第3单元 第5课时 光合作用的影响因素及其应用-(讲义)【红对勾讲与练】2025年高考生物大一轮复习全新方案

第三单元 细胞的能量供应和利用 此他们认为气孔开度进一步增大的原因是, 蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收 K+。请 推测该研究小组得出这一结论的依据是 。 (4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反 应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气 孔 (填“能”或“不能”)维持一定的 开度。 学习至此,请完成课时作业11 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 第5课时 光合作用的影响因素及其应用 A?A 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换 并储存为糖分子中的化学能。2.探究光照强度、CO2 浓度等对光合作用强度的影响,关注光合作用与农业 生产及生活的联系。 考点一 探究光照强度对光合作用强度的影响   - 1.实验原理 (1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的 ,使其沉入水中。 (2)通过 控制光照 强度。 (3)光合作用的过程中产生 的多少 与光合作用强度密切相关,O2 积累在细胞间 隙从而使下沉的叶片 。因此可依据 一定时间内 ,来比 较光合作用强度。 2.实验中变量分析 自变量 控制自变量 进行控制 因变量 检测因变量 对无关变量进行控制 3.实验步骤 取材—排气—沉水—分组—光照—观察并记录 同一时间段内各实验装置中 。 4.实验结论:在 范围内,光合作用 强度随光照强度的增强而 。 5.影响因素 (1)影响光合作用强度的内部因素: 的含量、 的含量和活性、叶龄等。 (2)影响光合作用强度的环境因素: 。只要影响到 (CO2、水)、 (动 力———光能),都可能是影响光合作用强度的 因素。 6.实验注意事项 (1)叶片上浮的原因是光合作用产生的O2 量 大于有氧呼吸消耗的O2 量,不要片面认为只 是光合作用产生了O2。 (2)打孔时要避开大的叶脉,因为叶脉中没有 叶绿体,而且会延长圆形小叶片上浮的时间, 影响实验结果的准确性。 (3)为确保溶液中CO2 含量充足,圆形小叶片 可以放入NaHCO3 溶液中。 . A (1)在探究光照强度对光合作用强度的影响中, 增加光照强度或温度,都能明显缩短叶圆片 上浮至液面所用的时间。 ( ) (2)光照强度可以通过调节光源与烧杯的距离 或不同瓦数的光源进行控制。 ( ) (3)若探究CO2 浓度对光合速率的影响,可将小 叶片置于不同浓度的NaHCO3 溶液中。 ( ) (4)实验前给小叶片抽气是为了除去小叶片中 原有的气体,排除无关变量对实验的影响。 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 079 hh (5)叶片上浮的原因是光合作用产生了O2。 ( )   -5 考向 结合“环境因素对光合作用强度的影 响”实验考查科学思维、科学探究 1.(2023·山东青岛高三期末)下面是某生物研 究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结 果,图甲探究光照强度对光合作用强度的影 响;图乙探究CO2 浓度对光合作用强度的影 响,其结果如图丙;该小组又将对称叶片左侧 遮光右侧曝光(如图丁),并采用适当的方法 阻止两部分之间的物质和能量的转移,在适 宜光照下照射12小时后,从两侧截取同等面 积的叶片,烘干称重,分别记为a 和b(单位: g)。下列说法正确的是 ( ) A.根据图甲的材料及装置,可以确定该实验 的因变量应该是单位时间上浮叶片的数量 (浮起相同叶片所需时间) B.若将图乙装置中的 NaHCO3 溶液换成等 量的NaOH溶液,即可测出圆叶的呼吸作用 C.图丁中12小时后测得b-a 的量表示右侧 截取部分的光合作用积累有机物总量 D.图丙中bc段曲线平缓的限制因素主要是 二氧化碳的浓度 2.如图甲为光合作用最适温度条件下,植物光 合速率测定装置图,图乙中a、b为测定过程 中某些生理指标相对量的变化。下列说法不 正确的是 ( ) A.图甲装置在较强光照下有色液滴向右移 动,再放到黑暗环境中有色液滴向左移动 B.若将图甲中的CO2 缓冲液换成质量分数为 1%的NaOH溶液,其他条件不变,则植物 幼苗叶绿体产生NADPH的速率将变大 C.一定光照条件下,如果再适当升高温度,真 光合速率会发生图乙中从b到a的变化, 同时呼吸速率可能会发生从a到b的变化 D.若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的 变化,则可能是适当提高了CO2 缓冲液的 浓度 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二 光合作用的影响因素及应用   - 影响光合作用的因素 1.内部因素 (1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同), 以阴生植物、阳生植物为例,如图所示。 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 (3)叶面积指数 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 080 第三单元 细胞的能量供应和利用 2.外部因素 (1)光照强度 曲线解读: 曲线 点、段 项目 进行的生理过程 气体转 移情况 对应的生理 状态模型 A 点 只进行呼吸作用 吸 收 O2、 释放CO2 AB 段 呼吸作用、光合作 用同时进行且呼吸 速率 光合速率 吸 收 O2、 释放CO2 B 点 呼吸作用、光合作 用同时进行且呼吸 速率 光合 速率 不 与 外 界 进 行 气 体 交换 B 点以后 呼吸作用、光合作 用同时进行且呼吸 速率 光合 速率 吸收CO2、 释放O2 (2)CO2 浓度 (3)温度 (4)水分或矿质元素 水分影响气孔的开闭,矿质元素超过一定浓 度后,植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失 水,出现萎蔫。 #5 1.源于必修1 P106“练习与应用”:下图1、图2 是在夏季晴朗的白天,某种绿色植物叶片光 合作用强 度 的 曲 线 图。分 析 曲 线 图 并 回 答 问题: (1)7—10时的光合作用强度不断增强的原因 是什么? (2)两图中10—12时的光合作用强度明显减 弱的原因是否相同? (3)依据本题提供的信息,提出提高绿色植物 光合作用强度的一些措施。 .U 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 2.甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变 化趋势如下图所示。甲、乙两种植物单独种 植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下 降幅度较大的植物是 。判断的依据 是什么? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 081 hh .U 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 3.已知甲种植物的CO2 补偿点大于乙种植物 的。将正常生长的甲、乙两种植物放置在同 一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养 后发现两种植物的光合速率都降低,原因是 什么? .U 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 . A (1)影响光反应的环境因素不会影响暗反应。 ( ) (2)生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO2 浓度时,其光合速率未随之增加,主要限制 因素是光反应。 ( ) (3)延长光照时间能提高光合作用强度。 ( ) (4)合理间作套种,可充分利用光能。 ( ) (5)适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休” 程度。 ( ) (6)夏日正午光照强度增大时光合速率下降的 原因:水 分 大 量 散 失,导 致 光 合 作 用 原 料 减少。 ( )  2 1.光合作用曲线中的“关键点”移动 (1)A 点:代表呼吸速率,细胞呼吸增强,A 点 下移;反之,A 点上移。 (2)B 点与C 点的变化 项目 B 点(补偿点)C 点(饱和点) 适当增大CO2 浓度 (或光照强度) 左移 右移 适当减小CO2 浓度 (或光照强度) 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 " 细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2 (或光)补偿点应右移,反之左移。 (3)D 点:代表最大光合速率,若增大光照强 度或增大CO2 浓度使光合速率增大时,D 点 向右上方移动;反之,移动方向相反。 2.多因子对光合速率的影响   -5 考向1 结合光合作用影响因素考查科学思维 1.如图为某一植物在不同实验条件下测得的净 光合速率,下列假设条件中能使图中结果成 立的是 ( ) A.横坐标是CO2 浓度,甲表示较高温度,乙 表示较低温度 B.横坐标是温度,甲表示较高CO2 浓度,乙表 示较低CO2 浓度 C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示 较低温度 D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2 浓 度,乙表示较低CO2 浓度 2.如图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化 的示意图。相关叙述正确的是 ( ) 注 箭头所指为处理开始时间。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 082 第三单元 细胞的能量供应和利用 A.若在t1 前充CO2,则暗反应速率将显著提高 B.t1→t2,光反应速率显著提高而暗反应速率 不变 C.t3→t4,叶绿体基质中NADPH的消耗速率 提高 D.t4 后短暂时间内,叶绿体中C3/C5 的值下降 考向2 围绕光合速率变化曲线考查科学思维 3.(2024·天津新华中学高二校考期末)晴朗夏 季,某兴趣小组将用全素营养液培养的花生 植株放入密闭的玻璃罩内,置于室外继续培 养,获得实验结果如下图所示。其中甲图表 示玻璃罩内的CO2 含量一昼夜的变化情况 (A点表示玻璃罩内起始CO2 浓度),乙图表 示该植株一昼夜CO2 释放速率或吸收速率, 丙图表示花生叶肉细胞中两种细胞器的四种 生理状态。下列有关叙述正确的是 ( ) A.甲图中的D点与丙图中的(2)对应,D点之 后植株开始进行光合作用 B.甲图中的H点与乙图中的e点对应,此时 植株的光合作用最强 C.乙图中ac段发生的生理过程对应丙图中 的(4) D.乙图中积累有机物的时段是ci段 4.(2023·重庆万州区一模)科学家通过实验观 察到,正在进行光合作用的叶片突然停止光 照后,短时间内会释放出大量的CO2,这一现 象被称为“CO2 的猝发”。研究表明植物除了 细胞呼吸外还存在另一个释放 CO2 的 途 径———光呼吸。如图为适宜条件下某植物叶 片遮光前CO2 吸收速率和遮光后CO2 释放 速率随时间变化的曲线(单位:μmol·m -2· s-1),下列说法正确的是 ( ) A.突然遮光,短时间内叶绿体中C5 的含量会 上升 B.光照条件下该植物产生ATP的场所是叶 绿体 C.若降低光照强度,则图形 A、B的面积均 变小 D.该植物在光照条件下叶绿体固定CO2 的 速率为12 μmol·m -2·s-1 考向3 围绕光合作用在农业生产中的应用考 查科学思维、社会责任 5.(2023·全国卷Ⅰ)我国劳动人民在漫长的历 史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并 在实践中应用。生产和生活中常采取的一些 措施如下。 ①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条 件下存放 ②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼 苗进行适度低温处理 ③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适 当风干处理后储藏 ④光周期处理,即在作物生长的某一时期控 制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行 距、株距合理 ⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地 上隔行种植两种高矮不同的作物 关于这些措施,下列说法合理的是 ( ) A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作 物开花的关系 B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合 作用 D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子 的呼吸作用强度 6.农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的 生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 083 hh 等目的。回答下列问题: (1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除 杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措 施对作物的作用有 (答出2点即可)。 (2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此 时浇水的原因是 (答出1点即可)。 (3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在 同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提 高农田的光能利用率。现有4种作物,在正 常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光 合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。 从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行 间作的两种作物是 ,选择这两种作 物的理由是 。 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/ (μmol·m -2·s-1) 1 2001 180 560 623 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   1.(2023·湖北卷)高温是制约世界粮食安全的 因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。 研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等 作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产 的原因,下列叙述错误的是 ( ) A.呼吸作用变强,消耗大量养分 B.光合作用强度减弱,有机物合成减少 C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫 D.叶 绿 素 降 解,光 反 应 生 成 的 NADH 和 ATP减少 2.(2022·全国乙卷)某同学将一株生长正常的 小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度 和光照条件下培养,发现容器内CO2 含量初 期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一 实验现象,下列解释合理的是 ( ) A.初期光合速率逐渐升高,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 吸速率保持稳定 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 3.(2023·广东卷)光合作用机理是作物高产的 重要理论基础。大田常规栽培时,水稻野生 型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量 差异不明显,但在高密度栽培条件下ygl产量 更高,其相关生理特征见下表和图。(光饱和 点:光合速率不再随光照强度增加时的光照 强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2 与呼 吸过程中释放的CO2 等量时的光照强度) 水稻 材料 叶绿素/ (mg/g) 类胡萝卜 素/(mg/g) 类胡萝卜素/ 叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 分析图表,回答下列问题: (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低 和 ,叶片主要吸 收可见光中的 光。 (2)光照强度逐渐增加达到2 000 μmol· 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 084 第三单元 细胞的能量供应和利用 m-2·s-1 时,ygl的净光合速率较 WT更高, 但两者净光合速率都不再随光照强度的增加 而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有 较高的光补偿点,可能的原因是叶绿素含量 较低和 。 (3)与 WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度栽 培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl 群体的净光合速率较高,表明该群体 ,是其高产的原因之一。 (4)试分析在0~50 μmol·m -2·s-1 范围的 低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变 化,在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势 曲线。在此基础上,分析图a和你绘制的曲 线,比较高光照强度和低光照强度条件下 WT 和ygl的净光合速率,提出一个科学问题: 。 4.(2023·湖南卷)如图是水稻和玉米的光合作 用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶 对CO2 的Km 为450 μmol·L -1(K 越小,酶 对底物的亲和力越大),该酶既可催化RuBP 与CO2 反 应,进 行 卡 尔 文 循 环,又 可 催 化 RuBP与O2 反应,进行光呼吸(绿色植物在光 照下消耗O2 并释放CO2 的反应)。该酶的酶 促反应方向受CO2 和 O2 相对浓度的影响。 与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束 鞘,其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场 所,维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成 有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用 PEPC酶(PEPC对CO2 的Km 为7 μmol·L -1) 催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2 反应生 成C4,固定产物C4 转运到维管束鞘细胞后释 放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题: (1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产 物是 (填具体名称),该产物跨叶绿 体膜转运到细胞质基质合成 (填“葡 萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后,再通过 长距离运输到其他组织器官。 (2)在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合 作用强度 (填“高于”或“低于”)水 稻。从光合作用机制及其调控分析,原因是 (答出三点即可)。 (3)某研究将蓝细菌的CO2 浓缩机制导入水 稻,水稻叶绿体中CO2 浓度大幅提升,其他生 理代谢不受影响,但在光饱和条件下水稻 的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 (答出三点即可)。 5.(2022·山东卷)强光条件下,植物吸收的光 能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可 导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现 象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响 机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处 理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键 蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分 充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 085 hh 分组 处理 甲 清水 乙 BR 丙 BR+L (1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分 离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析液 在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光 的颜色是 。 (2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用 暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的 产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反 应速率不再增加,可能的原因有 、 (答出2种原 因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是 。 (3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光 抑制 (填“增强”或“减弱”);乙组与 丙组相比,说明BR可能通过 发挥作用。 学习至此,请完成课时作业12 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 M  光系统、光呼吸、C4 途径、CAM途径、人工合成淀粉等 一、光系统 情境链接:如图是光系统及电子传递链。 植物光合作用的光反应大多是在光系统内进 行的。光系统涉及两个反应中心:光系统Ⅱ (PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)。 (1)光系统Ⅱ进行水的光解,产生氧气、H+和 自由电子(e-),光系统Ⅰ主要是介导NADPH 的产生。 (2)电子(e-)经过电子传递链:质体醌→细胞 色素b6f复合体→质体蓝素→光系统Ⅰ→铁 氧还蛋白→NADPH。 (3)电子传递过程是高电势到低电势(光系统 Ⅱ和Ⅰ中的电子传递由于光能的作用,从而 逆电势传递,这是一个吸能的过程),因此,电 子传递过程中释放能量,质体醌利用这部分 能量将质子(H+)逆浓度从类囊体的基质侧 泵入囊腔侧,从而建立了质子浓度(电化学) 梯度。当然,光系统Ⅱ在类囊体的囊腔侧进 行的水的光解产生质子(H+)以及在类囊体 的基质侧 H+和 NADP+形成 NADPH 的过 程,为建立质子浓度(电化学)梯度也有所 贡献。 (4)类囊体膜对质子是高度不通透的,因此, 类囊体内的高浓度质子只能通过 ATP合成 酶顺浓度梯度流出,而ATP合成酶利用质子 顺浓度梯度流出的能量来合成ATP 【典例1】 (2021·湖南卷)图a为叶绿体的结 构示意图,图b为叶绿体中某种生物膜的部 分结构及光反应过程的简化示意图。回答 下列问题: (1)图b表示图a中的 结构,膜上发 生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-, 光能转化成电能,最终转化为 和 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 086 hh 生的磷酸 丙 糖 不 断 运 出 叶 绿 体,若 使 用TPT专一抑制剂处理小麦叶片,则 磷酸丙糖被留在叶绿体内,合成淀粉, 由于淀粉 增 加,大 量 积 累 在 叶 绿 体 中 不能及时 运 出,会 抑 制 光 合 作 用 的 进 行,所以叶绿体中淀粉含量会增加,但 是不会持续增加,C错误;当细胞质基 质中的Pi浓度低时,就会限制磷酸丙 糖从叶绿 体 运 出,这 就 促 使 淀 粉 在 叶 绿体基质 中 形 成,导 致 细 胞 质 基 质 中 蔗糖合成量减少,D错误。 2.(1)模块1和模块2 五碳化合物(或 C5) (2)减 少 模 块3为 模 块2提 供 的 ADP、Pi和NADP+不足 (3)高于 人工光合作用系统没有呼 吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消 耗糖类) (4)叶片气孔开放程度降低,CO2 的吸 收量减少 解析:(1)该系统中的模块1和模块2 的功能相当于光合作用光反应阶段的 光合色 素 对 光 能 的 吸 收 和 水 的 光 解, 同时,通过模块1和模块2将光能转化 为电能 再 转 化 为 化 学 能 储 存 在 ATP 和 NADPH 中,所 以 该 系 统 中 执 行 相 当于叶绿体中光反应功能的模块是模 块1和模块2。模块3的功能相当于 光合作用的暗反应,甲与CO2 结合完 成CO2 的 固 定,甲 为 五 碳 化 合 物(或 C5)。(2)正常运转过程中气泵突然停 转,系统中CO2 突然减少,CO2 的固定 减弱,但短 时 间 内 C3 的 还 原 不 变,则 短时间内乙(C3)的含量将减少。若气 泵停转时间较长,则模块3为模块2提 供的原 料 ADP、Pi和 NADP+ 就 会 不 足,进而影 响 模 块2中 的 能 量 转 换 效 率。(3)在 与 植 物 光 合 作 用 固 定 CO2 量相等的 情 况 下,该 系 统 只 进 行 光 合 作用,不进行呼吸作用,只有糖类的积 累,没有糖类的消耗,所以该系统糖类 的积累量高于植物。(4)干旱条件下, 很多植物 为 了 减 弱 蒸 腾 作 用,减 少 水 分散失,会降低叶片气孔开放程度,叶 片气孔的开放程度会影响对CO2 的吸 收,CO2 的吸收量减少,会使植物光合 作用速率降低。 3.B 突然中断CO2 供应,暗反应中二氧 化碳固定 减 少,而 三 碳 化 合 物 还 原 仍 在进行,因此C3 减少,C5 增多,会暂时 引起叶绿体基质中C5/C3 的值增大,A 错误;突 然 中 断 CO2 供 应 会 使 C3 减 少,因此C3 还原利用的 ATP减少,导 致ATP积累增多,而 ADP含量减少, 因 此 会 暂 时 引 起 叶 绿 体 基 质 中 ATP/ADP的值 增 大,B正 确;由 于 光 合色素主 要 吸 收 红 光 和 蓝 紫 光,对 绿 光吸收最 少,突 然 将 红 光 改 为 绿 光 会 导致 光 反 应 产 生 的 ATP和 NADPH 减少,这 将 使 暗 反 应 中 C3 的 还 原 减 弱,导致C5 减少,C3 增多,因此会暂时 引起叶 绿 体 基 质 中 C3/C5 的 值 增 大, C错误;突然将绿光改变为红光会导致 光反应吸 收 的 光 能 增 加,光 反 应 产 生 的ATP和 NADPH 增 加,而 ADP相 对含量减 少,因 此 会 暂 时 引 起 叶 绿 体 基质中ATP/ADP的值增大,D错误。 4.B 若 实 验 过 程 中 给 紫 罗 兰 提 供 14CO2,首先 进 行 二 氧 化 碳 的 固 定,出 现14C3,再出现14C5,A正确;由适宜光 照变为较低光照时,短时间内C3 含量 增多,C5 的含量减少,故C3 与C5 比值 将增大,B错误;已知O—T3 段为最适 温度,若 T3 时刻改为降低温度,酶活 性降低,之 后 光 合 速 率 的 变 化 趋 势 与 图中大致相同,C正确;T2 时刻后,给 予适宜光照,光合作用增强,叶绿体中 ATP与ADP相互转化的速率加快,D 正确。 􀪋􀪋 真题演练感悟高考 􀪋􀪋 1.C 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下 降,LHCⅡ与PSⅡ分离减 少,PSⅡ光 复合体 对 光 能 的 捕 获 增 强,A 正 确; Mg2+是叶绿素的组成成分,其含量减 少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含 量减少,导致对光能的捕获减弱,B正 确;弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,增强 对光能的捕获,C错误;PSⅡ光复合体 能吸收光能,并分解水,水的光解产生 H+、电子和O2,D正确。 2.D 两种突变体的出现增加了遗传多 样性,A错误;叶绿素主要吸收红光和 蓝紫光,突变体2的叶绿素a和叶绿素 b的含量比突变体1的少,故突变体2 比突变 体1吸 收 红 光 的 能 力 弱,B错 误;两种突变体的光合色素含量差异, 可能是同一个基因突变方向不同导致 的,C错误;野生型的叶绿素与类胡萝 卜素的比值为4.19,叶绿素含量较高, 叶片呈绿 色,突 变 体 的 叶 绿 素 与 类 胡 萝卜素的 比 值 大 幅 下 降,叶 绿 素 含 量 少,不能掩盖类胡萝卜素的颜色,此时 叶片呈黄色,D正确。 3.C 夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过 多使气孔 部 分 关 闭,进 入 体 内 的 CO2 量减少,暗反应减慢,光合作用强度明 显减 弱,A正 确;夏 季 中 午 气 温 过 高, 导致光合 酶 活 性 降 低,呼 吸 酶 不 受 影 响(呼 吸 酶 最 适 温 度 高 于 光 合 酶),光 合作用强 度 减 弱,但 此 时 光 合 作 用 强 度仍然大 于 呼 吸 作 用 强 度,即 呼 吸 释 放的CO2 量小于光合固定的CO2 量, B正确;光合色素分布在叶绿体的类囊 体薄膜而非叶绿体内膜上,C错误;夏 季中午叶 片 蒸 腾 作 用 强,失 水 过 多 使 气孔部分关闭,进入体内的CO2 量减 少,暗 反 应 减 慢,导 致 光 反 应 产 物 积 累,产生反馈抑制,使叶片转化光能的 能力下降,光合作用强度明 显 减 弱,D 正确。 4.A 水光解产生O2 的场所是叶绿体的 类囊体薄 膜 的 内 侧,若 被 有 氧 呼 吸 利 用,则氧气在线粒体内膜上被利用,氧 气从穿过叶绿体类囊体薄膜1层膜开 始,再穿过叶绿体2层膜,然后进入同 一细胞中的线粒体,穿过线粒体的2层 膜,所以至少要穿过5层膜,A错误;光 反应 中 NADP+ 与 电 子 (e- )和 质 子 (H+)结合形成 NADPH,然后在暗反 应过程中被消耗,B正确;由图可知,产 生的ATP可 用 于 暗 反 应 以 及 核 酸 代 谢、色素合成等其他消耗能量的反应, C正确;电 子(e- )在 类 囊 体 薄 膜 上 的 有序传 递 是 完 成 光 能 转 换 的 重 要 环 节,D正确。 5.(1)光合作用和呼吸作用 (2)叶绿体中的叶绿素对红光有较高 的吸收峰值,红光照射下保卫细胞进 行光合作用制造有机物,使保卫细胞 的渗透 压 上 升,细 胞 吸 水 膨 胀,气 孔 开放 (3)蓝光作为信号能促进保卫细胞逆 浓度梯度吸收K+,使保卫细胞渗透压 上升,细胞吸水膨胀,气孔张开 (4)不能 解析:(1)气孔是植物体与外界气体交 换的通道,光合作用、呼吸作用与蒸腾 作用中氧气、二氧化碳和水蒸气都是经 过气孔进 出 植 物 叶 肉 细 胞 的,故 气 孔 开闭影响 植 物 的 光 合 作 用、呼 吸 作 用 和蒸腾 作 用 等 生 理 过 程。(2)叶 绿 素 主要吸收红光和蓝紫光。红光照射下 保卫细 胞 进 行 光 合 作 用 制 造 有 机 物, 使细胞的 渗 透 压 上 升,促 进 保 卫 细 胞 吸水,细胞体积膨胀,气孔开放。(3)题 中显示,蓝 光 可 作 为 一 种 信 号 促 进 保 卫细胞逆浓度梯度吸收 K+,提高了细 胞的渗透压,保卫细胞吸水能力增强, 体积 膨 大,气 孔 开 放,因 此,在 饱 和 红 光的基础 上 补 加 蓝 光 照 射 叶 片,气 孔 开度可 进 一 步 增 大。(4)光 反 应 可 为 暗反应的进行提供 ATP和还原氢,某 种除草 剂 能 阻 断 光 合 作 用 的 光 反 应, 暗反应因缺少能量和还原氢而不能进 行,导致光合速率下降,合成的有机物 减少,导致保卫细胞渗透压下降,吸水 能力下降,气孔开度减小,故在使用除 草剂的条 件 下,给 予 光 照 不 能 使 气 孔 维持一定的开度。 第5课时　光合作用的 影响因素及其应用 考点一　探究光照强度 对光合作用强度的影响 􀪋􀪋 必备知识梳理 􀪋􀪋 1.(1)气体 (2)LED台灯离实验装置的 距离 (3)O2 上浮 圆形小叶片上 浮的数量 2.光照强度 调节光源与烧杯的距离 光合作用强度 同一时间段内叶片浮 起数量 叶片大小、溶液的量保持一致 3.圆形小叶片浮起的数量 4.一定光照强度 增强 5.(1)色素 酶 (2)光照强度、二氧化碳 浓度、温度、水分等 原 料 能 量 的 供应 秒判正误 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× 􀪋􀪋 命题规律探究 􀪋􀪋 1.A 分析题意,该实验的自变量是光照 强度或灯 泡 距 烧 杯 的 距 离,因 变 量 应 该是反映 光 合 作 用 强 度 的 指 标,即 叶 片上浮速率或一定时间内圆叶片浮起 的数量,A正确;将乙装置中的NaHCO3 溶 液 换 成 等 量 的 NaOH 溶 液 后, NaOH能吸收CO2,使CO2 浓度下降, 叶片不能 上 浮,无 法 测 得 呼 吸 作 用,B 错误;照 光 与 不 照 光 部 分 的 生 理 过 程 中的差别 是 光 合 作 用 是 否 进 行,故 右 侧照光后称重得到的是总光合作用减 去呼吸 消 耗 后(净 光 合 作 用)的 重 量, 左侧遮光后称重得到的是呼吸作用消 耗后的重 量,右 侧 截 取 部 分 光 合 作 用 制造的有机物总量是(b-a),C错误; 据图可知,图丙中bc段曲线平缓,但此 时的NaHCO3 的浓度较高,说明此时 限制因素可能是光照强度,D错误。 2.B 装置中的二氧化碳缓冲液在光照 下可以为 光 合 作 用 提 供 二 氧 化 碳,所 以在较强光照下氧气不断产生导致气 压增大,有色液滴向右移动,再放到黑 暗环境中,二 氧 化 碳 缓 冲 液 可 以 吸 收 呼吸作用 产 生 的 二 氧 化 碳,氧 气 不 断 被消 耗,气 压 减 小,有 色 液 滴 向 左 移 动,A正确;将图甲中的二氧化碳缓冲 液换成质量分数为1%的氢氧化钠溶 液,装置 内 的 二 氧 化 碳 全 部 被 氢 氧 化 钠吸收,光 合 作 用 只 能 利 用 来 自 植 物 自身呼吸 作 用 产 生 的 二 氧 化 碳,光 合 速率下降,暗 反 应 会 抑 制 光 反 应 的 进 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -540- 参 考 答 案 行,故植 物 幼 苗 叶 绿 体 产 生 NADPH 的速率将减小,B错误;再适当升高温 度,光合速率下降,真光合速率会发生 图乙中从b到a的变化,同时呼吸速率 可能增大,故可能会发生从a到b的变 化,C正确;图示是在最适温度条件下 进行的,若 适 当 提 高 二 氧 化 碳 缓 冲 液 的浓度,光合强度会增加,D正确。 考点二　光合作用的 影响因素及应用 􀪋􀪋 必备知识梳理 􀪋􀪋 1.(1)高于 (2)加快 (3)增大 下降 2(1)ATP及 NADPH > = < (2)增大CO2 浓度 (3)酶的活性 深耕教材 1.(1)光照强度逐渐增大。 (2)原因不同。图1中,10—12时温度 很高,导致气孔大量关闭,CO2 无法进 入叶片组织,致使光合作用暗反应受 到限制;图2中,10:00以后曲线bCO2 吸收量下降,但是CO2 的消耗量增加, 说明此时光合作用强度明显减弱是呼 吸速率加快引起的。 (3)根据本题信息,可以利用温室大棚 控制光照强度、温度的方式,如补光、 遮阴、生炉子、喷淋降温等,提高绿色 植物光合作用强度。 2.甲 根据曲线图可知,甲种植物的光 饱和点较高,对光照的需求大。当甲、 乙两种植物单独种植时,如果种植密 度过大,植株接受的光照强度减弱,导 致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。 3.植物在光下光合作用吸收CO2 的量大 于呼吸作用释放CO2 的量,使密闭小 室中CO2 浓度降低,光合速率也随之 降低。 秒判正误 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× 􀪋􀪋 命题规律探究 􀪋􀪋 1.D 如果横坐标是CO2 浓度,在 一 定 温度范围内,随着温度升高,光合作用 强度增强,但 超 过 最 适 温 度 后 光 合 作 用强度反而下降,故无法确定甲、乙两 条曲线温度的高低,A错误;若横坐标 是温度,则 随 着 温 度 升 高,甲、乙 曲 线 在最高点 后 都 应 下 降,而 不 是 保 持 水 平,B错误;叶绿体中的色素主要吸收 红光和蓝 紫 光,色 素 吸 收 其 他 波 长 的 光很少或 不 吸 收,光 合 作 用 强 度 也 相 应较弱或为零,C错误;若横坐标表示 光照强度,甲可以表示较高CO2 浓度, 乙表示较低CO2 浓度,D正确。 2.C O→t1,光照较弱,光合速率较慢, 限制因 素 为 光 照 强 度,若 在t1 前 充 CO2,则暗反应速率也不会显著提高, A错误;t1→t2,光反应速率显著提高, 产生的NADPH和 ATP增加,导致暗 反应速率也增加,B错误;t3→t4,CO2 浓度增加,叶绿体基质中生成的C3 增 加,消耗NADPH的速率提高,C正确; t4 后短暂时间内,由于缺少光照,ATP 和 NADPH 减 少,还 原 C3 的 速 率 减 慢,但短时间内C3 继续生成,故叶绿体 中C3/C5 的值将上升,D错误。 3.C 甲图中的D点表示光合速率与呼 吸速率相 等 的 状 态,此 时 叶 肉 细 胞 的 光合作用 大 于 呼 吸 作 用,与 丙 图 中 的 (1)对应,D点之前植株已经开始进行 光合作用,A错误;甲图中的 H点表示 光合速率 与 呼 吸 速 率 相 等 的 状 态,与 乙图中 的h点 对 应,甲 图 中 的 DE段 CO2 含量下降速度最快即净光合速率 最大,此时光合作用最强,B错误;乙图 中ac段植物处于黑暗状态,细胞只进 行呼吸作用,对应丙图中的(4)状态,cd 段表示 呼 吸 速 率 大 于 光 合 速 率 的 状 态,对应图丙中的(3)状态,C正确;乙 图中dh段植物吸收CO2,光合速率大 呼吸速 率,积 累 有 机 物,而cd段 和hi 段植物释放CO2,光合速率小于 呼 吸 速率,体内有机物减少,D错误。 4.D 当突然遮光,光照强度降低,光反 应 减 弱,光 反 应 产 生 的 NADPH 和 ATP减少,C3 的还原减弱,C5 的生成 减少,而 CO2 的 固 定 依 旧 在 进 行,C5 的消耗暂时不变,故C5 减少,A错误; 光照条件下,植物既进行光合作用,也 进行呼吸作用,因此叶绿体、线粒体和 细胞质基质都会产生 ATP,B错误;由 于遮光后植物不进行光合作用只进行 呼吸作用,所 以B值 就 应 代 表 该 植 物 呼吸作用释放二氧化碳速率,C代表遮 光后短时间内除呼吸作用释放二氧化 碳外其他途径释放二氧化碳速率,降低 光照强度,光合作用降低,图形A面积变 小,图形B代表的是呼吸作用,其面积不 会变小,C错误;据题可知,该植物光呼 吸速率为5-3=2(μmol·m -2·s-1), 该植物在光照下叶绿体固定CO2 的速 率为7+3+2=12(μmol·m -2·s-1), D正确。 5.A 措施②春化处理是为了促进花芽 形成,反映了低温与作物开花的关系, ④光周期 处 理,反 映 了 昼 夜 长 短 与 作 物开花的关系,A正确;措施③风干储 藏可以减 少 自 由 水,从 而 减 弱 细 胞 呼 吸,降低有机物的消耗,⑤合理密植的 主要目的 是 提 高 能 量 利 用 率,促 进 光 合作用,B错误;措施②春化处理是为 了促进花 芽 形 成,⑤⑥的 主 要 目 的 是 促进作物的光合作用,C错误;措施① ③的主要目的是降低作物或种子的呼 吸作用强度,④光周期处理,目的是促 进或抑制植物开花,D错误。 6.(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的 竞争;增加土壤氧气含量,促进根系的 呼吸作用 (2)肥料中的矿质元素只有溶解在水 中才能被作物根系吸收 (3)A和C 作物 A光饱和点高且长 得高,可以利用上层光照进行光合作 用;作物C光饱和点低且长得矮,与作 物A间作后,能利用下层的弱光进行 光合作用 解析:(1)中 耕 松 土 过 程 中 去 除 了 杂 草,减少了杂草和农作物之间的竞争; 疏松土壤 可 以 增 加 土 壤 的 含 氧 量,有 利于根细 胞 的 有 氧 呼 吸,促 进 矿 质 元 素 的 吸 收,从 而 达 到 增 产 的 目 的。 (2)农田施肥时,肥料中的矿质元素只 有溶解在水中,以离子形式存在,才能 被作物 根 系 吸 收。(3)分 析 表 中 数 据 可知,作物A、D的株高较高,B、C的株 高较低,作物A、B的光饱和点较高,适 宜在较强光照下生长,C、D的光饱和 点较低,适宜在弱光下生长,综合上述 特点,应选取作物A和C进行间作,作 物A可利用上层光照进行光合作用, 作物C能利用下层的弱光进行光合作 用,从而提高光能利用率。 􀪋􀪋 真题演练感悟高考 􀪋􀪋 1.D 高温使呼吸酶的活性增强,呼吸作 用变强,消 耗 大 量 养 分,A正 确;高 温 使气孔导度变小,光合作用强度减弱, 有机物合成减少,B正确;高温使作物 蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫, C正确;高温使作物叶绿素降解,光反 应生 成 的 NADPH 和 ATP 减 少,D 错误。 2.D 将小麦置于密闭容器中,在适宜且 恒定的温 度 和 光 照 条 件 下 培 养,容 器 内的CO2 含量下降,说明植物光合速 率大于呼吸速率,随着CO2 含量逐渐 降低,植物光合速率逐渐降低,直到光 合作用与 呼 吸 作 用 相 等,容 器 中 气 体 趋于稳定,D正确。 3.(1)类胡萝卜素/叶绿素比例上升 蓝紫 (2)高于 呼吸速率较高 (3)有机物积累较多 (4) 为什么达到光饱和点时,ygl的净光合 速率高于 WT 解析:(1)根据表格信息可知,ygl植株 叶绿素含量较低且类胡萝卜素与叶绿 素比值比较高,故叶片呈现出黄绿色。 叶绿素主 要 吸 收 红 光 和 蓝 紫 光,类 胡 萝卜素主要吸收蓝紫光,由ygl叶色黄 绿可推测,主要吸收蓝紫光。(2)根据 图a净光合速率曲线变化可知,WT先 到达光饱和点,即ygl的光饱和点高于 WT。光补 偿 点 是 光 合 速 率 等 于 呼 吸 速率时的光照强度,ygl有较高的光补 偿点,可 能 原 因 是 一 方 面 光 合 速 率 偏 低,另一方面是呼吸速率较高,结合题 意可知,ygl有较高的光补偿点是因为 叶绿素含量较低导致相同光照强度下 光合速率较低,且由图c可知ygl呼吸 速率较 高。(3)净 光 合 速 率 较 高 则 有 机物的积累量较多,更有利于植株生长 发育,因此产量较高。(4)根据图b和图 c可得出在0~50 μmol·m -2·s-1 范围 的低光照强度下,WT和ygl的净光合 速率趋势曲线,图示见答案。分析图a 和绘制的曲线,可提出问题:为什么达 到光 饱 和 点 时,ygl的 净 光 合 速 率 高 于 WT? 4.(1)3 磷酸甘油醛 蔗糖 维管组 织 (2)高于 高光照条件下玉米可以将 光合产物及时转移;玉米的PEPC酶对 CO2 的亲和力比水稻的 Rubisco酶更 高;玉米能通过PEPC酶生成C4,使维 管束鞘内的CO2 浓度高于外界环境, 抑制玉米的光呼吸 (3)酶的活性达到最大,对CO2 的利用 率不再提高;受到 ATP以及 NADPH 等物质含量的限制;原核生物和真核 生物光合作用机制有所不同 解析:(1)玉米的光合作用过程与水稻 相比,虽然CO2 的固定过程不同,但其 卡尔文循 环 的 过 程 是 相 同 的,结 合 水 稻的卡尔文循环图解,可以看出CO2 固定的直接产物是3 磷酸甘油酸,然 后直接被还原成3 磷酸甘油醛。3 磷 酸甘油 醛 在 叶 绿 体 中 被 转 化 成 淀 粉, 在叶绿体 外 被 转 化 成 蔗 糖,蔗 糖 是 植 物长距离 运 输 的 主 要 糖 类,蔗 糖 在 长 距离运 输 时 是 通 过 维 管 组 织 进 行 的。 (2)干旱、高光强时会导致植物气孔关 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -541- hh 闭,吸收的CO2 减少,而玉米的PEPC 酶对CO2 的亲和力比水稻的 Rubisco 酶更高;玉米能通过PEPC酶生成C4, 使维管束鞘内的CO2 浓度高于外界环 境,抑制玉米的光呼吸;且玉米能将叶 绿体内的光合产物通过维管组织及时 转移出 细 胞。因 此 在 干 旱、高 光 照 强 度环境下,玉 米 的 光 合 作 用 强 度 高 于 水稻。(3)将蓝细菌的CO2 浓缩机制 导入水稻 叶 肉 细 胞,只 是 提 高 了 叶 肉 细胞内的CO2 浓度,而植物的光合作 用强度受 到 很 多 因 素 的 影 响;在 光 饱 和条件下如果光合作用强度没有明显 提高,可能是水稻的酶活性达到最大, 对CO2 的利用率不再提高,或是受到 ATP和NADPH 等物质含量的限制, 也可能是 因 为 蓝 细 菌 是 原 核 生 物,水 稻是真核 生 物,二 者 的 光 合 作 用 机 制 有所不同。 5.(1)蓝紫 (2)五碳化合物供应不足 CO2 供应 不足 强光照射后短时间内,光反应 速 率 增 大,水 光 解 产 生 氧 气 的 速 率 增大 (3)减弱 促进光反应关键蛋白的合成 解析:(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素 有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜 素,其中 胡 萝 卜 素 在 层 析 液 中 溶 解 度 最大,故色素分离时,随层析液在滤纸 上扩散 速 度 最 快 的 色 素 是 胡 萝 卜 素, 主要吸 收 蓝 紫 光。(2)影 响 光 合 作 用 的外界因素有光照强度、CO2 的含量、 温度等;其内部因素有酶的活性、色素 的数量、五 碳 化 合 物 的 含 量 等。强 光 照射后短 时 间 内,苹 果 幼 苗 光 合 作 用 暗反应达 到 一 定 速 率 后 不 再 增 加,可 能的原因有五碳化合物供应不足、CO2 供应不足;氧 气 的 产 生 速 率 继 续 增 加 的原因是 强 光 照 射 后 短 时 间 内,光 反 应速率增 大,水 光 解 产 生 氧 气 的 速 率 增大。(3)据 图 分 析,与 甲 组 相 比,乙 组加入BR后光合作用强度较高,说明 加入BR后光抑制减弱;乙组用BR处 理,丙组用BR和试剂L处理,与乙组 相比,丙组光合作用强度较低,由于试 剂L可抑制光反应 关 键 蛋 白 的 合 成, 说明BR可能通过促进光反应关键蛋 白的合成发挥作用。 命题情境二　光系统、光呼吸、 C4 途径、CAM途径、 人工合成淀粉等 典例1:(1)类囊体膜 NADPH 减慢 (2)①Fecy 实验一中叶绿体B双层 膜局部受损时,以Fecy为电子受体的 放氧量明显大于双层膜完整时,实验 二中叶绿体B双层膜局部受损时,以 DCIP为电子受体的放氧量与双层膜 完整时 无 明 显 差 异;结 合 所 给 信 息: “Fecy具有亲水性,而DCIP具有亲脂 性”,可推知叶绿体双层膜对以Fecy为 电子受体的光反应有明显阻碍作用 ②类囊体上的色素吸收光能、转化光能 ③ATP的合成依赖于水光解的电子传 递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜 上的ATP合酶,叶绿体 A、B、C、D类 囊体薄膜的受损程度依次增大,因此 ATP的产生效率逐渐降低 解析:图a表示叶绿体的结构,图b中 有水的光解和 ATP的生成,表示光合 作用 的 光 反 应 过 程。(1)光 反 应 发 生 在叶绿体的类囊体薄膜上,即 图b表 示图a的类囊体膜,光反应过程中,色 素 吸 收 的 光 能 最 终 转 化 为 ATP 和 NADPH中活跃的化学能,若二氧化碳 浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中 电子受体NADP+减少,则图b中的电 子去 路 受 阻,电 子 传 递 速 率 会 减 慢。 (2)①比较叶绿体 A和叶绿体B的实 验结果,实验一 中 叶 绿 体B双 层 膜 局 部受损时,以Fecy为电子受体的放氧 量明显大 于 双 层 膜 完 整 时,实 验 二 中 叶绿体B双层膜局部受损时,以DCIP 为电子受体的放氧量与双层膜完整时 无明显差异;结合所 给 信 息:“Fecy具 有亲水性,而DCIP具有亲脂性”,可推 知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体 的光反应有明显阻碍作用。②在无双 层膜阻碍、类囊体松散的条件下,更有 利于类囊体上的色素吸收、转化光能, 从而提高光反应速率,所以该实验中, 光反应速率最高的是叶绿体C。③根 据图b可知,ATP的合成依赖于水光 解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通 过类囊体薄膜上的 ATP合酶,叶绿体 A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次 增大,因此ATP的产生效率逐渐降低。 对点训练1:D PSⅡ、PSⅠ上含有吸收 光能的色 素,光 合 色 素 易 溶 于 有 机 溶 剂,A正确;光反应中水的光解产生氧 气发生在叶绿体类囊体薄膜内,O2 扩 散到邻近的线粒体中被利用至少要经 过1层类囊体膜、2层叶绿体膜和2层 线粒体膜,共5层膜,B正确;H+ 能通 过PQ运输回到类囊体腔内,此过程为 逆浓度梯 度 运 输,需 要 消 耗 电 子 中 的 能量,C正 确;图 中 ATP合 酶 合 成 的 ATP并不止为暗反应提供能量,例如, 当处于高光照和高氧低二氧化碳情况 下,绿 色 植 物 可 吸 收 氧 气,消 耗 ATP、 NADPH,分解部分C5 并释放CO2,这 个过程叫 做 光 呼 吸,此 时 的 光 呼 吸 既 可以消 耗 光 反 应 阶 段 生 成 的 多 余 的 ATP和 NADPH,又 可 以 为 暗 反 应 阶 段提供原料,D错误。 典例2:(1)①⑥ 叶绿素a和叶绿素b (2)过氧化氢 (3)光呼吸和呼吸作用 光合作用强 度等于呼吸作用 (4)直接 解析:(1)类囊体薄膜发生的反应有水 的光 解,以 及 ATP与 NADPH 的 形 成,即①⑥。叶 绿 素 主 要 吸 收 红 光 和 蓝紫光,叶绿素主要有叶绿素a和叶绿 素b两种,叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素 b呈黄绿色;类胡萝卜素主要吸收蓝紫 光,用红 光 照 射 参 与 反 映 的 主 要 是 叶 绿素a和叶绿素b。(2)过氧化氢酶能 将过氧化氢分解为O2 和H2O,所以在 C2 循环途径中,乙醇酸进入过氧化物 酶体被继 续 氧 化,同 时 生 成 的 过 氧 化 氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2 和 H2O。(3)a曲线t1~t2 时段,有光 照,所以CO2 是由细胞呼吸和光呼吸 共同产生的。b曲线有光照后t1~t2 时段CO2 下降最后达到平衡,说明呼 吸作 用 和 光 合 作 用 达 到 了 平 衡。(4) 图Ⅲ代谢途径,通过降低了光呼吸,提 高了植株 生 物 量,直 接 提 升 了 流 入 生 态系统的能量,是直接价值。 对点训练2:(1)基质 光照停止,产生的 ATP、NADPH减少,暗反应消耗的C5 减少,C5 与O2 结合增加,产生的CO2 增多 (2)低 喷施SoBS溶液后,光合作用 固定的CO2 增加,光呼吸释放的CO2 减少,即叶片的CO2 吸收量增加,释放 量减少,此时,在更低的光照强度下, 两者即可相等 (3)100~300 解析:(1)C5 位于叶绿体基质中,则 O2 与C5 结 合 发 生 的 场 所 在 叶 绿 体 基 质 中。正常进行光合作用的水稻突然停止 光照,则光反应产生的ATP、NADPH减 少,暗反应消耗的C5 减少,C5 与O2 结 合增加,产生的CO2 增多。(2)叶片吸 收和放出CO2 量相等时所需的光照强 度即为光饱和点,与未喷施SoBS溶液 相比,喷施100 mg/L SoBS溶液后,光 合作用固定的CO2 增加,光呼吸释放 的CO2 减少,即叶片的CO2 吸收量增 加,释放量减少。此时,在更低的光照 强度下,两者即可相等。(3)光呼吸会 消耗有机物,但光呼吸会释放CO2,补 充光合作 用 的 原 料,适 当 抑 制 光 呼 吸 可以增加作物产量,由表可知,在SoBS 溶液浓度为200 mg/L时光 合 作 用 强 度与光呼 吸 强 度 差 值 最 大,即 光 合 产 量最大,为 了 进 一 步 探 究 最 适 喷 施 浓 度,应在100~300 mg/L再设置多个 浓度梯度进一步进行实验。 典例3:(1)O2、NADPH、ATP (2)自身呼吸作用消耗 (3)C4 植物的CO2 补偿点低于C3 植 物,干 旱 条 件 下 气 孔 开 度 减 小 导 致 CO2 吸收减少,胞间CO2 浓度较低,C4 植物受到影响较小 (4)高 固定低浓度CO2 (5)C4 维管束鞘细胞、叶肉细胞 白天、晚上 解析:(1)光反应阶段发生的物质变化 为水的光解和 NADPH、ATP的合成, 因此光反应阶段的产物是O2、NADPH、 ATP。(2)叶 片 光 合 作 用 产 物 一 部 分 用来供给 自 身 呼 吸 作 用 消 耗,因 此 叶 片的光合产物不会全部运输到其他部 位。(3)由题干可知,在干旱条件下气 孔开度减小,导致CO2 吸收减少,胞间 CO2 浓度较低,C4 植物的CO2 补偿点 低于C3 植物,其更能利用低浓度CO2, 因此C4 植物受到影响较小。(4)由题 干可知,C4 植物可以在外界CO2 浓度 很低时固定CO2,此过程需要PEP羧 化酶参与,RuBP羧化酶是催化CO2 和 C5 结合的酶,即参与C3 途径的酶,在 C4 植物中,PEP羧化酶固定CO2 的能 力比RuBP羧 化 酶 高。由 题 干“C4 植 物可以 在 外 界 CO2 浓 度 很 低 时 固 定 CO2”可知,C4 途径是一个固定低浓度 CO2 的 途 径。(5)C4 植 物 和CAM 植 物只是在C3 途径前增加了C4 途径, 说明C4 途径 是 植 物 适 应 低 浓 度CO2 环境而 逐 渐 进 化 来 的。由 图 可 知,C4 植物利用PEP羧化酶进行C4 途径是 在叶肉细胞中进行的,利用RuBP羧化 酶催化CO2 和C5 结合,即C3 途径是 在维管束鞘细胞中进行的;CAM 植物 利用PEP羧化酶进行C4 途径是在晚 上进行的,利用RuBP羧化酶催化CO2 和C5 结合,即C3 途径是在白天进行的。 对点训练3:C 图示植物的叶肉细胞中 含有的叶 绿 体 有 类 囊 体,因 而 能 进 行 光合作用 的 光 反 应,而 维 管 束 鞘 细 胞 中没有类 囊 体,因 而 维 管 束 鞘 细 胞 中 只能进行 光 合 作 用 的 暗 反 应,因 此 二 者都不 能 独 立 地 进 行 完 整 的 光 合 作 用,A正确;该植物的光合作用暗反应 阶段有两次CO2 的固定,第一次固定 发生 在 叶 肉 细 胞 中,产 物 是 C4,而 后 C4 进入维管束鞘细胞中分解产生二氧 化碳,二 氧 化 碳 在 该 细 胞 中 进 行 二 次 固定,而后经过C3 还原过程合成有机 物,B正确;图中的C3 指的是3 磷酸 甘油酸,由 于 一 分 子 的 二 氧 化 碳 和 一 分子的C5 结合会生成2分子的C3,因 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -542-