高考生物一轮总复习 必修1　第3单元　第3讲　能量之源-光与光合作用 课件VIP

必修一分子与细胞第三单元细胞的能量供应和利用第3讲能量之源——光与光合作用考情研读·备考定位考点展示核心素养1．说明光合作用及其对它的认识过程。2．研究影响光合速率的环境因素。3．提取和分离叶绿体色素。1．生命观念——通过分析讨论光合作用的过程，形成物质与能量观。2．科学思维——通过解读光合作用过程及影响因素的模型，形成利用科学的思维解决问题的习惯。3．科学探究——通过光合作用历程的探究及提取和分离叶绿体色素，掌握实验的原理、思路及操作技能。4．社会责任——通过探讨光合作用的实际应用，形成社会责任感。考点一捕获光能的色素和结构(含绿叶中色素的提取

和分离)考点二光合作用的探究历程与光合作用的过程考点三光合作用速率的影响因素及应用考点四光合作用与细胞呼吸的关系课末总结素养提升课(一)光合作用与细胞呼吸综合应用考点一捕获光能的色素和结构(含绿叶中色素的提取和分离)自主回顾·素养储备基础

梳

理有机溶剂(无水乙醇)

无水乙醇溶解度溶解度高层析液|

(2)实验流程2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收_________，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对_______________的吸收量大，类胡萝卜素对_________的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。可见光红光和蓝紫光蓝紫光3．叶绿体的结构与功能(1)结构模式图双层膜暗反应基粒光合作用色素思维辨析易错整合，判断正误。(1)绿叶中色素分离的原理是色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中

(

)(2)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分 (

)(3)吸收光能的有关色素分布在叶绿体的内膜上 (

)(4)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 (

)(5)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光 (

)×

×

×

×

√

延伸探究1．提取叶绿体中的色素，也可用右图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？[提示]①——胡萝卜素(橙黄色)

②——叶黄素(黄色)

③—叶绿素a(蓝绿色)

④—叶绿素b(黄绿色)。2．(必修1P99“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，理由有什么？[提示]有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光利用率会减弱，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，光利用率较大，有利于光合作用的进行。无色透明剖析难点·考点突破精准命题突破点

实验的基本原理和过程分析

下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是 (

)A．绿叶中的色素只能溶解在无水乙醇中B．层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液C．制备滤纸条时用圆珠笔画横线更方便D．若研磨绿叶时没有加入碳酸钙，则提取不到光合色素B

例

1[解析]

绿叶中的色素能溶解在丙酮、无水乙醇等有机溶剂中，A错误；层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液，否则色素会溶解在层析液中，B正确；圆珠笔笔油中有色素，因此制备滤纸条时应该用铅笔画横线，C错误；碳酸钙的作用是防止色素被破坏，因此没有加入碳酸钙会导致层析后滤纸条上的叶绿素带颜色较浅，D错误。〔变式训练〕1．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)，试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为 (

)A．①②③④

B．②④①③C．④②③① D．③②①④[解析]

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②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④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①；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③。故B正确。B

突破点

色素的种类和功能

(2017·全国卷Ⅲ)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吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示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A

例

2[解析]

类胡萝卜素不吸收红光，A错误；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素吸收640～660nm的红光，导致水光解释放氧气，D正确。〔变式训练〕2．(2021·河北省唐山市高三一模)下表是科研人员测得大棚中某草莓在补充X光和Y光后叶片色素含量及果实产量的部分数据。组别叶绿素总量(mg/g)类胡萝卜素(mg/g)单株果数量(个)单果质量(g)对照组6.42.51215X光组5.54.01316Y光组7.62.41022下列分析错误的是 (

)A．大棚中草莓叶片在不同光照下会做出适应性变化B．Y光组叶片颜色比对照组偏黄C．X光组叶绿体中NADPH合成速率小于Y光组D．补充Y光更有利于提高大棚草莓产量B

[解析]

根据表格分析可知，在补充X光和Y光后，X光组和Y光组的色素含量变化不一样，说明植株在不同光照下会做出适应性变化，A正确；Y光组叶绿素总量增加，比对照组偏绿，B错误；根据单株果的数量和质量能推测出Y光组植株制造的有机物量高于X光组，所以X光组叶绿体中NADPH合成速率小于Y光组，C正确；根据表格分析，Y光组制造的有机物量高于X光组，所以补充Y光更有利于提高大棚草莓产量，D正确。1．光合作用的探究历程(连线)考点二光合作用的探究历程与光合作用的过程自主回顾·素养储备基础

梳

理2．光合作用的过程光合作用反应式：___________________________。图中：①_____，②_______，③_____，④_______。O2

[H]

C3

CO2

叶绿体类囊体薄膜O2

[H]

ATP

ATP

叶绿体基质CO2

2C3

2C3

(CH2O)

ATP

有机物3．反应式(写出反应式并标出元素的去向)(1)若有机物为(CH2O)：

_____________________________。(2)若有机物为C6H12O6：___________________________________。巧学妙记：光合作用的过程“一、二、三、四”││思维辨析易错整合，判断正误。(1)光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂

(

)(2)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中 (

)(3)只提供光照，不提供CO2，植物可独立进行光反应 (

)√

×

×

(4)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含量都迅速增加 (

)(5)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，其叶绿体内CO2的固定立即停止 (

)(6)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖 (

)×

×

√

延伸探究1．细胞呼吸产生的[H]和光反应产生的[H]是同一物质吗？其成分是蛋白质吗？[提示]细胞呼吸产生的[H]是还原型辅酶I(NADH)的简化表示方式，光反应产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，NADH和NADPH中的N指烟酰胺，A指腺嘌呤，D是二核苷酸，P是磷酸基团，因此[H]的成分不是蛋白质。2．若将某种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是什么？[提示]某种植物在光下光合作用释放的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，有氧呼吸会增加。3．光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是？[提示]不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。剖析难点·考点突破重难精讲1．光反应与暗反应的比较过程光反应暗反应根据区别必须在光下有光、无光都可以条件光照、色素、酶多种酶实质将光能转化为化学能，并释放出O2同化CO2，合成有机物场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质2．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化右图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ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等物质含量变化精准命题突破点

光合作用的探究历程

(2021·安徽合肥九中暑期检测)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能量转化的假说。

以下哪项科学实验能证明这一假说 (

)A．英格豪斯证明植物在光照条件下可以更新空气的实验B．恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光的实验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水的实验C

例

2[解析]

英格豪斯通过实验证明了植物更新空气必须在光下才能进行，没有涉及能量的转化，A错误；恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，证明了光合作用的有效光是红光和蓝紫光，该实验没有涉及能量的转化，B错误；萨克斯将暗处理的叶片一半曝光、一半遮光，用碘液证明了光合作用产生淀粉，从而证明了光能转化为淀粉中稳定的化学能，C正确；鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的O2来自水，没有涉及能量的转化，D错误。〔变式训练〕3．(2022·吉林“五地六校”联考)把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用下图装置进行实验。该实验不能用于验证 (

)A．光合作用需要CO2

B．光合作用能产生O2C．光合作用需要光

D．光合作用需要叶绿体B

[解析]

图中NaOH的作用是吸收CO2，所以该装置可以用于验证光合作用需要CO2，A正确；图中没有检验O2的手段，B错误；图中铝箔的作用是遮光，从而证明光合作用需要光，C正确；图中白斑叶片分为绿色部分和白色部分，可以用于验证光合作用需要叶绿体，D正确。突破点

光合作用的过程

如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)。例

4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18OD．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B

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。易错提醒(3)不要认为暗反应不需要光。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，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物[H]和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行。(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一定含叶绿体，如蓝藻、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。〔变式训练〕4．如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是 (

)A．物质b可能是ADP和PiB．物质c直接被还原生成(CH2O)和C5C．甲中色素不溶于水，能溶于有机溶剂D．乙中含有多种催化反应的酶B

[解析]

根据图示可看出，甲是叶绿体的类囊体薄膜，是光合作用光反应的场所，乙为叶绿体基质，是暗反应的场所，物质b可能是暗反应为光反应提供的ADP和Pi，A正确；物质c为CO2，CO2转化成(CH2O)和C5需经过CO2的固定和C3的还原两个过程，B错误；类囊体薄膜上的色素不溶于水，能溶于有机溶剂，C正确；叶绿体基质中含有多种催化反应的酶，D正确。突破点

不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析

将单细胞绿藻置于适宜的温度、光照以及充足的CO2条件下培养，经一段时间后，突然停止光照，则下列叙述中不会发生的是

(

)A．光反应停止，不能形成NADPH和ATPB．短时间内暗反应仍进行，CO2与C5继续结合形成C3C．短时间内绿藻体内C3的含量会上升D．由于没有NADPH和ATP供应，C3不能形成糖类等物质，积累了许多C5例

5D

[解析]

光照突然停止，光反应不能进行，不能形成ATP和NADPH，短时间内在CO2充足的条件下，CO2继续与C5结合形成C3，但因NADPH及ATP供应不足，C3的还原受阻，无法合成C5和有机物，故细胞内C3增加，C5减少。归纳总结〔变式训练〕5．(2021·福建厦门湖滨中学第一次阶段检测)光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，下列说法正确的是 (

)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B

[解析]

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的值增加，A错误；突然中断CO2供应，导致C3含量减少，进而使ATP和[H]含量增加，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含量增加、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的值增加，D错误。考点三光合作用速率的影响因素及应用自主回顾·素养储备一、内部因素1．与植物自身的遗传特性(如植物品种不同)有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。基础

梳

理2．植物叶片的叶龄、叶面积指数、叶绿素含量及酶等也会影响光合作用，如图所示。二、外部环境因素1．光照强度(1)原理：光照强度通过影响植物的_____反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度_______，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。光加快(2)曲线分析：①A点：光照强度为0，此时只进行___________。②AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐_______。③B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度_______细胞呼吸强度。④BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不再增强了。细胞呼吸减少等于⑤C点：为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。(3)应用：①温室生产中，适当增强___________，以提高光合速率，使作物增产；②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。光照强度2．CO2浓度(1)原理：CO2影响_____反应阶段，制约_____的形成。(2)曲线分析：暗C3

图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点都表示CO2饱和点。(3)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。3．温度(1)原理：温度通过影响___________影响光合作用。(2)曲线分析：酶的活性(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当_______温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。AB段在B点之前，随着温度升高，光合速率_______B点酶的_______温度，光合速率最大BC段随着温度升高，酶的活性下降，光合速率_______，50℃左右光合速率几乎为零增大最适减小降低4．水分(1)原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的_______，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。介质(2)曲线分析：图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了_______的供应。CO2

思维辨析易错整合，判断正误。(1)光照强度只影响光反应，不影响暗反应 (

)(2)只要有光照，植物就能正常生长 (

)(3)镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应 (

)(4)水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用

(

)(5)整个植物体处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和呼吸作用强度相等

(

)×

×

√

√

×

延伸探究1．大棚生产中，为什么多施有机肥能够提高作物的产量？[提示]有机肥中的有机物被微生物分解产生了CO2和无机盐，能够增加大棚中的CO2浓度并为作物提供矿质营养。2．在农业生产上，农作物的种植密度过大时，农作物的产量反而会降低，原因是什么？[提示]农作物的种植密度过大时，会造成作物下部的叶片通风和透光度低，下部的叶片因光照强度和CO2浓度低，光合速率降低，而作物种植密度大又造成整体上作物的细胞呼吸强度的增大，因此作物的净光合速率降低。3．在下面的四幅图中依次标出坐标曲线中的A点，AB段(不包括A、B两点)，B点和B点之后的O2和CO2的转移方向。[提示]剖析难点·考点突破重难精讲多因子变量对光合速率的影响精准命题突破点

单一因素对光合作用影响的分析和探究

(2018·全国卷Ⅰ，30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。例

6回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是_____。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_____，判断的依据是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是_____。(4)某植物夏日晴天中午12∶00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_______(填“O2”或“CO2”)不足。甲甲

光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大乙CO2

[解析]

(1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。(4)夏日晴天中午12点，温度较高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。关于环境因素影响光合速率的两点提醒易错提醒温度改变对光合作用的影响当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多CO2浓度对光合作用的影响CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用〔变式训练〕6．(2021·山东省泰安市高三上学期期末)如图是研究人员通过实验得出的温度对草莓光合作用的影响(以测定的放氧速率为指标)。据图分析回答：(1)由图可知，适合草莓生长的最适温度是_______。该温度___________(填“是”或“不是”或“不一定是”)草莓光合作用的最适温度，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验测得，40℃培养条件下草莓叶肉细胞间隙的CO2浓度高于35℃培养条件下，分析主要原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。35℃

不一

定是

因为实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，35℃条件下净光合速率最大，但没有测定该温度下的呼吸速率，所以无法确定实际(真正)光合速率的大小，也就不能确定是否是光合作用最适温度 40℃培养条件下，放氧速率降低，草莓净光合速率减小，叶肉细胞对CO2的利用(吸收)速率减小，导致40℃培养条件下草莓叶肉细胞间隙的CO2浓度高于35℃培养条件下(3)若向密闭空间内加入18O标记的O2，可在草莓叶肉细胞中检测到有18O的淀粉，请写出18O最短的转移途径(用文字和箭头表示，并注明具体反应阶段)。_____________________________________________________。(4)实践表明，种植密度过大，草莓单株光合作用强度会下降，限制草莓单株光合作用强度的主要外界因素有_____________________等。光照强度和CO2浓度[解析]

(1)由图可知，在35℃时，光下的放氧速率最大，说明此时净光合速率最高，积累的有机物最多，是草莓生长的最适温度，由于实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，虽然35℃条件下净光合速率最大，但没有测定该温度下的呼吸速率，所以无法确定实际(真正)光合速率的大小，也就不能确定是否是光合作用最适温度。(2)由图可知，40℃时，放氧速率降低，说明草莓净光合速率减小，叶肉细胞对CO2的利用速率减小，导致40℃培养条件下草莓叶肉细胞间隙的CO2浓度高于35℃培养条件下。(3)根据细胞呼吸和光合作用过程中物质变化规律，若向密闭空间内加入18O标记的O2，可在草莓叶肉细胞中检测到有18O的淀粉，其转移途径可表示为：18O2有氧呼吸Ⅲ,H218O有氧呼吸Ⅱ,C18O2暗反应,淀粉。(4)种植密度过高，导致植株相互遮挡阳光，空气不流通，影响光照强度和二氧化碳供应，降低单株草莓的光合速率。突破点

多因素对光合作用的影响分析例

7

(2018·江苏卷)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D

[解析]

植物体内的酶存在最适温度，在一定范围内，净光合速率随温度升高而升高，超过某一温度，净光合速率随温度升高而下降；也因为酶有最适温度，故当横坐标为CO2浓度或光波长时，净光合速率与温度不一定呈正相关；当横坐标是光照强度时，温度为无关变量，即温度相同，所以呼吸速率相同，即两曲线起始相同，在一定范围内，光照强度越大，净光合速率越大，且CO2浓度越大，净光合速率越大，当光照强度达到光饱和点后，净光合速率不再随光照强度变化而变化。多因素对光合作用影响的曲线分析方法解答受多因素影响的光合作用曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化，将多因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提，如最适温度下测得，则应该考虑温度以外的影响因素。技巧总结〔变式训练〕7．(2022·黄冈质检)如图表示光照强度、CO2浓度和温度对植物光合速率的影响，根据图形分析有关说法错误的是(

)A．CO2浓度大小直接影响光合作用生成C3的速率D

B．光照强度在O～A区间，限制光合速率的环境因素主要是光照强度C．光照强度在B～C区间，限制Ⅱ组实验光合速率的环境因素一定有光照强度、温度D．图中所示温度数值一定是t1大于t2[解析]

光合作用过程中，二氧化碳固定后首先生成三碳化合物，故CO2浓度大小直接影响光合作用生成C3的速率，A正确；图中光照强度在O～A区间，曲线处于上升阶段，限制上述三组实验光合速率的环境因素主要是光照强度，B正确；光照强度在B～C区间，Ⅱ组还没有达到光饱和点，此时限制Ⅱ组实验光合速率的环境因素一定有光照强度、温度，C正确；温度通过影响光合作用与呼吸作用的相关酶的活性来影响光合作用与呼吸作用，图中曲线I与Ⅱ的二氧化碳浓度相同，曲线I与Ⅲ的温度相同二氧化碳浓度不同，故无法判断t1和t2数值的大小，D错误。考点四光合作用与细胞呼吸的关系自主回顾·素养储备1．图解光合作用与呼吸作用过程中的物质转化关系基础

梳

理据图填表提供的标记物最先出现标记的物质最终出现标记的物质“对18O的示踪分析”的注意点18O2_____(①途径)①→水→②→二氧化碳→⑧→⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸如果分析“首先出现在”“短时间出现在”，一般是要求分析第一步反应，不必沿箭头所指路线过多分析；如果是分析“在哪些物质中出现”，则需要沿箭头所指路线将所有可能出现的情况分析出来HO氧气(④途径)；水(蒸腾作用)_____________________________________________________________________________________C18O2____________(⑤途径)(一)⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸；(二)⑤→水→⑥→④→氧气14CO2三碳化合物(⑤途径)_____________________________________________水④→氧气→⑦→①→水→②→二氧化碳→⑧→⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸三碳化合物⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸[特别提醒]①光合作用中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)简化的表示方式，而细胞呼吸中产生的[H]是还原型辅酶I(NADH)简化的表示方式，二者不是一种物质，尽管书写形式相同。②还原氢的书写形式一定不能写成H、H＋或H2，只能写成[H]、NADH或NADPH。2．光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点_______，细胞呼吸减弱，A点_______。下移上移(2)补偿点(B点)的移动①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应_______，反之_______。(3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。右移左移剖析难点·考点突破重难精讲1．光合作用和有氧呼吸的区别2．光合作用与细胞呼吸中[H]的来源和去路比较3．光合作用与细胞呼吸中ATP的来源与去路比较5．真正光合作用速率、净光合作用速率与呼吸速率的关系(1)净光合作用速率与真正光合作用速率的关系

①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(2)光合速率与呼吸速率的常用表示方法项目含义表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量)O2CO2有机物真正光合速率植物在光下实际合成有机物的速率O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量有机物产生(制造、生成)速率项目含义表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量)O2CO2有机物净光合速率植物有机物的积累速率植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率(3)计算公式实际光合速率＝表观(净)光合速率＋呼吸速率。精准命题突破点

光合作用和呼吸作用过程的联系

如图表示菠菜叶肉细胞光合作用与细胞呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。例

8下列叙述错误的是 (

)A．过程①、②、③不在生物膜上进行B．参与过程②、③、⑤的酶种类不同C．过程②、③、④、⑤都有ATP产生D．过程③产生的[H]全部来自丙酮酸D

[解析]

过程①表示光合作用暗反应，发生的场所是叶绿体基质；过程②表示有氧呼吸的第一阶段，发生的场所是细胞质基质；过程③表示有氧呼吸第二阶段，发生的场所是线粒体基质，都不在生物膜上进行，A正确；②、③为有氧呼吸的过程，其催化酶都为呼吸酶，⑤为光合作用光反应过程，参与的酶种类不相同，B正确；过程②、③、④为有氧呼吸的三个阶段，都有ATP产生，⑤为水的光解，有ATP产生，C正确；过程③为有氧呼吸第二阶段，是丙酮酸和水反应产生CO2和[H]，释放少量能量，产生的[H]部分来自丙酮酸，部分来自水，D错误。〔变式训练〕8．(2022·河北石家庄辛集中学期末)如图表示某高等绿色植物体内的生理过程，下列有关分析不正确的是 (

)A．阶段Ⅰ生成的[H]可作为还原剂用于⑥过程生成水B．Ⅲ的某些反应阶段能够在生物膜上进行C．过程③进行的场所是叶绿体基质D．影响过程Ⅱ的外界因素主要是CO2浓度和温度A

[解析]

光合作用中阶段Ⅰ生成的[H]只能用于暗反应，不能用于⑥有氧呼吸的过程，A错误；Ⅲ中的有氧呼吸第三阶段是在线粒体内膜上进行的，B正确；过程③是CO2的固定，进行的场所是叶绿体基质，C正确；影响过程Ⅱ暗反应的外界因素主要是CO2浓度和温度，D正确。突破点

光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动

已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是 (

)A．下移、右移、上移

B．下移、左移、下移C．上移、左移、上移

D．上移、右移、上移例

9C

[解析]

由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃”可知，当温度从30℃降到25℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点时吸收的CO2增多，d点上移；b点光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25℃时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，则需降低光照强度，即b点左移，C正确。〔变式训练〕9．下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是 (

)A．图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移B．图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态，a点右移，b点左移C．图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多D．图3中，限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度B

[解析]

由图示分析可知，图1中，a点表示CO2补偿点，b点表示CO2饱和点，当光照强度适当增强至最适状态，光合速率增大，b点右移，要使光合速率等于呼吸速率，a点左移，A正确；图2中，a点表示光补偿点，b点表示光饱和点，根据图1分析过程可知a点左移，b点右移，B错误；图3中，b点时，光照强度和CO2浓度均是光合作用的限制因素，a点和b点的光照强度相同，a点的CO2浓度高于b点的CO2浓度，故a点时叶绿体中C3含量比b点多，C、D正确。提升

自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析1．自然环境中(夏季)一昼夜植物CO2吸收量与CO2释放量变化曲线素养提升课(一)光合作用与细胞呼吸综合应用(1)曲线的各点含义及形成原因分析如下：①a点：凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。③bc点：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”模型分析AB段无光照，植物只进行呼吸作用BC段温度降低，呼吸作用减弱CD段4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度D点光合作用强度＝呼吸作用强度DH段光合作用强度＞呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象H点光合作用强度＝呼吸作用强度HI段光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止[名师支招]巧据小室内CO2(或O2)的“初测值”与“末测值”确认植物是否生长植株≠叶肉细胞密闭小室中气体变化是整棵植株(绿色、非绿色部位)光合与呼吸作用综合影响的结果。■〔针对训练〕1．(2021·河北衡水金卷)如图为某农作物光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同，则据图分析错误的是 (

)A．在水分充足时该农作物光合作用没有出现“午休”现象B．曲线Ⅱ波谷的形成与气孔有关C．适时进行灌溉可以缓解该农作物光合作用的“午休”程度D．导致曲线Ⅲ日变化的主要因素是土壤含水量D

[解析]

分析题图，自变量是土壤含水量、光照强度，因变量是光合速率。由题干信息“曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据”，分析曲线图可知，在水分充足时(如降雨后第2天)该农作物光合作用没有出现“午休”现象；由曲线图可知，曲线Ⅱ双峰的形成与光照强度的变化有关，波谷的形成是由气温过高导致气孔关闭，进而固定的CO2减少引起的，即曲线Ⅱ波谷的形成与气孔有关；导致曲线Ⅲ日变化的主要因素是光照强度，导致曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应光合速率不同的主要因素是土壤含水量。2．(2021·湖北八校联考)把等量新鲜的不同植物叶片(叶面积相同)放在密闭透明的容器内(形状大小相同)。并把它们暴露在不同颜色的光照下(光照强度相同)。经过8小时后，对容器内的氧气进行测量，得到下表所示的实验数据。请回答下列问题：光合作用反应速率容器植物部位光的颜色温度/℃O2增加量/mL1天竺葵叶红色251202天竺葵叶绿色25153紫罗兰叶红色25804紫罗兰叶绿色2510注：4个容器内植物叶片呼吸速率相同。(1)该实验的自变量是_____________________，实验中的光合作用反应速率是植物叶片的_____________(填“净光合速率”或“总光合速率”)。

(2)容器1和2内O2增加量不同的原因是____________________________________________________________________________。

植物种类和光的颜色净光合速率

叶片中的色素吸收的红光远大于绿光，导致容器1内的净光合速率远大于容器2内的(3)容器1和3内O2增加量不同，原因是植物种类的不同，则其影响因素可能是_______________________________。

(4)如果将实验的时间适当延长(其他条件不变)，最终发现容器1和3内O2增加到一定数值后不再增加，原因是____________________________________________________________________________________(实验过程中叶片活性始终不变)。光合作用酶的活性(或含量)不同

容器内的CO2浓度降低，导致光合速率等于呼吸速率(或净光合速率为零)，O2含量不再增加[解析]

(1)该实验中除了植物种类不同，各组中另一个不同的处理是光的颜色不同，故实验的自变量为植物种类和光的颜色，通过检测不同条件下氧气的释放量来表示植物的净光合速率。(2)容器1和2内的自变量为光照颜色不同，由于叶片中的色素吸收的红光远大于绿光，导致容器1内的净光合速率远大于容器2内的净光合速率，所以容器1和2内O2增加量不同。(3)容器1和3的自变量是植物的种类不同，两个容器内O2增加量不同，可能是不同植物体内光合作用酶的活性或含量不同。(4)由于各组净光合速率大于0，所以随着实验时间的延长，导致容器中的二氧化碳浓度逐渐降低，进而限制了光合速率，当光合速率等于呼吸速率时，容器1和3内O2不再增加。提升

植物“三率”的含义、关系及判定1．微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系2．常考曲线分析[特别提醒]总光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率＝呼吸速率，不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率＝呼吸速率，此时总光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。〔针对训练〕3．(2022·安徽宣城调研)科研人员研究不同温度和光照强度下菠菜叶片的净光合速率的变化情况，结果如下图。下列分析不正确的是 (

)A．温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关B．此实验中CO2浓度是无关变量，各组间需保持相同且适宜C．温度为40℃，光照为1500lx条件下菠菜光合速率为6μmol·m－2·s－1D．菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于细胞呼吸的最适温度A

[解析]

温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有关，A错误；本实验的自变量是光照强度与温度，因变量是净光合速率，CO2浓度等其他因素是无关变量，应保持相等且适宜，B正确；据图可知，温度为40℃，光照为1500lx条件下，菠菜净光合速率为2μmol·m－2·s－1，呼吸速率为4μmol·m－2·s－1，根据实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率可知，此时其光合速率为6μmol·m－2·s－1，C正确；比较30℃和40℃的光合速率和呼吸速率，可知进行光合作用的最适温度低于细胞呼吸的最适温度。4．如图表示在适宜温度和CO2浓度下的大棚中，光照强度对某植物体光合作用的影响。下列有关说法正确的是

(

)A．光照强度为D时，光反应最强，细胞中的ATP大量积累B

B．B点时叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度C．植物细胞呼吸产生的CO2总量＝S2＋S4D．大棚用红色或蓝紫色薄膜对提高棚内植物的产量最有效[解析]

细胞中的ATP不能大量积累，A错误；B点时，整个植物体的光合作用强度等于细胞呼吸强度，但是叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度，B正确；植物细胞呼吸产生的CO2总量＝S1＋S2＋S4，C错误；大棚用无色透明的薄膜对提高棚内植物的产量最有效，D错误。提升

光合速率和呼吸速率的测定方法1．方法1测定装置中气体体积变化(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。(2)测定原理①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。(3)测定方法①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。方法2

“半叶法”测定光合作用有机物的产生量将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表呼吸作用强度，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。方法3

“黑白瓶法”测定溶氧量的变化黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能进行光合作用又能进行呼吸作用，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。方法4叶圆片称重法——测定有机物的变化量本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。净光合速率＝(z－y)/2S呼吸速率＝(x－y)/2S；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。方法5叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。方法6间隔光照法——比较有机物的合成量光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的，因此在一般情况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉。持续光照，光反应产生的大量的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物，持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照时间不变的情况下，制造的有机物相对多。归纳提升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。〔针对训练〕5．(2021·四川省达州市高三二诊)将只含有小球藻的培养液置于密闭恒温箱中，8：00至24：00给予恒定光照强度，24：00至次日8：00为黑暗条件，每隔1小时检测恒温箱中CO2浓度。培养条件光照阶段黑暗阶段测定时间8：009：0010：0011：0012：00～24：001：002：003：004：005：006：007：008：00CO2浓度(μL/L)570420290220180270360450540600645680695下列分析不正确的是 (

)A．12：00～24：00小球藻的光合速率等于呼吸速率B．在黑暗阶段，小球藻的呼吸速率逐渐增强C．24小时的实验结束后，小球藻的总干重减少D．给小球藻提供C18O2，一段时间后可能检测到18O2B

6．现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2，单位为mg/(dm2·h)。下列说法正确的是

(

)A．该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能测出实际光合作用的强度B．(m2－m1)表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量C．m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小D．m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小A

[解析]

假设原来半片叶重为m0，m1和m2分别表示在适宜光照和温度下照射一段时间后的被截取的部分(A部分)干重和(B部分)干重，而在该时间段内，前者只进行细胞呼吸，而后者同时进行光合作用和细胞呼吸，则m0－m1＝细胞呼吸速率，m2－m0为光照下的净光合作用速率，实际光合作用速率＝净光合作用速率＋细胞呼吸速率＝m2－m0＋m0－m1＝m2－m1，即B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的合成量。7．(2021·北京市海淀区高三期末)将编号为甲、乙、丙的三个相同透光玻璃瓶放入池塘水深0.5m处，装入等量含有浮游植物的池塘水。甲瓶立即测定并记录水中氧含量，乙、丙瓶均密封，丙瓶装入不透光袋中，与乙瓶一同放回水深0.5m处，24h后测定并记录水中氧含量，得到表中结果。下列相关分析，正确的是

(

)A．24h后乙瓶中的二氧化碳含量高于开始时B．丙瓶浮游植物的线粒体中没有ATP产生C．乙瓶浮游植物24h光合作用产生的氧量为1.9mgD．乙瓶与甲瓶的氧含量差值为浮游植物呼吸消耗量C

玻璃瓶氧含量甲4mg乙5.2mg丙3.3mg[解析]

24h后乙瓶中的氧气含量大于初始值，说明此时光合作用大于呼吸作用，所以在吸收二氧化碳，二氧化碳含量低于开始时，A错误；丙瓶浮游植物在黑暗环境中可以进行呼吸作用，所以线粒体中有ATP产生，B错误；测定的乙瓶浮游植物24h后氧含量为净光合作用，所以4h光合作用产生的氧量为净光合作用＋呼吸作用＝(5.2－4)＋(4－3.3)＝1.9mg，C正确；乙瓶与甲瓶的氧含量差值为浮游植物的净光合作用，D错误。

知识导图·思维缕析课末总结

学科素养·核心释疑某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答下列问题：(1)停止供水后，光合速率下降，原因是一方面水是光合作用的原料；另一方面缺水会导致气孔开度降低，CO2供应不足，影响了光合作用的暗反应，导致光合作用速率下降。(2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，B点光饱和点低，其主要原因是B点气孔开度低，CO2吸收减少，暗反应速率低，需要光反应提供的ATP和[H]少，所以光饱和点低。(3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来。

探究高考·明确考向1．(2021·广东卷，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是 (

)A．Rubisco存在于细胞质基质中B．激活Rubisco需要黑暗条件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2结合D

[解析]

Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C错误；Rubisco催化二氧化碳的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。故选D。2．(2021·湖南卷，7)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是 (

)A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度A

[解析]

弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然没有氧气的释放，但是进行了光合作用，A错误；二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确。故选A。3．(2020·江苏卷，6)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是 (

)A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C．研磨时添加石英砂有助于色素提取D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散B

[解析]

绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止研磨时叶绿素被破坏，B错误；研磨时加入少许石英砂(SiO2)有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。故选B。4．(2019·全国卷Ⅰ，3)将一株质量为20g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40g，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]

根据光合作用的过程，植物产生的有机物主要来自空气中的CO2，另外植株增加的质量还来自对水和矿质元素的吸收。光合作用过程中，光是光合作用进行的动力。A

5．(2019·海南卷，9)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是 (

)A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用B

[解析]

光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。故选B。6．(2019·海南卷，12)下列关于绿色植物的叙述，错误的是 (

)A．植物细胞白天和黑夜都能进行有氧呼吸B．植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的C．遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降D．植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用B

[解析]

有氧呼吸不需要光照，植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸，A正确；植物细胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如细胞质基质和线粒体基质也可以合成ATP，B错误；合成叶绿素需要光照，遮光培养会导致光照减弱，会导致叶肉细胞的叶绿素含量下降，C正确；植物幼茎的绿色部分含有叶绿体，能进行光合作用，所有的活细胞都能进行呼吸作用，D正确。故选B。7．(2019·江苏卷，17)右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bD

[解析]

研磨时加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，故研磨时加入CaCO3过量不会破坏叶绿素，但会影响色素提取液的纯度，A项错误。光合作用色素易溶于有机溶剂不溶于水，故层析液应选用有机溶剂，而生理盐水和磷酸盐缓冲液为无机溶剂，B项错误。层析液易挥发，故进行层析时要用培养皿覆盖烧杯，C项错误。比较题图所示分离结果可知，该种蓝藻没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。8．(2021·河北卷，19)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。生理指标对照组施氮组水＋氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m－2s－1)8565196叶绿素含量(mg·g－1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h－1g－1)316640716光合速率(μmol·m－2s－1)6.58.511.4注：气孔导度反映气孔开放的程度回答下列问题：(1)植物细胞中自由水的生理作用包括_________________________________________________________________________________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的_____________，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与_____离子参