重难03 光合作用过程及物质能量转化（4大题型必刷）（重难点突破讲义）高一生物上学期浙科版

该高中生物学讲义以“概念-过程-联系-应用”逻辑框架构建光合作用复习体系，通过表格对比光反应与碳反应的物质能量联系，用公式推导总光合、净光合与呼吸速率关系，清晰呈现两阶段制约机制、速率测定方法等重难点内在脉络。 讲义亮点在于分层题型设计，基础题型如光反应与碳反应场所条件辨析（题型01）夯实生命观念，综合题型如温度对光合呼吸影响分析（题型04）培养科学思维，实验设计题（题型05）提升探究实践能力，助力学生从知识理解到问题解决，支持自主复习与教师精准教学。

重难03 光合作用过程及物质能量转化 1． 理解光合作用的概念、场所及核心意义； 2． 掌握光反应和碳反应的过程、场所、物质与能量转化，明确两阶段的联系； 3． 辨析光合作用与细胞呼吸的内在关联，能结合环境因素分析二者的综合作用； 4． 能够运用光合作用和细胞呼吸的原理解决实际问题，提升综合分析能力。 一、光合作用的概念与核心要素 概念：绿色植物、藻类和某些细菌，在光照下，利用叶绿体（或光合膜）将CO₂和H₂O转化为储存能量的有机物（如葡萄糖），并释放O₂的过程。 场所：叶绿体（真核生物），类囊体薄膜（光反应）、叶绿体基质（碳反应）；原核生物（如蓝细菌）的光合场所是光合片层。 总反应式： 6CO₂ + 12H₂O C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O 二、光合作用的两个阶段 （一）光反应阶段 场所：叶绿体类囊体薄膜 条件：需要光、色素、酶、水 物质转化： 水的光解：2H₂O 4[H]（NADPH） + O₂（O₂释放到细胞外） ATP的合成：ADP + Pi + 光能 ATP（光能转化为ATP中活跃的化学能） 能量转化：光能 → ATP和NADPH中活跃的化学能 （二）碳反应阶段（卡尔文循环） 场所：叶绿体基质 条件：不需要光（但需要光反应提供的ATP和NADPH）、多种酶、CO₂ 物质转化： CO₂的固定：CO₂ + C₅（RuBP） 2C₃（三碳化合物） C₃的还原：2C₃ (CH₂O)（有机物） + C₅（再生，循环利用） 能量转化：ATP和NADPH中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 （三）光反应与碳反应的联系 联系类型 具体内容 物质联系 光反应产生的ATP和NADPH为碳反应C₃的还原提供能量和还原剂；碳反应产生的ADP、Pi和NADP⁺为光反应ATP和NADPH的合成提供原料 能量联系 光反应将光能转化为活跃化学能，碳反应将活跃化学能转化为稳定化学能，二者连续进行，缺一不可 制约关系 光反应限制碳反应：光照强度影响ATP和NADPH的生成，进而影响C₃还原速率；<br>碳反应限制光反应：碳反应消耗ATP和NADPH，若碳反应受阻，会导致ATP和NADPH积累，反过来抑制光反应 三、总光合速率、净光合速率（表观光合速率） （一）概念界定 总光合速率（真正光合速率）：植物在单位时间内通过光合作用实际固定的CO₂量、产生的O₂量或合成的有机物量（不扣除细胞呼吸消耗），是光合作用的真实速率。 净光合速率（表观光合速率）：植物在单位时间内实际从外界吸收的CO₂量、释放到外界的O₂量或积累的有机物量（扣除了细胞呼吸的消耗），是可直接观测或测定的速率（实验中测得的通常是净光合速率）。 细胞呼吸速率：植物在单位时间内通过细胞呼吸消耗的O₂量、释放的CO₂量或分解的有机物量（黑暗条件下可单独测定）。 （二）三者的数量关系 核心公式：总光合速率 = 净光合速率 + 细胞呼吸速率 具体量化表达（以单位时间为基准）： 气体层面：总光合耗CO₂量 = 净光合吸CO₂量 + 呼吸释CO₂量总光合产O₂量 = 净光合释O₂量 + 呼吸耗O₂量 有机物层面：总光合合成有机物量 = 净光合积累有机物量 + 呼吸消耗有机物量 （三）测定方法与数据解读 速率类型 测定条件 测定指标 数据解读 净光合速率 光照条件（适宜） 密闭装置中CO₂吸收量、O₂释放量；叶片重量增加量 数值为正：光合速率 > 呼吸速率（有机物积累）；<br>数值为0：光合速率 = 呼吸速率（光补偿点）；<br>数值为负：光合速率 < 呼吸速率（有机物消耗） 细胞呼吸速率 黑暗条件（排除光合作用干扰） 密闭装置中CO₂释放量、O₂吸收量；叶片重量减少量 直接反映细胞呼吸对物质的消耗速率 总光合速率 计算推导（无需直接测定） 结合上述两项数据，通过核心公式计算 真实反映光合作用的物质合成或能量转化效率 （四）速率关系与代谢状态 当光合作用速率 > 细胞呼吸速率：植物积累有机物，表现为生长、增重，环境中CO₂减少、O₂增加； 当光合作用速率 = 细胞呼吸速率：植物不积累有机物，净光合速率为0，CO₂吸收量 = CO₂释放量，O₂释放量 = O₂消耗量； 当光合作用速率 < 细胞呼吸速率：植物消耗自身储存的有机物，环境中CO₂增加、O₂减少（黑暗条件下只进行细胞呼吸）。 题型01光合作用光反应与碳反应的过程 场所定位：类囊体薄膜→光反应，叶绿体基质→碳反应； 条件区分反应：需要光、色素→光反应；不需要光、需要ATP和NADPH→碳反应； 物质转化推导逻辑：光反应核心是“水分解产[H]、O₂和ATP”，碳反应核心是“CO₂固定和C₃还原”，注意C₅的再生循环； 分析环境因素影响：光照强度影响光反应（ATP、NADPH生成），CO₂浓度影响碳反应（CO₂固定），温度影响酶活性（同时影响两阶段）。 【典例1】下列关于绿色植物光合作用的叙述，错误的是（    ） A．光反应发生在叶绿体的类囊体膜上 B．光反应为碳反应提供NADPH和ATP C．碳反应中光能转化为有机物中的化学能 D．光合作用所需的CO2可来自细胞呼吸 【典例2】如图是生物体内能量供应与利用的示意图，下列叙述正确的是（    ） A．只有绿色植物才具有进行①过程所需的色素 B．①过程产生的ATP只用于②过程中固定CO2和还原三碳酸 C．叶绿体内形成1分子葡萄糖，需要卡尔文循环6轮 D．④中的能量可用于肌肉收缩和人的红细胞吸收葡萄糖等 题型02 总光合、净光合与呼吸速率的计算与应用 明确数据来源：实验中光照条件下测得的是净光合速率，黑暗条件下测得的是呼吸速率，总光合速率需通过公式推导； 结合曲线解读： 净光合速率曲线：光照为0时，纵坐标绝对值为呼吸速率；曲线与横轴交点为光补偿点（净光合=0，总光合=呼吸）；曲线峰值为光饱和点（总光合速率达到最大）； 总光合速率曲线：由净光合曲线与呼吸曲线叠加得到，始终在呼吸曲线之上。 【典例3】如图表示温度对野生型小麦光合作用与细胞呼吸的影响，已知其他条件相同且适宜，下列叙述错误的是（    ）    A．P点时表示植物的光合速率等于呼吸速率 B．P点时若突然降低光照，短时间内三碳酸的消耗速率降低 C．在温度5ᶜC~25°C的区间，温度是限制光合作用的主要因素 D．25℃时该野生型小麦净初级生产量最高 题型03 环境因素对光合作用与细胞呼吸综合作用 单一因素影响分析： 光照强度：主要影响净光合速率和总光合速率，呼吸速率基本不变；光补偿点后，随光照增强，净光合速率上升，光饱和点后趋于稳定； 温度：同时影响总光合速率和呼吸速率，二者最适温度不同（通常光合最适温度低于呼吸）；低温时三者均低，高温时光合速率下降更显著，净光合速率可能由正转负； CO₂浓度：主要提高总光合速率和净光合速率，呼吸速率不变；CO₂饱和点后，光合速率不再上升； 农业生产应用：通过控制光照强度（如大棚补光）、CO₂浓度（如增施有机肥）、温度（如昼夜温差），使总光合速率与呼吸速率的差值（净光合速率）最大化，提高有机物积累量。 【典例4】外界环境条件的改变会影响光合作用过程中物质含量的变化。当其他条件不变时，适当降低光照强度，则短时间内三碳酸的含量会（　　） A．上升 B．下降 C．不变 D．无法确定 题型04 光合作用与细胞呼吸相关实验设计与分析 实验设计原则：对照原则（光照组vs黑暗组，探究光合与呼吸的差异）、单一变量原则（如自变量为光照强度，因变量为净光合速率）； 常用实验装置改进： 测定净光合速率：光照下的密闭装置+CO₂传感器（检测吸收量）或O₂传感器（检测释放量）； 测定呼吸速率：黑暗下的密闭装置+NaOH溶液（吸收呼吸释放的CO₂，检测O₂吸收量）； 实验结果误差分析：排除温度变化、装置漏气等无关变量干扰，确保数据仅反映光合或呼吸作用。 【典例5】为研究光照强度对植物光合作用强度的影响，某学习小组设计实验装置如图甲所示（密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化）。将实验装置放置于室温一段时间后，测量小室中的气体释放量，改变光源距离，重复实验，得到实验结果如图乙所示。    下列叙述正确的是（    ） A．光源距离为b和d时，植物的光合速率相等 B．光源距离位于cd之间时，植物叶肉细胞的光合速率小于呼吸速率 C．光源距离小于c和大于c时释放的气体不同 D．光源距离为a时，限制光合速率的因素为光照强度 1．根据下图所示光合作用流程，判断下列说法正确的是（    ） A．如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加 B．甲大部分留在叶绿体内，作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料 C．在碳反应中，三碳酸接受ATP和NADPH释放的能量，并被NADPH还原 D．碳反应中形成的三碳糖大部分离开卡尔文循环 2．将长势相同的A、B两种植物幼苗分别置于相同且适宜的光照、温度条件下，在密闭透明容器中测定CO2浓度随时间的变化，结果如图所示。下列相关分析正确的是（    ） A．在实验范围内，A植物的净光合速率始终高于B植物 B．在实验的前10分钟，A植物积累的有机物总量低于B植物 C．在实验第30分钟时突然停止光照，两容器中的CO2浓度均不会立即上升 D．曲线平稳后，两植物细胞中均有O2从叶绿体主动转运至线粒体中消耗 阅读下列材料，完成下面小题： 荔枝的叶绿有光泽，可入药，具清热解毒功效，其果肉多汁，味道甘甜，营养价值高，但不易保存。 3．某小组同学从荔枝绿叶中提取并分离光合色素。下列叙述错误的是（    ） A．分离光合色素时，滤液细线要处于层析液的上方 B．各色素带宽度不同表明其在叶绿体中的含量有差异 C．滤液细线齐、细、颜色深是实验结果明显清晰的关键 D．研磨时未加入碳酸钙，远离滤液细线的2条色素带消失 4．下图表示荔枝果实的细胞呼吸过程，A—E表示物质，①—④表示过程。下列叙述正确的是（    ） A．B中的氧元素来自丙酮酸和A B．①过程表示糖酵解，②过程表示乳酸发酵 C．③过程有水的消耗，④过程有水的产生 D．荔枝果实应在低温、高湿、无氧条件下贮存 5．植物的光合作用中存在“光补偿点”和“光饱和点”，其中光补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，光饱和点是指植物光合速率达到最大时所需要的最低光照强度。下列叙述正确的是（    ） A．当光照强度为光补偿点时，则叶肉细胞的净光合速率为0 B．若降低环境中CO2的浓度，则光补偿点向右上方移动 C．植物叶肉细胞内的叶绿素含量，既影响光补偿点也影响光饱和点 D．在光饱和点的基础上提高光照强度，植物的光合速率会进一步提高 6．某种植物叶片分别在不同光照强度、温度下相关指标的变化曲线如图1和图2所示（其余条件均相同，单位为mmol·cm-2·h-1）。 下列叙述正确的是（    ） A．图1中光照强度为2.5klx时，植物真正光合速率达到最大值的一半 B．据图2分析，温度为30℃和40℃时，仅30℃能积累有机物 C．若图1是30℃下测得的结果，则图2的A点对应的光照强度可能不为4 klx D．若降低环境中的CO2浓度，图1中的C、D点不变和图2中的A、B点下移 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难03 光合作用过程及物质能量转化 1． 理解光合作用的概念、场所及核心意义； 2． 掌握光反应和碳反应的过程、场所、物质与能量转化，明确两阶段的联系； 3． 辨析光合作用与细胞呼吸的内在关联，能结合环境因素分析二者的综合作用； 4． 能够运用光合作用和细胞呼吸的原理解决实际问题，提升综合分析能力。 一、光合作用的概念与核心要素 概念：绿色植物、藻类和某些细菌，在光照下，利用叶绿体（或光合膜）将CO₂和H₂O转化为储存能量的有机物（如葡萄糖），并释放O₂的过程。 场所：叶绿体（真核生物），类囊体薄膜（光反应）、叶绿体基质（碳反应）；原核生物（如蓝细菌）的光合场所是光合片层。 总反应式： 6CO₂ + 12H₂O C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O 二、光合作用的两个阶段 （一）光反应阶段 场所：叶绿体类囊体薄膜 条件：需要光、色素、酶、水 物质转化： 水的光解：2H₂O 4[H]（NADPH） + O₂（O₂释放到细胞外） ATP的合成：ADP + Pi + 光能 ATP（光能转化为ATP中活跃的化学能） 能量转化：光能 → ATP和NADPH中活跃的化学能 （二）碳反应阶段（卡尔文循环） 场所：叶绿体基质 条件：不需要光（但需要光反应提供的ATP和NADPH）、多种酶、CO₂ 物质转化： CO₂的固定：CO₂ + C₅（RuBP） 2C₃（三碳化合物） C₃的还原：2C₃ (CH₂O)（有机物） + C₅（再生，循环利用） 能量转化：ATP和NADPH中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 （三）光反应与碳反应的联系 联系类型 具体内容 物质联系 光反应产生的ATP和NADPH为碳反应C₃的还原提供能量和还原剂；碳反应产生的ADP、Pi和NADP⁺为光反应ATP和NADPH的合成提供原料 能量联系 光反应将光能转化为活跃化学能，碳反应将活跃化学能转化为稳定化学能，二者连续进行，缺一不可 制约关系 光反应限制碳反应：光照强度影响ATP和NADPH的生成，进而影响C₃还原速率；<br>碳反应限制光反应：碳反应消耗ATP和NADPH，若碳反应受阻，会导致ATP和NADPH积累，反过来抑制光反应 三、总光合速率、净光合速率（表观光合速率） （一）概念界定 总光合速率（真正光合速率）：植物在单位时间内通过光合作用实际固定的CO₂量、产生的O₂量或合成的有机物量（不扣除细胞呼吸消耗），是光合作用的真实速率。 净光合速率（表观光合速率）：植物在单位时间内实际从外界吸收的CO₂量、释放到外界的O₂量或积累的有机物量（扣除了细胞呼吸的消耗），是可直接观测或测定的速率（实验中测得的通常是净光合速率）。 细胞呼吸速率：植物在单位时间内通过细胞呼吸消耗的O₂量、释放的CO₂量或分解的有机物量（黑暗条件下可单独测定）。 （二）三者的数量关系 核心公式：总光合速率 = 净光合速率 + 细胞呼吸速率 具体量化表达（以单位时间为基准）： 气体层面：总光合耗CO₂量 = 净光合吸CO₂量 + 呼吸释CO₂量总光合产O₂量 = 净光合释O₂量 + 呼吸耗O₂量 有机物层面：总光合合成有机物量 = 净光合积累有机物量 + 呼吸消耗有机物量 （三）测定方法与数据解读 速率类型 测定条件 测定指标 数据解读 净光合速率 光照条件（适宜） 密闭装置中CO₂吸收量、O₂释放量；叶片重量增加量 数值为正：光合速率 > 呼吸速率（有机物积累）；<br>数值为0：光合速率 = 呼吸速率（光补偿点）；<br>数值为负：光合速率 < 呼吸速率（有机物消耗） 细胞呼吸速率 黑暗条件（排除光合作用干扰） 密闭装置中CO₂释放量、O₂吸收量；叶片重量减少量 直接反映细胞呼吸对物质的消耗速率 总光合速率 计算推导（无需直接测定） 结合上述两项数据，通过核心公式计算 真实反映光合作用的物质合成或能量转化效率 （四）速率关系与代谢状态 当光合作用速率 > 细胞呼吸速率：植物积累有机物，表现为生长、增重，环境中CO₂减少、O₂增加； 当光合作用速率 = 细胞呼吸速率：植物不积累有机物，净光合速率为0，CO₂吸收量 = CO₂释放量，O₂释放量 = O₂消耗量； 当光合作用速率 < 细胞呼吸速率：植物消耗自身储存的有机物，环境中CO₂增加、O₂减少（黑暗条件下只进行细胞呼吸）。 题型01光合作用光反应与碳反应的过程 场所定位：类囊体薄膜→光反应，叶绿体基质→碳反应； 条件区分反应：需要光、色素→光反应；不需要光、需要ATP和NADPH→碳反应； 物质转化推导逻辑：光反应核心是“水分解产[H]、O₂和ATP”，碳反应核心是“CO₂固定和C₃还原”，注意C₅的再生循环； 分析环境因素影响：光照强度影响光反应（ATP、NADPH生成），CO₂浓度影响碳反应（CO₂固定），温度影响酶活性（同时影响两阶段）。 【典例1】下列关于绿色植物光合作用的叙述，错误的是（    ） A．光反应发生在叶绿体的类囊体膜上 B．光反应为碳反应提供NADPH和ATP C．碳反应中光能转化为有机物中的化学能 D．光合作用所需的CO2可来自细胞呼吸 【答案】C 【详解】A、光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，此处分布光合色素和酶，用于光能的吸收与转化，A正确； B、光反应生成的NADPH和ATP为暗反应中C3的还原提供能量和还原剂，B正确； C、在碳反应（暗反应）中，是将光反应产生的ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能，而不是光能直接转化，光能是在光反应中转化为ATP和NADPH中的化学能的，C错误； D、植物细胞呼吸产生的CO2可以作为光合作用的原料，进入叶绿体参与碳反应（暗反应），D正确。 故选C。 【典例2】如图是生物体内能量供应与利用的示意图，下列叙述正确的是（    ） A．只有绿色植物才具有进行①过程所需的色素 B．①过程产生的ATP只用于②过程中固定CO2和还原三碳酸 C．叶绿体内形成1分子葡萄糖，需要卡尔文循环6轮 D．④中的能量可用于肌肉收缩和人的红细胞吸收葡萄糖等 【答案】C 【分析】据图分析，图中①是光反应阶段，②是暗反应阶段，③是呼吸作用，④ATP的利用。 【详解】A、图中①是光反应阶段，其它生物中也可能有进行①光反应过程所需的色素，如蓝细菌，A错误； B、①光反应阶段产生的ATP用于暗反应中C3的还原过程，不参与固定过程，B错误； C、经过一次卡尔文循环，固定一分子二氧化碳，叶绿体内形成1分子葡萄糖，需要卡尔文循环6轮，C正确； D、人的红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，不需要能量，D错误。 故选C。 题型02 总光合、净光合与呼吸速率的计算与应用 明确数据来源：实验中光照条件下测得的是净光合速率，黑暗条件下测得的是呼吸速率，总光合速率需通过公式推导； 结合曲线解读： 净光合速率曲线：光照为0时，纵坐标绝对值为呼吸速率；曲线与横轴交点为光补偿点（净光合=0，总光合=呼吸）；曲线峰值为光饱和点（总光合速率达到最大）； 总光合速率曲线：由净光合曲线与呼吸曲线叠加得到，始终在呼吸曲线之上。 【典例3】如图表示温度对野生型小麦光合作用与细胞呼吸的影响，已知其他条件相同且适宜，下列叙述错误的是（    ）    A．P点时表示植物的光合速率等于呼吸速率 B．P点时若突然降低光照，短时间内三碳酸的消耗速率降低 C．在温度5ᶜC~25°C的区间，温度是限制光合作用的主要因素 D．25℃时该野生型小麦净初级生产量最高 【答案】A 【分析】如图表示温度对野生型小麦光合作用与细胞呼吸的影响，虚线表示黑暗条件下二氧化碳的释放速率，即呼吸速率；实线表示在光照条件下二氧化碳的吸收速率，即净光合作用速率；总光合速率=净光合速率+呼吸速率。 【详解】A、图中虚线表示呼吸速率，实线表示净光合速率，P点时表示植物的净光合速率等于呼吸速率，A错误； B、P点时若突然降低光照，则光反应产生的NADPH和ATP减少，进而导致暗反应速率下降，故短时间内三碳酸的消耗速率会降低，B正确； C、总光合速率=净光合速率+呼吸速率，由图中数据可知，在温度5ᶜC~25°C的区间，光合速率分别可表示为1.5、2.5、3.5、4.75、6，随温度升高，光合速率增大，说明温度是限制光合作用的主要因素，C正确； D、25℃时该野生型小麦净光合作用速率最大，所以净初级生产量最高，D正确。 故选A。 题型03 环境因素对光合作用与细胞呼吸综合作用 单一因素影响分析： 光照强度：主要影响净光合速率和总光合速率，呼吸速率基本不变；光补偿点后，随光照增强，净光合速率上升，光饱和点后趋于稳定； 温度：同时影响总光合速率和呼吸速率，二者最适温度不同（通常光合最适温度低于呼吸）；低温时三者均低，高温时光合速率下降更显著，净光合速率可能由正转负； CO₂浓度：主要提高总光合速率和净光合速率，呼吸速率不变；CO₂饱和点后，光合速率不再上升； 农业生产应用：通过控制光照强度（如大棚补光）、CO₂浓度（如增施有机肥）、温度（如昼夜温差），使总光合速率与呼吸速率的差值（净光合速率）最大化，提高有机物积累量。 【典例4】外界环境条件的改变会影响光合作用过程中物质含量的变化。当其他条件不变时，适当降低光照强度，则短时间内三碳酸的含量会（　　） A．上升 B．下降 C．不变 D．无法确定 【答案】A 【分析】光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要光能，这些化学反应可以分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段必须有光才能进行，这个阶段是在类囊体的薄膜上进行的，叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途：一是将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与NADP+结合生成NADPH，NADPH作为活泼还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP，这样光能转化为储存在ATP中的化学能。暗反应阶段有光无光都能进行，这一阶段是在叶绿体的基质中进行的，CO2被利用，经过一系列反应后生成糖类。 【详解】若适当降低光照强度，产生的[H]和ATP减少，被还原的三碳酸减少，但二氧化碳固定速率不变三碳化合物的来源基本不变，故三碳酸的含量会上升。 故选A。 题型04 光合作用与细胞呼吸相关实验设计与分析 实验设计原则：对照原则（光照组vs黑暗组，探究光合与呼吸的差异）、单一变量原则（如自变量为光照强度，因变量为净光合速率）； 常用实验装置改进： 测定净光合速率：光照下的密闭装置+CO₂传感器（检测吸收量）或O₂传感器（检测释放量）； 测定呼吸速率：黑暗下的密闭装置+NaOH溶液（吸收呼吸释放的CO₂，检测O₂吸收量）； 实验结果误差分析：排除温度变化、装置漏气等无关变量干扰，确保数据仅反映光合或呼吸作用。 【典例5】为研究光照强度对植物光合作用强度的影响，某学习小组设计实验装置如图甲所示（密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化）。将实验装置放置于室温一段时间后，测量小室中的气体释放量，改变光源距离，重复实验，得到实验结果如图乙所示。    下列叙述正确的是（    ） A．光源距离为b和d时，植物的光合速率相等 B．光源距离位于cd之间时，植物叶肉细胞的光合速率小于呼吸速率 C．光源距离小于c和大于c时释放的气体不同 D．光源距离为a时，限制光合速率的因素为光照强度 【答案】C 【分析】本实验的自变量是光源与植物的距离，因变量是气体的变化量。 【详解】AC、甲图装置液滴的移动实验测的是整个植株气体释放速率，当距离为c时，整个植株的光合速率等于呼吸速率，光照强度为b的时候，光合大于呼吸，释放的气体是氧气，d点时呼吸大于光合，释放的气体是二氧化碳，两点时光合速率不相等，呼吸速率不变，A错误、C正确； B、当距离为c时，整个植株的光合速率等于呼吸速率，但相当一部分植物细胞不能进行光合作用但可以进行呼吸作用，所以叶肉细胞中的光合速率应大于呼吸速率，B错误； D、当光源与密闭小室的距离小于a时，光合速率达到最大，限制光合作用的主要因素不再是光照强度，D错误。 故选C。 1．根据下图所示光合作用流程，判断下列说法正确的是（    ） A．如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加 B．甲大部分留在叶绿体内，作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料 C．在碳反应中，三碳酸接受ATP和NADPH释放的能量，并被NADPH还原 D．碳反应中形成的三碳糖大部分离开卡尔文循环 【答案】C 【分析】分析题图：图示为叶绿体的结构和功能示意图，其中A为类囊体堆叠形成的基粒，B为叶绿体基质，甲为三碳酸。 【详解】A、如果突然停止CO2的供应，将导致暗反应中CO2的固定减弱，导致C3含量减少，A错误； B、甲是三碳糖，大部分三碳糖运至叶绿体外，并且转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用，B错误； C、在碳反应中，三碳酸接受ATP和NADPH释放的能量，并被NADPH还原为C5或三碳糖，C正确； D、碳反应中形成的三碳糖大部分都是为了再生五碳糖，重新参与卡尔文循环，D错误。 故选C。 2．将长势相同的A、B两种植物幼苗分别置于相同且适宜的光照、温度条件下，在密闭透明容器中测定CO2浓度随时间的变化，结果如图所示。下列相关分析正确的是（    ） A．在实验范围内，A植物的净光合速率始终高于B植物 B．在实验的前10分钟，A植物积累的有机物总量低于B植物 C．在实验第30分钟时突然停止光照，两容器中的CO2浓度均不会立即上升 D．曲线平稳后，两植物细胞中均有O2从叶绿体主动转运至线粒体中消耗 【答案】C 【详解】A、在实验范围内，密闭透明容器中测定CO2浓度的减少量表示净光合速率，10min之后，B植物的净光合速率高于A植物，A错误； B、在实验的前10分钟，A植物的CO2浓度的减少量多于B植物，说明净光合速率高于B植物，故A植物积累的有机物总量高于B植物，B错误； C、在实验第30分钟时突然停止光照，暗反应还在进行，两容器中的CO2浓度均不会立即上升，C正确； D、曲线平稳后，两植物细胞中均有O2从叶绿体自由扩散至线粒体中消耗，而非主动转运，D错误。 故选C。 阅读下列材料，完成下面小题： 荔枝的叶绿有光泽，可入药，具清热解毒功效，其果肉多汁，味道甘甜，营养价值高，但不易保存。 3．某小组同学从荔枝绿叶中提取并分离光合色素。下列叙述错误的是（    ） A．分离光合色素时，滤液细线要处于层析液的上方 B．各色素带宽度不同表明其在叶绿体中的含量有差异 C．滤液细线齐、细、颜色深是实验结果明显清晰的关键 D．研磨时未加入碳酸钙，远离滤液细线的2条色素带消失 4．下图表示荔枝果实的细胞呼吸过程，A—E表示物质，①—④表示过程。下列叙述正确的是（    ） A．B中的氧元素来自丙酮酸和A B．①过程表示糖酵解，②过程表示乳酸发酵 C．③过程有水的消耗，④过程有水的产生 D．荔枝果实应在低温、高湿、无氧条件下贮存 【答案】3．D 4．C 【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验： （1）提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。 （2）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。 （3）各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。 （4）结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。 2、色素的作用：吸收、传递、转化光能；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。 3．A、纸层析时，滤液细线要处于层析液的上方，防止色素溶解在层析液中，导致实验失败，A正确； B、各色素带宽度不同表明其在叶绿体中的含量有差异， 一般来说，色素含量越多，色素带越宽，B正确； C、滤液细线齐、细、颜色深，这样可以使色素在滤纸条上的扩散起始位置一致、色素量相对较多，能让实验结果（色素带）明显清晰，是实验结果明显清晰的关键，C正确； D、研磨时未加碳酸钙，会导致叶绿素（靠近滤液细线的2条带：叶绿素a、b）被破坏，而远离滤液细线的是胡萝卜素和叶黄素，不会消失，D错误。 故选D。 4．A、由图得出B是CO2，③是有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，所以CO2中的氧元素来自丙酮酸和A （H2O）， ②代表无氧呼吸的第二阶段，B（CO2）中的氧只来自丙酮酸，A错误； B、①过程表示糖酵解（细胞呼吸第一阶段），②过程表示产生酒精和CO2的无氧呼吸（酒精发酵 ），而不是乳酸发酵，B错误； C、③过程是有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应，有水的消耗；④过程是有氧呼吸第三阶段，[H]和O2结合生成水，有水的产生，C正确； D、荔枝果实应在低温、低氧、适宜湿度条件下贮存，无氧条件下细胞会进行无氧呼吸产生酒精等，对果实造成伤害，D错误。 故选C。 5．植物的光合作用中存在“光补偿点”和“光饱和点”，其中光补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，光饱和点是指植物光合速率达到最大时所需要的最低光照强度。下列叙述正确的是（    ） A．当光照强度为光补偿点时，则叶肉细胞的净光合速率为0 B．若降低环境中CO2的浓度，则光补偿点向右上方移动 C．植物叶肉细胞内的叶绿素含量，既影响光补偿点也影响光饱和点 D．在光饱和点的基础上提高光照强度，植物的光合速率会进一步提高 【答案】C 【详解】A、光补偿点指整株植物光合速率等于呼吸速率时的光照强度，此时整株植物的净光合速率为0。但叶肉细胞的光合速率通常大于其呼吸速率，故叶肉细胞的净光合速率大于0，A错误； B、降低环境中CO2浓度会抑制暗反应，导致光合速率下降。为平衡呼吸速率，需更高光照强度补偿，故光补偿点右移，B错误； C、叶绿素含量直接影响光反应的速率，进而影响光合作用速率，包括对光补偿点和光饱和点的影响，C正确； D、光饱和点定义为光合速率达到最大时的最低光照强度，此时提高光照强度，植物的光合速率不会进一步提高，D错误。 故选C。 6．某种植物叶片分别在不同光照强度、温度下相关指标的变化曲线如图1和图2所示（其余条件均相同，单位为mmol·cm-2·h-1）。 下列叙述正确的是（    ） A．图1中光照强度为2.5klx时，植物真正光合速率达到最大值的一半 B．据图2分析，温度为30℃和40℃时，仅30℃能积累有机物 C．若图1是30℃下测得的结果，则图2的A点对应的光照强度可能不为4 klx D．若降低环境中的CO2浓度，图1中的C、D点不变和图2中的A、B点下移 【答案】C 【详解】A、图1中植物真正光合速率最大值为8（净光合）+2（呼吸）=10 mmol·cm-2·h-1，其一半为5 mmol·cm-2·h-1，光照强度2.5 klx时，净光合速率为4 mmol·cm-2·h-1，真正光合速率为4+2=6 mmol·cm-2·h-1，并非最大值的一半，A错误； B、图2中温度30℃和40℃时，CO2吸收速率（净光合速率）均大于0，均能积累有机物，B错误； C、图1若为30℃下测得，图2中30℃时的净光合速率不一定等于图1中光照强度4 klx时的净光合速率（8 mmol·cm-2·h-1），因为4 klx为该植物的光饱和点，故图2的A点对应的光照强度大于等于4 klx，C正确； D、降低CO2浓度，图1中C点（呼吸速率）不变，但D点（光补偿点）右移；图2中A点下移，B点不变，D错误。 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 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