(本講對應學生用書P64)第3講光合作用與能量轉化課標考情——知考向核心素養——提考能課標要求說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能生命觀念通過比較光反應與暗反應的關系和光合作用元素去向分析，建立生命活動對立統一的觀點科學思維通過分析C3、C5等物質變化和影響光合作用的曲線，培養學生能用文字、圖表及數學模型準確描述生物學知識的能力科學探究通過“探究光照強度對光合作用強度影響”的實驗，培養學生的實驗探究能力社會責任通過分析光合作用在農業生產的應用，關心農業生產目錄1自主學習·鞏固基礎2重難探究·素養達標3實驗平臺·專講專練4典題演練·破解高考課后提能演練5［自主學習］捕獲光能的色素和結構［自主學習］1.光合作用的探索歷程光合作用的過程葉綠體氧氣光照需氧細菌聚集的部位水的光解氧氣同位素示蹤光合作用釋放的氧氣二氧化碳ATP水的光解2.光合作用的過程光、色素、酶類囊體薄膜ATP和NADPH中活躍的化學能酶、NADPH、ATP葉綠體基質有機物中穩定的化學能

巧記光合作用過程的“一、二、三、四”3.光合作用和化能合成作用的比較項目光合作用化能合成作用區別能量來源

代表生物綠色植物

相同點都能將

等無機物合成有機物

光能無機物氧化釋放的能量硝化細菌CO2和H2O（1）同位素示蹤法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就沒有放射性，不能檢測其放射性；而14C有放射性，可被追蹤檢測。（2）光合作用中的NADPH和呼吸作用中的［H］（NADH）不同，光合作用中NADPH是還原型輔酶Ⅱ的簡化表示方法。（3）綠色植物和化能合成作用菌為自養型生物，人、動物、真菌以及大多數細菌屬于異養型生物。（4）C3和C5并不是只含有3個或5個碳原子，還有H、O等原子，如丙酮酸（C3H4O3）就是一種三碳化合物。［自主檢測］1.深挖教材。光合作用過程中產生的ATP與細胞呼吸過程中產生的ATP的利用不同是

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。

光反應階段產生的ATP用于暗反應階段C3的還原和葉綠體中蛋白質、核酸的合成。細胞呼吸產生的ATP可用于除光合作用以外的生命活動2.熱圖導析。如圖1、2所示為光合作用探索歷程中的經典實驗的分析及拓展（圖1中葉片黃白色部分不含葉綠體），請思考：（1）圖1中a~d可構成哪些對照組？其驗證的結論分別是什么？

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。

圖1中b和c部位都是綠色葉片，即都含有葉綠體，二者的區別在于有無光照，通過對照可以說明光合作用需要光照；a和b部位都有光照，二者的區別在于有無葉綠體，通過對照可以說明光合作用需要葉綠體（2）圖2所示實驗運用了何種技術？可得出何種推論？

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。

圖2所示實驗運用了同位素示蹤法，該對比實驗說明光合作用產生的O2來源于H2O，而不是來自CO2［自主學習］1.光合作用強度光合作用原理的應用糖類消耗生成2.影響光合作用強度的因素水溫度CO2濃度長短、強弱［自主檢測］1.深挖教材。哈密瓜盛產于新疆的哈密地區。在哈密地區農作物生長季節里，陽光充沛、晝夜溫差大。分析回答：（1）從影響哈密瓜生長的環境因素分析，哈密瓜特別甜的原因是________________________________________________________________

。（2）如果你的家鄉想種哈密瓜并使瓜甜，僅從光合作用的角度分析，你認為應當采取的措施有

。白天溫度高，光照強，哈密瓜光合作用強，積累的有機物較多；夜間溫度低，哈密瓜細胞呼吸較弱，消耗的有機物較少，一晝夜積累的有機物較多增加光照強度、延長光照時間等2.熱圖導析。如圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線并回答下列問題：（1）圖中顯示，7~10時，光合作用強度不斷增強，其原因是什么？

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。（2）由上圖可看出中午12時左右，光合作用強度明顯減弱，其主要原因是______________________________________________________________

。

在一定溫度和CO2供應充足的情況下，光合作用強度隨著光照強度加強而增強此時溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉，CO2供應減少，導致光合作用強度明顯減弱［深度講解］1.光反應與暗反應的比較光合作用的過程項目光反應暗反應實質光能轉換為化學能，并釋放出O2同化CO2形成有機物（酶促反應）條件色素、光、酶、水、ADP、Pi多種酶、ATP、CO2、NADPH場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質項目光反應暗反應物質轉化（1）水的光解：2H2O4NADPH+O2；（2）ATP的合成：ADP+Pi+能量

ATP（1）CO2的固定：CO2+C52C3；（2）C3的還原：

能量轉化光能→ATP和NADPH中活躍的化學能ATP和NADPH中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能關系

2.同位素標記元素的轉移途徑H：3H2O被標記的NADPH（C3H2O）C：14CO2

14C3（14CH2O）O3.環境改變時光合作用各物質含量的變化分析（1）“過程法”分析各物質變化。下圖中Ⅰ表示光反應，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當外界條件（如光照、CO2）突然發生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化：（“↑”表示增加，“↓”表示減少）（2）“模型法”表示C3和C5的含量變化。起始值C3高于C5（約為2倍）。［考向預測］（一）光合作用的探究歷程的有關實驗（素養目標：科學探究）1.英國植物學家希爾發現：在光下，若給含葉綠體的葉片提取液（淡綠色）提供特定的可與氫離子結合的氫受體2，6-D（一種墨綠色染料，接受氫離子并被還原后呈無色），在無CO2時進行光照，可觀察到提取液由墨綠色變為淡綠色，并釋放出O2；但放在暗處，則試管中的液體仍為墨綠色，且無O2的釋放，如圖所示。下列有關該實驗的敘述和推論錯誤的是（）A.該實驗不能證明光照條件下釋放的O2完全來自H2O的光解B.該實驗證明了光照條件下葉綠體內合成了H+和O2C.實驗過程中，給A組提供14CO2，可能會檢測到（14CH2O）的生成D.該實驗還可以證明葉綠體是植物細胞合成糖類的場所D【解析】該實驗說明了光照條件下釋放了O2，但是不能說明O2來自水的光解，A正確；該實驗證明了光照條件下葉綠體內產生了還原性物質（氫離子）和O2，B正確；CO2是光合作用暗反應的原料，若給A組提供14CO2等物質，可能會檢測到（14CH2O）的生成，C正確；該實驗只能證明葉綠體在光照條件下產生了O2和H+，無法證明葉綠體是植物細胞合成糖類的場所，D錯誤。（二）光合作用的過程（素養目標：科學思維）2.（2024年廣東惠州模擬預測）研究發現外源性甲醛（HCHO）可作為碳源參加常春藤的光合作用，具體過程如下圖所示（Ru5P和Hu6P為中間產物）。下列說法錯誤的是

（）A.甲醛通過氣孔以自由擴散方式進入細胞B.①過程稱為暗反應，與基粒的功能無關C.可用同位素標記法驗證②過程D.細胞同化甲醛的場所是葉綠體基質B【解析】甲醛是一種氣體，可以通過氣孔以自由擴散方式進入細胞，A正確；①過程是暗反應，需要光反應提供NADPH和ATP，吸收光能的色素分布在葉綠體基粒上，因此暗反應與基粒的功能有關，B錯誤；可采用同位素示蹤法研究碳元素轉移路徑，比如用14C標記甲醛中的碳元素則可驗證②過程，C正確；細胞同化甲醛的過程是圖中的②，場所是葉綠體基質，D正確。［深度講解］1.探究單因子對光合作用速率的影響（1）光照強度。原理：影響光反應，制約NADPH和ATP產生。A點：光照強度為0，只進行呼吸作用。AB段：光合作用強度小于呼吸作用強度。B點：光補償點（光合作用強度與呼吸作用強度相等時的光照強度）。BD段：光合作用強度大于呼吸作用強度。環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用C點：光飽和點（光照強度達到C點后，光合作用強度不再隨光照強度增強而增強）。應用：溫室大棚內適當提高光照強度可以提高光合速率；欲使植物生長，必須使光照強度大于光補償點。（2）CO2濃度。原理：影響暗反應，制約C3的生成。A點：CO2補償點（表示光合作用速率等于呼吸作用速率時的CO2濃度）。A'點：表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。B和B'點：CO2飽和點（CO2濃度達到該點后，光合作用強度不再隨CO2濃度的增加而增加）。應用：①大田中增加空氣流動，以增加CO2濃度，如“正其行，通其風”；②溫室中可增施有機肥，以增大CO2濃度。（3）溫度。原理：影響酶的活性，主要制約暗反應。B點：最適溫度，酶的活性最強，光合速率達到最大值。應用：在大棚內，白天調到最適溫度，增強光合速率；晚上適當降低溫度，降低呼吸速率，利于有機物積累。2.探究多種因子對光合作用的影響圖解：P點時，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當到Q點時，橫坐標所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當提高除橫坐標所表示的因子之外的其他因子。3.光合作用坐標圖中關鍵點移動規律（1）關鍵點移動。如圖為光照強度對某一植物光合作用強度的影響，若適當提高CO2濃度：①A點（光補償點）：呼吸作用不變，光合作用增強，A點光合作用強度等于呼吸作用強度，需要降低光照強度，故A點左移；②B點（光飽和點）：B點是光合作用強度達到最大值所需的最低的光照強度，需要增加光照強度，故B點右移；③C點（光合強度最大點）：光合作用最強的點，需要增加光照強度，故C點右上移。（2）規律總結。若條件的改變（提高CO2濃度、提高光照強度）有利于光合作用，則A、B、C三點圍成的三角形變大。［考向預測］（一）影響光合作用的單一環境因素（素養目標：科學探究）1.（2025年云南階段練習）用打孔器在某植物的葉片上打出多個圓片并用氣泵抽出葉圓片內氣體，直至葉圓片沉底，然后將等量的葉圓片分別轉至含有等濃度的NaHCO3溶液的多個培養皿中，然后給予一定的光照，在相同且適宜的條件下，測量不同溫度下的葉圓片全部上浮至液面所用的平均時間，如圖所示。下列說法正確的是

（）A.據圖可知，一定范圍內隨溫度升高，葉圓片光合速率先逐漸減小后逐漸增大B.葉圓片上浮至液面的時間由光合作用釋放氧氣速率的相對大小決定C.圖中b點和c點對應的溫度下光合作用有關酶的活性大小相等D.增加NaHCO3濃度，各溫度下葉圓片上浮至液面的時間會縮短B【解析】隨溫度升高，葉圓片全部上浮至液面所用的平均時間先減小后增大，故葉片光合速率先逐漸增大后逐漸減小，A錯誤；葉圓片上浮至液面的時間由光合作用釋放氧氣速率的相對大小決定，即凈光合速率大小，B正確；由于溫度變化也會影響呼吸酶的活性，b點和c點是凈光合速率相等，對應的溫度下光合作用有關酶的活性大小不一定相等，C錯誤；光合速率還會受光照強度的限制，另外NaHCO3濃度過高會使葉片細胞失水影響光合作用，此時可能已經達到CO2飽和狀態，則葉圓片上浮至液面的時間不一定會縮短，D錯誤。（二）多因子變量對光合作用的影響（素養目標：科學思維）2.（2024年山東青島期末）玉米的碳同化效率明顯高于水稻，PEPC酶是玉米進行CO2固定的關鍵酶。研究人員將玉米的PEPC酶基因導入水稻后，測得光照強度和溫度對轉基因水稻和原種水稻的光合速率影響如圖所示。據圖分析，下列說法錯誤的是

（）注：甲圖溫度為35℃，乙圖光照強度為1000μmol·m-2·s-1。A.轉基因水稻更適合栽種在較強光照的環境中B.轉基因水稻對CO2的利用能力提高進而增強光合速率C.轉入的PEPC酶基因不會影響水稻的呼吸作用強度D.在溫度為30℃下重復圖甲相關實驗，A點會向左上方移動D【解析】由圖可知，轉基因水稻的光飽和點更高，說明轉基因水稻更適合栽種在較強光照的環境中，A正確；PEPC酶是玉米進行CO2固定的關鍵酶，導入PEPC酶的轉基因水稻凈光合速率更大，由圖可知，轉基因水稻和原種水稻呼吸速率相同，說明轉入的PEPC酶基因不會影響水稻的呼吸作用強度，轉基因水稻對CO2的利用能力提高進而增強光合速率，B、C正確；由圖乙可知，溫度從35

℃降到30

℃時，原種水稻凈光合速率不變，均為20

μmol?m-2?s-1，所以在溫度為30

℃下重復圖甲相關實驗，A點不會向左上方移動，D錯誤。［實驗理論］綠葉中色素的提取和分離［方法透析］1.綠葉中色素的提取和分離的實驗操作分析步驟方法原因提取綠葉中的色素

①加入二氧化硅：有助于研磨充分；②加入碳酸鈣：防止研磨中色素被破壞；③加入無水乙醇：為了溶解、提取色素過濾將研磨液迅速倒入基部墊有單層尼龍布的玻璃漏斗中過濾，濾液收集到試管中，及時用棉塞塞緊試管口①單層尼龍布：過濾葉脈及二氧化硅等；②試管口塞緊：防止乙醇揮發制備濾紙條

①干燥濾紙：透性好、吸收濾液多；②剪去兩角：使層析液同步到達濾液細線步驟方法原因畫濾液細線用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細而直的濾液細線，待濾液干后再重復畫一兩次①畫得細而直：防止色素帶重疊而影響分離效果；②畫兩三次：為積累更多的色素，使分離后的色素帶明顯分離綠葉中的色素

①層析液不能觸及濾液細線，以防止色素溶解于層析液中而無法分離；②燒杯加蓋是為了防止層析液中的成分揮發觀察與分析

2.綠葉中色素提取和分離異常現象分析（1）收集到的濾液綠色過淺的原因。①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。②使用放置數天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）太少。③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低（正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素）。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。（2）濾紙條色素帶重疊：濾液細線不直；濾液細線過粗。（3）濾紙條看不見色素帶：①忘記畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。［診斷小練］（一）對實驗原理和操作的考查1.韭菜是一種多年生宿根蔬菜，屬于百合科。它具有特殊的強烈氣味，根莖橫臥，鱗莖狹圓錐形，簇生。如圖表示用韭菜宿根進行的相關對照實驗流程。下列敘述錯誤的是

（）A.色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同B.在做提取韭黃色素的實驗時，不加碳酸鈣對濾液顏色的影響不大C.兩組實驗的結果②中吸收光譜最明顯的差異出現在藍紫光區域D.若在缺鎂條件下完成該實驗，兩組實驗的結果①和結果②差異不大C【解析】分離色素的原理是四種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，因而不同色素分子可以在濾紙上通過擴散而分開，A正確；研磨時加碳酸鈣主要是防止葉綠素分子被破壞，韭黃中不含葉綠素，不加碳酸鈣對濾液顏色的影響不大，B正確；兩組實驗的結果②的差異是葉綠素，韭菜中含有葉綠素，韭黃中不含葉綠素，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，故兩組實驗的結果②中吸收光譜最明顯的差異出現在紅光區域，C錯誤；鎂元素是葉綠素合成的原料，缺鎂元素會使葉綠素分子的合成受阻，因此若在缺鎂元素條件下完成該實驗，兩組實驗的結果①和②差異都不大，D正確。（二）對實驗結果的分析2.（2024年湖南長沙階段練習）為了研究不同條件下提取葉綠素時是否存在差異，生物興趣小組同學利用三種提取試劑，分別提取了菠菜葉片色素，并利用分光光度計檢測并計算了葉綠素含量，結果如下圖所示。下列敘述不正確的是

（）A.每組稱取的葉片質量應相同、所選取的葉片位置和顏色要相當B.每種提取試劑應至少做3個重復實驗，減小實驗測量和計算誤差C.甲、丙兩組實驗結果無顯著差異，建議用無水乙醇作為提取劑進行實驗D.若用紙層析法分離葉綠素a、b時，不能用95%無水乙醇提取獲得色素濾液D【解析】為了控制無關變量，為減小實驗誤差，每組稱取的葉片質量應相同、所選取的葉片位置和顏色要相當，A正確；為減小實驗誤差，避免實驗出現偶然性，提高實驗結果的準確性，每種提取試劑應至少做3個重復實驗，B正確；甲、丙兩組實驗結果無顯著差異，用無水乙醇作為提取劑進行實驗，只使用一種試劑，可以更方便，C正確；用95%無水乙醇可以提取獲得色素濾液，只是提取到的色素溶液比用無水乙醇提取到的少一些，D錯誤。1.（2024年廣東卷）銀杏是我國特有的珍稀植物，其葉片變黃后極具觀賞價值。某同學用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別，下列實驗操作正確的是

（）A.選擇新鮮程度不同的葉片混合研磨B.研磨時用水補充損失的提取液C.將兩組濾紙條置于同一燒杯中層析D.用過的層析液直接倒入下水道C【解析】本實驗目的是用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別，選擇新鮮程度不同的葉片分開研磨，A錯誤；色素溶于有機溶劑，提取液為無水乙醇，色素不溶于水，B錯誤；由于濾紙條不會相互影響，層析液的成分相同，兩組濾紙條可以置于同一個燒杯中層析，C正確；用過的層析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D錯誤。2.（2024年湖北卷）植物甲的花產量、品質（與葉黃素含量呈正相關）與光照長短密切相關。研究人員用不同光照處理植物甲幼苗，實驗結果如下表所示。下列敘述正確的是

（）組別光照處理首次開花時間莖粗/mm花的葉黃素含量/（g·kg-1）鮮花累計平均產量/（kg·hm-2）①光照8h/黑暗16h7月4日9.52.313000②光照12h/黑暗12h7月18日10.64.421800③光照16h/黑暗8h7月26日11.52.422500A.第①組處理有利于誘導植物甲提前開花，且產量最高B.植物甲花的品質與光照處理中的黑暗時長呈負相關C.綜合考慮花的產量和品質，應該選擇第②組處理D.植物甲花的葉黃素含量與花的產量呈正相關C【解析】三組中，第①組首次開花時間最早，說明第①組處理有利于誘導植物甲提前開花，但在三組中產量最低，A錯誤；植物甲的花品質與葉黃素含量呈正相關，根據表格數據分析，第①組光照處理中的黑暗時長最長，花的葉黃素含量最低，而第③組光照處理中的黑暗時長最短，但花的葉黃素含量卻不是最高的，說明植物甲花的品質與光照處理中的黑暗時長不是呈負相關，B錯誤；第②組光照處理，花的葉黃素含量最高，植物甲的花品質最好，第③組光照處理，鮮花累計平均產量最高，說明植物甲的花產量最高，綜合考慮花的產量和品質，應該選擇第②組處理，C正確；第②組光照處理，花的葉黃素含量最高，但鮮花累計平均產量卻不是最高，說明植物甲花的產量不是最高，所以植物甲花的葉黃素含量與花的產量不是呈正相關，D錯誤。3.（2024年北京卷）某同學用植物葉片在室溫下進行光合作用實驗，測定單位時間單位葉面積的氧氣釋放量，結果如圖所示。若想提高X，可采取的做法是

（）A.增加葉片周圍環境CO2濃度B.將葉片置于4℃的冷室中C.給光源加濾光片改變光的顏色D.移動冷光源縮短與葉片的距離A【解析】二氧化碳是光合作用的原料，增加葉片周圍環境CO2濃度可增加單位時間單位葉面積的氧氣釋放量，A符合題意；降低溫度會降低與光合作用有關的酶的活性，會降低單位時間單位葉面積的氧氣釋放量，B不符合題意；給光源加濾光片，減少了光源，會降低光合速率，C不符合題意；移動冷光源縮短與葉片的距離會使光照強度增大，但單位時間單位葉面積的最大氧氣釋放量可能不變，因為光飽和點之后，光合作用強度不再隨著光照強度的增強而增強，D不符合題意。4.（2024年吉林卷）在光下葉綠體中的C5能與CO2反應形成C3；當CO2/O2比值低時，C5也能與O2反應形成C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經過一系列化學反應完成光呼吸過程。上述過程在葉綠體與線粒體中主要物質變化如圖1。光呼吸將已經同化的碳釋放，且整體上是消耗能量的過程。回答下列問題。（1）反應①是

過程。

（2）與光呼吸不同，以葡萄糖為反應物的有氧呼吸產生NADH的場所是

和

。CO2的固定細胞質基質線粒體基質（3）我國科學家將改變光呼吸的相關基因轉入某種農作物野生型植株（WT），得到轉基因株系1和2，測定凈光合速率，結果如圖2、圖3。圖2中植物光合作用CO2的來源除了有外界環境外，還可來自

和

（填生理過程）。光呼吸呼吸作用7~10時株系1和2與WT凈光合速率逐漸產生差異，原因是

________________________________________________________________________________________________________________________________

。

凈光合速率=總光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7~10時，隨著光照強度的增加，與WT相比，株系1、株系2因轉基因，增強了總光合速率，降低了光呼吸強度不能總光合速率=凈光合速率+呼吸速率+光呼吸速率，在圖3中，能看到凈光合速率和呼吸速率，但無法得知光呼吸速率（4）結合上述結果分析，選擇轉基因株系1進行種植，產量可能更具優勢，判斷的依據是

。

與株系2和WT相比，轉基因株系1的凈光合速率最大【解析】（1）在光合作用的暗反應過程中，CO2在特定酶的作用下，與C5結合形成兩個C3，這個過程稱作CO2的固定，故反應①是CO2的固定過程。（2）有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖為反應物的有氧呼吸產生NADH的場所是細胞質基質、線粒體基質。（3）由圖1可知，在線粒體中進行光呼吸的過程中，也會產生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的來源除了有外界環境外，還可來自光呼吸、呼吸作用。凈光合速率=總光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7~10時，隨著光照強度的增加，與WT相比，株系1、株系2因轉基因，增強了總光合速率，降低了光呼吸強度。總光合速率=凈光合速率+呼吸速率+光呼吸速率，隨著CO2濃度增加，光合速率增加，光呼吸速率減弱，圖3中有凈光合速率，該參數已知。當CO2濃度為0時，不能進行光合作用，只能進行呼吸作用，此時凈光合速率是個負值，取正后相當于呼吸速率，圖3曲線雖然沒有與縱軸相交，但稍微延長即可見其與縱軸將交于-10的點，因此呼吸速率也可以大致確定。但公式中的最后一項參數光呼吸速率隨CO2的變化完全未知，導致總光合速率無法計算。（4）由圖2、圖3可知，與株系2和WT相比，轉基因株系1的凈光合速率最大，因此選擇轉基因株系1進行種植，產量可能更具優勢。A組基礎鞏固練1.我國科學家在人工合成淀粉方面取得原創性突破——在世界上首次在實驗室實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。下列敘述正確的是

（）A.人工合成淀粉只需要二氧化碳作原料B.用淀粉酶可將人工合成的淀粉水解為葡萄糖和果糖C.人工合成淀粉為推進“碳中和”目標的實現提供了新技術途徑D.可用斐林試劑來檢驗是否產生淀粉（本講對應學生用書P339~341）C2.科學家提取出植物細胞中的葉綠體，將葉綠體膜破壞后，分離出基質和基粒，用來研究光合作用過程（如下表，表中“+”表示“有”或“添加”，“-”表示“無”或“不添加”）。下列條件下能產生葡萄糖的是（）選項場所光照CO2ATPNADPHC5A基質-+-++B基粒++--+C基質和基粒-+---D基質和基粒++--+D

【解析】葉綠體的基質中進行暗反應階段，暗反應需要光反應提供的ATP和NADPH，A錯誤。葉綠體的基粒只能進行光反應階段，而葡萄糖的產生必須在葉綠體基質中，B錯誤。光合作用產生葡萄糖的過程一定需要光照，C錯誤。葉綠體的基粒進行光反應階段：水的光解產生NADPH和氧氣、ATP。葉綠體的基質中進行暗反應階段：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機物，D正確。3.下圖表示測定金魚藻光合作用強度的密閉實驗裝置，氧氣傳感器可監測O2量的變化。已知光飽和點是指植物光合速率達到最大時的最小光照強度。下列敘述錯誤的是

（）A.NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用提供CO2B.單色光照射時，相同光照強度下一定時間內用紅光比用綠光測到的O2量多C.氧氣傳感器測到的O2量是金魚藻光合作用產生的O2量D.若干相同裝置拆去濾光片，給予不同光照強度，可探究該植物光飽和點C

【解析】加入NaHCO3溶液是為了給光合作用提供CO2，A正確；色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收最少，因此單色光照射時，相同光照強度下一定時間內用紅光比用綠光測到的O2量多，B正確；氧氣傳感器測到的O2量是金魚藻凈光合作用產生的O2量，即總光合作用產生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值，C錯誤；拆去濾光片，改變光照強度，并將所得數據繪制成曲線可推知該植物的光飽和點，D正確。4.（2024年廣東東莞開學考試）研究人員為進行相關探究，設計了以下實驗裝置，基本使用過程如圖所示。亞甲基藍結晶使溶液呈藍色，其對濃度的影響忽略不計。若a管溶液濃度小于b管，則藍色液滴上浮；反之，則藍色液滴下沉；若相等，則藍色液滴位置不變。下列說法錯誤的是

（）C

A.該實驗裝置可以用于比較不同種類的植物葉圓片的細胞液濃度大小B.若藍色液滴上移，則光學顯微鏡下能觀察到葉圓片細胞的綠色變深C.若將裝置中的蔗糖溶液換成硝酸鉀溶液，當葉圓片細胞質壁分離又復原時，藍色液滴位置不變D.若將a管中液體換成適宜濃度碳酸氫鈉溶液，通過觀察a管葉圓片上浮的數量可以探究光照強度對光合作用強度的影響【解析】根據題干信息“若a管溶液濃度小于b管，則藍色液滴上浮；反之，則藍色液滴下沉；若相等，則藍色液滴位置不變”，因此本實驗可以根據藍色液滴的位置判斷不同植物種類葉圓片的細胞液濃度大小，A正確；藍色液滴上移，是由于a管溶液濃度小于b管，說明葉圓片中的葉肉細胞失水使a的濃度降低，因此葉肉細胞失水，葉片中含有葉綠體呈現綠色，則葉圓片細胞的綠色變深，B正確；當葉圓片細胞質壁分離后又自動復原時，由于細胞壁有保護和支撐的作用，細胞液濃度大于外界溶液濃度，會吸收水分，導致a的濃度升高，藍色液滴下降，C錯誤；若將a管中液體換成適宜濃度碳酸氫鈉溶液（而不是碳酸鈉溶液），碳酸氫鈉可提供CO2，通過觀察葉圓片上浮的數量可以探究光照強度對光合作用強度的影響，D正確。5.（2024年廣東茂名三模）許多農業諺語涉及生物學原理在農業生產實踐中的應用。下列相關解釋不合理的是

（）A.“秋分種高山，寒露種平川”：溫度對冬小麥的生長有影響B.“農家兩大寶，豬糞、紅花草（豆科植物）”：紅花草具有固氮肥田的作用C.“春天糞堆密，秋后糧鋪地”：糞肥中的礦質元素流向植物，促進糧食增產D.“稀豆稠麥，收成不壞；稀麥稠豆，沒啥收頭”：合理密植可提高凈光合產量B6.（2024年湖北專題練習）將某種植物置于CO2濃度適宜、水分充足的環境中，溫度分別保持在15℃、25℃和35℃，改變光照強度，測定CO2的吸收速率如圖所示。下列敘述錯誤的是

（）A.溫度和光照強度是該實驗的自變量，CO2濃度和水分是無關變量B.A點時，該植物葉肉細胞產生ATP的場所是細胞質基質、線粒體C.當光強強度大于7時，光照強度不是限制光合作用速率的主要因素D.當光照強度大于8時，25℃條件下有機物的合成速率與15℃相等D【解析】由題意可知，本題是探究不同溫度和不同光照強度下植物CO2吸收速率（相對值）的變化，所以溫度和光照強度是該實驗的自變量，CO2濃度和水分是無關變量，A正確；分析圖可知，A點時，光照強度為0，所以該植物葉肉細胞只進行呼吸作用，產生ATP的場所是細胞質基質和線粒體，B正確；當光照強度大于7時，在溫度為15

℃、25

℃和35

℃條件下，CO2吸收速率（相對值）都不隨光照強度增加而增加，說明光照強度不是限制光合作用速率的主要因素，C正確；有機物的合成速率表示總光合速率，總光合強度等于凈光合強度+呼吸作用強度，當光照強度大于8時，25

℃條件下和15

℃條件下凈光合速率相等，但兩種溫度下呼吸速率不相等，故25

℃條件下有機物的合成速率與15

℃不相等，D錯誤。B組能力提升練7.（2024年廣東廣州二模）光照充足時，葉肉細胞中Rubisco催化O2與CO2競爭性結合C5。O2和CO2與Rubisco的親和力與各自的相對濃度有關，相對濃度高則與酶的親和力高。O2與C5結合后經一系列的反應，最終釋放CO2的過程稱為光呼吸。下圖中實線部分表示植物葉肉細胞的光合作用和光呼吸等正常的生命活動過程，虛線部分表示科學家通過基因工程所構建的新的光呼吸代謝支路。下列敘述錯誤的是

（）A.酶Rubisco既能催化CO2的固定，又能催化C5與O2反應B.光呼吸會消耗一部分的C5，從而降低光合作用產量C.新的光呼吸代謝支路，有利于植物積累有機物D.在農業生產中，可通過給大棚通風的方式，提高農作物的光呼吸過程D【解析】葉肉細胞中Rubisco催化O2與CO2競爭性結合C5，催化CO2與C5生成C3酸，催化O2與C5生成C3酸與C2，A正確；光呼吸O2與C5結合生成C3酸與C2酸，C2酸最終又生成CO2，參與二氧化碳固定的C5減少，導致光合作用產量降低，B正確；新的光呼吸代謝支路，將C2酸轉化為葉綠體內的二氧化碳，增大葉綠體中二氧化碳濃度，促進葉綠體中二氧化碳的固定，有利于植物積累有機物，C正確；在農業生產中，給大棚通風可增大大棚中的氣體交換速率，增大大棚中的二氧化碳濃度，降低O2濃度，可降低農作物的光呼吸，D錯誤。8.（2024年廣東階段練習）甘蔗、玉米是常見的C4植物，C4植物的葉片具有特殊的花環結構，其葉肉細胞中的葉綠體有類囊體但沒有Rubisco，而維管束鞘細胞中的葉綠體沒有類囊體但有Rubisco。C4植物的光合作用過程如圖所示。已知PEP羧化酶對CO2的親和力遠高于Rubisco，下列敘述錯誤的是

（）A.維管束鞘細胞可以通過卡爾文循環制造糖類B.葉肉細胞可以通過光反應產生ATP和NADPHC.甘蔗、玉米等C4植物具有較低的CO2補償點D.甘蔗、玉米等C4植物具有明顯的光合午休現象D【解析】卡爾文循環屬于暗反應過程，維管束鞘細胞中的葉綠體沒有類囊體但有

Rubisco，維管束鞘細胞可以通過卡爾文循環制造糖類，A正確；葉肉細胞中的葉綠體有類囊體，類囊體薄膜上含有光合色素，因此葉肉細胞可以通過光反應產生ATP和NADPH，

B正確；PEP羧化酶對CO2的親和力遠高于Rubisco，在CO2濃度較低時，PEP羧化酶仍可催化CO2固定，

CO2與某種C3結合成C4，C4從葉肉細胞運輸至維管束鞘細胞，又釋放出CO2，因此對低濃度CO2具有富集作用，所以甘蔗、玉米等C4植物具有較低的CO2補償點，一般沒有光合午休現象，C正確，D錯誤。9.（2024年廣東惠州二模）原本生活在干旱地區的多肉植物，經研究發現其CO2固定過程非常特殊，被稱為景天酸代謝途徑。其光合作用產生的中間產物蘋果酸在CO2的固定和利用過程中起到重要作用。過程如圖所示。據圖分析，下列說法錯誤的是

（）A.進行景天酸代謝的植物白天進行光反應，積累ATP和還原氫，晚上進行暗反應合成有機物B.圖示的代謝方式可以有效地避免植物蒸騰過度導致脫水，從而使該類植物適應干旱環境C.與常見的C3代謝途徑植物相比，夜間更適于放置在室內的是景天酸代謝途徑植物D.多肉植物在其原生地環境中，其液泡中的pH會呈現白天升高晚上降低的周期性變化A

【解析】白天在光照條件下，景天酸代謝的植物通過光反應可生成［H］和ATP，用于暗反應，A錯誤；圖示景天酸代謝途徑，白天氣孔關閉減少水分的流失，因此可以有效地避免植物蒸騰過度導致脫水，從而使該類植物適應干旱環境，B正確；由于景天酸代謝途徑植物晚上氣孔張開，不斷吸收二氧化碳用于合成蘋果酸，減少了空氣中的二氧化碳，因此，與常見的C3代謝途徑植物相比，夜間更適于放置在室內的是景天酸代謝途徑植物，C正確；多肉植物在晚上吸收二氧化碳生成蘋果酸進入液泡中（pH降低），白天蘋果酸分解產生二氧化碳用于暗反應（pH升高），因此這些植物的液泡中的pH會呈現白天升高晚上降低的周期性變化，D正確。C組壓軸培優練10.將長勢相同、數量相等的甲、乙兩個品種的大豆幼苗分別置于兩個相同的密閉透明玻璃罩內，在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養，定時測定玻璃罩內CO2的含量，結果如圖所示。請回答下列相關問題：（1）該實驗的探究目的是

。

不同大豆品種和培養時間對光合作用強度的影響（2）30~45min期間，乙品種大豆幼苗的葉肉細胞光合作用速率

（填“>”“<”或“=”）呼吸作用速率，原因是

。

（3）甲、乙植株固定CO2的能力強的是

植株，據圖判斷依據是

。>

30~45min期間，密閉透明玻璃罩內CO2的含量保持穩定，說明乙品種大豆幼苗葉肉細胞光合作用速率=葉肉細胞呼吸作用速率+非光合器官呼吸作用速率，所以葉肉細胞光合作用速率大于呼吸作用速率乙玻璃罩中乙比甲的CO2濃度下降得快，且剩余量更少（4）某同學摘出一些甲的葉片，一段時間后發現有部分葉片已變黃。他判斷這可能是葉片中某些色素降解，或者是某些色素含量增加造成的。根據所學知識，請設計實驗判斷以上觀點（寫出實驗思路）：