)度不斷減弱。④從圖中可以看出，限制光合作用的因素有光照強(qiáng)度、溫度。⑤依據(jù)本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強(qiáng)度的一些措施：根據(jù)本題信息，可以利用溫室大棚控制光照強(qiáng)度、溫度的方式，如補(bǔ)光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強(qiáng)度。(2)在北方的冬暖大棚中施用有機(jī)肥有哪些益處？(至少說出兩點(diǎn))提示有機(jī)肥中的有機(jī)物被土壤中的微生物分解成各種礦質(zhì)元素，增加了土壤的肥力，另外還釋放出熱量和CO2，增加了大棚內(nèi)的溫度和CO2濃度，有利于光合作用?？枷蛞还夂献饔糜绊懸蛩氐木C合考查9．(2020·四川省綿陽市高三四模)為探究CO2濃度和氮肥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響，某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測得小麥單位葉面積的CO2吸收速率(mmol/h)，結(jié)果如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．該實(shí)驗(yàn)中的溫度和光照強(qiáng)度應(yīng)適宜并且保持一致B．吸收的氮可用于合成NADPH和葉綠素等含氮物質(zhì)C．適當(dāng)增大CO2濃度和施加氮肥都有利于小麥增產(chǎn)D．葉綠體中CO2的固定量就是測得的葉片的CO2吸收量答案D解析分析圖示可知，隨著CO2濃度的增加，小麥單位葉面積的CO2吸收速率增加，光合速率增強(qiáng)。相同的CO2濃度下，施加氮肥的組比不施加氮肥的組CO2吸收速率快，光合速率強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)中的自變量是CO2濃度和是否施加氮肥，溫度和光照強(qiáng)度為無關(guān)變量，各組應(yīng)適宜并且保持一致，A正確；葉片的CO2吸收量代表凈光合速率，葉綠體中CO2的固定量代表真正光合速率，真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，故葉綠體中CO2的固定量不等于測得的葉片的CO2吸收量，D錯(cuò)誤。10．(經(jīng)典高考題)某植物凈光合速率的變化趨勢如下圖所示。據(jù)圖回答下列問題：(1)當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在a～b之間時(shí)，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(shí)，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(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。(4)據(jù)圖可推測，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)該同時(shí)考慮________這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。答案(1)0A、B、C(2)光強(qiáng)(3)大于(4)光強(qiáng)解析(1)根據(jù)曲線圖可知，當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下(曲線A)該植物的凈光合速率為0；分析坐標(biāo)圖中曲線的走勢可以看出，當(dāng)CO2濃度在a～b之間時(shí)，曲線A、B和C的凈光合速率都隨著CO2濃度的增高而增高。(2)由題圖可知，影響凈光合速率的因素為CO2濃度和光強(qiáng)。當(dāng)CO2濃度大于c時(shí)，由于受光強(qiáng)的限制，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，暗反應(yīng)受到限制，曲線B和C的凈光合速率不再增加。(3)當(dāng)環(huán)境中的CO2濃度小于a時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，植物的凈光合速率小于0，說明該植物此時(shí)呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)據(jù)圖可推測，光強(qiáng)和CO2濃度都會(huì)影響植物的凈光合速率，因此若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)同時(shí)考慮光強(qiáng)這一因素的影響。考向二農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用11．(2021·四川省綿陽市高三二診)細(xì)胞代謝在日常生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，下列方法合理的是()A．冬季蔬菜大棚可用藍(lán)色薄膜提高農(nóng)作物光合速率B．夜間蔬菜大棚可適當(dāng)提高溫度，有利于提高產(chǎn)量C．土壤板結(jié)后松土主要是促進(jìn)農(nóng)作物根系吸收水分D．充入一定量的氮?dú)饪梢匝娱L水果蔬菜儲(chǔ)藏的時(shí)間答案D解析光合色素主要吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光，所以采用藍(lán)色的薄膜不僅不能提高光合速率，反而降低光合速率，A錯(cuò)誤；溫度通過影響酶的活性來影響綠色植物的有機(jī)物的凈積累，白天適當(dāng)提高溫度有利于增加光合作用，夜間適當(dāng)降低溫度有利于減弱呼吸作用，減少有機(jī)物消耗，提高有機(jī)物的凈積累量，從而提高作物產(chǎn)量，B錯(cuò)誤；土壤板結(jié)后，及時(shí)松土透氣能夠增加土壤的通氣量，有利于植物的根系進(jìn)行有氧呼吸，并能促進(jìn)其吸收土壤中的礦質(zhì)元素，C錯(cuò)誤；充入一定量的氮?dú)饪梢种萍?xì)胞的有氧呼吸，減少有機(jī)物的消耗，從而可以延長水果蔬菜儲(chǔ)藏的時(shí)間，D正確。12．(2020·全國Ⅰ，30)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動(dòng)，促進(jìn)作物的生長發(fā)育，達(dá)到增加產(chǎn)量等目的。回答下列問題：(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進(jìn)行松土的一項(xiàng)栽培措施，該栽培措施對(duì)作物的作用有______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。(2)農(nóng)田施肥的同時(shí)，往往需要適當(dāng)澆水，此時(shí)澆水的原因是__________________________(答出1點(diǎn)即可)。(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率。現(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達(dá)到的株高和光飽和點(diǎn)(光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進(jìn)行間作的兩種作物是________，選擇這兩種作物的理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光飽和點(diǎn)/μmol·m－2·s－112001180560623答案(1)減少雜草對(duì)水分、礦質(zhì)元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進(jìn)根系的細(xì)胞呼吸(2)肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(3)A和C作物A光飽和點(diǎn)高且長得高，可利用上層光照進(jìn)行光合作用；作物C光飽和點(diǎn)低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進(jìn)行光合作用解析(1)中耕松土包括去除雜草和疏松土壤兩個(gè)方面，去除雜草降低了雜草與作物間的競爭，土壤中的水分、礦質(zhì)元素離子能更充分地被作物吸收利用；疏松土壤可增加土壤中氧氣的含量，有利于根系的有氧呼吸，從而滿足根系主動(dòng)運(yùn)輸吸收礦質(zhì)元素離子等生理活動(dòng)對(duì)ATP的需求。(2)肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被農(nóng)作物的根系吸收，另外，施肥后土壤中的礦質(zhì)元素離子的濃度增加，容易導(dǎo)致細(xì)胞液濃度小于土壤溶液濃度，作物根細(xì)胞失水，引起“燒苗”。澆水后稀釋了礦質(zhì)元素離子的濃度且利于礦質(zhì)元素呈離子狀態(tài)，有利于根系對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收。(3)作物A的光飽和點(diǎn)和株高都比較高，可充分利用上層光照進(jìn)行光合作用；作物C光飽和點(diǎn)比較低、株高矮，可充分利用下層的弱光進(jìn)行光合作用，因此作物A和C最適合進(jìn)行間作?？键c(diǎn)四探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響1．實(shí)驗(yàn)原理：葉片含有氣體，上浮eq\o(→,\s\up7(抽氣))葉片下沉eq\o(→,\s\up7(光合作用),\s\do5(產(chǎn)生O2))充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮。2．實(shí)驗(yàn)裝置分析(1)自變量的設(shè)置：光照強(qiáng)度是自變量，通過調(diào)整臺(tái)燈與燒杯之間的距離來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。(2)中間盛水的玻璃柱的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對(duì)燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。(3)因變量是光合作用強(qiáng)度，可通過觀測單位時(shí)間內(nèi)被抽去空氣的小圓形葉片上浮的數(shù)量或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時(shí)間長短來衡量光合作用的強(qiáng)弱。1．實(shí)驗(yàn)結(jié)果的生理狀態(tài)分析(1)在黑暗情況下，植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，吸收氧氣，產(chǎn)生的二氧化碳較易溶于水，所以葉片沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖1：(2)在弱光下，此時(shí)的光合作用小于或等于細(xì)胞呼吸，葉片中仍然沒有足夠的氧氣，葉片仍然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖2和圖3：(3)在中、強(qiáng)光下，光合作用大于細(xì)胞呼吸，葉片中會(huì)有足夠的氧氣產(chǎn)生，從而充滿了細(xì)胞間隙并釋放到外界一部分，使葉片浮起來。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖4：2．“葉片上浮法”應(yīng)用中的三點(diǎn)注意(1)葉片上浮的原因是光合作用產(chǎn)生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，不要片面認(rèn)為只是光合作用產(chǎn)生了O2。(2)打孔時(shí)要避開大的葉脈，因?yàn)槿~脈中沒有葉綠體，而且會(huì)延長小圓形葉片上浮的時(shí)間，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)為確保溶液中CO2含量充足，小圓形葉片可以放入NaHCO3溶液中。考向光合作用影響因素的實(shí)驗(yàn)探究13．下圖甲表示在一定條件下測得的某植物體光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系；圖乙是某同學(xué)“探究影響植物光合速率的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置；圖丙是某興趣小組將植物栽培在密閉玻璃溫室中，用紅外線測量儀測得室內(nèi)的CO2濃度與時(shí)間關(guān)系的曲線。請(qǐng)分析回答：(1)圖甲中的a點(diǎn)表示____________，影響a點(diǎn)上下移動(dòng)的外界因素主要是________，所以用大棚種植蔬菜時(shí)，可采用________________的方法來提高細(xì)胞中有機(jī)物的積累量；d點(diǎn)后限制大棚蔬菜光合作用的環(huán)境因素主要是________，因此大棚種植可采取的措施是________________。(2)圖甲中的c點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有__________________________；此時(shí)，葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物________(“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用消耗的有機(jī)物。(3)圖乙裝置實(shí)驗(yàn)中每隔15min加大一次廣口瓶與燈之間的距離，隨著時(shí)間與距離的增加，氣泡產(chǎn)生速率下降，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是________________和________________，導(dǎo)致光合速率下降，O2釋放量減小，氣泡產(chǎn)生速率下降。(4)由圖丙可推知，24小時(shí)內(nèi)密閉玻璃溫室中氧氣濃度最大的是__________(填時(shí)間)時(shí)，該植物24小時(shí)有機(jī)物會(huì)________(填“增加”“減少”或“不變”)。答案(1)呼吸速率溫度加大晝夜溫差CO2濃度增施農(nóng)家肥(2)葉綠體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)大于(3)光照強(qiáng)度減弱CO2濃度降低(4)18減少1．核心概念(1)(必修1P101)光合作用：是指綠色植物通過葉綠體，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程。(2)(必修1P103)光反應(yīng)階段：光合作用第一階段中的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫做光反應(yīng)階段。(3)(必修1P104)暗反應(yīng)階段：光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都可以進(jìn)行，這個(gè)階段叫做暗反應(yīng)階段。(4)(必修1P105)化能合成作用：自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物的過程。2．教材結(jié)論性語句(1)(必修1P98)綠葉中的色素有4種，它們可以歸納為兩類：葉綠素(含量約占3/4)和類胡蘿卜素(含量約占1/4)，其中葉綠素包含葉綠素a(藍(lán)綠色)和葉綠素b(黃綠色)。類胡蘿卜素包含胡蘿卜素(橙黃色)和葉黃素(黃色)。(2)(必修1P99)葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。(3)(必修1P100)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。1．(2019·全國Ⅰ，3)將一株質(zhì)量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中，一段時(shí)間后植株達(dá)到40g，其增加的質(zhì)量來自()A．水、礦質(zhì)元素和空氣 B．光、礦質(zhì)元素和水C．水、礦質(zhì)元素和土壤 D．光、礦質(zhì)元素和空氣答案A解析黃瓜幼苗可以吸收水，增加鮮重；也可以從土壤中吸收礦質(zhì)元素，合成相關(guān)的化合物；還可以利用大氣中二氧化碳進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物增加細(xì)胞干重。植物光合作用將光能轉(zhuǎn)化成了有機(jī)物中的化學(xué)能，并沒有增加黃瓜幼苗的質(zhì)量，故黃瓜幼苗在光照下增加的質(zhì)量來自水、礦質(zhì)元素、空氣。綜上所述，A項(xiàng)符合題意。2．(2020·江蘇，6)采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．提取葉綠體色素時(shí)可用無水乙醇作為溶劑B．研磨時(shí)加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞C．研磨時(shí)添加石英砂有助于色素提取D．畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散答案B解析無水乙醇常作為提取葉綠體色素的溶劑，A項(xiàng)正確；研磨時(shí)要加入碳酸鈣(CaCO3)，可防止葉綠素被破壞，B項(xiàng)錯(cuò)誤；研磨時(shí)添加石英砂，能夠使研磨更充分，有助于色素的提取，C項(xiàng)正確；畫濾液細(xì)線時(shí)要做到細(xì)、直、齊，減少樣液擴(kuò)散，以保證濾紙條上形成的色素帶清晰、整齊，D項(xiàng)正確。3．(2020·天津，5)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(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是()A．產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)B．該反應(yīng)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(yīng)體系不含光合作用色素答案A解析綠色植物光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜，產(chǎn)物有O2、[H]、ATP，暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)，產(chǎn)物是糖類等有機(jī)物，據(jù)此推斷該半人工光合作用反應(yīng)體系中產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)不僅是CO2，還有水等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；類囊體產(chǎn)生的[H]、ATP參與CO2固定與還原，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)體系含有從菠菜中分離的類囊體，類囊體上含有光合作用色素，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2020·山東，21)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是__________________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為________________。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________________________________。(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_________________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。答案(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)(2)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足(3)高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)(4)葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少解析分析題圖可知，模塊1將光能轉(zhuǎn)換為電能，模塊2電解水，同時(shí)轉(zhuǎn)換能量供模塊3還原CO2產(chǎn)生糖類，比較這一過程與光合作用的全過程可知，模塊1和模塊2相當(dāng)于光合作用的光反應(yīng)階段，模塊3相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)階段。(1)根據(jù)上面的分析可知，該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊，即吸收和轉(zhuǎn)化光能的模塊是模塊1和模塊2。光合作用的暗反應(yīng)包括兩步反應(yīng)，一是CO2的固定：CO2在特定酶的作用下，與C5結(jié)合，形成C3。二是C3的還原：C3接受ATP和NADPH釋放的能量，在酶的作用下最終轉(zhuǎn)化為糖類和C5。比較該過程與模塊3的反應(yīng)過程可知，甲與CO2反應(yīng)產(chǎn)生乙，這一階段為CO2的固定，那么甲為C5，即五碳化合物，乙為C3，即三碳化合物。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，相當(dāng)于光合作用過程中突然停止供應(yīng)CO2，CO2的固定受阻，進(jìn)而導(dǎo)致乙(C3)的合成量減少，短時(shí)間內(nèi)C3的還原正常進(jìn)行，消耗量不變，C3含量減少。光合作用的暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋，若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，相當(dāng)于暗反應(yīng)無法進(jìn)行，就無法為模塊2提供ADP、Pi和NADP＋，從而影響了模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率。(3)植物有機(jī)物的積累量稱為凈光合作用量，即有機(jī)物的制造量(真正光合作用量)減去呼吸作用消耗的有機(jī)物量。這個(gè)人工光合作用系統(tǒng)中只有有機(jī)物的制造，沒有呼吸作用的消耗，所以在固定的CO2量(即真正光合作用量)相等的情況下，有機(jī)物(糖類)的積累量將高于植物。(4)干旱條件下，植物為降低蒸騰作用對(duì)水分的過度散失，氣孔的開放程度降低，進(jìn)而影響CO2的吸收，會(huì)間接影響光合作用速率。5．(2018·全國Ⅰ，30)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖所示。回答下列問題：(1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲、乙兩種植物中，對(duì)光能的利用率較高的植物是________。(2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據(jù)是_________________________________________________________。(3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是________。(4)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。答案(1)甲(2)甲光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2解析(1)由曲線圖可知，光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲植物的凈光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而增加的幅度更大，說明甲植物對(duì)光能的利用率較高。(2)當(dāng)種植密度過大時(shí)，植株的葉片會(huì)相互遮擋，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致植物凈光合速率下降。由曲線圖可知，光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲線圖可知，在低光照強(qiáng)度下，乙植物的凈光合速率較高，在高光照強(qiáng)度下，乙植物的凈光合速率明顯低于甲植物，所以乙植物更適合在林下低光照強(qiáng)度的環(huán)境下種植。(4)夏日晴天中午12點(diǎn)，溫度較高，部分氣孔關(guān)閉，進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2明顯減少，抑制了暗反應(yīng)，導(dǎo)致葉片的光合速率明顯降低。課時(shí)精練一、選擇題1．(2020·河北省衡水中學(xué)高三第一次模擬)下列關(guān)于光合作用探究歷程中相關(guān)實(shí)驗(yàn)的描述，錯(cuò)誤的是()A．饑餓處理后，天竺葵葉片曝光部位可向遮光部位運(yùn)輸小分子有機(jī)物B．受到均勻光照時(shí)，好氧細(xì)菌分布在水綿帶狀葉綠體所有受光照部位C．改變水中H218O所占的比例，小球藻釋放的氧氣中18O2所占的比例也隨之變化D．供給小球藻14CO2，葉綠體內(nèi)含14C的三碳化合物會(huì)不斷積累答案D解析饑餓處理后，天竺葵葉片曝光部分合成的小分子有機(jī)物如葡萄糖可向遮光部分運(yùn)輸，A正確；葉綠體是光合作用產(chǎn)生氧氣的場所，受到均勻光照，在水綿帶狀葉綠體周圍有氧氣釋放，所有受光照部位都有好氧細(xì)菌分布，B正確；光合作用釋放的氧氣來自水的光解，改變水中H218O所占的比例，小球藻釋放的氧氣中18O2所占的比例也隨之改變，C正確；在暗反應(yīng)過程中CO2與C5反應(yīng)生成C3，C3進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為糖類和C5，葉綠體內(nèi)C3和C5保持動(dòng)態(tài)平衡，所以供給小球藻14CO2，葉綠體內(nèi)含14C的三碳化合物不會(huì)不斷積累，D錯(cuò)誤。2．提取光合色素，進(jìn)行紙層析分離，對(duì)該實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是()A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片B．色素始終在濾紙上，是因?yàn)樯夭蝗苡趯游鲆篊．提取液呈綠色是由于含葉綠素a和葉綠素b較多D．胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡叽鸢窩解析黃化葉片也可見葉黃素和胡蘿卜素的色素帶，未見色素帶的原因可能是層析液沒及濾液細(xì)線而使色素溶解于層析液中，A錯(cuò)誤；葉綠體中的色素能夠溶解在層析液中，B錯(cuò)誤；葉綠素含量比類胡蘿卜素含量多，故提取液常呈綠色，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因?yàn)樵趯游鲆?而不是提取液)中的溶解度最高，D錯(cuò)誤。3．(2021·山西省晉中市一模)藍(lán)藻在光合作用中以H2O作為供氫體，而光合細(xì)菌則以H2S作為供氫體進(jìn)行光合作用。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．二者的光合色素均分布在類囊體薄膜上B．二者的擬核中均含有一個(gè)環(huán)狀的DNA分子C．二者均在核糖體上合成光合作用所需的酶D．藍(lán)藻進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2，但光合細(xì)菌不產(chǎn)生O2答案A解析二者都屬于原核生物，無葉綠體，故無類囊體薄膜，A錯(cuò)誤；二者都是原核生物，有擬核，擬核中分布的是環(huán)狀的DNA分子，B正確；二者都有核糖體，光合作用所需的酶都是在核糖體上合成的，C正確；藍(lán)藻進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2，但光合細(xì)菌以H2S作為供氫體進(jìn)行光合作用，無法產(chǎn)生O2，D正確。4．如圖所示為某陽生植物細(xì)胞在夏季晴天某一天內(nèi)，光合作用過程中C3、C5化合物的數(shù)量變化。若第二天中午天氣由光照強(qiáng)烈轉(zhuǎn)向陰天時(shí)，葉綠體中C3含量的變化、C5含量的變化分別相當(dāng)于曲線中的()A．c→d段(X)、b→c段(Y)B．d→e段(X)、d→e段(Y)C．d→e段(Y)、c→d段(X)D．b→c段(Y)、b→c段(X)答案B解析由光照強(qiáng)烈轉(zhuǎn)向陰天時(shí)，光反應(yīng)提供的ATP、[H]減少，導(dǎo)致C3還原過程減弱，故葉綠體中C3含量增多，相當(dāng)于曲線中d→e段(X)；但CO2的固定仍在進(jìn)行，故C5含量減少，相當(dāng)于曲線中d→e段(Y)，B正確。5．把一株?duì)颗；ㄔ诤诎抵蟹胖靡粫円梗缓罄孟聢D裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)不能用于驗(yàn)證()A．光合作用需要CO2 B．光合作用能產(chǎn)生O2C．光合作用需要光 D．光合作用需要葉綠體答案B解析圖中NaOH的作用是吸收CO2，所以該裝置可以用于驗(yàn)證光合作用需要CO2，A正確；圖中沒有檢驗(yàn)O2的設(shè)置，B錯(cuò)誤；圖中鋁箔的作用是遮光，從而證明光合作用需要光，C正確；圖中白斑葉片分為綠色部分和白色部分，可以用于驗(yàn)證光合作用需要葉綠體，D正確。6．圖甲為研究光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置，用打孔器在某植物的葉片上打出多個(gè)圓片，再用氣泵抽出氣體直至葉片沉底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至不同溫度的NaHCO3(等濃度)溶液中，給予一定的光照，測量每個(gè)培養(yǎng)皿葉片上浮至液面所用的平均時(shí)間(圖乙)。下列相關(guān)分析正確的是()A．在ab段，隨著水溫的增加，凈光合速率逐漸減小B．上浮至液面的時(shí)間可反映凈光合速率的相對(duì)大小C．通過圖乙分析可以找到真正光合作用的最適溫度D．因?yàn)槌闅夂蟛缓鯕猓瑢?shí)驗(yàn)過程中葉片不能進(jìn)行有氧呼吸答案B解析ab段，隨著水溫的增加，葉圓片上浮至液面所需要的時(shí)間縮短，說明氧氣產(chǎn)生速率加快，凈光合速率逐漸增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；通過圖乙分析可以找到凈光合作用的最適溫度，C項(xiàng)錯(cuò)誤；雖然抽氣后葉片不含氧氣，但實(shí)驗(yàn)過程中的光照可以引起光合作用產(chǎn)生氧氣，故實(shí)驗(yàn)過程中葉片能進(jìn)行有氧呼吸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．如圖表示在一定的光照強(qiáng)度和溫度下，植物光合作用增長速率隨CO2濃度變化的情況，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．與D點(diǎn)相比，C點(diǎn)時(shí)細(xì)胞內(nèi)[H]的含量較高B．與A點(diǎn)相比，B點(diǎn)時(shí)細(xì)胞內(nèi)的C5含量較低C．圖中C點(diǎn)時(shí)光合作用速率達(dá)到最大值D．圖中D點(diǎn)以后限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度或溫度答案C解析與D點(diǎn)相比，C點(diǎn)時(shí)細(xì)胞內(nèi)CO2含量少，CO2固定產(chǎn)生的C3少，需要的[H]少，因此[H]的含量較高，A正確；與A點(diǎn)相比，B點(diǎn)時(shí)細(xì)胞內(nèi)的CO2含量多，CO2固定消耗的C5多，因此C5的含量較低，B正確；圖中縱軸代表光合作用增長速率，D點(diǎn)之前光合速率一直在增長，因此D點(diǎn)光合速率最大，C錯(cuò)誤；橫坐標(biāo)表示CO2濃度，D點(diǎn)時(shí)光合速率不再隨著CO2濃度的升高而加快，說明D點(diǎn)時(shí)CO2不再是限制因素，此時(shí)限制光合作用速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度或溫度，D正確。8．如圖表示蝴蝶蘭在正常條件下和長期干旱條件下CO2吸收速率的日變化曲線，據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A．長期干旱條件下，蝴蝶蘭可通過夜間吸收CO2以適應(yīng)環(huán)境B．長期干旱條件下，葉肉細(xì)胞在10～16時(shí)不能進(jìn)行光反應(yīng)C．正常條件下，12時(shí)CO2吸收速率最快，植株干重最大D．長期干旱條件下，葉肉細(xì)胞在0～24時(shí)不能產(chǎn)生ATP答案A解析由圖可以看出，在長期干旱條件下，蝴蝶蘭除了可以進(jìn)行細(xì)胞呼吸外還可在夜間吸收CO2并儲(chǔ)存在細(xì)胞中，而白天氣孔關(guān)閉，A正確；10～16時(shí)CO2的吸收速率降為0，此時(shí)的光合作用速率等于細(xì)胞呼吸的速率，B錯(cuò)誤；正常條件下，12時(shí)CO2吸收速率最快，表明此時(shí)光合作用最強(qiáng)，但是植株干重在20點(diǎn)之前與橫軸的交點(diǎn)處最大，C錯(cuò)誤；長期干旱條件下，植物細(xì)胞在0～24時(shí)都可進(jìn)行呼吸作用，產(chǎn)生ATP，D錯(cuò)誤。9．下面列舉了一些與溫室大棚種植蔬菜有關(guān)的生產(chǎn)措施，你認(rèn)為不合理的是()A．溫室的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量提高采光效率，盡量減少不必要的熱量散失B．施足有機(jī)肥可直接為植物提供有機(jī)營養(yǎng)，同時(shí)可以補(bǔ)充大棚內(nèi)的CO2C．采用無土栽培技術(shù)，可按植物的需求配給營養(yǎng)，節(jié)約成本D．夜晚適當(dāng)降低溫度可提高作物產(chǎn)量答案B解析有機(jī)肥可以被微生物分解產(chǎn)生CO2和礦質(zhì)元素，可直接為植物提供礦質(zhì)營養(yǎng)，同時(shí)可以補(bǔ)充大棚內(nèi)的CO2，植物不能吸收有機(jī)營養(yǎng)，B錯(cuò)誤；夜晚適當(dāng)降低溫度可以減少夜間細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物，可以提高作物產(chǎn)量，D正確。二、非選擇題10．圖甲表示光合作用過程的圖解，圖乙為大棚中栽培的某種蔬菜在水肥充足、溫度適宜條件下，光合強(qiáng)度受環(huán)境因素影響的變化曲線圖。請(qǐng)據(jù)圖分析并回答下列問題：(1)參與光合作用的色素分布在葉綠體的________上。(2)光合作用的過程可以分為兩個(gè)階段，圖甲中B表示________階段，反應(yīng)場所是________。(3)圖甲中A生理過程的產(chǎn)物是______________________________________________。(4)由圖乙可知，影響光合作用的外界因素是________和________。(5)比較圖乙中Ⅰ、Ⅱ兩條曲線，當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，曲線Ⅱ的光合強(qiáng)度不再增大的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，限制了光合作用________階段的進(jìn)行。答案(1)類囊體薄膜(2)暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)(3)O2、[H]、ATP(4)光照強(qiáng)度CO2濃度(5)CO2濃度過低暗反應(yīng)11．某研究小組將生長狀況相似的菠菜幼苗均分為A、B兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，A組培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中，B組培養(yǎng)在缺Mg2＋的培養(yǎng)液中，其他條件相同且適宜。一段時(shí)間后，持續(xù)提供14C標(biāo)記的二氧化碳進(jìn)行光合作用，然后檢測并比較14C標(biāo)記的有機(jī)化合物的量。請(qǐng)回答下列問題：(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)B組14C標(biāo)記的(CH2O)的量比A組低，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________