2027届高三生物人教版一轮复习课件 第9讲光合作用

该高中生物学高考复习课件聚焦光合作用专题，依据高考评价体系覆盖色素提取与分离实验、光暗反应过程、影响因素及光合速率计算等核心考点，通过分析近五年真题明确实验题占30%、曲线分析占25%的高频考点分布，归纳出选择题、实验题、综合分析题三大常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+实验探究+思维建模”的备考策略，如结合2025年山东卷色素提取实验题，剖析“干燥处理”易错点，培养科学思维与探究实践素养。通过同位素示踪法分析元素转移、过程分析法突破C3/C5含量变化等典型题型，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此系统开展复习，提升备考效率。

光照强度 （酶的活性）温度 二氧化碳浓度 水 光合作用 捕获光能的色素 叶绿体 原理 影响因素 提取：无水乙醇 分离：层析液 叶绿素：占3/4 种类 类胡萝卜素：占1/4 两层膜 基粒：类囊体堆叠而成 叶绿体基质：含有与暗反应有关的酶 光反应 暗反应 场所：叶绿体类囊体薄膜 过程 水的光解 ATP的合成 NADPH的合成 场所：叶绿体基质 CO2的固定 过程 C3的还原 内因 遗传属性决定 外因 1.实验原理 (1)色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在 (无水乙醇或丙酮)中 (2)色素的分离：绿叶中色素在 中的溶解度不同，溶解度 的随层析液在滤纸上扩散得快，从而在扩散过程中将色素分离开来。（提醒：纸层析法） 一、捕获光能的色素和结构 （一）实验：绿叶中色素的提取和分离 有机溶剂 提取液：无水乙醇 层析液 高 分离液：层析液 （2）向研钵加少许 和 ，再加入5-10 mL ， 迅速、充分研磨。 方法步骤 （1）称取 5g 新鲜绿叶,剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。 （3）漏斗基部放一块 ，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。将 收集到试管中，及时用棉塞将试管口 。 使研磨更充分 防止叶绿素被破坏 溶解色素（提取色素） 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 滤液 提取绿叶中的色素 （1） （2） （3） 不能用滤纸（会吸附色素） 塞严 防止乙醇挥发和色素氧化 2. 制备滤纸条 滤纸条如何剪？在哪个位置画铅笔细线？ 2. 3. 4. 3. 画滤液细线 怎么画？要注意什么？ 4. 分离绿叶中的色素 怎么做？要注意什么？ 细直齐；干燥后重复画 剪去两角,防止色素带不整齐 注意：不能让滤液细线触及层析液，否则色素会被色素会被层析液溶解。 分析结果 得出结论 黄 胡 b a   色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 _____ _____ _____ 较少 较高 较快 _____ 较低 较慢 较多 _____ _____ 最少 最高 最快 最多 最低 最慢 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 1.滤纸条上四条色素带位置以及色素带宽窄有什么含义？ 溶解度的高低 含量的多少 实验结果分析 溶解度排序： 胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b 含量排序： 叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素 4.绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析 (1)收集到的滤液绿色过浅 ①未加 ，研磨不充分。 ②使用放置数天的绿叶，滤液色素( )太少。 ③一次加入大量的 ，提取浓度太低 (正确做法：分次加入少量无水乙醇)。 ④未加 或加入过少，色素分子被破坏。 二氧化硅 叶绿素 无水乙醇 碳酸钙 研磨 4.绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析 (2)滤纸条色素带重叠 ①滤纸条未经 处理。 ②滤液线未达到 的要求。 (3)滤纸条上没有色素带 ① 画滤液细线。 ②滤液细线接触到 ，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。 干燥 细、直、齐 忘记 层析液 【拓展】 提取绿叶中的色素，也可用右图所示的方法：在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，则①～④对应的色素及颜色依次为 ①胡萝卜素(橙黄色)、②叶黄素(黄色)、 ③叶绿素a(蓝绿色)、④叶绿素b(黄绿色) 1.分布：叶绿体 上。 2.作用：吸收、 、转化光能。 3.吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对 的吸收量大，类胡萝卜素对 的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量 。 类囊体薄膜 传递 红光和蓝紫光 蓝紫光 较少 （二）色素的分布和作用 比较项目 光合色素 细胞液色素 存在部位 叶绿体 液泡 溶解性 脂溶性 水溶性 代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素 颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫 颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色 红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。 【拓展】光合色素与细胞液色素的比较 5.藻类中色素种类及光在海水中的分布 藻类 色素种类 含量最多的色素 分布及主要吸收的光 绿藻 叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光 浅水层；主要吸收红光和蓝紫光 褐藻 叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、6种叶黄素 某种叶黄素主要吸收绿光和蓝紫光，反射红黄光 中水层；主要吸收绿光和蓝紫光 红藻 叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、藻红素、藻蓝素 藻红素主要吸收蓝紫光，反射红光 深水层；主要吸收蓝紫光 【补充】 （1）从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a 。 （2）研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。预测：在适当遮光的条件下叶片（比如同一植物底层叶片）中叶绿素a/b ，弱光下的吸光能力 ，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。 （3）植物工厂里不用发绿光的光源是因为 。 宽 降低 增强 绿光波长的光被光合色素吸收的最少，因此不能用于光合作用中合成有机物 1.叶绿体的结构 （1）双层膜：外膜、内膜 （2）基粒：由 堆叠而成，分布有 和与光反应有关的 。 （提醒：增大膜面积） （3）叶绿体基质：含有与暗反应有关的 。 2.叶绿体的功能——进行 的场所 类囊体 色素 酶 酶 光合作用 （三）叶绿体的结构和功能 3.叶绿体功能的实验验证 （1）恩格尔曼第一个实验 没有空气黑暗 极细光束 完全光照 实验结论：O2是由 在 条件下释放出来的， 是光合作用的场所。 叶绿体 光照 叶绿体 （2）恩格尔曼第二个实验 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在 区域。 实验结论： a．叶绿体能 用于光合作用放 。 b．叶绿体主要吸收 。（提醒：其他光不是不吸，只是吸收的少） 红光和蓝紫光 吸收光能 氧 红光和蓝紫光 4.恩格尔曼实验设计的巧妙之处 (1)实验材料用  ，水绵的叶绿体   分布，便于观察，用需氧细菌可确定 的部位。 (2)没有空气的黑暗环境排除了    的干扰。 (3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为  和   的部位，相当于一组对比实验。 (4)临时装片 曝光与 暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 水绵和需氧细菌 呈螺旋带状  释放氧气 氧气和光 有光照 无光照 局部 完全 二、光合作用的原理 （一）光合作用的探究历程 时间/发现者 内容 19世纪末 科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开， 被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖 1928年 科学家发现甲醛对植物有 作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖 1937年希尔 在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下 。 1941年鲁宾、卡门 用 的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H218O＋CO2―→植物―→18O2，H2O＋C18O2―→植物―→O2，得出光合作用释放的氧全部来自 （提醒：18O无放射性） 1954年阿尔农 在光照下，叶绿体可合成 ，这一过程总是与 相伴随 O2 毒害 可以释放出氧气 同位素示踪 水 水的光解 ATP （二）光合作用的过程 1．概念：绿色植物通过叶绿体，利用 ，将 转化成储存着能量的 ，并且释放出 的过程。 2．反应式： 3．过程 ①光反应(类囊体薄膜) ②暗反应(叶绿体基质) 绿叶体中的色素 可见光 吸收 固定 (CH2O)糖类 C5 2C3 CO2 ATP ADP+Pi NADP+ NADPH H2O O2 光解 H+ 还原 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 CO2+H2O (CH2O)+O2 叶绿体 光能 项目 光反应（希尔反应） 暗反应（卡尔文循环） 实质 光能转化为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 与光的关系 必须在光下进行 不直接依赖光 场所 物质转化 类囊体薄膜 叶绿体基质 项目 光反应 暗反应 能量转化 光能→ ATP和NADPH中的化学能→ 联系 ATP和NADPH中活跃的化学能 (CH2O)中稳定的化学能 ①光反应为暗反应提供ATP和NADPH； ②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋ 光反应阶段——光合电子传递链 NADPH 1）3H的转移 2）14C的转移 3）18O的转移： 3H2O (C3H2O ) 光反应 暗反应 （14CH2O）+14C5 14CO2 CO2的固定 14C3 C3的还原 （CH218O） 18O2 H218O 光反应 C18O2 C3 CO2的固定 C3的还原 4、光合作用中元素的转移 思考：叶绿体处于不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP含量的动态变化 1）CO2供应不变，停止光照 光反应停止→ NADPH和ATP减少→ C3还原减慢→ C3增多，C5减少 2）CO2供应停止，光照不变 CO2固定停止→ C3减少，C5增加→ C3还原减慢→ NADPH和ATP增加 5、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 条件变化 C3 C5 NADPH和ATP (CH2O) 光照变强， CO2供应不变 光照不变， CO2供应减少 ①C3和C5的变化 ； ②C5、NADPH、ATP的变化 ； 相反 一致 增多 减少 增多 增多 减少 增多 增多 减少 （1）过程分析法 2.模型法表示C3和C5等物质含量变化 （1）以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。 （2）以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，NADPH和ATP含量变化是一致的。 （3）起始值C3高于C5（约为其2倍）。   2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3 + 能量 6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2 能量 2. 过程: 1.概念: 【拓展】化能合成作用 能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。 硝化细菌 硫细菌 铁细菌等少数种类的细菌 3.进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？ 只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。 以无机物转变成为自身的组成物质。 （能够进行光合作用或者化能合成作用的生物） 自养生物： 异养生物： 4.光合作用和化能合成作用的异同 同：把二氧化碳和水合成有机物 异：利用的能量不同（光能、化学能） 硝化细菌 硫细菌 铁细菌等少数种类的细菌 底物的消耗速率 或 产物的生成速率 CO2 + H2O （CH2O） O2 + 光能 叶绿体 1、定义：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量 三、光合作用强度(光合速率） 思考：能否测量出光合作用强度？ 固定CO2的量 制造有机物（糖类）量 产生O2的量 单位时间内光合作用 29 产生O2 固定CO2 释放O2 较强光照时 吸收CO2 植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用。我们观测到的光合作用指标，如O2的释放量，是植物光合作用实际产生的总O2量吗？ O2 CO2 2.光合作用速率的测定 线粒体 叶绿体 （可以测得） （可以测得） 植物进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。 实际测量到的光合作用指标是: 净光合作用速率，称为表观光合速率。 光合作用产生的O2= 释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2 = + 净光合速率 真光合速率（总光合） 呼吸速率 单位时间: 下面请同学们思考，实验所测是否为叶片实际光合作用强度呢？我们看一下叶肉细胞的结构模式图★ 在光照较强时，光合作用产生的氧气★★一部分去线粒体参加有氧呼吸，★剩下的扩散出细胞★★，我们测的应该是 光合作用产生的减去呼吸作用消耗的氧气量，不是真正的光合作用强度。CO2的消耗量也是如此。叶绿体实际参加光合作用的 CO2量★★等于呼吸产生的和从外界吸收的CO2量★★。我们把实际测到的叶片CO2吸收量称为净光合速率，而叶绿体参与光合的C02量为总光合速率， 细胞有氧呼吸释放的CO2为呼吸速率的话，那么净光合速率等于总光合速率-呼吸速率 那么，在这些内容的基础上，如何修改光强与光合作用强度的关系图呢？ 30 1)实验原理 叶片含有空气，上浮 叶片下沉 O2充满细胞间隙，叶片上浮 抽气 光合作用 产生O2 2)变量分析 光照强度 光源与烧杯的距离 光合作用强度 叶片浮起数量 叶片大小、溶液的量 实验：探究光照强度对光合作用的影响 四.影响光合作用的因素 ①打孔: 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片。打孔时避开大叶脉。 大叶脉不含有的叶绿体 防止光照干扰实验结果 ③沉水: 将处理过的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。 ②排气: 将圆形小叶片置于吸入清水的注射器内，用手指堵住注射器前端小孔拉动活塞，使叶片内气体逸出。 为光合作用提供原料CO2 浓度过高，会导致叶肉细胞失水过多，影响细胞代谢，光合速率下降 ④分组：取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水。 （1%~2%的NaHCO3溶液） 3)实验步骤 强光 中等光 弱光 注：LED灯作为光源（冷光源，排除温度干扰），分别用不同光照强度（调节光源与烧杯的距离）去照射叶片。 ⑤光照：分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照。 吸收光的热量，避免温度的变化对实验结果造成干扰。 盛水玻璃柱： 项目　 　 烧杯　 　 小圆形叶片 加富含CO2 的清水 光照强度 叶片浮起数量 1 10片 20 mL 强 多 2 10片 20 mL 中 中 3 10片 20 mL 弱 少 ⑥观察并记录结果 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。 4)实验结论 同一时间小圆形叶片浮起的数量。 （或上浮相同数量的小圆形叶片所用时间。） 细胞间隙积累O2，浮力增大 净光合速率 本实验中的数值并不代表真正的光合速率，而是光合作用的净积累值，即光合作用与细胞呼吸的差值。 35 光照强度 0 CO2吸收 CO2 释放 A B C 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 净光合 总光合 B： 。 D： 。 （限制因素：CO2浓度、温度等） D AB： 。 BC： 。 呼吸 A： 。 C点之前限制光合作用的因素是:光照强度 四、光合作用强度的影响因素 1、光照强度 只进行呼吸作用 光合作用<呼吸作用 光合作用=呼吸作用 光合作用>呼吸作用 光合速率开始达到最大时外界的光照强度 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C 光补偿点 光饱和点 D A点：只呼吸不光合 O2 CO2 AB段：呼吸＞光合 B点：呼吸＝光合 BC段：光合＞呼吸 提醒：注意区分，单个细胞和整个植株的区别 曲线与细胞图示相结合 37 1）思考:植物体在B点时，那它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于） 当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合>V呼吸。 大于 （叶肉细胞光合作用） （叶肉细胞呼吸+其他细胞呼吸） = ①当净光合速率＞0时，植物因积累有机物而生长。 ②当净光合速率＝0时，植物不能生长。 ③当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。 2）光合速率与植物生长： 38 A B 0 阳生植物 阴生植物 C CO2吸收速率 CO2释放速率 阳生植物的光补偿点和光饱和点都大于阴生植物。 讨论：若该曲线表示的是阳生植物的光合速率， 阴生植物的曲线该如何画？生产上有哪些应用？ 光照强度 阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽或弱光条件下生长发育不良的植物。 阴生植物：在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物。 应用：合理密植，间作套种，合理利用光 阳生植物和阴生植物的光合作用比较 1.阴雨天气适当补充光照，增加光合作用强度。 2.适当延长光照时间 3.合理密植，增加光合作用面积 应用： 红光>蓝紫光>白光 >绿光 虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光， 但它是短波，没有红光容易吸收。 让相同强度的日光照射 ①大棚颜色 白色透明>红色>蓝紫色>绿色 ②用相同强度光源照射（灯泡） 2、光质 A点： 对应的CO2浓度为能进行光合作用的最低CO2浓度。 CO2补偿点 光合作用速率＝呼吸作用速率 对应的D点为CO2饱和点 B点： C点： 应用： 1.多施有机肥或农家肥； 2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等； 3.“正其行，通其风”大田中还要注意通风透气。 CO2浓度 A B 吸收速率 CO2 C 释放速率 CO2 D 3、CO2浓度 注意：有机肥需被分解者分解为二氧化碳和无机盐才能被植物吸收。 CO2补偿点 CO2饱和点 C点之后光合速率的限制因素：主要为光照强度和温度。 A温度通过影响 影响光合作用。 曲线分析: 酶的活性 B影响 开闭 应用：1.适时播种 2.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温。 3.植物“午休”现象（气孔关闭）。 4.连续阴雨天：白天和晚上均降温 4、温度 最适温度下植物光合作用最大。 温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低。 气孔 应用：合理浇灌、预防干旱 ①水是光合作用的原料 ②水是体内各种化学反应的介质 图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了 的供应。 CO2 ③缺水→气孔关闭→限制CO2进入叶片→光合作用受影响 5、水 光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。 光照不断增强，光合作用强度不断增强。 温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭， CO2供应减少，光合作用强度明显减弱。 下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。 （1）7～10时的光合作用强度不断增强原因： （2）10～12时左右的光合作用强度明显减弱原因： （3）14～17时的光合作用强度不断减弱原因： （4）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。 可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、喷淋降温等。 “光午休”现象 45 在一定范围内，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用强度不断增加。 应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶保证植物及时换新叶，同时可降低其呼吸作用消耗有机物。 内因1：叶龄对光合速率的影响 46 物 质 量 叶面积指数 单位土地面积上，植物的总叶面积 在一定的范围内，随叶面积不断增大，光合作用强度不断增加，超过一定范围后，光合作用强度不再增加。当叶面积增加到一定限度后，呼吸作用加强，净光合产量反而下降。 总光合量 净光合量 A B C 呼吸量 应用：适当修苗，合理施肥、浇水，避免枝叶徒长，封行过早。温室栽培植物时，可通过合理密植来增加光合作用面积 内因2：叶面积指数对光合速率的影响 47 内因： 外因： 基因决定酶种类数量不同 水分—应用：合理灌溉 矿质元素—应用：合理施肥 温度—影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休” CO2浓度—升高CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、加干冰… 不同植物光合作用不同； 不同部位（叶）光合作用不同； 不同叶龄的叶光合作用不同。 （应用：大棚种植用红光或蓝紫光的灯管； 无色透明的薄膜） 光照 光质（光的颜色） 光照时间： 光合面积（叶面指数） （应用：延长光照时间：一年两/三熟） 应用：合理密植、间苗、剪枝；适当升高光强度，间作套种（提高光能的利用率） 小结 1．（2025·全国卷·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是（     ）   A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 C 因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应 49 2．（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（     ） A．类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O A 叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物（丙酮酸），生成CO2和NADH 50 3．（2025·山东·高考真题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（     ） A．应使用干燥的定性滤纸 B．绿叶需烘干后再提取色素 C．重复画线前需等待滤液细线干燥 D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 B 提取光合色素可以使用新鲜的绿叶 光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸，水分会影响层析液在滤纸条上扩散从而影响色素的分离 51 4．（2025·安徽·高考真题）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（     ） A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉 B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验 C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度 D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关 C 只可计算出净光合作用强度 实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，用化学传感器监测光照时O2浓度变化，只可计算出净光合作用强度，无法得知呼吸强度，无法计算出实际光合作用强度 52 5．（2025·江苏·高考真题）科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题： (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破       膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入       溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的       溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为       μg/mL。 叶绿体 等渗 有机溶剂 600 53 (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有       。 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度       （填“变强”“不变”或“变弱”），说明类囊体膜具有的功能有        。 ATP、NADPH 变弱  使水分子分解产生H+；转运H+ (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有        。 各种酶和原料CO2、C5 54 6．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。   55 (1)Rubisco在叶绿体的         中催化         与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是          。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于          不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是          。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是           。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。           光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高  基质 C5   有机物（CH2O）中稳定的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为 光照强度 CO2浓度 曲线①光照强度高， 浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2 56 7．（2024·广西·高考真题）珊瑚是一类低等动物，可从环境中获取单细胞真核藻类虫黄藻，让其共生于自己细胞内，成为珊瑚-虫黄藻共生体。共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物。研究人员在实验室研究温度升高对某珊瑚-虫黄藻共生体的两种类型（A型和B型）的影响，结果见下图。回答下列问题：   57 (1)珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是       （填物质运输方式）；虫黄藻可利用CO2和H2O在       （填细胞器名称）合成糖类，为珊瑚提供营养。 (2)当光合呼吸比约等于1时，A型共生体仍能生长， 其原因是        。 (3)常温条件下，在缺少浮游生物的贫瘠海域，更具生存优势的共生体类型是       ，理由是        。 (4)若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，则据图分析B型共生体内的单个虫黄藻光合速率将       ，理由是        。 胞吞 叶绿体 可通过摄食浮游生物获取营养物质  B型 与A型相比，B型共生体的光合呼吸比更高，积累光合产物更多， 在贫瘠海域中，B型比A型更具有生存优势 所以B型共生体总光合速率下降，且藻黄虫密度变化不大，所以单个黄虫的光合速率下降 下降  升温后呼吸速率基本不变，B型光合呼吸比显著下降， 58 8．（2024·安徽·高考真题）为探究基因OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（umol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 59 (1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受          释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为        。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的         、         （填科学方法）。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率        。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。   ATP 和 NADPH  核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等 减法原理 加法原 理 增大 60 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①                ； ②                    。 与WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用     与WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率 61 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $