PAGEPAGE57第10講光與光合作用[考綱明細]1.光合作用的基本過程(Ⅱ)2.影響光合作用速率的環境因素(Ⅱ)3.光合作用與呼吸作用綜合應用4.試驗：葉綠體色素的提取和分別試驗7綠葉中色素的提取和分別1．試驗原理(1)提取：綠葉中的色素能夠溶于eq\o(□,\s\up1(01))有機溶劑而不溶于水，可用eq\o(□,\s\up1(02))無水乙醇等有機溶劑提取色素。(2)分別：各種色素在eq\o(□,\s\up1(03))層析液中溶解度不同，eq\o(□,\s\up1(04))溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分別。2．試驗步驟3．結果分析(1)色素帶的條數與色素eq\o(□,\s\up1(01))種類有關，四條色素帶說明有eq\o(□,\s\up1(02))四種色素。(2)色素帶的寬窄與色素eq\o(□,\s\up1(03))含量有關，色素帶越寬說明此種色素含量越eq\o(□,\s\up1(04))多。色素帶最寬的是eq\o(□,\s\up1(05))葉綠素a，最窄的是eq\o(□,\s\up1(06))胡蘿卜素，葉綠素b比葉黃素稍寬。(3)色素帶擴散速度與eq\o(□,\s\up1(07))溶解度有關，擴散速度越快說明溶解度越eq\o(□,\s\up1(08))高。(4)相鄰兩條色素帶之間距離最遠的是eq\o(□,\s\up1(09))胡蘿卜素和eq\o(□,\s\up1(10))葉黃素，最近的是eq\o(□,\s\up1(11))葉綠素a和eq\o(□,\s\up1(12))葉綠素b。深挖教材(1)選材時應選擇什么樣的葉片？緣由是什么？提示應選擇鮮嫩、顏色深綠的葉片，以保證含有較多色素。(2)研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？提示二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。(3)研磨時要快速和充分的緣由？提示防止無水乙醇揮發，保證提取較多的色素和色素濃度相宜。(4)畫濾液細線要細、直、勻的緣由是什么？濾液細線干燥后再畫一兩次的緣由是什么？提示濾液細線要細、直、勻，且干燥后重復畫一兩次，使濾液細線既有較多的色素，又使各色素擴散的起點相同，分別出的色素帶平整不重疊。(5)分別試驗為何用棉塞塞緊試管口且在通風的條件下進行？提示層析液由石油醚、丙酮及苯混合而成，三者都是揮發性的有毒物質，故為防止層析液揮發及避開吸入過多層析液應用棉塞塞緊試管口且在通風條件下進行。(6)濾紙上的濾液細線為什么不能觸及層析液？提示防止色素被層析液溶解。1．(2024·貴州省黔東南州第一次聯考)下列關于葉綠體中色素的提取和分別的敘述，正確的是()A．無機溶劑不能用于提取色素B．研磨時加入SiO2目的是愛護色素C．第一次畫完濾液細線后應馬上再畫其次次D．葉綠素b在層析液中的溶解度最大答案A解析由于葉綠體中的色素不溶于水，只溶于有機溶劑，所以用無機溶劑不能提取光合色素，A正確；研磨時加入SiO2目的是增大摩擦力，使研磨更充分，B錯誤；第一次畫完濾液細線后應等濾液干燥后再畫其次次，C錯誤；葉綠素b在層析液中的溶解度最小，胡蘿卜素溶解度最大，D錯誤。2.(2024·蚌埠鐵中期中)如圖是簇新綠葉的四種光合色素在濾紙上分別的狀況，以下說法正確的是()A．提取色素時加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發B．水稻在收獲季節，葉片中色素丙和丁合成明顯增加C．四種色素都能溶解在層析液中，乙色素的溶解度最大D．缺Mg將會使甲和乙的含量降低答案D解析分析題圖可知：甲、乙、丙、丁分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。提取色素時加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，A錯誤；水稻在收獲季節，葉綠素a和葉綠素b因低溫部分分解使其含量降低，葉黃素和胡蘿卜素的相對含量增加，B錯誤；四種色素都能溶解在層析液中，丁色素的溶解度最大，C錯誤；Mg是葉綠素合成的原料，缺Mg會使葉綠素的合成受阻，將會使甲所示的葉綠素b和乙所示的葉綠素a的含量降低，D正確。題后歸納收集到的濾液綠色過淺的緣由(1)未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。(2)運用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。(3)一次加入大量的無水乙醇(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。(4)未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。3.(2024·上海高考)從種植于室內一般光照和室外強光光照下的同種植物中分別提取葉片的葉綠體色素，用紙層析法分別，結果如圖所示。下列推斷正確的是()A．室內植物葉片偏黃B．室外植物葉片偏綠C．室外植物葉片胡蘿卜素含量>葉黃素含量D．室內植物葉片葉綠素a含量>葉綠素b含量答案D解析圖中從上往下的色素帶依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。比照圖示結果可知，室外強光下葉綠素的含量明顯低于室內一般光照，故室內植物葉片偏綠，室外植物葉片偏黃，A、B錯誤；圖中顯示，室外和室內植物葉片都是葉黃素含量大于胡蘿卜素含量，室內植物葉片葉綠素a含量大于葉綠素b含量，C錯誤、D正確。學問拓展影響葉綠素合成的三大因素考點1捕獲光能的色素和結構與光合作用的探究歷程1．葉綠體中的色素及色素的汲取光譜由圖可以看出：(1)葉綠體中的色素只汲取eq\o(□,\s\up1(05))可見光，而對紅外光和紫外光等不汲取。(2)葉綠素對eq\o(□,\s\up1(06))紅光和藍紫光的汲取量大，類胡蘿卜素對eq\o(□,\s\up1(07))藍紫光的汲取量大，對其他波段的光并非不汲取，只是汲取量較少。深挖教材(1)葉片呈現綠色的緣由？提示①葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，葉綠素含量是類胡蘿卜素的3倍。②葉綠素主要汲取紅光和藍紫光，對綠光汲取最少，綠光被反射出來。(2)生產上，用何種顏色的塑料薄膜做頂棚產量高？提示無色。(3)綠色植物在CO2等量時哪種光下光合產物最多？提示白光。(4)用綠色、紅色、藍色、紫色玻璃罩分別罩住大小、生長狀況相同的天竺葵，光照相同的時間后，罩內O2最少的是哪種顏色的玻璃罩？為什么？提示綠色，因為植物幾乎不汲取綠光。2．葉綠體的結構與功能(1)結構模式圖3．光合作用的探究歷程(連一連)答案①－A－b②－C－a③－E－f④－D－c⑤－F－e⑥－B－d⑦－G－g深挖教材(1)恩格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多的部位。(2)薩克斯試驗黑暗處理的目的？在用碘蒸氣處理之前一般先用酒精進行脫色處理的緣由？該試驗的自變量和因變量分別是什么？提示黑暗處理的目的是消耗掉葉片中的養分物質。在用碘蒸氣處理之前一般先用酒精進行脫色處理是為了防止顏色干擾。自變量：光照。因變量：是否產生淀粉。(3)恩格爾曼試驗與薩克斯試驗如何設計比照試驗？提示恩格爾曼的試驗中，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。(4)光合作用探究歷程中，用到同位素示蹤法的試驗有哪幾個？提示魯賓和卡門證明光合作用釋放的O2全部來自于水的試驗和卡爾文證明光合產物中的碳來自CO2的試驗。(必修1P99與社會的聯系改編)溫室或大棚種植蔬菜時，補充的光源是紅光或藍紫光，選擇的玻璃無色透亮，緣由是有色玻璃主要透過同色光，其他色光很少或不能透過，光照強度會減弱，不利于光合作用；而無色透亮玻璃能透過日光中各色光，光照強度較大，有利于光合作用的進行。1．(必修1P100拓展題T1改編)植物體汲取光能的色素存在部位是葉片細胞、幼嫩的莖和果實中。2．(必修1P100基礎題T3改編)科學家恩格爾曼在證明光合作用放氧部位是葉綠體后，緊接著又做了一個試驗：他用透過三棱鏡的光照耀水綿臨時裝片，驚異地發覺大量的好氧細菌聚集在紅光和藍紫光區域。從這一試驗你能得出的結論是()A．紅光和藍光對好氧細菌有吸引作用B．好氧細菌喜愛聚集在氧氣含量少的光區C．葉綠體主要汲取綠光用于光合作用，放出氧氣D．葉綠體主要汲取紅光和藍紫光用于光合作用，放出氧氣答案D解析好氧細菌呼吸作用須要氧氣，喜愛聚集在氧氣含量多的光區，B錯誤；葉綠體主要汲取紅光和藍紫光用于光合作用并釋放出大量的氧氣，吸引了很多好氧細菌，而對綠光的汲取最少，A、C錯誤，D正確。題組eq\a\vs4\al(一)光合色素汲取光能的分析1．如圖表示葉綠體中色素汲取光能的狀況：據圖推斷，以下說法不正確的是()A．由圖可知，類胡蘿卜素主要汲取400～500nm波長的光B．用450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強度C．由550nm波長的光轉為670nm波長的光后，葉綠體中C3的量增加D．土壤中缺乏鎂時，植物對420～470nm波長的光的利用量顯著削減答案C解析類胡蘿卜素主要汲取400～500nm波長的光，A正確；據圖可知，用450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強度，B正確；由550nm波長的光轉為670nm波長的光后，色素汲取光能增加，光合作用增加，C3還原加速，C3生成不變，C3削減，C錯誤；葉綠素b主要汲取420～470nm波長的光，缺鎂時葉綠素合成削減，所以此波段的光的利用量顯著削減，D正確。2．(2024·海南高考)將葉綠體懸浮液置于陽光下，一段時間后發覺有氧氣放出。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供應能量答案A解析光合作用的場所是葉綠體，離體的葉綠體在自然光下通過光反應能將水分解產生氧氣，A正確；葉綠體中的色素既能汲取紅光，也能汲取藍紫光，B、C錯誤；水在葉綠體中分解產生氧氣不僅不須要ATP供應能量，還能產生ATP，D錯誤。題組eq\a\vs4\al(二)光合作用探究歷程試驗分析3．下列關于光合作用探究歷程的敘述，錯誤的是()A．普利斯特利的試驗證明白植物可以更新空氣B．薩克斯的試驗證明白光合作用的產物有淀粉C．恩格爾曼的試驗定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量D．魯賓和卡門的試驗中，用18O分別標記H2O和CO2的氧，證明白光合作用產生的氧氣來自H2O而不是CO2答案C解析恩格爾曼的試驗證明白水綿光合作用生成了氧氣，但未定量分析，C錯誤。4．下圖是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的試驗示意圖，下列有關敘述正確的是()A．兩試驗均需進行“黑暗”處理，以消耗細胞中原有的淀粉B．兩試驗均須要光的照耀C．兩試驗中只有恩格爾曼的試驗設置了比照D．兩試驗均可證明光合作用的產物有氧氣答案B解析圖示的兩試驗中，只有薩克斯的試驗需進行“黑暗”處理，目的是消耗掉細胞中原有的淀粉，A錯誤；恩格爾曼試驗的目的是探究光合作用進行的場所，薩克斯試驗的目的是探究光合作用產物，所以兩試驗均須要光的照耀，B正確；恩格爾曼的試驗中，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，C錯誤；恩格爾曼的試驗可證明氧氣是光合作用的產物，薩克斯的試驗可證明淀粉是光合作用的產物，D錯誤。考點2光合作用的基本過程1．光合作用的概念指綠色植物通過eq\o(□,\s\up1(01))葉綠體，利用光能，把eq\o(□,\s\up1(02))二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出eq\o(□,\s\up1(03))氧氣的過程。2．過程(1)光合作用過程圖解(2)光反應與暗反應的區分與聯系深挖教材(1)葉綠體中C3的分子數量為什么多于C5的分子數量？提示暗反應CO2固定時，每消耗1分子C5，產生2分子C3；C3還原時，每還原2分子C3，產生1分子C5，因此當暗反應速率達到穩定時，C3的分子數是C5的2倍。(2)光反應中光能轉化成的活躍化學能只儲存在ATP中嗎？提示不是。[H]中也含有活躍的化學能。(3)夜間能進行光合作用嗎？暗反應在光下能進行嗎？提示暗反應有光無光都能進行。若光反應停止，暗反應可持續進行一段時間，但時間不長，故晚上一般認為只進行呼吸作用，不進行光合作用。3．反應式(寫出反應式并標出元素的去向)(1)若有機物為(CH2O)：eq\o(□,\s\up1(01))。(2)若有機物為C6H12O6：eq\o(□,\s\up1(02))。4．化能合成作用(1)化能合成作用的概念：自然界中少數種類的細菌，能夠利用體外環境中某些eq\o(□,\s\up1(01))無機物氧化時所釋放的能量來制造eq\o(□,\s\up1(02))有機物，此過程稱為化能合成作用，此類生物屬于eq\o(□,\s\up1(03))化能自養型生物。(2)化能合成作用與光合作用的比較5．光合作用與有氧呼吸的區分與聯系深挖教材提取完整的線粒體和葉綠體懸浮液，能否獨立完成有氧呼吸和光合作用過程？提示葉綠體可以獨立完成光合作用過程，而有氧呼吸的第一階段發生在細胞質基質中，線粒體內只能進行有氧呼吸的其次和第三階段，故提取完整的線粒體，不能獨立完成有氧呼吸。(必修1P103相關信息)光合作用中產生的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)簡化的表示方式，而細胞呼吸中產生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)簡化的表示方式，二者不是一種物質，盡管書寫形式相同。(必修1P106基礎題T6改編)如圖表示較強光照且溫度相同以及水和小球藻的質量相等的條件下，小球藻進行光合作用的試驗示意圖，一段時間后，以下相關比較不正確的是()A．Y2的質量大于Y3的質量B．④中小球藻的質量大于①中小球藻的質量C．②中水的質量大于④中水的質量D．試管①的質量大于試管②的質量答案C解析Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的質量大于Y3，A正確；④中小球藻含有(CHeq\o\al(18,2)O)，而①中小球藻中含有(CH2O)，故④中小球藻的質量大于①中小球藻的質量，B正確；④和②中的水都為Heq\o\al(18,2)O，且含量相同，因此質量相等，C錯誤；在試管①和②原有質量相等的狀況下，②中釋放出的是18O2，而①中釋放出的是O2，故剩余質量①大于②，D正確。環境條件驟變與C3、C5及ATP等物質含量變更(1)“過程法”分析C3和C5的含量變更A．建立模型B．需從物質的生成和消耗兩個方面綜合分析。如CO2供應正常、光照停止時C3、C5的含量變更：如光照正常、CO2供應停止時C3、C5的含量變更：(2)“模型法”表示C3、C5、[H]和ATP的含量變更題組eq\a\vs4\al(一)光合作用過程分析1．如圖表示光合作用的暗反應過程。下列敘述錯誤的是()A．①是C3，⑤是C5B．②和③在類囊體薄膜上產生C．光照的強弱對該過程無影響D．⑥可在細胞質基質中轉變為丙酮酸答案C解析由圖可知，①是C3，②是ATP，③是NADPH，④是NADP＋，⑤是C5，⑥是葡萄糖，A正確；ATP和NADPH在葉綠體的類囊體薄膜上產生，B正確；光照的強弱會影響ATP和NADPH的生成量，從而影響暗反應，C錯誤；光合作用產生的葡萄糖(⑥)參加呼吸作用，在細胞質基質中可轉變為丙酮酸，D正確。2．(2024·青島質檢)如圖表示發生在葉綠體中的相關代謝過程，其中①②表示相關過程，A、B表示兩種氣體物質，下列說法錯誤的是()A．過程①表示光反應，過程②的場所是葉綠體基質B．物質A表示O2，物質B表示CO2C．過程②能將活躍的化學能轉變成穩定的化學能D．過程②的兩個階段都須要消耗過程①產生的[H]和ATP答案D解析過程①表示光反應，過程②表示暗反應，暗反應的場所是葉綠體基質，A正確；據圖分析，A表示氧氣，B表示二氧化碳，B正確；過程②表示暗反應階段，能夠將光反應產生的ATP和還原氫中的化學能轉變成穩定的化學能，C正確；過程②的三碳化合物的還原階段須要消耗過程①產生的[H]和ATP，D錯誤。3．百合以氣孔白天關閉、夜間開放的特殊方式適應高溫干旱環境。下面為百合葉肉細胞內的部分代謝示意圖，據圖分析錯誤的是()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可能會下降答案A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，A錯誤；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，B正確；由圖可知，CO2與PEP或RuBP結合分別形成OAA或PGA，C正確；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，D正確。題后歸納光合作用中的幾種能量關系(1)光反應中光能轉換為活躍的化學能并非只儲存于ATP中，NADPH([H])中也含有能量。(2)光反應產生的ATP用于C3的還原，不用于葉綠體之外的其他生命活動。(3)C3還原消耗的能量不只來自于ATP，還可由NADPH供應。題組eq\a\vs4\al(二)環境條件驟變與C3、C5等物質含量變更分析4．(2024·陜西商洛丹鳳中學高三月考)光合作用通過親密關聯的兩大階段——光反應和暗反應實現。對于變更反應條件而引起的變更，說法正確的是()A．突然中斷CO2供應會短暫引起葉綠體基質中C5/C3比值削減B．突然中斷CO2供應會短暫引起葉綠體基質中ATP/ADP比值增加C．突然將紅光變更為綠光會短暫引起葉綠體基質中C5/C3比值增加D．突然將綠光變更為紅光會短暫引起葉綠體基質中ATP/ADP比值削減答案B解析突然中斷CO2供應，使暗反應中二氧化碳固定削減，而三碳化合物還原仍在進行，因此導致C3削減，C5增多，因此會短暫引起葉綠體基質中C5/C3比值增加，A錯誤；突然中斷CO2供應使C3削減，因此三碳化合物還原利用的ATP削減，導致ATP積累增多，而ADP含量削減，因此會短暫引起葉綠體基質中ATP/ADP比值增加，B正確；由于色素主要汲取紅光和藍紫光，對綠光汲取最少，突然將紅光變更為綠光，會導致光反應產生的ATP和[H]削減，這將抑制暗反應中三碳化合物的還原，導致C5削減，C3增多，因此會短暫引起葉綠體基質中C5/C3比值削減，C錯誤；突然將綠光變更為紅光會導致光反應汲取的光能增加，光反應產生的ATP和[H]增加，而ADP相對含量削減，因此短暫引起葉綠體基質中ATP/ADP比值增加，D錯誤。5．在光照等相宜條件下，將培育在CO2濃度為1%環境中的某植物快速轉移到CO2濃度為0.003%的環境中，其葉片暗反應中C3和C5微摩爾濃度的變更趨勢如圖。回答問題：(1)圖中物質A是________(填“C3”或“C5(2)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)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“高”或“低”)，其緣由是_________________________________________。答案(1)C3(2)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)低CO2濃度低時，暗反應強度低，所需ATP和[H]少解析(1)(2)CO2濃度降低時，C3的產生削減而消耗不變，故C3的含量降低，與物質A的變更趨勢一樣；C5的產生不變而消耗削減，故C5的含量增加，與物質B的變更趨勢一樣。(3)CO2濃度較低時，暗反應強度低，須要的[H]和ATP的量少，故在較低的光照強度時就能達到此CO2濃度時的最大光合速率。題組eq\a\vs4\al(三)光合作用與細胞呼吸的關系6．(2024·江蘇徐州質檢)下圖表示某植物葉肉細胞中部分物質變更途徑，其中①～④代表有關生理過程，相關敘述錯誤的是()A．過程③、④不在生物膜上進行B．過程①、②、④都有ATP生成C．過程③產生的C6H12O6中的氧來自H2O和CO2D．過程④產生的[H]并不全都來自于C6H12O6答案C解析過程③表示光合作用暗反應中C3的還原過程，發生在葉綠體基質中，過程④表示有氧呼吸的第一、二階段，分別發生在細胞質基質和線粒體基質中，都不在生物膜上進行，A正確；過程①表示光合作用的光反應階段，有ATP生成，過程②表示有氧呼吸的第三階段，有ATP生成，過程④表示有氧呼吸的第一、二階段，有ATP生成，B正確；光合作用在光反應階段將H2O光解產生O2和[H]，故過程③暗反應產生的C6H12O6中的氧來自CO2，C錯誤；有氧呼吸的第一階段葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，其次階段丙酮酸水解產生[H]和CO2，故過程④產生的[H]來自葡萄糖、丙酮酸和水，D正確。7．(2024·河北衡水中學聯考)如圖表示在有氧條件下某高等植物體內有關的生理過程示意圖，①～⑤表示有關過程，X、Y、Z和W表示相關物質。請據圖推斷下列說法錯誤的是()A．X、Y、Z物質分別表示C3、丙酮酸和ATPB．①～⑤過程中能產生ATP的有①②③④C．②⑤過程分別表示C3的還原和CO2的固定D．光合速率小于呼吸速率時，④過程產生的CO2會釋放到細胞外答案B解析分析圖示，①過程表示光反應階段，②過程表示C3的還原，⑤過程表示CO2的固定，③④過程表示有氧呼吸的第一階段和其次階段。Z物質是光反應階段產生的ATP，Y物質是呼吸作用第一階段產生的丙酮酸，X物質是暗反應的中間產物C3，A、C正確；①～⑤過程中能產生ATP的有①③④，②⑤過程不產生ATP，B錯誤；光合速率小于呼吸速率時，呼吸作用產生的CO2會有一部分釋放到細胞外，D正確。8．(2024·江蘇高考節選)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)甲可以將光能轉變為化學能，參加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)在甲發育形成過程中，細胞核編碼的參加光反應中心的蛋白，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足夠的條件下，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。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解析(1)甲為葉綠體，甲中能將光能轉化為化學能的色素有葉綠素和類胡蘿卜素，其中大多數高等植物葉綠素的合成須要光。(2)參加光反應中心的蛋白分布于葉綠體的類囊體膜上，參加催化CO2固定的酶分布于葉綠體的基質中。(3)由甲(葉綠體)輸出的三碳糖在氧氣足夠的條件下，可被氧化為丙酮酸后進入乙(線粒體)，在線粒體的基質中被徹底分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質轉化，在細胞質中合成NADPH，其中的能量最終可在乙(線粒體)的內膜上經有氧呼吸的第三階段轉移到ATP中。題后歸納(1)“圖解法”理解光合作用與細胞呼吸過程(2)光合作用與細胞呼吸過程中[H]和ATP的來源和去向考點3光合作用的影響因素及應用1．單因子外部因素對光合速率的影響(1)光質①原理a．葉綠體中的色素只汲取可見光，而對紅外光和紫外光等不汲取。b．葉綠素對eq\o(□,\s\up1(01))紅光和藍紫光的汲取量大，類胡蘿卜素對eq\o(□,\s\up1(02))藍紫光的汲取量大。c．單色光中，eq\o(□,\s\up1(03))藍紫光下光合速率最快，eq\o(□,\s\up1(04))紅光次之，eq\o(□,\s\up1(05))綠光最差。②應用a．大棚薄膜的選擇：無色透亮大棚能透過日光中各種色光，有色大棚主要透過同色光，其他光被其汲取，所以eq\o(□,\s\up1(06))無色透亮的大棚中植物的光合效率最高。b．補充單色光的選擇：藍紫光。(2)光照強度①原理光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速率加快，產生的[H]和ATP增多，使暗反應中還原過程加快，從而使光合作用產物增加。②在不同的光照條件下，光合速率與呼吸速率的相關曲線分析a．綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進行呼吸作用，測得的數值為呼吸速率(A點)。b．綠色組織在有光條件下，光合作用與呼吸作用同時進行，測得的數據為凈光合速率。c．真光合速率＝eq\o(□,\s\up1(07))凈光合速率＋呼吸速率。d．各點(段)的光合作用和呼吸作用分析e．限制因素：光飽和點之前：光照強度(橫坐標)。光飽和點之后：CO2濃度等外因(除橫坐標以外的因素)、葉綠體中色素及酶的含量等內因。③應用a．溫室生產中，適當增加eq\o(□,\s\up1(12))光照強度，以提高光合速率，使作物增產。b．陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低，間作套種農作物，可合理利用光能。深挖教材若探討對象不是綠色葉肉細胞而是整株植物出現上面曲線圖時，葉肉細胞內的氣體交換在B點有何變更？提示植物能進行光合作用的只有綠色組織器官，而全部細胞都要進行呼吸作用。B點是植株的光補償點，對于葉肉細胞而言，光合速率大于葉肉細胞的呼吸速率，即汲取CO2釋放O2。

(3)CO2濃度(4)溫度(5)水分深挖教材(1)北方夏季中午時，光照強度很強，植物的光合作用將如何變更，緣由是什么？提示光合作用將減弱。光照強度過強，溫度上升，蒸騰作用加強，導致氣孔關閉，細胞CO2供應不足，光合作用減弱。(2)大棚種植運用有機肥有利于增產，請從影響光合作用的因素分析緣由。提示有機肥在被微生物分解的時候會釋放CO2，增加了大棚中的CO2濃度，促進光合作用。2．多因子變量對光合速率影響分析(1)多因素對光合速率影響的曲線變更規律分析如圖所示：(2)曲線分析：P點前，限制光合速率的因素為橫坐標所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷eq\o(□,\s\up1(01))提高。當到Q點時，橫坐標所表示的因素不再是限制光合速率的因子，要想接著提高光合速率，可適當提高圖示中的其他因子的強度。PQ間的主要因素有兩個：一是橫坐標表示的因素，二是多條曲線上標注的因素。(3)應用：溫室栽培時，在肯定光照強度下，白天可適當提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當eq\o(□,\s\up1(02))補充CO2，進一步提高光合速率；當溫度相宜時，可適當增加eq\o(□,\s\up1(03))光照強度和CO2濃度以提高光合作用速率。(必修1P106拓展題T1改編)如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)AB段表明在這一時間內光合作用強度不斷增加，其緣由是：______________________________。(2)C點表明在12時左右的光合作用強度明顯減弱，此時限制光合作用強度的因素是________。其緣由是：此時________很高，________作用很強，氣孔大量關閉，________的供應削減，光合作用強度明顯減弱。(3)C點和B點相比較，C3的含量________，C5的含量________。(4)DE段光合作用強度不斷下降的緣由是________________。答案(1)光照強度不斷增加(2)CO2濃度溫度蒸騰CO2(3)削減增加(4)光照強度漸漸減弱解析(1)AB段隨著時間的推移，光照強度不斷增加，光合作用便不斷加強。(2)隨著光照強度不斷增加，溫度不斷增高，蒸騰作用加強，氣孔關閉，二氧化碳供應削減，從而使光合作用強度減弱。(3)C點二氧化碳含量削減，故會導致三碳化合物的含量削減，五碳化合物含量增加。(4)DE段隨著時間推移，光照強度漸漸減弱，光合作用會不斷減弱。題組eq\a\vs4\al(一)單一因素對光合作用影響的分析和探究1．(光照強度)如圖曲線Ⅰ表示黃豆在相宜溫度、CO2濃度為0.03%的環境中光合速率與光照強度的關系。在b點時變更某條件，結果發生了曲線Ⅱ的變更。下列分析合理的是()A．與b點相比較，a點時葉綠體中C3含量低B．在b點時，適當上升溫度可導致曲線由Ⅰ變為ⅡC．制約a點時間合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量D．制約c點時間合作用的因素可能是CO2濃度答案D解析a點時，光照強度較弱，光反應供應的[H]和ATP較少，C3的含量較b點時高，A錯誤；題目中提到已是在相宜溫度下，假如再提高溫度，會降低光合速率，B錯誤；制約a點光合作用的因素是光照強度，C錯誤；一般狀況下，在相宜溫度和同等光照強度下，提高CO2濃度可大幅度提高光合速率，D正確。2．(CO2濃度)如圖所示，在相宜溫度和肯定的光照強度下，甲、乙兩種植物葉片的CO2凈汲取速率與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答案A解析據圖分析，可知在CO2濃度低于b的環境中，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，光合作用增加，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，但是由于不知道甲、乙的呼吸作用強度，因此不能比較二者的實際光合作用強度，D錯誤。3．(溫度)(2024·唐山二模)某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關系如圖所示。則有關敘述錯誤的是()A．25℃時該植物積累有機物最快B．在0～30℃范圍內，溫度對光合作用有關酶的影響相對于呼吸作用有關酶的影響更大C．45℃時葉肉細胞的光合速率等于呼吸速率D．春季大棚栽培該植物白天適當提高溫度可提高產量答案C解析25℃時凈光合速率最大，所以積累有機物最快，A正確；0～30℃范圍內光合速率上升較快，所以溫度對光合作用有關酶影響較大，B正確；春季氣溫較低，應適當在白天提高溫度，增加光合速率，D正確；45℃時整個植物的光合速率等于呼吸速率，因為還存在非光合作用的細胞，所以葉肉細胞的光合速率大于呼吸速率，C錯誤。4．(光質)分別用相同光照強度的三種可見光照耀同種植物的葉片，在不同CO2濃度下，測定各組葉片的CO2補償點、CO2飽和點和最大凈光合速率(各組呼吸速率相同且基本不變)，數據如下表所示。下列敘述錯誤的是()(注：CO2補償點指葉片光合速率與呼吸速率相等時的外界環境中的CO2濃度；CO2飽和點指葉片的光合速率達到最大時的最低CO2濃度)A．葉綠體中主要汲取藍紫光的色素有葉綠素和類胡蘿卜素B．環境CO2濃度為83.1μmol·mol－1時，甲組試驗中，植物葉綠體釋放O2的量與線粒體消耗O2的量相等C．環境CO2濃度為1174.9μmol·mol－1時，影響甲、丙兩組植物光合作用的主要因素不同D．由表格分析，三種光中不宜用黃光作為大棚栽培的補充光源答案C解析由表格分析，環境CO2濃度為1174.9μmol·mol－1時，只有乙組植物達到CO2飽和點，甲、丙2組植物未達到CO2飽和點，光合速率隨環境CO2濃度增大而增大，因此，影響甲、丙2組植物光合速率的主要環境因素都是CO2濃度，C錯誤。題組eq\a\vs4\al(二)多因素對光合速率影響的分析5．如圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響狀況，除各圖中所示因素外，其他環境因素均限制在最適范圍內。下列分析正確的是()A．乙圖中D點與C點相比，相同時間內葉肉細胞中C5的生成量較少B．圖中M、N、P點的限制因素分別是CO2濃度、溫度、光照強度C．丙圖中，隨著溫度的接著上升，曲線走勢將穩定不變D．甲圖中A點的限制因素可能是葉綠體中色素的含量答案D解析乙圖中，D點時間照強度比C點時的大，光反應生成的[H]、ATP增多，暗反應還原過程增加，C5的生成量較多，A錯誤；圖中，M、N、P點的限制因素分別是光照強度、光照強度、溫度，B錯誤；丙圖中，若溫度過高則酶的活性下降，光合速率會下降，C錯誤；甲圖中A點之后限制因素不再是光照強度、CO2濃度或溫度(由題干信息可知，除各圖中所示因素外，其他環境因素均限制在最適范圍內)，故很可能是內因影響，如葉綠體中色素的含量、酶的含量等，D正確。6．植物的光合作用受溫度(T)和光照強度(L)的影響。如圖表明植物在3種不同的光照強度下消耗CO2的狀況。分析在－5～0℃和20～30℃溫度范圍內，光合作用的限制因素分別是()A．L；TB．T和L；都不是C．T；LD．T；T答案C解析在－5～0℃范圍內光合速率不隨光照強度增加而增大，所以限制因素是溫度；20～30℃范圍內，光合速率不隨溫度上升而增大，而隨光照強度增加而增大，所以限制因素是光照強度。技法提升解答光合作用相關曲線的基本步驟題組eq\a\vs4\al(三)光合作用與細胞呼吸的“關鍵點”移動7．已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃，如圖表示30℃時間合作用與光照強度的關系。若溫度降到25℃(原光照強度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應點a、b、c、d的移動方向分別是()A．下移、右移、左移、左上移B．下移、左移、左移、左下移C．上移、左移、右移、右上移D．上移、右移、右移、右上移答案C解析圖中a、b、d三點分別表示細胞呼吸強度、光補償點和光飽和點時的光合作用強度。由題干“光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃”可知，當溫度從30℃降到25℃時，細胞呼吸強度降低，a點上移；光合作用強度增加，所以光飽和點(c點)時汲取的CO2增多，c點右移，d點右上移。b點表示光合作用強度＝呼吸作用強度，在25℃時細胞呼吸作用強度降低，光合作用強度增加，要使光合作用強度仍舊與細胞呼吸強度相等，需降低光照強度，即b點左移。8．(2024·正定中學月考)圖甲中試管A與試管B敞口培育相同數量的小球藻，探討光照強度對小球藻氧氣產生量的影響，試管A的結果如圖乙曲線所示。據圖分析，下列敘述正確的是()A．Q點的O2凈釋放量為零，是因為此點光合作用強度為零B．P點為負值的緣由是細胞呼吸消耗氧氣；適當降低溫度，P點將下降C．在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點應右移D．降低CO2濃度時，在圖乙上繪制裝置A的曲線，R點應右移答案C解析Q點時凈光合速率為0，光合作用強度不為0，A錯誤；P點對應數值的肯定值代表呼吸速率，若適當降低溫度，呼吸速率會下降，則P點會上移，B錯誤；裝置B中缺鎂影響葉綠素的合成，光合速率低，Q點應右移，C正確；CO2濃度降低，光合速率下降，R點應向左下方移動，D錯誤。技法提升曲線中各關鍵點的移動規律(1)各點移動的可能狀況①A點代表呼吸速率，凡能變更呼吸速率的因素(例：溫度等)都能使A點沿縱坐標上下移動。②B點代表光合速率等于呼吸速率(光(CO2)補償點)，凡能變更光合速率或呼吸速率的因素(例：溫度、CO2濃度、光照強度等)都能使B點沿橫坐標左右移動。③C點代表達到最大光合速率所需的最小CO2濃度(光照強度)(光(CO2)飽和點)，凡能變更光合速率的因素都能使C點沿橫坐標左右移動。④D點代表最大光合速率，凡能影響光合速率的因素都能使D點向左下或右上方移動。例如光照強度降低，光合速率下降，D點對應的橫坐標左移，縱坐標下移，即D點向左下方移動。(2)光補償點與光飽和點的變更(注：只有橫坐標為自變量，其他條件不變)題組eq\a\vs4\al(四)自然和密閉環境中植物光合速率和呼吸速率曲線分析9．將一植物放在密閉的玻璃罩內，置于室外進行培育，假定玻璃罩內植物的生理狀態與自然環境中相同。獲得試驗結果如圖所示。下列有關說法不正確的是()A．圖乙中的C點對應圖甲中的C點，此時細胞內的氣體交換狀態對應圖丙中的①B．圖甲中的F點對應圖乙中的H點，此時細胞內的氣體交換狀態對應圖丙中的③C．到達圖乙中的D點時，玻璃罩內CO2濃度最高，此時細胞內氣體交換狀態對應圖丙中的③D．經過一晝夜，植物體的有機物含量會增加答案A解析圖乙中C、D點分別表示光合作用即將起先、光合速率等于呼吸速率，分別對應圖甲中的B點和C點，細胞內的氣體交換狀態分別為圖丙的①、③，到達圖乙中D點時，玻璃罩內的CO2濃度最高，A錯誤，C正確；圖甲中的F點是一天中其次次光合速率等于呼吸速率的點，對應圖乙中的H點、圖丙中的③，B正確；經過一晝夜，玻璃罩內的CO2濃度降低，說明植物體內的有機物含量增加，D正確。10．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界因素主要是________；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”)。答案(1)Ⅱ凌晨時氣溫較低，導致催化植物細胞呼吸的酶活性降低，從而影響細胞呼吸(有氧呼吸)釋放CO2的速率(答案合理即可)(2)起先進行光合作用(或光合速率為0)光合速率等于呼吸速率(或凈光合速率為0)(3)FGCO2濃度E(4)曲線Ⅲ與橫軸圍成的正面積與負面積之差增加解析(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，因此，曲線Ⅲ代表凈光合速率，曲線Ⅱ代表總光合速率；A點對應的溫度較低，由此可推知，由于氣溫降低導致酶活性降低，從而影響植物細胞呼吸釋放CO2的速率。(2)B點為曲線Ⅱ與橫軸的交點，即此時該植物起先進行光合作用；E點為曲線Ⅲ與橫軸的交點，即此時該植物的凈光合速率為0(光合速率等于呼吸速率)。(3)D點出現小波動的緣由是中午氣溫過高，植物蒸騰作用加強，出現氣孔關閉現象，引起CO2供應不足，進而影響暗反應，最終導致光合速率下降，故D點對應圖乙曲線中FG段的某一點；圖乙曲線的H點代表凈光合速率傍晚為0的點，對應圖甲中曲線Ⅲ的E點。(4)圖甲中曲線Ⅲ代表該植物的凈光合速率，因此，一天時間內，有機物的積累量可由曲線Ⅲ與橫軸圍成的面積來推斷；圖乙曲線代表密閉環境中CO2濃度變更，一天時間內，有機物的積累量可由曲線的起點和終點的凹凸來推斷。由圖乙可知，圖乙曲線的終點低于起點，說明一天內密閉玻璃罩內的CO2濃度降低，植物汲取CO2積累有機物。題后歸納1．夏季的一天中CO2汲取和釋放變更曲線圖如下(會分析，理解，不死記)：(1)Ob段：只進行細胞呼吸。(2)a點：凌晨3～4時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放量削減。(3)b點：上午6時左右，太陽出來，起先進行光合作用。(4)bc段：由于光照較弱，光合作用小于呼吸作用。(5)c點：上午7時左右，光合作用等于呼吸作用。(6)ce段：上午7時至下午6時左右，光合作用大于呼吸作用。(7)d點：溫度過高，失水過多部分氣孔關閉，出現“光合午休”現象。(8)e點：下午6時左右，光合作用等于呼吸作用。(9)ef段：光合作用小于呼吸作用，f點之后植物停止光合作用。溫馨提示：關于有機物狀況：積累有機物時間段：ce段；制造有機物時間段：bf段；消耗有機物時間段：Og段；一天中有機物積累最多的時間點：e點；一晝夜有機物的積累量：SP－SM－SN。2．相對密閉的環境中，一晝夜CO2含量的變更曲線圖和O2含量的變更曲線圖的比較題組eq\a\vs4\al(五)光合速率與呼吸速率的分析11．(曲線)(2024·北京高考)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，溫度變更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℃答案D解析據圖可知，總光合作用的最適溫度約為30℃，呼吸作用的最適溫度要高于50℃，凈光合作用的最適溫度約為25℃，A、B正確；在0～25℃范圍內，隨著溫度上升，光合速率曲線的上升幅度要遠大于呼吸速率，這說明溫度變更對光合速率的影響比對呼吸速率的大，C正確；凈光合作用是指肯定時間內光合作用合成量與呼吸作用消耗量的差值，也稱為凈積累量，只有凈積累量為正值時，植物才能生長，在45～50℃范圍內，呼吸速率比光合速率大，凈積累量為負值，植物不能生長，D錯誤。12．(表格)相宜的溫度和肯定的CO2濃度等條件下，某同學對甲、乙兩種高等植物設計試驗，測得的相關數據如下表。下列說法錯誤的是()注：光照強度單位為klx；CO2汲取量或釋放量單位為[mg·(100cm2·h)－1]。A．本試驗中，相宜的溫度和肯定的CO2濃度屬于無關變量B．光照強度為1klx時，甲植物葉肉細胞的葉綠體中ATP由葉綠體基質移向類囊體薄膜C．光照強度為3klx時，甲、乙兩植物固定CO2速率的差為1.5mg·(100cm2·h)－1D．甲、乙兩植物相比較，甲植物更適合在弱光下生長答案B解析本試驗中，相宜的溫度和肯定的CO2濃度屬于無關變量，光照強度為自變量，A正確；光照強度為1klx時，甲植物光合速率與呼吸速率相等，葉綠體中ATP產生于類囊體薄膜，消耗于葉綠體基質，因此葉綠體中ATP由類囊體薄膜移向葉綠體基質，B錯誤；光照強度為3klx時，甲的真正光合速率＝11＋5.5＝16.5mg·(100cm2·h)－1，而乙的真正光合速率＝15mg·(100cm2·h)－1，因此甲、乙兩植物固定CO2速率的差＝16.5－15＝1.5mg·(100cm2·h)－1，C正確；甲、乙植物比較，甲植物更適合在弱光下生長，這是因為甲植物光合速率與呼吸速率相等時的光照強度和光合速率達到最大值時的最小光照強度均比較小，D正確。13．(柱形)將生長狀況相同的某種植物的葉片均分成4等份，在不同溫度下分別暗處理1h，再光照1h(光照強度相同)，測其有機物變更，得到如圖數據。下列說法正確的是()A．該植物在27℃時生長最快，在29℃和30℃時不表現生長現象B．該植物呼吸作用和光合作用的最適溫度在所給的4個溫度中都是29℃C．在27℃、28℃和29℃時間合作用制造的有機物的量相等D．30℃時間合作用制造的有機物等于呼吸作用消耗的有機物都是1mg/h答案B解析暗處理后有機物削減量代表呼吸速率，4個溫度下分別為1mg/h、2mg/h、3mg/h、1mg/h，光照后與暗處理前的有機物增加量代表1h光合作用制造有機物量和2h呼吸作用消耗有機物量的差值，所以4個溫度下總光合速率(有機物制造量)分別為5mg/h、7mg/h、9mg/h、3mg/h。該植物在29℃時生長最快，4個溫度下都表現生長現象，A錯誤；該植物在29℃條件下制造的有機物量最多，C錯誤；該植物在30℃條件下光合作用制造的有機物為3mg/h，呼吸作用消耗的有機物為1mg/h，D錯誤。技法提升植物“三率”的判定(1)依據坐標曲線判定：當光照強度為0時，若CO2汲取值為負值，該值肯定值代表呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，當光照強度為0時，若CO2汲取值為0，該曲線代表真正光合速率。(2)依據關鍵詞判定(3)真光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。(4)光合速率與植物生長①當凈光合速率>0時，植物因積累有機物而生長。②當凈光合速率＝0時，植物不能生長。③當凈光合速率<0時，植物不能生長，長時間處于此種狀態，植物將死亡。一、“裝置圖法”測定光合速率與呼吸速率1．測定裝置2．測定方法及解讀(1)測定呼吸速率①裝置燒杯中放入相宜濃度NaOH溶液用于汲取CO2。②玻璃鐘罩遮光處理，以解除光合作用干擾。③置于相宜溫度環境中④紅色液滴向左移動(單位時間內左移距離代表呼吸速率)。(2)測定凈光合速率①裝置燒杯中放入相宜濃度的CO2緩沖液(常用NaHCO3溶液)，用于保證容器內CO2濃度恒定，滿意光合作用需求。②必需賜予較強光照處理，且溫度相宜。③紅色液滴向右移動(單位時間內右移距離代表凈光合速率)。3．校正裝置為防止環境因素對試驗結果造成干擾要設置空白比照。設置方法為把上述測定裝置中的植物改為死亡的植物，燒杯中放的溶液不變，即CO2緩沖液(NaHCO3溶液)。若液滴的移動是因為外界環境因素變更(溫度、氣壓等)引起的，據此可以對試驗結果進行校正。1．某轉基因作物有很強的光合作用實力。某中學生物愛好小組在暑假開展了對該轉基因作物光合作用強度測試的探討課題，設計了如圖所示裝置。請你利用這些裝置完成光合作用強度的測試試驗，并分析回答有關問題。(1)先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟如下：①甲、乙兩裝置的D中都放入________，裝置乙作為比照。②將甲、乙裝置的玻璃鐘罩進行________處理，放在溫度等相同且相宜的環境中。③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。(2)測定植物的凈光合作用強度，方法步驟如下：①甲、乙兩裝置的D中放入_________________________________________。②把甲、乙裝置放在_________________________________________。③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。(3)試驗進行30分鐘后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動狀況如下表：測定植物凈光合作用強度,甲裝置,________(填“左”或“右”)移4.5cm乙裝置,右移0.5cm(4)假設紅墨水滴每移動1cm，植物體內的葡萄糖增加或削減1g，那么該植物的呼吸速率是________g/h；白天光照15h，一晝夜葡萄糖的積累量是________g(不考慮晝夜溫差的影響)。答案(1)①NaOH溶液②遮光(2)①NaHCO3溶液，裝置乙作為比照②光照足夠、溫度等相同且相宜的環境中(3)左右(4)484解析(1)要測光合作用強度必需先測呼吸作用強度，在測呼吸作用強度時肯定要將試驗裝置置于黑暗條件下，使植物只進行呼吸作用。植物進行呼吸作用消耗肯定量的O2，釋放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液汲取，依據肯定時間內玻璃鐘罩內氣體體積的削減量即可計算出呼吸作用強度。(2)在測定凈光合作用強度時要滿意光合作用所需的條件：足夠的光照、肯定濃度的CO2(由NaHCO3溶液供應)，光合作用過程中消耗肯定量CO2，產生等量O2，而NaHCO3溶液可保證裝置內CO2濃度的恒定，因此，玻璃鐘罩內氣體體積的變更只受O2釋放量的影響，而不受CO2氣體削減量的影響。(3)若該裝置測定細胞呼吸作用強度時，液滴的移動來自氧氣的汲取量，液滴向左移動；若該裝置測定植物的凈光合作用強度時，液滴的移動來自氧氣的釋放量，液滴向右移動。(4)比照試驗裝置乙中紅墨水滴右移是環境因素(如氣壓等)對試驗產生影響的結果，試驗裝置甲同樣也受環境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃鐘罩內氣體體積的變更量，即該植物的呼吸速率為(1.5＋0.5)×2＝4(g/h)；凈光合速率為(4.5－0.5)×2＝8(g/h)，白天光照15h的凈光合作用量是8×15＝120(g)，一晝夜葡萄糖的積累量等于15h的光合作用實際產生量減去24h的呼吸作用消耗量，等同于15h的凈光合作用量減去9h的呼吸作用消耗量，即120－4×9＝84(g)。2．(2024·安徽省皖南八校其次次聯考)某同學探究綠色植物光合作用與呼吸作用的關系，設置如下圖試驗裝置。裝置中的CO2緩沖液可維持瓶內二氧化碳濃度(該裝置放在20℃環境中)。試驗起先時，針筒的讀數是0.4mL，毛細管內的水滴在位置X。回答下列問題：(1)20分鐘后，針筒的容量須要調至0.8mL的讀數，才能使水滴仍維持在X的位置。若以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是________mL/h。(2)若將該裝置置于黑暗處且將小燒杯中二氧化碳緩沖液換成蒸餾水，其他條件不變，20分鐘后，針筒的容量須要調至0.8mL才能使毛細管內的水滴在位置X，那么該植物呼吸方式為__________________。(3)假如在(1)小題試驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍需維持在0.8mL讀數處，才能使水滴在X位置。在另一相同試驗裝置中，若只將溫度提升至30℃，針筒容量須要調至1.0mL讀數，才能使水滴維持在X的位置上。比較兩個試驗可以得出的結論是___________________________。(4)若在(1)小題試驗中該學生20分鐘后視察到毛細管內的水滴仍在X位置，那么該植物葉肉細胞光合作用速率________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸速率，緣由是____________________________________________。答案(1)1.2(2)有氧呼吸和無氧呼吸(3)在上述條件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而溫度才是限制光合作用速率的主要因素(4)大于該植物體實際光合作用等于呼吸作用，但綠色植物非綠色部分只進行呼吸作用，所以葉肉細胞的光合作用速率大于呼吸速率解析本試驗裝置中的CO2緩沖液可維持瓶內的二氧化碳濃度，因此試驗裝置測的氣體變更量表示氧氣變更量。此值為表觀光合速率(即凈光合速率)。真正的光合作用強度＝表觀光合作用強度＋呼吸作用強度。影響光合作用的環境因素有：光照強度、溫度、二氧化碳濃度等。(1)試驗起先時，針筒的讀數是0.4mL，毛細管內的水滴在位置X,20分鐘后，針筒的容量須要調至0.8mL的讀數，才能使水滴仍維持在X的位置，說明凈光合作用是(0.8－0.4)×3mL/h＝1.2mL/h。(2)若將該裝置置于黑暗處且將小燒杯中二氧化碳緩沖液換成蒸餾水，其他條件不變，則該裝置液滴移動是呼吸作用過程中汲取的氧氣和釋放的二氧化碳的量的差值導致的。20分鐘后，針筒的容量須要調至0.8mL才能使毛細管內的水滴在位置X，說明釋放的二氧化碳多于汲取的氧氣，故該植物呼吸方式為有氧呼吸和無氧呼吸。(3)假如在(1)小題試驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍需維持在0.8mL讀數處，才能使水滴在X位置，說明增加光照強度并沒有變更光合作用強度，即光照不是限制光合作用速率的主要因素；在另一相同試驗裝置中，若只將溫度提升至30℃，針筒容量須要調至1.0mL讀數，才能使水滴維持在X的位置上，說明溫度上升，凈光合速率增加，溫度是限制光合作用的主要因素。(4)若在(1)小題試驗中該學生20分鐘后視察到毛細管內的水滴仍在X位置，則反應前后氣體壓強不變，即該植物葉肉細胞光合作用速率等于植物體全部體細胞的呼吸速率，全部體細胞包括了綠色植物非綠色部分，它們只進行呼吸作用，因此該植物葉肉細胞光合作用速率大于葉肉細胞的呼吸速率。二、“黑白瓶法”測定光合速率與呼吸速率黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能進行光合作用又能進行呼吸作用，所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為呼吸作用強度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為表觀(凈)光合作用強度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。(1)有初始值的狀況下，黑瓶中氧氣的削減量(或二氧化碳的增加量)為有氧呼吸量；白瓶中氧氣的增加量(或二氧化碳的削減量)為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。(2)沒有初始值的狀況下，白瓶中測得的現有量－黑瓶中測得的現有量＝總光合作用量。3．下表所示是采納黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法測定夏季某池塘不同深度水體中，初始平均O2濃度與24小時后平均O2濃度比較后的數據。下列有關分析正確的是()A．水深1m處白瓶中水生植物24小時產生的O2為3g/m2B．水深2m處白瓶中水生植物光合速率等于全部生物的呼吸速率C．水深3m處白瓶中水生植物不進行光合作用D．水深4m處白瓶中藻類植物產生ATP的場所是葉綠體、細胞質基質和線粒體答案D解析依據題意可知，黑瓶中水生植物只能進行呼吸作用，白瓶中水生植物既能進行光合作用又能進行呼吸作用，在相同條件下培育肯定時間，黑瓶中所測得的數據即為正常的呼吸消耗量。由表中數據可知，在水深1m處白瓶中水生植物產生的O2量＝3＋1.5＝4.5(g/m2)，A錯誤；水深2m處白瓶中水生植物光合速率＝1.5＋1.5＝3.0[g/(m2·d)]，全部生物呼吸速率為1.5[g/(m2·d)]，B錯誤；水深3m處白瓶中水生植物光合作用量等于全部生物呼吸作用量，即1.5g/m2，C錯誤；水深4m處白瓶中藻類植物能進行光合作用和呼吸作用，故白瓶中藻類植物產生ATP的場所是葉綠體、細胞質基質和線粒體，D正確。三、“半葉法”測光合作用有機物的生產量將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數據變更值代表呼吸作用強度值，曝光的一半測得的數據變更值代表表觀(凈)光合作用強度值，綜合兩者可計算出真正光合作用強度值。須要留意的是該種方法在試驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。4．某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做如圖所示試驗。在葉柄基部作環剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上接連取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的光合作用速率＝(3y－2z－x)/6g·cm－2·h－1(不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變更對葉生理活動的影響)。則M處的試驗條件是()A．下午4時后在陽光下照耀3小時再遮光3小時B．下午4時后將整個試驗裝置遮光6小時C．下午4時后在陽光下照耀6小時D．下午4時后將整個試驗裝置遮光3小時答案D解析依題意，光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，凈光合作用速率為(y－x)/6g·cm－2·h－1，還需測定呼吸速率，須要進行遮光處理，呼吸速率＝總光合速率－凈光合速率，則呼吸速率＝(3y－2z－x)/6－(y－x)/6＝(y－z)/3(g·cm－2·h－1)，則須要將整個裝置遮光3小時，D正確。5.某探討小組采納“半葉法”對番茄葉片的光合作用強度進行測定。如圖所示，“半葉法”的原理是將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采納適當的方法(可先在葉柄基部用熱水或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理)阻擋兩部分的物質和能量轉移。在相宜光照下照耀6h后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應數據，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2·h)。若M＝MB－MA，則M表示________________________________________。答案B葉片被截取部分在6h內光合作用合成的有機物總量解析如圖所示，A部分遮光，此半片葉片雖不能進行光合作用，但可照常進行呼吸作用。B部分葉片既能進行光合作用，又可以進行呼吸作用。題中MB表示6h后葉片初始質量＋光合作用有機物的總產量－呼吸作用有機物的消耗量，MA表示6h后初始質量－呼吸作用有機物的消耗量。所以M＝MB－MA是B葉片被截取部分在6h內光合作用合成的有機物總量。這樣，M值除以時間再除以面積就可測得真正光合速率(單位：mg/dm2·h)。四、“葉片上浮法”探究影響光合作用的因素利用“真空滲入法”解除葉肉細胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物汲取CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在細胞間積累，結果使原來下沉的葉片上浮。依據在相同時間內上浮葉片數目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用的強弱。6．圖1是某高等綠色植物成熟綠葉組織在某光照強度和相宜溫度下，光合作用強度增長率隨CO2濃度變更的狀況。圖2為從生長狀況相同的植物葉片上剪出大小、部位相同的若干圓葉片，抽取葉片細胞內的氣體，平均分成若干份，然后置于不同濃度的NaHCO3溶液中，賜予相同的肯定強度光照，測量圓葉片上浮至液面所需時間，其記錄結果繪成的曲線圖。下列分析錯誤的是()A．圖1中在d點時間合速率達到最大，此時限制光合速率的主要環境因素可能是光照強度B．圖1中c點與b點相比，葉綠體中[H]的合成速率不變C．從圖2分析，bc段曲線平緩的限制因素可能是光照強度，而c點以后曲線上行，其緣由最可能是NaHCO3濃度過大，導致細胞失水，從而影響細胞代謝D．適當地增加光照強度重復圖2試驗，b點將向下移動答案B解析圖1中從a點至d點光合作用強度始終在增加，在d點時間合作用強度增長率為0，因此在該點光合作用強度達到最大值，此時CO2濃度已不再是限制因素，題干為“相宜溫度下”，因此此時限制光合作用速率的主要環境因素可能是光照強度，A正確；圖1中c點和b點相比，c點的光合作用強度大，葉綠體中[H]的合成速率在增加，B錯誤；從圖2分析，bc段曲線平緩說明CO2不再是限制因素，限制因素可能是光照強度，c點以后曲線上行，其緣由最可能是NaHCO3濃度過大，導致細胞失水，從而影響細胞代謝，C正確；適當地增加光照強度重復圖2試驗，光合作用強度會增加，產生的O2更多，葉片上浮的時間更短，b點將向下移動，D正確。五、“梯度法”探究影響光合作用的因素用一系列不同光照強度、溫度或CO2濃度的裝置，可探究光照強度、溫度或CO2濃度對光合作用強度的影響。[特殊提示](1)留意變量的限制手段。如光照強度的大小可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進行限制，不同溫度可用不同的恒溫裝置限制，CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液調整。(2)不能僅用一套裝置通過漸漸變更其條件進行比照試驗，而應當用一系列裝置進行相互比照。(3)無論哪種裝置，在光下測得的數值均為“凈光合作用強度值”。7．利用如圖所示的試驗裝置進行與光合作用有關的試驗，下列敘述正確的是()A．試管中收集的氣體量代表了光合作用產生的氧氣量B．在光下，假如有氣泡產生，可說明光合作用產生氧氣C．為了探究二氧化碳濃度對光合作用的影響，可以用不同濃度的碳酸氫鈉溶液進行試驗D．為了探究光照強度對光合作用的影響，用一套裝置漸漸向光源靠近，視察氣泡產生速率的變更答案C解析試管中收集的氣體量是光合作用的凈產氧量，A錯誤；在光下有氣泡產生不能確定是光合作用產生的氧氣，B錯誤；為了探究二氧化碳濃度對光合作用的影響，可以用不同濃度的碳酸氫鈉溶液進行試驗，C正確；探究光照強度對光合作用的影響時，距光源不同距離，應設置不同裝置，視察氣泡產生速率的變更，D錯誤。六、間隔光照法——比較有機物的合成量光反應和暗反應在不同酶的催化作用下相對獨立進行，由于催化暗反應的酶的催化效率和數量都是有限的，因此在一般狀況下，光反應的速率比暗反應快，光反應的產物ATP和[H]不能被暗反應剛好消耗掉。持續光照，光反應產生的大量的[H]和ATP不能剛好被暗反應消耗，暗反應限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替進行，則黑暗間隔有利于充分利用光照時積累的光反應的產物，持續進行一段時間的暗反應。因此在光照強度和光照時間不變的狀況下，制造的有機物相對多。8．(2015·全國卷Ⅰ)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學家以生長狀態相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組試驗。各組試驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、相宜且穩定，每組處理的總時間均為135s，處理結束時測定各組材料中光合作用產物的含量。處理方法和試驗結果如下：A組：先光照后黑暗，時間各為67.5s；光合作用產物的相對含量為50%。B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5s；光合作用產物的相對含量為70%。C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為3.75ms(毫秒)；光合作用產物的相對含量為94%。D組(比照組)：光照時間為135s；光合作用產物的相對含量為100%。回答下列問題：(1)單位光照時間內，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，依據是_________________________________________；C組和D組的試驗結果可表明光合作用中有些反應不須要________，這些反應發生的部位是葉綠體的________。(2)A、B、C三組處理相比，隨著__________________________的增加，使光下產生的____________________________能夠剛好利用與剛好再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。答案(1)高于C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產物的相對含量卻是D組的94%光照基質(2)光照和黑暗交替頻率ATP和還原型輔酶Ⅱ高考熱點突破1．(2024·北京高考)光反應在葉綠體類囊體上進行。在相宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍色漸漸變為無色。該反應過程中()A．須要ATP供應能量 B．DCIP被氧化C．不須要光合色素參加 D．會產生氧氣答案D解析光反應發生在葉綠體類囊體上，有光時，產生氧氣、NADPH和ATP，A錯誤；DCIP照光后由藍色漸漸變為無色，是因為DCIP被[H]還原成無色，B錯誤；光合作用光反應階段須要光合色素汲取光能，C錯誤；光合作用光反應階段會產生氧氣，D正確。2．(2024·江蘇高考)如圖為某一植物在不同試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濃度答案D解析若橫坐標是CO2濃度，較高溫度下，呼吸速率高，較低溫度下，呼吸速率低，所以甲、乙與縱坐標的交點不一樣，A錯誤；若橫坐標是溫度，則隨著溫度的上升光合速率與呼吸速率都會表現為先上升后降低的趨勢，B錯誤；若橫坐標是光波長，則凈光合曲線的變更趨勢為先上升后降低，與圖中甲、乙曲線變更不符，C錯誤；若橫坐標是光照強度，較高濃度的二氧化碳有利于光合作用的進行，因此甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度，D正確。3．(2024·全國卷Ⅱ)為了探討某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學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，結果如圖所示。據圖回答問題：(1)從圖可知，A葉片是樹冠________(填“上層”或“下層”)的葉片，推斷依據是________________________。(2)光照強度達到肯定數值時，A葉片的凈光合速率起先下降，但測得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要緣由是光合作用的________反應受到抑制。(3)若要比較A、B兩種簇新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