高考生物 必修一 第三單元 第9講VIP

第9講光合作用的探究歷程與基本過程考綱考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能最新考綱1.光合作用的基本過程(Ⅱ)2.實驗：葉綠體色素的提取與分離生命觀念通過比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)及它們之間的關(guān)系，建立對立統(tǒng)一的觀點全國卷考情2018全國卷Ⅰ(30)、2018全國卷Ⅱ(30)、2018全國卷Ⅲ(30)、2017全國卷Ⅰ(30)、2017全國卷Ⅲ(3)、2016全國卷Ⅰ(30)、2016全國卷Ⅲ(29)科學(xué)思維辨析C3、C5等物質(zhì)變化，進行光合作用的相關(guān)曲線模型分析科學(xué)探究探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響考點一葉綠體色素及其提取和分離1.色素提取與分離(1)實驗原理(2)實驗流程2.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能(1)結(jié)構(gòu)模式圖3.葉綠體中色素的種類與吸收光譜(1)分布：葉綠體類囊體薄膜上。(2)功能：吸收、傳遞(四種色素均吸收)、轉(zhuǎn)化(只有極少數(shù)葉綠素a分子可轉(zhuǎn)化)光能。(3)吸光狀況①葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。②葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大。1.進行色素提取時濾紙條上的濾液細線為何不能被層析液沒及？提示層析液為脂溶性有機溶劑，倘若層析液沒及濾液細線，則會使濾紙條上色素溶解于層析液中，從而導(dǎo)致濾紙條上無色素帶。2.提取葉綠體中的色素，也可用右圖所示的方法：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(jié)果會出現(xiàn)不同顏色的4個同心圓，則①～④依次對應(yīng)哪種色素及顏色？提示①——胡蘿卜素(橙黃色)②——葉黃素(黃色)③——葉綠素a(藍綠色)④——葉綠素b(黃綠色)。結(jié)合色素的提取與分離，考查科學(xué)思維和科學(xué)探究能力1.(2013·海南卷，8)關(guān)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能避免葉綠素被破壞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；加入碳酸鈣可避免研磨過程中液泡中的有機酸等物質(zhì)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.(2019·焦作市新高三入學(xué)檢測)遷移率(Rf)是用紙層析法分離混合色素中各種成分的重要指標，也可用于各色素的鑒定，遷移率＝色素移動距離/溶劑移動距離。下表是葉綠體中色素層析結(jié)果(部分數(shù)據(jù))。相關(guān)敘述正確的是()葉綠體中色素層析結(jié)果(部分數(shù)據(jù))項目溶劑移動距離色素1移動距離色素2移動距離色素3移動距離色素4移動距離實驗組17.81.9實驗組28.21.5實驗組38.01.4平均移動距離8.07.60.8遷移率0.950.530.10A.可用無水乙醇、丙酮、石油醚等的混合試劑對色素進行分離B.色素3的遷移率為0.2，若植物體缺Mg2＋，其含量會減少C.在層析液中的溶解度最大的是色素1，在濾紙條上擴散速度最快的是色素4D.可用根尖細胞作為該實驗的材料解析無水乙醇和丙酮是提取色素使用的試劑，應(yīng)用層析液分離色素，A錯誤；根據(jù)色素3的實驗組1、2、3三組數(shù)據(jù)可求出平均移動距離為1.6，即Rf為0.2。根據(jù)Rf的大小可知，色素1是胡蘿卜素，色素2是葉黃素，色素3是葉綠素a，色素4是葉綠素b，鎂是合成葉綠素的原料，缺鎂時葉綠素的含量會減少，B正確；溶解度越高，隨層析液在濾紙條上擴散速度越快，即胡蘿卜素的溶解度最高，擴散速度最快，C錯誤；根尖細胞沒有葉綠體，因此不含有進行光合作用的色素，不能用來作為提取和分離葉綠體中色素的實驗材料，D錯誤。答案B葉綠體中色素的提取與分離四個常見異?，F(xiàn)象原因分析1.濾液綠色過淺的原因①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；②使用放置數(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。4.濾紙條上只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶的原因①忘記加CaCO3，導(dǎo)致葉綠素被破壞；②所用葉片為黃葉。圍繞捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)，考查科學(xué)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(yīng)(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(yīng)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，所以在藍紫光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)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(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正確。答案A4.(2016·全國卷Ⅱ，4)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是()A.葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中B.構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收C.通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的解析葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內(nèi)的有機溶劑中，A正確；鎂作為細胞中的無機鹽，可以離子狀態(tài)由植物的根從土壤中吸收，進而參與葉綠素的合成，B正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，可見光不包括紅外光和紫外光，C錯誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長的植物幼苗，因沒有光照而導(dǎo)致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來，因而葉片呈黃色，D正確。答案C影響葉綠素合成的三大因素考點二光合作用的探究歷程與光合作用的過程1.光合作用的探究歷程(連線)答案①—A—b②—C—a③—E—f④—D—c⑤—F—e⑥—B—d⑦—G—g如圖1、2、3所示為光合作用探索歷程中的經(jīng)典實驗的分析及拓展(圖1中葉片黃白色部分不含葉綠體)請思考：(1)圖1中a～e可構(gòu)成哪些對照組？其驗證的結(jié)論分別是什么？進行圖1所示實驗應(yīng)事先對葉片作何處理，目的是什么？(2)圖2所示實驗運用了何種技術(shù)？可得出何種推論？(3)圖3所示實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處？該實驗對環(huán)境有何特殊要求？其目的是什么？實驗結(jié)果怎樣？可得出何種結(jié)論？提示(1)圖1中b和c部位都是綠色葉片，即都含有葉綠體，二者的區(qū)別在于有無光照，通過對比可以說明光合作用需要光照；a和b部位都有光照，二者的區(qū)別在于有無葉綠體，通過對照可以說明光合作用需要葉綠體；進行圖1所示實驗應(yīng)事先將植株置于暗處作饑餓處理，以排除原有淀粉對實驗結(jié)果的干擾。(2)圖2所示實驗運用了同位素標記技術(shù)，該對比實驗說明光合作用產(chǎn)生的O2來源于H2O，而不是來自CO2。(3)圖3實驗選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。該實驗要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進行，其目的是排除氧氣和除極細光束外的其他光的干擾，實驗結(jié)果是好氧細菌分布于葉綠體被光束照射的部位，由此證明葉綠體是光合作用的場所。2.光反應(yīng)與暗反應(yīng)關(guān)系圖中顯示光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP＋和ADP、Pi。由此可得出沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進行；沒有暗反應(yīng)，光反應(yīng)也將受抑制?！鲋鷮W(xué)巧記光合作用過程的“一、二、三、四”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)別能量光能氧化無機物放出的能量代表生物綠色植物硝化細菌相同點都能將CO2和H2O等無機物合成有機物[重點·串講整合]1.光合作用C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑2.環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析(1)“過程法”分析各物質(zhì)變化下圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，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(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化：(2)“模型法”表示C3和C5的含量變化■助學(xué)巧記結(jié)合光合作用的探究歷程，考查科學(xué)探究能力1.下列關(guān)于光合作用探究歷程的敘述，錯誤的是()A.普利斯特利的實驗證明了植物可以更新空氣B.薩克斯的實驗證明了光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉C.恩格爾曼的實驗定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量D.魯賓和卡門的實驗中，用18O分別標記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自H2O而不是CO2解析恩格爾曼的實驗?zāi)軌蜃C明氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是進行光合作用的場所，但不能定量分析光合作用生成的氧氣量，C錯誤。答案C2.下列有關(guān)光合作用的幾個實驗，哪一項實驗結(jié)果是不可能出現(xiàn)的()選項實驗操作處理實驗結(jié)果A綠葉eq\o(→,\s\up7(饑餓處理))移至玻璃罩內(nèi)eq\o(→,\s\up7(供應(yīng)14CO2),\s\do5(光照3小時))檢驗放射性葉內(nèi)淀粉含14CB綠葉eq\o(→,\s\up7(提取和分離))葉綠素→檢驗吸收光譜吸收了紅光和藍紫光C綠葉eq\o(→,\s\up7(丙酮提取))色素溶液eq\o(→,\s\up7(光照5小時))加碘液檢驗溶液不呈藍色D綠葉eq\o(→,\s\up7(部分遮光))處理后的綠葉eq\o(→,\s\up7(光照5小時))碘蒸氣檢驗遮光處不呈藍色解析淀粉中的C來自參與光合作用的CO2；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光；只含色素的提取液在光下不能合成淀粉，故加碘液檢驗時溶液不呈藍色；由于實驗前沒有對綠葉進行饑餓處理，綠葉中可能仍留有淀粉，故用碘蒸氣檢驗遮光處時遮光處可能呈藍色。答案D圍繞光合作用過程及相關(guān)物質(zhì)變化，考查科學(xué)思維能力3.(2018·北京卷，3)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍色逐漸變?yōu)闊o色。該反應(yīng)過程中()A.需要ATP提供能量 B.DCIP被氧化C.不需要光合色素參與 D.會產(chǎn)生氧氣解析光合作用中的光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，釋放出氧氣和形成[H]，另一方面在有關(guān)酶的催化作用下，促使ADP與Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成ATP，D項符合題意，A、C項不符合題意。結(jié)合題干信息，加入氧化還原指示劑DCIP后，DCIP會被[H]還原，B項不符合題意。答案D4.(2019·廣東省中山市調(diào)研)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(zhì)。下列敘述錯誤的是()A.葉綠體能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存在有機物中B.①上產(chǎn)生的B物質(zhì)移動到②參與C3的還原C.②中產(chǎn)生的NADP＋移動到①上參與水的光解D.①上產(chǎn)生的A物質(zhì)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(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存在有機物中，A正確；①類囊體膜上產(chǎn)生的B物質(zhì)[H]移動到②葉綠體基質(zhì)中，參與C3的還原，形成糖類等有機物，B正確；②葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)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(chǎn)生的A物質(zhì)ATP可用于C3的還原，而CO2的固定不需要消耗能量，D錯誤。答案D考點三光合作用的影響因素及應(yīng)用1.內(nèi)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(補償點：A′＜A,飽和點：B′＜B,應(yīng)用：間作套種))(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶。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水分和礦質(zhì)元素(2)多因子變量對光合速率的影響曲線分析結(jié)合曲線模型考查單因素或多因素對光合速率的影響1.(2014·全國卷Ⅱ，29)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。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(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)該同時考慮__________這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。[慧眼識圖獲取信息]答案(1)0a、b和c(2)光強(3)大于(4)光強2.(2018·全國卷Ⅰ，30)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)當光照強度大于a時，甲、乙兩種植物中，對光能的利用率較高的植物是________。(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，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時葉片的光合速率明顯下降，其原因是進入葉肉細胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。解析(1)由題圖可知，乙的光飽和點及光補償點都比甲低，因此甲、乙兩種植物在光照強度較低時乙更具有生長優(yōu)勢。當光照強度大于a時，甲種植物光合作用強度高于乙種植物，因此甲種植物對光能的利用率較高。(2)根據(jù)曲線圖可知，甲種植物的光飽和點較高，對光照的需求大。當甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，甲種植物凈光合速率下降幅度較大。(3)乙種植物的光補償點較低，所以更適合在光照較弱的林下種植。(4)夏日晴天中午溫度過高，氣孔部分關(guān)閉，因此進入葉肉細胞的CO2不足，葉片的光合速率明顯下降。答案(1)甲(2)甲光照強度降低導(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巧借光合速率的影響因素及其應(yīng)用考查科學(xué)探究能力3.(2019·四川南充診斷)大棚果蔬種植是一種比較常見的技術(shù)，它因有較好的保溫性能、利于提高作物產(chǎn)量等優(yōu)點而深受人們喜愛，具有較好的市場前景。請分析回答：(1)大棚種植蔬菜水果時，最好應(yīng)選擇________顏色(白色、紅色、藍色)的玻璃或塑料薄膜作棚頂。(2)有些果蔬大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍色光的燈管，并且在陰雨天的白天也會開燈，這樣做的好處是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為達到增產(chǎn)的目的，晴天對大棚內(nèi)溫度控制的方法是__________________，這樣操作白天可盡量提高光合作用強度，夜晚可盡量降低呼吸作用強度。(4)有機食品是國標上對無污染天然食品比較統(tǒng)一的提法。大棚有機蔬菜種植時，菜農(nóng)廣施農(nóng)家肥(有機肥)，這樣既減少污染，又可以通過________達到增產(chǎn)的目的。(5)合理密植有利于獲得高產(chǎn)。如下圖所示，要想獲得果蔬高產(chǎn)，葉面積指數(shù)(單位土地面積上葉面積的數(shù)量，指數(shù)越大表示植物交錯程度越大)應(yīng)控制在________左右。答案(1)白色(2)葉綠素吸收最多的是光譜中的紅光和藍紫光，這樣有助于光的吸收，提高光合作用強度(答到提高光合作用強度即可)(3)適當提高晝夜溫差(或白天適當提高溫度，夜晚適當降低溫度)(答到增大晝夜溫差即可)(4)適當提高二氧化碳濃度，增大光合作用(答到補充二氧化碳濃度即可)(5)44.(2019·山西太原模擬)某生物興趣小組為探究綠色植物的光合作用和呼吸作用，設(shè)計了如圖實驗裝置，請分析作答：(1)甲和乙構(gòu)成對照試驗，自變量是________，探究的是________；甲和丙可構(gòu)成一組對照試驗，實驗的變量是________，可以證明________。(2)氧氣有________的特性，甲裝置試管中收集的氣體可以使________，說明綠色植物的光合作用釋放出氧氣。(3)有同學(xué)利用甲裝置進行了進一步探究，實驗結(jié)果如表：光源與試管的距離/cm1020304050每分鐘產(chǎn)生的氣泡數(shù)/個65351561據(jù)實驗結(jié)果分析，得出的結(jié)論是________________。據(jù)此結(jié)論，若要提高大棚作物的產(chǎn)量，可以采取的措施是________________。(4)利用丁裝置探究綠色植物的呼吸作用時，應(yīng)對裝置進行________處理。一段時間后，玻璃管中的紅墨水滴向________(填“左”或“右”)移動。原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)光照光照對金魚藻光合作用的影響植物在有光條件下氧氣是由綠色植物釋放出來的(2)助燃帶火星衛(wèi)生香復(fù)燃(3)光照越強，光合作用越強適當增加光照強度(4)遮光向右(或右方)在遮光時，葉片細胞呼吸作用消耗一定量的O2，同時產(chǎn)生的二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收了澄清易混易錯·強化科學(xué)思維[易錯易混]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。然而，為避免白熾燈光中黃、綠光利用率較低，陰天或夜間給溫室大棚“人工補光”時，則宜選擇植物吸收利用效率最高的“紅光或藍紫光”燈泡。易錯點2同一植物光照時間相等光合產(chǎn)量不一定相等點撥若同一植物處于兩種不同情況下進行光合作用。甲：一直光照10分鐘(暗反應(yīng)時間為10分鐘)；乙：光照5秒，黑暗5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機物：甲<乙(暗反應(yīng)時間為20分鐘)。易錯點3CO2中C進入C3但一定不進入C5點撥可用放射性同位素標記法證明，CO2中的C進入C3但一定不進入C5，最后進入(CH2O)，C5中的C一定不進入(CH2O)。即：14CO2→14C3→14(CH2O)易錯點4光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]≠細胞呼吸產(chǎn)生的[H]點撥光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]為還原形輔酶Ⅱ(NADPH)，其可還原C3；細胞呼吸產(chǎn)生的[H]為還原型輔酶Ⅰ(NADH)，其可還原O2。[規(guī)范答題](2015·全國卷Ⅰ，29改編)回答下列問題：(1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的________上，該物質(zhì)主要捕獲可見光中的________。由此，在大棚生產(chǎn)中為保證作物的最大光合速率常選用________色塑料或玻璃作棚頂，如遇陰雨天，室內(nèi)補光時則宜選用________(填“白熾”“綠色”或“紅色或藍紫色”)燈泡。(2)為研究補光措施與效率，科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計了A、B、C、D四組實驗，每組處理的總時間均為135秒，請分析：①單位光照時間內(nèi)，C組植物合成有機物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量，依據(jù)是_______________________________。②A、B、C三組處理相比，隨著________________的增加，使光下產(chǎn)生的ATP和________(填“NADH”或“NADPH”)能夠及時利用與及時再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。答卷采樣錯因分析忽視天然光中除紅光、藍紫光外其他色光也可少量吸收正確答案：無色誤認為C組摻雜黑暗處理導(dǎo)致合成有機物大量減少正確答案：高于C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的94%混淆光合作用與細胞呼吸中“[H]”正確答案：NADPH探索高考命題的奧秘(三)[教材原型]1.(必修1P106T8)假如白天突然中斷了CO2的供應(yīng)，葉綠體內(nèi)首先積累起來的物質(zhì)是什么？提示白天若突然中斷CO2的供應(yīng)，葉綠體內(nèi)首先積累起來的物質(zhì)是五碳化合物。2.(必修1P106拓展題1)下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答：(1)為什么7～10時的光合用作強度不斷增強？(2)為什么12時左右的光合作用強度明顯減弱？(3)為什么14～17時的光合作用強度不斷下降？提示(1)根據(jù)圖中的曲線表明，7～10時光合作用強度不斷增強，這是因為在一定溫度和二氧化碳供應(yīng)充足的情況下，光合作用的強度是隨著光照加強而增強的。(2)在12時左右光合作用強度明顯減弱是因為此時溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，導(dǎo)致光合作用強度明顯減弱。(3)14～17時光合作用強度不斷下降的原因是此時光照強度不斷減弱。[轉(zhuǎn)換視角]轉(zhuǎn)換視角1結(jié)合曲線模型考查CO2或光照變化對光合速率及C3、C5等物質(zhì)變化的影響1.(2011·全國卷)在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖。(1)圖中物質(zhì)A是________(填“C3”或“C5”)。(2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是_________________________________________________________________________________；將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是____________________________________________________________________。(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5濃度達到穩(wěn)定時，物質(zhì)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需要的光照強度比CO2濃度為1%時的________(填“低”或“高”)，其原因是_____________________________________________________________________________________________。解析(1)CO2濃度降低后，直接影響暗反應(yīng)中CO2的固定，導(dǎo)致C3量減少，確定物質(zhì)A是C3，物質(zhì)B是C5。(2)CO2濃度為1%時，暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定，即C3和C5的含量穩(wěn)定，根據(jù)暗反應(yīng)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(dǎo)致C5積累。(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，C3和C5的濃度保持穩(wěn)定后，暗反應(yīng)保持穩(wěn)定，此時根據(jù)暗反應(yīng)中CO2的固定的反應(yīng)式確定，C3分子數(shù)應(yīng)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，因為暗反應(yīng)減弱，所需的ATP和[H]減少，光反應(yīng)強度減弱。答案(1)C3(2)暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定，即C3和C5的含量穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)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(dǎo)致C5積累(3)高(4)低CO2濃度低時，暗反應(yīng)強度低，所需ATP和[H]少2.(2018·全國卷Ⅱ，30)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題：(1)從圖可知，A葉片是樹冠________(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的________反應(yīng)受到抑制。(3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機溶劑是________。解析(1)樹冠下層葉片達到最大凈光合速率時所需的光照強度會低于上層葉片，故由圖中曲線可得出A葉片是樹冠下層葉片。(2)光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，說明CO2的吸收量減少，但測得放氧速率不變，由此可知，光反應(yīng)速率基本不變，因此，凈光合速率下降的主要原因是光合作用的暗反應(yīng)受到抑制。(3)常用有機溶劑無水乙醇對葉綠素進行提取。答案(1)下層A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片(2)暗(3)無水乙醇轉(zhuǎn)換視角2思維變通——將“變化因子”切入CO2或光補償點予以相關(guān)考查3.(2017·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，適宜條件下照光培養(yǎng)，培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是___________________________，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、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是__________________________________________________________________________________________________________。解析(1)在適宜條件下照光培養(yǎng)時，由于光合速率大于呼吸速率，導(dǎo)致密閉容器內(nèi)CO2濃度下降，進而導(dǎo)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、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)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吸收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(chǎn)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，有氧呼吸增加轉(zhuǎn)換視角3逆向思維——先展示變化結(jié)果由此逆推“改變因子”4.(2020·高考預(yù)測)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)境因素的改變的變化情況，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.增加光照強度解析突然停止光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，被還原的C3減少，生成的C5減少，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的相對含量將減少，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(nèi)C3相對含量增加、C5相對含量減少，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。答案D

eq\a\vs4\al\co1(課后·分層訓(xùn)練)(時間：35分鐘)1.(2019·廣東百校聯(lián)考)光合作用過程中產(chǎn)生的物質(zhì)中，能進入線粒體并參與有氧呼吸的是()A.C6H12O6 B.ATPC.[H] D.O2解析葡萄糖不能直接進入線粒體被分解，光合作用光反應(yīng)過程中產(chǎn)生的[H]和ATP被葉綠體暗反應(yīng)直接利用，不進入線粒體，故A、B、C均不正確。答案D2.(2019·江西金太陽全國大聯(lián)考)如圖是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是()A.兩實驗均需進行“黑暗”處理，以消耗細胞中原有的淀粉B.兩實驗均需要光的照射C.兩實驗中只有恩格爾曼的實驗設(shè)置了對照D.兩實驗均可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣解析圖示的兩實驗中，只有薩克斯的實驗需進行“黑暗”處理，目的是消耗掉細胞中原有的淀粉，A錯誤；恩格爾曼實驗的目的是探究光合作用進行的場所，薩克斯實驗的目的是探究光合作用除氧氣之外的產(chǎn)物，所以兩實驗均需要光的照射，B正確；恩格爾曼的實驗中，照光與不照光、黑暗與完全曝光形成對照；薩克斯的實驗中，經(jīng)過暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照，C錯誤；恩格爾曼的實驗可證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物，薩克斯的實驗可以證明淀粉是光合作用的產(chǎn)物，D錯誤。答案B3.將某植物置于密閉的容器中，測量其CO2的吸收量與光照強度、溫度等的關(guān)系，結(jié)果如圖所示。請據(jù)圖判斷下列說法，錯誤的是()A.D點時該植物只進行呼吸作用，且在25℃條件下呼吸速率更大B.A、B兩點CO2吸收量相同，故兩點光合作用合成有機物的量也相同C.分析圖示可知，限制A、B兩點光合速率的主要因素都是光照強度D.為了提高大棚內(nèi)該植物的凈光合速率，在陰雨天可以適當降低溫度或提高光強解析分析圖示可知，D點時光照強度為0，該植物只進行呼吸作用，且在25℃條件下呼吸速率更大，A正確；雖然A、B兩點對應(yīng)的CO2吸收量(表觀光合作用量)相同，但A點所處條件下植物的呼吸速率小于B點所處條件下植物的呼吸速率，所以與B點相比，A點所處條件下，真正光合速率較小及合成的有機物量較小，B錯誤；分析圖示可知，限制A、B兩點光合速率的主要因素都是光照強度，C正確；在連續(xù)陰雨天可適當降低大棚內(nèi)的溫度，降低呼吸作用強度，減少有機物的消耗，提高凈光合速率；同樣也可以通過提高大棚內(nèi)的光照強度來提高光合作用強度、提高凈光合速率.D正確。答案B4.如圖甲、乙分別為A、B兩個同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時得到的結(jié)果，下列說法錯誤的是()A.兩同學(xué)提取色素使用的試劑可能為無水乙醇B.與圖甲相比，出現(xiàn)圖乙所示色素帶的原因是SiO2加入過少C.色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同D.a、b分別為胡蘿卜素和葉黃素解析綠葉中的色素可溶解在有機溶劑無水乙醇中，A正確；實驗中加入SiO2有助于充分研磨，從而使色素充分釋放，而加入CaCO3可防止研磨中色素(主要是葉綠素)被破壞，與圖甲相比，圖乙色素帶中葉綠素a和葉綠素b的色素帶偏窄，而胡蘿卜素和葉黃素的色素帶寬度基本沒有發(fā)生變化，故原因可能是CaCO3加入過少，B錯誤；不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越大的在濾紙條上擴散得越快，從而使色素在濾紙條上得到分離，C正確：a為胡蘿卜素，b為葉黃素，D正確。答案B5.(2018·洛陽一模)下列關(guān)于提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施中，不合理的是()A.蔬菜大棚采用藍紫色的薄膜，有利于提高農(nóng)作物光合效率B.施用農(nóng)家肥有利于土壤微生物的代謝，可為農(nóng)作物提供更多的CO2C.維持蔬菜大棚中適當?shù)臅円箿夭?，可減少有機物消耗，提高產(chǎn)量D.合理密植有利于提高農(nóng)作物對光、水、肥等資源的利用率解析綠色植物對其他顏色的光也有吸收，蔬菜大棚采用藍紫色的薄膜，不利于提高農(nóng)作物光合效率，A錯誤；農(nóng)家肥含有較多的有機物，施用農(nóng)家肥有利于土壤微生物的代謝，通過微生物的呼吸作用可為農(nóng)作物提供更多的CO2，B正確；適當?shù)臅円箿夭羁梢允雇砩嫌袡C物消耗減少，C正確；合理密植有利于提高農(nóng)作物對光、水、肥等資源的利用率，D正確。答案A6.將某植物放在透明密閉容器內(nèi)，給予不同的光照條件，不同時間內(nèi)測定密閉容器中CO2的含量(ppm)如表所示，下列說法錯誤的是()時間/s條件050100150黑暗340347354361遮光75%340342344346遮光25%340332324316全光照340336332328A.該實驗不同組別的溫度和初始時CO2含量必須相同B.本實驗中適宜該植物生長的光照條件是遮光25%C.在遮光75%的條件下，光照強度是限制該植物光合作用的主要因素D.100～150s全光照條件下植物固定的CO2量為4ppm解析由題干和表格信息可知，實驗的自變量是光照強度，溫度和初始CO2含量均為無關(guān)變量，應(yīng)控制相同，A正確；分析表格數(shù)據(jù)，經(jīng)過相同的時間，遮光25%的條件下，容器內(nèi)CO2含量最低，說明本實驗中適宜該植物生長的光照條件是遮光25%，B正確；由表格數(shù)據(jù)可知，從黑暗條件，到遮光75%，再到遮光25%，光照強度逐漸增加，且三種條件下經(jīng)過相同的時間，隨光照強度的增加，容器內(nèi)CO2含量逐漸降低，說明光合作用逐漸增強，因此在遮光75%的條件下，光照強度是限制該植物光合作用的主要因素，C正確；100～150s全光照條件下植物積累的CO2量為4ppm，D錯誤。答案D7.(2019·河南八市下學(xué)期第一次測評)在光合作用的探究歷程中，人們利用離體的葉綠體進行實驗，逐漸探明了水的光解和[H]的產(chǎn)生過程，如圖所示(e－為負電子)。下列分析正確的是()A.綠色植物對光能的吸收需要葉綠體色素和酶的共同作用B.過程②發(fā)生在類囊體膜上并存在能量的轉(zhuǎn)換C.NADPH進入葉綠體基質(zhì)并參與合成C3的反應(yīng)D.自養(yǎng)生物細胞的過程①②均發(fā)生在葉綠體中解析本題考查光合作用的過程，主要考查理解能力和獲取信息的能力。綠色植物對光能的吸收需要葉綠體色素的作用，不需要酶的作用，A錯誤；過程②發(fā)生在類囊體膜上，電能轉(zhuǎn)化為NADPH中活躍的化學(xué)能，B正確；CO2和C5結(jié)合形成C3的過程只需要酶的催化，不需要NADPH，C錯誤；光能自養(yǎng)生物可能是原核生物，也可能是真核生物，原核生物細胞中無葉綠體，D錯誤。答案B8.(2019·沈陽質(zhì)檢)某科研小組研究光照強度、CO2濃度和溫度對植物光合速率的影響，其實驗條件及實驗結(jié)果如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題。(1)寫出光合作用過程化學(xué)反應(yīng)式，其中糖類用(CH2O)表示________。(2)CO2濃度大小直接影響光合作用生成________的速率，而光照強度直接影響光合作用生成的________速率。(3)據(jù)圖分析，光照強度在O～A區(qū)間，限制上述三組實驗光合速率的環(huán)境因素主要是________；光照強度在B～C區(qū)間，限制Ⅱ組實驗光合速率的環(huán)境因素一定有________。(4)比較圖中所示的溫度數(shù)值，t1________t2(填大小關(guān)系)。解析(1)光合作用過程化學(xué)反應(yīng)式為CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))(CH2O)＋O2，注意要標明反應(yīng)物、生成物、條件和方向。(2)二氧化碳直接參與暗反應(yīng)中CO2的固定，CO2固定可生成三碳化合物；光照強度直接影響光反應(yīng)，光反應(yīng)的產(chǎn)物有O2、ATP、NADPH。(3)據(jù)圖可知，在O～A區(qū)間限制三組實驗光合速率的環(huán)境因素主要是光照強度。Ⅱ組實驗與Ⅲ組實驗對照：光照強度和CO2濃度是自變量，在相同光照強度條件下CO2濃度m1較m2更有利于光合作用進行；Ⅰ組實驗與Ⅲ組實驗對照：溫度和光照強度是自變量，在相同光照強度下，溫度t1℃較t2℃更有利于光合作用進行；綜合分析三組實驗，在B～C區(qū)間限制Ⅱ組實驗光合速率的環(huán)境因素主要是光照強度和溫度。(4)由于酶具有作用的最適溫度，溫度過高或過低都會影響酶活性，故t1有可能大于t2，也有可能小于t2。答案(1)CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))(CH2O)＋O2(2)C3O2、ATP、NADPH([H])(3)光照強度光照強度、溫度(4)>或<9.(2019·唐山期末)為探究環(huán)境因素對光合作用的影響，某小組進行了相關(guān)實驗。取去除淀粉的某植物葉片打成大小相等的圓片，并將相同數(shù)量的葉圓片分別放入A～D四組燒杯中，在25℃環(huán)境中進行實驗，實驗內(nèi)容與結(jié)果見下表。組別燒杯中液體成分處理條件檢測結(jié)果A富含CO2的純水光照＋B富含CO2的純水黑暗－C富含CO2的葡萄糖溶液光照＋＋D富含CO2的葡萄糖溶液黑暗＋注：“＋”表示檢出淀粉，“＋＋”表示檢出淀粉含量較高，“－”表示未檢出淀粉下列說法錯誤的是()A.去除植物葉片中淀粉的方法可以是不光照饑餓處理B.離體葉肉細胞可直接利用葡萄糖合成淀粉C.淀粉合成所需直接能源物質(zhì)只能來自光反應(yīng)階段D.若僅將D組CO2替換成N2，可推測葉片中仍有淀粉解析根據(jù)B組的實驗結(jié)果可知，欲去除植物葉片中的淀粉，可以在黑暗條件下進行饑餓處理，A正確；將B組和D組的實驗結(jié)果作對比可知，兩組實驗的自變量為葡萄糖的有無，因變量是淀粉含量，離體葉肉細胞可直接利用葡萄糖合成淀粉，B正確；由C組和D組可知，光照條件下淀粉含量較高，但黑暗條件下也有淀粉合成，說明淀粉合成所需直接能源物質(zhì)不是只來自光反應(yīng)階段，還可以來自細胞呼吸，C錯誤；D組為黑暗環(huán)境，若將D組CO2替換成N2，葡萄糖仍可合成淀粉，因此推測葉片中仍有淀粉，D正確。答案C10.研究發(fā)現(xiàn)，將新疆雪蓮中的sikRbcs2基因?qū)霟煵莺螳@得的轉(zhuǎn)基因煙草具有較高的抗寒能力。為探究其機理，研究者以25℃、16℃、10℃、6℃、4℃的溫度梯度處理非轉(zhuǎn)基因煙草和轉(zhuǎn)基因煙草，3天后分別測定二者的光合速率(圖1)和表觀電子傳遞效率(圖2)，其中，表觀電子傳遞效率是光合作用中光能轉(zhuǎn)化最大效率的一種度量方式，可以反映光合作用中光反應(yīng)階段的強度。下列各項敘述錯誤的是()A.低溫可能導(dǎo)致煙草葉片部分氣孔關(guān)閉，進而降低了光合速率B.表觀電子傳遞效率越高，說明光合作用產(chǎn)生的NADPH越多C.由圖1和圖2的數(shù)據(jù)變化趨勢分析，低溫只影響光合作用的暗反應(yīng)階段D.與非轉(zhuǎn)基因煙草相比，低溫處理對轉(zhuǎn)基因煙草的表觀電子傳遞效率影響較小解析根據(jù)題干信息可知，圖2體現(xiàn)的是光反應(yīng)強度隨溫度的變化，綜合分析圖1和圖2可知，低溫可影響煙草的光反應(yīng)強度，且隨處理溫度的降低，轉(zhuǎn)基因煙草的表觀電子傳遞效率降幅低于非轉(zhuǎn)基因煙草的，C錯誤、D正確；在光反應(yīng)中電子傳遞的結(jié)果是產(chǎn)生[H](NADPH)和ATP，B正確；綜合分析圖1和圖2可知，低溫可能影響光反應(yīng)階段(如影響色素對光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換)，也可能影響酶的活性，還可能影響暗反應(yīng)的原料(CO2)供應(yīng)，即使葉片氣孔關(guān)閉，A正確。答案C11.(2019·廣東惠州模擬)(1)圖1、圖2分別代表煙草和玉米葉片利用CO2的兩條途徑。請回答下列問題。①圖中過程a稱為________；玉米的光合葉片用碘蒸氣處理，________(填“葉肉”或“維管束鞘”)細胞出現(xiàn)深藍色(不考慮有機物的轉(zhuǎn)移)。②以對CO2的利用情況來看，________(填“玉米”或“煙草”)更適于在高溫、干旱等環(huán)境中生活。(2)探究不同氮素水平對青花菜葉片光合作用的影響，實驗結(jié)果如表所示。分析表格數(shù)據(jù)回答下列問題：氮素水平/(mmol·L－1)葉綠素含量/(μg·cm－2)凈光合速率/(μmol·m－2·s－1)氣孔導(dǎo)度/(