【生物】2020届 一轮复习 人教版 光与光合作用 学案

【生物】2020届 一轮复习 人教版 光与光合作用 学案

‎2020届 一轮复习 人教版 光与光合作用 学案　‎ 考纲要求 ‎1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。　‎ ‎2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。‎ ‎3．实验：叶绿体色素的提取和分离。‎ 考点一　捕获光能的色素和结构 ‎ 1.　叶绿体中的色素和吸收光谱 ‎ 主要吸收蓝紫光 ‎ 2.　影响叶绿素合成的三大因素 ‎ ‎ 3.　叶绿体的结构和功能 ‎ ‎(1)结构：‎ ‎(2)功能：绿色植物进行光合作用的场所。‎ ‎1．下列有关叶绿体的描述，正确的是(　D　)‎ A．叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成ATP B．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．叶绿体中与光反应有关的酶主要分布在内膜上 D．叶绿体产生O2和线粒体产生H2O均在生物膜上进行 解析：叶肉细胞中的叶绿体只有在光下才能发生光反应生成ATP，黑暗中叶绿体不产生ATP，A错误；叶绿体中的DNA、RNA含有脱氧核糖或者核糖，B错误；在叶绿体中，与光反应有关的酶主要分布在类囊体薄膜上，C错误；叶绿体产生O2发生在类囊体薄膜上，线粒体产生H2O发生在线粒体内膜上，D正确。‎ ‎2．下列对叶绿体和光合作用的分析正确的是(　D　)‎ A．没有叶绿体的细胞不能进行光合作用 B．用8%的盐酸处理叶绿体有利于各种色素的提取 C．将叶绿体粉碎加工成匀浆并给予一定的光照，光合作用仍能正常进行 D．叶绿体能产生和消耗ATP，两个过程完全在叶绿体内完成 解析：蓝藻没有叶绿体，但细胞内含藻蓝素和叶绿素，可以进行光合作用，A错误。叶绿体色素是脂溶性色素，可以通过加入无水乙醇溶解色素，便于提取；色素不溶于盐酸，不能用盐酸提取色素，B错误。将叶绿体粉碎加工成匀浆后，其中色素分子可能被破坏，光合作用相关酶的活性可能丧失，所以即便给予一定的光照，光合作用也不一定能正常进行，C错误。叶绿体中光反应产生的ATP，完全被叶绿体内暗反应所利用，D正确。‎ ‎3．实验发现将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍然可以在光下利用二氧化碳生产有机物、放出氧气。以下分析正确的是(　D　)‎ A．光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体内膜和基质中 B．叶绿体内膜具有选择透过性，外膜是全透性的，起保护作用 C．光合作用必须在叶绿体中才能进行 D．叶绿素被破坏则不能进行光合作用 解析：与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中，色素仅分布在类囊体薄膜上，A错误；叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性，B错误；蓝藻没有叶绿体，也能进行光合作用，C错误；叶绿素在光反应中吸收和转化光能，叶绿素被破坏，则不能进行光合作用，D正确。‎ ‎4．如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述错误的是(　C　)‎ A．①和②均为选择透过性膜 B．③上分布有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少 C．③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋时这些色素都无法合成 D．在③上形成的产物[H]和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量 解析：①和②分别为叶绿体的外膜和内膜，膜结构均具有选择透过性，A项正确；③为类囊体，其上分布有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少，所以叶片一般为绿色，B项正确；叶绿素分子中含Mg2＋，胡萝卜素、叶黄素中不含Mg2＋，C项错误；在类囊体上形成的产物[H]和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量，D项正确。‎ 考点二　叶绿体色素的提取和分离(实验)‎ ‎ 1.　注意事项及原因分析 ‎ ‎ 2.　绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析 ‎ 异常现象 原因分析 收集到的滤 液绿色过浅 ‎①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；‎ ‎②使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 ‎①滤液细线不直；②滤液细线过粗 滤纸条无 色素带 ‎①忘记画滤液细线；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 ‎1．(2019·河北冀州中学段考)如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(　B　)‎ 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①可说明叶绿素合成需要光照 D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多 解析：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①色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C正确；实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D正确。‎ ‎2．(2019·黄冈调研)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是(　A　)‎ A．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多 B．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 C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小 D．滤纸条上没有色素带，说明材料可能为黄化叶片 解析：叶绿体色素中绿色的叶绿素含量占到3/4，所以提取液呈绿色；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方；色素带的宽窄反映了色素含量的多少；用黄化叶片进行绿叶中色素提取与分离实验时，仍然会有胡萝卜素和叶黄素的色素带。‎ ‎3．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(　B　)‎ 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 水 ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ CaCO3‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ SiO2‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ A．①②③④ B．②④①③‎ C．④②③① D．③②①④‎ 解析：‎ 乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要加水，若加入水会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保护叶绿素分子。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。‎ 考点三　光合作用的过程 ‎ 1.　光反应和暗反应的区别与联系 ‎ 项目 光反应 暗反应 条件 需要光、色素、酶、H2O、ADP、Pi 不需要叶绿素和光，需要多种酶、ATP、[H]、CO2‎ 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 物质 转化 ‎①水光解：‎ ‎2H2O4[H]＋O2‎ ‎②ATP的合成：‎ ADP＋Pi＋能量ATP 能量 转化 光能→活跃的化学能 活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 联系 光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi等，如图：‎ ‎ 2.　光合作用过程中元素转移途径分析 ‎ ‎(1)光合作用总反应式及各元素去向 ‎(2)光合作用过程中O的转移途径 HO 18O2‎ C18O‎2‎C‎3‎(CHO)＋HO ‎(3)光合作用过程中C的转移途径 ‎14CO2 ‎14C3(14CH2O)‎ ‎ 3.　过程法分析C3和C5等物质含量变化 ‎ 当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析：‎ ‎(1)停止光照时：‎ 光停，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：‎ ‎(2)停止CO2供应时：‎ CO2停，C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下：‎ ‎ 4.　模型法表示C3和C5等物质含量变化 ‎ ‎　　分析光合作用相关物质含量变化的注意点 ‎(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。‎ ‎(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP的含量变化是一致的。‎ ‎1．(2019·湖北荆州中学月考)‎ 用高速离心法打破叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来。在缺二氧化碳的条件下，给予光照，然后再用离心法去掉类囊体薄膜。黑暗条件下，在去掉类囊体薄膜的基质中加入14CO2，结果在基质中检测到含‎14C的光合产物。为证明：①光照条件下，在类囊体薄膜上产生ATP、[H]等物质；②CO2被还原成光合产物的过程不需要光。在上述实验进行的同时，应追加一个怎样的实验(已知肯定要加14CO2)来说明问题(　A　)‎ A．准备无类囊体薄膜的基质，在无任何光照的条件下加入ATP、[H]‎ B．准备有类囊体薄膜的基质，在无任何光照的条件下加入ATP、[H]‎ C．准备无类囊体薄膜的基质，在有光照的条件下加入ATP、[H]‎ D．准备有类囊体薄膜的基质，在有光照的条件下加入ATP、[H]‎ 解析：光反应必须在光下进行，其场所是类囊体薄膜，可为暗反应提供[H]、ATP等物质；暗反应在叶绿体基质中进行，有光、无光都可进行。据此结合题意可知，在题述实验进行的同时，应追加一个对照实验即另准备无类囊体薄膜的基质，在无任何光照的条件下，加入ATP、[H]和14CO2。若结果均检测出含‎14C的光合产物，说明CO2被还原成光合产物的过程不需要光。综上分析，A项正确，B、C、D三项均错误。‎ ‎2．在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→‎2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物‎14C3的放射性强度。下列分析错误的是(　B　)‎ A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质 B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行 C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法 D．单位时间内‎14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高 解析：RuBP羧化酶催化的题述反应即二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质，A正确；暗反应不需要光，有光和无光条件下都可进行，B错误；实验中利用‎14C标记CO2并检测产物‎14C3放射性强度，采用了同位素标记法，C正确；单位时间内产物‎14C3生成量可代表化学反应的催化效率，酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性，D正确。‎ ‎3．离体叶绿体在光照条件下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是(　B　)‎ 解析：离体叶绿体在光照条件下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成减少，一段时间内暗反应逐渐减弱，暗反应消耗的ATP也逐渐减少，故ATP相对含量逐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也逐渐减弱，所以叶绿体内O2的含量逐渐减少，B正确。‎ ‎4．(2019·青岛质检)如图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中①②表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是(　D　)‎ A．过程①表示光反应，过程②的场所是叶绿体基质 B．物质A表示O2，物质B表示CO2‎ C．过程②能将活跃的化学能转变成稳定的化学能 D．过程②的两个阶段都需要消耗过程①产生的[H]和ATP 解析：由题图可知，过程①②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②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①过程产生的[H]和ATP。‎ ‎5．(2019·山东临沂模拟)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，说法正确的是(　B　)‎ A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小 B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增大 C．突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小 D．突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小 解析：突然中断CO2供应，使暗反应中CO2固定减少，而C3还原仍在进行，因此导致C3减少，C5增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值增大，A错误；突然中断CO2供应使C3减少，因此C3还原利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而ADP含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增大，B正确；由于色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，突然将红光改变为绿光，会导致光反应产生的ATP和[H]减少，这将抑制暗反应中C3的还原，导致C5减少，C3增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值增大，C错误；突然将绿光改变为红光会导致光反应吸收的光能增加，光反应产生的ATP和[H]增加，而ADP相对含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增大，D错误。‎ ‎6．(2019·北京东城模拟)科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如表。‎ 实验 组别 光照时间(s)‎ 放射性物质分布 ‎1‎ ‎2‎ 大量3磷酸甘油酸(三碳化合物)‎ ‎2‎ ‎20‎ ‎12种磷酸化糖类 ‎3‎ ‎60‎ 除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等 根据上述实验结果分析，下列叙述不正确的是(　C　)‎ A．本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段 B．每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布 C．CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类 D．实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等 解析：CO2是光合作用暗反应阶段的原料，A正确；每组照光后将小球藻进行处理使酶失活，其目的是终止相关的反应，这样测定的数据，才能准确反映光照时间内放射性物质的分布，B正确；在光合作用的暗反应过程中，CO2先进行固定，生成三碳化合物，然后是三碳化合物被还原，从表中可以看出，放射性首先出现在3磷酸甘油酸中，C错误；表中信息显示，光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等，D正确。‎ 考点四　光合作用的影响因素及应用 ‎ 1.　单因子对光合作用速率的影响 ‎ ‎(1)光照强度 ‎①原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增强，光反应速率加快，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中C3还原过程加快，从而使光合作用产物增加。‎ ‎②曲线分析 A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度，该强度不随光照强度的改变而改变；‎ AB段：光照强度加强，光合速率逐渐加强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度；‎ B点：光补偿点(光合强度等于呼吸强度时的光照强度)，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用；‎ BC段：随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞呼吸强度；‎ C点：光饱和点(光合强度达到最大时的最低光照强度)，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加。‎ 阴生植物(适合在弱光下生长的植物)的B点前移，C点较低，如图中虚线所示。‎ ‎③应用：间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置等。‎ ‎(2)CO2浓度 ‎①原理：影响暗反应阶段，制约C3的形成。‎ ‎②曲线分析 图甲中A点：光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；‎ 图乙中A′点：进行光合作用所需CO2的最低浓度；‎ B和B′点：CO2饱和点(光合作用强度达到最大时的最低CO2浓度)，继续增加CO2的浓度，光合速率不再增大；‎ AB段和A′B′段：在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增大。‎ ‎③应用 a．合理密植，保持作物间良好的通风状态；‎ b．使用农家肥，或采取其他措施增大CO2浓度。‎ ‎(3)温度 ‎①原理：通过影响酶的活性来影响光合作用。‎ ‎②曲线分析 AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大；‎ B点：酶的最适温度，光合速率最大；‎ BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，‎50 ℃‎左右光合速率几乎为零。‎ ‎③应用：冬天适当提高温室温度，夏天适当降低温室温度。‎ ‎ 2.　多因子对光合作用速率的影响 ‎ ‎(1)常见曲线 ‎(2)曲线分析 P点：限制光合作用速率的因素为横坐标所表示的因子，随其因子强度的不断加强，光合作用速率不断提高。‎ Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合作用速率的因素，要提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。‎ ‎(3)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合作用速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。‎ ‎1．科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是(　D　)‎ A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同 B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同 C．光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高 D．光照强度为b～c，曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高 解析：曲线Ⅱ和Ⅲ的CO2浓度不同，因此光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同，A正确；曲线Ⅰ和Ⅱ的温度不同，因此光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同，B正确；由曲线图可知，光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高，C正确；光照强度为b～c，曲线Ⅲ光合作用强度随光照强度的升高不再变化，D错误。‎ ‎2．(2019·长沙模拟)某研究小组在水肥充足条件下，观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势，结果如图所示。据图判断下列有关叙述正确的是(　C　)‎ A．光合作用消耗ATP最快的时刻是15：00‎ B．根吸水能力最强的时刻是12：00‎ C．直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗 D．影响光合速率的环境因素主要是CO2浓度 解析：光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲图可知，光合作用消耗ATP最快的时刻是12：00。蒸腾作用越强，根吸水能力越强，由乙图可知，根吸水能力最强的时刻是15：00。蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失，直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗。据题图可知，本题中影响光合速率的主要环境因素是光照强度。‎ ‎3．(2019·邯郸模拟)夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是(　D　)‎ A．甲植株在a点开始进行光合作用 B．乙植株在e点有机物积累量最多 C．曲线b～c段和d～e段下降的原因相同 D．两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔不关闭 解析：图中光合作用开始的点在a点之前，即CO2吸收速率开始变化的点，故A错误；图中6～18时有机物一直在积累，18时植物体内有机物积累量最大，故B错误；曲线b～c段下降的原因是蒸腾作用太强，气孔关闭，叶片吸收的CO2少，d～e段下降的原因是光照强度减弱，故C错误，D正确。‎ ‎4．将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是(　D　)‎ A．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响 B．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大 C．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作 解析：‎ 本题考查光合速率的影响因素。A项中，图中各条曲线与纵轴的交点值代表呼吸强度，比较该值可知，间作时两种植物的呼吸强度都受到了影响，故A项错误；B项中，比较大豆的单作与间作曲线，大豆的光饱和点较单作时减小，故B项错误；C项中，分析大豆的两条曲线，两条曲线相交前，即大豆在低光强时的光合速率较单作时高，故C项错误；D项中，大豆开始积累有机物是指图中曲线与横坐标的交点之后，大豆的单作所需的最低光照强度较大，故D项正确。‎ ‎5．科研人员为探究土壤含水量、CO2浓度对某作物生长的影响，在最适温度和光照强度的智能温室内进行实验的结果如表。请分析回答：‎ ‎(1)与C组相比，限制B组作物光合作用的环境因素有土壤含水量、二氧化碳浓度；若在D组的基础上适当提高温度，则该作物净光合速率会降低(或减弱)；提高CO2浓度，作物对水分的利用效率会提高(或增大)。‎ ‎(2)研究发现，干旱胁迫导致类囊体结构破坏、光合色素含量和光反应中水的供应减少，导致为暗反应提供的ATP和[H]减少。因此，有人认为干旱主要通过影响光反应进而影响光合作用，结合表中数据分析，上述观点不合理(填“合理”或“不合理”)，理由是干旱通过影响气孔开度而影响暗反应；干旱对光反应和暗反应的影响大小无从判定。‎ 解析：‎ ‎(1)据表分析可知，该实验的自变量是土壤含水量和二氧化碳浓度，因变量是净光合速率、相对气孔开度和水分利用效率。与C组相比，B组的土壤含水量和二氧化碳浓度低，故土壤含水量、二氧化碳浓度为限制B组作物光合作用的环境因素。在D组的基础上适当提高温度，会超过光合作用的最适温度，则该作物净光合速率会降低；若提高二氧化碳浓度，光合作用增强，作物对水分的利用效率会增大。(2)干旱胁迫导致类囊体结构破坏、光合色素含量和光反应中水的供应减少，光反应减慢，其为暗反应提供的ATP和[H]会减少。干旱通过影响气孔开度而影响暗反应；干旱对光反应和暗反应的影响大小无从判定，所以认为干旱主要通过影响光反应进而影响光合作用的观点不合理。‎ 微专题　光合速率和呼吸速率的测定 ‎ 一　装置图法测定光合速率与呼吸速率 ‎ 气体体积变化法测光合作用O2产生或CO2消耗的体积 ‎(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，能保证容器内CO2浓度的恒定。‎ ‎(2)测定原理 ‎①甲装置在黑暗条件下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乙装置在光照条件下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。‎ ‎1．为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，利用CO2缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定，在室温‎25 ℃‎时进行了一系列的实验，对相应装置准确测量的结果如下表所示，下列说法错误的是(　B　)‎ A.1组中液滴左移的原因是植物有氧呼吸消耗了氧气 B．6组中液滴右移的原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量 C．与3组比较可知，限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度 D．与4组比较可知，限制3组液滴右移的主要环境因素是CO2浓度 解析：1组中没有光照，液滴向左移2.24 mL/h，说明植物呼吸作用消耗了密闭小室内的氧气，A正确；6组在光照强度为1 500 lx，CO2浓度为0.03%时，既进行光合作用又进行呼吸作用，液滴向右移动9.00 mL/h，说明植物光合作用产生氧气量大于有氧呼吸消耗氧气量，B错误；2组和3组相比，CO2浓度都为0.03%，光照强度分别是800 lx和1 000 lx，故限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度，C正确；3组和4组相比，光照强度都为1 000 lx，CO2‎ 浓度分别是0.03%和0.05%，故限制3组液滴移动的主要环境因素是CO2浓度，D正确。‎ ‎2．(2019·西安模拟)下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，不可能出现的是(　B　)‎ A．甲、乙装置水滴都左移 B．甲、乙装置水滴都右移 C．甲装置水滴不动，乙装置水滴左移 D．甲装置水滴右移，乙装置水滴左移 解析：根据题意可知，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平，故甲装置内的气压变化是由氧气含量变化引起的，较强光照条件下(光合强度大于呼吸强度)甲装置内水滴右移，黑暗或较弱光照条件下(光合强度小于呼吸强度)甲装置内水滴左移，适宜光照条件下(光合强度等于呼吸强度)甲装置内水滴不动；乙装置内青蛙只进行细胞呼吸不进行光合作用，故乙装置内水滴只会左移。‎ ‎ 二　半叶法——测定光合作用有机物的产生量 ‎ 将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。‎ ‎3．某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB ‎，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题：‎ ‎(1)MA表示6 h后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6 h后叶片初始质量＋光合作用有机物的总产量－呼吸作用有机物的消耗量。‎ ‎(2)若M＝MB－MA，则M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量。‎ ‎(3)真光合速率的计算方法是M值除以时间再除以面积，即M/(截取面积×时间)。‎ ‎(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路。‎ 将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开，一部分立即烘干称重，另一部分在黑暗中保存几小时后再烘干称重，根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率。‎ 解析：叶片A部分遮光，虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。叶片B部分不做处理，既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。分析题意可知，MB表示叶片初始质量＋光合作用有机物的总产量－呼吸作用有机物的消耗量，MA表示叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量，则MB－MA就是光合作用6小时干物质的积累量(B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量)。由此可计算总光合速率，即M值除以时间再除以面积。‎ ‎ 三　利用黑白瓶法测定水生植物的光合速率 ‎ ‎(1)测定原理：黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此，光合作用产生氧气量＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。‎ ‎(2)测定方法：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以锡箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度相同位置取水，测定c瓶中的氧气含量。将a瓶、b瓶密封后再沉入取水处，24小时后取出，测定两瓶中的氧气含量。‎ ‎(3)计算规律 规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；两者之和为总光合作用量。‎ 规律2：在没初始值的情况下，白瓶中测得的氧气现有量与黑瓶中测得的氧气现有量之差即为总光合作用量。‎ ‎4．某生物科研小组，从鸭绿江的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，温度保持不变，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，请根据其记录数据(如下表)判断下列选项中错误的是(　B　)‎ A.黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氧 B．光照强度为a时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等，说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用 C．当光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为21 mg/(L·24 h)‎ D．当光照强度为d时，再增加光照强度，白瓶中植物的光合速率不会增加 解析：黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氧；光照强度为a klx时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗；当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量＝净光合作用量＋呼吸作用消耗量＝(24－10)＋7＝21 mg/(L·24 h)；当光照强度为d时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加，即白瓶中植物的光合速率不会增加。‎ ‎5．下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中，初始平均O2浓度与24小时后平均O2浓度比较后的数据。下列有关分析正确的是(　D　)‎ A.水深‎1 m处白瓶中水生植物24小时产生的O2为‎3 g/m2‎ B．水深‎2 m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率 C．水深‎3 m处白瓶中水生植物不进行光合作用 D．水深‎4 m 处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体 解析：根据题意可知，黑瓶中水生植物只能进行呼吸作用，白瓶中水生植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用，在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据即为正常的呼吸消耗量。由表中数据可知，在水深‎1 m处白瓶中水生植物产生的O2量＝3＋1.5＝4.5(g/m2)，A错误；水深‎2 m处白瓶中水生植物光合速率＝1.5＋1.5＝3.0[g/(m2·d)]，所有生物的呼吸速率为1.5[g/(m2·d)]，B错误；水深‎3 m处白瓶中水生植物光合作用量等于所有生物的呼吸作用量，即‎1.5 g/m2，C错误；水深‎4 m处白瓶中藻类植物能进行光合作用和呼吸作用，故白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，D正确。‎ ‎ 四　叶圆片上浮法分析影响光合作用因素 ‎ 利用“真空渗入法”排除叶肉细胞间隙的空气，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)，即能比较光合作用的强弱。‎ ‎6．取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，将圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即进行烘干处理并测得圆片干重为a，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为b，丙装置内圆片干重为c。下列叙述正确的是(　C　)‎ A．c－a为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率 B．c－b为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率 C．a－b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率 D．实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定 解析：c－a为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率；c－b为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率；a－b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率；随着乙装置内O2浓度的下降，叶肉细胞呼吸速率也下降。‎ ‎7．下图1是某高等绿色植物成熟绿叶组织在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。图2为从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、部分相同的若干圆叶片，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，其记录结果绘成的曲线图。下列分析错误的是(　B　)‎ A．图1中在d点时光合速率达到最大，此时限制光合速率的主要环境因素可能是光照强度 B．图1中c点与b点相比，叶绿体中[H]的合成速率不变 C．从图2分析，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲线上行，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢 D．适当地增加光照强度重复图2实验，b点将向下移动 解析：图1表示光合作用增长率，只要光合作用增长率为正值，植物光合作用速率都在不断增加，所以在增长率达到0时(即d点)光合作用速率达到最大，此时CO2浓度仍在继续上升，故限制光合作用速率的主要环境因素不是CO2可能是光照强度，A正确；图1中c点和b点相比，光合作用强度增长率虽不变，但光合作用速率在不断增加，所以叶绿体中[H]的合成速率增大，B错误；bc段NaHCO3溶液浓度继续上升，所以此时曲线平缓的限制因素可能为光照强度，曲线上升表明光合作用减弱(产生的氧气减少)，而c点之后NaHCO3增加，可能导致叶片细胞外的浓度过高，叶片细胞失水从而影响了它的细胞代谢，故而导致光合作用降低，C正确；由于bc段的限制因素主要是光照强度，因此适当地增加光照强度重复此实验，b点光合速率提高，即b点将向下移动，D正确。‎ ‎ 五　“梯度法”探究影响光合作用的因素 ‎ 用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。‎ (1)注意变量的控制手段。如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同的恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。‎ (2)不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行对照实验，而应该用一系列装置进行相互对照。,(3)无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度值”。‎ ‎8．某实验小组将玉米幼苗置于一密闭容器内，测定温度对光合作用和细胞呼吸的影响(用容器内CO2的变化量表示)，结果如下表(“＋”表示增加，“－”表示减少)，下列说法正确的是(　C　)‎ A.由表中数据可知，光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度相同 B．在适宜光照下，‎35 ℃‎时光合速率小于呼吸速率 C．由表可知，在适宜光照下，最有利于植物生长的温度是‎30 ℃‎ D．在黑暗情况下，叶肉细胞内无ATP的形成 解析：黑暗条件下，不同温度下二氧化碳的数值表示不同温度下的呼吸速率，而光照条件下的数值表示不同温度下的净光合作用数值。由表中数据可知，呼吸作用酶的最适温度为‎35 ℃‎，光合作用(净光合作用＋呼吸作用)酶的最适温度为‎30 ℃‎，故A错误；适宜光照下，‎35 ℃‎时植物的光合作用速率为66，呼吸作用速率为40，光合速率大于呼吸速率，故B错误；根据表格可知，植物在‎30 ℃‎下的净光合作用速率最大，因此‎30 ℃‎时最有利于植物的生长，故C正确；黑暗时，叶肉细胞不进行光合作用，进行呼吸作用，有ATP的合成，故D错误。‎ ‎ 六　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。‎ ‎9．某生物小组以状态相同的某种植物为材料设计了甲、乙、丙、丁四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2‎ 浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，具体处理方法和实验结果如下表所示：‎ 下列相关叙述中，错误的是(　C　)‎ A．光照相同的时间，甲组光合作用产物的相对含量少于丙组 B．实验表明，光合作用的某些过程不需要光照，该过程发生于叶绿体基质 C．该实验表明光合作用的暗反应与光反应无关 D．实验中叶绿体产生的ATP和[H]没有被光照时的暗反应全部消耗 解析：四组实验中，甲、乙、丙三组的光照总时间都是67.5 s，而甲、乙、丙三组中光合作用产物的相对含量的排序是丙>乙>甲，A正确；实验表明，光合作用的光反应需要光照，暗反应有光、无光都可以进行，暗反应发生的场所是叶绿体基质，B正确；该实验说明光反应可以为暗反应提供一些条件，C错误；实验表明，调整光照后暗反应还在短时间内进行，因为光反应产生的[H]和ATP在光照时没有被暗反应消耗完，D正确。‎ ‎10．将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如图所示数据。下列说法正确的是(　B　)‎ A．该植物在‎27 ℃‎时生长最快，在‎29 ℃‎和‎30 ℃‎时不表现生长现象 B．该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的4个温度中都是‎29 ℃‎ C．在‎27 ℃‎、‎28 ℃‎和‎29 ℃‎时光合作用制造的有机物的量相等 D．‎30 ℃‎时光合作用制造的有机物量等于呼吸作用消耗的有机物量，都是1 mg/h 解析：暗处理后有机物减少量代表呼吸速率，4个温度下分别为1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，光照后与暗处理前相比有机物增加量代表1 h光合作用制造有机物量和2 h呼吸作用消耗有机物量的差值，所以4个温度下总光合速率(有机物制造量)分别为5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。该植物在‎29 ℃‎时生长最快，4个温度下都表现生长现象；该植物在‎29 ℃‎条件下制造的有机物量最多；该植物在‎30 ℃‎条件下光合作用制造的有机物量为3 mg/h，呼吸作用消耗的有机物量为1 mg/h。‎ ‎ 七　与光合速率有关的计算 ‎ ‎1．与光合速率有关的计算公式 ‎(1)光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量。‎ ‎(2)光合作用实际二氧化碳消耗量＝实测的二氧化碳吸收量＋呼吸作用二氧化碳释放量。‎ ‎(3)光合作用实际葡萄糖生产量＝光合作用葡萄糖积累量＋呼吸作用葡萄糖消耗量。‎ ‎(4)总光合量＝净光合量＋呼吸量。‎ ‎2．有关植物生长的计算公式 ‎(1)光照条件下，净光合速率>0，植物因积累有机物而生长；净光合速率＝0，植物不能生长；净光合速率<0，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。‎ ‎(2)一昼夜，光照时间×净光合速率>黑暗时间×呼吸速率，植物生长。‎ ‎11．从经过“饥饿”处理的某植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称其干重，如图所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下分析(实验过程中光照适宜，温度不变)：‎ ‎(1)叶圆片Y比叶圆片X重(填“轻”或“重”)，原因是 经过光照后叶片通过光合作用积累了有机物，重量增加。‎ ‎(2)在下午4时至晚上10时这段时间里，叶圆片Z的呼吸作用消耗量可表示为y－z g。‎ ‎(3)如果实验过程中叶片的呼吸作用速率不变，则从上午10时到下午4时这段时间里，叶圆片Y制造的有机物的量可表示为2y－x－z g。‎ 解析：(1)叶圆片Y经过了光合作用，积累了一些有机物，故实验中的叶圆片Y要比叶圆片X重。(2)下午4时至晚上10时，叶圆片Z的呼吸作用消耗量为y－z。(3)下午4时到晚上10时呼吸作用消耗的有机物的量是y－z，上午10时到下午4时的时间间隔和下午4时到晚上10时的时间间隔都是6个小时，可确定上午10时到下午4时一个叶圆片呼吸作用所消耗的有机物量也是y－z，故叶圆片Y制造的有机物总量为(y－x)＋(y－z)＝2y－x－z。‎ ‎1．叶绿体：进行光合作用的场所。它内部的膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。‎ ‎2．光合作用 ‎(1)光合作用释放的O2来自H2O。‎ ‎(2)光反应阶段是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成[H]和O2，同时形成ATP的过程。‎ ‎(3)暗反应过程是在多种酶催化下完成的，其场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原等过程。‎ ‎3．影响光合作用的因素 ‎(1)光照强度：直接影响光反应的速率，光反应产物[H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。‎ ‎(2)温度：影响光合作用过程，特别是影响暗反应中酶的催化效率，从而影响光合速率。‎ ‎(3)CO2浓度：是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响光合速率。‎ ‎(4)矿质元素：直接或间接影响光合作用。例如，镁是叶绿素的组成成分，氮对酶的含量有影响，磷是ATP的组成成分。‎ ‎ ‎ 误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。‎ ‎ ‎ 误认为光合作用产生的[H]与呼吸作用产生的[H]是同一种物质：光合作用中产生的[H]为NADPH，呼吸作用中产生的[H]为NADH，两种[H]不是同一种物质。‎ ‎ ‎ 误认为光反应中产生的ATP用于各种生命活动：光合作用光反应中产生的ATP只被暗反应所利用，呼吸作用中产生的ATP可被除暗反应外的各项生命活动所利用。‎ ‎ ‎ 若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲：一直光照10分钟，黑暗10分钟；乙：光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲<乙。‎ ‎ ‎ CO2中C进入C3但不进入C5，最后进入(CH2O)，C5中C不进入(CH2O)，可用放射性同位素标记法证明。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．(2018·北京卷)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中(　D　)‎ A．需要ATP提供能量 B．DCIP被氧化 C．不需要光合色素参与 D．会产生氧气 解析：光反应过程中，光合色素利用光能，将水分解成[H]和氧气，同时在有关酶的催化作用下，ADP与Pi发生化学反应，生成ATP，A、C错误，D正确；[H]将DCIP还原，使之由蓝色逐渐变为无色，B错误。‎ ‎2．(2018·江苏卷)下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(　D　)‎ 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 解析：由图中信息可知：当横坐标是光照强度，即该实验的自变量是光照强度时，温度是该实验的无关变量，所以曲线起点相同，即呼吸强度相同，当光照强度达到一定强度时，CO2浓度越高，净光合速率越大，当光照强度达到一定值即光饱和点时，净光合速率不变，D项正确；若横坐标是温度，在一定温度范围内，净光合速率随温度升高而升高，超过某一最适温度，净光合速率随温度升高而下降，B选项错误；当横坐标是CO2浓度或光波长时，净光合速率与温度的关系不一定呈正相关，A、C选项错误。‎ ‎3．(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　)‎ 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640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 解析：本题主要考查光合作用过程中光合色素的吸收光谱等相关知识。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光而不吸收红光，A错误；不同光合色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；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会影响暗反应阶段对CO2的利用，所以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，C正确；640～660 nm波长光是红光区，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。‎ ‎4．(2016·全国卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是(　C　)‎ A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C．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 D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 解析：叶绿体中的色素是有机物，可溶于无水乙醇中，A正确；Mg2＋是构成叶绿素的成分，可由植物的根从土壤中吸收，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用，C错误；叶绿素的合成需要光照，黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的，D正确。‎ ‎5．(2018·全国卷Ⅰ)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。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甲。‎ ‎(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甲，判断的依据是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。‎ ‎(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是乙。‎ ‎(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CO2(填“O‎2”‎或“CO‎2”‎)不足。‎ 解析：本题考查光照强度对光合作用的影响及其规律。(1)曲线显示，当光照强度大于a时，相同光强下，甲植物净光合速率较乙植物高，即此条件下甲植物对光能利用率较高。(2)种植密度较大时，植株接受的光照强度较弱，曲线显示，在光强减弱过程中，甲植物净光合速率下降幅度较乙大。(3)林下为弱光环境，曲线显示，在弱光条件下，乙植物净光合速率较甲植物高，故乙植物更适合在林下种植。(4)气孔是叶片水分散失和CO2‎ 进入叶片的通道。夏季晴天12：00，植物为减少蒸腾作用失水量而关闭部分气孔，同时也阻碍了CO2进入叶片，从而影响了叶片光合速率。‎ ‎6．(2018·全国卷Ⅱ)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：‎ ‎(1)从图可知，A叶片是树冠下层(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片。‎ ‎(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。‎ ‎(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是无水乙醇。‎ 解析：(1)树冠上层叶片适宜接受强光照，下层叶片适宜接受弱光照，故树冠下层叶片的光饱和点较低，即A来自树冠下层。(2)根据题意，测得放氧速率不变，说明光反应速率不变，但其净光合速率下降，主要原因是光合作用的暗反应受到了抑制。(3)常用于叶绿体色素提取的有机溶剂是无水乙醇。‎ ‎7．(2018·全国卷Ⅲ)回答下列问题：‎ ‎(1)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。‎ ‎(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均增加。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是 群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低。‎ ‎(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度低(填“高”或“低”)。‎ 解析：(1)高等植物光合作用过程中捕获光能的物质是叶绿体色素，这些色素分布在类囊体膜上，主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。(2)由图可知，当叶面积系数小于a时，随着叶面积系数增加，群体光合速率与干物质积累速率均增加。群体干物质积累速率等于群体光合速率与群体呼吸速率之差，当叶面积系数超过b时，群体呼吸速率升高，群体光合速率不变，导致群体干物质积累速率降低。(3)通常，阴生植物利用弱光能力强，且阴生植物呼吸作用强度低，所以阴生植物光合作用吸收与呼吸作用释放的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。‎ ‎8．(2017·全国卷Ⅰ)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，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是植物在光下光合作用吸收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。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率大于0(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，原因是甲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。‎ 解析：该题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素。(1)甲、乙植物在同一密闭小室中适宜条件下照光培养，由于植物进行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量，因此密闭小室中的CO2浓度降低，植物的光合速率也随之降低；甲种植物的CO2‎ 补偿点大于乙种植物的，当甲种植物净光合速率为0时，对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点，故乙种植物净光合速率大于0。(2)在光照条件下植物进行光合作用释放O2，使小室中的O2浓度升高，而有机物分解产生的NADH在有氧呼吸第三阶段中需与O2结合而形成水，所以O2增多时，有氧呼吸会增加。‎ ‎9．(2017·全国卷Ⅱ)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①、②、③、④代表的物质依次是O2、NADP＋、ADP＋Pi、C5，[H]代表的物质主要是NADH(或答：还原型辅酶Ⅰ)。‎ ‎(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C和D(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，出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸。‎ 解析：本题考查的内容涉及植物细胞的光合作用，呼吸作用过程中物质和能量的变化。(1)根据题目示意图可知，过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应。①是水光解的产物且不参与暗反应，则①是氧气，②和③分别是合成NADPH、ATP的原料，即②是NADP＋，③是ADP和磷酸，④参与CO2的固定，为C5，参与有氧呼吸第三阶段的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)在植物的叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体，产生ATP的过程有光合作用的光反应(A过程)，还有发生在细胞质基质(C)和D(线粒体)中的有氧呼吸过程。(3)在缺氧条件下，C中的丙酮酸可以转化为酒精和CO2。‎ 学习至此，请完成课时作业10‎