2027届高三生物人教版一轮复习光合作用 基本考点巩固练习

**基本信息** 以光合作用为核心，系统整合概念辨析、过程机制、影响因素及实验探究，构建“概念-原理-应用”三层逻辑体系，突出科学思维与探究实践。 **综合设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|24个核心概念|对比分析法（如光能利用率与效率）|从定义内涵到外延差异，构建概念网络| |过程分析|光/暗反应阶段|物质能量转化模型|基于反应场所→条件→物质变化→能量变化推导| |影响因素|5类外因+曲线|补偿点/饱和点判断法|环境因子→酶活性/色素含量→光合速率的因果链| |实验探究|“色素提取分离”等实验+24题|实验变量控制与误差分析|原理→操作→结果分析→结论推导的探究流程|

光合作用基本考点 基础知识 一.概念 1．光合作用：是指绿色植物通过 ，利用 ，把 和 转化成储存着能量的 ，并且 释放出 的过程。 2．光反应阶段：光合作用 阶段中的化学反应，必须 才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。 3．暗反应阶段：光合作用 阶段中的化学反应，有 都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。 4．光能利用率：光能利用率一般是指单位 上,农作物通过 所产生的 中所含的 ,与这块土地所接受的 的比. 理论计算值:一般可达6.0～8.0%，而实际生产中仅为0.5～1.0%，最大可达2%。 光能利用率=有机物所含能量/土地所接受的太阳能 5．光合作用效率：是指绿色植物通过光合作用 的有机物中所含有的 与光合作用所 的光 能的比值，农作物的光合作用效率与二氧化碳浓度、光照强度、温度、矿质元素 等有密切关系。值得注意的是：光合作用 和光能______是两个不同的概念， 其差异是比值中的 不同； 凡是能影响光合作用效率的 都能影响农作物的 _____利用率，但能影响农作物光能利用率的 ，不一定能影响光合作用 ， 如光照 。其表示方法有：光合作用强度；光合作用速率。 6．光合作用强度：是指 时间内，单位光合作用 所固定的 ，可以用生产的 的量表示，也可以用植物释放的 的量表示；还可以用植物吸收的 的量来表示。 7．光合作用速率：通常以 每平方厘米叶面积 二氧化碳mg数表示，指的是 速率。 （真正光合速率（总） = 净光合速率 + 呼吸速率） 8．化能合成作用：自然界中存在某些 利用外界环境中的 氧化释放的 ，把CO2和H20合成为贮藏能量的 的过程。 9．新陈代谢：生物体与外界环境之间 和 以及生物体内 和 的 过程叫做新陈代谢。 10．物质代谢：生物体与外界环境之间的 交换以及生物体内 的转变过程叫做物质代谢。 11．能量代谢：生物体与外界环境之间的 交换以及生物体内 的转变过程叫做能量代谢。 12．同化作用：同化作用(又叫做 )是指生物体把从外界环境中获取的 转变成自身的组成物质,并且 的变化过程。即生物体利用能量将小分子合成为大分子的一系列代谢途径. 12. 异化作用：就是 作用，是指机体将来自环境的或细胞自己储存的 的分子(如糖类、脂类、蛋白质等)，通过一步步反应降解成 的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程 13．自养型：能够利用 合成自身的有机物的生物属于自养生物。如_______，_________，______________-等。 14．异养型：只能从外界摄取现成 的生物属于异养生物。如绝大多数 、_________等。 15．需氧型：新陈代谢异化作用的一种类型，是指物质氧化分解必需有 参与的异化作用类型，即进行 的异化作用类型。这种类型的生物要么细胞内有 的存在（真核生物），要么细胞内有与进行有氧呼吸 的存在（如能进行有氧呼吸的细菌）。 16．厌氧型：新陈代谢异化作用的另一种类型，是指物质的氧化分解不需要 参与或不能有氧参与的异化作用类型，即进行 的异化作用类型。该类型的生物分为：专性 和兼性 两种类型。专性厌氧型生物的细胞内没有 （如乳酸菌、大肠杆菌、蛔虫等）；兼性厌氧型生物（如酵母菌）在 进行有氧呼吸，在 进行无氧呼吸。专性厌氧型生物在有氧气存在时，无氧呼吸反而会受到 。 17．二氧化碳补偿点：指在 条件下，环境中进行光合作用的 浓度。二氧化碳补偿点低的植物，即使在 的二氧化碳浓度下还能进行光合作用，有光合产物。因此，低二氧化碳补偿点是植物高光合效率的重要指标。对于一种植物而言，CO2补偿点在一定的范围内可以变化，其变化范围随光照强度而异。光 时，光合降低比呼吸显著，所以要求有较高的CO2水平，才能维持光合与呼吸相等，也即CO2补偿点 。光 时，光合显著大于呼吸，CO2补偿点就 。二氧化碳补偿点与植物种类、氧浓度、辐射能及温度有关。 植物的二氧化碳补偿点 碳三植物，随浓度增高及辐射能增强而增高。温度对其影响较小，一般温度升高二氧化碳补偿点略有增高。C3植物一般为40～60ppm，C4植物为10ppm以下。这表示C4植物对二氧化碳利用能力高于C3植物。 18．二氧化碳饱和点：当空气中的二氧化碳浓度增加到一定程度后，植物的 就不会再随着二氧化碳浓度的增加而提高。这时空气中的 就称为二氧化碳 。 19．二氧化碳施肥：如同向土壤中施加肥料一样，向作物周围空气中 二氧化碳，提高CO2浓度，以增加光合速率的一种措施。空气中二氧化碳含量很低，约为325～345ppm（0.0325～0.0345％），常成为光合作用的限制因子。目前有些国家在蔬菜生产上使用，向温室或塑料薄膜棚室中施用，得到较好的效果。有实验报道，每日清晨增施1000ppm二氧化碳，2～3小时，黄瓜可增产10～40％。该方法不宜用于大田，因向大气中施加，极易逸散，利用率仅为1～4％。向土壤中施用化肥碳酸氢铵，或施加有机肥料，经微生物分解，均可向地面释放二氧化碳，可以部分的达到二氧化碳施肥的目的。 20．光补偿点：是指光合作用 与 ，处于动态平衡时的光照强度。其 随温度 而 。植物处于此种光照强度下，光合作用形成的有机物与呼吸作用消耗的有机物相抵消，但夜晚呼吸作用继续进行，以一昼夜计算，有机物将有亏损。这样，经过一定时间，植物将会由于饥饿而死亡。因此，温室栽培遇到阴暗天气，应注意适当调节室温。一般阳生植物的光补偿点为500～1000米烛光，阴生植物的光补偿点则低于500米烛光。当外界条件变化时，光补偿点也将发生变化，其变化规律为：1、若呼吸速率增加，光补偿点应右移；2、若呼吸速率减小，光补偿点应左移；3、若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，光（CO2）补偿点应右移；条件的改变使光合速率增加时，光补偿点应左移。 21．光饱和现象：在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照强度 到某一数值，即使再 光照强度，光合速率也不再随光照强度 而 的现象就是光饱和现象。开始达到 的光照强度称为光饱和点。阳生植物为20000～30000米烛光或更高，阴生植物为5000～10000米烛光或更低，同是阳生植物，C4植物比C3植物为高，甚至消失光饱和现象。Ｃ4植物的光饱和点一般比Ｃ3植物高，有的Ｃ4植物在自然光强下甚至测不到光饱和点（如玉米的嫩叶）。作物群体的光饱和点较单叶为高，小麦单叶光饱和点为２～３万勒克斯，而群体在１０万勒克斯下尚未达到饱和。这因为光照度增加时，群体的上层叶片虽已饱和，但下层叶片的光合强度仍随光照度的增加而提高，所以群体的总光合强度还在上升。 22．同位素示踪法：是指用 某种化合物的特异性的 的同位素 该化合物，以确定该化合物的 或含有该化合物的结构的变化的研究方法。如探究光合作用过程中C、O的去路；证明噬菌体侵染细菌时，控制子代噬菌体形成的物质是蛋白质还是DNA等。 23．光能自养：自养生物中能够借助于 ，利用 能把二氧化碳、水和其他无机物质合成自身的有机物的生物。 24．化能自养：自养生物中能够借外界环境中的无机物 的 能，把 、 和其他无机物质合成自身的有机物的生物。 二 光合作用基础知识 (一)．光合作用总反应式： (二). 光反应必考点: （1）光反应条件： 、 、酶、 、 、 （2）光肥应场所： （基粒） （3）光反应物质变化： ① 水的光解：2分子水 形成一分子 和 分子[H]，此过程不需要 的催化，也不需要ATP供能，直接利用 （也就是说细胞内的 反应并不一定都是由 水解供能；同时也说明细胞所发生的化学反应 都需要酶的催化） 2H2O O2 + 4[H] ② ATP的形成：ADP与PI利用 合成 。 ADP + PI ATP + H2O ③ NADPH的形成： 辅酶II（NADP+）与 和 （H+）结合，形成 辅酶II（NADPH） NADP+ + 2e + H+ NADPH 说明：NADPH既是 ，为暗反应提供[H]，又是 能源物质，同时给暗反应 。 （4）光反应能量变化：光能→（电能）→ATP、NADPH中 化学能 （5）光反应产物： 、 、 （[H]） (三). 暗反应必考点 （1）暗反应条件： 、 、 、 、 （2）暗反应场所： （3）暗反应物质变化： ① CO2 ：6分子CO2与6分子C5结合形成12分子C3，此过程需要 的催化，不 能量。 6CO2 + 6C5 12C3 ② C3 ：12C3在ATP、NADPH、酶的作用下形成 、H2O、 、 、 、 12 C3 C6H12O6+ H2O + C5 （4）暗反应能量变化：ATP、NADPH中 化学能→有机物 化学能 （5）暗反应产物：C6H12O6、 、C5、 、ADP、PI (四). 光反应与暗反应关系: ， （1）光反应为暗反应提供了 和 （[H]）。 （2）暗反应为光反应提供了 、 (3) 物质移动方向: 和 由 流向叶绿体 ; I和 由 流向 (五). 光合作用实质:把 合成 ;将 转化成 能贮藏在 中. (六). 光合作用意义: “三个来源一个促进”------ 来源、 来源、 来源、促进生物由 向 进化。 (七)影响光合作用因素 内因:酶的 和 、色素含量、 数量、叶片 等 (1)叶绿体结构模式图 (2)结构 外因:即环境因素对光合作用影响 1.光照强度: (1) 图像：(2)关键点的含义： A点：光照强度为0，此时植物只进行 ，不进 ，此 时细胞中产生ATP的场所———细胞质 和 （此时细胞内产生ATP的细胞器—— · ）。 纵坐标释放 的量，即为此温度条件下细胞的 。 B点：B点时 呼吸作用释放的 全部用于 ，即 光合作用强度=呼吸作用强度； 称B点为 点(植物白天光照强度应在光补偿点以上，植物才能正常生长)。此时植物体 =0；此刻细胞内产生ATP的场所有 、 、 （此时细胞内产生ATP的 有线粒体、叶绿体）；在温度不变的条件下，如果植物缺镁，B点将向 移。另外，植物体内能进行光合作用的细胞呼吸作用产生的 量﹤用于光合作用所消耗的 量。（不是等于）（植物体内能进行光合作用的细胞光合作用消耗的 =整个植株所有活细胞呼吸所产生的 ）。 AB段:（不包括A、B点）：光合作用强度随光照强度增加而逐渐加强，呼吸强度 （温度不变），此时呼吸作用强度 光合作用强度。整个植株有 放出。此刻细胞内产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体（此时细胞内产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体）；净同化量为 。 C点：C点为光合作用的 。光合作用强度不再随 增加而 ，此时限制光合作用不再是光照强度，而内因是 的数量和活性，外因可能是 或 浓度。如果此时增加环境中CO2浓度，C点可能向 向 移动。 BC段:（不包括B、C点）：BC段表明随着光照强度不断加强，植株光合作用强度不断加强，此时影响光合作用强度的因素主要是 。此刻细胞内产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体（此时细胞内产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体）；净同化量为 。 （3）在生产上的应用： ① 根据植物生理物性提供 光照强度（阳生植物给予强光照；阴生植物给予弱光照） ② 对温室大棚用无色 玻璃 ③ 若要降低光合作用则用 玻璃。如用红色玻璃，则透和吸收其他波长的光，光合能力较 弱。但较其他单色光强。 ④ 若要 光合作用则用无色透明玻璃，同时 其它波长的光，如红光。 2．CO2浓度： （1）图象： （2）关键点的含义： 曲线分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2 ；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B′点都表示CO2 ，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。 （3）在生产上的应用： ① 应用：大田要“ ，通其风”，多施 ； ② 温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。 3．温度：（就是温度影响酶活性曲线） (1)图象： （2）关键点的含义：光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响 的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用 AB段(10℃～35℃)，随温度的升高而逐渐加强，B点(35℃)以上光合酶活性下降，光合作用速率开始下降，40℃～50℃光合作用速率几乎完全停止 （3）在生产上的应用： ① 适时 ② 温室栽培植物时，白天适当 温度，晚上 降温 ③ 植物“午休”现象的原因之一 4．矿质元素： （1） 图象： （2） 解析：矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响 (酶)的合成；缺少P就会影响 的合成；缺少Mg就会影响 的合成。 （3）在生产上的应用：合理施肥可促进 面积增大，提高 的合成率，提高光合作用速率 5．水： (1)图象(见上图) （2）解析： （3）在生产上的应用： （八）．叶绿体中色素的提取和分离 (1)实验原理 (2)分离结果 (九)影响光能利用率的因素及生产上采取措施 1.影响因素: (1) 影响光合作用效率因素都是影响光能利用率的因素( 、CO2浓度、 、矿质营养、 ) (2) 光照 (3) 光合作用 2.措施: (1)提高光合作用效率的措施都是提高 利用率措施 (2) 温室培养、套种 (3) 合理密植 课后练习 1.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作： ①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线；③为增强实验效果，将滤液细线画粗些；④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是 A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 2.甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，得到了四种不同的层析结果(如图所示)。下列分析错误的是 A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液 B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多 C．丙可能是正确操作得到的理想结果 D．丁可能是研磨时未加入CaCO3 3.利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如下图所示)。当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确的位置应为(　　) 4.在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。以下科学实验能证明这一假说的是(　　) A．英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验 B．恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验 C．萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验 D．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验 5.下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下与实验相关的比较不正确的是(　　) A．Y2的质量大于Y3的质量 B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量 C．②中水的质量大于④中水的质量 D．试管①的质量大于试管②的质量 6.将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是(　　) A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气 B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生 C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生 D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量 7.　将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是(　　) A．类胡萝卜素 B．叶黄素 C．胡萝卜素 D．叶绿素a 8．在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是(　　) A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质 B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行 C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法 D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高 9.下图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列有关叙述错误的是(　　) A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c为ATP，f为[H] C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性 D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能 10．在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是(　　) A．C3和C5都迅速减少 B．C3和C5都迅速增加 C．C3迅速增加，C5迅速减少 D．C3迅速减少，C5迅速增加 11.下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多 B．t2→t3，暗反应限制光合作用；若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果 D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低 12．阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和释放O2量的变化，据此下列分析正确的是(　　) A．光斑照射前，光合作用无法进行 B．光斑照射后，光反应和暗反应迅速同步增加 C．光斑照射后，暗反应对光反应有限制作用 D．光斑移开后，光反应和暗反应迅速同步减弱 13.将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如图所 示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响 B．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大 C．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作 14．科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是(　　) A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同 B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同 C．光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高 D．光照强度为b～c，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高 15.用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析不合理的是(　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质 B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.8 mg 16.光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中（　　） A．需要ATP提供能量 B．DCIP被氧化 C．不需要光合色素参与 D．会产生氧气 17.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 18. 某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列叙述错误的是 A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型 B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型 C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度 D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度 19.　三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率（以CO2吸收速率表示）与胞间CO2浓度（Ci）的日变化曲线，以下分析正确的是 A.与11：00时相比，13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高 B.14:00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少 C.17:00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度 20.在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2，48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。 与本实验相关的错误叙述是 A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物 B.生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官 C.遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近 D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响 21.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下： A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。 B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。 C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。 D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。 回答下列问题： (1) 单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_ __(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是 　；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 ，这些反应发生的部位是叶绿体的 。 (2)A、B、C三组处理相比，随着 的增加，使光下产生的 能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。 22.电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2，蔬菜产量可提高70%左右，这就是著名的“电场产量倍增效应”。科学家根据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的实验，绘制如下曲线。据图回答下列问题： (1) 第1组实验的作用是 。 在饱和光照强度下，该实验的自变量是 。 (2) 第1组实验和第2组实验的曲线比较，说明_ 。(3) 根据实验曲线可知，在相同光照强度下，为了最大限度地增加作物产量，可以采取的措施是 23.下图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得气体体积变化如图乙所示。 (1) 标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是 ___。 (2) 若此时图甲植物光照强度为15 klx，则1 h光合作用产生的气体量为_ _mL。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收_ mL CO2。 (3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是_ 。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5 mL，其原因是 。 24.下面是关于植物光合作用的问题。请回答： （1）光反应发生在叶绿体的 中,H20在光反应中裂解为 。 (2) 若以14CO2作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含的三碳化合物是 。该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的 等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。 (3) 给某植物提供C1802和H20,释放的氧气中含有18O是由于 ，H218O又作为原料参与了光合作用之故 (4) 植物光合作用光饱和点可通过测定不同的 下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度 (选填: ＜、≤、＝、≥、＞)25℃。 光合作用基本考点 基础知识 一.概念 1．光合作用：是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且 释放出氧气的过程。 2．光反应阶段：光合作用第一阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。 3．暗反应阶段：光合作用第二阶段中的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。 4．光能利用率：光能利用率一般是指单位土地面积上,农作物通过光合作用所产生的有机物中所含的能量,与这块土地所接受的太阳能的比. 理论计算值:一般可达6.0～8.0%，而实际生产中仅为0.5～1.0%，最大可达2%。 光能利用率=有机物所含能量/土地所接受的太阳能 5．光合作用效率：是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用所吸收的光 能的比值，农作物的光合作用效率与二氧化碳浓度、光照强度、温度、矿质元素 等有密切关系。值得注意的是：光合作用效率和光能利用率是两个不同的概念， 其差异是比值中的分母不同； 凡是能影响光合作用效率的因素都能影响农作物的 光能利用率，但能影响农作物光能利用率的因素，不一定能影响光合作用效率， 如光照时间。其表示方法有：光合作用强度；光合作用速率。 6．光合作用强度：是指单位时间内，单位光合作用面积所固定的太阳能，可以用生产的有机物的量表示，也可以用植物释放的氧气的量表示；还可以用植物吸收的二氧化碳的量来表示。 7．光合作用速率：通常以每小时每平方厘米叶面积吸收二氧化碳mg数表示，指的是净光合速率。 （真正光合速率（总） = 净光合速率 + 呼吸速率） 8．化能合成作用：自然界中存在某些微生物,利用外界环境中的无机物氧化释放的化学能，把CO2和H2合成为贮藏能量的有机物的过程。 9．新陈代谢：生物体与外界环境之间物质和能量交换以及生物体内物质和能量的转变过程叫做新陈代谢。 10．物质代谢：生物体与外界环境之间的物质交换以及生物体内物质的转变过程叫做物质代谢。 11．能量代谢：生物体与外界环境之间的能量交换以及生物体内能量的转变过程叫做能量代谢。 12．同化作用：同化作用(又叫做合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的变化过程。即生物体利用能量将小分子合成为大分子的一系列代谢途径. 12. 异化作用：就是呼吸作用，是指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂类、蛋白质等)，通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程 13．自养型：能够利用无机物合成自身的有机物的生物属于自养生物。如蓝藻，硝化细菌，绿色植物等。 14．异养型：只能从外界摄取现成有机物的生物属于异养生物。如绝大多数动物、真菌等。 15．需氧型：新陈代谢异化作用的一种类型，是指物质氧化分解必需有氧气参与的异化作用类型，即进行有氧呼吸的异化作用类型。这种类型的生物要么细胞内有线粒体的存在（真核生物），要么细胞内有与进行有氧呼吸有关的酶的存在（如能进行有氧呼吸的细菌）。 16．厌氧型：新陈代谢异化作用的另一种类型，是指物质的氧化分解不需要氧参与或不能有氧参与的异化作用类型，即进行无氧呼吸的异化作用类型。该类型的生物分为：专性厌氧型和兼性厌氧型两种类型。专性厌氧型生物的细胞内没有线粒体（如乳酸菌、大肠杆菌、蛔虫等）；兼性厌氧型生物（如酵母菌）在有氧时进行有氧呼吸，在缺氧时进行无氧呼吸。专性厌氧型生物在有氧气存在时，无氧呼吸反而会受到抑制。 17．二氧化碳补偿点：指在光照条件下，环境中进行光合作用的最低CO2浓度。二氧化碳补偿点低的植物，即使在较低的二氧化碳浓度下还能进行光合作用，有光合产物。因此，低二氧化碳补偿点是植物高光合效率的重要指标。对于一种植物而言，CO2补偿点在一定的范围内可以变化，其变化范围随光照强度而异。光弱时，光合降低比呼吸显著，所以要求有较高的CO2水平，才能维持光合与呼吸相等，也即CO2补偿点高。光强时，光合显著大于呼吸，CO2补偿点就低。二氧化碳补偿点与植物种类、氧浓度、辐射能及温度有关。碳四植物的二氧化碳补偿点低于碳三植物，随浓度增高及辐射能增强而增高。温度对其影响较小，一般温度升高二氧化碳补偿点略有增高。C3植物一般为40～60ppm，C4植物为10ppm以下。这表示C4植物对二氧化碳利用能力高于C3植物。 18．二氧化碳饱和点：当空气中的二氧化碳浓度增加到一定程度后，植物的光合速率就不会再随着二氧化碳浓度的增加而提高。这时空气中的二氧化碳浓度就称为二氧化碳饱和点。 19．二氧化碳施肥：如同向土壤中施加肥料一样，向作物周围空气中施加二氧化碳，提高CO2浓度，以增加光合速率的一种措施。空气中二氧化碳含量很低，约为325～345ppm（0.0325～0.0345％），常成为光合作用的限制因子。目前有些国家在蔬菜生产上使用，向温室或塑料薄膜棚室中施用，得到较好的效果。有实验报道，每日清晨增施1000ppm二氧化碳，2～3小时，黄瓜可增产10～40％。该方法不宜用于大田，因向大气中施加，极易逸散，利用率仅为1～4％。向土壤中施用化肥碳酸氢铵，或施加有机肥料，经微生物分解，均可向地面释放二氧化碳，可以部分的达到二氧化碳施肥的目的。 20．光补偿点：是指光合作用吸收二氧化碳量与呼吸作用释放的二氧化碳量，处于动态平衡时的光照强度。其数值随温度增高而上升。植物处于此种光照强度下，光合作用形成的有机物与呼吸作用消耗的有机物相抵消，但夜晚呼吸作用继续进行，以一昼夜计算，有机物将有亏损。这样，经过一定时间，植物将会由于饥饿而死亡。因此，温室栽培遇到阴暗天气，应注意适当调节室温。一般阳生植物的光补偿点为500～1000米烛光，阴生植物的光补偿点则低于500米烛光。当外界条件变化时，光补偿点也将发生变化，其变化规律为：1、若呼吸速率增加，光补偿点应右移；2、若呼吸速率减小，光补偿点应左移；3、若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，光（CO2）补偿点应右移；条件的改变使光合速率增加时，光补偿点应左移。 21．光饱和现象：在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照强度增加到某一数值，即使再增高光照强度，光合速率也不再随光照强度增加而增加的现象就是光饱和现象。开始达到光饱和现象的光照强度称为光饱和点。阳生植物为20000～30000米烛光或更高，阴生植物为5000～10000米烛光或更低，同是阳生植物，C4植物比C3植物为高，甚至消失光饱和现象。Ｃ4植物的光饱和点一般比Ｃ3植物高，有的Ｃ4植物在自然光强下甚至测不到光饱和点（如玉米的嫩叶）。作物群体的光饱和点较单叶为高，小麦单叶光饱和点为２～３万勒克斯，而群体在１０万勒克斯下尚未达到饱和。这因为光照度增加时，群体的上层叶片虽已饱和，但下层叶片的光合强度仍随光照度的增加而提高，所以群体的总光合强度还在上升。 22．同位素示踪法：是指用构成某种化合物的特异性的化学元素的同位素标记该化合物，以确定该化合物的去向或含有该化合物的结构的变化的研究方法。如探究光合作用过程中C、O的去路；证明噬菌体侵染细菌时，控制子代噬菌体形成的物质是蛋白质还是DNA等。 23．光能自养：自养生物中能够借助于色素，利用日光能把二氧化碳、水和其他无机物质合成自身的有机物的生物。 24．化能自养：自养生物中能够借外界环境中的无机物氧化释放的化学能，把二氧化碳、水和其他无机物质合成自身的有机物的生物。 二 光合作用基础知识 (一)．光合作用总反应式： (二). 光反应必考点: （1）光反应条件：光、色素、酶、H2O、ADP+PI、NADP+ （2）光肥应场所：类囊体薄膜（基粒） （3）光反应物质变化： ① 水的光解：2分子水光解形成一分子氧气和4分子[H]，此过程不需要酶的催化，也不需要ATP供能，直接利用光能（也就是说细胞内的吸能反应并不一定都是由ATPA水解供能；同时也说明细胞所发生的化学反应不一定都需要酶的催化） 2H2O O2 + 4[H] ② ATP的形成：ADP与PI利用光能合成ATP。 ADP + PI ATP + H2O ③ NADPH的形成：氧化型辅酶II（NADP+）与电子和质子（H+）结合，形成还原型辅酶II（NADPH） NADP+ + 2e + H+ NAPDH 说明：NAPDH既是还原剂，为暗反应提供[H]，又是活跃能源物质，同时给暗反应供能。 （4）光反应能量变化：光能→（电能）→ATP、NADPH中活跃化学能 （5）光反应产物：O2、ATP、NADPH（[H]） (三). 暗反应必考点 （1）暗反应条件：ATP、NADPH、酶、CO2、C5 （2）暗反应场所：叶绿体基质 （3）暗反应物质变化： ① CO2固定：6分子CO2与6分子C5结合形成12分子C3，此过程需要酶的催化，不消耗能量。 6CO2 + 6C5 12C3 ② C3还原：12C3在ATP、NADPH、酶的作用下形成C6H12O6、H2O、C5、NADP+、ADP、PI 12 C3 C6H12O6+ H2O + C5 （4）暗反应能量变化：ATP、NADPH中活跃化学能→有机物稳定化学能 （5）暗反应产物：C6H12O6、H2O、C5、NADP+、ADP、PI (四). 光反应与暗反应关系:相互依存，不可分割 （1）光反应为暗反应提供了ATP和NADPH（[H]）。 （2）暗反应为光反应提供了ADP+PI、NAHP+ (3) 物质移动方向:ATP和NADPH 由叶绿体基粒流向叶绿体基质; ADP+PI和NAHP+由基质流向基粒 (五). 光合作用实质:把无机物合成有机物;将光能转化成化学能贮藏在有机物中. (六). 光合作用意义: “三个来源一个促进”------氧气来源、有机物来源、能量来源、促进生物由水生向陆生进化。 (七)影响光合作用因素 内因:酶的种类和数量、色素含量、叶绿体数量、叶片厚度等 (1)叶绿体结构模式图 (2)结构 外因:即环境因素对光合作用影响 1.光照强度: (1) 图像：(2)关键点的含义： A点：光照强度为0，此时植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，此 时细胞中产生ATP的场所———细胞质基质和线粒体（此时细胞内产生ATP的细胞器———线粒 体）。 纵坐标释放CO2的量，即为此温度条件下细胞的呼吸强度。 B点：B点时，植株呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用，即植株光合作用强度=呼吸作用强度； 称B点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上，植物才能正常生长)。此时植物体净同化量=0；此刻细胞内产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体（此时细胞内产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体）；在温度不变的条件下，如果植物缺镁，B点将向右移。另外，植物体内能进行光合作用的细胞呼吸作用产生的CO2量﹤用于光合作用所消耗的CO2量。（不是等于）（植物体内能进行光合作用的细胞光合作用消耗的CO2=整个植株所有活细胞呼吸所产生的CO2）。 AB段:（不包括A、B点）：光合作用强度随光照强度增加而逐渐加强，呼吸强度不变（温度不变），此时呼吸作用强度 > 光合作用强度。整个植株有CO2放出。此刻细胞内产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体（此时细胞内产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体）；净同化量为负值。 C点：C点为光合作用的光饱和点。光合作用强度不再随光照强度增加而加强，此时限制光合作用不再是光照强度，而内因是酶的数量和活性，外因可能是温度或CO2浓度。如果此时增加环境中CO2浓度，C点可能向上向右移动。 BC段:（不包括B、C点）：BC段表明随着光照强度不断加强，植株光合作用强度不断加强，此时影响光合作用强度的因素主要是光照强度。此刻细胞内产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体（此时细胞内产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体）；净同化量为正值。 （3）在生产上的应用： ① 根据植物生理物性提供适宜光照强度（阳生植物给予强光照；阴生植物给予弱光照） ② 对温室大棚用无色透明玻璃 ③ 若要降低光合作用则用有色玻璃。如用红色玻璃，则透和吸收其他波长的光，光合能力较白光弱。但较其他单色光强。 ④ 若要增强光合作用则用无色透明玻璃，同时补充其它波长的光，如红光。 2．CO2浓度： （1）图象： （2）关键点的含义： 曲线分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。 （3）在生产上的应用： ① 应用：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥； ② 温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。 3．温度：（就是温度影响酶活性曲线） (1)图象： （2）关键点的含义：光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用 AB段(10℃～35℃)，随温度的升高而逐渐加强，B点(35℃)以上光合酶活性下降，光合作用速率开始下降，40℃～50℃光合作用速率几乎完全停止 （3）在生产上的应用： ① 适时播种 ② 温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温 ③ 植物“午休”现象的原因之一 4．矿质元素： （1） 图象： （2） 解析：矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质(酶)的合成；缺少P就会影响ATP的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成。 （3）在生产上的应用：合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率 5．水： (1)图象(见上图) （2）解析： （3）在生产上的应用：合理灌溉 （八）．叶绿体中色素的提取和分离 (1)实验原理 (2)分离结果 (九)影响光能利用率的因素及生产上采取措施 1.影响因素: (1) 影响光合作用效率因素都是影响光能利用率的因素(光照强度、CO2浓度、温度、矿质营养、水) (2) 光照时间 (3) 光合作用面积 2.措施: (1)提高光合作用效率的措施都是提高光能利用率措施 (2) 温室培养、套种 (3) 合理密植 课后练习 1.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作： ①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线；③为增强实验效果，将滤液细线画粗些；④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是 A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 答案　D 解析　①提取绿色叶片中的色素时，在将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后，应加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10 mL无水乙醇，进行迅速、充分地研磨；②制备滤纸条时，应将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线，而不是用钢笔；③画滤液细线时，为确保色素带分离整齐、不重叠，应保证滤液细线细、直、齐，为增强实验效果，应重复画线使滤液细线处积累较多色素；④分离色素时，应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，注意不能让滤液细线触及层析液。 2.甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，得到了四种不同的层析结果(如图所示)。下列分析错误的是 A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液 B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多 C．丙可能是正确操作得到的理想结果 D．丁可能是研磨时未加入CaCO3 答案　C 解析　甲图中看不到色素带，叶绿体中的色素属于有机物，易溶于酒精等有机溶剂，难溶于水，所以出现甲图结果可能是误用蒸馏水作提取液和层析液导致的，A项正确；乙结果中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，色素浓度太低导致的，B项正确；丙结果中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不是正确操作得到的理想结果，C项错误；丁结果中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO3，破坏了叶绿素类物质造成的，因为与类胡萝卜素相比，叶绿素更易受到破坏，D项正确。学￥科网 3.利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如下图所示)。当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确的位置应为(　　) 答案　B 4.在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。以下科学实验能证明这一假说的是(　　) A．英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验 B．恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验 C．萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验 D．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验 答案　C 解析　萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用的产物除氧气外还有淀粉，即光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能，因此该实验能证明“植物在进行光合作用时发生能量转化”的假说。 5.下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下与实验相关的比较不正确的是(　　) A．Y2的质量大于Y3的质量 B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量 C．②中水的质量大于④中水的质量 D．试管①的质量大于试管②的质量 答案　C 高频考点三　光合作用的过程分析 6.将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是(　　) A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气 B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生 C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生 D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量 答案　A 解析　光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气，A项正确；叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，B、C项错误；水在叶绿体中分解产生氧气不需要ATP提供能量，D项错误。学#科网 7.　将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是(　　) A．类胡萝卜素 B．叶黄素 C．胡萝卜素 D．叶绿素a 答案　D 8．在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是(　　) A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质 B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行 C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法 D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高 答案　B 解析　RuBP羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质，A项正确；暗反应不需要光，有光和无光条件下都可进行，B项错误；实验中利用14C标记CO2并检测产物放射性强度，采用同位素标记法，C项正确；单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率，酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性，D项正确。 9.下图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列有关叙述错误的是(　　) A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c为ATP，f为[H] C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性 D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能 答案　B 解析　图中a～g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①～⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成，A项正确，B项错误；18O2HOC18O2(CHO)，C项正确；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D项正确。 10．在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是(　　) A．C3和C5都迅速减少 B．C3和C5都迅速增加 C．C3迅速增加，C5迅速减少 D．C3迅速减少，C5迅速增加 答案　C 解析　由题意知，在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照后，光反应停止，[H]和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2 的固定则继续进行，但由于缺少[H]和ATP，C3不能被还原而积累，使C3迅速增加；C5是植物体细胞内具有一定数量且能循环利用的物质，当CO2＋C5→C3后，C3又不能被还原再形成C5时，C5将迅速减少。所以，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，此时叶绿体中C3迅速增加，C5迅速减少。学@科网 11.下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多 B．t2→t3，暗反应限制光合作用；若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果 D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低 答案　D 解析　水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应，C项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。 12．阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和释放O2量的变化，据此下列分析正确的是(　　) A．光斑照射前，光合作用无法进行 B．光斑照射后，光反应和暗反应迅速同步增加 C．光斑照射后，暗反应对光反应有限制作用 D．光斑移开后，光反应和暗反应迅速同步减弱 答案　C 13.将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如图所 示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响 B．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大 C．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作 答案　D 解析　当光照强度为0时，植物只进行细胞呼吸，由坐标图中数据可知，桑树间作时的呼吸强度比单作时的大，大豆间作时的呼吸强度比单作时的小；A项错误；由坐标图中数据可知，与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，大豆光合作用的光饱和点减小，B项错误；由坐标图中数据可知，在较低光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时增强，在较高光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时减弱，C项错误；由坐标图中数据可知，单作时大豆开始积累有机物时的最低光照强度大于间作时的，D项正确。学#科网 14．科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是(　　) A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同 B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同 C．光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高 D．光照强度为b～c，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高 答案　D 解析　曲线Ⅱ和Ⅲ的CO2浓度不同，因此光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同，A项正确；曲线Ⅰ和Ⅱ的温度不同，因此光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同，B项正确；由曲线图可知，光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高，C项正确；光照强度为b～c，曲线Ⅰ光合作用强度随光照强度升高而升高，但曲线Ⅲ光合作用强度随着光照强度的升高不再变化，D项错误。 15.用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析不合理的是(　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质 B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.8 mg 解析：选C。本题主要考查细胞呼吸、光合作用以及影响它们的因素，丙瓶不透光，生物只能进行细胞呼吸，产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质，A项正确；甲瓶与丙瓶氧气量的差表示丙瓶细胞呼吸消耗氧气的量，B项正确；丙瓶不透光，一昼夜的时间内水样中生物均在进行呼吸作用，乙瓶透光，有光照时水样中生物会进行光合作用，消耗部分呼吸作用产生的二氧化碳，因此一昼夜后，乙瓶水样pH比丙瓶的高，C项错误；乙、丙瓶取自同一处，生物的种类和数量基本相同，细胞呼吸速率相同，乙瓶一昼夜的净光合量用氧气表示为0.7 mg，细胞呼吸的量用氧气表示为1.1 mg，所以一昼夜乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量为1.8 mg，D项正确。学￥科网 16.光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中（　　） A．需要ATP提供能量 B．DCIP被氧化 C．不需要光合色素参与 D．会产生氧气 【答案】D 【解析】光反应发生在叶绿体类囊薄膜上，有光时，产生氧气、NADPH和ATP，A错误；DCIP照光后由蓝色逐渐变为无色，是因为DCIP被［H］还原成无色，B错误；光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能，C错误；光合作用光反应阶段会产生氧气，D正确。 17.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 【答案】D 【解析】若横坐标是CO2浓度，较高温度下，呼吸速率高，较低温度下，呼吸速率低，所以甲乙与纵坐标的交点不一样，A错误；若横坐标是温度，则随着温度的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势，B错误；若横坐标是光波长，则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低，与图中甲乙曲线变化不符，C错误；若横坐标是光照强度，较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D正确。 18. 某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列叙述错误的是 A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型 B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型 C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度 D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度 答案　D 解析　由于突变型水稻叶片的叶绿素含量较少，由图可知，光照强度低于P时，突变型的光合作用光反应强度低于野生型，A项正确；由于突变型水稻中固定CO2酶的活性显著高于野生型，由图可知，光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型，B项正确；光照强度低于P时，光照强度没有达到光饱和点，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，C项正确；P点并未达到突变型水稻光合作用的光饱和点，故光照强度高于P点小于光饱和点时限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度，D项错误。 19.　三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率（以CO2吸收速率表示）与胞间CO2浓度（Ci）的日变化曲线，以下分析正确的是 A.与11：00时相比，13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高 B.14:00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少 C.17:00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度 【答案】D 20.在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2，48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。 与本实验相关的错误叙述是 A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物 B.生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官 C.遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近 D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响 【答案】C 【解析】光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质中进行，消耗二氧化碳生成有机物(光合产物）；A正确。由图可看出：发育早期，正常光照和遮光70%条件下，营养器官中所含14C量占植株14C总量的比例均高于生殖器官中所含14C量占植株14C总量的比例，由此推出生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官；B正确。遮光70%条件下，发育早期（1—2）分配到营养器官的光合产物量远大于分配到生殖器官的光合产物量，而到了发育的中后期（3—5），分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近；C错误。由图示可知该实验的自变量有：光强和发育时期，因变量是两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例即光合产物在两类器官间的分配情况；D正确。答案选C。学科&网 21.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下： A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。 B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。 C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。 D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。 回答下列问题： (1) 单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_高于__(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%　；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要光照_，这些反应发生的部位是叶绿体的基质。 (2)A、B、C三组处理相比，随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。 答案　(1)高于　C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%　光照　基质(2)光照和黑暗交替频率　ATP和[H] 解析　(1)C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%，说明C组黑暗条件下进行了部分光合作用，暗反应消耗了ATP和[H]，为下一次的光照时间内光反应提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以单位光照时间内，C组合成有机物的量高于D组。光合产物的生成场所为叶绿体基质。 (2)A、B、C三组实验中光照时间之和均为67.5 s，但是处理方法不同，结果也不一样，并且是单位时间内光照和黑暗交替频率越高，光合作用产物相对量越高，可知光照时产生的ATP和[H]在光照时没有用完，可以在黑暗中继续利用，还原C3化合物生成糖类等有机物及C5化合物，C5化合物继续与CO2结合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。 22.电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2，蔬菜产量可提高70%左右，这就是著名的“电场产量倍增效应”。科学家根据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的实验，绘制如下曲线。据图回答下列问题： (1) 第1组实验的作用是对照。 在饱和光照强度下，该实验的自变量是电场强度和CO2浓度　。 (2) 第1组实验和第2组实验的曲线比较，说明_强电场可以提高植物的光合作用强度。(3) 根据实验曲线可知，在相同光照强度下，为了最大限度地增加作物产量，可以采取的措施是增补电场和增施CO2。 答案　(1)对照　电场强度和CO2浓度　(2)强电场可以提高植物的光合作用强度　(3)增补电场和增施CO2 23.下图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得气体体积变化如图乙所示。 (1) 标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是O2　___。 (2) 若此时图甲植物光照强度为15 klx，则1 h光合作用产生的气体量为_200_mL。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收_160_mL CO2。 (3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是_新鲜叶片改为经消毒的死叶片。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5 mL，其原因是环境因素(如温度变化等)对实验的影响。 【解析】本题考查细胞呼吸和光合作用的实验探究，明确“红色液滴移动”的实质是正确解题的关键。由于图甲中存在CO2缓冲液，所以在不同光照强度下，液滴位置改变的本质是O2的消耗和释放。光合作用产生O2的气体量应包括积累量和叶片消耗量(15 klx时为150＋50＝200 mL)，若呼吸熵为0.8，则植物自身呼吸作用产生的CO2为0.8×50＝40(mL)，植物光合作用产生的O2量等于消耗的CO2量，故植物还需从外界吸收160 mL CO2；设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片；除叶片本身会影响实验外，环境因素也可能影响实验结果。 【答案】(1)O2　(2)200　160　(3)新鲜叶片改为经消毒的死叶片　环境因素(如温度变化等)对实验的影响 【方法技巧】光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制 1．增加水中O2——泵入空气或吹气或放入绿色水生植物； 2．减少水中O2——容器密封或油膜覆盖或用凉开水； 3．除去容器中CO2——氢氧化钠溶液； 4．除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中； 5．除去叶中叶绿素——酒精隔水加热； 6．除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光； 7．如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光； 8．线粒体提取——细胞匀浆离心。 24.下面是关于植物光合作用的问题。请回答： （1）光反应发生在叶绿体的类囊体膜中,H20在光反应中裂解为氧气和 H+。 (2) 若以14CO2作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含的三碳化合物是三碳酸。该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的磷酸基团等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。 (3) 给某植物提供C1802和H20,释放的氧气中含有18O是由于C1802的部分氧转移到H2180中，H218O又作为原料参与了光合作用之故 (4) 植物光合作用光饱和点可通过测定不同的光强度下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度 ≥ (选填: ＜、≤、＝、≥、＞)25℃。 【答案】 （1）类囊体膜 氧气、H+和电子 （2)三碳酸 磷酸基团 （3）C1802的部分氧转移到H2180中 （4）光强度 ≥ 【解析】 （1）光合作用的光反应场所是叶绿体的基粒或类囊体，水在光反应中裂解为O2、H+和电子。 （2)卡尔文循环的第一个反应是RuBP和二氧化碳结合形成三碳酸，然后三碳酸在NADPH中的氢和ATP的磷酸基团的作用下被还原为三碳糖磷酸。 （3）碳反应的过程也有水的产生，所以C1802参与光合作用会产生部分带有放射性的水，水又作为原料参与了光合作用。 （4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同光强度下的光合速率来确定。某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度≥25℃。 学科网（北京）股份有限公司 $