1、第第 2 课时课时光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.分析光合作用的过程，比较光反应和暗反应。2.分析影响光合作用的环境因素。3.举例说明光合作用原理的实践应用。1.科学思维分析与综合：分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。水平二2.科学探究根据实验目的，设计实验探究光合作用的影响因素，会分析相关的实验装置。水平三3.社会责任能够根据光合作用原理指导生产实践。水平三研读教材梳理探究光合作用的原理知识梳理1.光合作用概念(1)概念： 绿色植物通过叶绿体， 利用光能， 把 CO2和水转化成储存能量的有机物，并且释放氧气的过程。(2
2、)反应式：CO2H2O光能叶绿体(CH2O)O2(3)光合作用可分为光反应和暗反应(也叫作碳反应)两个阶段2.光合作用物质转化探索(1)实验方法：同位素标记法(2)探究过程：3.光反应阶段(1)场所：叶绿体的类囊体薄膜上。(2)条件：必须在光下才能进行(3)(4)能量变化：光能转化为活跃化学能储存在 ATP 中4.暗反应阶段(1)场所：叶绿体基质。(2)物质变化：光合作用光反应消耗水，暗反应的 C3还原过程产生水CO2的固定1 分子 CO21 分子五碳化合物2 分子三碳化合物。三碳化合物的还原：在酶的催化下，三碳化合物接受 ATP 和 NADPH 释放的能量并被 NADPH 还原形成五碳化合物
3、和糖类等。ATP 被消耗重新形成 ADP 和 Pi。(3)能量变化：活跃化学能转变成糖类等有机物中的稳定化学能。素养提升生命观念光合作用的过程如图为光合作用过程，请分析回答：(1)光反应和暗反应都需要光吗？原料分别有哪些？提示光反应需要光，暗反应有光无光都可以；原料：光反应：H2O、ADP、Pi；暗反应：CO2以及光反应产生的 ATP、H。(2)光反应和暗反应的酶分布在叶绿体的什么部位？提示光反应的酶分布于叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应的酶分布在叶绿体的基质中。(3)光反应的产物有哪些？产物的去向用途如何？提示光反应的产物有 ATP、H以及 O2；ATP、H将进入叶绿体基质参与暗反应用于 C3的
4、还原；而 O2则进入线粒体参与细胞呼吸，或以气体形式从植物表皮的气孔释放进入大气。(4)光合作用的光反应和暗反应是一个有机的整体，如何理解？提示光反应为暗反应提供H和 ATP，暗反应为光反应提供 ADP 和 Pi。如果没有光反应，则不能为暗反应提供光反应的产物 ATP 和H，暗反应就不能进行；同样如果没有暗反应，光反应产生的 ATP 和H会大量积累，也会抑制光反应的进行。所以光反应和暗反应是一个有机的整体。(5)科学研究表明，光合作用的产物除了糖类(包括淀粉、葡萄糖等)和 O2外，蛋白质和脂质也是光合作用的产物。我们用实验怎样证明这种观点呢？提示根据同位素标记法，以14C 标记参加光合作用的
5、CO2，测定其带放射性的产物中是否有蛋白质、脂质。典例 1 甲图表示光合作用部分过程的图解，乙图表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物(C5)和三碳化合物(C3)在细胞内的变化曲线。据图回答问题：(1)图中 A 表示的物质是，它是由产生的，其作用主要是。(2)图中 ATP 形成所需的能量最终来自于。 若用同位素标记14CO2， 则14C最终进入的物质是。光合作用产生的 ATP 只能用于暗反应，其他生命活动消耗的 ATP 来自细胞呼吸。(3)图中曲线 a 表示的化合物是，在无光照时，其含量迅速上升的原因是_。(4)曲线 b 表示的化合物是，在无光照时，其含量下降的原因是_。解析分析甲图可以看
6、出，过程为 C3的还原，它需要 ATP 和H，H是水在光下分解产生的。CO2首先被 C5固定生成 C3，然后被还原生成葡萄糖等有机物。根据图乙，黑暗条件下光反应停止，产生的H和 ATP 迅速减少，使 C3的还原受阻，而此时 CO2仍在不断地被 C5固定成 C3而使 C3的含量迅速上升，可见 a 应是C3含量的变化曲线，那么 b 则是 C5含量的变化曲线。答案(1)H水在光下分解用于 C3的还原和提供能量(2)太阳光能(CH2O)(3)C3无光时，C3还原受阻，C3合成仍在进行(4)C5C5与 CO2结合形成 C3，且 C3不能被还原为 C5变式训练 1 下图是黑藻光合作用过程示意图(用字母代表
7、物质)。请分析回答：(1)反应发生的场所是，其中产物 B 是。(2) 在 反 应 中 C5不 断 被 利 用 ， 但 含 量 仍 能 保 持 稳 定 的 原 因是。 光合作用合成的 C3， 大部分运至叶绿体外转变成蔗糖，还有一部分在叶绿体中转变成。(3)若要分析黑藻叶绿体的色素种类，制备色素提取液时需要加入可使研磨充分。将提取到的滤液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照条件下 23 min 后，试管内氧气的含量(填“增加”“减少” “不变”)(4)给黑藻提供C18O2和H2O， 释放的氧气中含有18O是由于_。答案(1)类囊体膜(或光合膜、叶绿体基粒)H(2)C5可以再生淀粉、蛋白质
8、和脂质(写出淀粉即可)(3)二氧化硅(SiO2)不变(4)C18O2经光合作用产生 H182O，然后光合作用利用 H182O 产生含18O 的氧气(用箭头表示也可)联想质疑光合作用能够制造有机物，进行光合作用的生物有原核生物中的蓝细菌、光合细菌和真核生物中的绿色植物。巧记光合作用过程的“一、二、三、四”在光照条件下，绿色植物才能进行光合作用，吸收 CO2，放出 O2；在无光照的时候，只进行细胞呼吸，吸收 O2，放出 CO2。光合作用过程中元素的转移途径光合作用过程中 O 元素的转移途径H182O光反应18O2C18O2CO2的固定C3C3的还原(CH182O)H182O光合作用过程中 C 元素
9、的转移途径14CO2CO2的固定14C3C3的还原(14CH2O)光合作用过程中 H 元素的转移途径：H2OH(CH2O)H2O探究光照强度对光合作用的影响知识梳理1.光合作用强度的表示方法单位时间内光合作用产生的有机物的量单位时间内光合作用吸收 CO2的量单位时间内光合作用放出 O2的量2.探究光照强度对光合作用强度的影响自变量：光照强度(1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。(2)实验流程：打出小圆形叶片(30 片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径0.6 c
10、m)避开大的叶脉抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等)一般要重复 23 次小圆形叶片沉到水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底遵循平行重复性原则强、中、弱三种光照处理：取 3 只小烧杯，分别倒入 20 mL 富含 CO2的清水，各放入 10 片小圆形叶片，用强、中、弱三种光照分别照射可利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量(3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。素养提升科学思
11、维光照强度对光合作用的影响结合细胞呼吸， 人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：1.图中 A、B、C 各点代表的生物学意义分别是什么？提示A 点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。B 点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。C 点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。2.OA 段的含义是什么？其大小主要受哪种环境因素的影响？提示OA 段代表呼吸作用强度。其大小主要受温度的影响。3.DE 段的含义是什么？如果此时想增加光合作用强度，可以采取哪些措施？提示DE 段光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。可以通过调整温度和增加 CO2浓度等措
12、施增加光合作用强度。4.若光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25 和 30 ， 这是在 25 测得的曲线，若温度升至 30 ，曲线中 A 点，B 点将如何变化？提示A 点下移，B 点右移。5.通过实验测得一片叶子在不同光照强度下气体吸收和释放的情况如下图所示。那么曲线中 AB 段(不包括 A、B 两点)中哪些过程是存在的(用如图字母表示)？提示c、d、e、f。典例 2 甲图表示某植物叶肉细胞光合作用强度与光照强度的关系，乙图表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中 M 和 N 代表两种气体)。据图判断，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸)()A.甲图中的纵坐标数值对应乙图中的 m4B.甲图中 C
13、 点时，乙图中有 m1n1m4n4C.甲图中 E 点以后，乙图中 n4不再增加，其主要原因是 m1值太低D.甲图中 A、B、C、D、E 任意一点，乙图中都有 m1n10，m2n20解析分析题图可知，乙图中上面的细胞器是线粒体，下面的细胞器是叶绿体。M 代表 CO2，N 代表 O2。甲图中的纵坐标数值为净光合作用量，故当光照强度小于 C 点对应的光照强度时，对应图乙中的 m2，当光照强度大于 C 点对应的光照强度时，对应图乙中的 m3，即从外界吸收的 CO2量，A 错误；甲图中 C 点既没有 CO2的释放也没有 CO2的吸收，因此 m1n1m4n4，B 正确；甲图中 E 点以后，乙图中 n4不再
14、增加，说明光合作用强度不再随光照强度的增强而增加，其主要原因不是 m1值太低，而是受外界 CO2量的影响，也就是受 m3的影响，C 错误；甲图中 A、B、C、D、E 任意一点，乙图中都有 m1n10，但由于 D、E 点细胞呼吸强度小于光合作用强度，应为 m3n30，C 点细胞呼吸强度等于光合作用强度，m3n30，C、D、E 点时都有 m2n20，D 错误。答案B变式训练 2 植物的光合作用受光强度、CO2浓度等环境因素的影响(如图)。下列叙述错误的是()A.A 点条件下 NADPH 的合成速率大于 B 点B.B 点条件下 C5的再生速率小于 C 点C.X 一般大于大气中 CO2浓度D.A 点对
15、应的光强度一般大于全日照解析A 点光照强度大于 B 点，光反应强，NADPH 的合成速率也较大，A 正确；B 点 CO2浓度小于 C 点，碳反应较弱，C5的再生速率较小，B 正确；CO2为 X 浓度条件下植物光合速率较大，因此 X 一般大于大气中 CO2浓度，C 正确；A 点对应的光强度下，光合速率最大，为光饱和点，但全日照的光强度，根据题意无法判断，故选 D。答案D联想质疑叶绿体是光合作用的场所， 是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。光照强度对光合作用强度的影响曲线关键点：A 点光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，单位时间内释放的 CO2量表示呼吸速率。B 点细胞呼吸释放的 CO2
16、量和光合作用吸收的 CO2量相等，此时的光照强度称为光补偿点。C 点时已经达到了光饱和点，此时光照强度增加，光合作用强度不再增加。关键线段：AB 段光合作用的强度小于细胞呼吸的强度；BC 段光合作用的强度大于细胞呼吸的强度。微观分析光合作用与细胞呼吸之间的气体变化影响光合作用的因素及应用知识梳理一、影响光合作用的环境因素环境因素为影响光合作用的外因，影响光合作用的内因包括色素的种类和含量，酶的含量和活性等因素。1.光照强度光照强度低时，植物光合速率低。光照强度增强，光合速率变大；光照强度进一步提高，光合速率增加幅度减小；光照强度超过某一定值时，光合速率不再增加。2.CO2的浓度CO2是光合作用
17、的原料之一。在一定范围内，植物光合速率随着 CO2浓度的上升而增加，达到某一定值后，再增加 CO2浓度，光合速率不再增加(如上图所示)。3.温度温度影响酶活性，因而对光合速率也有明显的影响。(1)不同植物光合作用的最适温度不同，一般在 2530 。(2)低温下植物光合速率变低的原因主要是酶活性降低。(3)高温下光合速率变低的原因主要是高温使植物失水过多，影响气孔的开闭，减少了 CO2进入细胞的量。4.水和矿质元素会直接或间接地影响植物光合速率。(1)水是光合作用的原料，能直接影响植物光合速率；(2)矿质元素：缺少 N 会影响酶的合成，缺少 P 会影响 ATP 的合成，缺少 Mg 会影响叶绿素的
18、合成。土壤矿质元素过多，会引起细胞渗透失水，光合速率下降。二、光合作用原理的应用及化能合成作用1.光合作用原理的应用(1)大田：利用套种、合理密植等措施充分吸收阳光以达到目的。(2)大棚：适当延长光照时间，提高 CO2浓度和温度以提高光合作用效率。(3)提供适宜浓度的矿质元素，如施用含 N、P、K、Mn、Zn 元素的肥料。2.化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制作有机物的合成作用。(2)实例：硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸，这两个过程中释放的化学能将二氧化碳和水合成为糖类，供自身利用。素养提升科学思维影响光合作用的因素及应用科学家研究光
19、照强度、CO2浓度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图，请据图分析：(1)结合光合作用的过程，解释曲线形成的原因。提示光照是光合作用光反应的条件，主要影响光反应。光照强度增加，H和ATP 生成速率增大，光合作用速率增加，当达到饱和点后，光合作用速率不再增加。(2)光照强度为 a 时，曲线和重合说明什么？此时曲线和光合作用强度差异主要由引起。提示光照强度为 a 时，曲线和重合说明此时温度不是限制因素，光照强度才是限制因素。CO2浓度(3)光照强度为 b 时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是什么？提示温度不同。【拓展应用】提高作物产量的四大途径途径措施或方法延长光照时间补充光照增
20、大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率提供适宜光照强度、 提高 CO2浓度(如通风)、 合理施肥(供应适量必需矿质元素)提高净光合作用速率维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降温)典例 3 下图甲表示植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示植物在不同外界环境条件下， 光合速率受 CO2浓度影响的变化曲线。 分析回答下列问题：(1)图甲中，当光照强度为 K 点时，叶绿体中 ADP 的移动方向是从移向。(2)图乙中，A 点对应条件下，叶肉细胞中 C3含量于 B 点；C 点对应条件下，叶肉细胞中 C5含量于 B 点；结合图甲信息，D 点对应条件下，叶肉细胞中 C5含量于 C 点。(3
21、)根据图甲信息，图乙中的 N 线与 K 线应重合，而实际情况不是这样的。写出一个引起图乙中阴影显示的差距的主要外界因素。(4)综合上述分析，影响植物光合速率的因素包括_。解析(1)当光照强度为 K 点时，光反应消耗 ADP，暗反应产生的 ADP 由叶绿体基 质 运 往 叶 绿 体 类 囊 体 薄 膜 。 (2) 由 反 应 式 “CO2 C52C3” 和“2C3H、ATP酶C5(CH2O)”可知：一定范围内 CO2浓度增加可以使细胞中 C3增加；一定范围内光照强度增强会导致细胞内 C5增加。(3)图甲信息显示：只考虑光照的影响，光照强度由 N 增加到 K 时，光合速率几乎不变，故图乙的变化应是
22、光照之外的其他因素引起的，比如温度等。(4)综合分析，影响光合作用的因素包括光照强度、CO2浓度、温度等。答案(1)叶绿体基质叶绿体类囊体薄膜(2)低高约等(3)温度(4)光照强度、CO2浓度、温度【一题多变】根据图中的曲线分析，在晴天，大田农作物光合作用的主要限制因素是什么？提示CO2浓度联想质疑缺水时气孔关闭，影响 CO2进入叶肉细胞，从光合产物积累的角度分析，植物缺水导致光合产物输出缓慢，使光合速率下降。大棚中增加 CO2浓度有助于提高作物光合作用效率。多因子对光合速率的影响(1)曲线分析：P 点：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。Q 点：
23、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，在一定光照强度下，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。当温度适宜时，可适当增加光照强度和 CO2浓度以提高光合速率。大田中植物出现光合“午休”现象的原因是什么？提示：大田植物出现光合“午休”是因为中午气温过高，为降低蒸腾作用，气孔关闭，导致外界 CO2无法进入叶片内部。课堂小结随堂检测1.下列属于光合作用光反应的是()A.2，4，6B.2，3，6C.4，5，6D.2，6解析光反应产生 ATP 和氧气。答案D2.下图为光合作用示意
24、图，相关叙述错误的是()A.表示 O2，表示 CO2B.暗反应中，CO2首先与 C5结合生成 C3，然后被还原为(CH2O)C.C3的还原过程中，需要光反应提供的物质只有D.(CH2O)可以转化为多糖、脂质解析据图分析，表示 O2，表示 CO2；暗反应中，CO2首先与 C5结合生成C3， 然后被还原为(CH2O)； C3的还原过程中， 需要光反应提供的物质有； (CH2O)在植物细胞中可以转化为多糖、脂质等。答案C3.用一水生植物做如图所示的处理，不影响单位时间内产生气泡数的是()A.玻璃容器的容积B.台灯与玻璃容器的距离C.溶于水中的 CO2的量D.水生植物的叶片数解析台灯与玻璃容器的距离决
25、定了光照强度，溶于水中的二氧化碳是光合作用的原料，水生植物叶片数目决定了叶绿体数目。答案A4.我国青藏高原农区小麦产量高， 新疆、 甘肃产的瓜果特别甜， 其主要原因是()A.昼夜温差大，太阳辐射强B.CO2浓度高C.雨量充沛D.气温偏低，水分蒸发少解析我国青藏高原、新疆、甘肃等地区海拔高，太阳辐射强，白天可以形成更多的糖类等光合产物；同时由于昼夜温差大，夜晚温度低，呼吸消耗的有机物较少，因此小麦产量高、瓜果特别甜。答案A5.如图曲线表示黄豆光合速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为 0.03%)。在 Y 点时改变某条件，曲线变为。下列分析合理的是()A.与 Y 点相比，X 点叶绿体中的
26、C3含量较低B.在 Y 点时，升高温度导致曲线由变为C.制约 X 点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D.制约 Z 点光合作用的因素可能是 CO2浓度解析X 点的光照强度比 Y 点弱，所以 X 点的 C3含量较 Y 点高，A 错误；本来处于适宜温度下的 Y 点，升高温度会导致酶的活性降低，则所得到的曲线应在曲线的下方；X 点光合作用的限制因素主要是光照强度；在大于光饱和点的光照强度处增加 CO2浓度，可能会提高光合作用强度。答案D课时作业(时间：30 分钟)知识点 1光合作用过程1.如图是绿色植物细胞代谢的某一阶段的简图， 下列说法错误的是()A.a 过程是指 CO2的固定B.b 过程是指
27、三碳化合物的还原C.c 过程完全在线粒体内完成D.a、b、c 三过程都需要酶参与解析图中的过程 c 是有氧呼吸，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中完成，故C 错误。答案C2.下列关于光合作用中光反应的叙述，错误的是()A.O2是光反应的产物之一B.有光和无光时都可以进行光反应C.光反应为暗反应提供H和 ATPD.光反应在叶绿体的类囊体膜上进行解析光反应需要光照，暗反应不需要，所以无光条件下不能进行光反应。答案B3.下列关于光合作用的叙述，正确的是()A.绿色植物所有的细胞都能进行光合作用B.光合作用的产物既有有机物，也有无机物C.光合作用的光反应只在光下进行，暗反应只在黑暗中进行D.光合作用的暗
28、反应需要酶，光反应不需要酶解析绿色植物含有叶绿体的细胞才能进行光合作用；光合作用的产物中糖类等是有机物，O2是无机物；光合作用的光反应需要光，只在白天进行，暗反应不需要光，有光无光都能进行；光合作用的光反应和暗反应都需要酶。答案B4.如图为叶绿体结构示意图，请据图回答：(1)捕获光能的色素分布于图中的上。(2)暗反应发生在图中中，它需要光反应提供。(3)科学家利用18O标记水中的氧， 经光合作用后，18O将会出现在中。(4)CO2与 C5结合生成 C3的过程叫做。(5)如果突然停止 CO2的供应，短时间内 C3将会(填“增多”或“减少”)。解析(1)捕获光能的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上。
29、(2)碳反应发生在叶绿体基质中， 它需要光反应提供的 NADPH 和 ATP。 (3)科学家利用18O 标记水中的氧，经光合作用的光反应，水发生光解，产生氧气，所以18O 将会出现在 O2中。(4)暗反应中 CO2与 C5结合生成 C3的过程叫做 CO2的固定。(5)如果突然停止 CO2的供应，二氧化碳的固定会减少，导致 C3的生成减少，由于 C3的还原不变，所以短时间内 C3将会减少。答案(1)2类囊体薄膜(2)3叶绿体基质NADPH 和 ATP(3)O2(4)CO2的固定(5)减少5.用14C 标记的14CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性。能正确表示14C 转移途径的是()A
30、.14CO2叶绿素(14CH2O)B.14CO214C314C5(14CH2O)C.14CO214C5(14CH2O)D.14CO214C3(14CH2O)解析二氧化碳参加光合作用的暗反应， 与C5固定生成C3， C3与光反应提供的H和 ATP 反应，生成(CH2O)，故 D 正确。答案D知识点 2影响光合作用的因素及应用6.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是()A.光反应强度升高，暗反应强度降低B.光反应强度降低，暗反应强度降低C.光反应强度不变，暗反应强度降低D.光反应强度降低，暗反应强度不变解析镁是叶绿素的组成成分，缺镁会导致叶绿素缺少而
31、使光反应强度降低，进而因H和 ATP 合成不足而使暗反应强度降低。答案B7.光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用不但不能继续增强，反而下降，主要原因是()A.水分解产生的H的数量不足B.暗反应过程中三碳化合物产生量不足C.叶绿体利用光能合成的 ATP 的数量不足D.水分含量减少解析夏季中午光照强度过大，叶片气孔关闭，二氧化碳进入叶片受阻，导致光合作用的暗反应过程中三碳化合物产生量下降，使光合作用强度下降。答案B8.下列关于光照与光合速率之间的关系的叙述，正确的一项是()A.阴生植物的光合速率与光照强度成反比B.光照越强，光合速率越高C.适当地增强光照可以提高阴
32、生植物光合速率D.阴生植物在光照条件下，光合速率为零解析阴生植物相对于阳生植物而言，达到最大光合速率所需的光照强度较低一些；阴生植物在弱光条件的光合速率随着光照强度增大而增加，当光照强度达到一定强度后光合速率不再增加。答案C9.温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品质和产量。在封闭的温室内栽种农作物，以下哪种措施不能提高作物产量()A.增加室内 CO2浓度B.增大室内昼夜温差C.增加光照强度D.采用绿色玻璃盖顶解析光合色素几乎不吸收绿光，绿光下光合强度低。答案D10.在光照等适宜条件下， 将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为 0
33、.003%的环境中，其叶片暗反应中 C3和 C5微摩尔浓度的变化趋势如图。据此判断下列说法错误的是()A.图中物质 A 可表示 C3B.图中物质 B 可表示 C5C.若使该植物继续处于 CO2浓度为 0.003%的环境中，一段时间后，物质 A 的浓度将比物质 B 高D.CO2浓度为 0.003%时， 该植物光合速率最大时所需要的光照强度比 CO2浓度为1%时的高解析从暗反应图解可知，CO2浓度降低，C3化合物含量下降，C5化合物含量上升，A 正确，B 正确；若使植物继续处于 CO2浓度为 0.003%的环境中，物质 A三碳化合物和 B 五碳化合物浓度将达到稳定，光合作用处于动态平衡状态，C3浓
34、度仍是 C5的 2 倍，C 正确；CO2浓度为 0.003%时，由于 CO2浓度低时，暗反应强度低，所需 ATP 和H少，所以该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为 1%时的低，D 错误。答案D11.图甲表示植物光合作用中的光反应，其中数字表示物质，a 和 b 表示结构。图乙为“探究环境因素对光合作用的影响”的实验装置，广口瓶装有碳酸氢钠溶液以维持溶液中二氧化碳浓度。(说明：题中“”填数字或字母， “”填文字)请回答：(1)叶片中的光合色素存在于图甲中的。“光合色素的提取与分离”实验中，用液将光合色素在滤纸上分离，其中扩散最快的色素是。(2)图甲中，水中的氢转移到物质中，该物质在卡
35、尔文循环中的作用是。(3)某研究小组利用图乙装置探究不同波长的光对黑藻光合作用的影响。光合作用速率常用图甲中的相对释放量表示，其释放量可依据图乙中估算。解析(1)甲图中是 O2，为 NADPH，为 NADP，为 ATP，为 ADP。a为类囊体腔，b 为类囊体薄膜。光合色素在 b 上。(2)在光反应中水中的氢生成NADPH，在卡尔文循环中供氢又供能。(3)光合作用速率可用反应物的消耗量和生成物的生成量表示，量筒中液体的体积就是生成氧气的体积。答案(1)b类囊体薄膜层析胡萝卜素(2)NADPH提供氢和能量(3)氧气量筒中收集的液体体积12.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25 和 3
36、0 ，如图表示30 时光合速率与光照强度的关系。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、上移解析图中 A、B、D 三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用速率。据题意，由于光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度不同，当温度由30 降到 25 时，细胞呼吸强度降低，A 点上移；光合作用速率增大，D 点上移。B 点表示光合作用速率细胞呼吸速率，在 25 时细胞呼吸作用速率降低，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸速率相等，需降低光照
37、强度以使光合作用速率减弱，即 B 点左移。答案C13.某植物净光合速率的变化趋势如图所示。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 ab 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”)光合作用吸收的 CO2量。(4)据图可推测， 在温室中， 若要采取提高 CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑
38、这一因素的影响，并采取相应措施。解析(1)由图可知，当 CO2浓度为 a 时，高光强下对应的净光合速率为 0。CO2浓度在 ab 之间时，三条曲线均呈上升趋势。(2)由图可知，CO2浓度大于 c 时，B、C 两条曲线均不再上升，说明 CO2浓度已不是限制净光合速率的因素。CO2浓度相同时，净光合速率：高光强中光强低光强，故此时的限制因素是光强。(3)净光合速率为 0 时，植物光合作用强度与呼吸作用强度相等；低于 0 时，则呼吸作用强度大于光合作用强度。 (4)题图曲线反映了光强和 CO2浓度对植物真正光合作用速率的影响，故温室中提高该种植物的产量，应考虑提高 CO2浓度和增强光强。答案(1)0
39、A、B 和 C(2)光强(3)大于(4)光强14.下图为叶绿体的结构和功能示意图，请回答：(1)光合作用中光反应产生的可以被暗反应所利用；在光照条件下，ATP的移动方向是(用图中字母和箭头表示)。(2)若暗反应被抑制，可能的外部影响因素是、。(3)在电子显微镜下观察， 可见到叶绿体基质中含量最多的物质是颗粒(光合产物)。(4)暗反应通过来影响光反应，从而影响光合作用速率。解析(1)光合作用光反应为暗反应提供了H和 ATP，用于三碳化合物的还原。光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜(A)。暗反应的场所是叶绿体基质(B)，所以光照下 ATP 从 A 移向 B。(2)暗反应主要受外界环境中二氧化碳浓度和
40、温度的影响。(3)光合作用的产物葡萄糖最终以淀粉的形式储存起来，且淀粉颗粒在电子显微镜下是可以观察到的， 所以电子显微镜下叶绿体基质中含量最多的物质是淀粉。(4)暗反应消耗 ATP 和 NADPH 产生 ADP、 Pi 以及 NADP， 而 ADP、 Pi 以及 NADP为光反应过程中 ATP、NADPH 合成的原料。答案(1)H和 ATPAB(2)二氧化碳供应不足温度过高或过低(3)淀粉(4)提供 ADP、Pi 以及 NADP15.用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如图所示的实验。请分析回答下列问题：(1)实验 A 中离体的叶绿体能合成糖类，碳酸氢钠溶液所起的
41、作用是。若要使该实验中没有糖类产生，烧杯中液体应改为。(2)若要使实验 B 中离体的叶绿体内糖类合成速度明显加快， 在光照和 CO2条件不变且适宜的情况下，可考虑采用的方法。(3) 若 要 使 实 验 C 中 离 体 的 叶 绿 体 产 生 糖 类 ， 锥 形 瓶 内 至 少 应 加 入和。(4)科学家鲁宾和卡门利用小球藻作实验材料，用18O 分别标记 H2O 和 CO2，最终证明光合作用释放的 O2来自 H2O； 科学家卡尔文用14C 标记 CO2供小球藻进行光合 作 用 ， 探 明 了 卡 尔 文 循 环 途 径 。 以 上 科 学 家 在 实 验 中 共 同 使 用 了技术。解析(1)植
42、物体合成糖类是叶绿体进行了光合作用的结果，而光合作用需要CO2，碳酸氢钠溶液的作用是提供 CO2；如果将碳酸氢钠溶液换成氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠溶液可以吸收玻璃罩中的 CO2，所以光合作用不能进行，没有糖类生成。(2)影响光合作用的因素有光照强度、CO2浓度、温度、矿质离子和水等，其中适当提高温度可以增强酶的活性，因为实验 B 的装置中只有离体的叶绿体，不用考虑细胞呼吸消耗，且实验 B 装置所处温度较低(10 )，所以适当提高温度可以使糖类合成速度明显加快。矿质离子虽然可以影响光合作用，但因实验材料是离体的叶绿体，没有完整的细胞结构，或实验 B 中本来就不缺乏矿质离子，所以添加矿质离子后不会明显改变光合速率；题图实验中实验材料置于水中，光合作用利用的水很少，所以加水也不会明显提高光合速率。(3)实验 C 中离体的叶绿体置于黑暗处，不能进行光反应，也就不能为暗反应提供 ATP 和H，所以其暗反应不能进行，如果要使实验 C 中产生糖类，则锥形瓶中至少应加入 ATP 和H。(4)研究光合作用过程中物质变化、元素转移的情况时可以用同位素标记法进行示踪。答案(1)提供 CO2氢氧化钠溶液(碱液)(2)适当提高温度(3)ATPH(4)同位素示踪
