重难04 光合作用（重难点突破讲义）高一生物上学期人教版

该高中生物学讲义以图解、表格系统构建光合作用知识体系，梳理反应式、过程阶段（光反应与暗反应）及元素转移途径，通过对比表格呈现场所、条件等差异，突出结构与功能观及物质与能量观的生命观念。 特色在于“题型-方法-典例”分层设计，如过程图解分析类用“三步定位法”（看场所定阶段等），影响因素类结合曲线解读总光合与呼吸速率关系，培养科学思维。典例涵盖基础判断与综合分析，助力学生自主复习，教师可精准实施分层教学。

重难04 光合作用 1． 能对光合作用的原理熟练描述 2． 会分析影响光合作用的因素及相关物质的变化 1.光合作用反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2。 2.光合作用过程 写出图中序号表示的物质：①NADPH，②C3，③ADP+Pi，④O2，⑤(CH2O)。 3.光合作用过程中C、O元素转移途径 (1)14CO214C3(14CH2O) (2)O18O2 C18O2C3(CO)+O 4.光反应与暗反应的比较 项目 光反应 暗反应 场所 类囊体的薄膜上 叶绿体基质中 条件 光、色素、酶等 酶、NADPH、ATP等 物质 变化 2H2O4H++O2+4e-； NADP++H++2e-NADPH； ADP+Pi+能量ATP　 CO2+C52C3； 2C3 (CH2O)+C5 能量 变化 光能ATP和NADPH 中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能 联系 ①光反应为暗反应提供NADPH、ATP，暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。 ②没有光反应，暗反应无法长时间进行；没有暗反应，有机物无法合成 题型01过程图解分析类 1. 常考考点 叶绿体的结构与功能（类囊体薄膜是光反应场所，叶绿体基质是暗反应场所）； 光反应和暗反应的物质、能量变化（光反应产 ATP、[H]、O2；暗反应合成有机物）； 光合作用的反应物、产物（原料：CO2、H2O；产物：有机物、O2）； 原核生物（如蓝细菌）的光合作用（无叶绿体，光合色素在细胞膜上）。 光反应阶段的物质转化：H2O→O2+[H]；ADP+Pi + 能量→ATP； 暗反应阶段的物质转化：CO2的固定（CO₂+C5→2C3）；C₃的还原（2C₃→(CH2O)+C₅，需 ATP、[H]）； 各阶段的场所、条件、能量来源。 2.解题关键 牢记 “光反应需光、暗反应不需光但需光反应产物” 的核心逻辑； 区分 “叶绿体是植物光合作用的场所，但不是唯一场所（蓝细菌无叶绿体也能光合）”。 3.三步定位法： （1）看场所定阶段：类囊体薄膜→光反应；叶绿体基质→暗反应； （2）看物质定转化： 产生 O₂、ATP、[H] 的步骤→光反应； 消耗 CO₂、ATP、[H] 的步骤→暗反应； 循环再生的物质→C₅； （3） 看条件定能量：光反应的能量来源是光能；暗反应的能量来源是 ATP（光反应提供） 【典例1】给予从叶绿体中分离出的类囊体薄膜适宜光照，发现能够使蓝色的染色剂DCPIP（二氯酚靛酚）被还原成白色，由此推断正确的是（    ） A．类囊体薄膜上能产生O2 B．类囊体薄膜上能产生ATP C．类囊体薄膜含有光合色素 D．类囊体薄膜上能产生NADPH 【典例2】如图是表示猕猴桃叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题： (1)图中④代表的物质是 。 (2)A、B代表一种反应过程，则B发生的场所是 。NADPH 的名称是 ，在反应中的作用是 、 。 (3)C、D代表细胞结构，则C是 。细胞呼吸产生的能量主要去向是 。 (4)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是 。 (5)分离猕猴桃叶肉细胞中的光合色素的原理是 。 (6)如突然中断CO2的供应，图中的ATP的含量会 （填增加、减少或不变），若停止光照，C5的含量会 （填增加、减少或不变）。 题型02 影响因素类 1.解题关键 明确总光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系： 总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 2.曲线关键点解读： 光照强度为 0 时，光合速率为 0，纵坐标绝对值为呼吸速率； 光合速率 = 呼吸速率时的光照强度为光补偿点； 光合速率不再随光照强度增加时的光照强度为光饱和点。 3.光合作用过程中相关物质的变化规律 4.多因素对光合作用影响的曲线分析方法 　　解答多因素对光合作用影响的曲线题时,找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化,将多因素转变为单一因素,从而确定限制因素。当曲线上标有条件时,说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提,如最适温度下测得,则应该考虑温度以外的影响因素。 【典例3】农谚是我国劳动人民在长期农业生产中总结出的经验和智慧的结晶，其中蕴含着丰富的生物学原理。下列有关农谚中生物学原理的解释，错误的是（　　） A．“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”——缺镁会影响植物叶绿素的合成 B．“正其行，通其风”——空气流通有利于为作物光合作用提供充足的二氧化碳 C．“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”——增大昼夜温差可以增加作物有机物的积累 D．“种地不上粪，等于瞎胡混”——农家肥可直接为植物提供生长所需的有机物 【典例4】图1为绿色植物光合作用过程示意图，图中甲、乙、丙、丁表示能量或物质：图2为适宜温度条件下，甲、乙两种植物的CO₂吸收速率随光照强度的变化曲线图：      (1)图1光反应的场所是 ，甲表示 。它可转变为储存在丙和丁中的 。 (2)图1光反应的产物乙可以在同一细胞中参与有氧呼吸第 阶段，若某细胞从相邻细胞的叶绿体基质中获得乙并最终利用，至少需通过 层膜 (3)提取绿色植物叶片中色素的过程中，常用的有机溶剂是 。 (4)图2的甲、乙植物中，适宜在弱光条件下生长的是 植物。当光照强度为A时，甲植物通过光合作用固定CO₂的速率是 mg/（m²·h）；当光照强度由A变为B时，短时间内甲植物叶肉细胞中C₃的含量将 （填“增加”“不变”“减少”或“不确定”），C₅的含量将 （填“增加”“不变”“减少”或“不确定”）。 (5)当光照强度为B时，限制乙植物光合作用强度的主要环境因素是 。 1．下图为光合作用示意图，相关叙述错误的是（　　） A．①表示O2，④表示CO2 B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为（CH2O） C．C3还原过程中需要物质③即NADH作为活泼的还原剂 D．（CH2O）可以转化为蔗糖、淀粉等物质 2．目前学界普遍认为，光合作用是地球上“最重要的化学反应”。下列关于叶绿体中光合作用的叙述错误的是（　　） A．光反应必须在光下进行，暗反应有光无光都能进行 B．暗反应需大量的酶参加，光反应不需要酶 C．光反应和暗反应的反应速度不同，但两者相互依存，缺一不可 D．光反应必需在叶绿体类囊体薄膜上进行，暗反应只能在叶绿体基质里进行 3．下列关于细胞中H2O和O2的说法，正确的是（　　） A．由葡萄糖合成糖原的过程中不一定有H2O产生 B．植物细胞中只有通过光合作用才能产生O2 C．植物细胞中能产生H2O的细胞器只有核糖体、线粒体和叶绿体 D．合成ATP的过程一定有H2O产生 4．如图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误的是（    ） A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③ B．从能量角度考虑，②的进行与⑤⑥密切相关，与③无直接关系 C．蓝藻细胞中③发生在类囊体薄膜上，④发生在叶绿体基质中 D．叶肉细胞内③中O2的产生量小于⑥中O2的消耗量，则该细胞内有机物总量将减少 5．科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行周期性的光暗交替实验，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A．光照开始后短时间内，叶绿体内C3的含量会上升 B．阴影部分的面积可用来表示一个光周期的黑暗时间内ATP的消耗量 C．光照开始后两曲线逐渐重合时，光反应速率等于暗反应速率 D．光照总时间及实验时间相同的条件下，光暗交替和连续光照制造的有机物相等 6．某植物在低温环境下净光合速率（净光合速率=实际光合速率-呼吸速率）的变化趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述，错误的是（　　） A．当CO2浓度为a时，高光强下，该植物叶肉细胞中光合作用速率大于呼吸作用速率 B．当环境中CO2浓度小于a时，图示3种光强下，该植物叶肉细胞中CO2的运动方向是由线粒体到叶绿体 C．CO2浓度大于c时，要进一步提高B和C的光合速率，除图中涉及的因素外还可以适当提高温度 D．当CO2浓度为c时，光强由A变为B此时叶肉细胞叶绿体内C3化合物生成速率降低 7．红松（阳生）和人参（阴生）均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合速率与呼吸速率的比值（（P/R）随光照强度变化的曲线图。下列叙述不正确的是（    ） A．光照强度为a时，光照12小时，人参干重不变，红松干重减少 B．光照强度在b点之后，限制人参P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度 C．A、B两种植物单独种植时，若种植密度过大，则净光合速率下降幅度较大的是植物A D．若适当增加土壤中无机盐镁的含量，一段时间后B植物的a点右移 8．绿色植物的光合作用对地球上所有生物的生存都有至关重要的意义。图是光合作用过程简图，①~③表示物质，A、B表示光合作用的过程。据图回答问题。 (1)写出图中序号代表的物质：① ；② ；③ 。 (2)光合色素分布在叶绿体的 ，叶绿素主要吸收 光；提取绿叶中色素的原理是 。 (3)光合作用是一项复杂的能量转换过程，也是一个物质转变的重要途径。图中A为 阶段，此阶段发生在 中。CO2在特定酶的作用下，通过B过程形成C3，B过程称为CO2的 。 (4)若突然停止光照，短时间内C5含量 （填“上升”或“下降”），C3含量 （填“上升”或“下降”）。 9．下图表示菠菜光合作用过程，其中a－d表示不同物质，①－④及 A、B代表反应过程。请据图回答： (1)绿叶中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收 光。 (2)过程A进行的场所是 ，B过程进行的是 反应，过程③称为 。 (3)A过程产生的 可用于B过程中 。 (4)大田种植玉米时，“正其行，通其风”的主要目的是通过增加 提高光合作用强度以增加产量。控制温度也可以提高光合作用强度，温度主要通过影响光合作用中 来影响光合作用速率。 之间通过 结构进行物质运输。 10．图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，乙表示将A植物放在不同浓度的CO2环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答下列问题： (1)在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是 。 (2)图甲中的a点表示 ，如果用缺镁的培养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是 。 (3)叶绿体中ADP的移动方向是从 向 移动。 (4)e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 ；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 。(填“高”“低”或“基本一致”) (5)当光照强度为g时，比较植物A、B的有机物积累速率M1、M2的大小和有机物合成速率N1、N2的大小，结果分别为M1 M2、N1 N2(填“＞”“＜”或“＝”)。 (6)据图分析，影响光合作用的外界环境因素有 。增施农家肥可以提高光合速率的原因是① ；② 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难04 光合作用 1． 能对光合作用的原理熟练描述 2． 会分析影响光合作用的因素及相关物质的变化 1.光合作用反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2。 2.光合作用过程 写出图中序号表示的物质：①NADPH，②C3，③ADP+Pi，④O2，⑤(CH2O)。 3.光合作用过程中C、O元素转移途径 (1)14CO214C3(14CH2O) (2)O18O2 C18O2C3(CO)+O 4.光反应与暗反应的比较 项目 光反应 暗反应 场所 类囊体的薄膜上 叶绿体基质中 条件 光、色素、酶等 酶、NADPH、ATP等 物质 变化 2H2O4H++O2+4e-； NADP++H++2e-NADPH； ADP+Pi+能量ATP　 CO2+C52C3； 2C3 (CH2O)+C5 能量 变化 光能ATP和NADPH 中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能 联系 ①光反应为暗反应提供NADPH、ATP，暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。 ②没有光反应，暗反应无法长时间进行；没有暗反应，有机物无法合成 题型01过程图解分析类 1. 常考考点 叶绿体的结构与功能（类囊体薄膜是光反应场所，叶绿体基质是暗反应场所）； 光反应和暗反应的物质、能量变化（光反应产 ATP、[H]、O2；暗反应合成有机物）； 光合作用的反应物、产物（原料：CO2、H2O；产物：有机物、O2）； 原核生物（如蓝细菌）的光合作用（无叶绿体，光合色素在细胞膜上）。 光反应阶段的物质转化：H2O→O2+[H]；ADP+Pi + 能量→ATP； 暗反应阶段的物质转化：CO2的固定（CO₂+C5→2C3）；C₃的还原（2C₃→(CH2O)+C₅，需 ATP、[H]）； 各阶段的场所、条件、能量来源。 2.解题关键 牢记 “光反应需光、暗反应不需光但需光反应产物” 的核心逻辑； 区分 “叶绿体是植物光合作用的场所，但不是唯一场所（蓝细菌无叶绿体也能光合）”。 3.三步定位法： （1）看场所定阶段：类囊体薄膜→光反应；叶绿体基质→暗反应； （2）看物质定转化： 产生 O₂、ATP、[H] 的步骤→光反应； 消耗 CO₂、ATP、[H] 的步骤→暗反应； 循环再生的物质→C₅； （3） 看条件定能量：光反应的能量来源是光能；暗反应的能量来源是 ATP（光反应提供） 【典例1】给予从叶绿体中分离出的类囊体薄膜适宜光照，发现能够使蓝色的染色剂DCPIP（二氯酚靛酚）被还原成白色，由此推断正确的是（    ） A．类囊体薄膜上能产生O2 B．类囊体薄膜上能产生ATP C．类囊体薄膜含有光合色素 D．类囊体薄膜上能产生NADPH 【答案】D 【分析】光反应的场所是类囊体薄膜，暗反应的场所是叶绿体基质，光反应可以为暗反应提供ATP和NADPH。 【详解】根据题干中“从叶绿体中分离出类囊体”，可知光反应在叶绿体类囊体中进行，“发现能够使蓝色的染色剂 DCPIP 被还原成为白色”，说明产生了还原性物质。即叶绿体类囊体上进行光合作用光反应过程产生的NADPH具有还原性，不能说明类囊体薄膜上能产生氧气、ATP，也不能说明类囊体薄膜上有光合色素。 综上所述，ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【典例2】如图是表示猕猴桃叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题： (1)图中④代表的物质是 。 (2)A、B代表一种反应过程，则B发生的场所是 。NADPH 的名称是 ，在反应中的作用是 、 。 (3)C、D代表细胞结构，则C是 。细胞呼吸产生的能量主要去向是 。 (4)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是 。 (5)分离猕猴桃叶肉细胞中的光合色素的原理是 。 (6)如突然中断CO2的供应，图中的ATP的含量会 （填增加、减少或不变），若停止光照，C5的含量会 （填增加、减少或不变）。 【答案】(1)C5（五碳化合物） (2) 叶绿体基质 还原型辅酶Ⅱ 作还原剂（还原C3） 为C3的还原提供能量（为暗反应供能） (3) 细胞质基质 热能散失 (4)在缺氧条件下进行无氧呼吸 (5)色素在层析液中的溶解度不同 (6) 增多 减少 【分析】分析题图：图示表示光合作用和呼吸作用的具体过程，其中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C可代表细胞呼吸的第一阶段，D可代表有氧呼吸的第二阶段和第三阶段。图中①是O2，②为NADP+，③为ADP+Pi，④为C5。 【详解】（1）④是C5，在暗反应中与CO2反应生成C3，实现CO2的固定。 （2）B表示暗反应阶段，发生的场所是叶绿体基质。NADPH（名称：还原型辅酶Ⅱ）在光合作用暗反应阶段参与C3的还原，它既是还原剂，也为C3的还原提供能量（为暗反应供能）。 （3）C可代表细胞呼吸的第一阶段，D可代表有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，若C、D代表细胞结构，则C是细胞质基质，D是线粒体。细胞呼吸产生的能量少部分转移到ATP中，大部分以热能的形式散失了。 （4）植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条件下进行无氧呼吸，转化成酒精和二氧化碳。 （5）各色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，从而分离色素。 （6）如突然中断CO2的供应，则C3的合成速率减慢，C3的含量会降低，C3的还原减慢，消耗ATP减少，而ATP生成不变，所以ATP含量增多；若停止光照，光反应不能进行，ATP含量降低，C3还原减慢生成C5减少，而C5消耗不变，所以C5含量减少。 题型02 影响因素类 1.解题关键 明确总光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系： 总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 2.曲线关键点解读： 光照强度为 0 时，光合速率为 0，纵坐标绝对值为呼吸速率； 光合速率 = 呼吸速率时的光照强度为光补偿点； 光合速率不再随光照强度增加时的光照强度为光饱和点。 3.光合作用过程中相关物质的变化规律 4.多因素对光合作用影响的曲线分析方法 　　解答多因素对光合作用影响的曲线题时,找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化,将多因素转变为单一因素,从而确定限制因素。当曲线上标有条件时,说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提,如最适温度下测得,则应该考虑温度以外的影响因素。 【典例3】农谚是我国劳动人民在长期农业生产中总结出的经验和智慧的结晶，其中蕴含着丰富的生物学原理。下列有关农谚中生物学原理的解释，错误的是（　　） A．“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”——缺镁会影响植物叶绿素的合成 B．“正其行，通其风”——空气流通有利于为作物光合作用提供充足的二氧化碳 C．“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”——增大昼夜温差可以增加作物有机物的积累 D．“种地不上粪，等于瞎胡混”——农家肥可直接为植物提供生长所需的有机物 【答案】D 【详解】A、镁是叶绿素的重要组成元素，缺镁会导致老叶中叶绿素分解，无法合成新的叶绿素，从而出现黄化现象，A正确； B、“正其行”指合理密植，保证光照充足；“通其风”可增加空气流通，为光合作用提供更多CO2，提高暗反应速率，B正确； C、白天升温促进光合作用，夜间降温抑制呼吸作用，减少有机物消耗，从而增加净积累量，C正确； D、农家肥需经分解者分解为CO2、水和矿质元素后，才能被植物吸收，植物无法直接利用有机物，D错误。 故选D。 【典例4】图1为绿色植物光合作用过程示意图，图中甲、乙、丙、丁表示能量或物质：图2为适宜温度条件下，甲、乙两种植物的CO₂吸收速率随光照强度的变化曲线图：      (1)图1光反应的场所是 ，甲表示 。它可转变为储存在丙和丁中的 。 (2)图1光反应的产物乙可以在同一细胞中参与有氧呼吸第 阶段，若某细胞从相邻细胞的叶绿体基质中获得乙并最终利用，至少需通过 层膜 (3)提取绿色植物叶片中色素的过程中，常用的有机溶剂是 。 (4)图2的甲、乙植物中，适宜在弱光条件下生长的是 植物。当光照强度为A时，甲植物通过光合作用固定CO₂的速率是 mg/（m²·h）；当光照强度由A变为B时，短时间内甲植物叶肉细胞中C₃的含量将 （填“增加”“不变”“减少”或“不确定”），C₅的含量将 （填“增加”“不变”“减少”或“不确定”）。 (5)当光照强度为B时，限制乙植物光合作用强度的主要环境因素是 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 光能或太阳能 （活跃的）化学能 (2) 三 6 /六 (3)无水乙醇 (4) 乙 7 减少 增加 (5)CO2浓度 【分析】题图分析，图1中甲是光能，乙为氧气，丙为ATP，丁为NADPH，表示的是光合作用过程。分析图2：A点表示植物甲的光补偿点，B点表示植物乙的光饱和点，C点为植物甲的光饱和点。 【详解】（1）光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，因此光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，甲表示光能或太阳能，它在光反应过程中会转变成ATP（丙）和NADPH（丁）中活跃的化学能。 （2）图1光反应的产物乙，即氧气可以在同一细胞中进入线粒体中参与有氧呼吸第三阶段，若某细胞从相邻细胞的叶绿体基质中获得乙并最终利用，至少需通过相邻细胞叶绿体的两层膜、相邻细胞的细胞膜、自身细胞的细胞膜、线粒体两层膜，共6层膜.。 （3）提取绿色植物叶片中色素的原理是利用了叶绿体色素能溶解到有机溶剂中的特性设计的，该过程中常用的有机溶剂是无水乙醇。 （4）图2的甲、乙植物中，适宜在弱光条件下生长的是乙植物，因为乙植物的光补偿点和饱和点均低于甲植物。当光照强度为A时，甲植物通过光合作用固定CO2的速率是7mg/（m2h），即与其自身的呼吸速率相等；当光照强度由A变为B时，即光照强度增加，则光反应产生的ATP和NADPH增多，C3还原速率会加快，而二氧化碳的固定过程基本不变，因此，短时间内甲植物叫肉细胞中C3的含量将减少，由于C3还原速率加快，而C5的消耗速率基本没变，因此，C5的含量将增加。 （5）当光照强度为B时，随着光照强度的增加，甲的光合速率增强，因此B点时限制甲植物光合速率的主要环境因素是光照强度；而乙植物随着光照强度的增加，光合速率不再增加，说明此时限制乙植物光合速率的因素主要环境因素是CO2浓度（此时温度为最适温度）。 1．下图为光合作用示意图，相关叙述错误的是（　　） A．①表示O2，④表示CO2 B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为（CH2O） C．C3还原过程中需要物质③即NADH作为活泼的还原剂 D．（CH2O）可以转化为蔗糖、淀粉等物质 【答案】C 【详解】A、水的光解，产生氧气，氧气①直接释放出去，暗反应中二氧化碳的固定反应是④二氧化碳与五碳化合物结合，在酶的催化作用下，生成三碳化合物，A正确； B、暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后在ATP、NADPH和多种酶的作用下被还原为(CH2O)，B正确； C、C3还原过程中需要物质③即NADPH作为活泼的还原剂，C错误； D、（CH2O）可以转化为蔗糖、淀粉等物质，蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处，D正确。 故选C。 2．目前学界普遍认为，光合作用是地球上“最重要的化学反应”。下列关于叶绿体中光合作用的叙述错误的是（　　） A．光反应必须在光下进行，暗反应有光无光都能进行 B．暗反应需大量的酶参加，光反应不需要酶 C．光反应和暗反应的反应速度不同，但两者相互依存，缺一不可 D．光反应必需在叶绿体类囊体薄膜上进行，暗反应只能在叶绿体基质里进行 【答案】B 【详解】A、光反应需要光照，但暗反应有光无光都能进行，A正确； B、光反应中水的光解、ATP的合成等过程均需要酶（如ATP合成酶），因此光反应也需要酶参与，B错误； C、光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP和Pi，两者反应速度可能不同，但彼此依存，缺一不可，C正确； D、叶绿体中光反应需要色素的参与，必须在叶绿体类囊体薄膜上进行，暗反应必须在叶绿体基质里进行，D正确。 故选B。 3．下列关于细胞中H2O和O2的说法，正确的是（　　） A．由葡萄糖合成糖原的过程中不一定有H2O产生 B．植物细胞中只有通过光合作用才能产生O2 C．植物细胞中能产生H2O的细胞器只有核糖体、线粒体和叶绿体 D．合成ATP的过程一定有H2O产生 【答案】D 【详解】A、葡萄糖合成糖原属于多糖的脱水缩合过程，每形成一个糖苷键均会脱去一分子H₂O，该过程必然产生水，A错误； B、植物细胞中O₂主要通过光合作用的光反应阶段产生，但某些情况下（如过氧化氢酶催化反应）也能产生少量O₂，B错误； C、植物细胞中能产生H₂O的细胞器包括：核糖体（蛋白质脱水缩合）、线粒体（有氧呼吸第三阶段）、叶绿体（暗反应），但高尔基体（纤维素等多糖合成）和内质网（脂质合成）也可产生水，C错误； D、ADP和Pi生成一分子水的同时合成ATP，所以合成ATP的过程一定有H2O产生 ，D正确。 故选D。 4．如图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误的是（    ） A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③ B．从能量角度考虑，②的进行与⑤⑥密切相关，与③无直接关系 C．蓝藻细胞中③发生在类囊体薄膜上，④发生在叶绿体基质中 D．叶肉细胞内③中O2的产生量小于⑥中O2的消耗量，则该细胞内有机物总量将减少 【答案】C 【分析】据图分析：图中①表示细胞渗透作用吸水，②表示细胞吸收矿质元素离子，③表示光反应阶段，④表示暗反应阶段，⑤表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，⑥表示有氧呼吸的第二、三阶段，⑦表示无氧呼吸的第二阶段。 【详解】A、Mg是合成叶绿素的成分，光合作用光反应阶段需要叶绿素吸收、传递、转化光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成受阻，首先会受到显著影响的生理过程是③（光反应过程），A正确； B、一般情况下，植物细胞吸收无机盐的方式②是主动运输，需要消耗能量，故与⑤⑥（细胞呼吸过程）密切相关，与③（光反应过程）无直接关系，B正确； C、蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，因此也没有类囊体，C错误； D、图中光反应过程③中O₂的产生量小于有氧呼吸过程⑥中O₂的消耗量，则该叶肉细胞净光合作用量<0，该细胞内有机物总量将减少，D正确。 故选C。 5．科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行周期性的光暗交替实验，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A．光照开始后短时间内，叶绿体内C3的含量会上升 B．阴影部分的面积可用来表示一个光周期的黑暗时间内ATP的消耗量 C．光照开始后两曲线逐渐重合时，光反应速率等于暗反应速率 D．光照总时间及实验时间相同的条件下，光暗交替和连续光照制造的有机物相等 【答案】C 【详解】A、光反应产生ATP与NADPH，暗反应中C3的还原消耗ATP与NADPH；光照开始后短时间内，叶绿体内C3的含量会下降，A错误； B、由于O2的释放速率代表光反应，光反应能产生NADPH和ATP，暗反应固定CO2，消耗NADPH和ATP，所以阴影部分应该表示光反应产生量与暗反应消耗量的差值，即一个光周期的光照时间内NADPH和ATP的积累量，B错误； C、由于该实验中只存在离体的叶绿体，所以测出的O2释放速率为真光合作用的速率；由于O2的释放速率代表光反应，光反应能产生ATP与NADPH，暗反应固定CO2产生C3，C3的还原消耗ATP与NADPH，光照开始后两曲线逐渐重合时，光反应速率等于暗反应速率，C正确； D、光暗交替时暗反应能更充分地利用光反应产生的NADPH和ATP，故光照总时间及实验时间相同的条件下，光暗交替制造的有机物大于连续光照制造的有机物，D错误。 故选C。 6．某植物在低温环境下净光合速率（净光合速率=实际光合速率-呼吸速率）的变化趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述，错误的是（　　） A．当CO2浓度为a时，高光强下，该植物叶肉细胞中光合作用速率大于呼吸作用速率 B．当环境中CO2浓度小于a时，图示3种光强下，该植物叶肉细胞中CO2的运动方向是由线粒体到叶绿体 C．CO2浓度大于c时，要进一步提高B和C的光合速率，除图中涉及的因素外还可以适当提高温度 D．当CO2浓度为c时，光强由A变为B此时叶肉细胞叶绿体内C3化合物生成速率降低 【答案】B 【详解】A、当CO2浓度为a时，高光强下，为该植物光补偿点，此时整个植物的光合作用速率等于呼吸作用速率，该植物叶肉细胞中光合作用速率大于呼吸作用速率，A正确； B、当环境中CO2浓度小于a时，光合速率小于呼吸速率，所以在图示的3种光强下，该植物叶肉细胞中CO2的运动方向是由线粒体到叶绿体和细胞外，B错误； C、CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，若要进一步提高光合速率，由于图示条件是低温，除图中涉及的因素外还可以适当提高温度，C正确； D、CO2浓度为c时，光强由A变为B，光反应减弱，进而暗反应也减弱，叶肉细胞叶绿体内C3化合物生成速率降低，D正确。 故选B。 7．红松（阳生）和人参（阴生）均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合速率与呼吸速率的比值（（P/R）随光照强度变化的曲线图。下列叙述不正确的是（    ） A．光照强度为a时，光照12小时，人参干重不变，红松干重减少 B．光照强度在b点之后，限制人参P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度 C．A、B两种植物单独种植时，若种植密度过大，则净光合速率下降幅度较大的是植物A D．若适当增加土壤中无机盐镁的含量，一段时间后B植物的a点右移 【答案】D 【详解】A、由图可知，光照强度为a时：人参（曲线B）的P/R=1，说明光合速率 = 呼吸速率，光照12小时，净光合速率为0，干重不变；红松（曲线A）的P/R<1，说明光合速率 < 呼吸速率，光照12小时，净光合速率为负，干重减少，A正确； B、光照强度在b点之后，人参（曲线B）的P/R不再随光照强度增大而显著上升（已达光饱和点）。由于温度、水分适宜，此时限制光合速率（P/R）增大的主要外界因素是CO2浓度，B正确； C、植物A（红松，阳生）对光照强度要求高，若种植密度过大，光照强度降低对其光合速率影响更显著；植物B（人参，阴生）耐弱光，光照降低对其影响较小。因此，净光合速率下降幅度较大的是植物A，C正确； D、镁是叶绿素的组成元素，适当增加土壤中镁的含量，植物B（人参）的叶绿素合成增加，光补偿点（P/R=1时的光照强度，即a点）会左移（较低光照强度下就能使光合速率 = 呼吸速率），而非右移，D错误。 故选D。 8．绿色植物的光合作用对地球上所有生物的生存都有至关重要的意义。图是光合作用过程简图，①~③表示物质，A、B表示光合作用的过程。据图回答问题。 (1)写出图中序号代表的物质：① ；② ；③ 。 (2)光合色素分布在叶绿体的 ，叶绿素主要吸收 光；提取绿叶中色素的原理是 。 (3)光合作用是一项复杂的能量转换过程，也是一个物质转变的重要途径。图中A为 阶段，此阶段发生在 中。CO2在特定酶的作用下，通过B过程形成C3，B过程称为CO2的 。 (4)若突然停止光照，短时间内C5含量 （填“上升”或“下降”），C3含量 （填“上升”或“下降”）。 【答案】(1) O2 NADPH/还原型辅酶Ⅱ （CH2O） (2) 类囊体薄膜 蓝紫光和红 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 (3) 暗反应/碳反应 叶绿体基质 固定 (4) 下降 上升 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中。 【详解】（1）光反应阶段中，水在光下分解产生O2，所以①是O2（氧气）；光反应中，NADP+接受电子和H+形成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），参与暗反应，所以②是NADPH；暗反应阶段，C3接受ATP释放的能量并被NADPH还原，一部分形成C5，另一部分形成糖类等有机物（CH2O），所以③是（CH2O）。 （2）光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，能够参与光反应过程；叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光；绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，依据该原理可提取绿叶中的色素。 （3）光合作用包括光反应和暗反应阶段，A过程利用光反应提供的ATP和NADPH，进行CO2固定等，是暗反应阶段，暗反应的场所是叶绿体基质；暗反应过程CO2与C5在特定酶作用下结合生成C3，这一过程叫CO2的固定。 （4）突然停止光照，光反应产生的ATP和NADPH减少，导致三碳化合物的还原减慢，而短时间内不影响二氧化碳的固定，因此短时间内C5消耗的速率不变，C5生成受阻，因此C5的含量会下降，而C3还原减慢，消耗减少，短时间内生成不变，故其含量上升。 9．下图表示菠菜光合作用过程，其中a－d表示不同物质，①－④及 A、B代表反应过程。请据图回答： (1)绿叶中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收 光。 (2)过程A进行的场所是 ，B过程进行的是 反应，过程③称为 。 (3)A过程产生的 可用于B过程中 。 (4)大田种植玉米时，“正其行，通其风”的主要目的是通过增加 提高光合作用强度以增加产量。控制温度也可以提高光合作用强度，温度主要通过影响光合作用中 来影响光合作用速率。 【答案】(1)蓝紫光和红光 (2) 类囊体薄膜 暗 CO2的固定 (3) ATP和NADPH C3的还原 (4) 二氧化碳浓度 相关酶的活性 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]（或NADPH）和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物在光反应产生的[H]（或NADPH）和ATP的作用下被还原，进而合成有机物。 【详解】（1） 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。 （2）过程A为光反应过程，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，B过程为暗反应过程，包括二氧化碳的固定和C3的还原，其中过程③称为CO2 的固定。 （3）过程A为光反应过程，光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。 （4）“正其行，通其风”的主要目的是通过增加二氧化碳浓度，促进暗反应的进行，提高光合作用强度以增加产量。控制温度的高低也可以提高光合作用强度，温度主要通过影响光合作用中相关酶的活性来影响光合作用速率。 10．图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，乙表示将A植物放在不同浓度的CO2环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答下列问题： (1)在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是 。 (2)图甲中的a点表示 ，如果用缺镁的培养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是 。 (3)叶绿体中ADP的移动方向是从 向 移动。 (4)e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 ；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 。(填“高”“低”或“基本一致”) (5)当光照强度为g时，比较植物A、B的有机物积累速率M1、M2的大小和有机物合成速率N1、N2的大小，结果分别为M1 M2、N1 N2(填“＞”“＜”或“＝”)。 (6)据图分析，影响光合作用的外界环境因素有 。增施农家肥可以提高光合速率的原因是① ；② 。 【答案】(1)A (2) A植物的细胞呼吸速率 向右 (3) 叶绿体基质 类囊体薄膜 (4) 低 高 (5) ＝ ＞ (6) 光照强度和CO2浓度 农家肥被微生物分解后为农作物提供二氧化碳 农家肥被微生物分解后为农作物提供矿质元素 【分析】1、图甲是不同植物随光照强度变化光合作用强度变化的曲线，纵轴表二氧化碳的吸收量，代表的是净光合作用强度，a点对应的数值是植物A的呼吸作用强度，b是植物A的光的补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，c点是植物A的光的饱和点，与B相比，植物A的光补偿点和饱和点都比B植物高，因此A可能是阳生植物，B可能是阴生植物。 2、图乙是二氧化碳浓度和光照强度对A植物的光合作用的影响图，其中d点光合作用强度主要受光照强度影响，e和f点光合作用强度的差异受二氧化碳浓度影响。 【详解】（1）与A植物相比，B植物能在较低光照下储存有机物，受阴雨天气影响较小，A植物受影响较大。 （2）据图分析，图甲中a点对应的光照强度为0，此时植物细胞不进行光合作用，因此该点表示A植物呼吸作用速率；镁是组成叶绿素的重要元素，如果以缺镁的完全营养液培养A植物幼苗，A植物叶绿素的含量降低，光合作用强度减弱，而呼吸作用不变，因此其光的补偿点将升高，即b点将右移。 （3）c点时植物的光合作用大于呼吸作用，在叶绿体基质中进行暗反应，发生ATP水解产生ADP的过程，而ADP合成ATP的过程发生在类囊体薄膜上，因此叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜移动。 （4）与d点相比，e点时光照强度大，光反应强，产生的NADPH和ATP多，所以C3的消耗量多，C3的生成量不变，C3的含量低；e点时，CO2的浓度较f点高，CO2的固定量大，C3的生成量大，C3的消耗量不变，C3含量高。 （5）分析题图可知，光照强度为g时，植物A、B净光合作用强度的曲线相交于一点，说明A、B的有机物积累速率M1、M2相等；但实际光合速率=净光合速率＋呼吸速率，由于植物A的呼吸作用强度大于植物B，因此实际光合作用强度是N1>N2。 （6）据图分析，影响光合作用的外界环境因素有光照强度和CO2浓度。农家肥含有丰富的有机物，可被分解者分解形成二氧化碳、无机盐等无机物，其中二氧化碳可以为光合作用提供原料而提高光合作用的强度，进而提高农作物的产量，无机盐可以为植物提供矿质营养进而增加农作物的产量。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $