2024届高考生物一轮总复习第2单元第9讲光合作用过程、原理及影响因素(讲义)新教材(通用版).docx

第9讲光合作用过程、原理及影响因素判断正误并找到课本原文1光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。(必修1P97)()2色素在层析液中溶解度不同，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得快。(必修1P98)(×)3SiO2有助于研磨充分，CaCO3可防止研磨中色素被破坏。(必修1P98)()4不能让滤液细线触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解。(必修1P99)()5叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收红光。(必修1P99)(×)6吸收光能的4种色素分布在类囊体的薄膜上。(必修1P100)()7叶绿体内众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。(必修1P100)()8恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。(必修1P101)()9叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。(必修1P101)(×)10鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究光合作用中的氧气来源于CO2。(必修1P102)(×)11水分解为氧和H，氧直接以氧分子的形式释放出去，H与氧化型辅酶(NADP)结合，形成还原型辅酶(NADPH)。(必修1P103)()12C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。(必修1P104)()13卡尔文等用放射性同位素示踪法探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的。(必修1P104)()14光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分。(必修1P104)()15光合作用需要众多酶参与，因此影响酶活性的因素，也会影响光合作用。(必修1P105)()(2020·江苏高考)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答案B解析研磨时应加入CaCO3，其可以中和酸性物质，防止叶绿素被破坏，B错误。一捕获光能的色素和结构1绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理试剂原理提取无水乙醇绿叶中的色素溶于有机溶剂，而不溶于水分离层析液各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢(2)实验步骤提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素观察与记录：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带(3)实验结果分析结果分析：色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越高。相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。2叶绿体的结构和功能(1)叶绿体的结构和功能叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形。外表有双层膜，基粒由类囊体堆叠而成，极大地扩展了受光面积。叶绿体立体结构示意图光合色素分布于类囊体薄膜上。光合作用的酶分布于叶绿体基质、基粒(或类囊体膜上)。功能：进行光合作用场所。(2)叶绿体中色素的功能：吸收、传递、转化光能。1研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？研磨时要迅速和充分的原因？提示二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨时色素被破坏。防止无水乙醇挥发和色素氧化，保证色素充分溶解并提取较多的色素。2制备滤纸条时，在滤纸条一端剪去两角的目的是什么？提示两边色素扩散得快，防止出现边缘效应；保证色素带整齐。3画滤液细线要细、直、匀的原因是什么？滤液细线干燥后再画一两次的原因是什么？提示滤液细线要细、直、匀，是为了使各色素扩散的起点相同，分离出的色素带平整不重叠。干燥后重复画一两次是为了增加色素总量，使分离出的色素带清晰分明。4实验为何要在通风的条件下进行？为何要用棉塞塞紧试管口？提示因为层析液中的石油醚、丙酮、苯都是具有挥发性的有毒物质。提取色素的无水乙醇易挥发。5滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？提示防止色素被层析液溶解。6叶片呈现绿色的原因？提示叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素含量约是类胡萝卜素的3倍。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，绿光被反射出来。7比较叶绿体和线粒体增大膜面积的方式。提示线粒体：内膜向内折叠形成嵴；叶绿体：类囊体堆叠形成基粒。8植物细胞一定能进行光合作用吗？提示不一定。只有含有叶绿体的植物细胞才能进行光合作用，否则不能进行光合作用，如植物的根细胞、表皮细胞。9叶绿体是光合作用的场所，那么没有叶绿体就一定不能进行光合作用吗？提示不一定。如蓝细菌细胞中没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。 3叶绿体功能的实验验证资料1：(1)实验者：德国科学家恩格尔曼。(2)实验结论叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。叶绿体主要吸收红光和蓝紫光。(3)实验设计的巧妙之处实验材料用水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察，用需氧细菌可确定释放氧气的部位。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对比实验。临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。资料2：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。该资料说明光合作用的有关生化反应在叶绿体中进行。总结：在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。色素和酶是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。二光合作用的原理和应用1光合作用的原理(1)光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。(2)反应式：CO2H2O(CH2O)O2。(3)探索光合作用原理的部分实验时间及科学家实验过程发现或实验结论实验特点19世纪末在光合作用中，CO2中的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，甲醛分子缩合成糖1928年甲醛对植物有毒害作用，甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年希尔(英国)离体叶绿体的悬浮液铁盐或其他氧化剂O2离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O2悬浮液中有H2O，无CO21941年鲁宾、卡门(美国)用同位素示踪法研究光合作用中氧气的来源。提供HO、CO2释放18O2；提供H2O、C18O2释放O2光合作用释放的O2来自H2O相互对照。自变量：标记物；因变量：释放的O2是否含18O1954年、1957年阿尔农(美国)光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总与水的光解相伴随20世纪40年代卡尔文等(美国)用经过14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径利用同位素标记法1希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？提示是。因为希尔实验是在没有CO2的情况下进行的，没有CO2参与反应，而糖的合成需要CO2的参与。2希尔实验中的氧化剂起到什么作用？提示结合H2O分解产生的2H和2e。 (4)光合作用的过程比较项目光反应暗反应过程模型条件色素、光、酶、水、ADP、NADP、Pi，必须有光多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5，有无光均可场所在叶绿体内的类囊体薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化水的光解：2H2O4HO2；ATP的合成：ADPPi能量ATP；NADPH的合成：NADPHNADPHCO2的固定：CO2C52C3；C3的还原：注：NADPH为C3还原提供还原剂和能量。能量转化光能ATP和NADPH中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物关系在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H等，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能；ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分(5)光合作用过程中元素的转移途径H：C：O(6)光合作用意义太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。课后习题改编1光反应阶段必须在有光的条件下进行，暗反应必须在无光条件下进行。(×)2暗反应可以在无光条件下长期进行。(×)3光反应ATP水解释放的能量只能用于C3还原，不能用于各项生命活动。()4光合作用有水的产生。()5光合细菌、蓝细菌无叶绿体不能进行光合作用。(×)6只要外界条件合适，植物细胞就能进行光合作用。(×)7当光照强度突然下降，C3含量减少，C5含量增多。(×)8当CO2浓度突然下降，C3含量减少，C5含量增多。()9暗反应也会受到光照影响，因为光影响光反应，从而影响NADPH和ATP的量。() 2化能合成作用与光合作用的比较项目光合作用化能合成作用条件光、色素、酶酶原料CO2和H2O等无机物产物糖类等有机物能量来源光能某些无机物氧化时释放的能量生物种类绿色植物、蓝细菌等硝化细菌、硫细菌等3探究光照强度对光合作用强度的影响(1)光合作用强度概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。(2)探究光照强度对光合作用强度的影响实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，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，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。实验中变量分析 自变量不同光照强度控制自变量可通过调节光源与烧杯的距离进行控制因变量光合作用强度检测因变量同一时间段内叶片浮起数量对无关变量进行控制叶片大小、溶液的量等保持一致实验流程取材排气沉水分组光照观察并记录。实验结果：在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也越多。实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也增强(单位时间内圆形小叶片中产生的O2越多，浮起的圆形小叶片也越多)。4影响光合作用强度的环境因素(1)光光照时间越长，产生的光合产物越多。由于光合色素吸收红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少，所以光的波长不同光合作用强度不同。光照强度光补偿点：光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度。光饱和点：达到最大光合作用强度时的最小光照强度。应用：适当提高光照强度；延长光合作用时间；增加光合作用面积合理密植；温室大棚用无色透明的塑料或玻璃。(2)CO2浓度曲线A：进行光合作用所需的最低CO2浓度。B：达到最大光合作用强度所需最低CO2浓度(CO2饱和点)。AB：光合作用强度随CO2浓度增大而增强。B以后：当CO2浓度增加到一定值后，光合作用强度不再增强(CO2浓度不再是限制因素)。应用：温室栽培植物时，适当提高室内CO2的浓度，如释放一定量的干冰或多施有机肥；大田中，要注意通风透气。(3)温度温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度。应用：适时播种；温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。(4)水及矿质元素N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，也参与光合作用过程中反应物和生成物的运输；水还会影响气孔开闭，从而影响CO2进入植物体，间接影响光合作用。应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料；合理灌溉可以提高作物的光合作用效率。(5)多因素对光合速率影响多因素对光合速率影响的曲线变化规律分析如图所示：曲线分析 1我国北魏时期的农书齐民要术中，有关于栽种农作物要“正其行，通其风”的记载。分析采取这种措施的原因是什么？提示通风透光，既有利于充分利用光能，又可以使空气不断流过叶面，提供较多的CO2，从而提高光合作用强度，进而提高光合产量。2北方夏季中午，光照强度很强，但植物的光合作用强度明显减弱的原因是什么？提示北方夏季中午，温度很高，蒸腾作用很强，失水过多，导致大量气孔关闭，CO2吸收减少，光合作用强度明显减弱。 考点1捕获光能的色素和结构题型一 叶绿体中色素的提取和分离1(2021·广东广州一模)在弱光照条件下黄瓜叶片的颜色更浓绿。研究小组提取并分离正常光照和弱光照条件下黄瓜叶片中的色素。下列有关叙述错误的是()A弱光照条件下，叶绿素含量的增加是黄瓜对光的适应B提取色素时，加入CaCO3的目的是使研磨充分C色素分离的原因是不同色素在滤纸条上的扩散速度不同D滤纸条上的黄绿色条带是由叶绿素b扩散形成的答案B解析加入CaCO3的目的是防止色素被破坏，B错误。2甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()A甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C丙可能是正确操作得到的理想结果D丁可能是因为研磨时未加入CaCO3答案C解析叶绿体中的色素属于有机物，易溶于酒精等有机溶剂，难溶于水，甲中没有色素，可能是误用蒸馏水作提取液和层析液，A正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，导致色素浓度太低，B正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不应该是正确操作得到的理想结果，C错误；丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO3，叶绿素被破坏，D正确。 绿叶中色素的提取和分离实验中异常实验现象原因分析(1)滤纸条上色素带颜色均较浅：未加二氧化硅，研磨不充分；加入无水乙醇的量过多；实验材料中色素含量较少或称取绿叶较少。(2)滤纸条上最下面两条色素带较浅：未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏；实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。(3)滤纸条上色素带重叠：滤液细线不直；滤液细线过粗。(4)滤纸条上看不见色素带：忘记画滤液细线；滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中；误用蒸馏水作提取液和层析液。题型二 色素吸收光谱分析3(2017·全国卷)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640660 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解析类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光，A错误；640660 nm波长的光为红光，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶片在640660 nm波长光下只有叶绿素能吸收光能，参与光合作用，释放O2，D正确。4下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是()A由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光B用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C由550 nm转为670 nm波长的光后，短时间内叶绿体中C3的量减少D土壤中缺乏镁时，植物对420470 nm波长的光利用量显著增加答案D解析由图可知，叶绿体中色素吸收450 nm波长的光比600 nm波长的光要多，因此用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多，光反应产生的ATP和NADPH变多，暗反应中C3的还原量增多，短时间内C3的生成量不变，则短时间内叶绿体中C3的量减少，C正确；从图中可以看出，叶绿素吸收420470 nm波长的光较多，当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420470 nm波长的光变少，则植物对420470 nm波长的光利用量显著减少，D错误。 光合色素和光合场所的三点提醒(1)色素的功能特点：叶绿素和类胡萝卜素均有主要的吸收光波段，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。(2)色素的分布位置：色素不只分布于叶绿体中，液泡中也含有色素如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)光合作用的场所：叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，也能进行光合作用。题型三 叶绿体的结构与功能5. 如图为水绵结构模式图。恩格尔曼进行光合作用实验时，把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束对水绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射，发现水中的需氧细菌明显聚集在叶绿体被光投射处；若将装片完全暴露在光下，需氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位。此实验证明了()A氧气是由水分解来的B叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧C光合作用能产生淀粉D光合作用需以二氧化碳为原料答案B6下图为叶绿体结构示意图，下列叙述不正确的是()A具有选择透过性B吸收光能的色素分布在上C与光合作用有关的酶分布在中D叶绿体具有双层膜答案C考点2光合作用的原理和应用题型一 探究光合作用原理的部分实验1下列关于光合作用发现史的叙述错误的是()A19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖B希尔反应证明了光合作用中氧气来源于水分子的分解，所以说希尔反应就是光合作用的光反应C美国科学家阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP，并发现该过程总与水的光解相伴随D卡尔文采用放射性同位素示踪技术探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径答案B解析希尔反应只包括水的光解过程，不包括ATP的合成过程，所以希尔反应不是光反应。2希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，适当条件下，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原，希尔反应式是H2O氧化态电子受体还原态电子受体O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下面关于希尔反应和阿尔农发现的叙述不正确的是()A光合作用释放的O2来自于水而不是CO2BNADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上C希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D光合作用的需光过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH答案B解析由题中希尔反应式可以知道，光合作用过程中产生的氧气来自于参加反应的水，A不符合题意；从希尔反应和阿尔农的发现，得不到NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上的结论，B符合题意；根据题意，希尔反应和有机物的合成过程分别进行，希尔反应发生在没有CO2和有光照的条件下，有机物合成发生在无光照，有CO2的条件下，C不符合题意；希尔反应只有在光下才能进行，在暗处是不能进行的，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以进行有机物的合成，NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗，为反应提供能量和还原剂，D不符合题意。题型二 光合作用的过程3据下面光合作用图示判断，下列叙述不正确的是()A过程发生于叶绿体类囊体薄膜上，过程发生于叶绿体基质中B如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子，则14C的转移途径为14CO2C3糖类CNADPH既可作还原剂，也可为暗反应提供能量D不仅用于还原C3，还可用于矿质离子吸收等答案D解析根据光合作用的过程判断分别表示NADPH、ATP、CO2、(CH2O)、光反应、暗反应和NADP。光合作用过程中，CO2首先与C5相结合，形成C3，然后C3被还原形成糖类等有机物，B正确；光反应产生的ATP只用于暗反应，呼吸作用产生的ATP才能用于矿质离子吸收等生命活动，D错误。4(2020·天津等级考)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是()A产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素答案A解析乙醇酸等同于光合作用暗反应产生的糖，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。5(2021·山东潍坊高三模拟)下图为绿色植物某细胞内发生的两个生理过程。下列分析正确的是()A进行过程的细胞也能进行过程B过程产生的能量，大部分用于合成ATPC、过程中的还原型辅酶是同种物质D过程发生在线粒体内膜上，过程发生在叶绿体内膜上答案A解析表示光合作用光反应阶段，表示有氧呼吸的第三阶段，能够进行光合作用的细胞一定能够进行有氧呼吸，A正确；过程产生的能量，大部分以热能的形式散失，少部分合成ATP，B错误；、过程中的还原型辅酶不是同种物质，前者是还原型辅酶，后者是还原型辅酶，C错误；过程发生在线粒体内膜上，过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上，D错误。题型三 外界条件改变对叶绿体中物质含量的影响6(2021·湖南师大附中“八省联考”猜题)将叶绿体悬浮液置于适宜光照下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是()A可测定叶绿体悬浮液的净光合速率B向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液，NADPH含量下降C突然改用等强度红光照射，短时间内C3含量上升D改变悬浮液中pH对氧气释放无影响答案B解析离体叶绿体只进行光合作用，释放出的氧气为实际光合作用产生的氧气，所以该实验可测定叶绿体悬浮液的实际光合速率(总光合速率)，A错误；向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液，可使溶液中用于光合作用的CO2含量增加，生成的C3增加，进而使C3被还原时消耗的NADPH增加，导致NADPH含量下降，B正确；突然改用等强度红光照射，则叶绿体色素吸收利用的光能增多，导致光反应产生的NADPH和ATP增加，使C3的还原增强，消耗的C3增加，短时间内C3的生成量不变，所以短时间内C3含量下降，C错误；产生氧气的光反应需要酶的催化，而酶的活性受pH影响，D错误。7. 如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况，下列对这一环境因素改变的分析正确的是()A突然停止光照 B突然增加CO2浓度C降低环境温度 D增加光照强度答案D解析C3含量下降，C5含量上升，说明CO2固定减弱或C3还原加快，即CO2浓度降低或光照强度增强，A、B错误，D正确；若降低环境温度，光合速率下降，C3和C5含量均下降，C错误。当外界条件发生骤变时，光合作用中C3、C5的含量变化需从物质的生成和消耗两个方面综合分析(1)光照减弱时，C3、C5的含量变化同理可知，光照增强时，NADPH、ATP含量增加，C3含量减少，C5含量增加。(2)CO2含量增加时，C3、C5的含量变化同理可知，CO2含量减少时，C3含量减少，C5含量增加。题型四 探究光照强度对光合作用强度的影响8如图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是()A叶片吸水膨胀，密度减小B溶液内产生的CO2大量附着在叶面上C叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上DNaHCO3溶液因放出CO2而密度增大答案C解析叶片浮出水面的原因是叶片进行光合作用，产生的O2附着在叶面上，使叶片浮力变大而浮在水面上，A、B错误，C正确；溶液内不会产生过多的CO2，NaHCO3溶液的作用是保持容器内CO2的浓度稳定，D错误。题型五 单因素对光合作用强度的影响9(2017·天津高考)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2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解析突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型，光照强度低于P时，对光的吸收能力低于野生型，则光反应强度低于野生型，A正确；突变型水稻叶片固定CO2酶的活性显著高于野生型，光照强度高于P时，突变型的CO2吸收速率大于野生型，则暗反应强度高于野生型，B正确；光照强度低于P时，由于突变型的光合速率随光照强度增大而增大，则限制其光合速率的因素主要是光照强度，C正确；光照强度高于P时，突变型水稻的光合速率随着光照强度增大而增大，故此时限制突变型水稻光合速率的主要环境因素是光照强度，D错误。10(2021·北京高三下学期综合能力测试)藻类细胞中无机碳含量高出胞外500倍以上，光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解HCO获得CO2，而CO几乎不能被该藻利用。关于测定不同pH(7.010.0)对光合作用影响的实验，下列说法或推测不正确的是()A藻类细胞可能通过主动运输方式吸收HCOBpH可改变CA的活性影响暗反应速率CpH可改变HCO的供应量影响暗反应速率DpH升高一定利于藻类暗反应速率的提高答案D解析藻类细胞中无机碳含量高出胞外500倍以上，故藻类细胞可能通过主动运输方式吸收HCO，A正确；pH可影响CA活性，进而影响CO2的转化，影响暗反应速率，B正确；如碱性条件下HCO可转化为CO，无法被藻类利用，从而影响CO2供应，影响暗反应速率，C正确；pH升高会导致HCO转化为CO，不利于暗反应，且pH偏高会影响与光合作用有关的酶的活性，D错误。11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，暗反应强度不变答案B解析缺镁影响叶绿素的合成，进而影响光反应，导致光反应强度下降，NADPH和ATP减少，进一步导致暗反应中三碳化合物的还原强度降低，进而影响暗反应，使暗反应强度降低，B正确。题型六 多因素对光合作用强度的影响12(2021·北京东城高三一模)下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。相关叙述正确的是()注：箭头所指为处理开始时间。A若在t1前充CO2，则暗反应速率将显著提高Bt1t2，光反应速率显著提高而暗反应速率不变Ct3t4，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高Dt4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5比值下降答案C解析0t1，光照较弱，光合速率较慢，限制因素为光照强度，若在t1前充CO2，则暗反应速率不会显著提高，A错误；t1t2，给予充足恒定光照，光反应速率显著提高，产生的NADPH和ATP增加，导致暗反应速率也增加，B错误；t3t4，CO2浓度增加，叶绿体基质中生成的C3增加，消耗NADPH的速率提高，C正确；t4后短暂时间内，由于缺少光照，ATP和NADPH减少，还原C3的速率减慢，但短时间内CO2固定的速率不变，导致C3含量增加，C5含量减少，故叶绿体中C3/C5比值将上升，D错误。13龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，实验结果如下图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法错误的是()A实验中CO2浓度为0.1%的组是实验组B增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率C高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快D选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素答案B解析大气CO2浓度约为0.03%，实验中CO2浓度为0.1%的组是实验组，A正确；由图可知，不同CO2浓度下龙须菜相对生长速率基本相同，B错误；与低光相比，高光条件下相对光反应速率高，相对生长速率高，C正确；因不同光照影响龙须菜的生长，因此龙须菜养殖时需考虑海水的透光率等因素，D正确。14(2022·山东德州高三期中)下图表示光合作用的部分过程，PS和PS是由蛋白质和光合色素组成的复合物，具有吸收、传递、转化光能的作用。(1)PS吸收的光能可以将H2O分解产生物质N_和H，PS吸收的光能可以转移到物质M_中参与暗反应_过程。(2)为探究光对植物光合作用的影响，科研人员利用中度遮光和重度遮光分别处理某植物得到如下实验结果：处理组对照组中度遮光重度遮光叶绿素(mg/g)0.761.032.30类胡萝卜素(mg/g)0.30.330.58净光合作用(mol·m2·s1)5.58.24.7气孔导度(mmol·m2·s1)0.0560.0770.036胞间CO2浓度(L·L1)248189285遮光处理后，植物色素含量增加的意义是_ _；分析表中数据可知，重度遮光条件下净光合速率的下降不是气孔因素引起的，请说出理由：_ _。(3)为了进一步探究重度遮光导致净光合作用下降的原因，科研人员测量了叶片最大光化学效率(与PS损伤程度负相关)，结果如下：据此分析重度遮光导致光合作用下降的原因可能是_。综合(2)(3)中信息，请给出种植该植物的建议：_。答案(1)O2NADPHC3的还原(2)植物通过提高色素含量提高光能利用率气孔开闭可影响CO2含量，重度遮光后胞间CO2浓度增加(3)重度遮光可导致PS系统损伤，影响光反应适当遮光解析(3)由图2可知，重度遮光，叶片最大光化学效率逐渐降低，即重度遮光可导致PS系统损伤，影响光反应，由(2)中表格可知，中度遮光条件下该植物的净光合作用强度最大，故综合(2)(3)中信息，给出种植该植物的建议应适当遮光。一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的)1. (2019·江苏高考改编)下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细菌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实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b答案D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错误；层析液易挥发，故进行层析时要用培养皿覆盖烧杯，C错误；比较题图所示分离结果可知，该种蓝细菌没有叶黄素和叶绿素b，D正确。2(2021·西城区高三期中)北京的秋天呈现出缤纷的色彩，有绿色、黄色、红色、紫色等。下列叙述正确的是()A植物缤纷的色彩是液泡中各种色素的比例不同造成的B用清水可以将紫鸭跖草叶片中的所有色素提取并分离C秋天银杏叶片变黄的原因是低温造成叶绿素含量降低D枫树、爬山虎等植物叶片变红后捕获光能的能力增强答案C解析植物缤纷的色彩是叶绿体和液泡中各种色素的比例不同造成的，A错误；叶绿体色素溶于有机溶剂而不溶于水，因此不能用清水提取所有色素，B错误；叶绿素在低温下易被分解，秋天银杏叶片变黄的原因是低温造成叶绿素含量降低，C正确；枫树、爬山虎等植物叶片变红后叶绿素含量降低，捕获光能的能力减弱，D错误。3叶绿体是光合作用的场所。下列有关叶绿体和光合作用的叙述，错误的是()A叶绿体内部巨大的膜面积为暗反应的酶提供了附着位点B叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不能吸收红光C光合色素吸收的光能用于水的光解和ATP的形成DO2的产生需要提供光照，(CH2O)的产生需要提供CO2答案A解析叶绿体的类囊体薄膜增大了叶绿体内部的膜面积，是光合作用光反应的场所，A错误。4(2021·辽宁选择性考试)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是()