第9講 能量之源-光與光合作用【 知識構建+典例特訓】 高考生物一輪復習考點精講突破

第9講能量之源——光與光合作用

內容考情——知考向內容要求1.說明光合作用過程及對它的認識過程2.活動：提取和分離葉綠體色素3.活動：探究不同環(huán)境因素對光合作用的影響近幾年考情2020·江蘇卷(6)、2020·江蘇卷(27)2019·江蘇卷(17)、2019·江蘇卷(28)2018·江蘇卷(18)、2018·江蘇卷(29)核心素養(yǎng)——提考能生命觀念通過比較光反應與暗反應及它們之間的關系，建立對立統(tǒng)一、結構決定功能的觀點科學思維理解C3、C5等物質變化和光合作用的相關曲線科學探究探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響社會責任關注光合作用與農業(yè)生產及生活的聯(lián)系葉綠體中的色素及其提取和分離光合作用的過程影響光合作用的因素及應用課后·分層訓練目錄CONTENTS重溫真題

經典再現///////12356////////////////////////////光合作用與細胞呼吸的綜合應用4///////葉綠體中的色素及其提取和分離1命題·規(guī)律探究考點·自主梳理重點·疑難突破1.色素的提取與分離實驗可看作兩個實驗哦！(1)實驗原理紙層析法層析液(2)實驗流程防止色素被破壞單層尼龍布鉛筆鉛筆線層析液揮發(fā)

色素溶解在層析液中，而導致濾紙條上無色素帶(3)實驗結果及分析橙黃色色素種類色素含量溶解度方法拓展

(實驗改進)提取葉綠體中的色素，也可用如圖所示的方法：即在圓心處滴加適量濾液，待干燥后再滴加適量層析液進行層析，結果會出現不同顏色的4個同心圓，則①～④依次對應哪種色素及顏色？2.葉綠體的結構及其中的色素(1)光合作用的結構——葉綠體并非光合作用的必要條件，藍藻等光合細菌也能進行光合作用，但沒有葉綠體。外膜囊狀結構光合色素光反應基質暗(2)色素的吸收光譜由圖可以看出：①色素的功能：葉綠素主要吸收______________；類胡蘿卜素主要吸收___________。②色素吸收光的范圍：一般葉綠體中的色素只吸收可見光(可見光的波長范圍大約是390～760nm)，對紅外光和紫外光不吸收。紅光和藍紫光藍紫光參看必修1教材P99“學科交叉”提醒①植物葉片呈現綠色的原因是葉片中的色素對綠光的吸收少，綠光被反射出來。②植物的液泡中含有的色素不參與光合作用。③植物幼嫩的莖和果實的細胞中也含有吸收光能的色素。(教材P100拓展題)(1)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素(

)(2)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同(

)(3)秋天葉片變黃，是葉黃素含量增多導致的(

)提示

秋天葉片變黃是葉綠素被破壞的原因。(4)光合作用需要的色素和酶只分布在葉綠體基粒中(

)提示

光合作用需要的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，而光合作用需要的酶分布在類囊體的薄膜和基質中。(5)光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與(

)√√××√1.色素提取分離三個常見異?，F象原因分析(1)濾液顏色均過淺的原因

若只是最下面兩條色素帶較淺呢？①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；②一次加入大量的無水乙醇，提取液濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇)。(2)濾紙條色素帶重疊的原因①濾液細線不直；②濾液細線過粗。(3)濾紙條無色素帶的原因①忘記畫濾液細線；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。2.影響葉綠素合成的三大因素3.色素與葉片的顏色考向1結合實驗原理及過程，考查科學探究能力1.(2020·江蘇卷，6)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

葉綠體色素能溶解在無水乙醇或丙酮等有機溶劑中，所以可用無水乙醇作為溶劑提取葉綠體色素，A正確；研磨時加入CaCO3可以防止葉綠素被氧化破壞，B錯誤；加入石英砂是為了使研磨更充分，從而使葉綠體中的色素釋放出來，C正確；畫濾液細線時應盡量減少樣液擴散，防止色素帶之間部分重疊，D正確。B2.(2020·江蘇揚州中學高三5月質檢)用新鮮菠菜葉進行色素提取和分離的實驗。下列敘述正確的是(

) A.色素可溶解在有機溶劑中，可用無水酒精提取并分離色素 B.分離色素時，如發(fā)現色素帶顏色過淺，應再多劃幾次濾液細線 C.濾紙條上4條色素帶通常都是平齊的，且彼此之間的間距基本相同 D.濾紙條上距濾液細線較遠的2種色素對藍紫光有較大吸收值

解析

色素可溶解在有機溶劑中，可用無水酒精提取色素，分離色素用層析液，A錯誤；分離色素時，如發(fā)現色素帶顏色過淺，應分析可能的原因，再采取對應的措施，B錯誤；濾紙條上4條色素帶通常都是不平齊的，且彼此之間的間距也各不相同，C錯誤；濾紙條上距濾液細線較遠的2種色素為類胡蘿卜素，主要吸收藍紫光，D正確。D考向2圍繞光合色素考查科學思維能力3.(2017·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)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

解析

類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，不吸收紅光，所以在藍紫光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成，A錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，其吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制，B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正確；根據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正確。A光合作用的過程2命題·規(guī)律探究考點·自主梳理重點·疑難突破1.光合作用的探究歷程陽光化學能

使葉片中的營養(yǎng)物質消耗掉，增強了實驗的說服力

光合作用的產物有淀粉，還證明光是進行光合作用的必要條件葉綠體氧氣光照好氧性細菌聚集的部位同位素標記光合作用釋放的O2二氧化碳2.光合作用的過程光、色素、酶類囊體薄膜ATP中活躍的化學能酶、[H]、ATP葉綠體基質有機物中穩(wěn)定的化學能3.光合作用和化能合成作用的比較項目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來源____________________________________代表生物綠色植物___________相同點都能將_____________等無機物合成有機物光能氧化無機物釋放的能量硝化細菌CO2和H2O提醒(1)同位素標記法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就沒有放射性，不能檢測其放射性；而14C有放射性，可被追蹤檢測。(2)光合作用過程中的[H]和呼吸作用中的[H]不同，光合作用中[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的簡化表示方法。(3)綠色植物和化能合成菌為自養(yǎng)生物，人、動物、真菌以及大多數細菌屬于異養(yǎng)生物。(4)C3和C5并不是只含有3個或5個碳原子，還有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一種三碳化合物。(1)光反應必須在光照下進行，暗反應必須在暗處進行(

)提示

暗反應在有光無光條件下都能進行。(2)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質中(

)提示

水的光解發(fā)生在類囊體薄膜上。(3)光合作用光反應階段產生的[H]可在葉綠體基質中作為還原劑(

)(4)適宜條件下培養(yǎng)的葉綠體，突然將原來的白光改為綠光照射，則短時間內[H]含量會增多(

)提示

葉綠體幾乎不吸收綠光，因此短時間內[H]含量會減少。(5)葉肉細胞在葉綠體外膜上合成淀粉(

)提示

葉肉細胞在葉綠體基質中合成淀粉。(6)離體的葉綠體基質中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反應過程(

)(7)土壤中的硝化細菌可利用CO2和H2O合成糖類(

)××√××√√1.光合作用反應式及元素去向分析為還原型輔酶Ⅱ(NADPH)2.環(huán)境改變時光合作用各物質含量的變化分析 (1)“過程法”分析各物質變化

右圖中Ⅰ表示光反應，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化：(2)“模型法”表示C3和C5的含量變化起始值C3高于C5(約其2倍)考向1結合光合作用的過程，考查科學思維能力和科學探究能力1.(2020·天津等級考，5)研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質一起用單層脂質分子包裹成油包水液滴，從而構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連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產生有機物乙醇酸。下列分析正確的是(

) A.產生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質 B.該反應體系不斷消耗的物質僅是CO2 C.類囊體產生的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A解析

題干信息“該反應體系在光照條件下可實現連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產生有機物乙醇酸”說明，乙醇酸是在暗反應中合成的，合成場所相當于葉綠體基質，A正確；該反應體系既能在類囊體上進行光反應，又能利用16種酶等物質進行暗反應，因此該反應體系不斷消耗的物質有CO2、H2O等，B錯誤；類囊體上進行的光反應為暗反應中C3的還原提供了NADPH和ATP，光反應產生的O2不參與暗反應，C錯誤；該反應體系中有類囊體，在光照條件下還可實現連續(xù)的CO2固定與還原，說明該反應體系中有吸收、傳遞和轉化光能的光合作用色素，D錯誤。B解析

暗反應中CO2中的C被NADPH還原，水被分解成氧氣和[H]，其中的O被氧化，A正確；光能的吸收和直接轉化都發(fā)生在類囊體膜上，B錯誤；地球上的有機物主要是通過光合作用合成的，C正確；光合作用產生的氧氣可以提高地球上好氧生物的多樣性，D正確?？枷?條件驟變時葉綠體中各物質含量變化，考查科學思維能力3.(2014·全國卷Ⅰ，2改編)在條件適宜的情況下，用自然光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強度與自然光相同的綠色光照射，在照射瞬間葉綠體中的物質所發(fā)生的變化錯誤的是(

) A.ATP含量下降

B.C3的含量上升 C.合成C5的速率加快

D.NADPH的含量下降

解析

葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍紫光，若由自然光突然改用光照強度與自然光相同的綠光，可導致光反應速率減慢，光反應產生的NADPH和ATP減少，A、D正確；由于NADPH和ATP含量下降，導致C3被還原為C5的速率減慢，而短時間內暗反應中CO2的固定仍在消耗C5，生成C3，故短時間內C3的含量會上升，合成C5的速率減慢，B正確，C錯誤。C4.(2021·長春市質檢)光合作用通過密切關聯(lián)的兩大階段——光反應和暗反應實現。對于改變反應條件而引起的變化，說法正確的是(

) A.突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中C5/C3比值減小 B.突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP比值增加 C.突然將紅光改變?yōu)榫G光會暫時引起葉綠體基質中C3/C5比值減小 D.突然將綠光改變?yōu)榧t光會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP比值減小

解析

突然中斷CO2供應導致CO2的固定速率降低，葉綠體中C5含量增加、C3含量減少，A錯誤；突然中斷CO2供應使C3含量減少，進而使ATP和[H]含量增多，所以ATP/ADP比值增加，B正確；突然將紅光改變?yōu)榫G光后光能利用率降低，ATP和[H]含量減少，進而使C3含量增多、C5含量減少，C錯誤；突然將綠光改變?yōu)榧t光后光能利用率提高，ATP和[H]含量增加，ATP/ADP比值增加，D錯誤。B

光反應制約暗反應，暗反應也制約光反應光反應為暗反應提供[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提供ADP、Pi和NADP＋等，故暗反應停止(如停止CO2供應)時，光反應也將受制約，從而導致O2產生速率下降。影響光合作用的因素及應用3命題·規(guī)律探究考點·自主梳理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。(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶增大(3)葉面積指數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ATP及NADPH的②CO2濃度③溫度酶的活性④水分或礦質元素影響氣孔的開閉超過一定濃度后，植物會因土壤溶液濃度過高而滲透失水，出現萎蔫。(2)多因子對光合速率的影響提高(1)生長于較弱光照條件下的植物，當提高CO2濃度時，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光反應(

)(2)延長光照時間能提高光合作用強度(

)提示

延長光照時間能提高能量利用率，但不能提高光合作用強度。(3)植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用(

)提示

植物體從土壤中吸收的水分主要用于蒸騰作用。(4)停止供水，植物光合速率下降，這是由于水是光合作用的原料，又是光合產物在植物體內運輸的主要介質(

)√××√1.(生產實踐)土壤板結，光合速率下降的原因是____________________________

________________________________________________________________________________________________________________________。2.(生產實踐)北方夏季中午時，光照強度很強，植物出現“午休”現象的原因是：___________________________________________________________________________________。3.(生產實踐)大棚種植使用有機肥有利于增產，請從影響光合作用的因素分析原因。

提示

有機肥在被微生物分解的時候會產生無機鹽并釋放CO2，增加了土壤中礦質元素含量和大棚中的CO2濃度，促進光合作用。土壤板結，導致土壤中缺氧，根細胞進行無氧呼吸，產生的ATP減少，供給根細胞用于礦質元素吸收的能量減少，光合色素的合成和酶數量減少，光合作用減弱光照強度過強，溫度升高，導致氣孔關閉，細胞CO2供應不足，光合作用減弱考向1單因子對光合作用的影響及應用1.(2020·全國卷Ⅰ，30)農業(yè)生產中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產量等目的?；卮鹣铝袉栴}： (1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措

施，該栽培措施對作物的作用有____________________(答出2點即可)。 (2)農田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是_________________________________________________(答出1點即可)。(3)農業(yè)生產常采用間作(同一生長期內，在同一塊農田上間隔種植兩種作物)的方法提高農田的光能利用率?，F有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進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/(μmol·m－2·s－1)12001180560623答案

(1)減少雜草對水分、礦質元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用(2)肥料中的礦質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光飽和點高且長得高，可利用上層較強光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用解析

(1)除去雜草可以減少雜草和農作物之間對水分、礦質元素和光的競爭，使能量更多地流向農作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于根細胞進行有氧呼吸，進而增強根對礦質元素的吸收等活動。(2)肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而農田施肥的同時應適當澆水，以使肥料中的礦質元素溶解在水中；另外，澆水還可以降低土壤溶液的濃度，防止作物因過度失水而死亡。(3)為了更充分地利用光照資源，間作過程中要確保高低作物的合理搭配。株高較高的作物獲取的光照充足，應選擇光飽和點較高的作物(作物A)；株高較低的作物獲取的光照較少，應選擇光飽和點較低的作物(作物C)。考向2結合多因素對光合作用的影響，考查綜合分析問題能力2.(2014·全國卷Ⅱ，29)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。據圖回答下列問題：(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”)光合作用吸收的CO2量。(4)據圖可推測，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量，還應該同時考慮____________這一因素的影響，并采取相應措施。答案

(1)0

a、b、c

(2)光強(3)大于(4)光強[慧眼識圖獲取信息]考向3創(chuàng)新實驗，考查科學探究能力3.(2020·江蘇揚州中學模擬)圖1是某植物葉肉細胞中光合作用和有氧呼吸過程氧元素的變化示意圖，其中甲、乙表示氣體，①～④表示相關過程；圖2是研究人員探究光照強度對該植物光合作用影響的實驗裝置以及得到的實驗結果。請回答下列問題。(1)圖1中，甲、乙代表的氣體分別是________。④過程發(fā)生的場所是________________。(2)圖2實驗中選擇長勢良好的健康植物的目的是_______________________________________________________________。(3)圖2中A點葉肉細胞中發(fā)生的生理過程包括圖1中的________(填序號)過程。(4)有同學提出：在本研究中，隨著時間的推移由于裝置中CO2供應減少，植株幼苗的光合速率會受到限制，進而影響實驗結果的準確性。請簡要寫出實驗思路，探究該同學的想法是否正確。答案(1)CO2、O2葉綠體基質(2)防止除光照強度以外的其他因素(無關變量)對實驗結果造成影響(3)①②③④

(4)可取圖2所示的兩個相同裝置，其中一個裝置內放一個加有一定量CO2緩沖液(保證裝置內CO2濃度維持穩(wěn)定)的小燒杯，另一個裝置內放一個加有等量蒸餾水(或清水)的小燒杯，將兩裝置放在題干所述實驗所處環(huán)境中，再每隔一定時間，測定并記錄兩裝置內的光合速率，并進行比較。(答案合理即可)解析(1)由[H]和乙生成H2O可知，這是有氧呼吸第三階段(②)，乙是O2，由H2O生成[H]和O2為光合作用的光反應階段(③)，其中生成的[H]用于暗反應階段。由甲是氣體，且圖1中C6H12O6―→[H]＋甲、[H]＋甲―→C6H12O6可知，甲是CO2，因為CO2既是有氧呼吸的產物，又是光合作用暗反應階段的原料。(2)圖2實驗中選擇長勢良好的健康植物的目的是防止除光照強度以外的其他因素(無關變量)對實驗結果造成影響。(3)圖2中A點為光補償點，B點為光飽和點，限制AB段光合速率的因素主要是光照強度，限制B點之后的光合速率的因素是除光照強度以外的溫度、CO2濃度等。圖2中A點凈光合速率為0，此時光合速率等于呼吸速率，故A點葉肉細胞中發(fā)生的生理過程包括圖1中的①②③④。(4)要探究隨著時間的推移由于裝置中CO2供應減少，植株幼苗的光合速率會受到限制的正確性，可取圖2所示的兩個相同裝置，其中一個裝置內放一個加有一定量CO2緩沖液(保證裝置內CO2濃度維持穩(wěn)定)的小燒杯，另一個裝置內放一個加有等量蒸餾水(或清水)的小燒杯，將兩裝置放在題干所述實驗所處環(huán)境中，再每隔一定時間，測定并記錄兩裝置內的光合速率，并進行比較。光合作用與細胞呼吸的綜合應用4命題·規(guī)律探究考點·自主梳理重點·疑難突破1.光合作用與有氧呼吸的區(qū)別ATP中活躍化學熱葉綠體只在光下進行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)系有氧呼吸有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ(3)能量聯(lián)系光反應暗反應3.光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP的來源與去路光反應水光解還原C31.辨析凈光合速率與總光合速率(1)微觀辨析(2)結合曲線辨析(3)從語言文字中辨析總(真正)光合速率凈(表觀)光合速率呼吸速率“同化”“固定”或“消耗”的CO2的量“從環(huán)境(容器)中吸收”或“環(huán)境(容器)中減少”的CO2的量黑暗中釋放的CO2的量“產生”或“制造”的O2的量“釋放至容器(環(huán)境)中”或“容器(環(huán)境)中增加”的O2的量黑暗中吸收的O2的量“產生”“合成”或“制造”的有機物的量“積累”“增加”或“凈產生”的有機物的量黑暗中消耗的有機物的量還有“葉綠體吸收”也表示總光合速率

注

真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率

光合作用消耗的CO2量＝從環(huán)境中吸收的CO2量＋呼吸釋放的CO2量

光合作用產生的O2量＝釋放到環(huán)境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量2.光合作用曲線中的“關鍵點”移動(1)A點：代表呼吸速率，細胞呼吸增強，A點下移；反之，A點上移。(2)B點與C點的變化(注：只有橫坐標為自變量，其他條件不變)

B點(補償點)C點(飽和點)適當增大CO2濃度(光照強度)左移右移適當減小CO2濃度(光照強度)右移左移土壤缺Mg2＋右移左移注意：

細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。(3)D點：代表最大光合速率，若增大光照強度或增大CO2濃度使光合速率增大時，D點向右上方移動；反之，移動方向相反。3.自然環(huán)境與密閉環(huán)境中一晝夜內光合速率曲線的比較考向1結合光合作用與呼吸作用相關曲線考查科學思維能力1.(2017·北京卷，2)某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關系如圖。據此，對該植物生理特性理解錯誤的是(

)A.呼吸作用的最適溫度比光合作用的高B.凈光合作用的最適溫度約為25℃C.在0～25℃范圍內，溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大D.適合該植物生長的溫度范圍是10～50℃D解析由圖可知，呼吸作用的最適溫度為50℃，光合作用的最適溫度為30℃左右，A正確；由最上圖可知，植物體凈光合速率最高點是25℃時，此溫度為凈光合作用的最適溫度，B正確；在0～25℃范圍內，總光合曲線的上升幅度比呼吸曲線上升幅度大說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大，C正確；由圖可以看出，當溫度超過45℃時，凈光合速率小于0，植物不能正常生長，D錯誤。2.(2021·湖北黃岡第一次調研)如圖所示，在適宜溫度和一定的光照強度下，甲、乙兩種植物葉片的CO2凈吸收速率與CO2濃度的關系，下列說法正確的是(

)A.在CO2濃度低于b的環(huán)境中植物乙比植物甲生長得更好B.CO2濃度大于a時，甲才能進行光合作用C.適當增加光照強度，a點將右移D.CO2濃度為b時，甲、乙植物的實際光合作用強度相等A解析

據圖分析，可知在CO2濃度低于b的環(huán)境中，植物乙比植物甲生長得更好，A正確；CO2濃度等于a時，甲的光合作用速率與呼吸作用速率相等，B錯誤；適當增加光照強度，光合作用增強，則a點將左移，C錯誤；CO2濃度為b時，甲、乙兩種植物的凈光合作用強度相等，但是甲、乙的呼吸作用強度與實際光合作用強度不一定相等，D錯誤?？枷?光合作用和細胞呼吸的綜合運用，考查綜合分析問題能力3.(2020·江蘇淮安六校聯(lián)考)(多選)如圖表示植物葉肉細胞中光合作用和細胞呼吸的相關過程，字母代表有關物質，數字代表代謝過程，相關敘述正確的是(

)A.過程①③⑤在生物膜上進行B.過程①②③都需要ADP和PiC.物質C、D、E中都含有H元素D.物質A中的元素只來自于水BD解析分析題圖，①表示有氧呼吸第三階段，②表示有氧呼吸第一、第二階段，③表示光反應階段，④表示暗反應階段三碳化合物的還原，⑤表示暗反應階段二氧化碳的固定，發(fā)生在葉綠體基質中，A錯誤；過程①②③都有ATP的合成，因此都需要ADP和Pi，B正確；分析題圖，A表示氧氣，B表示水，C表示[H]，D表示二氧化碳，E表示ATP和[H]，F表示Pi和ADP，由于物質D為二氧化碳，不含H元素，C錯誤；物質A表示氧氣，全部來自于光反應中水的光解，D正確。4.(2018·江蘇卷，29)如圖為某植物葉肉細胞中有關甲、乙兩種細胞器的部分物質及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題：(1)甲可以將光能轉變?yōu)榛瘜W能，參與這一過程的兩類色素為____________，其中大多數高等植物的________需在光照條件下合成。(2)在甲發(fā)育形成過程中，細胞核編碼的參與光反應中心的蛋白，在細胞質中合成后，轉運到甲內，在________(填場所)組裝；核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉運到甲內，在________(填場所)組裝。(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為________后進入乙，繼而在乙的________(填場所)徹底氧化分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質轉化，在細胞質中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的________(填場所)轉移到ATP中。(4)乙產生的ATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括________(填序號)。①C3的還原②內外物質運輸③H2O裂解釋放O2④酶的合成答案

(1)葉綠素、類胡蘿卜素葉綠素(2)類囊體膜上基質中(3)丙酮酸基質中內膜上(4)①②④解析

(1)由題圖可知甲為葉綠體，乙為線粒體。植物通過光合作用將光能轉變?yōu)榛瘜W能，參與光合作用的兩類色素為葉綠素和類胡蘿卜素，其中大多數高等植物的葉綠素需在光照條件下合成。(2)光反應的場所為類囊體膜，參與光反應中心的蛋白在類囊體膜上組裝；Rubisco(催化CO2固定的酶)是參與暗反應的相關酶，在葉綠體基質中組裝。(3)葉綠體輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為丙酮酸后進入線粒體，在線粒體基質中被徹底氧化分解成CO2；NADPH可被線粒體內膜上發(fā)生的有氧呼吸第三階段利用，NADPH中的能量最終被轉移到ATP中。(4)線粒體產生的ATP被葉綠體利用時，可參與葉綠體內C3的還原、內外物質運輸、有關酶的合成等代謝過程，水裂解釋放O2利用的是光能。重溫真題

經典再現51.經典重組判斷正誤 (1)藍藻沒有葉綠體也能進行光合作用(2019·海南卷，1D)(

) (2)高等植物光合作用中光反應只發(fā)生在生物膜上(2018·海南卷，4A)(

) (3)葉肉細胞中光合作用的暗反應發(fā)生在葉綠體基質中(2017·全國卷Ⅲ，2B)(

) (4)照光培養(yǎng)一段時間的綠藻，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，綠藻細胞的葉綠體內CO2的固定加快(2014·全國卷Ⅰ，2B)(

) (5)植物呈現綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光(2013·全國卷Ⅱ，2D)(

) (6)用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素(2013·海南卷，8C)(

)提示

(1)√

(2)√

(3)√(4)×用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，沒有光照，導致[H]和ATP減少，暗反應減弱，CO2的固定減弱。(5)×植物主要的吸收峰在藍紫光區(qū)和紅光區(qū)，綠光吸收最少，反射多，所以葉片呈現綠色。(6)×用乙醇提取的葉綠體色素中含有胡蘿卜素。2.(2019·江蘇卷，17)如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍藻經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.實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素bD解析研磨時加入CaCO3能防止葉綠素被破壞，A錯誤；層析液由有機溶劑配制而成，B錯誤；層析液易揮發(fā)，層析分離時燒杯上要加蓋，C錯誤；對照圖示結果分析可知，該種藍藻中沒有葉黃素和葉綠素b，D正確。3.(2018·江蘇卷，18)如圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設條件中能使圖中結果成立的是(

)A.橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度B.橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度C.橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度D.橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度D解析

由題圖可知，甲、乙兩曲線剛開始重疊，之后又分開，A項所述條件不會出現圖示結果，A項不符合題意；橫坐標為溫度，則相應曲線應存在最適溫度下的最高凈光合速率，呈現先上升后下降趨勢，B項不符合題意；葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。若橫坐標表示光波長，隨著波長增大植物的凈光合速率不應是先增大后趨于穩(wěn)定，C項不符合題意；隨著光照強度的增加，凈光合速率先增加后趨于穩(wěn)定，在某一光照強度下，較高濃度的CO2條件下植物凈光合速率大，D項符合題意。4.(2020·江蘇卷，27)大豆與根瘤菌是互利共生關系，如圖所示為大豆葉片及根瘤中部分物質的代謝、運輸途徑，請據圖回答下列問題：(1)在葉綠體中，光合色素分布在________上；在酶催化下直接參與CO2固定的化學物質是H2O和________。(2)如圖所示的代謝途徑中，催化固定CO2形成3－磷酸甘油酸(PGA)的酶在________中，PGA還原成磷酸丙糖(TP)運出葉綠體后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于________________________。(3)根瘤菌固氮產生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白質時，通過脫水縮合形成________鍵。(4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。葉綠體中合成ATP的能量來自________；根瘤中合成ATP的能量主要源于________的分解。(5)蔗糖是大多數植物長距離運輸的主要有機物，與葡萄糖相比，以蔗糖作為運輸物質的優(yōu)點是________________________________________________________________________________________________________________。答案

(1)類囊體(薄)膜C5

(2)葉綠體基質細胞質基質(3)肽(4)光能糖類(5)非還原糖較穩(wěn)定(或蔗糖分子為二糖，對滲透壓的影響相對小)解析

(1)葉綠體中的光合色素分布在類囊體薄膜上；在暗反應過程中，一分子CO2和一分子C5在酶的催化下結合、反應，形成兩分子C3。(2)光合作用的暗反應階段發(fā)生在葉綠體基質中，固定CO2形成PGA發(fā)生在暗反應過程中，相關酶分布在葉綠體基質中。由題圖可以看出，TP合成蔗糖的過程發(fā)生在細胞質基質中，相關酶也分布在細胞質基質中。(3)氨基酸合成蛋白質時，通過脫水縮合形成肽鍵。(4)光合作用的光反應階段，葉綠體中的光合色素可將光能轉變成ATP中的化學能。根瘤中沒有葉綠體，不進行光合作用，故其中合成ATP的能量主要來自呼吸作用中糖類的氧化分解。(5)與葡萄糖相比，蔗糖是非還原性二糖，化學性質較穩(wěn)定；質量分數相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，蔗糖溶液溶質分子數少，滲透壓低，對植物細胞的滲透壓影響相對小。課后·分層訓練61.(2020·江蘇鹽城期中)如圖是新鮮菠菜葉中的光合色素紙層析的結果，下列有關敘述正確的是(

)A.生存環(huán)境中缺鎂，受影響的是色素帶①②中的色素B.低溫對色素帶④中色素的破壞率最高C.紙層析法的原理是光合色素易溶于無水乙醇D.四條色素帶中的色素都可以吸收紅光A解析色素帶①②是葉綠素，而鎂元素是葉綠素的組成成分，所以鎂元素缺乏影響色素帶①②的含量，A正確；寒冷時，葉綠素容易被破壞而使葉片呈黃色，所以低溫對色素帶①和②中色素的破壞率最高，B錯誤；紙層析的原理是光合色素在層析液中的溶解度不同，導致其隨層析液在濾紙上擴散速度不同；光合色素提取的原理是光合色素不溶于水易溶于無水乙醇，C錯誤；葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光，葉黃素和胡蘿卜素主要吸收藍紫光，D錯誤。2.(2019·海南卷，9)下列關于高等植物光合作用的敘述，錯誤的是(

) A.光合作用的暗反應階段不能直接利用光能 B.紅光照射時，胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素a C.光反應中，將光能轉變?yōu)榛瘜W能需要有ADP的參與 D.紅光照射時，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用

解析

光合作用的暗反應階段不能直接利用光能，但需要利用光反應階段形成的[H]和ATP，A正確；胡蘿卜素不能吸收紅光，B錯誤；光反應中，將光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的參與，C正確；紅光照射時，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能，D正確。B3.(2019·海南卷，12)下列關于綠色植物的敘述，錯誤的是(

) A.植物細胞在白天和黑夜都能進行有氧呼吸 B.植物細胞中ATP的合成都是在膜上進行的 C.遮光培養(yǎng)可使植物葉肉細胞的葉綠素含量下降 D.植物幼莖的綠色部分能進行光合作用和呼吸作用

解析

有氧呼吸不需要光照，植物細胞在白天和黑夜都能進行有氧呼吸，A正確；植物細胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如細胞質基質和線粒體基質中也可以合成ATP，B錯誤；合成葉綠素需要光照，遮光培養(yǎng)會導致光照減弱，會導致葉肉細胞的葉綠素含量下降，C正確；植物幼莖的綠色部分含有葉綠體，能進行光合作用，所有的活細胞都能進行呼吸作用，D正確。B4.(2020·江蘇楚州中學第三次階段考)下列有關光合作用探究歷程的敘述，正確的是(

) A.英格豪斯認為密閉玻璃罩中蠟燭熄滅的根本原因是缺乏足夠的氧氣 B.薩克斯的實驗中葉片曝光的一半變藍，說明葉綠體在光下產生了淀粉 C.魯賓和卡門只用18O標記H2O，證明了光合作用釋放的氧氣都來自于水 D.恩格爾曼的水綿實驗利用了好氧細菌的生理特點作為因變量觀測指標D5.(2020·江蘇楚州中學第三次階段考)(多選)如圖表示菠菜葉肉細胞光合與呼吸過程中碳元素和氫元素的轉移途徑，其中①～⑥代表有關生理過程。相關敘述正確的是(

)A.過程①②③不在生物膜上進行B.參與過程②③⑤的酶種類相同C.過程②③④⑤都有ATP產生D.過程③產生的[H]不全都來自于丙酮酸ACD解析過程①光合作用暗反應發(fā)生在葉綠體基質；②有氧呼吸的第一階段，發(fā)生的場所是細胞質基質；③有氧呼吸第二階段，發(fā)生的場所是線粒體基質，不在生物膜上進行，A正確；過程②、③為有氧呼吸的過程，其催化酶類都為呼吸酶，⑤為光合作用光反應，它們的酶種類不相同，B錯誤；過程②、③、④為有氧呼吸三個過程，有ATP產生，⑤水的光解2H2O→4[H]＋O2＋能量，有ATP產生，C正確；過程③有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水反應產生二氧化碳和還原氫，釋放少量能量，產生的[H]部分來自于丙酮酸，部分來自于水，D正確。6.(2020·江蘇揚州期中)如圖為探究綠色植物的相關生命活動過程的實驗裝置。對圖示裝置的分析錯誤的是(

)A.紅色小液滴移動的距離表示裝置內O2的變化量B.若要測呼吸速率，應將該裝置置于黑暗中并設置相應的對照組C.若要測光合速率，應給予一定的光照，單位時間內小液滴移動的距離可代表總光合速率D.打開閥門并移除NaOH溶液后，此裝置A、B對照可用于研究水分對光合作用的影響C解析據圖分析可知，關閉閥門，裝置內只有呼吸作用時氣體壓強不會變化，光照時光合作用釋放氧氣使氣壓增大，小液滴移動的距離表示裝置內O2的變化量，A正確；測呼吸速率時，應將該裝置置于黑暗中，同時對照組的植物應換成死的但大小等與實驗組相同的幼苗，其他條件均相同，B正確；測光合速率時，應給予一定的光照，單位時間內小液滴移動的距離可代表凈光合速率，C錯誤；打開閥門并移除NaOH溶液后，此裝置中植物的光合作用來自于其根吸收的水，故可用來驗證水是光合作用的原料，D正確。7.(2020·江蘇如皋、徐州、宿遷三校聯(lián)考)科學家將離體葉綠體浸泡在pH＝4的酸性溶液中不能產生ATP(見圖1)，當葉綠體基質和類囊體均達到pH＝4時(見圖2)，將其轉移到pH＝8的堿性溶液中(見圖3)發(fā)現ATP合成。下列敘述不合理的是(

)A.光可為該實驗提供能量，是該實驗進行的必要條件B.該實驗中葉綠體完整，保證反應過程高效、有序地進行C.產生ATP的條件是類囊體腔中的H＋濃度高于葉綠體基質D.葉肉細胞中的葉綠體依靠水的光解產生類似于圖3的條件A解析由圖3可知，當葉綠體外的pH高于葉綠體內時有ATP合成，所以本實驗不需要光照，A錯誤；完整的葉綠體形成一個相對獨立的系統(tǒng)，保障其內部環(huán)境的相對穩(wěn)定，B正確；由圖3與圖1可知，當葉綠體外的pH高于葉綠體內時有ATP合成，C正確；水的光解可生成[H]，使pH下降，D正確。8.(2020·江蘇淮安六校聯(lián)考)一種突變體大豆，其葉綠素含量僅是野生型大豆的51%，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。下圖1表示大豆葉肉細胞中相關物質變化過程，圖2顯示兩種大豆在適宜溫度、不同光照強度下的CO2吸收速率。請回答相關問題：9.(2020·江蘇蘇州期中)將桑樹和大豆分別單獨種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測得兩種植物的光合速率如圖所示(注：光飽和點是光合速率達到最大值時所需的最低光照強度)。據圖分析，下列敘述正確的是(

)AA.大豆植株開始積累有機物時的最低光照強度單作大于間作B.與單作相比，間作時兩種植物光合作用的光飽和點均增大C.間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率D.與單作相比，間作時兩種植物的呼吸強度均沒有受到影響解析

分析題圖可知，大豆植株開始積累有機物時的最低光照強度單作大于間作，A正確；與單作相比，間作時桑樹光合作用的光飽和點較大，而大豆的光飽和點小，B錯誤；由圖可知，大豆在弱光時間作的光合速率間作比單作還是要高的，C錯誤；曲線顯示大豆間作時呼吸作用比單作時變小，D錯誤。10.(2020·江蘇泰州中學高三期中)(多選)分析下面有關光合作用和呼吸作用的曲線圖，相關說法錯誤的是(

)A.甲圖中顯著提高CO2濃度，B點將大幅度右移B.乙圖中溫度提升到t4時，有機物積累速率達最大值C.丙圖中20℃和45℃時，CO2同化速率相近的原因相同D.丁圖中葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，而對綠光吸收最少ABC解析甲圖中B點表示光補償點，即光合速率等于呼吸速率，此時的制約因子主要是光照強度，提高CO2濃度，對光補償點沒有影響，A錯誤；乙圖中溫度為t2時有機物積累速率達最大值，B錯誤；丙圖中20℃時溫度較低，酶活性較低，故光合速率較低，而45℃時溫度過高，導致氣孔關閉，導致CO2吸收減少，同化速率降低，二者原因不同，C錯誤；丁圖中葉綠素吸收紅光和藍紫光最多，而對綠光吸收最少，D正確。11.(2020·山東等級考試二模，3)茶樹是一年內多輪采摘的葉用植物，對氮元素需求較大，因此生產中施氮量往往偏多，造成了資源浪費和環(huán)境污染。為了科學施氮肥，科研小組測定了某品種茶樹在不同施氮量情況下凈光合速率等指標，結果見下表。表中氮肥農學效率＝(施氮肥的產量－不施氮肥的產量)/施氮肥的量，在茶葉收獲后可通過計算得出；葉綠素含量、凈光合速率能直接用儀器快速檢測。下列說法錯誤的是(

)施氮量/(g·m－2)葉綠素含量/(mg·g－1)凈光合速率/(μmol·m－2·s－1)氮肥農學效率/(g·g－1)01.289.96－251.4510.411.51401.5212.542.4255(生產中常用施氮量)1.5010.681.72BA.氮元素與茶樹體內葉綠素合成有關，科學施氮肥能夠促進光反應B.在茶樹體內，氮元素不參與二氧化碳轉化為有機物的過程C.凈光合速率能夠反映氮肥農學效率，生產過程中可依此指導科學施氮肥D.40g·m－2不一定是最佳施氮量，最佳施氮量還需進一步測定解析

葉綠素中含有N、Mg等元素，所以氮元素與葉綠素合成有關，葉綠素具有吸收、轉化、傳遞光能的作用，科學施氮肥能夠促進光反應，A正確；在茶樹體內，二氧化碳轉化為有機物需要[H]以及多種酶的參與，這些物質都含氮，氮元素參與該過程，B錯誤；從表格中可以看出，施氮量不同，凈光合速率不同，凈光合速率能夠反映氮肥農學效率，生產過程中可依此指導科學施氮肥，C正確；40g·m－2不一定是最佳施氮量，最佳施氮量還需進一步在25g·m－2

～55g·m－2之間縮小梯度進行測定，D正確。12.(2020·江蘇南通、泰州、揚州、徐州、淮安、連云港、宿遷二模)下列南通某中學生物研究性學習小組以芒草、韭菜葉片為材料，探究CO2濃度對植物光合速率的影響，主要實驗步驟如下：

步驟1制備葉圓片取生長旺盛的2種植物葉片，用打孔器制備直徑為1cm的葉圓片。

步驟2制備真空葉圓片向裝有10mL蒸餾水的注射器中加入10片葉圓片(如圖1)，在排除注射器前端空氣后堵住前端小孔，再連續(xù)多次拉動活塞，直至葉圓片全部下