2025版高考生物一轮复习第四单元细胞的能量供应与利用第8讲光能的捕获和利用教案中图版

PAGEPAGE58第8讲光能的捕获和利用[最新考纲]光合作用的基本过程（Ⅱ）。2.试验：叶绿体色素的提取和分别。考点一试验：叶绿体中色素的提取和分别（5年4考）1.试验原理2.试验流程叶绿体中色素提取和分别过程与结果分析1.（2013·海南卷，8）关于叶绿素提取的叙述，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能避开叶绿素被破坏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菠菜绿叶富含叶绿素，可用作提取叶绿素的材料，A正确；加入碳酸钙可避开研磨过程中液泡中的有机酸等物质对叶绿素的破坏，B正确；用乙醇提取到的叶绿体色素含有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，C错误；研磨加石英砂的目的是为了研磨更充分，D正确。答案C2.（2024·河北冀州中学其次次段考，41）如图表示用韭菜宿根进行的相关比照试验流程。下列叙述错误的是（）A.提取色素时，要加入SiO2和CaCO3进行充分研磨B.色素在滤纸条上分别的缘由是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C.试验结果①可说明叶绿素合成须要光照D.试验结果②表明韭菜中提取的色素汲取光的种类更多解析提取色素时加入二氧化硅是为了研磨充分，而加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，A正确；色素在滤纸条上分别的缘由是不同色素在层析液中的溶解度不同，B错误；试验结果①色素带不同，可说明叶绿素合成须要光照，C正确；试验结果②表明韭菜中提取的色素汲取光的种类更多，D正确。答案B叶绿体中色素提取分别异样现象分析收集到的滤液绿色过浅缘由①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分②运用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低（正确做法：分次加入少量无水乙醇）④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠缘由①滤液细线不直；②滤液细线过粗滤纸条无色素带缘由①遗忘画滤液细线②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中考点二捕获光能的色素和结构及光合作用的早期探讨1.叶绿体色素的种类和功能色素种类及特点叶绿素（约占3/4）叶绿素a（蓝绿色）主要汲取红光和蓝紫光叶绿素b（黄绿色）类胡萝卜素（约占1/4）胡萝卜素（橙黄色）主要汲取蓝紫光，且有爱护叶绿素的作用叶黄素（黄色）功能汲取、传递（四种色素）和转换光能（只有少量叶绿素a）汲取光谱图示及说明图示说明：①阳光经三棱镜折射后形成不同波长和颜色的光②折射光透过色素滤液时部分光被汲取③色素对红光和蓝紫光汲取较多，使两光区呈现暗带2.叶绿体的结构与功能（1）结构模式图（4）恩格尔曼的试验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照耀的部位。3.光合作用的探究历程（连线）答案①—A—b②—C—a③—D—c④—E——e⑤—B—d⑥—F—f（经典试验分析）下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的试验示意图，请分析：（1）恩吉尔曼试验在试验材料的选取上有什么奇妙之处？提示选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于视察；用好氧细菌可以确定释放氧气的部位。（2）两试验如何设计比照试验？提示恩吉尔曼的试验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成比照；萨克斯的试验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成比照。捕获光能的色素和结构1.（2024·全国卷Ⅲ，3）植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。下列叙述错误的是（）A.类胡萝卜素在红光区汲取的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的汲取速率随光波长的变更来表示D.叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析类胡萝卜素主要汲取蓝紫光，所以在蓝紫光区汲取的光能可用于光反应中ATP的合成，A错误；叶绿素主要汲取红光和蓝紫光，其汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制，B正确；CO2的汲取速率和O2的释放速率随光波长的变更均可表示光合作用的作用光谱，C正确；依据叶绿素和类胡萝卜素的汲取光谱可知，叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。答案A2.[2024·江淮十校联考（三）]下图表示光合作用时ATP形成的图解，图中b6f复合体能将叶绿体基质中的质子（H＋）转移到类囊体腔内，该过程须要依靠水光解时产生的电子（e－）的推动，下列有关分析错误的是（）A.图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上B.质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输方式是帮助扩散C.光合作用中ATP的合成会降低类囊体内外的质子浓度差D.物质X既具有催化功能又具有运输功能解析由题干信息可知，质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输须要“依靠水光解时产生的电子（e－）的推动”，说明推动质子进入类囊体腔内的动力不是浓度差，而是能量（这个能量不肯定是ATP水说明放的能量，也可能是电能或其他能量），同时须要载体（b6f复合体），应为主动运输，B错误。答案B影响叶绿素合成的三大因素光合作用的早期探讨（2024·湖北鄂西部分优质中学联考，5）以下关于叶绿体和光合作用的几个试验，得不到相应试验结果的是（）A.将叶绿素的无水乙醇提取液置于相宜光源处照耀5h，加碘液处理后溶液呈蓝色B.在暖和晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，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，从三棱镜的一侧视察，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足够14CO2的密闭透亮的照光小室内，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，视察时需对叶片进行脱色处理，B正确；叶绿体中色素主要汲取红光和蓝紫光，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元素可转移到淀粉中，故产物中可检测到14C，D正确。答案A恩吉尔曼试验方法的奇妙之处（1）巧选试验材料：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于视察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。（2）奇妙解除干扰因素：没有空气的黑暗环境解除了氧气和光的干扰。（3）奇妙设计比照试验：用极细的光束照耀，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组比照试验；临时装片暴露在光下的试验再一次验证明验结果。【即学即练】（2024·辽宁沈阳检测）1941年，鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源。（1）鲁宾和卡门用Heq\o\al(18,2)O和一般的CO2进行小球藻光合作用试验，见A图。试验结果，放出的O2（填“具有”或“不具有”）放射性。A试验的结论是___________________________________________________________________。（2）鲁宾和卡门用C18O2和一般的H2O进行光合作用，见B图试验结果，产生的O2（填“具有”或“不具有”）放射性。仅B试验的结论是什么？____________________________________________________________________。（3）综合试验A、B，结论是____________________________________________。答案（1）具有光合作用释放的O2的氧来源于H2O中的氧（2）不具有光合作用释放的O2的氧，不来源于CO2中的氧（3）光合作用释放的O2的氧，来源于H2O中的氧，不来源于CO2中的氧考点三光合作用的过程（5年12考）1.光合作用的过程2.光反应与暗反应的关系（1）光反应为暗反应供应[H]、ATP，暗反应为光反应供应ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。（2）光合作用反应式及元素去向分析：①光合作用过程中O元素的转移途径Heq\o\al(18,2)Oeq\o(→,\s\up7(光反应))Oeq\o\al(18,2)C18O2eq\o(→,\s\up7(CO2的固定))C3eq\o(→,\s\up7(C3的还原))（CHeq\o\al(18,2)O）＋Heq\o\al(18,2)O②光合作用过程中C元素的转移途径14CO2eq\o(→,\s\up7(CO2的固定))14C3eq\o(→,\s\up7(C3的还原))（14CH2O）③光合作用过程中H元素的转移途径：H2O→[H]→（CH2O）＋H2O[巧学助记]光合作用过程的“一、二、三、四”3.环境骤变对光合作用中间产物含量的影响（1）“过程法”分析C3和C5的含量变更当外界条件变更时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变更可以采纳如图分析：Ⅰ.停止光照时：光停，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：Ⅱ.CO2供应停止时：CO2停，C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下：（2）“模型法”表示C3和C5的含量变更教材eq\o(,\s\up7(VS))高考1.真题重组推断正误（1）叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中（2024·全国卷Ⅲ，2B）（√）（2）某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变更是由环境造成的（2024·全国卷Ⅲ，6B）（√）（3）硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获得能量（2024·海南卷，5D）（×）（4）叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP（2024·全国卷Ⅰ，1D）（×）（5）照光培育一段时间的绿藻，用黑布快速将培育瓶罩上，绿藻细胞的叶绿体内CO2的固定加快（2014·全国Ⅰ卷，2B）（×）（6）温度和光照会影响CO2的同化速率（2024·海南卷，10A）（√）以上内容源自教材必修一P65～P67，有关光合作用的原理、过程相关的学问。2.（教材必修一P67巩固提高题改编）课外活动小组同学在相宜的温度下，以葡萄为材料所做的几组试验（假设该植物在24h内呼吸速率不变），结果记录如下，请回答：（1）据图一结果推想，栽培农作物时，密度是否越小越好？图中哪点对应的“密度”最合理？_________________________________________________________。（2）经检测，葡萄植株一昼夜的CO2净汲取量为250mg，图二中阴影部分所表示的CO2汲取量应（填“大于”“小于”或“等于”）250mg。（3）图二曲线中能制造有机物的区段是，能积累有机物的时段是。提示（1）不是，要合理密植B（2）大于（3）BHCG光合作用过程分析1.（2015·安徽卷，2）如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是（）A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可干脆被[H]还原，再经过一系列的变更形成糖类C.被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会上升解析由图解可知，光反应产生的ATP和[H]参与C3的还原，而不参与CO2的固定，A、B错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下一部分合成了（CH2O），另一部分又形成了C5，C正确；光照强度变弱时，光反应产生的ATP和[H]削减，C3的还原过程减弱，故短时间内C5含量会降低，D错误。答案C2.如图所示为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B代表物质。下列叙述错误的是（）A.叶绿体能将光能转变为化学能储存在有机物中B.①上产生的B物质移动到②参与C3的还原C.②中产生的NADP＋移动到①上参与水的光解D.①上产生的A物质可用于CO2的固定和C3的还原解析光合作用的场所是叶绿体，叶绿体通过光合作用将光能转变为化学能储存在有机物中，A正确；①类囊体膜上产生的B物质[H]移动到②叶绿体基质中，参与C3的还原，形成糖类等有机物，B正确；②叶绿体基质中产生的NADP＋移动到①类囊体膜上参与水的光解，C正确；①类囊体膜上产生的A物质ATP可用于C3的还原，而CO2的固定不须要消耗能量，D错误。答案D突破光合作用过程的4个误区（1）绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体薄膜上，液泡中的色素不参与光合作用。（2）绿色植物中参与光合作用的酶存在于叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中。（3）不要认为暗反应和光照没有任何关系。光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。前者在光下才能进行，并在肯定范围内随着光照强度的增加而增加；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但须要光反应的产物[H]和ATP，因此在无光条件下不行以长期进行。（4）叶绿体并不是进行光合作用的必要场所：进行光合作用的细胞不肯定含叶绿体，如蓝藻、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。环境因素骤变对光合作用物质含量变更的影响【典例】（2011·全国卷Ⅰ）在光照等相宜条件下，将培育在CO2浓度为1%环境中的某植物快速转移到CO2浓度为0.003%环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变更趋势如下图。（1）图中物质A是（C3、C5）。（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，缘由是________________________________________________________________________________；将CO2浓度从1%快速降低到0.003%后，物质B浓度上升的缘由是_________________________________________________________________________________。（3）若使该植物接着处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的（填“低”或“高”）。（4）CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所须要的光照强度比CO2浓度为1%时的（填“低”或“高”），其缘由是____________________________________________________________________________________________。解析（1）CO2浓度降低后，干脆影响暗反应中CO2的固定，导致C3的量削减，确定物质A是C3，物质B是C5。（2）CO2浓度为1%时，暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，依据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍；当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。（3）CO2浓度为0.003%时，C3和C5的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，此时依据暗反应中CO2的固定的反应式确定，C3分子数应是C5分子数的2倍。（4）CO2浓度降低，达到最大光合速率时所需的光照强度降低，因库暗反应减弱，所需的ATP和[H]削减，光反应强度减弱。答案（1）C3（2）暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定。依据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累（3）高（4）低CO2浓度低时，暗反应强度低，所需ATP和[H]少【即学即练】（2024·河北衡水中学二调，21）如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变更的变更状况，下列对这一环境因素变更的分析正确的是（）A.突然停止光照 B.突然增加CO2浓度C.降低环境温度 D.增加光照强度解析突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP削减，被还原的C3削减，生成的C5削减，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的相对含量将削减，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相对含量削减，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的相对含量将削减、C5的相对含量将增加，D正确。答案D易错·防范清零[易错清零]易错点1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色的光均可被作物汲取（尽管黄绿色汲取量较小），而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物汲取利用效率最高的“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，从节约能源（节电、节约成本）角度讲，用红灯泡、紫灯泡效率最高。易错点2误认为只能是光反应制约暗反应，暗反应不会制约光反应，从而认为停止CO2供应时，不影响O2产生点拨光反应为暗反应供应[H]和ATP，故光反应停止时，暗反应无法进行，然而光反应也需暗反应为之供应ADP、Pi和NADP＋等，故暗反应停止（如撤掉CO2供应）时，光反应也将受制约，从而导致O2产生速率下降。易错点3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削减有机物消耗，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汲取等代谢过程，从而制约次日的光合作用，这对作物生长明显不利。[规范答题]甲图是生物爱好小组在密闭的玻璃容器内进行的试验示意图（CO2传感器用于测量装置内CO2的含量），乙图表示在夏季晴朗的一天甲图所示密闭玻璃容器内24h的CO2浓度变更，请回答下列问题：（1）甲图所示试验中对光照强度的限制可通过调整灯泡的亮度来实现，也可通过调整来实现，装置中热屏障的作用是______________________________。（2）乙图中代表植物光合作用强度等于呼吸作用强度的点是______________________________________________________________________________________。此时叶肉细胞内的代谢状况应为下列①～④中的。（3）乙图中FG段相比EF段CO2浓度下降趋缓的缘由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；推想此时段叶肉细胞内光反应速率应（填“更强”“稍弱”或“不变”），缘由是。（4）为提高光合效率农夫采纳玻璃温室栽培蔬菜，最好采纳玻璃（填“无色”“红色”或“蓝色”），若遇到阴雨天气，室内常需补光，则最好选用色（填“白炽”“红色与蓝紫色”或“绿色”）色灯泡用以室内照光答卷采样错因分析混淆“植株全株”与“叶肉细胞光合速率与呼吸速率相等”正确答案应为④。暗反应减弱后，产生的NADP＋、ADP、Pi不足，制约了光反应，光反应速率应稍弱，故正确答案稍弱“室内补光”应顾及温室照光的“成本与效率”，正确答案为红色与蓝紫色。随堂·真题&预料1.（2024·海南卷，10）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发觉有氧气放出。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须要ATP供应能量解析叶绿体中含有的光合色素主要汲取红光、蓝紫光，用来进行光反应；一方面光解水产生O2、[H]，另一方面促使ADP、Pi合成ATP。答案A2.（2024·天津卷，6）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汲取速率。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浓度解析由于突变型水稻叶片的叶绿素较少，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正确；突变型水稻中固定CO2酶的活性显著高于野生型，当光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型，B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正确；对于突变型个体而言，P点光强未达到光饱和点，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、光照强度，D错误。答案D3.（2024·高考预料）下图表示在某温度下光照强度对植物光合作用的影响。下列有关叙述正确的是（）A.M点之前植物细胞没有光合作用但始终进行呼吸作用B.其他条件不变，提高温度后M点可能左移也可能右移C.N点之后植物汲取CO2量不再增加只与叶绿体中酶数量有关D.光照强度为N时，该植物从环境中汲取的CO2总量可用“a＋b”表示解析据图分析，M点为光补偿点，表示绿色植物光合作用和呼吸作用速率相等，M点此之前光合速率小于呼吸速率，A错误；该图是在某温度下进行的，提高温度后酶的活性可能上升或者降低，所以M点可能左移也可能右移，B正确；N点之后植物汲取CO2量不再增加，限制因素包括内部因素（叶绿体中酶的数量和活性或色素的含量）和外部因素（温度、二氧化碳浓度等），C错误；光照强度为N时，该植物从环境中汲取的CO2总量可用b表示，a为植物呼吸作用产生CO2的量，D错误。答案B4.（2024·高考预料）某植物上有白斑和绿色两种叶片，在该植物上选取不同的叶片测定其生理过程，如图1，甲、乙中的叶片生长状况相同，丙、丁叶片生长状况相同，丙进行遮光处理，给丁供应肯定浓度的14CO2，回答下列相关问题：（1）要利用该植物做叶绿体中色素的提取和分别试验，选择图1中如（填“甲”或“丁”）装置中的叶片比较合适，一般常用的提取色素的试剂是___________________________________________________________________________。（2）在相同且相宜条件下，对甲、乙两装置中的叶片进行试验，用碘蒸汽处理叶片，结果只有乙装置内叶片上编号④的部位变成蓝色，此试验说明_________________________________________________________________________________。（3）图2是在相宜的光照条件下，变更通入的14CO2浓度测定的叶片中葡萄糖、C5和C3三种化合物的变更状况的试验结果。①图2中曲线a、b、c分别表示的含量变更。②若在1%CO2浓度条件下，某一时刻突然增加光照，则短时间内曲线b表示的物质在细胞中的变更状况是，产生这种变更的缘由是_____________________________________________________________________________________。③图2中在0～5分钟内，曲线a、b中的14C量保持不变，形成两曲线平行的缘由是_________________________________________________________________。解析（1）提取分别叶绿体中的色素应选择四种色素都含有且色素含量比较高的叶片，因此应选择丁装置中的叶片，一般选用无水乙醇来提取绿叶中的色素。（2）甲装置中有NaOH溶液，因此该装置中的CO2被NaOH溶液汲取，植物不能进行光合作用，而乙装置中，编号③的部位为叶子白色部分，该部位无叶绿体，编号④的部位为叶子绿色部分，该部位有叶绿体，且不对乙装置进行遮光处理，而在编号④的部位能检测到光合作用的产物——淀粉，故该试验说明叶片进行光合作用时须要CO2，叶肉细胞中需含有叶绿体。（3）①由图可知，在相宜的光照条件下，CO2浓度先降低后上升，由于二氧化碳浓度降低，暗反应固定二氧化碳的速率降低，所以C3的含量会下降，而C5消耗量降低，故C5的含量会上升；由于光合作用始终进行，故其葡萄糖含量应始终增加，则曲线a表示的是C3的含量变更，曲线b表示的是C5的含量变更，曲线c表示的是葡萄糖的含量变更。②突然增加光照强度，光反应产生的[H]和ATP的量增加，C3的还原速率增加，C5的再生增多，而CO2固定过程中C5消耗速率不变，则短时间内叶肉细胞中C5的含量上升。③由图2中可看出，在0～5分钟内，曲线a、b中的14C量保持不变，形成两曲线平行的缘由是光反应阶段和暗反应阶段速率保持动态平衡。答案（1）丁无水乙醇（2）叶片进行光合作用时须要CO2，叶肉细胞中需含有叶绿体（合理即可）（3）①C3、C5、葡萄糖②增加光照强度增加，光反应产生的[H]和ATP增多，C3还原速率增加，C5再生增多，而CO2固定过程中C5消耗速率不变（合理即可）③光反应阶段和暗反应阶段速率保持动态平衡课后·分层训练（时间：30分钟满分：100分）1.在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶依据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。能证明这一假说的试验是（）A.英格豪斯证明植物在光照条件下可以变更空气成分B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉D.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水解析英格豪斯在试验中证明白植物在光照条件下可以变更空气成分，即氧气和二氧化碳，但是这两种气体中未涉及能量的转换，A错误；恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光，但未能证明该光能是否转变成其他形式的能量，B错误；萨克斯的试验可以证明光合作用过程中汲取的光能转化成了有机物（淀粉）中稳定的化学能，C正确；鲁宾和卡门的试验只是证明白氧气的来源，而未涉及能量的转换，D错误。答案C2.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a～g为物质，①～⑥为反应过程），下列推断错误的是（）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B.e中不储存化学能，所以e只能充当还原剂C.图中①表示水分的汲取，③表示水的光解D.在g物质供应足够时，突然停止光照，C3的含量将会上升解析a为光合色素，能汲取、传递、转换光能到ATP中，A正确；e为水光解生成的NADPH，也含有活跃的化学能，参与暗反应C3的还原，B错误；图中①表示根系从土壤中汲取水分，③表示水的光解生成NADPH和氧气，C正确；g为二氧化碳，供应足够时，突然停止光照，生成NADPH和ATP量下降，C3的还原下降，C3的含量上升，D正确。答案B3.为探讨光反应中ATP产生的原理，有科学家进行如下试验：将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的pH下降为4；然后把悬浮液的pH快速上升为8，此时类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP，对试验条件和结论分析正确的是（）A.黑暗中进行，结果表明：H＋能通过单纯扩散进入类囊体膜B.光照下进行，结果支持：合成ATP的能量干脆来自色素汲取的光能C.黑暗中进行，结果支持：光反应使类囊体内外产生H＋浓度差，推动ATP合成D.光照下进行，结果表明：光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原解析分析题意看不出穿膜运输的方式；光照下进行，题干信息无法得出合成ATP的能量干脆来自色素汲取的光能；黑暗中进行，类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，合成ATP，说明ATP的合成与H＋浓度梯度有关；光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原，暗反应的场所是叶绿体基质，不是叶绿体类囊体。答案C4.百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。下面为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图，据图分析错误的是（）A.图中B物质可能是葡萄糖B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2C.PEP、RuBP均能与CO2结合D.夜间细胞液pH可能会下降解析在有氧呼吸过程中，进入线粒体的是丙酮酸，而不是葡萄糖；由图可知，光合作用（叶绿体）中CO2的来源有两个，一是来自线粒体，二是来自细胞质基质；由图可知，CO2与PEP或RuBP结合分别形成OAA或PGA；液泡内的液体称为细胞液，晚间时苹果酸进入细胞液中，使细胞液pH下降。答案A5.（2024·福建质量检查）萨克斯证明光合作用产生淀粉的试验中，与曝光部分相比，遮光部分的叶肉细胞中不会发生的生理过程是（）A.NADH的产生B.C3的还原C.ATP的合成D.CO2的产生解析NADH是细胞呼吸过程中产生的，遮光部分的细胞也能进行细胞呼吸，因此能产生NADH；遮光部位不能进行光反应产生NADPH和ATP，因此不能发生暗反应中C3的还原；细胞呼吸过程中可以合成ATP；呼吸作用过程中有CO2的产生。答案B6.科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照耀水绵临时装片，发觉好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是（）A.试验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中是为了设置自变量B.水绵光合作用产生的O2能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2OC.图中细菌分布的差异是水绵不同区域光合作用强度不同造成的D.水绵叶绿体产生的ATP干脆为核DNA复制供应能量解析试验过程中将临时装片放在黑暗、没有空气的环境中是为了解除环境中光线和氧的影响，从而确保试验的精确性，A错误；细菌是原核生物，无线粒体，B错误；照耀水绵不同区域的光的波长不同，光合作用强度不同，产生的氧气量也不同，造成好氧菌的分布有差异，C正确；水绵光合作用光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应阶段C3的还原，D错误。答案C7.（2024·江西金太阳全国大联考，27）如图：将某绿色植物置于左侧密闭透亮的容器中，赐予恒定且相宜的光照；右侧容器充溢氮气（氮气对生物的代谢无影响），并放置有酵母菌培育液，起先时阀门关闭。请回答下列问题：（1）试验起先后的一段时间内，阀门始终关闭，则左侧容器内CO2浓度的变更趋势是_______________________________________________________________。（2）一段时间后，在打开阀门的短时间内，该植物叶肉细胞中C5/C3的值将；当容器中CO2浓度保持相对稳定时，该植物的净光合速率（填“大于零”“小于零”或“等于零”），缘由是_________________________。（3）若将酵母菌培育液换为乳酸菌培育液，则打开阀门后该植物的光合速率有所下降，缘由是_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案（1）渐渐降低后趋于稳定（2）变小大于零此时植物的光合速率与植物和酵母菌的呼吸速率之和相等（3）乳酸菌无氧呼吸不释放CO2，打开阀门后，CO2由左侧容器向右侧容器扩散，引起容器中CO2浓度下降，因此该植物的光合速率下降8.关于蓝藻色素及其光合作用的叙述，错误的是（）A.蓝藻中含有能够溶解在层析液中的色素B.蓝藻中的色素可汲取红光和蓝紫光C.在蓝藻叶绿体的类囊体膜上存在ATP合成酶和藻蓝素D.在缺镁环境中，蓝藻用于光合作用的某种色素合成受阻解析蓝藻中含有叶绿素和藻蓝素等色素，叶绿素能溶解在层析液中，A正确；蓝藻中的叶绿素主要汲取红光和蓝紫光，B正确；蓝藻为原核生物，无叶绿体，C错误；镁是合成叶绿素的元素，缺镁会导致叶绿素合成受阻，D正确。答案C9.（2024·湖北襄阳调研）科学家往小球藻培育液中通入14CO2后，分别赐予小球藻不同时间的光照，结果如表所示：试验组别光照时间（s）放射性物质分布12大量3－磷酸甘油酸（三碳化合物）22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等依据上述试验结果分析，下列叙述错误的是（）A.小球藻没有叶绿体，CO2的固定是在细胞质基质中发生的B.每组光照后需马上将小球藻进行处理使酶失活才能测定放射性物质分布C.本试验探讨的是卡尔文循环D.试验结果说明光合作用产物除糖类外还有其他有机物解析小球藻是真核生物，细胞中有叶绿体，CO2的固定是在叶绿体基质中进行的，A错误；暗反应在撤去光照后仍能进行一段时间，每组试验光照后假如不经过处理使酶失活，则待检测物质会很快转化为其他物质，使检测到的放射性物质分布变更，B正确；表中放射性物质均是在暗反应中形成的，因此，本试验探讨的是卡尔文循环，C正确；表中试验组3说明，光合作用的产物除了糖类（CH2O）之外，还有非糖物质，如氨基酸、有机酸等，D正确。答案A10.（2024·湖南五市十校联考，8）如图表示将一种植物叶片置于相宜条件下，不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量变更。以下推想不合理的是（）A.AB段，叶肉细胞CO2固定速率增加B.BC段，叶片的净光合速率等于零C.AB段，CO2固定速率比C3的还原速率快D.BC段，可能是有关酶量限制了光合速率解析AB段，随叶肉细胞间隙的二氧化碳相对浓度上升，二氧化碳的固定加快，C5消耗增多，含量下降，A正确；BC段，叶肉细胞间隙的二氧化碳的相对浓度较高，C5含量基本维持不变，表示达到二氧化碳饱和点，此时间合速率应大于呼吸速率，叶片的净光合速率大于零，B错误；AB段，C5含量降低，说明CO2固定速率比C3的还原速率快，C正确；BC段CO2不再是光合作用的限制因素，可能是有关酶量或光反应产生的[H]和ATP的数量限制了光合速率，D正确。答案B11.（2024·吉林长春七校一联，7）探讨人员在不同光照强度下（其他条件恒定）测定某高等绿色植物的O2释放速率并绘制出如图所示的曲线。据图分析，下列叙述正确的是（）A.B点时，该植物的O2释放速率为0的缘由是该植物不进行光合作用B.C点时，该植物叶肉细胞中产生O2的场所是叶绿体基质C.D点时，该植物通过光合作用产生O2的速率是10mg/hD.D点之后O2释放速率不再增加的缘由可能是受温度、CO2浓度等的限制解析B点时，该植物的O2释放速率为0的缘由是光合作用产生O2的速率等于细胞呼吸消耗O2的速率，A错误；光合作用的光反应阶段产生O2，其场所为叶绿体类囊体薄膜，B错误；该植物通过细胞呼吸消耗O2的速率是5mg/h，故D点时，该植物通过光合作用产生O2的速率是10＋5＝15（mg/h），C错误；D点之后，可能受温度、CO2浓度等环境因素的限制，该植物的光合速率不再增加，D正确。答案D12.植物叶片中有一种酶，是叶片中含量最高的蛋白质，其功能是催化反应C5＋2CO2→2C3。由此推断这种酶（）A.主要分布在细胞质基质中B.在低温环境中会失活，导致光合速率降低C.是固定CO2的关键酶，其催化效率比其他酶低D.由叶绿体中的基因限制合成，与细胞核基因无关解析植物细胞中CO2的固定发生在叶绿体基质中，A错误；低温时酶活性受到抑制，高温使酶失活，B错误；因为该酶是叶片中含量最高的蛋白质，所以其催化效率可能比其他酶低。C正确；叶绿体是半自主性细胞器，其生命活动受细胞核基因限制，D错误。答案C13.（2024·河南省八市第一次联考，26）在25℃、CO2浓度为0.03%等环境条件下，试验测得某植物幼苗甲在肯定光照强度范围内释放O2的速率，结果如图所示。请回答：（1）在叶绿体中，由CO2转变成葡萄糖的过程须要存在于叶绿体基质中的作用。（2）图示中，光照强度小于Cklx时，影响幼苗释放O2速率的环境因素主要是。在CO2浓度等环境条件保持不变的状况下，环境温度由25℃上升到30℃的过程中，C点渐渐左移，对这种变更的合理说明是_______________________________________________________________________________________。（3）在温度等条件保持不变的状况下，CO2浓度由0.03%上升到0.10%的过程中，图中的B点渐渐左移，对该现象最合理的说明是_________________________________________________________________________________________________，此时C点光照强度下幼苗的光合作用速率会（填“增大”“保持不变”或“减小”）。解析本题以试验结果为背景，考查光合作用、细胞呼吸的相关学问，主要考查理解实力、获得信息的实力。（1）光合作用的过程中，光反应过程完成水的光解和ATP的合成，为暗反应供应[H]和ATP。暗反应阶段发生的物质变更为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，该过程须要酶、C5、[H]、ATP等物质，这些物质存在于叶绿体基质中。（2）图示中，C点为光饱和点，即达到最大光合速率所需的最小光照强度。在CO2浓度等环境条件保持不变的状况下，环境温度由25℃上升到30℃的过程中，C点渐渐左移，说明幼苗的光饱和点渐渐减小，光合作用速率渐渐减小，最可能的缘由是温度影响光合作用酶的活性。（3）在温度等条件保持不变的状况下，幼苗的细胞呼吸速率保持不变；CO2浓度的上升会导致光合速率增大；因此，若增大CO2浓度，光照强度小于B点时，光合作用速率才会等于细胞呼吸速率。故CO2浓度由0.03%上升到0.10%的过程中，B点渐渐左移。在上述条件下，C点光照强度下幼苗的光合速率会增大。答案（1）[H]、ATP、酶、C5等（2）光照强度由25℃上升到30℃的过程中，光合作用酶的活性渐渐降低，光合作用速率减慢，幼苗对光的汲取、传递、转化与利用削减，光照强度比C点弱时，即可达到最大光合作用速率（其他合理答案也可）（3）在温度等保持不变条件下，幼苗的细胞呼吸基本保持不变，而CO2浓度的上升可使幼苗对CO2的汲取、固定与转化过程加快，光合作用速率增加，从而导致B点渐渐左移（其他合理答案也可）增大

突破点1光合作用与呼吸作用的关系高考对本学问点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程，物质、能量转化关系，对反应场所及各阶段反应物、生成物确认也常作为考查点，题型既有选择题也有非选择题。【例证】（2024·全国卷Ⅱ，29）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：（1）图中①②③④代表的物质依次是、、、，[H]代表的物质主要是__________________________________________________。（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种状况的缘由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析（1）光合作用光反应阶段，水光解形成NADPH和氧气，因此图中①是O2；②可形成NADPH，应为NADP＋；③可形成ATP，应为ADP＋Pi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此④表示C5。细胞呼吸过程中产生的[H]代表的物质主要是NADH。（2）图中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C代表细胞质基质（可发生细胞呼吸的第一阶段），D代表线粒体（可发生有氧呼吸的其次阶段和第三阶段），其中光反应阶段、有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，而暗反应阶段不但不能合成ATP还会消耗ATP。因此，ATP合成发生在A过程，还发生在C和D。（3）植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条件下，转化成酒精和二氧化碳。答案（1）O2NADP＋ADP和PiC5NADH（2）C和D（3）缺氧光合作用与有氧呼吸中[H]、ATP来源与去路1.光合作用与细胞呼吸的关系2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系（1）过程联系（2）物质联系①C元素：CO2eq\o(→,\s\up7(暗反应))（CH2O）eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅰ))C3H4O3eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅱ))CO2②O元素：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))O2eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅲ))H2O③H元素：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))[H]eq\o(→,\s\up7(暗反应))（CH2O）eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ))[H]eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅲ))H2O（3）能量联系考向光合作用与有氧呼吸的内在关系1.（2014·全国卷Ⅱ，6）关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是（）A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B.光合作用中叶绿素汲取光能不须要酶的参与C.人体在猛烈运动时所须要的能量由乳酸分解供应D.病毒核酸的复制须要宿主细胞的呼吸作用供应能量解析人体在猛烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，但其所须要的能量主要是由有氧呼吸供应，无氧呼吸产生的乳酸此种状况下不再供能，C错误。答案C2.（2024·全国百所名校联考卷）如图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误的是（）A.若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③B.②的进行与⑤⑥⑦亲密相关，与③无干脆关系C.蓝藻细胞中③发生在类囊体薄膜上，④发生在叶绿体基质中D.叶肉细胞内③中O2的产生量小于⑥中O2的消耗量，则该细胞内有机物的总量将削减解析Mg是合成叶绿素的成分。光合作用光反应阶段须要叶绿素汲取、传递、转化光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成受阻，首先会受到显著影响的生理过程是③（光反应过程），A正确；一般状况下，植物细胞汲取无机盐的方式②是主动运输，须要消耗能量，故与⑤⑥⑦（细胞呼吸过程）亲密相关，与③（光反应过程）无干脆关系，B正确；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，因此也没有类囊体，C错误；图中光反应过程③中O2的产生量小于有氧呼吸过程⑥中O2的消耗量，则该叶肉细胞净光合作用量<0，该细胞内有机物总量将削减，D正确。答案C突破点2影响光合作用的因素（5年13考）纵观近年高考，光合作用、细胞呼吸两大生理过程已成为必考内容，既是重点、又是热点，题目难度大，区分度高，综合性强，题型既有选择题，更有简答、曲线模型分析、图表数据分析与处理，甚至以试验探究题形式呈现，考查内容常涉及光合作用与细胞呼吸内在关系、光合作用的影响因素（单因子影响、多因子综合影响）总光合速率、净光合速率及呼吸速率变更，尤其涉及密闭环境中CO2（或O2）变更状况测定与分析等，由于相关内容在教材中讲授较少，但备考需深、透、广，特设置本课，以求对上述重点内容的针对性突破！【例证1】（2024·全国卷Ⅰ，30）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，相宜条件下照光培育，培育后发觉两种植物的光合速率都降低，缘由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率（填“大于0”、“等于0”或“小于0”）。（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件相宜的小室中，照光培育一段时间后，发觉植物的有氧呼吸增加，缘由是_________________________________________________________________________________________________________。解析（1）在相宜条件下照光培育时，由于光合速率大于呼吸速率，导致密闭容器内CO2浓度下降，进而导致光合作用速率降低。题干信息表明甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此甲种植物净光合速率为0时（即CO2补偿点时）的二氧化碳浓度已超过乙种植物的CO2补偿点，因此其净光合速率大于0。（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件相宜的小室中，照光培育一段时间后，由于植物进行光合作用能释放氧气，因此植物的有氧呼吸增加。答案（1）植物在光下光合作用汲取CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低大于0（2）甲种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[H]发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸增加【例证2】（2014·全国卷Ⅱ，29）某植物净光合速率的变更趋势如图所示。据图回答下列问题：（1）当CO2浓度为A时，高光强下该植物的净光合速率为。CO2浓度在A～B之间时，曲线表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。（2）CO2浓度大于C时，曲线b和c所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_________________________________________________________。（3）当环境中CO2浓度小于A时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量（填“大于”、“等于”或“小于”）光合作用汲取的CO2量。（4）据图可推想，在温室中，若要实行提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应当同时考虑这一因素的影响，并实行相应措施。[慧眼识图获得信息]答案（1）0a、b、c（2）光强（3）大于（4）光强1.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。eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(曲线分析：补偿点A′＜A,饱和点B′＜B,应用：间作套种))（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(曲线分析：OA段，随叶龄增大，色素含量增大，酶的含量和活性增大，光合速率加快。A点之后，随叶龄增大，色素、酶含量削减，酶活性减弱，光合速率减慢。,应用：适时摘除老叶))2.外部因素（1）单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度②CO2浓度③温度④必需矿质元素（N、P、Mg、K等）（2）多因子对光合速率的影响①曲线分析：OP段：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。PQ段：曲线变更受横坐标所表示的因子与坐标曲线中另一因子的共同限制，如A图受光照强度与温度的共同影响。Q点之后的线段：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。②应用：温室栽培时，在肯定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率。当温度相宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。考向1光补偿点与光饱和点的移动（2024·烟台一模）如图表示在相宜温度和肯定的CO2浓度条件下，测定的甲、乙两种绿色植物在不同光照强度下氧气的释放速率曲线。回答下列问题：（1）叶绿体中色素的功能是_____________________________________________。（2）甲植物中A点的值是在条件下测定的。把甲植物从C点对应的光照强度转移至B点对应的光照强度，短时间内叶绿体中C5含量将（填“增加”或“削减”）。（3）若光照强度不变，与正常状况相比，环境中Mg2＋削减时，图中D点将（填“上移”或“下移”），缘由是___________________________________________________________________________________________________________。（4）图中甲、乙两种植物在不同光照强度下O2释放速率的差异是___________________________________________________________________________。解析（1）叶绿体中光合色素的作用是汲取、传递和转换光能。（2）A点的光照强度为0，其数值表示在黑暗条件下测定的呼吸速率。C点对应的光照强度大于B点，因此把甲植物从C点对应的光照强度转移到B点对应的光照强度条件下，光照强度降低，光反应减弱，产生的[H]和ATP削减，C3的还原过程减弱，C5的消耗不变，则短时间内叶绿体中C5的含量削减。（3）D点表示甲植物达到最大净光合速率，若环境中Mg2＋削减，叶绿素的合成受阻，光反应减弱，总光合速率下降，净光合速率也将下降，故D点将下移。（4）由图可知，甲、乙两种植物O2释放速率曲线交于C点，C点之前，甲植物的O2释放速率小于乙植物的O2释放速率；C点之后，甲植物的O2释放速率大于乙植物的O2释放速率。答案（1）汲取、传递和转换光能（2）无光削减（3）下移Mg2＋削减导致叶绿素合成削减，使光反应速率下降，合成的ATP和[H]削减，C3的还原速率下降，总光合作用速率下降，净光合速率也随之下降（答案合理即可）（4）C点之前O2的释放速率甲植物小于乙植物，C点之后O2的释放速率甲植物大于乙植物（答案合理即可）考向2多角度考查外界因素对光合速率的影响（2024·湖北襄阳一调，9）为探讨多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响，某生物爱好小组做了试验探讨，试验结果如图所示，试验数据为植株在不同条件下CO2的汲取速率（mg/h）。据图分析，下列说法中正确的是（）A.图中影响马铃薯植株光合速率的因素有CO2浓度和温度B.在弱光、CO2浓度为0.03%、20℃条件下，马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无O2产生C.马铃薯植株在适当遮阴、CO2、浓度为0.03%、40℃条件下，光照强度不是限制因素D.试验中马铃薯植株CO2固定速率最大所需的条件是全光照、CO2浓度为1.22%和35℃解析分析曲线图可知，图中影响马铃薯植株光合速率的因素有CO2浓度、温度和光照强度，A错误；在弱光、CO2浓度为0.03%、20℃条件下，曲线中显示此时植株的CO2汲取速率为0，表示此时植株的光合速率等于呼吸速率，即马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体可以进行光合作用，因此其叶绿体中有O2产生，B错误；CO2浓度为0.03%、40℃时，在弱光、适当遮阴以及全光照三种条件下，植物的CO2汲取速率即净光合速率渐渐增大，说明在适当遮阴、CO2浓度为0.03%、40℃条件下，光照强度仍旧是限制光合速率的因素，C错误；曲线图纵轴的CO2汲取速率表示净光合速率，而CO2固定速率表示总光合速率（净光合速率＋呼吸速率），黑暗条件下的曲线表示不同温度下的呼吸速率，对比可知全光照、CO2浓度为1.22%、35℃时，植株总光合速率（CO2固定速率）最大，D正确。答案D考向3影响光合速率的因素及应用【典例】（2024·全国卷Ⅲ，29）为了探究某地夏日晴天中午时气温柔相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某探讨小组将生长状态一样的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为比照组，另4组在人工气候室中生长作为试验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与比照组相同，于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组试验处理及结果如表所示：比照组试验组一试验组二试验组三试验组四试验处理温度/℃3636363125相对湿度/%1727525252试验结果光合速率/（mg·CO2·dm－2·h－1）11.115.122.123.720.7回答下列问题：（1）依据本试验结果，可以推想中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是，依据是______________________________________________________________________________________________________________________；并可推想，（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。（2）在试验组中，若适当提高第组的环境温度能提高小麦的光合速率，其缘由是___________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程（填“须要”或“不须要”）载体蛋白，（填“须要”或“不须要”）消耗ATP。解析（2）比较试验组二、三、四可知小麦光合速率在31℃时高于另外两组，由此推知，小麦光合作用的最适温度在31℃左右，而第四组的25℃还远低于最适温度，所以在试验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。答案（1）相对湿度相同温度条件下，相对湿度变更时，光合速率变更较大增加（2）四该试验组的环境温度未达到光合作用的最适温度（3）不须要不须要在影响光合作用的因素中，光照强度、温度、二氧化碳浓度等指的是外界影响因素，而影响光合作用的内部因素通常指的是叶绿素的含量、酶的数量（或活性）等，回答影响因素这类问题时，①要留意审清题中须要回答的是外界影响因素还是内部影响因素；②针对曲线模型，在曲线上升阶段，限制因素为横坐标表示的因子，当曲线不再上升时，要从内部因素（如色素含量、酶活性等）和横坐标表示的因子之外的环境因素（如温度、CO2浓度等）进行分析；③若为表格，则应先将表格信息转化成曲线图再进行分析。【即学即练】（2024·江西三校联考，33）草莓是一种重要经济作物之一，对其光合作用和呼吸作用进行探讨，可以指导草莓的生产。图1是某探讨小组以草莓为材料所做相关试验的结果；图2表示草莓不同生长发育期（分别为幼苗期、养分生长期和生殖生长期）光合作用合成量与光照强度之间的关系；图3表示温度对草莓光合作用和呼吸作用的影响（以测定的放氧和耗氧速率为指标）。（1）图1中，Q点和P点相比，限制草莓单株光合强度的主要外界因素有等。图2曲线Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中（填“光”、“暗”或“光和暗”）反应的不同。（2）由图3可知，适合草莓生长的最适温度是。若始终处于M点条件下，该植物（填“能”或“不能”）表现诞生长现象。气孔是CO2等气体进出叶片的通道，气孔导度表示单位时间内进入叶片表面单位面积的CO2相对量，能反映气孔张开的程度。探讨小组探究了植物A和另一种植物B在一天中气孔导度的变更，结果见表。时刻0：003：006：009：0012：0015：0018：0021：0024：00植物A气孔导度383530728152538植物B气孔导度11203830352011（3）据表分析可知，一天中植物A和植物B汲取CO2的差异主要是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。沙漠植物的气孔导度变更更接近于植物。（4）图4表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程。凌晨3：00时，①②③④四种生理过程中，植物A和植物B都能完成的是，产生ATP的是。图4解析（1）Q点种植密度大，种植密度大可能造成植株间相互遮光，也会造成植株间通风不良，二氧化碳供应不足，从而使Q点单株草莓光合强度下降，即限制Q点单株草莓光合强度的主要外界因素有光照和二氧化碳。光合作用中合成有机物的多少与光反应和暗反应都有关，因此，图2曲线Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中光反应和暗反应的不同。（2）光照下放氧速率表示净光合速率（表示植物积累有机物的速率），净光合速率最大时对应的温度为植物的最适生长温度，即35℃。M点时，植物的净光合速率大于0，说明植物体内有有机物的积累，因而植物能正常生长。（3）分析表格数据，植物A的气孔导度在无光照或光照较弱的0：00至6：00和18：00至24：00时相对较大，在有光照和光照较强的9：00至15：00时相对较小，这说明植物A主要是在夜间打开气孔汲取二氧化碳；而植物B相反，主要是在白天汲取二氧化碳。沙漠环境干旱，为了保持体内水分，在白天植物气孔关闭，晚上打开汲取CO2，因此，沙漠植物的气孔导度变更更接近于植物A。（4）凌晨3：00时无光照，植物A和B都不能进行光合作用，只进行有氧呼吸，即图4中的①②过程，其中的C3在呼吸作用过程中表示丙酮酸，则①②分别表示有氧呼吸的第一、二阶段，这两个阶段中都可产生ATP。答案（1）光照和CO2（其他答案不给分）光和暗（其他答案不给分）（2）35℃能（3）植物A主要在夜间汲取CO2，植物B主要在白天汲取CO2（或植物A和B汲取CO2的时间不同）A（4）①②①②eq\a\vs4\al\co1(突破点3开放和密闭环境中CO2、O2含量昼夜变更状况分析)有关光合作用和细胞呼吸试验探究类题目是高考的重点、热点，题目区分度高，分值重，精确把握光合作用、细胞呼吸的生理过程、影响因素及相关原理，把握呼吸速率、光合速率测定试验设计原理，并能把握试验设计常规步骤是解答此类问题的关键。【例证】（2015·安徽卷，29Ⅰ）科研人员探究了不同温度（25℃和0.5℃）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变更，结果见图1和图2。（1）由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要缘由是_________________________________________________________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该试验还可以通过检测浓度的变更来计算呼吸速率。（2）某同学拟验证上述试验结果，设计如下方案：①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。③记录试验数据并计算CO2生成速率。为使试验结果更牢靠，请给出两条建议，以完善上述试验方案（不考虑温度因素）。a.__________________________________________________________________，b.__________________________________________________________________。解析（1）由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下的CO2生成速率较低，主要缘由是温度较低，导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要缘由是：低温降低了细胞呼吸相关酶活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该试验还可以通过检测O2浓度变更来计算呼吸速率。（2）依据单一变量原则，限制唯一变量而解除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用，所以，选取的果实成熟度也应一样；依据可重复性原则，同一处理在试验中出现的次数称为重复。重复的作用有二：一是降低试验误差，扩大试验的代表性；二是估计试验误差的大小，推断试验牢靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复试验。答案（1）低温降低了细胞呼吸相关酶的活性CO2O2（2）a.选取的果实成熟度应一样b.每个温度条件下至少有3个平行重复试验解答（1）题的一个关键在于敏锐捕获图1、图2中纵轴“数字”不同。如图1为30～50，而图2为0～5，故单位时间内CO2变更量差异明显。解答（2）题时必需娴熟试验评价题的解题策略，常用“五看”法1.开放环境中CO2汲取、释放量昼夜变更曲线分析（1）曲线的各点含义及形成缘由分析如下：①a点：凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放削减。②b点：上午6时左右，太阳出来，起先进行光合作用。③bc段：光合作用强度小于呼吸作用强度。④c点：上午7时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。⑤ce段：光合作用强度大于呼吸作用强度。⑥d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。⑨fg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。（2）绿色植物一昼夜内有机物的“制造”、“消耗”与“积累”2.相对密闭的环境中，—昼夜CO2含量的变更曲线图和O2含量的变更曲线图的比较比较项目一昼夜CO2含量的变更曲线图（小室中CO2变更状况）一昼夜O2含量的变更曲线图（小室中O2变更状况）图示曲线分析C点、E点：光合作用强度＝呼吸作用强度CE段：光合作用强度＞呼吸作用强度MC段和EN段：光合作用强度＜呼吸作用强度光合作用起先于C点之前，结束于E点之后含量最高点CO2含量最高点为C点O2含量最高点为E点含量最低点CO2含量最低点为E点O2含量最低点为C点假如N点低于M点说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量削减假如N点高于M点说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量削减说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加假如N点与M点一样高说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变【归纳整合】考向密闭环境中CO2含量的变更1.（2024·山东师大附中一模，40）图中图一表示的是八月份某一晴天，一昼夜棉花植株CO2的汲取和释放曲线；图二表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。由图一中时间a、b、c、d依次发生了图二所示的哪项生理活动（）A.（1）（2）（3）（4） B.（3）（2）（4）（1）C.（3）（4）（1）（2） D.（4）（3）（2）（1）解析图一曲线中横坐标以上都是光合作用速率大于呼吸作用速率，横坐标以下是光合作用速率小于呼吸作用速率或只有呼吸作用，曲线与横坐标的交点处都是光合作用速率等于呼吸作用速率。图二中（1）表示光合作用速率大于呼吸作用速率，对应图一中d、e、f点；图二中（2）表示光合作用速率等于呼吸作用速率，对应图一中c、g点；图二中（3）表示光合作用速率小于呼吸作用速率，对应图一中b点；图二中（4）表示只有呼吸作用，对应图一中a、h点，D正确。答案D2.图甲中曲线Ⅰ表示夏季某一天的温度变更，图乙曲线表示放置于密闭玻璃罩内的某植物在这一天内引起的玻璃罩内CO2浓度变更，请据图分析回答下列问题：（1）若图甲曲线Ⅱ和Ⅲ中有一条代表该植物的总光合速率，则应当是曲线；结合曲线Ⅰ分析，曲线Ⅲ的A点出现小波动的缘由是________________________________________________________________________________。（2）若第（1）小题的分析正确，则曲线Ⅱ的B点和曲线Ⅲ的E点分别代表和。（3）曲线Ⅲ的D点对应图乙曲线中段的某一点，此时限制光合速率的外因主要是；图乙曲线中H点对应图甲中点。（4）图甲中可用表示该植物一天内的有机物积累量；而由图乙可知，该植物在密闭玻璃罩的一天时间内，植物体内的有机物量（填“增加”“削减”或“基本不变”）。解析（1）由图甲可知，曲线Ⅲ在夜间也有速率变更，而曲线Ⅱ的速率变更只在白天体现，因此，曲线Ⅲ代表净光合速率，曲线Ⅱ代表总光合速率；