第2課時光合作用的原理和應用知識清單知識清單一、光合作用的概念1．主要場所：葉綠體。2．能量來源：光能。3．反應物：二氧化碳和水。4．產物：有機物和氧氣。5．實質：合成有機物，儲存能量。二、光合作用原理1．填寫圖中序號所代表的物質或結構①O2；②NADP＋；③ADP＋Pi；④C5。2．圖示Ⅰ過程是光反應階段：(1)場所：[⑤]類囊體薄膜上。(2)條件：光、色素和酶等。(3)葉綠體中光合色素吸收光能的作用：①將水分解為氧和H＋，氧直接以氧分子形式釋放出去，H＋與NADP＋結合形成NADPH(還原型輔酶Ⅱ)。②在有關酶的作用下，提供能量促使ADP與P反應形成ATP，這樣光能就轉變為儲存在ATP中的活躍的化學能。(4)NADPH的作用：①作為活躍的還原劑，參與暗反應階段反應。②儲存部分能量供暗反應階段利用。3．圖示Ⅱ過程是暗反應階段：(1)場所：葉綠體基質中。(2)條件：酶、NADPH、ATP。(3)具體過程：①CO2的固定，即綠葉通過氣孔吸收的CO2，在特定酶的作用下，與C5(一種五碳化合物)結合，形成C3分子。②在有關酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。③一些接受能量并被還原的C3，在酶的作用下經過一系列變化反應轉化為糖類；另一些接受能量并被還原的C3，經過一系列變化，又形成C5，繼續參與CO2的固定。三、光合作用原理的應用1．光合作用強度(1)概念：植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數量。(2)表示方法：用一定時間內原料消耗或產物生成的數量來定量表示。(3)影響因素①光合作用的原料——水、CO2。影響CO2供應的因素：環境中CO2濃度和葉片氣孔開閉情況等。②動力——光能。③場所——葉綠體。影響葉綠體的形成和結構的因素：無機營養和病蟲害。④酶：影響酶活性的因素，如溫度。2．探究光照強度對光合作用的影響取材eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(器材：打孔器,目的：制備30片小圓形葉片))↓排氣eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(器材：注射器,目的：使小圓形葉片中的氣體逸出))↓沉水eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(條件：放在黑暗處,原因：細胞間隙充滿了水))↓分組：取3只小燒杯，分別倒入20mL富含二氧化碳的清水、分別放入10片小圓形葉片↓光照：分別對這3個實驗裝置進行強、中、弱三種光照↓觀察并記錄：同一時間段內各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數量3．在生產實踐中的應用實例原理間作套種不同植物對光照的需求不同冬季大棚溫度白天適當提高，晚上適當降低白天提高溫度，促進光合作用，夜間降溫，抑制呼吸作用“正其行、通其風”增大CO2濃度，有利于光合作用的進行合理灌溉水缺少導致氣孔關閉，CO2供應不足考點突破考點突破考點01光合作用探究歷程中的重要實驗【典型例題】在科學家對光合作用的探索歷程中，下列哪一項敘述不準確（

）A．英格豪斯發現普利斯特利的實驗必須在光下進行才能成功B．薩克斯證明了光合作用產生的有機物中有淀粉C．魯賓和卡門利用同位素標記法，證明光合作用中釋放的氧氣中的氧元素來自二氧化碳D．恩格爾曼以水綿為實驗材料，證明光合作用是發生在葉綠體的受光部位【答案】C【解析】A、英格?豪斯重復普利斯特利的實驗,發現只有在陽光下才能獲得成功，英格?豪斯進一步證實,光是進行光合作用不可缺少的條件，A正確；B、1864年，德國科學家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時，然后把此葉片一半遮光，一半曝光。經過一段時間后，用碘蒸氣處理葉片，成功地證明了綠色葉片在光合作用中產生了淀粉，B正確；C、魯賓和卡門利用同位素標記法，證明光合作用中釋放的氧氣中的氧元素來自水，C錯誤；D、德國科學家恩格爾曼的實驗是這樣的：把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環境中，然后用極細的光束照射水綿．通過顯微鏡觀察，發現好氧細菌只集中在葉綠體被光照到的部位附近；該實驗說明有葉綠體的地方含有豐富的氧氣，吸引了大量的好氧細菌，即光合作用的場所是葉綠體，D正確。故選C。【歸納總結】探索光合作用原理的部分實驗時間/發現者內容19世紀末科學界普遍認為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C與H2O結合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖1928年科學家發現甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉化成糖1937年希爾(英國)在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出氧氣1941年魯賓、卡門(美國)用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源，H218O＋CO2→植物→18O2，H2O＋C18O2→植物→O2，得出光合作用釋放的氧全部來自水1954年阿爾農(美國)在光照下，葉綠體可合成ATP，這一過程總是與水的光解相伴隨考點02光合作用的過程【典型例題】下圖為葉綠體的結構與功能示意圖，下列說法錯誤的是(

)A．水在葉綠體中分解產生氧氣需要ATP提供能量B．供給14CO2其放射性出現的順序為CO2→C3→甲C．光合作用過程中ADP和Pi從B向A處移動D．NADPH產生于A處，在暗反應中起還原作用【答案】A【解析】A、類囊體薄膜為光反應發生的場所，其中的能量變化主要是光能轉變為ATP中的化學能，水在葉綠體中分解產生氧氣不需要ATP提供能量，A正確；B、題圖中甲表示(CH2O)，根據暗反應過程可知，供給14CO2，14CO2與C5反應生成C3，C3被還原產生甲即（CH2O），故放射性出現的順序為CO2→C3→甲，B正確；C、光合作用過程中，光反應階段合成ATP，暗反應階段消耗ATP產生ADP和Pi，所以ADP和Pi從B向A處移動，C正確；D、NADPH產生于A處即光反應階段，在B處即暗反應中起還原作用，D正確。故選A。【類題通法】對光合作用圖解的解讀①葉綠體中ADP和Pi的含量是相對穩定的。光反應階段利用光能、ADP和Pi合成的ATP在暗反應階段中被利用，同時產生的ADP和Pi,再用于合成ATP。②葉綠體中C5的含量也是相對穩定的。在CO2的固定中消耗C5形成C3，形成的C3在還原過程中又形成了C5。③光反應停止后，C3的還原停止，CO2的固定在消耗完還未被利用的C5后也就停止了。當停止供應CO2,還未被利用的C3被還原后，暗反應就停止了，此時，光反應在利用完暗反應產生的還未被利用的ADP和Pi合成ATP后，光反應也就停止了。考點03光合速率的影響因素【典型例題】將某綠藻細胞懸浮液放入密閉玻璃瓶中，保持適宜的pH和溫度，在不同條件下記錄該容器內氧氣量的變化，結果如圖所示。下列敘述正確的是（

）A．第0～4分鐘，產生ATP的場所是線粒體、葉綠體和細胞質基質B．第5～7分鐘，氧氣量增加的速率減小，是因為呼吸作用消耗容器中的氧氣C．第7分鐘，添加一定量CO2后，綠藻細胞內C5含量短時間內會下降D．第9～12分鐘，密閉容器中氧氣濃度不再升高，說明綠藻沒有進行光合作用【答案】C【解析】A、據圖可知，第0~4分鐘，沒有光照，綠藻只進行呼吸作用，產生ATP的場所是線粒體和細胞質基質，A錯誤；B、第4分鐘光照開始，開始進行光合作用，消耗了密閉容器中的二氧化碳，隨著二氧化碳的消耗，第5～7分鐘光合速率在減小，氧氣量增加的速率減小，B錯誤；C、第7分鐘，添加一定量CO2后，CO2濃度增大，CO2固定的速率加快，短時間內消耗C5增多，但C3的還原產生C5不變，因此細胞內C5含量短時間內會下降，C正確；D、第9~12分鐘，密閉容器中氧氣濃度不變，說明光合作用產生氧氣的速率與呼吸作用消耗氧氣的速率相等，D錯誤。故選C。【易錯分析】光照強度與光合作用曲線分析(1)原理：光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速率加快，產生的NADPH和ATP增多，使暗反應中C3的還原加快，從而使光合作用產物增加。(2)曲線解讀項目生理過程氣體交換生理狀態模型A點只進行呼吸作用吸收O2、釋放CO2AB段呼吸作用大于光合作用吸收O2、釋放CO2B點呼吸作用等于光合作用不與外界進行氣體交換B點以后呼吸作用小于光合作用吸收CO2、釋放O2考點04真正光合速率、凈光合速率和呼吸速率的辨析【典型例題】．圖1是某高等植物葉肉細胞部分結構示意圖，其中a～h為氣體的相對值；圖2為光照強度對該葉肉細胞CO2吸收量的影響，下列敘述錯誤的是（

）A．在圖2甲時，圖1中b、c、d、e的值均為零B．在圖2乙時，圖1中該葉肉細胞中h＝c，、d＝gC．圖1中當b、e為零且a、f不為零時，對應圖乙的甲乙段D．圖2中光照強度在丁點及之后，光合速率與呼吸速率相等【答案】D【解析】A、圖2的甲只有呼吸作用，葉綠體不能吸收CO2和釋放氧氣，只有線粒體吸收氧氣和釋放CO2，因此圖1中只有h、a、f、g，而b、c、d、e的值均為零，A正確；B、圖2的乙時，光合作用=呼吸作用，因此線粒體釋放的CO2被葉綠體剛好全部吸收，即h=c，d＝g，B正確；C、圖1中當b、e為零且a、f不為零時，說明線粒體除了吸收葉綠體產生的氧氣，還需要從外界吸收氧氣，因此葉肉細胞呼吸速率大于光合速率，對應圖乙的甲乙段，C正確；D、圖2中光照強度在丁點及之后，光合作用達到飽和，此時光合速率大于呼吸速率，D錯誤。故選D。【模型構建】光合作用、細胞呼吸的“三率”圖示模型(1)“三率”的表示方法①呼吸速率：綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織一定時間內CO2釋放量或O2吸收量，即圖1中eq\a\vs4\al(A)點。②凈光合速率：綠色組織在有光條件下測得的一定時間內O2釋放量、CO2吸收量或有機物積累量，即圖1中的C′C段對應的CO2量，也稱為表觀光合速率。③總(實際)光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，即圖1中的AD段對應的CO2總量。(2)圖2中曲線Ⅰ表示總光合量，曲線Ⅲ表示呼吸量，曲線Ⅱ表示凈光合量。交點D對應點E，此時凈光合量為eq\a\vs4\al(0)，eq\a\vs4\al(B)點時植物生長最快。(3)圖3中曲線c表示凈光合速率，d表示呼吸速率，c＋d表示總光合速率。在G點時，總光合速率是呼吸速率的eq\a\vs4\al(2)倍。(4)圖1中B點對整個植株而言，光合速率eq\a\vs4\al(＝)呼吸速率，而對于葉肉細胞來說，光合速率eq\a\vs4\al(＞)呼吸速率。考點05植物光合作用和細胞呼吸曲線分析【典型例題】．下圖甲、乙、丙、丁表示環境因素對植物光合作用的影響示意圖，對圖中曲線描述正確的是（

）A．從圖乙中可看出，在25℃左右時該植物生長最快B．圖丁中b點時，甲、乙兩植物的真光合速率相等C．圖丙中曲線ab段形成的原因是由于光照強度降低所致D．若植物長期處于圖甲所示環境中，則該植物能正常生長【答案】A【解析】A、從圖乙中可看出，在25℃左右時真正光合速率與呼吸速率差值最大，故有機物積累最多，該植物生長最快，A正確；B、圖丁中b點時，甲、乙兩植物的凈光合速率相等，B錯誤；C、圖丙中曲線ab段形成的原因是由于氣孔部分關閉，二氧化碳吸收減少所致，C錯誤；D、分析圖甲可知，H點高于A點，故該植物一晝夜有機物積累量小于0，若植物長期處于圖甲所示環境中，則該植物不能正常生長，D錯誤。故選A。【易錯分析】自然環境與密閉環境中一晝夜內光合速率曲線的比較分層提分分層提分題組A基礎過關練1．下列對光合色素和光合作用相關實驗的敘述，錯誤的是（

）A．菠菜葉片中各種光合色素的含量不同，但吸收的光譜基本相同B．恩格爾曼選擇水綿作為實驗材料有利于觀察到呈螺旋帶狀的葉綠體C．植物學家薩克斯用天竺葵的葉片做對照實驗，證明了光合作用的產物之一是淀粉D．魯賓和卡門用18O分別標記H2O和CO2的O，證明了氧氣中的氧來源于水【答案】A【解析】A、葉綠素主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，菠菜葉中的光合色素含量不同(可能種類會出現差異)，吸收的光波長可能會有差異，A錯誤；B、恩格爾曼選擇水綿作為實驗材料是因為其葉綠體為螺旋帶狀，容易觀察實驗現象,B正確；C、植物學家薩克斯用天竺葵的葉片，一半曝光、一半遮光做對照實驗，用碘液檢測到曝光部位變藍,證明光合作用生成淀粉，C正確；D、魯賓和卡門向兩組同種植物分別提供H218O、CO2和H2O、Cl8O2,分別產生18O2和O2，證明光合作用產生的氧氣來自水，D正確。故選A.2．暗反應由CO2的固定和C3還原構成，如題圖。下列關于暗反應及其過程的說法，正確的是（

）A．CO2的固定需要酶和ATP B．C3被還原時只需要ATP供能C．暗反應發生于葉綠體基質中 D．暗反應生成的糖類都是淀粉【答案】C【解析】A、CO2的固定需要酶不需要ATP，A錯誤；B、C3還原過程中[H]也能供能，同時該過程還需要酶的參與，B錯誤；C、暗反應由CO2的固定和C3還原構成，發生于葉綠體基質，C正確；D、暗反應首先生成單糖，單糖在經脫水縮合生成二糖或多糖，D錯誤。故選C。3．下列關于光合作用與化能合成作用的敘述，正確的是（

）A．二者都需要光照和酶等條件 B．二者利用的能量和酶都相同C．二者都能將CO2和水合成為糖類 D．二者都能在綠色植物同一部位進行【答案】C【解析】A、化能合成作用利用的是化學能，不需要光照，A錯誤；B、光合作用利用光能，化能合成利用的是化學能，酶具有專一性，催化光合作用和化能合成作用的酶不同，B錯誤；C、二者都能將CO2和水合成為糖類，都屬于自養型生物，C正確；D、光合作用在綠色植物的葉肉細胞的葉綠體進行，化能合成作用在硝化細菌等某些原核生物體內進行，D錯誤。故選C。4．光照強度增強，光合作用增強。但在光照最強的夏季中午，光合作用不繼續增強，反而下降。主要原因是（）A．夏季光照太強，葉綠素分解B．夏季氣溫太高，酶活性降低C．暗反應過程中C3產生得太少D．水分蒸騰散失太多，光反應產生的還原氫少【答案】C【解析】A、光照過強不會引起葉綠素分解，并且中午過后光合速率又不斷恢復，如果葉綠素分解，將會造成不可逆的損傷，光合速率不會恢復，A錯誤；B、夏季氣溫太高，酶活性有所降低，但不是光合作用下降的主要原因，B錯誤；C、夏季中午由于陽光過強，植物為了防止蒸騰作用散失過多的水分，使氣孔關閉，但同時二氧化碳吸收減少，導致暗反應中二氧化碳固定減少，生成的C3太少，C正確；D、中午光照最強，因此光反應產生的ATP和[H]應該較多，D錯誤。故選C。5．下圖表示植物細胞內光合作用、呼吸作用中[H]的轉移過程。相關敘述錯誤的是（

）A．過程①伴隨有ATP的產生B．過程②發生時的產物還有五碳化合物C．過程③需要消耗水D．過程④發生在線粒體的基質中【答案】D【解析】A、過程①表示光反應階段，該過程有ATP的產生，A正確；B、過程②表示暗反應階段，包括二氧化碳的固定和C3的還原，C3的還原過程會產生五碳化合物，B正確；C、過程③中的有氧呼吸第二階段需要消耗水，C正確；D、過程④表示有氧呼吸第三階段，發生在線粒體的內膜上，D錯誤。故選D。6．光合作用和呼吸作用在生產生活中有著廣泛的應用，下列敘述錯誤的是（

）A．維持蔬菜大棚中適當的晝夜溫差，有利于植物體內有機物的積累B．合理密植有利于提高農作物對光、水、肥等資源的利用率C．給板結的土壤松土有利于促進根細胞的呼吸作用D．塑料大棚用藍紫色的薄膜，有利于提高瓜果蔬菜的產量【答案】D【解析】A、維持蔬菜大棚中適當的晝夜溫差，有利于植物有機物的積累，白天升高溫度提高光合作用，夜晚降低溫度有利于降低有機物的消耗，A正確；B、合理密植有利于提高農作物對光、水、肥等資源的利用率，因而可提高農作物產量，B正確；C、給板結的土壤松土有利于提高土壤中氧氣的量，促進根細胞的有氧呼吸，C正確；D、無色透明的塑料大棚，能透過各種顏色的光，棚內的植物在吸收紅光和藍紫光的同時，也能吸收其它波長的光，塑料大棚用無色透明薄膜更有利于提高瓜果蔬菜的產量，D錯誤。故選D。7．下圖是某植物葉肉細胞在一定的光照下光合作用和細胞呼吸過程示意圖，Ⅰ~Ⅲ代表物質，①②代表過程，請據圖回答下列問題。(1)圖中的A、B階段分別表示__________________________________________________。(2)圖中的物質Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次是______________________________，過程②是在葉綠體的_____________中進行的。(3)光照強度、溫度、CO2濃度等外界因素都能影響光合作用強度，其中主要影響B階段的因素___________。若將該植物周圍的CO2由較低濃度快速升到較高且適宜的濃度，短時間內圖甲中C3的含量將__________（填“增加”“減少”或“不變”）。(4)糧食儲藏過程中，有時會發生糧堆濕度增大的現象，這是因為細胞進行__________（填“無氧呼吸”或“有氧呼吸”）產生了水。【答案】(1)光反應階段、暗反應階段(2)NADPH、O2、CO2

基質(3)溫度、CO2濃度

增加(4)有氧呼吸【解析】(1)圖中的A、B階段分別表示光反應和暗反應。(2)圖中的物質Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次是NADPH、O2、CO2，過程①是二氧化碳的固定過程，過程②是C3的還原，該過程發生在葉綠體的基質中，其產物是儲存能量的有機物。(3)光照強度、溫度、CO2濃度等外界因素都能影響光合作用強度，其中溫度能影響酶活性，二氧化碳濃度影響C3的生成速率，進而影響暗反應速率，因此，影響B暗反應階段的因素是溫度和二氧化碳。若將該植物周圍的CO2由較低濃度快速升到較高且適宜的濃度，則短時間內C3生成的速率會加快，而C3還原的速率還基本沒變，因此圖甲中C3的含量將增加。(4)糧食儲藏過程中，有時會發生糧堆濕度增大的現象，這是因為細胞進行有氧呼吸的緣故，因為有氧呼吸過程中有水的生成。題組B能力提升練8．美國科學家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源。實驗示意圖如下，相關敘述錯誤的是（

）A．該實驗用放射性同位素18O分別標記H2O和CO2B．物質A和物質B均為氧氣C．物質A和物質B的相對分子質量之比為8∶9D．該實驗結果說明光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水【答案】A【解析】A、18O不具有放射性，是穩定的同位素，可用于示蹤物質運行和變化規律，A錯誤；B、圖示為探究光合作用中氧氣來源的實驗，實驗中小球藻在光下能進行光合作用，因此，物質A、B均為氧氣，B正確；C、結合圖示可知，第一組實驗中用H2O、C18O2為原料進行光合作用，第二組實驗中用H218O，CO2為原料進行光合作用，若實驗結果為物質A和物質B的相對分子質量之比為8∶9，則可說明光合作用產生的O2中的氧全部來自于水，C正確；D、該實驗通過檢測兩組實驗中氧氣的相對分子質量來說明光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水，D正確。故選A。9．光合作用是整個自然界最根本的化學反應之一。因為有了光合作用的存在，絕大多數的動物和微生物才得以生存在這個星球上。下列關于光合作用的說法正確的是（

）A．葉綠體內的光合色素都能吸收、傳遞、轉化光能促進光反應的順利進行B．暗處理會得到黃化幼苗，說明色素的合成需要一定的光照條件C．在植物細胞中，ATP合成酶只存在于葉綠體類囊體膜上D．參與CO2固定為糖分的酶只在葉綠體基質中存在【答案】D【解析】A、葉綠體內的光合色素都能吸收、傳遞光能，但只有少數的葉綠素a才能轉化光能，A錯誤；B、暗處理會得到缺少葉綠素的黃化幼苗，說明葉綠素的合成需要一定的光照條件，B錯誤；C、ATP合成過程發生在光合作用和細胞呼吸中，在植物細胞中，ATP合成酶存在于葉綠體類囊體膜上，也存在于線粒體內膜等結構中，C錯誤；D、暗反應過程將二氧化碳最終轉化為糖類等有機物，而暗反應的場所是葉綠體基質，故參與CO2固定為糖的酶只在葉綠體基質中存在，D正確。故選D。10．已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃，如圖所示曲線表示該植物在恒溫30℃、適宜CO2濃度時光合速率與光照強度的關系，下列敘述錯誤的是（

）A．若光照增強，則短時間內植物葉肉細胞中C3的含量降低B．若CO2濃度降低，則d點向左下方向移動C．d點時，葉肉細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體D．將溫度調節到25℃（其他條件不變），圖中a點將向上移動，b點將向右移動【答案】D【解析】A、若光照增強，光反應產生的ATP和[H]增多，三碳化合物還原量增加，導致其含量減少，A正確；B、二氧化碳參與暗反應，若將CO2濃度降低，光合速率降低，則葉綠體中[H]合成速率將會變小，d點向左下方向移動，B正確；C、處于d點時，細胞既進行細胞呼吸又進行光合作用，葉肉細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體，C正確；D、其他條件不變的情況下，將溫度調節到25℃，光合強度增強，呼吸強度減弱，a點將向上移動，b點將向左移動，D錯誤。故選D。11．下列各圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響情況，除各圖中所示的因素外，其他環境因素均控制在最適范圍。下列對光合作用速率及其限制因素的相關分析錯誤的是（

）A．圖甲中，若溫度繼續升高，則光合速率可能會降低B．圖乙中，b點的限制因素是CO2濃度，N點的主要限制因素與a、b點的不同C．圖甲中M點的主要限制因素是溫度，圖丙中P點的主要限制因素是光照強度D．圖丙中，在相同時間內，d點葉肉細胞中生成C3的速率與c點的相同【答案】D【解析】A、隨著溫度的升高，甲曲線走勢有可能下降，因為超過最適濃度，酶的活性降低，光合速率可能會降低，A正確；B、據圖可知，乙圖b點時，升高CO2濃度，光合速率增強，因此b點的限制因素是CO2濃度；a點隨著光照強度的增加，光合作用速率不變，此時限制光合作用速率增加的內部因素可能是酶的活性和數量，N點光合作用速率隨著光照強度的增加而加快，因此限制因素為光照強度，因此N點的主要限制因素與a、b點的不同，B正確；C、圖甲中M點光合作用速率隨著溫度升高而而加快，因此限制因素為溫度，P點光合作用速率隨著光照強度的增加而加快，因此限制因素為光照強度，C正確；D、圖丙中，在相同時間內，與d點相比，c點相當于降低光照強度，二氧化碳的固定速率不變而C3的還原減慢，導致C3增多，D錯誤。故選D。12．下圖是夏季晴朗的白天，某綠色植物葉片的光合作用強度和呼吸作用強度的曲線圖。分析曲線圖判斷，下列說法正確的是（

）A．BC段和DE段光合作用強度不斷下降的原因相同B．A點和E點時葉肉細胞內消耗[H]的場所是葉綠體基質C．該植株在中午12時的凈光合作用強度大于0D．C點時該植株葉綠體內C5相對含量可能高于B點【答案】D【解析】A、BC段光合作用強度不斷降低，原因是部分氣孔關閉，葉片吸收的二氧化碳減少，DE段光合作用強度不斷下降的原因是光照強度不斷減弱，A錯誤；B、圖中A點和E點都是兩曲線的交點，說明此時葉片光合作用強度等于呼吸作用強度，細胞內消耗[H]的場所有葉綠體基質，線粒體內膜，B錯誤；C、整株植物的凈光合作用強度等于葉片光合作用強度減去整株植物的呼吸作用強度，圖中曲線僅顯示植物葉片的呼吸作用強度大小，植物的非葉片部分也進行呼吸作用，其大小未知，因此無法判斷，C錯誤；D、與B點相比，C點時二氧化碳供應不足，二氧化碳的固定減少，故植株葉綠體內C5相對含量較高，D正確。故選D。13．下圖表示某植物葉肉細胞中光合作用和有氧呼吸的主要過程，其中甲~丁表示生理過程發生的場所，a~e表示物質，相關敘述錯誤的是（

）A．甲和丙中產生的[H]代表不同的物質B．乙、丁分別表示線粒體基質和葉綠體基質C．物質d、e均以自由擴散的方式穿越生物膜D．給植物提供18O標記的c，18O會出現在e中【答案】B【解析】A、甲發生了光反應，產生的[H]為NADPH，丙發生有氧呼吸第一階段，產生的[H]為NADH，A正確；B、乙中進行有氧呼吸的第二、三階段，為線粒體基質和線粒體內膜，丁發生了光合作用暗反應，為葉綠體基質，B錯誤；C、d為氧氣，e為二氧化碳，均以自由擴散的方式穿越生物膜，C正確；D、給植物提供18O標記的c水，參與有氧呼吸第二階段18O會出現在e二氧化碳中，D正確。故選B。14．植物光合作用的速率受溫度、二氧化碳濃度等外界因素的影響。圖1表示某植物在不同溫度條件下（光照和CO2濃度等條件均適宜）的凈光合速率和呼吸速率曲線；圖2表示將該種植物葉片置于適宜的光照和溫度條件下，葉肉細胞中C5的相對含量隨細胞間隙CO2濃度的變化曲線。請回答下列問題：(1)圖1中，甲曲線表示_____，該實驗條件下，植物能正常生長的溫度必需低于_____℃。M點的實際光合速率____（選填“大于”、“等于”或“小于”）N點的實際光合速率，判斷的依據是____。(2)圖2中，CO2在RuBP羧化酶作用下與C5結合生成C3，據此推測，RuBP羧化酶存在于__（結構）中。圖中A→B的變化是由于葉肉細胞吸收CO2的速率___（選填”增加“或“減少”），B→C保持穩定的內因是受到_____限制。(3)為探究其他因素對實驗結果的影響，某科研人員利用多株生長狀況相同的該植物、完全培養液、多種缺素培養液，設計實驗驗證缺鐵與缺鎂對光合速率的影響機理相似。請補充完善下列表格中有關內容：實驗操作的目的簡單操作過程選取植物分組選擇若干生長狀況相同的植物平均分為3組，編號A、B、C。_________取A組用適量的完全培養液在適宜條件下，培養一段時間。實驗組處理_________，在適宜條件下培養相同時間。結果檢測_________【答案】(1)溫度影響凈光合速率曲線

40

小于

M點和N點對應的凈光合速率相等，而M點的呼吸速率大于N點(2)葉綠體基質

增加

RuBP羧化酶數量(濃度)(3)對照組處理

取B組用等量的缺鎂培養液、取C組用等量的缺鐵培養液

葉片中葉綠素含量，測定光合速率【解析】(1)據圖分析，圖1中實線甲表示某植物在不同溫度條件下的凈光合速率，虛線乙是細胞呼吸速率，總光合速率=凈光合速率+呼吸作用速率。凈光合速率必須大于0，植物才能正常生長，由圖可知其當溫度升高到40°C時，凈光合速率等于0，高出該溫度時，其凈光合速率小于0，所以該植物的生長所需溫度不超過40°C。因為M點和N點對應的凈光合速率相等，而M點的呼吸速率小于N點，所以M點的總光合速率小于N點。(2)已知CO2在RuBP羧化酶作用下與C5結合生成C3即二氧化碳的固定過程，該過程發生在葉綠體基質，據此推測，RuBP羧化酶分布在葉綠體基質中。圖2中，A→B的變化是C5含量減少，是因為葉肉細胞吸收CO2速率增加，二氧化碳的固定速率加快，而C3的還原速率暫時不變，故C5的含量下降。B→C保持穩定的內因是受到RuBP羧化酶數量(濃度)限制，無法固定更多的二氧化碳。(3)鎂離子主要參與植物葉綠素的形成，進而影響植物的光合作用，若要驗證缺鐵與缺鎂對光合速率的機理相似，則可將缺鎂與缺鐵的實驗組與完全培養液組進行對照，并通過檢測葉綠素含量和光合速率并進行比較，若缺少上述成分的實驗組葉綠素含量和光合速率接近且均低于對照組，說明缺鐵與缺鎂對光合速率的影響機理相似。具體步驟：將生長狀況相同的該植物平均分為3組；A組用完全培養液培養，B組用缺鎂培養液培養，C組用缺鐵培養液培養；將該植物在溫度、陽光、二氧化碳濃度適宜的環境中培養一段時間；一段時間后，檢測葉片中葉綠素含量，測定光合速率。題組C培優拔尖練15．科學家將小球藻放入密閉容器，通過通氣管向該容器中通入14CO2，通氣管上有開關可控制14CO2的供應；容器周圍有光源，通過控制電源開關可控制光照的有無。下列敘述不正確的是（

）A．關閉通氣管，小球藻葉綠體中的C5含量降低B．若通入14CO2，—段時間后可檢測到具有放射性的C6H12O6C．通過控制反應時間可探究CO2中碳原子的轉移途徑D．通過控制光照的有無可探究光反應和暗反應的關系【答案】A【解析】A、關閉通氣管，二氧化碳供應不足，CO2固定減弱，五碳化合物的去路受阻，短時間內C3被還原形成C5的速率不變，故小球藻葉綠體中的C5含量增加，A錯誤；B、二氧化碳可與C5固定形成C3，C3被還原形成C6H12O6，所以若通入14CO2，—段時間后可檢測到具有放射性的C6H12O6，B正確；C、根據放射性14C出現在有機物中的先后順序，可推知CO2中C的轉移路徑，此實驗的自變量為時間，所以通過控制反應時間可探究CO2中碳原子的轉移途徑，C正確；D、光反應需要光，暗反應有光、無光均可進行，但需要光反應產生的還原氫和ATP還原C3。通過控制光照的有無可探究光反應和暗反應的關系，D正確。故選A。16．以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是（

）A．光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等B．光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多C．溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少D．兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等【答案】A【解析】A、總光合速率=凈光合速率+呼吸速率，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等，都為3.0+3.5=6.5，A正確；B、圖中光照條件下二氧化碳的吸收量表示凈光合，結合圖示可知在在25℃條件下，植物的凈光合速率最大，因此光照相同時間，在25℃條件下植物積累的有機物的量最多，B錯誤；C、結合圖示可知35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等，顯然不能得出溫度高于25℃時光合作用制造的有機物的量開始減少的結論，C錯誤；D、兩曲線的交點表示光合作用積累的有機物與呼吸作用消耗的有機物的量相等，即光合作用制造的是呼吸作用消耗的有機物的二倍，D錯誤。故選A。17．如圖為光合作用過程示意圖，在適宜條件下栽培的小麥，如果突然將c降低至極低水平（其他條件不變），則a、b在葉綠體中的含量變化將會是（

）A．a上升、b下降 B．a、b都上升C．a、b都下降 D．a下降、b上升【答案】B【解析】a、b分別是NADPH和ATP，c是二氧化碳。在適宜條件下栽培的小麥，突然將c二氧化碳降低至極低水平（其他條件不變），三碳化合物不能生成，原有的三碳化合物繼續還原生成五碳化合物，直至全部消耗，所以會導致五碳化合物積累，含量增加；三碳化合物減少。由于三碳化合物含量減少，導致消耗的NADPH和ATP減少，而光照強度不變，故短時間內NADPH和ATP的生成量不變，所以NADPH和ATP含量增加，即B正確，ACD錯誤。故選B。18．如圖為某植物葉肉細胞結構示意圖，a﹣f表示氣體，請據圖分析，不正確的一項是（）A．圖中a、c、e分別表示二氧化碳、氧氣、氧氣B．當光合作用強度小于呼吸作用強度時，圖中存在箭頭c、d、e、fC．當光合作用強度等于呼吸作用強度時，圖中存在箭頭c、dD．當光合作用強度大于呼吸作用強度時，圖中存在箭頭a、b【答案】D【解析】A、葉綠體能產生氧氣，消耗二氧化碳，線粒體相反，圖中a、d、f都表示二氧化碳，b、c、e都表示氧氣，A正確；B、當光合作用強度小于呼吸作用強度時，線粒體需要從外界吸收氧氣并釋放二氧化碳，因此圖中存在的箭頭有c、d、e、f，B正確；C、當光合作用強度等于呼吸作用強度時，不需要與外界發生氣體交換，圖中存在的箭頭有c、d，C正確；D、當光合作用強度大于呼吸作用強度時，葉綠體需要從外界吸收二氧化碳并釋放氧氣，因此圖中存在的箭頭有c、d、a、b，D錯誤。故選D。19．如圖表示某植株在不同光強度下，單位時間內釋放量和產生總量的相對變化。對植物生理過程分析正確的是（

）A．光強度為a時，該植株內有機物總量將減少B．光強度為b時，該植株的光合作用強度是細胞呼吸強度的兩倍C．光強度為c時，葉肉細胞的光合作用強度與細胞呼吸強度相等D．光強度為d時，葉肉細胞產生ATP的細胞器是細胞溶膠、線粒體、葉綠體【答案】A【解析】A、光照強度為a時，只有CO2的釋放，并且氧氣的產生總量為0，說明此時只進行呼吸作用，不進行光合作用，所以該植株內有機物總量將減少，A正確；B、光照強度為b時，有CO2的釋放，說明呼吸作用大于光合作用，B錯誤；C、光照強度為c時，氧氣的產生總量等于a時的二氧化碳的釋放量，說明此時凈光合作用強度等于呼吸作用強度，但總光合作用大于呼吸作用，C錯誤；D、光照強度為d時，葉肉細胞既進行呼吸作用，又進行光合作用，所以葉肉細胞產生ATP的細胞器是線粒體和葉綠體，細胞溶膠不屬于細胞器，D錯誤。故選A。20．圖是某生物興趣小組同學將一植物放在密閉的玻璃罩內，置于晴朗的夏季室外進行培養，假定玻璃罩內植物的生理狀態與自然環境中相同．用紅外線測量儀測得該玻璃罩內CO2濃度與一天24小時的時間變化曲線，據圖下列有關說法錯誤的是（

）A．D點和H點可表示該植物光合速率等于呼吸速率B．H點CO2濃度最低，說明此時植物積累有機物最多C．從0時開始計算，經過24小時，植物體內的有機物量有所增加D．FG段CO2濃度下降不明顯，是因為中午溫度過高使酶活性降低【答案】D【解析】A、玻璃罩內CO2濃度的變化情況與光合作用和呼吸作用相關，D、H兩點表示光合速率等于呼吸速率，A正確；B、H點C