（选考）新高考生物第三单元细胞的能量供应和利用第9讲能量之源——光与光合作用学案新人教版.docx

第9讲能量之源光与光合作用考点1捕获光能的色素和结构1绿叶中色素的提取和分离实验(1)实验原理(2)实验步骤2叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：3叶绿体的结构与功能(1)叶绿体的结构模式图(2)叶绿体的功能(必修1 P99“与社会的联系”改编)温室或大棚种植蔬菜时，最好选择_的玻璃、塑料薄膜，理由是_。答案：无色透明有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他颜色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行【真题例证体验】(2019高考江苏卷)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是()A研磨时加入CaCO3 过量会破坏叶绿素B层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b解析：选D。研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，A项错误；层析液由有机溶剂配制而成，B项错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。【考法纵览诊断】(1)叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素2019全国卷，T29节选()(2)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的类囊体膜上，该物质主要捕获可见光中的蓝紫光和红光 2018全国卷，T29节选()(3)类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 2017全国卷，T3A()(4)叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 2017全国卷，T3D()(5)用水作层析液观察花青苷的色素带2017天津卷，T5B()(6)若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生2017海南卷，T10C()(7)通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 2016全国卷，T4C()(8)黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的 2016全国卷，T4D()(9)层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失 2016江苏卷，T17D()【长句应答特训】下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析回答下列问题：(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上巧妙之处是_。(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是_。(3)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是_。(4)萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，目的是_。(5)两实验设计中是如何形成对照的？_。答案：(1)选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位(2)排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰(3)消耗掉细胞中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰(4)防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰(5)恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照1绿叶中色素提取与分离实验异常现象分析2影响叶绿素合成因素的分析绿叶中色素的提取和分离科学探究1(2020广东六校一模)提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是()A未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多D胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高解析：选C。黄化叶片也可见叶黄素和胡萝卜素的色素带，未见色素带的原因可能是滤液细线没及层析液而溶解于层析液，A错误；色素能溶于层析液，B错误；一般情况下，叶绿素含量比类胡萝卜素多，故提取液常呈绿色，C正确；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，如胡萝卜素在层析液(而不是提取液)中扩散得最快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，如叶绿素b，D错误。2在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()试剂甲乙丙丁无水乙醇水CaCO3SiO2ABC D解析：选B。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应。捕获光能色素的种类及功能科学思维3(2020河北冀州中学段考)下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是()A提取色素时，要加入SiO2和CaCO3，并进行充分研磨B色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C实验结果可说明叶绿素合成需要光照D实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多解析：选B。提取色素时加入SiO2是为了研磨充分，而加入CaCO3是为了防止色素被破坏，A正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B错误；实验结果色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C正确；实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D正确。4(不定项)(2020山东临沂模拟)为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是()二氧化硅叶绿素种类颗粒大小(目)02050100200叶绿素a(mg/g)0.250.530.610.480.47叶绿素b(mg/g)0.160.080.090.110.12A提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂B加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益C据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多D若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均增大解析：选BD。根据光合色素易溶于有机溶剂的原理，可用无水乙醇来提取，A正确；分析表格数据可知，加入二氧化硅会使叶绿素b的含量减少，不利于叶绿素b的提取，B错误；根据表格数据可知，分别使用颗粒大小为20、50、100、200目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量分别为0.61、0.70、0.59、0.59 mg/g，故用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多，C正确；碳酸钙可保护叶绿素，防止叶绿素被有机酸分解，若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中叶绿素a、叶绿素b数据均减小，D错误。考点2光合作用的基本过程1光合作用的探究历程连一连2光合作用的概念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。3光合作用的过程(1)图解(2)过程比较助学巧记光合作用过程的“一、二、三、四”4光合作用和化能合成作用的比较(必修1 P94和P103“相关信息”改编)完成下表，分析光合作用过程中H与细胞呼吸过程中H的区别。光合作用过程中H细胞呼吸过程中H本质还原型辅酶(NADPH)还原型辅酶(NADH)来源_阶段无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第一、二阶段去向_有氧呼吸第_阶段生成_答案：光反应三碳化合物的还原三水【真题例证体验】(2019高考全国卷)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自()A水、矿质元素和空气B光、矿质元素和水C水、矿质元素和土壤 D光、矿质元素和空气解析：选A。该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水量的增加，干重增加量来源于从土壤中吸收的矿质元素及利用CO2(空气)和H2O合成的有机物。故选A。【考法纵览诊断】(1)大气中的碳主要在叶绿体基质部位被固定，进入生物群落2018天津卷，T8节选()(2)水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量2017海南卷，T10D()(3)在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的绿光照射，则H下降 2016天津卷，T2C改编()(4)在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是Mg2吸收 2015四川卷，T1A改编()(5)CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能 2015安徽卷，T2A()(6)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内NADPH/NADP比值下降 2014全国卷，T2D()(7)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生2011浙江卷，T1A()(8)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应 2011浙江卷，T1D()【长句应答特训】下图为光合作用的过程图解，据图分析并回答下列问题：(1)乙表示_阶段，又称作_循环。(2)图中的物质a是_，物质c是_。(3)甲阶段的两项重要变化是_。(4)乙阶段的两项重要过程是_。(5)土壤中缺乏N，植物的光合作用就会受影响，请分析原因：_。(6)若将某种植物密闭在无O2，但其他条件适宜的小室中，光照培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增强，原因是_。答案：(1)暗反应卡尔文(2)HCO2(3)叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成H和O2；同时形成ATP(4)CO2的固定和C3的还原过程(5)N是组成ATP、NADPH、酶以及类囊体薄膜等与光合作用有关的物质或结构的重要元素(6)该植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增强1光合作用反应式及元素去向分析2环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化下图中表示光反应，表示CO2的固定，表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：(2)“模型法”表示C3和C5含量的变化光合作用的过程生命观念1(2020江西上饶高三模拟)下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中ag为物质，为反应过程)，下列判断错误的是()A绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能储存在c中Be中不储存化学能，所以e只能充当还原剂C图中表示水分的吸收，表示水的光解 D在g物质供应充足时，突然停止光照，C3的含量将会上升解析：选B。a为光合色素，能吸收、传递、转化光能到ATP中，A正确；e为水光解生成的H，也含有活跃的化学能，可参与暗反应中C3的还原，B错误；图中表示根系从土壤中吸收水分，表示水的光解生成H和O2，C正确；g为CO2，供应充足时，突然停止光照，光反应生成的H和ATP的量下降，C3的还原速率下降，另一方面，CO2固定生成C3正常进行，C3的含量因消耗下降而积累，D正确。2(2020安徽合肥高三期中)下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中AC表示相关物质。下列有关分析错误的是()A图中A为O2，可部分释放到空气中B图中B为NADPH，外界CO2浓度升高时，B的含量暂时升高C该过程消耗的NADP和C来自叶绿体基质D该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中解析：选B。水的光解产物是O2和NADPH，若光合作用强度大于呼吸作用强度，O2会部分释放到空气中，A正确；图中B是在NADP、H和e参与下形成的，为NADPH，当外界CO2浓度升高时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降低，B错误；叶绿体基质中，暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP、ADP，C正确；光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中，D正确。3右图表示绿色植物进行光合作用的过程图解。在该过程的卡尔文循环中，碳原子转移途径可表示为()AA叶绿素B BG叶绿素CCFHE DADE解析：选C。分析图示信息可知，A为H2O，B为O2，C为ATP，D为H，E为葡萄糖，F为CO2，G为ADP和Pi，H为C3，I为C5。CO2中的碳原子在光合作用的卡尔文循环中的转移途径是CO2C3葡萄糖，即FHE。环境改变对光合作用中物质变化的影响科学思维4(不定项)(2020济宁阶段检测)光合作用通过密切关联的两大阶段光反应和暗反应实现。下列对于改变反应条件而引起的变化的说法，不正确的是()A突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大C突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小D突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小解析：选ACD。突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，A错误；突然中断CO2供应，导致C3含量减少，进而使ATP和H含量增多，所以暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和H含量减少，进而使C3含量增大、C5含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值增大，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提高，ATP和H含量增加，ATP/ADP的值增大，D错误。5(不定项)右图表示某植物叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势，该植物在阶段处于适宜环境条件下，阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是()A图中物质甲转变成乙不需要消耗光反应提供的ATPB图中阶段所改变的环境条件是降低了光照强度C阶段甲上升是因为叶绿体中H和ATP的积累D阶段光合速率最大时所需光照强度比阶段低解析：选AD。因为暗反应中1 mol C51 mol CO2生成2 mol C3，所以在适宜条件下，叶肉细胞内C3是C5的2倍，因此图中甲是C5，乙是C3。图中物质甲与CO2结合形成乙，该过程只需要酶的催化，不需要消耗ATP，A正确；植物在 阶段处于适宜环境条件下，如果 阶段改变的环境条件是降低光照强度，那么C3含量增加，C5含量减少，与题图不符合，而如果改变的条件是降低CO2浓度，那么C3含量减少，C5含量增加，与题图符合，所以本题改变的条件是降低CO2浓度，B错误；CO2浓度降低，由于CO2供应量减少，C5消耗减少，而C3还原正常，所以C5(甲)含量会上升，C错误；低CO2浓度下的光饱和点也低，D正确。考点3影响光合作用的因素及应用1外部因素(1)单因子变量对光合速率的影响光照强度CO2浓度温度水分和矿质元素(2)多因子变量对光合速率的影响2内部因素(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)：以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶【真题例证体验】(2017高考天津卷)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。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。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浓度解析：选D。光照强度低于P时，突变型的光合作用强度(光反应和暗反应强度)低于野生型，A项正确；光照强度高于P时，突变型的光合作用强度(光反应和暗反应强度)高于野生型，B项正确；光照强度低于P时，限制突变型和野生型光合速率的主要环境因素为横坐标所表示的因素，即光照强度，C项正确；光照强度高于P时，突变型光合速率随光照强度的增大而增加，因此限制其光合速率的主要环境因素仍然为横坐标所表示的因素，即光照强度，D项错误。【考法纵览诊断】(1)干旱处理导致叶片气孔开度减小，与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会降低，出现这种变化的主要原因是气孔开度减小使供应给光合作用的CO2减少2019全国卷，T29节选改编()(2)已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，则甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率大于02017全国卷，T30节选()(3)当光照强度达到光饱和点时，要使光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高CO2浓度2016全国卷，T30节选改编()(4)叶片的Pn(净光合速率)先后两次(注：第一次是中午，第二次是下午)下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度 2016四川卷，T5D()(5)植物光合作用光饱和点可通过测定不同光照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25 2016浙江卷，T30节选改编()(6)光强低于光补偿点时，胞外CO2浓度、胞内O2浓度增大 2015重庆卷，T4B()(7)在适宜温度下测得叶片光饱和点，若其他条件不变，进一步提高温度，则该叶片光饱和点的变化是降低2014重庆卷，T9节选()【长句应答特训】西洋参为我国北方种植的名贵药材，喜散射光和漫射光。为了探究生长条件对西洋参光合作用的影响，研究小组将西洋参的盆栽苗均分成甲、乙两组，甲组自然光照，乙组给予一定程度的遮光。培养一段时间后，测定实验结果如图所示。请回答下列问题：(1)本实验的实验组是_，13：00比9：00光照强度大，但两组实验中13：00的净光合速率都低于9：00，主要原因是_(2)11：00时，乙组净光合速率高于甲组，主要原因是_。(3)实验时间段内乙组光合积累量小于甲组，研究小组据此得出结论：西洋参不适合弱光条件下生长，请指出该实验设计的缺陷：_。答案：(1)乙组温度升高，与光合速率相比呼吸速率增加得更快(2)乙组遮阴，蒸腾作用减弱，光合午休现象不明显(CO2吸收量大)(3)未设置其他遮阴度的实验组，不足以说明问题1光合作用强度高光能利用率高(1)其他条件相同的情况下，光合作用强度越高，光能利用率越高。(2)光能利用率除受光合作用强度的影响外，还受光合作用时间和光合作用面积的影响。2影响光合作用强度的因素(1)外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。影响因素产生的影响影响过程光照强度影响水的光解产生H，影响ATP的形成主要是光反应阶段CO2浓度影响C3的合成主要是暗反应阶段温度影响光合作用酶的活性(2)内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。3多因素对光合作用强度的影响(1)不同因素的作用具有互补效应。如当光照强度降低时，可通过增加CO2浓度补偿。(2)不同条件下关键影响因素不同。如其他条件适宜，CO2达到饱和点，此时限制因素最可能是五碳化合物的含量。1(2020湖北孝感重点高中协作体联考)在0.03%的CO2浓度和适宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图所示。下列有关分析正确的是()A当光照强度为1 klx时，植物甲开始进行光合作用B当光照强度为3 klx时，植物乙的总光合速率是 0 mg/(100 cm2叶h)C若在c点时突然停止CO2供应，短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会增加Dd点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是CO2浓度解析：选D。光照强度为1 klx时，植物甲的光合作用强度等于呼吸作用强度，A错误；当光照强度为3 klx时，总光合速率净光合速率呼吸速率02020 mg/(100 cm2叶h)，B错误；c点时突然停止CO2供应，CO2固定受阻，C3的还原暂时不变，短时间内C3的含量会减少，C错误；d点时植物乙到达光饱和点，因此光照强度不再是限制因素，而题中又提出此过程处于“适宜的恒定温度条件”，因此此时限制植物乙的光合速率增大的主要因素是CO2浓度，D正确。2(不定项)(2020山东省等级考模拟)龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某小组研究 CO2 浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，实验结果如下图所示。已知大气CO2 浓度约为0.03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法错误的是()A实验中CO2浓度为 0.1%的组是对照组B增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率C高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快D选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素解析：选AB。自然状态下未作自变量处理的组为对照组，该实验中CO2浓度为0.03%的组为对照组，A错误；对比相同光照强度下的黑色(高CO2浓度)柱高和白色(对照组)柱高，没有明显差别，B错误；由图2数据可知，高光条件下光反应速率更快，从而使龙须菜生长更快，C正确；选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素，透光率越高，越有利于龙须菜生长，D正确。3(不定项)下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示因素外，其他因素均控制在最适范围。下列分析不正确的是()A甲图中a点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足B乙图中d点与c点相比，相同时间内叶肉细胞中C3与C5的生成量都少C丙图中，随着温度的升高，曲线走势将稳定不变D图中M、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度解析：选BC。甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足，A正确；乙图中d点与c点相比，光照强度增加，光反应增强，光合速率增强，因此相同时间内叶肉细胞中C3与C5的生成量都多，B错误；丙图中，温度影响酶的活性，随着温度的升高而超过最适温度时，曲线走势将下降，C错误；图中M、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度，D正确。易误警示易错点1误认为用光照射叶绿体中提取的色素就能发生光反应点拨叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用，发生光反应除色素、光照之外，还需ADP、Pi、H2O、NADP、酶等。易错点2误认为14C转移途径为14CO214C314C5(14CH2O)点拨光合作用暗反应中C5的作用在于固定CO2形成C3，14CO2中的14C转移途径为14CO214C3(14CH2O)，中间没有C5参与。易错点3混淆塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择点拨为提高光能利用率，塑料大棚栽培时常选择“无色塑料”以便透过各色光，这是因为太阳的全色光透过时各种颜色的光均可被作物吸收(对黄绿色吸收较少)，而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡。因为若利用白炽灯，则其发出的光中“黄、绿光”利用率极低，从节省能源(节电、节省成本)的角度讲，用红灯泡、紫灯泡效率最高。易错点4误认为温室生产中昼夜温差越大，作物产量越高点拨白天适当提高温度或增加CO2浓度，可有利于提高光合产量，夜晚不进行光合作用，适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗，故适当提高昼夜温差可提高作物有机物积累量，从而提高作物产量。然而，昼夜温差并非越大越好，因为夜晚温度过低时，呼吸酶活性过小，当呼吸作用被过度抑制时，必将减弱矿质离子的吸收等代谢过程，从而制约次日的光合作用，这对作物生长显然不利。易错点5混淆不同图形中的光补偿点点拨四幅图中所有的A点及图乙中的B点均表示光补偿点，因此在判断时一定要认真分析。纠错体验1(2020长沙雅礼中学月考)下列有关叶绿体的描述，正确的是()A叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成ATPB经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗，此时叶绿体内不含糖类C叶绿体中含有RNA聚合酶，体现了细胞内基因的选择性表达D叶绿体产生O2和线粒体产生H2O均在生物膜上进行答案：D2将A、B、C、D四盆长势均匀的植物置于阳光下，A添加红色光照，B添加绿色光照，C隔红色滤光片，D隔绿色滤光片(如图所示)。经过一段时间后，各盆植物中长势最好的是()答案：A3下列关于在一定条件下某叶肉细胞内叶绿体和线粒体的生理活动的叙述，正确的是()A都含有DNA，能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成B光照下线粒体可以直接利用叶绿体产生的O2和葡萄糖C光照下两者产生的ATP都能用于各项生命活动D若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中化合物C5比ADP先减少解析：选A。叶肉细胞内叶绿体和线粒体中都含有少量的DNA，因此都能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，A正确。葡萄糖氧化分解发生在细胞质基质中，线粒体不能利用葡萄糖，B错误。叶绿体光合作用产生的ATP只能用于光合作用暗反应过程，C错误。若突然增加光照强度，光合作用产生的ATP和H增多，则ADP减少；由于 ATP和H增加，导致C3还原生成的C5增加，因此短时间内C5增加，D错误。4(2020广东惠州高三调研)用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述正确的是()AOa段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降B叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质，暗反应全过程都消耗ATP和HCab段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽Db点后叶肉细胞内没有有机物的合成解析：选A。分析题图可知，Oa段叶肉细胞中含放射性的三碳化合物(C3)浓度上升，说明消耗的五碳化合物(C5)增多，所以C5浓度有所下降，A正确；暗反应的场所是叶绿体基质，暗反应的过程包括CO2的固定和C3的还原，其中C3的还原需要消耗ATP和H，B错误；ab段三碳化合物浓度不变的原因不是14CO2消耗殆尽，而是CO2被C5固定形成C3的过程与C3的还原过程保持相对稳定，C错误；b点后，在黑暗条件下，光反应不能进行，但之前还剩余部分H和ATP，因此短时间内暗反应仍可进行， 仍有部分有机物合成，D错误。5下图为植物体内发生的光合作用和光呼吸作用的示意图，结合所学知识分析，下列相关叙述中正确的是()A在高O2含量的环境中，植物不能进行光合作用B卡尔文循环的具体场所应为叶绿体基质C将植物突然置于黑暗环境中，C5与C3之间的转化将不受影响DC2和葡萄糖均可在线粒体内被彻底分解成CO2和H2O解析：选B。从图中信息可知，在高O2含量的环境中，产生的C3也可用于卡尔文循环，进而生成糖，A项错误；根据所学知识可知，卡尔文循环的具体场所应为叶绿体基质，B项正确；光合作用暗反应的进行，需要光反应提供H和ATP，黑暗条件下，光反应不能进行，不能为暗反应提供H和ATP，因而C5与C3之间的转化将受到影响，C项错误；线粒体不能直接分解葡萄糖，D项错误。6(不定项)将完全培养液栽培的植物放入密闭的玻璃瓶内，在室外培养一昼夜，测得瓶内CO2浓度的变化如下图。以下分析正确的是()A植物从培养液中吸收N和Mg，可用于合成叶绿素BBC段植物只进行呼吸作用，使瓶内CO2浓度升高CE点时用碘蒸气处理叶片，叶片不变蓝D该植物在该密闭玻璃瓶中不能正常生长解析：选AD。叶绿素由C、H、O、N、Mg五种元素组成，因此植物从培养液中吸收N和Mg后能用于合成叶绿素，A正确。AB段无光照，植物只进行呼吸作用，从B点开始有光照，植物开始进行光合作用，但此时光合作用强度小于细胞呼吸强度，因此密闭玻璃瓶内的CO2浓度仍增加，但增加速率减慢，B错误。CE段光合作用强度大于细胞呼吸强度，CO2浓度下降，在E点时积累的有机物最多，用碘蒸气处理叶片，叶片变蓝，C错误。因F点比A点CO2浓度高，即该植物在该密闭玻璃瓶中一昼夜CO2浓度增加，因此该植物体内有机物不积累反而消耗，故该植物在该密闭玻璃瓶中不能正常生长，D正确。1下列关于叶绿体中色素提取的叙述，错误的是()A菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分解析：选C。叶绿体中的四种色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，它们都溶于无水乙醇，C项错误。2(2020湖北重点中学一调)下列有关叶绿体中色素的说法，正确的是()A色素的作用是吸收、传递和转换光能B叶绿体的膜结构上都有色素分布C在“绿叶中色素的提取和分离”实验中可用无水乙醇作为层析液D秋天有些植物叶片变黄是因为叶绿素转化为类胡萝卜素解析：选A。叶绿体中色素的作用是吸收、传递和转换光能，A正确；叶绿体的外膜和内膜上没有色素分布，叶绿体中的色素存在于类囊体薄膜上，B错误；叶绿体中的各种色素在无水乙醇中的溶解度都很大，故无水乙醇只能作为绿叶中色素的提取液，不能作为绿叶中色素分离的层析液，层析液是用石油醚、丙酮和苯按一定比例混合而成的，不同色素在其中的溶解度不同，C错误；秋天有些植物叶片变黄是因为低温条件下叶绿素分子易被破坏，叶片可显示出类胡萝卜素的颜色，D错误。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()解析：选B。在层析液中四种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。4(2020安徽合肥四校联考)下图为叶绿体结构与功能的示意图，A、B、C、D表示叶绿体的结构，表示有关物质。下列叙述中不正确的是()ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B若突然停止光照，C3的含量会升高CCO2进入叶绿体后，不能直接被固定形成D参与光合作用的色素位于图中的A部分解析：选A。CO2的固定不消耗ATP，C3还原时，ATP中的化学能转变为(CH2O)中的化学能，A错误；若突然停止光照，光反应产生的H和ATP减少，被还原的C3减少，而CO2被C5固定形成C3的过程暂时不变，故短时间内C5的含量会降低，C3的含量会升高，B正确；CO2进入叶绿体后，在特定酶的作用下，与C5结合，固定形成(C3)，C3被还原形成(糖类)，C正确；参与光合作用的色素位于图中的A，即叶绿体的类囊体薄膜上，D正确。5(2020青岛质检)下图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是()A过程表示光反应，过程的场所是叶绿体基质B物质A表示O2，物质B表示CO2C过程能将活跃的化学能转变成稳定的化学能D过程的两个阶段都需要消耗过程产生的H和ATP解析：选D。由题图可知，过程分别表示光反应和暗反应，反应场所分别是叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质。物质A、B分别表示O2和CO2。光反应能将光能转变成活跃的化学能储存在ATP中，暗反应能将活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在葡萄糖中。过程包括CO2的固定和C3的还原两个阶段，其中CO2的固定不需要消耗过程产生的H和ATP。6(2020辽宁八校高三期中联考)以下关于叶绿体和光合作用的几个实验，得不到相应实验结果的是()A将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5 h，加碘液处理后溶液呈蓝色B在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶片，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色C将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域D将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在解析：选A。叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反应，也不能产生淀粉，A错误；光合作用产生淀粉，观察时需对叶片进行脱色处理，B正确；叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，导致连续光谱相应区域变暗，C正确；CO2是光合作用的原料，14CO2中的14C可转移到淀粉中，故产物中可检测到14C，D正确。7(2020河北衡水中学调研)下图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素改变的变化情况，下列对这一环境因素改变的分析正确的是()A突然停止光照B突然增加CO2浓度C降低环境温度 D增加光照强度解析：选D。突然停止光照，光反应产生的H和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将增加、C5的相对含量将减少，A错误；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成C3的量增加，消耗的C5量增加，C3还原速率不变，植物细胞内C3相对含量增加、C5相对含量减少，B错误；降低环境温度，CO2固定速率和C3还原速率均下降，C5的相对含量不会大幅度地增加，C错误；增加光照强度，光反应产生的H和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正确。8(2020江西五市八校一模)在条件适宜的情况下，用自然光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与自然光相同的绿色光照射，在照射瞬间叶绿体中的物质所发生的变化错误的是()AATP含量下降 BC3的含量上升C合成C5的速率加快 DNADPH的含量下降解析：选C。叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光，若由自然光突然改用光照强度与自然光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的NADPH和ATP减少，A、D正确；由于NADPH和ATP含量下降，导致C3被还原为C5的速率减慢，而短时间内暗反应中CO2的固定仍在消耗C5，生成C3，故短时间内C3的含量会上升，合成C5的速率减慢，B正确，C错误。9下图表示玉米光合作用利用CO2合成(CH2O)的过程，玉米叶肉细胞通过“CO2泵”内的一些化学反应，将空气中的CO2泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，以保证(CH2O)的合成顺利进行。回答下列问题：(1)图中过程是_，物质A是_，过程的进行还需要_等物质参与，原因是_。(2)如果在玉米叶肉细胞中注入某种促进剂使“CO2泵”的活性升高，则在短时间内，维管束鞘细胞中C5的含量_。(3)研究发现晴朗的夏季中午光照增强，温度过高，叶片气孔开度下降，作为光合作用原料之一的_减少，而此时玉米光合速率基本不受影响，其原因是玉米_。答案：(1)C3的还原C3ATP和HH作为还原剂还原C3，ATP提供能量(2)降低(3)CO2有CO2泵，其能维持维管束鞘细胞内有较高浓度的CO210(2020四川广安模拟)植物细胞中的叶绿体在光照条件下可以消耗一定量的O2，这属于植物细胞光呼吸的重要环节。下图表示光合作用和光呼吸的部分过程，请回答下列问题：(1)过程发生在_中，并且需要光反应提供_。在黑暗条件下C3不能被还原再生成_，使光呼吸因缺乏底物而不能进行。(2)研究发现，催化过程和的是同一种酶，CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点。因此，当细胞中O2浓度升高时，过程会受到_。(3)在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是_。(4)从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是_。解析：(1)过程需要光反应提供ATP和H，发生在叶绿体基质中，在黑暗条件下C3不能被还原再生成C5，使光呼吸因缺乏底物而不能进行。(2)催化过程和的是同一种酶，CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点，当细胞中O2浓度升高时，O2会与CO2争夺C5，过程会受到抑制。(3)在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是光呼吸可消耗过剩的能量(或ATP和H)。(4)从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是光呼吸消耗ATP，而有氧呼吸产生ATP。答案：(1)叶绿体基质ATP和H(二者缺一不可)C5(2)抑制(3)光呼吸可消耗过剩的能量(或ATP和H)(4)光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP11下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题：(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是_、_，要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是_，光反应中产生的O2扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过_层生物膜。(2)图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是_，C点和D点相比，叶绿体中H的含量_(填“较低”“相等”或“较高”)。(3)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3。请据此回答：该实验的目的是_。从图解分析，b点比a点细胞内的C5含量_，bc段曲线平缓的限制因素可能是_，而c点以后曲线上行，其原因应该是_。解析：(1)光合作用分光反应和暗反应两个阶段，光反应为暗反应提供了H和ATP。要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可通过不提供CO2或增强光照等方法。叶绿体和线粒体均含2层生物膜，所以至少要经过4层。(2)影响光合作用的外界因素主要是CO2浓度和光照强度，在D点CO2浓度已达到饱和点，故制约因素主要为光照强度；D点比C点CO2浓度高，消耗的H更多，它们在同样光照下H来源一样，故C点H含量高。(3)NaHCO3的作用是提供CO2，所以实验目的中自变量写成CO2浓度，因变量写成光合作用速率。b点比a点NaHCO3浓度大(即CO2