【生物】2021届 新高考生物 一轮复习 人教版 光合作用 作业

【生物】2021届 新高考生物 一轮复习 人教版 光合作用 作业

第 13 课 光合作用 普查讲 13Ⅰ 光合作用 1．捕获光能的色素和结构 (1)(多选)(2021 汇编，6 分)下列关于高等植物叶绿体及分布其中的色素的叙述，正确的是 ( ) A．镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁会导致叶片发黄 B．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Ⅱ) C．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(2016 全国Ⅱ) D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 E．秋天叶片变黄或变红的原因是因为叶绿素在低温下分解，叶片呈现类胡萝卜素的颜 色 F．植物细胞内的色素都可以吸收、传递和转化光能 G．温室种植蔬菜时应选用无色透明的玻璃，不应使用红色或蓝紫色的玻璃 H．叶绿体的类囊体膜上存在催化 ATP 合成的酶(2018 全国Ⅰ) 答案：ACGH 解析：镁参与叶绿素的合成，是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁会导致叶片发黄， 故 A 项正确。一般情况下，叶绿体中的色素只吸收可见光，红外光和紫外光不是可见光，故 B 项错误。叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受 阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，故 C 项正确。叶绿体中的色素主要吸 收蓝紫光和红光，而对绿光的吸收较少，反射多，所以叶片呈现绿色，故 D 项错误。秋天叶 片变黄是因为低温使叶绿素遭到破坏，使叶片呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是因为液泡 中花青素的颜色，故 E 项错误。植物细胞叶绿体内的色素都可以吸收、传递光能，但只有少 数处于特殊状态下的叶绿素 a 能转化光能，故 F 项错误。叶绿体色素虽对红光和蓝紫光吸收 最多，但也吸收其他光，即白光的效果最好，因此温室种植蔬菜时，应选用无色透明的玻璃， 使光合效率最高，故 G 项正确。光合作用的光反应阶段产生 ATP，该过程发生在叶绿体的类 囊体薄膜上，结合 ATP 的合成需要酶等条件，可推测出在类囊体薄膜上存在催化 ATP 合成 的酶，故 H 项正确。 2．光合作用的探究历程 (2)(2021 新编，14 分)如图是探究光合作用历程中科学家做的三个有关实验。请回答下列 问题： ①实验一的实验材料是___________________，该实验的结论是_____________________ _______________；若某人重复做此实验，发现细菌在叶绿体的受光部位分布却最少，最可能 的原因是___________________________________。 ②图中三个实验从实验设计的角度看，共同点是_____________________；其中可以证明 光合作用需要光照的是________________；实验前需要进行“黑暗”处理的是____________， 目的是_________________________________。 ③实验三的实验方法是_________________，得到 A、B 两物质的相对分子质量之比为 _______________，该实验的结论是_____________________。 答案：①水绵和好氧细菌(1 分) 叶绿体是光合作用的场所，光合作用的产物之一是 O2(2 分) 使用的不是好氧细菌，而是厌氧细菌(2 分) ②都设计了对照实验(1 分) 实验一和实验 二(1 分) 实验二(1 分) 消耗叶片中原有的营养物质(或淀粉)(2 分) ③同位素标记法(1 分) 8∶9(1 分) 光合作用释放的 O2 来自水(2 分) 解析：①实验一是恩格尔曼所做的实验，所用实验材料是水绵和好氧细菌，得出的结论 是叶绿体是植物进行光合作用的场所，光合作用的产物之一是 O2。若某人重复做此实验，发 现细菌在叶绿体的受光部位分布却最少，最可能的原因是其所用的细菌不喜欢氧气，即使用 的不是好氧细菌，而是厌氧细菌。 ②实验一中：一组水绵放在黑暗中，用极细光束照射，另一组放在均匀光照下；实验二 中：同一片叶既有照光部分，也有遮光部分；实验三中：一组标记的是 CO2 中的 O，另一组 标记的是 H2O 中的 O，说明三个实验都设计了对照实验。其中可以证明光合作用需要光照的 是实验一和实验二，实验前需要进行“黑暗”处理的是实验二，目的是消耗叶片中原有的营 养物质(或淀粉)。 ③实验三运用了同位素标记法，得到的 A、B 两物质分别是 16O2、18O2，所以相对分子 质量之比为 8∶9，由此得出该实验的结论是光合作用释放的 O2 来自水。 3．光合作用的过程 a．光合作用的过程分析 (3)(多选)(2021 汇编，6 分)如图为叶绿体的结构与功能示意图，下列说法错误的是( ) A．结构 A 中的能量变化是光能转变为 ATP 中的化学能 B．供给 14CO2，放射性出现的顺序为 CO2→C3→甲 C．光合作用过程中 ADP 和 Pi 从 B 向 A 处移动 D．[H]产生于 B 处，在暗反应中起还原作用 E．水在叶绿体中分解产生氧气需要 ATP 提供能量(2017 海南单科) 答案：DE 解析：分析题图可知，A 是由类囊体堆叠而成的基粒，类囊体薄膜是光反应发生的场所， B 是叶绿体基质，是暗反应发生的场所，甲是光合作用生成的糖类物质。光能转变为 ATP 中 活跃的化学能是在类囊体薄膜上进行的，发生在光合作用的光反应阶段，故 A 项正确，不符 合题意。图中甲表示(CH2O)，根据暗反应过程可知，暗反应中供给 14CO2，放射性出现的顺 序为 CO2→C3→C5、(CH2O)，故 B 项正确，不符合题意。光合作用过程中，光反应合成 ATP， 暗反应消耗 ATP，所以 ADP 和 Pi 从 B 处向 A 处移动，故 C 项正确，不符合题意。[H]产生 于 A 处的光反应阶段中，在 B 处暗反应阶段中起还原作用，故 D 项错误，符合题意。水在 叶绿体中分解产生氧气需要光能，但不需要 ATP 提供能量，故 E 项错误，符合题意。 (4)(2018 北京理综，6 分)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 由蓝色逐渐变成无色。该反应过程中( ) 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 答案：D 解析：光反应在叶绿体类囊体上进行，其产物主要有氧气、[H]和 ATP，不需要 ATP 提 供能量，故 A 项错误。光反应产物之一[H] 是还原剂，而非氧化剂，DCIP 是被还原的，故 B 项错误。光反应需要光，这些光能由光合色素吸收、转化为 ATP 中活跃的化学能，故 C 项错 误。光反应过程会产生氧气，故 D 项正确。 b．环境骤变对光合作用相关物质含量变化的影响 (5) (2016 天津理综，6 分)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红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合 正确的是( ) A．红光，ATP 下降 B．红光，未被还原的 C3 上升 C．绿光，[H]下降 D．绿光，C5 上升 答案：C 解析：叶绿体中的色素主要吸收、利用红光和蓝紫光等可见光．若白光突然改为光照强 度相同的红光，则可利用的光增加，光反应增强，叶绿体内产生的 ATP 和[H]增多，C3 的还 原加快，未被还原的 C3 减少，故 A、B 项错误。叶绿体色素对绿光吸收很少，若白光突然改 为光照强度相同的绿光，可导致光反应减弱，光反应产生的[H]和 ATP 减少，C3 的还原量降 低，而暗反应中 CO2 的固定仍要消耗 C5，导致 C5 减少，故 C 项正确、D 项错误。 4．影响光合作用的因素及应用 a．光照强度对光合作用的影响 (6)(2016 全国Ⅰ，8 分)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种 植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照， 其他培养条件相同．培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用 强度(即单位时间、单位面积吸收 CO2 的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。 回答下列问题： ①据图判断，光照强度低于 a 时，影响甲组植物光合作用的限制因子是____________。 ②b 光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高___________ ____(填“CO2 浓度”或“O2 浓度”)。 ③播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养 T 时间后，再测定植株 叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同．根据这一结果能够得到的 初步结论是______________________________________________________________________ ________________________。 答案：①光照强度 (2 分) ②CO2 浓度 (2 分) ③乙组光合作用强度与甲组的不同是由 环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的(4 分) 解析：①据图判断，当光照强度低于 a 时，甲组光合作用强度随光照强度的增加而增加， 因此，光照强度低于 a 时，影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。 ②b 光照强度下，甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增加而增加，说明此时限 制光合作用的因素不是光照强度，此时影响光合作用的因素可能是温度或 CO2 浓度，根据题 干给出的两个选项判断，O2 浓度主要影响植物的呼吸作用，因此 b 光照强度下要使甲组的光 合作用强度升高，可以考虑的措施是提高 CO2 浓度。 ③由题图可知，低光照下乙组的最大光合速率明显低于甲组，若是由遗传物质改变造成 的，则可遗传给子代，即子代在甲组条件培养下光合速率仍低于甲组；若是由低光照引起的， 遗传物质不变，则子代在甲组条件培养下光合速率应与甲组相同。当把乙组植株产生的种子 种植在与甲组相同的条件下时，其光合作用曲线与甲组的相同，说明乙组光合作用强度与甲 组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的。 b．CO2 浓度对光合作用的影响 (7)(2018 北京昌平区二模，6 分)为研究高浓度 CO2 处理对某种植物的影响，研究人员将 对照组植物以大气 CO2 浓度处理 150 天、实验组植物以高浓度 CO2 处理相同时间，随即将两 组植物均转移至大气 CO2 浓度条件进行恢复实验 30 天，实验结果如图所示，下列相关分析 不正确的是( ) A．高浓度 CO2 处理结束植物净光合速率明显提高 B．气孔开放度下降导致植物净光合速率一定下降 C．推测恢复初始时的实验组净光合速率低于高浓度 CO2 处理结束时 D．气孔开放度下降是植物对高浓度 CO2 环境的适应 答案：B 解析：分析图 1 可知，高浓度 CO2 处理结束(即 0 天时)植物净光合速率明显提高，故 A 项正确，不符合题意。影响光合作用的环境因素有光照强度、温度和 CO2 浓度等，气孔开放 度下降不一定会导致植物净光合速率下降，故 B 项错误，符合题意。恢复初始时，即将实验 组转移至大气 CO2 浓度条件下时，CO2 供应不足，导致此时实验组净光合速率低于高浓度 CO2 处理结束时，故 C 项正确，不符合题意。图 2 实验表明气孔开放度下降是植物对高浓度 CO2 环境的适应，故 D 项正确，不符合题意。 c．温度对光合作用的影响 (8)(2017 北京理综，6 分)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植 物生理特性理解错误的是( ) A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B．净光合作用的最适温度约为 25 ℃ C．在 0~25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D．适合该植物生长的温度范围是 10~50 ℃ 答案：D 解析：分析第二幅图可知，呼吸作用的最适温度约为 53 ℃，而光合作用的最适温度约为 30 ℃，故 A 项正确，不符合题意。分析第一幅图可知，净光合速率达到最大值时对应的温度 (即最适温度)约为 25 ℃，故 B 项正确，不符合题意。在 0~25 ℃范围内，与呼吸速率变化曲 线相比，光合速率变化曲线升高得更快，说明在这段范围内，温度变化对光合速率的影响比 对呼吸速率的大，故 C 项正确，不符合题意。植物总光合速率大于呼吸速率时，即净光合速 率大于 0 时，适合植物的生长，分析第一幅图可知，适合该植物生长的温度范围是-10~45 ℃， 故 D 项错误，符合题意。 d．水分对光合作用的影响 (9)(2019 浙江模拟，2 分)科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用速率的 影响(图 1)，以及番茄品种甲的叶片气孔导度、胞间 CO2 浓度与土壤含水量的关系(图 2)(注： 光补偿点指植物在一定的温度下，光合作用固定的 CO2 量和呼吸作用释放的 CO2 量达到平衡 状态时的光照强度)．下列叙述错误的是( ) A．土壤含水量对甲、乙两种番茄光合作用速率的影响基本相同 B．气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势基本相同 C．番茄在土壤含水量为 50%的条件下，比含水量在 90%条件下的光补偿点低 D．随着土壤含水量的降低，气孔导度减小，胞间 CO2 浓度增大，其原因可能是水分亏 缺导致类囊体结构破坏 答案：C 解析：分析图 1，在土壤含水量大于 70%时，土壤含水量的变化不会引起番茄品种甲和 乙光合速率的变化，即此时含水量不是光合作用的限制因素；但是当含水量低于 70%并逐渐 下降时，甲、乙植物的光合速率均逐渐下降。图 2 中，随着土壤含水量的下降，胞间 CO2 浓 度呈逐渐上升的趋势，CO2 是光合作用的原料，胞间 CO2 浓度积累说明光合作用利用减少； 而图中气孔导度呈下降的趋势。由以上分析可知，土壤含水量对甲、乙两种番茄光合作用速 率的影响基本相同，故 A 项正确，不符合题意。图 2 中，随着土壤含水量的下降，番茄的气 孔导度也逐渐下降，即气孔导度与番茄光合速率的变化趋势基本相同，故 B 项正确，不符合 题意。番茄在土壤含水量为 50%的条件下，气孔导度下降，光合速率下降，因此要达到光补 偿点需要提高光照，即比含水量在 90%条件下的光补偿点高，故 C 项错误，符合题意。土壤 含水量降低，气孔导度降低，胞间 CO2 浓度逐渐升高，可能是因为水分亏缺导致类囊体结构 破坏降低了光反应速率，进而影响 CO2 固定及利用，故 D 项正确，不符合题意。 e．必需矿质元素对光合作用的影响 (10)(2018 河南新乡二模，8 分)为研究叶面施肥对大豆植株光合作用的影响，科研人员用 适宜浓度的氮肥(尿素)、钾肥(硫酸钾)、磷肥(过磷酸钙)和硼肥(硼酸)分别喷施处于生长期的 大豆叶片，相关实验结果见下表。请回答下列问题： 处理方式 叶绿素含量 (mg·g-1) 净光合速率 (μmol·m-2·s-1) 胞间 CO2 浓度 (μmol·mol-1) 对照组 3.41 16.3 252 尿素 3.45 17.6 254 硫酸钾 3.50 18.2 255 过磷酸钙 4.07 19.4 285 硼酸 3.99 20.1 274 ①根据上表信息，分析实验过程中影响大豆植株光合作用的内部因素是_______________ _________，影响大豆植株光合作用的外界因素有_______________________________。 ②实验过程中对实验组的处理要求是_______________________________。 ③在预实验过程中，喷施溶液的浓度过高时会出现“烧苗”现象，该现象出现的主要原 因是________________________________________________。 ④由表中数据可知，使用适宜浓度的磷肥、硼肥可以使大豆叶片的光反应和暗反应均增 强，试结合表中数据分别说明其原因________________________________________________ _________________________________。 答案：①叶绿素含量(或光合色素含量)(1 分) CO2 浓度、矿质元素(2 分) ②喷施溶液 的量相等(1 分) ③外界溶液浓度高，叶片细胞因失水过多而死亡(2 分) ④叶绿素含量增多， 对光能的吸收、转化能力增强；胞间 CO2 浓度升高，CO2 吸收量增多(2 分) 解析：本实验的目的是研究叶面施肥对大豆植株光合作用的影响，自变量是叶面施肥的 种类，其他对实验结果有影响的因素均为无关变量，应保持相同。所设置的五组实验中，除 对照组外，其余均为实验组。 ①表中信息显示，叶面施肥的各实验组的叶绿素含量、净光合速率和胞间 CO2 浓度均高 于对照组，说明影响大豆植株光合作用的内部因素是叶绿素含量(或光合色素含量)；影响大 豆植株光合作用的外部因素是 CO2 浓度和矿质元素。 ②叶面施肥的量为无关变量，依据实验设计遵循的等量原则应保持相同，即实验过程中 对实验组的处理要求是喷施溶液的量相等。 ③喷施溶液的浓度过高时，出现“烧苗”现象的主要原因是：喷施溶液的浓度大于细胞 液浓度，导致叶片细胞因失水过多而死亡。 ④由表中数据可知，与对照组和使用适宜浓度的氮肥、钾肥的实验组相比，使用适宜浓 度的磷肥、硼肥的实验组叶绿素含量增多，色素分子吸收的光能多，对光能的吸收、转化能 力增强，导致光反应增强；同时，胞间 CO2 浓度升高，CO2 的吸收量增多，导致暗反应增强。 f．多因素对光合作用的影响 (11)(2019 湖北襄阳一模，6 分)为研究多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响，某生 物兴趣小组做了相关的实验研究，实验结果如图所示，实验数据为植株在不同条件下 CO2 的 吸收速率(mg/h)。据图分析，下列说法正确的是( ) 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．实验中马铃薯植株 CO2 固定速率最大所需的条件是全光照、CO2 浓度为 1.22%和 35 ℃ 答案：D 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，故 A 项错误。在弱光、CO2 浓度为 0.03%、20 ℃条件下，曲线中显示此时植株的 CO2 吸收速率为 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，产生 O2，故 B 项错误。CO2 浓度为 0.03%、40 ℃时，在弱光、适当遮阴以 及全光照三种不同的光照条件下，植物的 CO2 吸收速率即净光合速率随着光照强度的增加而 逐渐增大，说明在适当遮阴、CO2 浓度为 0.03%、40 ℃条件下，光照强度仍然是限制光合速 率的因素，故 C 项错误。曲线图纵轴的 CO2 吸收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，故 D 项正确。 g．环境因素对光合作用影响的应用 (12)(经典题，6 分)在寒冷的冬天，利用温室进行蔬菜种植，可以提高经济效益，但需要 调节好温室的光照、湿度、气体和温度，下列措施及方法正确的是( ) ①由于温室内、外温差大，在温室薄膜上结成的一层水膜要及时擦干，以防透光率降低 ②适当的增加光照，以补充冬季阳光不足 ③向温室内定期施放二氧化碳气体，以增加光合作用强度 ④向温室内定期施放氧气，以降低呼吸作用强度 ⑤冬季温室内温度要维持恒定 A．①②③ B．①②④ C．①④⑤ D．③④⑤ 答案：A 解析：由于温室内、外温差大，在温室薄膜(或玻璃)上结成的一层水膜要及时擦干，以 增加透光率，提高光合作用强度，①正确。冬季光照强度较弱，光照时间较短，适当的增加 光照，可以补充冬季阳光不足，②正确。二氧化碳是光合作用的原料，向温室内定期施放二 氧化碳气体，可以增加光合作用强度，③正确。增加温室中氧气的含量，能促进呼吸作用， 加快有机物的消耗，会降低经济效益，④错误。由于夜间植物不进行光合作用，所以温室内 夜间宜适当降低温度，以利于有机物的积累。若冬季温室内温度维持恒定，导致夜晚呼吸作 用较强，不利于有机物的积累，⑤错误．因此措施及方法正确的有①②③，故 A 项正确，B、 C、D 项错误。 5．光合作用与细胞呼吸的关系 A．对比法分析光合作用与呼吸作用的过程 (13)(2017 全国Ⅱ，9 分)如图是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 a、b、c、d 代表的物质依次是__________、__________、____________、________， [H]代表的物质主要是______________________。 ②B 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”)。 ③C 中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是___________________________ _____________。 答案：①O2 (1 分) NADP＋(1 分) ADP 和 Pi(1 分) C5 (1 分) NADH(或还原型辅酶Ⅰ)(1 分) ②C 和 D (2 分) ③在缺氧条件下进行无氧呼吸(2 分) 解析：①A 表示光合作用的光反应阶段，在该阶段水光解形成 NADPH 和 O2，因此图中 a 是 O2；b 可形成 NADPH，应为 NADP+；c 可形成 ATP，应为 ADP+Pi；C3 还原可形成有机 物和 C5，因此 d 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(可发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段)，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 过程中。 ③植物叶肉细胞在有氧条件下进行有氧呼吸，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳 和水；在缺氧条件下进行无氧呼吸，丙酮酸转化成酒精和二氧化碳。 B．净光合速率、总光合速率及呼吸速率三者的关系及相关计算 (14)(2021 改编，6 分)以测定的 CO2 吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合 作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是( ) A．光照相同时间，在 20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多 B．温度高于 25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 C．如果该植物原重 X kg，先置于暗处 4 h 后重(X-1)kg，然后光照 4 h 后重(X+2)kg，则 总光合速率为 3/4 kg·h-1 D．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与 30 ℃时相等 答案：D 解析：据图所示，虚线表示光合作用净积累的有机物的量即净光合速率，实线表示呼吸 作用消耗的有机物的量即呼吸速率，因此总光合作用制造的有机物=净光合作用量+呼吸作用 量。由图可知，光照相同时间，在 25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多，故 A 项错误。 光合作用制造的有机物的量=净光合作用量+呼吸作用量，25 ℃、30 ℃、35 ℃时植物光合作 用制造的有机物的量分别为 6、6.5、6.5，温度高于 25 ℃时，光合作用制造的有机物的量没 有减少，35 ℃与 30 ℃时植物光合作用制造的有机物的量相等，故 B 项错误、D 项正确。若 该植物原重 X kg，置于暗处 4 h 后重(X-1)kg，则该植物的呼吸速率为 1/4 kg·h-1，然后光照 4 h 后重(X+2)kg，则该植物的净光合速率为 E(X+2)-(X-1)D/4=3/4 kg·h-1，由此可知该植物的总光 合速率=呼吸速率+净光合速率=1/4 kg·h-1+3/4 kg·h-1=1 kg·h-1，故 C 项错误。 (15)(2021 新编，12 分)如图 1 表示在 25 ℃、CO2 浓度适宜的条件下测得的 A、B 两种植 物的光合作用强度与光照强度的关系，图 2 表示在某光照强度下，图 1 中 B 植物某细胞中部 分气体的交换情况。请据图回答下列问题： ①图 1 中光照强度为 a 时，A、B 两种植物细胞光合作用合成的 ATP_____________(填“相 等”“A 多于 B”或 “B 多于 A”)；此时，限制 B 植物 CO2 吸收量的主要因素是______ _____________________________。 ②A、B 两种植物更适合生活在阴暗环境下的是________，A 植物在光照强度为______ ______klx 范围内时，其气体交换情况与图 2 相符。 ③当光照强度为 12 klx 时，A 植物光合作用固定的 CO2 量约________mg·m-2·h-1；假设一 天中温度恒定不变，白天光照 8 小时，如果要使 B 植物在一天有机物的积累量大于 0，则白 天的平均光照强度应大于__________klx。 答案：①A 多于 B(2 分) 细胞内色素、酶的种类和数量 (2 分) ②B(2 分) 0～3(2 分) ③16(2 分) 3(2 分) 解析：①分析题图可知，纵坐标为 CO2 吸收速率，光照强度为 0 时，CO2 的吸收速率是 负值，说明曲线表示的是植物的净光合速率，且 A 植物的呼吸速率为 4 mg·m-2·h-1，B 植物的 呼吸速率为 2 mg·m-2·h-1，而题干中“光合作用合成的 ATP”表示真光合速率。因为真光合速 率=净光合速率+呼吸速率，且当光照强度为 a 时，A、B 植物的净光合速率都为 6 mg·m-2·h-1， 所以 A 植物的真光合速率为 6+4=10 mg·m-2·h-1，B 植物的真光合速率为 6+2=8 mg·m-2·h-1，因 此 A 植物光合作用合成的 ATP 多于 B 植物。由 B 植物曲线可知，随着光照强度的增加，B 植物的光合速率不再增加，且由题干可知温度和 CO2 浓度适宜，因此此时限制其 CO2 吸收量 的主要因素为内因，如细胞内色素、酶的种类和数量等。 ②分析图 1 可知，B 植物的光补偿点和光饱和点都低于 A 植物，所以更适合生活在阴暗 环境下。分析图 2 可知，线粒体不仅利用光合作用产生的 O2，还要从外界环境吸收 O2，其 产生的 CO2 一部分供给叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到外界环境中，说明此时呼吸速 率大于光合速率；分析图 1 可知，A 植物在光照强度为 3 klx 时，光合速率等于呼吸速率，净 光合速率为 0，光照强度小于 3 klx 时，光合速率小于呼吸速率，光照强度大于 3 klx 时，光 合速率大于呼吸速率，所以当光照强度在 0~3 klx 范围内时，其气体交换情况与图 2 相符。 ③当光照强度为 12 klx 时，A 植物光合作用固定的 CO2 量即真光合速率，真光合速率= 净光合速率+呼吸速率=12+4=16 mg·m-2·h-1。假设一天中温度恒定不变，白天光照 8 小时，则 晚上黑暗时间为 24-8=16 小时，黑暗时植物只进行呼吸作用，白天时，植物既进行光合作用 又进行呼吸作用。要使 B 植物在一天有机物的积累量大于 0，就是要保证 8 小时的净光合速 率要大于 16 小时的呼吸速率，设净光合速率为 x mg·m-2·h-1，则光照 8 小时的 CO2 吸收速 率为 8x mg·m-2·h-1，黑暗 16 小时的呼吸速率为 16×2=32 mg·m-2·h-1，若要 8x＞32，则 x＞4 mg·m-2·h-1，由图 1 可知净光合速率为 4 mg·m-2·h-1 时，所对应的光照强度为 3 klx，所以白天 的平均光照强度应大于 3 klx。 C．判断光补偿点与光饱和点移动的方法 (16)(经典题，6 分)如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述不正确 的是( ) A．a 点叶肉细胞产生 ATP 的细胞器只有线粒体 B．b 点植物光合作用强度与呼吸作用强度相等 C．当植物缺镁时，b 点将向右移 D．已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为 25 ℃和 30 ℃，若该图表示其处于 25 ℃环境中，若将温度提高到 30 ℃，则 a 点上移，b 点左移，c 点上移 答案：D 解析：a 点光照强度为 0，此时植物叶肉细胞不进行光合作用，只进行呼吸作用，有氧呼 吸的场所是细胞质基质和线粒体，两者均可产生 ATP，但细胞质基质不是细胞器，因此产生 ATP 的细胞器只有线粒体，故 A 项正确，不符合题意。b 点植物既不吸收 CO2，也不释放 CO2， 说明其是光合作用强度与呼吸作用强度相等的点，即光补偿点，故 B 项正确，不符合题意。 植物缺镁时，叶绿素含量减少，光合作用强度减弱，相同条件下植物呼吸作用强度不变，因 此需要增加光照强度才能保证光合作用强度和呼吸作用强度相等，所以 b 点向右移，故 C 项 正确，不符合题意。由于植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为 25 ℃和 30 ℃，温度由 25 ℃提高到 30 ℃，光合作用强度减弱，呼吸作用强度增强，因此 a 点下移，b 点右移，c 点 下移，故 D 项错误，符合题意。 (17)(经典题，6 分)将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室的 CO2 浓度，在 适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以 CO2 吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关 叙述正确的是( ) A．如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点左移 B．如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点右移 C．如果光照强度适当增强，a 点右移，b 点右移 D．如果光照强度适当增加，a 点左移，b 点右移 答案：D 解析：a 点时，CO2 吸收速率为 0，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，则 a 点为 CO2 补偿点；b 点时，CO2 吸收速率最大，则 b 点为 CO2 饱和点．如果光照强度适当降低， 光合作用强度减弱，由于呼吸作用强度不变，此时只有增加 CO2 浓度才能使叶片的光合作用 强度等于呼吸作用强度，则 a 点向右移；但光合作用强度达到最大值时，需要的 CO2 减少， 则 b 点需向左移，故 A、B 项错误。当光照强度适当增强时，光合作用强度增强，由于呼吸 作用强度不变，此时较低的 CO2 浓度就能使叶片的光合作用强度等于呼吸作用强度，则 a 点 向左移；光照强度增强，光反应增强，CO2 浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因素， 因此只有增加 CO2 浓度，光合作用强度才能达到最大值，则 b 点需向右移，故 C 项错误、D 项正确。 D．密闭环境与自然环境中植物光合作用曲线分析 a．密闭环境中 (18)(2021 改编，10 分)夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行 24 小时监测，结果如图 1 所示；图 2 是叶肉细胞内两种细胞器间的气体交换关系图解。请回答 下列问题： ①图 1 中所测气体为____________；该大棚内的蔬菜经过一昼夜后是否积累有机物?__ ______________。 ②与它们各自的前一阶段相比，EC 段和 DB 段叶肉细胞内的三碳化合物含量的变化趋势 分别是____________、____________，图 1 中 CD 段变化的原因可能是____________________ __________________________________________________。 ③处于图 1 中的 B 点时，图 2 中应该进行的气体转移途径有__________________。 ④大棚蔬菜一天中有机物积累量最多是在图 1 中的__________(用图中字母表示)点，若 要进一步提高大棚蔬菜的产量，可采取的措施是夜间_________________。 答案：①O2(1 分) 是(1 分) ②减少(1 分) 增加 (1 分) 光照过强，使温度过高，气孔 关闭，CO2 供应不足，暗反应减弱，限制了光反应的进行 (2 分) ③a、c、d、e (1 分) ④B(2 分) 适当降低温度(1 分) 解析：①图 1 中，5~7 时气体含量减少，7 到 17 时含量增加，可推测有光照时植物进行 光合作用，气体增加，无光时气体减少，说明图 1 中所测气体为 O2.F 点的 O2 含量高于 A 点， 表明一昼夜内 O2 的净积累量大于 0，即一天内光合作用产生的 O2 量多于呼吸作用消耗的 O2 量，有机物有积累。 ②与 AE 段相比，EC 段光照增强，ATP 和 NADPH 含量增加，C3 的还原量增加，而 CO2 固定产生 C3 的速率不变，故 C3 含量减少；CD 段由于气孔关闭，吸收的 CO2 量减少，与 CD 段相比，DB 段 CO2 增多，CO2 固定产生 C3 的量增加，而 C3 的还原量不变，故 C3 含量增加．图 1 中 CD 段为正午时分，由于光照过强，温度过高，导致气孔关闭，CO2 供应不足，暗反应 减弱，限制了光反应的进行，所以 O2 释放量变化不大。 ③分析图 1 中的 B 点，此时植物总体的光合作用强度等于呼吸作用强度，而植物只有绿 色部分才能进行光合作用，叶子的光合等于全株植物的总呼吸，所以 B 点时叶肉细胞中的光 合作用强度大于呼吸作用强度，分析图 2 可知，左侧为叶绿体，右侧为线粒体，a、c、b 为 O2，e、d、f 为 CO2，故图 2 中应该进行的气体转移途径有 a、c、d、e。 ④分析图 1 可知，B 点以后 O2 含量减少，说明 B 点以后植物的光合作用强度小于呼吸作 用强度，有机物开始减少，所以一天当中，B 点时有机物的积累量最多。夜间适当降低温度， 可以使呼吸作用降低，有助于减少有机物的消耗。 b．自然环境中 (19)(2019 河北模拟，6 分)如图表示北方某植株一昼夜 CO2 吸收量的变化。图 1 为盛夏的 某一晴天，图 2 为春天的某一晴天。下列相关原因分析不正确的是( ) A．图 1 中有机物积累最多的是 G 点，两图中 B 点时植物干重均低于 A 点 B．图 1 中 E 点和 G 点相比，叶绿体中的 ATP 合成量较多 C．两图中 DE 时间段叶绿体中 C3 含量均大大减少 D．植株有机物总积累量可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示 答案：C 解析：分析图 1，G 点时，光合作用强度=呼吸作用强度，G 点后呼吸作用强度大于光合 作用强度，故有机物积累最多的是 G 点；两图中 AB 段均只进行呼吸作用，消耗有机物，故 B 点时植物干重均低于 A 点，故 A 项正确，不符合题意。图 1 中 E 点与 G 点相比，G 点由于 光照强度减弱，光反应减弱，合成的 ATP 减少，故 B 项正确，不符合题意。图 1 中 DE 时间 段因为气温过高，导致蒸腾作用强，水分散失多，气孔关闭，使 CO2 供应不足，C3 来源减少， 去路未变，因此含量减少；图 2 中 DE 时间段因为光照强度减弱，光反应减弱，生成的[H] 和 ATP 减少，C3 来源不变，去路减少，含量会升高，故 C 项错误，符合题意。有机物总积 累量可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示，故 D 项正确，不符合题意。 6．光合速率的测定方法 (20)(2018 全国联考，10 分)如图是探究绿色植物光合速率的实验示意图，装置中的 NaHCO3 溶液可维持瓶内的 CO2 浓度不变，将该装置放在 20 ℃的恒温环境中。实验开始时， 针筒的读数是 0.2 mL，毛细管内的水滴在位置 X.30 分钟后，针筒的容量需要调至 0.6 mL 的 读数，才能使水滴仍维持在 X 的位置。据此回答下列问题： ①若以释放出的氧气量代表净光合速率，该植物的净光合速率是__________mL/h；测定 该绿色植物的净光合速率应在光下进行，原因是____________________________________ _____________________；如果要测定实际光合速率，还要在___________测定呼吸速率。 ②若在该植物的叶片上涂一层凡士林，光合速率会大幅下降，这一做法主要限制光合作 用的____________(填“光”或“暗”)反应阶段。 ③如果在原实验中只增加光照强度，针筒的容量仍然维持在 0.6 mL 读数；在另一相同实 验装置中，若只将温度提升至 30 ℃，针筒量需要调至 0.8 mL 的读数，才能使水滴维持在 X 的位置上。比较两个实验可以得出的结论是________________________________________。 ④为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与 实验组的区别是_____________________________________________________。 答案：①0.8(2 分) 在光下植物同时进行光合作用和呼吸作用，测定的数值直接代表净 光合速率(2 分) 黑暗处(1 分) ②暗(1 分) ③在上述条件下，光照强度不是限制光合速率的 主要因素，温度是限制光合速率的主要因素(2 分) ④其他条件不变，对照组放置等量死的绿 色植物(2 分) 解析：①实验开始时，针筒的读数是 0.2 mL，毛细管内水滴在位置 X，30 分钟后，针筒 的容量需要调至 0.6 mL 的读数才能使水滴维持在 X 的位置．若以释放出的氧气量来代表净 光合速率，则该植物的净光合速率是(0.6-0.2)mL /0.5 h=0.8 mL/h。因为在光下，植物同时进 行光合作用和呼吸作用，测定的数值直接代表净光合速率，所以测定该绿色植物的净光合速 率应该在光下进行。实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，可见，如果要测定实际光合速率， 还要在暗处测定呼吸速率。 ②在该植物的叶片上涂一层凡士林，会使进入叶肉细胞的 CO2 量减少，暗反应会因 CO2 浓度的降低而减弱，导致光合速率大幅度下降，因此，这一做法主要是限制光合作用的暗反 应阶段。 ③增加光照强度，针筒的容量仍然维持在 0.6 mL 的读数，说明光合速率没有增加，已经 达到光饱和点，此时光照强度不是限制光合速率的主要原因；将温度从 20 ℃提升至 30 ℃， 针筒量需要调至 0.8 mL 的读数才能使水滴维持在 X 的位置上，说明光合作用产生的气体增 多，光合速率增大，所以此时温度是限制光合速率的主要因素。 ④为了防止无关变量对实验结果的干扰，需增设一对照组，对照组的实验装置与实验组 相比其他条件不变，但对照组放置等量死的绿色植物。 (21)(2019 江苏徐州一模，2 分)利用图 1 装置在相同条件下分别将绿色植物 E、F 的叶片 制成大小相同的“圆叶”，抽出空气，进行光合速率测定。图 2 是利用图 1 装置测得的数据 绘制成的坐标图。下列叙述不正确的是( ) A．从图 2 可看出，植物 F 更适合在较强光照下生长 B．光照强度为 1 klx，图 1 装置中放置植物 E 叶片进行测定时，液滴向左移动 C．光照强度为 3 klx 时，E、F 两种植物的叶片合成有机物的速率之比为 3 ∶2 D．光照强度为 6 klx 时，图 1 装置中植物 E 的叶片比植物 F 的叶片浮到液面所需时间短 答案：A 解析：分析图 2 可知，植物 E 的光补偿点和光饱和点均高于植物 F，因此植物 E 更适合 在较强光照下生长，故 A 项错误，符合题意。将图 1 装置置于光照强度为 1 klx 的条件下， 由图 2 可知，植物 E 的光合速率小于呼吸速率[净光合速率为-10 mL/(10 cm2·h) ]，需从外界 吸收氧气，因此测定时着色液滴向左移动，故 B 项正确，不符合题意．图 2 中光照强度为 3 klx 时，相同时间内，植物 E 的光合作用强度为 10+20=30 mL/(10 cm2·h)，而植物 F 的光合作用 强度=10+10=20 mL/(10 cm2·h)，因此等面积的 E、F 两种植物的叶片合成有机物的质量之比 为 3 ∶2，故 C 项正确，不符合题意。光照强度为 6 klx 时，植物 E 的光合作用强度大于植物 F，细胞间充满的氧气较多，因此图 1 装置中植物 E 的叶片比植物 F 的叶片浮到液面所需的 时间短，故 D 项正确，不符合题意。 7．化能合成作用 (22)(多选)(2021 汇编，6 分)下列对生物细胞代谢活动的描述，不正确的是( ) A．硝化细菌制造的有机物中能量来自于氮氧化时放出的化学能 B．硝化细菌属于自养型生物 C．光合作用和化能合成作用的相似点是二者都可发生在绿色植物体内 D．光合作用与化能合成作用的主要区别是能量来源不同 答案：AC 解析：硝化细菌的同化作用是利用氨气氧化释放的化学能将二氧化碳和水合成有机物， 而不是利用氮氧化时释放的化学能，故 A 项错误，符合题意。硝化细菌能够通过化能合成作 用将无机物转变为有机物，属于自养型生物，故 B 项正确，不符合题意。光合作用可发生在 绿色植物体内，化能合成作用存在于自然界少数种类的细菌中，故 C 项错误，符合题意。光 合作用的能量来自于光能，化能合成作用的能量来自于化学物质的氧化，故 D 项正确，不符 合题意。 随堂普查练 13Ⅰ 1．(2017 全国Ⅲ，6 分)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 640~660 nm 波长光下释放 O2 是由叶绿素参与光合作用引起的 答案：A 解析：类胡萝卜素只吸收蓝紫光，不吸收红光，所以其在蓝紫光区吸收的光能可用于光 反应中 ATP 的合成，故 A 项错误，符合题意。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可 通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，故 B 项正确，不符合题意。由于光反应产生的[H] 和 ATP 能用于暗反应，暗反应会吸收 CO2，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，故 C 项正确，不符合题意。根据吸收光谱可知，在 640~660 nm 波 长时是红光区，叶绿素能吸收红光使水光解释放 O2，故 D 项正确，不符合题意。 2．(2016 四川理综，6 分)三倍体西瓜由于含糖量高且无子，备受人们青睐。如图是三倍 体西瓜叶片净光合速率(Pn，以 CO2 吸收速率表示)与胞间 CO2 浓度(Ci)的日变化曲线，以下 分析正确的是( ) A．与 11：00 时相比，13：00 时叶绿体中合成 C3 的速率相对较高 B．14：00 后叶片的 Pn 下降，导致植株积累有机物的量开始减少 C．17：00 后叶片的 Ci 快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D．叶片的 Pn 先后两次下降，主要限制因素分别是 CO2 浓度和光照强度 答案：D 解析：与 11：00 时相比，13：00 时胞间 CO2 浓度低，CO2 的固定减弱，合成 C3 的速率 相对较弱，故 A 项错误。14：00 后叶片的净光合速率下降，但净光合速率仍然大于 0，说明 植株还在积累有机物，故 B 项错误。17：00 后，叶片的 Ci 快速上升，是由于光照减弱，ATP、 NADPH 产生量减少，C3 的还原减弱，暗反应速率降低，故 C 项错误。叶片的 Pn 先后两次 下降，第一次下降的主要原因是由于叶片气孔部分关闭，导致 CO2 供应不足，第二次下降是 由光照减弱引起的，故 D 项正确。 3．(2018 江苏单科，2 分)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 答案：D 解析：若横坐标是 CO2 浓度，当 CO2 浓度为 0 时，纵坐标表示的生物学意义是呼吸速率， 若甲表示较高温度，则甲的呼吸速率应高于乙，即甲与纵坐标的交点在乙与纵坐标的交点的 下方，而图中这两点重合，故 A 项错误。若横坐标是温度，温度主要通过影响酶的活性来影 响光合作用和呼吸作用，在较低温度下，随着温度的升高，净光合速率逐渐升高，超过最适 温度后，净光合速率会随着温度的升高而下降，这与图中曲线不符，故 B 项错误。若横坐标 是光波长，则在较高温度和较低温度下净光合速率皆有两个高峰，分别在蓝紫光区和红光区， 所以曲线基本走势不对，故 C 项错误。若横坐标是光照强度，当光照强度为 0 时，纵坐标表 示呼吸速率，甲表示较高 CO2 浓度，一般情况下，CO2 浓度对呼吸作用的影响不大，所以两 条曲线与纵坐标的交点可重合，在光照强度较低时，限制光合速率的主要因素是光照强度， 此时两条曲线重合，但当光照强度升高到一定强度时，较高 CO2 浓度时，植物的净光合速率 较高，和图中曲线相符，故 D 项正确。 4．(2017 天津理综，6 分)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 答案：D 解析：由图可知，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，故 A 项正确，不符合题意。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，故 B 项正确，不符合题意。光照强度 低于 P 时，突变型的光合速率未达到饱和，此时限制突变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，故 C 项正确，不符合题意。光照强度高于 P 时，由于突变型 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，故 D 项错误，符合题意。 5．(2018 全国Ⅱ，8 分)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______________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据 是________________________________________________________________。 (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________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______________。 答案：(1)下层(2 分) 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 分) (2) 暗(2 分) (3)无水乙醇(2 分) 解析：(1)分析题图可知，A 叶片净光合速率达到最大时所需的光照强度约为 1200 μmol·m-2·s-1，B 叶片净光合速率达到最大时所需的光照强度约为 2000 μmol·m-2·s-1， 据此推 断，B 叶片应该位于树冠上层，A 叶片应该位于树冠下层。 (2)由题意可知，光照强度达到一定数值时，A 叶片净光合速率开始下降，但测得放氧速 率不变，说明光反应强度不变，但净光合速率却下降，说明导致净光合速率下降的原因应该 是暗反应受到抑制。 (3)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中，所以在绿叶中色素的提取和分离实 验中，可以用无水乙醇提取其中的色素。 6．(2018 全国Ⅲ，9 分)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_______________上，该物质主 要捕获可见光中的________________________________。 (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______________。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____________________________________ ___________________________________________。 (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______________(填“高”或“低”)。 答案：(1)类囊体膜(1 分) 红光和蓝紫光(2 分) (2)增加(2 分) 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(2 分) (3)低(2 分) 解析：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质是分布在叶绿体类囊体膜上的光合色素， 它们能吸收、传递、转化光能，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝 紫光。 (2)分析题图可知，横坐标表示叶面积系数，纵坐标表示三种不同的速率。当叶面积系数 小于 a 时，随着叶面积系数的增加，群体光合速率和干物质积累速率均不断增加。当叶面积 系数超过 b 时，因为群体净光合速率(群体干物质积累速率)=群体光合速率-群体呼吸速率， 而群体光合速率保持不变，群体呼吸速率仍在增加，所以群体干物质积累速率降低。 (3)光合作用吸收的 CO2 量与呼吸作用放出的 CO2 量相等时对应的光照强度为植物的光 补偿点，与阳生植物相比，阴生植物在较低的光照强度下就能达到光补偿点。 7．(2019 江苏单科，8 分)叶绿体中催化 CO2 固定的酶 R 由叶绿体 DNA 编码的大亚基和 细胞核 DNA 编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回 答下列问题： (1)合成酶 R 时，细胞核 DNA 编码小亚基的遗传信息______________到 RNA 上，RNA 进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的 RNA 中，种类最 多的是________________ 。 (2)进行光合作用时，组装完成的酶 R 需 ATP 参与激活，光能转化为 ATP 中的化学能是 在___________________(填场所)上完成的。活化的酶 R 催化 CO2 固定产生 C3 化合物(C3-Ⅰ)， C3-Ⅰ还原为三碳糖(C3-Ⅱ)，这一步骤需要__________________作为还原剂。在叶绿体中 C3-Ⅱ 除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物 X 以维持卡尔文循环，X 为________________。 (3)作为光合作用的重要成分，X 在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物 质代谢过程，与 X 浓度相关的有________________________(填序号，多选)。 ①外界环境的 CO2 浓度 ②叶绿体接受的光照强度 ③受磷酸根离子浓度调节的 C3-Ⅱ输出速度 ④酶 R 催化 X 与 O2 结合产生 C2 化合物的强度 (4)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假 如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体________。 答案：(1)转录(1 分) tRNA(1 分) (2)类囊体(1 分) [H](1 分) C5(五碳化合物)(1 分) (3)①②③④(2 分) (4)吸水涨破(1 分) 解析：(1)基因表达过程中，遗传信息通过转录过程由基因传递到 mRNA 上，rRNA、mRNA 和 tRNA 参与翻译过程，细胞中 tRNA 种类数多于作为模板的 mRNA 和参与核糖体组成的 rRNA 的种类数。 (2)光能在类囊体膜上转化为 ATP 中活跃的化学能。光反应过程中产生的[H]将 C3-Ⅰ还原 为 C3-Ⅱ，C3-Ⅱ在叶绿体中除进一步合成淀粉外，还必须合成 C5 用于再次参与 CO2 的固定。 (3)外界环境的 CO2 浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接影响 C3 的还原，进而影响 C5 的浓度，①正确。叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的[H]和 ATP，间接影响 C3 的还原，进而影响 C5 的浓度，②正确。C3-Ⅱ的积累将抑制 C3 还原，进而影响 C5 浓度，③ 正确。酶 R 催化 C5 与 O2 结合会消耗 C5 而影响 C5 含量，④正确。故选①②③④。 (4)可溶性糖为小分子物质，若大量淀粉转化为可溶性糖储存在叶绿体中，可使叶绿体内 溶液的浓度升高，渗透压增大，进而导致叶绿体吸水涨破。 普查讲 13Ⅱ 叶绿体色素的提取和分离 8．实验：叶绿体色素的提取和分离 a．实验过程和结果 (23)(2021 汇编，16 分)某同学将青菜幼苗在暗处放置了 3 天，黄化后，随机将其分成等 量的三组，编号为 A、B、C，A、B 两组分别给予 2880 lx (强度一般)、4000 lx(强光)的光照， C 组仍置于暗处，在其他条件相同且适宜的环境下培养一个星期后，对三组青菜中的光合色 素进行了如图 1 所示的实验，结果如图 2，请回答下列问题： ①图 1 中正确的实验顺序是___________________。步骤甲加入到研钵内的物质：a______ _____10 mL，作用是溶解色素；b__________________少许，作用是使研磨充分；c 的作用是 _____________________。 ②图 1 中步骤乙的方法是___________________，该方法的原理是__________________ _________________________________________；该步骤中的关键是应注意________________ _____________________，图 1 中步骤丙剪去两角的作用是_____________________________。 ③图 2 中Ⅰ所示的色素带为___________素，若将图 2 中Ⅲ所代表的色素溶液放在光源与 分光镜之间，在光谱中可以看到最强的吸收区域是________________；分析图 2 中的 A、C 两组实验结果可得出的结论是____________________________，由 A、B 两组实验结果可知， 强光照可能导致______________________________________。 ④下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是_______________。 A．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出 4 种光合作用色素(2016 江苏单科) B．为获得 10 mL 提取液，研磨时一次性加入 10 mL 乙醇研磨效果最好(2016 江苏单科) C．应该在研磨叶片后立即加入 CaCO3，防止酸破坏叶绿素(2016 江苏单科) D．画滤液线时，画得越粗层析效果越明显 E．分离叶绿体中色素时，应将滤纸条略微斜靠着大试管内壁的一侧，轻轻插入到蒸馏 水中 F．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失(2016 江苏单科) 答案：①甲 丁 丙 乙(1 分) 无水乙醇(1 分) 二氧化硅(1 分) 防止色素被破坏(1 分) ②纸层析法(1 分) 色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素在层析液中扩散速度 快，反之，扩散速度慢(2 分) 层析液不要没及滤液细线(1 分) 防止色素带不整齐(1 分) ③ 胡萝卜(1 分) 红光和蓝紫光(1 分) 叶绿素的合成需要光照(1 分) 叶绿素含量减少，类胡萝 卜素含量增加(2 分) ④A(2 分) 解析：①叶绿体色素的提取与分离的步骤为：取材→研磨→过滤→收集滤液→制备滤纸 条→画滤液细线→色素分离，所以图 1 中正确的实验顺序为甲研磨→丁收集滤液→丙制备滤 纸条→乙色素分离．步骤甲研磨时需要加入 3 种物质：a 10 mL 的无水乙醇，作用是溶解、 提取色素；b 二氧化硅少许，有助于研磨得更充分，从而使色素充分释放；c 碳酸钙少许，作 用是防止研磨过程中色素被破坏。 ②步骤乙为分离色素，用的是纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度 高的在滤纸条上扩散速度快，反之，扩散速度慢．该步骤应注意的是层析液不要没及滤液细 线，防止色素溶解到层析液中。丙制备滤纸条时，剪去两角的作用是防止两边的色素层析时 扩散过快，造成色素带不整齐。 ③滤纸条上由上到下的色素分布为：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b，所以Ⅰ所 示的色素带为胡萝卜素，Ⅲ所代表的色素带为叶绿素 a，叶绿素 a 在光谱中最强的吸收区域 是红光和蓝紫光。分析图 2 中的 A、C 两组实验结果，可以看出与 A 组(光照正常)相比，C 组(黑暗)类胡萝卜素的含量较多，叶绿素的含量较少，所以可以得出的结论是叶绿素的合成 需要光照；分析图 2 中的 A、B 两组实验结果，可以看出与 A 组(光照正常)相比，B 组(强光) 类胡萝卜素的含量增加，叶绿素的含量减少，所以强光可能导致类胡萝卜素的含量增加，叶 绿素的含量减少。 ④即使菜叶剪碎不够充分，但其中的色素含量并未减少，所以若研磨较充分的话，仍可 提取出 4 种光合作用色素，故 A 项正确。由于研磨时乙醇易挥发，故为获得 10 mL 提取液， 研磨时应加入多于 10 mL 乙醇且应分多次加入来提取色素，故 B 项错误。CaCO3 可防止酸破 坏叶绿素，所以应在研磨前加入少许 CaCO3，故 C 项错误。画滤液细线时，重复画线操作应 在前一次画线晾干后再进行，且滤液细线越齐、越细，层析效果越明显，故 D 项错误。分离 叶绿体中色素时，应将滤纸条略微斜靠着大试管内壁的一侧，轻轻插入到层析液中，蒸馏水 不能溶解、分离色素，故 E 项错误。层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会因色素 分解而消失，但不会随层析液挥发而消失，故 F 项错误。 b．实验异常现象分析 (24)(经典题，6 分)在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的全部或部分色素带颜色 较浅，分析其原因可能是( ) ①加入的无水乙醇太多 ②用丙酮代替无水乙醇 ③层析液没及滤液细线 ④研磨时没有加入 CaCO3 ⑤研磨时没有加入 SiO2 ⑥选取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少 ⑦画滤液细线的次数少 ⑧使用放置数天的菠菜叶 A．①③⑦ B．②④⑤⑧ C．①③④⑤⑥⑦⑧ D．②③④⑤⑥ 答案：C 解析：加入的无水乙醇太多，色素溶液浓度低，则色素带颜色较浅，①正确。无水乙醇 和丙酮都能作为有机溶剂来提取色素，②错误。层析液没过滤液细线，使色素部分溶解在层 析液中，得到的色素带颜色较浅，③正确。研磨时没有加入 CaCO3，使部分色素被破坏，④ 正确。研磨时没有加入 SiO2，导致研磨不充分，色素没有充分释放出来，⑤正确。选取的叶 片的叶脉过多，叶肉细胞过少，绿叶中所含色素少，⑥正确。在画滤液细线时，等滤液干燥 后再重复 1~2 次，画滤液细线次数太少，会使滤纸上的色素量少，也会导致滤纸条上色素带 颜色较浅，⑦正确。使用放置数天的菠菜叶，部分色素被破坏，叶中所含色素较少，⑧正确。 因此其可能原因为①③④⑤⑥⑦⑧，故 C 项正确，A、B、D 项错误。 c．实验变式分析 (25)(2018 黑龙江模拟，6 分)如图 1 所示，培养皿中放入适量层析液，盖上放一圆形滤纸， 在滤纸中央滴一滴叶绿体中的色素提取液，色素随层析液扩散得到如图 2 所示的结果。下列 有关说法错误的是( ) A．图中会出现四个色素圈，最外圈是橙黄色的胡萝卜素 B．最小的色素圈是叶绿素 a，主要吸收红光和蓝紫光 C．两个色素圈之间相距最远的是胡萝卜素和叶绿素 b D．如果所用的叶子比较老，则最小圈的色素会变少 答案：B 解析：橙黄色的胡萝卜素，溶解度最高，应该是最外圈，故 A 项正确，不符合题意。叶 绿素 b 的溶解度最小，应该是最小色素圈，主要吸收红光和蓝紫光，故 B 项错误，符合题意。 胡萝卜素位于最外的色素圈，叶绿素 b 位于最内的色素圈，两个色素圈之间相距最远，故 C 项正确，不符合题意。如果所用的叶子比较老，叶绿素 a 和叶绿素 b 被破坏，含量减少，所 以最小圈的色素会变少，故 D 项正确，不符合题意。 随堂普查练 13Ⅱ 1．(2019 江苏单科，2 分)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 答案：D 解析：光合色素提取过程中加入的 CaCO3 可保护叶绿素，过量不会破坏叶绿素，故 A 项 错误。光合色素溶于有机溶剂，层析液可用石油醚、丙酮和苯的混合物，也可用 92 号汽油， 但不可用生理盐水或磷酸盐缓冲液，故 B 项错误。实验中要用棉塞塞紧盛有层析液的试管口， 防止层析液挥发，故 C 项错误。对比两条滤纸条，蓝藻只有两条色素带，可知蓝藻无叶黄素 和叶绿素 b，故 D 项正确。 2．(2021 新编，6 分)在做“洋葱叶片中色素的提取和分离”实验时，为探究无水乙醇、 CaCO3 和 SiO2 对实验结果的影响，某小组同学做了四组实验，相关试剂的使用情况如表所示 (“+”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 + - - - CaCO3 + + - + SiO2 + + + - A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④ 答案：B 解析：甲组没有加入无水乙醇，所以提取的色素量极少或者基本没有，对应图②；乙组 是正确操作，应为对照组，色素带从上往下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a 和叶绿素 b， 其中叶绿素 a 的含量最多，对应图④；丙组没有加 CaCO3，而 CaCO3 的主要作用是保护叶绿 素不被破坏，所以丙组中叶绿素含量比对照组少，但类胡萝卜素的含量跟对照组差不多，对 应图①；丁组没有加 SiO2，而 SiO2 的作用是使研磨充分，所以该组所有色素的含量都比对照 组少，对应图③，综上所述，故 B 项正确，A、C、D 项错误。 突破积累练 光合作用与呼吸作用的综合 1．(2019 北京模拟，6 分)光合作用是生物界最基本的同化作用。下列相关叙述不正确的 是( ) A．流经森林生态系统的总能量是该生态系统的生产者固定的太阳能 B．净光合速率为零时，蓝藻细胞产生 ATP 的场所主要有线粒体和叶绿体 C．光反应产生的 ATP 和[H]是暗反应中将 CO2 合成糖类的能源物质 D．用 H182 O 培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和 O2 中检测到 18O 答案：B 解析：生产者固定的太阳能总量是流经该生态系统的总能量，故 A 项正确，不符合题意。 蓝藻是原核生物，没有线粒体和叶绿体，故 B 项错误，符合题意。光反应产生的 ATP 和[H] 是暗反应中将 CO2 还原为糖的能源物质，故 C 项正确，不符合题意。用 H182 O 培养小球藻， 在叶绿体中进行光合作用，水的光解形成 O2 和[H]，可在 O2 中检测到放射性．H182 O 还可以 参与有氧呼吸第二阶段，生成 C18O2，C18O2 通过光合作用的暗反应阶段，转移到糖类等有机 物中，所以用 H182 O 培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和 O2 中检测到 18O，故 D 项 正确，不符合题意。 2．(2018 江苏模拟，2 分)如图表示某高等植物体内的生理过程，下列叙述错误的是( ) A．Ⅰ阶段生成 ATP 和 NADPH 所需要的能量可以是光能，也可以是化学能 B．Ⅰ阶段中生成的 NADPH 将作为还原剂参与暗反应 C．③④过程进行的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质 D．若该植物是水稻，根部在水淹较长时间后，其④过程的产物 Y 是酒精和 CO2 答案：A 解析：Ⅰ阶段表示光合作用的光反应阶段，对于高等植物来说，该过程生成 ATP 和 NADPH 所需要的能量只能是光能，故 A 项错误，符合题意。Ⅰ阶段中生成的 NADPH 将作 为还原剂参与暗反应中三碳化合物的还原，故 B 项正确，不符合题意。③过程是二氧化碳的 固定，④过程是无氧呼吸，进行的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质，故 C 项正确，不符 合题意。若该植物是水稻，根部在水淹较长时间后，其④过程(无氧呼吸)的产物 Y 是酒精和 CO2，故 D 项正确，不符合题意。 3．(2018 河北衡水模拟，6 分)如图 1 为适宜温度下小球藻光合速率与光照强度的关系； 图 2 表示将小球藻放在密闭容器内，在一定温度条件下容器内 CO2 浓度的变化情况。下列有 关说法错误的是( ) A．图 1 中光照强度为 8 时，叶绿体产生 O2 的最大速率为 8 B．图 1 中光照强度为 2 时，小球藻细胞内叶绿体产生的 O2 全部被线粒体消耗 C．若图 2 实验中有两个小时处于黑暗中，则没有光照的时间段应是 2~4 h D．图 2 实验过程中，4~6 h 的平均光照强度小于 8~10 h 的平均光照强度 答案：A 解析：叶绿体产生 O2 的速率即总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，由于 图 1 中没有呼吸作用(即光照强度为 0 时)消耗 O2 的值，因此无法计算出光照强度为 8 时，叶 绿体产生 O2 的最大速率，故 A 项错误，符合题意。光照强度为 2 时，没有 O2 的释放，说明 光合作用产生的 O2 全部被线粒体消耗，故 B 项正确，不符合题意。图 2 实验在没有光照的 时间段，小球藻只进行呼吸作用，消耗 O2、产生 CO2，其中 2~4 h CO2 的增加量最大，因此 没有光照的时间段应是 2~4 h，故 C 项正确，不符合题意。图 2 实验在一定温度条件下进行， 呼吸速率一定，4~6 h 与 8~10 h 时间段内 CO2 浓度没有发生变化，说明这两个时间段小球藻 的光合速率等于呼吸速率，但由于 4~6 h 容器中 CO2 浓度高于 8~10 h，因此 4~6 h 的平均光 照强度小于 8~10 h 的平均光照强度，故 D 项正确，不符合题意。 4．(2016 全国Ⅱ，8 分)BTB 是一种酸碱指示剂，BTB 的弱碱性溶液颜色可随其中 CO2 浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下 实验：用少量的 NaHCO3 和 BTB 加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的 CO2 使溶 液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到 7 支试管中，其中 6 支加入生长状况一致 的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见表。 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯的距离 (cm) 20 遮光* 100 80 60 40 20 50 min 后试管中 溶液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯 100 cm 的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题： (1)本实验中，50 min 后 1 号试管的溶液是浅绿色，则说明 2 至 7 号试管的实验结果是由 _________________________引起的；若 1 号试管的溶液是蓝色，则说明 2 至 7 号试管的实验 结果是________________(填“可靠的”或“不可靠的”)。 (2)表中 X 代表的颜色应为____________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据 是______________________________________________________________________。 (3)5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草________________ ___________________________________。 答案：(1)不同光照下水草的光合作用或呼吸作用(2 分) 不可靠的(1 分) (2)黄色(1 分) 水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中 CO2 浓度高于 3 号管(2 分) (3)光合作用强 度等于呼吸作用强度，吸收与释放的 CO2 量相等(2 分) 解析：(1)依题意并结合表中信息可知，距日光灯的距离表示光照的强弱。2 号试管遮光， 其内的水草不能进行光合作用，但能进行呼吸作用；3~7 号试管内的水草在有光的条件下， 溶液颜色的变化是光合作用吸收的 CO2 量与呼吸作用释放的 CO2 量的综合反映；1 号试管为 对照组，其中的 NaHCO3 可维持 CO2 浓度的相对稳定，2~7 号试管为实验组。综上所述，若 50 min 后，1 号试管的溶液是浅绿色，则说明 2~7 号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作 用引起的；若 1 号试管的溶液是蓝色，说明 2~7 号试管的实验结果是不可靠的。 (2)2号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2， 所以试管内 CO2 浓度最高，X 代表的颜色应为黄色。 (3)5 号试管中的溶液颜色与对照组 1 号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草 呼吸作用产生的 CO2 量=光合作用消耗的 CO2 量，即光合作用强度等于呼吸作用强度。 5．(经典题，16 分)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下 CO2 吸收量的变化， 每 2 s 记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。 (1)在开始检测后的 200 s 内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解_________，同化 CO2。而在 实验的整个过程中，叶片可通过_________________将储藏在有机物中稳定的化学能转化为 ________________________________和热能。 (2)图中显示，拟南芥叶片在照光条件下，CO2 吸收量在________________μmol·m-2·s-1 范 围内，在 300 s 时 CO2_________________达到 2.2 μmol·m-2·s-1。由此得出，叶片的总(真实) 光合速率大约是_________________μmol·m-2·s-1。(本小题所填数值保留到小数点后一位) (3)从图中还可看出，在转入黑暗条件下 100 s 以后，叶片的 CO2 释放___________，并达 到一个相对稳定的水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。 (4)为证明叶片在光下呼吸产生的 CO2 中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物，可 利用_______________________________技术进行探究。 答案：(1)水(2 分) 细胞呼吸(2 分) ATP 中活跃的化学能(2 分) (2)0.2～0.6(2 分) 释 放量(2 分) 2.4～2.8(2 分) (3)逐渐减少(2 分) (4)14C 同位素示踪(2 分) 解析：(1)在开始检测后的 200 s 内的光照条件下，拟南芥叶肉细胞利用光能将水光解为 O2、[H]，其中[H]和 ATP 可以参与暗反应。在实验的整个过程中，叶片可通过细胞呼吸消耗 有机物，将有机物中稳定的化学能转化为 ATP 中活跃的化学能和热能。 (2)据图分析，拟南芥叶片在照光条件下进行光合作用，CO2 吸收量在 0.2~0.6 μmol·m-2·s-1 范围内，在 300 s 时 CO2 吸收量为负值，拟南芥只进行呼吸作用，所以 CO2 释放量达到 2.2 μmol·m-2·s-1.真光合速率=净光合速率+呼吸速率=(0.2~0.6)+2.2=2.4~2.8 μmol·m-2·s-1。 (3)据图分析，在转入黑暗条件下 100 s 以后，叶片的 CO2 释放量逐渐减少，最后趋于稳 定，叶片中可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。 (4)为证明叶片在光下呼吸产生的 CO2 中的碳元素的来源与去向，可以采用 14C 同位素示 踪技术进行研究。 课后提分练 13 光合作用 A 组(巩固提升) 1．(2018 海南单科，2 分)高等植物细胞中，下列过程只发生在生物膜上的是( ) A．光合作用中的光反应 B．光合作用中 CO2 的固定 C．葡萄糖分解产生丙酮酸 D．以 DNA 为模板合成 RNA 答案：A 解析：光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，故 A 项正确。光合作用中 CO2 的固定发生在叶绿体基质中，故 B 项错误。葡萄糖分解产生丙酮酸发生在细胞质基质中， 故 C 项错误。以 DNA 为模板合成 RNA 主要发生在细胞核中，故 D 项错误。 2．(2019 北京模拟，6 分)磷酸转运器是叶绿体膜上的重要结构，可将暗反应过程中产生 的磷酸丙糖运出，同时将释放的Pi运回。Pi和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输，严格按照1 ∶1 的反向交换方式进行，如图所示。下列叙述正确的是( ) A．光合色素吸收、传递和转换光能后激发 A 的进入 B．叶绿体基质中的 CO2 直接被光反应产生的[H]还原 C．磷酸转运器运输 Pi 会造成叶绿体基质中的 Pi 堆积 D．磷酸转运器可协调蔗糖合成速率与 CO2 固定速率 答案：D 解析：分析题图可知，A 参与光反应，生成 B 和参与暗反应的物质，则 A 是水，B 是光 反应中水光解产生的 O2。水以自由扩散的方式进入叶绿体中，不需要光合色素吸收、传递和 转换光能后激发，故 A 项错误。叶绿体基质中的 CO2 先固定成 C3 后再被还原，故 B 项错误。 磷酸转运器运输 Pi 不会造成叶绿体基质中的 Pi 堆积，Pi 会形成新的磷酸丙糖，故 C 项错误。 由题图可知，磷酸转运器要将叶绿体内的磷酸丙糖转运出叶绿体才能合成蔗糖，若磷酸丙糖 运出过少，可能会影响 CO2 的固定，所以磷酸转运器可协调蔗糖合成速率与 CO2 固定速率， 故 D 项正确。 3．(经典题，6 分)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外 的 CO2 和 O2 浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( ) A．黑暗条件下，①增大、④减小 B．光强低于光补偿点时，①、③增大 C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变 D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大 答案：B 解析：黑暗条件下，叶肉细胞只进行呼吸作用，CO2 从细胞内向细胞外扩散，①增大， 细胞表现为从外界环境吸收 O2，④减小，故 A 项正确，不符合题意。光强低于光补偿点时， 叶肉细胞的呼吸作用大于光合作用，CO2 从细胞内向细胞外扩散，①增大，细胞表现为从外 界环境吸收 O2，③减小，故 B 项错误，符合题意。光强等于光补偿点时，叶肉细胞的光合作 用等于呼吸作用，此时细胞既不吸收 O2 也不释放 CO2，②、③保持不变，故 C 项正确，不 符合题意。光强等于光饱和点时，叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用，O2 从细胞内扩散到细 胞外，④增大，CO2 从细胞外向细胞内扩散，②减小，故 D 项正确，不符合题意。 4．(2017 全国Ⅰ，9 分)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____________________________________________ _________________________________________________________。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，原因是是______________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _________________________________________________________。 答案：(1)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(3 分) 大于 0(2 分) (2)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(4 分) 解析：(1)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，培养后两种植 物的光合速率都降低的原因是植物在光下光合作用吸收的 CO2 量大于呼吸作用释放的 CO2 量，总体上两种植物都要从小室中吸收 CO2，因此小室中的 CO2 浓度会降低，从而影响两种 植物的光合速率。由题干可知，甲种植物的 CO2 补偿点大于乙种植物的，因此，当甲种植物 净光合速率为 0 时(即甲种植物的 CO2 补偿点)，对于乙种植物来说，外界 CO2 浓度是超过其 补偿点的，乙种植物的光合速率一定大于呼吸速率，即净光合速率大于 0。 (2)若将甲种植物密闭在无 O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，由于甲 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 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。 5．(2018 全国Ⅰ，9 分)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___________。 (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。 答案：(1)甲(1 分) (2)甲(2 分) 光照强度降低时甲植物净光合速率降低的幅度比乙大， 种植密度过大，植物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(2 分) (3) 乙(2 分) (4)CO2(2 分) 解析：(1)光照强度相同时，净光合速率大的对光能利用率高。分析题图可知，当光照强 度大于 a 时，在光照强度相同的条件下，甲植物的净光合速率大于乙植物，因此甲植物对光 能的利用率较高。 (2)分析题图可知，当光照强度降低时，甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。甲、乙两 种植物单独种植时，如果种植密度过大，导致植物接受的光照强度减弱，因此甲植物的净光 合速率降低的幅度较大。 (3)乙植物在光照强度较低时就能达到光饱和点，而甲植物需要较高的光照强度才能达到 光饱和点，所以乙植物更适合在林下种植。 (4)夏日晴天中午，光照强度过大，植物蒸腾作用较强，失水过多，气孔关闭，导致进入 植物叶肉细胞的 CO2 不足，进而导致光合速率下降。 6．(经典题，8 分)为了研究 2 个新育品种 P1、P2 幼苗的光合作用特性，研究人员分别 测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如图所示。 请回答下列问题： (1)图 1 的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在____________________________相同的 实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积__________的释放量。 (2)光合作用过程中，CO2 与 C5 结合生成______________，消耗的 C5 由__________经过 一系列反应再生。 (3)由图可知，P1 的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量 较高，可以产生更多的__________________；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的 ________________________________。 (4)栽培以后，P2 植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是____ ___________________________________________________________________。 答案：(1)光照强度、 CO2 浓度(1 分) O2 (1 分) (2)C3(1 分) C3(1 分) (3)[H]和 ATP(1 分) 参与光合作用的酶(1 分) (4)P2 植株光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少(2 分) 解析：(1)图 1 探究温度对净光合速率的影响，则无关变量光照强度、CO2 浓度需要保证 相同且适宜．光合速率可用单位时间、单位叶面积的 O2 释放量或 CO2 吸收量表示。 (2)在光合作用的暗反应阶段，CO2 与 C5 结合生成 C3，然后 C3 在光反应提供的[H]和 ATP 的作用下，再生成 C5 和有机物。 (3)由图 2 可知，P1 植株的叶片中叶绿素含量较高，可以产生更多的[H]和 ATP 用于暗反 应，同时其蛋白质含量较高，含有更多的参与光合作用的酶，所以其光合作用能力最强。 (4)与对照组相比，P2 植株光合作用能力强，产生的有机物多，但是向籽实运输的光合作 用产物少，导致 P2 植株籽实的产量并不高。 7．(2018 江苏单科，9 分)如图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及 能量代谢途径示意图(NADPH 指[H])，请回答下列问题： (1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为_______________________， 其中大多数高等植物的______________需在光照条件下合成。 (2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转 运到甲内，在_______________(填场所)组装；核编码的 Rubisco(催化 CO2 固定的酶)小亚基转 运到甲内，在_______________(填场所)组装。 (3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为_______________后进入乙，继而 在乙的______________(填场所)彻底氧化分解成 CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化， 在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的_____________ (填场所)转移到ATP 中。 (4)乙产生的 ATP 被甲利用时，可参与的代谢过程包括_____________(填序号，多选)。 ①C3 的还原 ②内外物质运输 ③H2O 裂解释放 O2 ④酶的合成 答案：(1)叶绿素、类胡萝卜素(1 分) 叶绿素(1 分) (2)类囊体膜上(1 分) 基质中(1 分) (3)丙酮酸(1 分) 基质中(1 分) 内膜上(1 分) (4)①②④(2 分) 解析：分析题图可知，甲为叶绿体，乙为线粒体。 (1)叶绿体中的光合色素包括叶绿素(叶绿素 a、叶绿素 b)和类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄 素)，其中叶绿素需要在光照条件下才能合成。 (2)光反应的场所是叶绿体的类囊体膜上，所以参与光反应中心的蛋白在细胞质的核糖体 上合成后，转运到叶绿体的类囊体膜上进行组装后发挥作用；由 CO2 的固定发生在叶绿体基 质中，可推断出核编码的 Rubisco(催化 CO2 固定的酶)小亚基转运到叶绿体的基质中组装并发 挥催化作用。 (3)线粒体只能利用丙酮酸，故甲输出的三碳糖是被氧化成为丙酮酸后进入线粒体，并在 线粒体基质中彻底氧化成 CO2(有氧呼吸第二阶段)；有氧呼吸第三阶段是[H]在线粒体内膜上 与氧结合生成水，并生成大量 ATP。因此，细胞质中合成的 NADPH 最终可在乙的内膜上被 利用，NADPH 中的能量转移到 ATP 中。 (4)在①~④中，消耗 ATP 中能量的过程有①②④，而 H2O 裂解释放 O2 是水的光解，其 所需能量来源于光能。 B 组(冲刺满分) 8．(2016 北京理综，6 分)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应 14CO2， 48 h 后测定植株营养器官和生殖器官中 14C 的量。两类器官各自所含 14C 量占植株 14C 总量的 比例如图所示。与本实验相关的错误叙述是( ) A．14CO2 进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物 B．生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官 C．遮光 70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近 D．实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响 答案：C 解析：植物吸收的 14CO2 进入叶肉细胞的叶绿体基质进行光合作用暗反应过程，先固定 形成三碳化合物，再还原成有机物即光合产物，故 A 项正确，不符合题意。由图可看出，发 育早期，正常光照和遮光 70%条件下，营养器官中所含 14C 量占植株 14C 总量的比例均高于 生殖器官中所含 14C 量占植株 14C 总量的比例，由此推出生殖器官发育早期，光合产物大部 分被分配到营养器官，故 B 项正确，不符合题意。遮光 70%条件下，发育早期(1~2)分配到营 养器官中的光合产物量远大于分配到生殖器官的光合产物量，而到了发育的中后期(3~5)，分 配到生殖器官和营养器官中的光合产物量接近，故 C 项错误，符合题意。由图示可知，该实 验的自变量有：光强和发育时期，因变量是两类器官各自所含 14C 量占植株 14C 总量的比例， 即光合产物在两类器官间的分配情况，故 D 项正确，不符合题意。 9．(经典题，6 分)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( ) 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 答案：B 解析：菠菜叶肉细胞内 RuBP 羧化酶催化的反应为 CO2 的固定，反应的场所是叶绿体基 质，故 A 项正确，不符合题意。CO2+C5(即 RuBP)→2C3 的反应需要在 CO2 供应和 C5 存在条 件下进行，有光、无光都可以进行，故 B 项错误，符合题意。测定该酶活性的方法用到了 14C， 属于同位素标记法，故 C 项正确，不符合题意。根据题意，单位时间内 14C3 生成量越多说明 RuBP 羧化酶活性越高，故 D 项正确，不符合题意。 10．(2018 江苏三模，2 分)将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的 pH 和 温度时，给予不同条件的处理，细胞悬浮液中溶解氧浓度变化如图所示(纵坐标“溶解度”表 示溶液的溶氧量)。不考虑无氧呼吸，下列相关分析错误的是( ) A．绿藻细胞的呼吸速率为 2.5 微摩尔/分 B．在乙处给予光照时，短时间内叶绿体中 ATP 含量增加 C．第 6~7 分钟内，光合速率与呼吸速率基本相等 D．如果在丁处将装置移入黑暗环境中，那么溶液的溶解氧对应曲线 g 答案：D 解析：分析题图可知，在黑暗处 4 分钟内消耗的氧气量为 210-200=10 微摩尔，则绿藻细 胞的呼吸速率为 10÷4=2.5 微摩尔/分，故 A 项正确，不符合题意。光反应产生[H]和 ATP，在 乙处给予光照时，短时间内叶绿体中 ATP 的含量将会增加，故 B 项正确，不符合题意。光照 开始后第 6~7 分钟内，密闭容器中氧浓度不再增加，光合速率与呼吸速率基本相等，故 C 项 正确，不符合题意。如果在丁处将装置移入黑暗环境中，不能进行光合作用，那么没有氧气 的产生，但仍有细胞呼吸消耗氧气，又恢复到 0~4 分时的状态，并且呼吸速率一直不变，依 据呼吸速率对应的曲线应是 e，故 D 项错误，符合题意。 11．(2016 江苏单科，4 分)为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分 别测定了 3 个品种 S1、S2、S3 的光补偿点和光饱和点，结果如图 1 和图 2。请回答以下问题： (1)最适宜在果树林下套种的品种是__________，最适应较高光强的品种是__________。 (2)增加环境中 CO2 浓度后，测得 S2 的光饱和点显著提高，但 S3 的光饱和点却没有显著 改变，原因可能是：在超过原光饱和点的光强下，S2 的光反应产生了过剩的_____________， 而 S3 在光饱和点时可能___________(填序号)。 ①光反应已基本饱和 ②暗反应已基本饱和 ③光、暗反应都已基本饱和 答案：(1)S2(1 分) S3(1 分) (2)ATP 和[H] (1 分) ①②③(1 分) 解析：光补偿点是植物光合速率与呼吸速率相等时所需要的光照强度，光饱和点是植物 达到最大光合作用强度时需要的最低光照强度；由题图 1 可知，三种植物的光补偿点是 S1 ＞S3＞S2，由题图 2 可知，光饱和点是 S3＞S1＞S2。 (1)由以上分析可知，三种植物光饱和点最小的是 S2，适于在弱光下生长，因此可以在果 树林下套种；S3 的光饱和点最大，适宜在较强的光照条件下生长。 (2)光合作用过程中光反应为暗反应提供了[H]和 ATP，增加环境中 CO2 浓度后，测得 S2 的光饱和点显著提高，说明在较低 CO2 浓度条件下，光合速率较低，光反应速率较低，光反 应产生的[H]和 ATP 较少，增大 CO2 浓度后，暗反应速率提高，需要光反应产生更多的[H] 和 ATP，因此光饱和点升高；增加环境中 CO2 浓度后，S3 的光饱和点却没有显著改变，原因 可能是光反应已经基本饱和或暗反应已经基本饱和或光反应、暗反应都已基本饱和。 12．(2019 北京西城区模拟，13 分)目前广泛种植的一种突变体水稻，其叶绿素含量仅是 野生型水稻的 51%，但产量与野生型水稻差异不显著。为了探究其生理学机制，科研人员将 突变体水稻与野生型水稻分组，并设置 2 个氮肥处理：全程不施氮肥和正常施氮肥，其他栽 培管理均最适且一致。请回答下列问题： 图 1 图 2 (1)测定叶片中叶绿素的含量，应取新鲜叶片，用_________________作溶剂研磨，为防 止叶绿素被破坏，应加入少量________________。然后过滤并测定滤液的吸光度，计算得出 叶绿素含量。 (2)测得各组叶片光合速率如图 1 所示，在光照强度大于 1000 μmol·m-2·s-1 条件下，不同 氮处理的突变体叶片的光合速率均比野生型____________(填“高”或“低”)；较低光强下 野生型的光合速率略高于突变体，这是因为此条件下__________________________________ _______________。总体来看，叶绿素含量的降低__________________(填“有”或“没有”) 抑制光合速率。 (3)CO2 固定的产物是__________________，其还原过程需要光反应提供的___________ ____________________________________________以及 Rubisco 酶的催化。研究人员测定了 叶片中 Rubisco 酶的含量，结果如图 2 所示，据此可以推测，突变体叶绿素含量低，但产量 与野生型差别不大的原因是______________________________________。表明突变体更倾向 于将氮素用于__________________的合成，而不是____________________的合成。 答案：(1)无水乙醇(1 分) 碳酸钙(1 分) (2)高(1 分) 低光强下高叶绿素含量有利于叶 片对光的吸收(2 分) 没有(1 分) (3)三碳化合物(1 分) ATP 和[H](或 ATP 和 NADPH)(2 分) 突变体的 Rubisco 酶含量高(2 分) Rubisco 酶(1 分) 叶绿素(1 分) 解析：(1)光合色素提取中需要用无水乙醇作为溶解色素的提取剂，为防止叶绿素被破坏， 研磨时需要添加碳酸钙。 (2)据图 1 分析，在光照强度大于 1000 μmol·m-2·s-1 条件下，不同氮处理的突变体叶片的 光合速率均比野生型高。低光强下高叶绿素含量有利于叶片对光的吸收，所以较低光强下野 生型的光合速率略高于突变体。已知突变体水稻的叶绿素含量仅是野生型水稻的 51%，但突 变体水稻的产量与野生型水稻差异不显著，可见叶绿素含量的降低没有抑制光合速率。 (3)在光合作用的暗反应阶段，二氧化碳先与五碳化合物结合，被固定为三碳化合物，然 后三碳化合物在[H]、ATP 和 Rubisco 酶的作用下被还原。据图 2 分析，突变体的 Rubisco 酶 含量高，故突变体叶绿素含量低，但产量与野生型差别不大，表明突变体更倾向于将氮素用 于 Rubisco 酶的合成，而不是叶绿素的合成。 13．(2016 全国Ⅲ，10 分)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对 A 品种小麦光 合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的 A 品种小麦植株分为 5 组，1 组在田间生长作 为对照组，另 4 组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和 CO2 浓度等条件与对照 组相同，于中午 12：30 测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示： 回答下列问题： (1)根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是__________ ______ ， 其 依 据 是 ________________________________________________ ； 并 可 推 测 ， _______________(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)在实验组中，若适当提高第_______________组的环境温度能提高小麦的光合速率， 其原因是____________________________________________。 (3)小麦叶片气孔开放时，CO2 进入叶肉细胞的过程_____________(填“需要”或“不需 要”)载体蛋白，_______________(填“需要”或“不需要”)消耗 ATP。 答案：(1)湿度(或相对湿度)(1 分) 相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大 (2 分) 增加(1 分) (2)四(2 分) 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(2 分) (3) 不需要(1 分) 不需要(1 分) 解析：(1)根据实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿 度，其依据是相同温度条件下，小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快，但相对湿度相 同时，小麦光合速率随温度的变化不明显；由此推测，增加麦田环境的相对湿度，可提高小 麦的光合速率，进而降低小麦光合作用“午休”的程度。 (2)在实验组中，比较实验组二、三、四可推知，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，因此若适当提高第四组的环境温度，能提高小麦的光合 速率。 (3)小麦叶片气孔开放时，CO2 进入叶肉细胞的方式是自由扩散，不需要载体蛋白的协助， 也不需要消耗 ATP。 14．(2017 江苏单科，7 分)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系 列研究。图 1 为光合放氧测定装置示意图，图 2 为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放 氧曲线。请回答下列问题： (1)图 1 中影响光合放氧速率的因素有_______________________________。氧电极可以 检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中___________的干扰。 (2)图 1 在反应室中加入 NaHCO3 的主要作用是______________。若提高反应液中 NaHCO3 浓度，果肉放氧速率的变化是__________________ (填“增大”“减小”“增大后 稳定”或“稳定后减小”)。 (3)图 2 中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对 15~20 min 曲线的斜率几乎不 变的合理解释是______________________；若在 20 min 后停止光照，则短时间内叶绿体中 含量减少的物质有____________ (填序号：①C5 ②ATP ③[H] ④C3 )，可推测 20~25 min 曲线的斜率为__________ (填“正值”“负值”或“零”)。 答案：(1)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度(1 分) 溶解氧(1 分) (2)提供 CO2(1 分) 增 大后稳定(1 分) (3)光合产氧量与呼吸耗氧量相等(1 分) ①②③(1 分) 负值(1 分) 解析：(1)光合放氧速率可用于表示光合速率，图 1 中影响光合速率的因素有光照、温度 (水浴)、CO2(NaHCO3)浓度。反应液中 O2 浓度属于因变量，氧电极可以检测反应液中 O2 的 浓度，测定前应排除反应液中溶解氧的干扰。 (2)图 1 中 NaHCO3 分解可产生 CO2，因此在反应室中加入 NaHCO3 的主要作用是为光合 作用提供 CO2。若提高反应液中的 NaHCO3 浓度，即提高 CO2 浓度，果肉细胞的光合作用会 逐渐增强，但由于光照强度、温度等因素的限制，果肉放氧速率的变化是增大后稳定。 (3)15~20 min 氧气浓度不再变化的原因是光合产氧量与呼吸耗氧量相等；光照直接影响 的是光反应，若在 20 min 后突然停止光照，则光反应产生的 ATP 和[H]减少，而光反应产生 的 ATP 和[H]用于暗反应中 C3 的还原，因此 C3 的还原减慢，而短时间内 CO2 的固定不受影 响，即 C3 的含量增多，叶绿体中 C5 的含量减少。综合以上分析可知，叶绿体中含量减少的 物质有①②③；20~25 min 停止光照后，光合作用的光反应不再发生，而呼吸作用消耗 O2 的 速率不受影响，因此 O2 不断减少，曲线的斜率为负值。