易混易錯梳理
一、葉綠體中色素的提取和分離
1.實驗材料和試劑
（1）材料
葉片要新鮮、顏色要深綠，這樣的葉片含有的色素較多。
（2）試劑及作用
2.實驗操作中的關(guān)鍵步驟
（1）研磨要迅速、充分：研磨充分使葉綠體完全破裂，可提取較多的色素。
（2）濾液細(xì)線要求：細(xì)、直、齊，含有較多的色素，所以應(yīng)待濾液干后再畫一兩次。
（3）濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素會溶解到層析液中，使濾紙條上得不到色素帶。
3.濾紙條上色素的分布和對光的吸收

4.綠葉中色素的提取和分離實驗的異?，F(xiàn)象分析
（1）收集到的濾液綠色過淺的原因分析：
①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。
②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）太少。
③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。
④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。
（2）濾紙條色素帶重疊：濾液細(xì)線畫得過粗。
（3）濾紙條看不見色素帶：
①忘記畫濾液細(xì)線。
②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。
5.葉綠體中的色素與吸收光譜

（1）葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。
（2）葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍(lán)紫光吸收量大，對其他可見光并非不吸收，只是吸收量較少。
二、光合作用的探究歷程
1.普利斯特利的實驗
（2）實驗分析
①缺少空白對照，實驗結(jié)果說服力不強(qiáng)，應(yīng)將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于玻璃罩內(nèi)，作為空白對照。
②沒有認(rèn)識到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長。
③由于當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制，沒有明確植物更新氣體的成分。
2.薩克斯的實驗
（1）實驗過程及現(xiàn)象
黑暗中饑餓處理的綠葉不變藍(lán)
（2）實驗分析
①設(shè)置了自身對照，自變量為光照，因變量是葉片顏色變化。
②實驗的關(guān)鍵是饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)了實驗的說服力。
③本實驗除證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明了光是光合作用的必要條件。
3.魯賓和卡門的實驗
（1）實驗過程及結(jié)論：
（2）實驗分析：設(shè)置了對照實驗，自變量是標(biāo)記物質(zhì)（HO和C18O2），因變量是O2的放射性。
三、光合作用的過程
1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較
2.影響光合作用的因素及其應(yīng)用
（1）光照強(qiáng)度
①光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線分析

A點：光照強(qiáng)度為0，此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。
AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少，這是因為細(xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。
B點：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度（光照強(qiáng)度只有在B點以上時，植物才能正常生長）。
BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點以后不再加強(qiáng)。限制C點以后光合作用強(qiáng)度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。
②應(yīng)用：陰雨天適當(dāng)補(bǔ)充光照，及時對大棚除霜消霧。
（2）CO2濃度

①曲線分析：A點是進(jìn)行光合作用所需的最低CO2濃度，B點是CO2飽和點；B點以后，隨著CO2濃度的增加光合作用強(qiáng)度不再增加。
②應(yīng)用：溫室中適當(dāng)增加CO2濃度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥來提高CO2濃度。
（3）溫度

①B點是最適溫度，此時光合作用最強(qiáng)，高于或低于此溫度光合作用強(qiáng)度都會下降，因為溫度會影響酶的活性。
②應(yīng)用：溫室栽培時白天適當(dāng)提高溫度，夜間適當(dāng)降低溫度。
（4）水及礦質(zhì)元素對光合作用的影響
①原理：①N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會影響葉綠素的合成從而影響光合作用。
水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，水還會影響氣孔的開閉，從而影響CO2進(jìn)入植物體。
②應(yīng)用。
合理施肥；預(yù)防干旱，合理灌溉。
四、光合作用與細(xì)胞呼吸
1.光合作用和細(xì)胞呼吸過程中的物質(zhì)聯(lián)系
1.C元素
2.O元素
3.H元素
2.光合作用和細(xì)胞呼吸過程中的能量聯(lián)系
3.光合作用和細(xì)胞呼吸過程中[H]和ATP的來源和去路
4.光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合計算
（1）光合速率與呼吸速率
①凈光合速率：
植物綠色組織在有光條件下，總光合作用與細(xì)胞呼吸同時進(jìn)行時，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。從數(shù)值關(guān)系上：凈光合速率=總光合速率-呼吸速率。常用O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量來表示。
凈光合速率的測定方法：將植物置于光下，測定容器中O2增加量CO2減少量或有機(jī)物增加量。
②真正光合速率：
表示植物綠色組織在有光條件下進(jìn)行光合作用消耗的CO2或產(chǎn)生O2的量，即實際光合速率，常用O2產(chǎn)生量CO2固定量或有機(jī)物的產(chǎn)生量來表示。
呼吸速率的測定方法：將植物置于黑暗中，測定容器內(nèi)CO2的增加量O2減少量或有機(jī)物減少量。
（2）光合作用與呼吸作用的綜合計算
光合作用與呼吸作用的綜合計算在光照條件下，綠色植物同時進(jìn)行光合作用和呼吸作用，光合作用和呼吸作用的原料和產(chǎn)物正好相反，但兩者不是可逆過程。解題時常涉及下列三項內(nèi)容的計算：
①在黑暗條件下的綠色組織或非綠色組織的測定值為呼吸速率。
②綠色組織在有光條件下光合作用與呼吸作用同時進(jìn)行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。
③真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。
a.真正光合速率=CO2吸收量+CO2釋放量，單位為mg CO2/（單位面積·單位時間）；b.真正光合速率=O2釋放量+O2吸收量，單位為mg O2/單位面積·單位時間）；
c.光合作用有機(jī)物積累量=光合作用有機(jī)物生產(chǎn)量-細(xì)胞呼吸有機(jī)物消耗量。
只有測出凈光合速率和呼吸速率，才可推算出真正光合速率。
（3）光合作用與細(xì)胞呼吸綜合曲線解讀
①綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進(jìn)行呼吸作用，測得的數(shù)值為呼吸速率（A點）。
②綠色組織在有光條件下，光合作用與細(xì)胞呼吸同時進(jìn)行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。
③各點的光合作用和呼吸作用分析
（4）環(huán)境條件改變時光補(bǔ)償點光飽和點的移動
①光補(bǔ)償點的移動：呼吸速率增加，其他條件不變時，光補(bǔ)償點應(yīng)右移，反之左移。呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，光補(bǔ)償點應(yīng)右移，反之左移。
②光飽和點的移動：相關(guān)條件的改變（如增大CO2濃度）使光合速率增大時，光飽和點C應(yīng)右移，反之左移。
易混易錯通關(guān)
1.高等植物的光合作用依賴光合色素。不同環(huán)境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化稱為“葉綠素循環(huán)”。研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)遮光條件下，葉綠素a與葉綠素b的比值會降低，以適應(yīng)環(huán)境。圖中②③是兩種葉綠素的吸收光譜。下列關(guān)于葉綠素的敘述正確的是( )
A.圖中②和③主要分布在葉綠體的內(nèi)膜上
B.利用紙層析法分離色素時，③應(yīng)位于濾紙條的最下端
C.植物葉片呈現(xiàn)綠色是由于②③主要吸收綠光
D.弱光下②的相對含量增高有利于植物對弱光的利用
2.遷移率是紙層析法中區(qū)分混合色素中各種成分的重要指標(biāo)，也可用于色素的鑒定，遷移率=色素移動距離/溶劑移動距離。如表是葉綠體中色素紙層析結(jié)果（表中移動距離均為相對值）。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A.該實驗需先用苯、丙酮、石油醚配制成的層析液提取葉綠體中的色素
B.色素3的遷移率為0.2，若植物體缺Mg2+，色素3含量會減少
C.色素1在層析液中的溶解度最大，色素4在濾紙條上擴(kuò)散速度最快
D.能夠吸收藍(lán)紫光的只有色素1和色素2，主要吸收紅光的只有色素3和色素4
3.植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過與PSⅡ結(jié)合或分離來增強(qiáng)或減弱對光能的捕獲（如圖所示）。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是( )
A.葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)
B.Mg2+含量減少會導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱
C.弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對光能的捕獲
D.PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H+、電子和O2
4.下圖表示光合作用示意圖。下列說法錯誤的是( )
A.類囊體薄膜上有吸收光能的4種色素
B.物質(zhì)②中可儲存活躍的化學(xué)能，物質(zhì)③為NADPH
C.在光照供應(yīng)充足時，突然停止供應(yīng)物質(zhì)④，C5的含量將迅速下降
D.在整個光合作用過程中，植物將太陽能最終轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
5.如圖為研究NaHCO3，溶液對光合作用速率影響的實驗。下列說法錯誤的是( )
A.將裝置放在光下，毛細(xì)刻度管內(nèi)的紅色液滴向左移動
B.將裝置置于暗室中，一段時間后檢查紅色液滴是否移動及移動方向，可以證明光是光合作用的必要條件
C.伊樂藻光合作用消耗的CO2與釋放的O2量相等，因此紅色液滴不移動
D.為使實驗更具說服力，甲中也應(yīng)放置等量相同的伊樂藻
6.1881年，恩格爾曼把載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時裝片放在沒有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中，如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光部位；用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，大量需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。下列敘述中錯誤的是( )
A.恩格爾曼的實驗直接證明葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧
B.需氧細(xì)菌利用水綿釋放的氧氣，在線粒體內(nèi)膜上完成需氧呼吸第三階段
C.用極細(xì)的光束照射葉綠體，出現(xiàn)光照部位和無光照部位，形成對照實驗
D.葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用
7.如圖是光合作用過程實驗圖解。請分析判斷下列說法不正確的是( )
A.此實驗說明完整的葉綠體是進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)單位
B.通過裝置A、B可以證明光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上
C.通過裝置A、C可以證明碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中
D.通過本實驗可以推測光反應(yīng)可能為碳反應(yīng)提供了反應(yīng)必需的條件
8.在夏季晴朗的白天,10時左右某植物光合作用強(qiáng)度達(dá)到峰值，13時左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱。假如該植物光合作用與細(xì)胞呼吸的最適溫度分別是25℃和35℃且白天最高氣溫不會超過35℃。下列對該植物光合作用強(qiáng)度減弱的分析有誤的是( )
A.13時葉片失水較多使氣孔部分關(guān)閉，進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少
B.光反應(yīng)產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制,葉綠體吸收、轉(zhuǎn)化光能的能力下降
C.中午溫度升高導(dǎo)致細(xì)胞呼吸速率降低,細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量減少
D.中午時溫度較高，與光反應(yīng)有關(guān)的酶活性降低，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱
9.德國科學(xué)家瓦爾堡設(shè)法把光合作用的光反應(yīng)、碳反應(yīng)分開研究，他的方法是在人工光源“間歇光”下測定光合作用?？蒲腥藛T重新設(shè)計瓦爾堡的實驗：分離出某植物的葉綠體，讓葉綠體交替接受5秒光照、5秒黑暗處理，持續(xù)進(jìn)行20分鐘，并用靈敏傳感器記錄環(huán)境中O2和CO2的變化，部分實驗記錄如圖所示。下列分析正確的是( )
A.a~c段為光反應(yīng)階段，c~e段為碳反應(yīng)階段
B.S1、S3可分別表示光反應(yīng)釋放的O2總量與碳反應(yīng)吸收的CO2總量，且S1=S3
C.由O2的釋放速率和CO2的吸收速率推測光反應(yīng)速率與碳反應(yīng)速率始終相等
D.與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時葉綠體有機(jī)物合成總量更多
10.德國科學(xué)家瓦爾堡設(shè)法把光合作用的光反應(yīng)、碳反應(yīng)分開研究，他的方法是在人工光源“間歇光”下測定光合作用。科研人員重新設(shè)計瓦爾堡的實驗:分離出某植物的葉綠體,讓葉綠體交替接受5秒光照、5秒黑暗處理，持續(xù)進(jìn)行20分鐘，并用靈敏傳感器記錄環(huán)境中O2和CO2的變化，部分實驗記錄如圖所示。
下列分析正確的是( )
A.a~c段為光反應(yīng)階段，c~e段為碳反應(yīng)階段
B.S1、S3可分別表示光反應(yīng)釋放的O2總量與碳反應(yīng)吸收的CO2總量，且S1=S3
C.由O2的釋放速率和CO2的吸收速率推測光反應(yīng)速率與碳反應(yīng)速率始終相等
D.與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時葉綠體有機(jī)物合成總量更多
11.利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，進(jìn)行光合作用速率測定。圖乙是利用裝置甲測得的數(shù)據(jù)繪制成的坐標(biāo)圖。下列敘述正確的是( )
A.從圖乙可看出，F(xiàn)植物適合在較強(qiáng)光照下生長
B.光照強(qiáng)度為1 klx時，裝置甲中放置植物E的葉圓片進(jìn)行測定時，液滴不移動
C.光照強(qiáng)度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率相等
D.光照強(qiáng)度為6 klx時，裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短
12.科研人員進(jìn)行了如表所示的實驗，探究小麥在不同光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫度下進(jìn)行光合作用的情況。結(jié)果如圖所示。自然環(huán)境中的CO2濃度在0.039%左右，下列敘述錯誤的是( )
A.c組措施為自然狀態(tài)，可作為其他3組的對照組
B.a、b、c組只表明降低光照強(qiáng)度會降低光合速率
C.c、d組表明適當(dāng)升高CO2濃度會顯著提高光合速率
D.光照強(qiáng)度和CO2濃度會改變光合作用的最適溫度
13.如圖表示在自然條件下，甲、乙兩種植物的CO2吸收速率隨光照強(qiáng)度的變化情況，下列有關(guān)說法錯誤的是( )
A.連續(xù)的陰雨天氣，生長受影響更大的是甲植物
B.bc段，限制甲、乙兩種植物光合速率的環(huán)境因素不同
C.d點時，甲、乙兩種植物在單位時間內(nèi)的CO2固定量相等
D.若提高外界環(huán)境的CO2濃度，則a、b兩點都可能向左移動
14.通過分析毛竹林下紅豆樹、浙江楠、浙江樟的生長及生理特性，探索適合毛竹純林轉(zhuǎn)變?yōu)橹耖熁旖涣值哪Ｊ襟w系。表1和表2顯示了毛竹林下不同樹種的光合參數(shù)變化規(guī)律，回答下列有關(guān)問題。
注:表1和表2中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。
（1）據(jù)表分析，選擇紅豆樹與毛竹混合種植的原因：______。
（2）若要測浙江楠的總光合速率，則需要對浙江楠進(jìn)行_____處理，若測得浙江楠的呼吸速率為6.2μml·m-2·s-1，則光照條件下，浙江楠單位面積每小時至少制造的有機(jī)物的魚為______mml·m-2（保留小數(shù)點后兩位數(shù)字）。
（3）進(jìn)行光合作用的色素位于_____，可用____法分離色素。
（4）若中午突然陰天,則短期內(nèi)葉肉細(xì)胞內(nèi)C3和C5的含量變化是______。
15.炎熱干燥的天氣往往會導(dǎo)致植物出現(xiàn)光呼吸現(xiàn)象，圖1表示植物葉肉細(xì)胞發(fā)生的光呼吸過程簡圖，光呼吸發(fā)生的原因是圖中的R酶的雙功能性，當(dāng)CO2與O2濃度之比較高時，R酶能夠催化與CO2與C5反應(yīng)，生成C3，反之，當(dāng)CO2與O2濃度之比較低時，光呼吸水平增加,R酶就會更多地催化C5與O2反應(yīng)，生成乙醇酸（C2）, C2最后在相應(yīng)細(xì)胞器中可轉(zhuǎn)化成C3和CO2。請完成以下問題：
（1）炎熱干燥的天氣導(dǎo)致植物出現(xiàn)光呼吸的原因是_____。
（2）比較光呼吸與植物細(xì)胞有氧呼吸的不同點______（描述三個方面）。
（3）研究發(fā)現(xiàn)，水稻等作物的光合產(chǎn)物有較大比例要消耗在光呼吸底物上。那么，這些作物中光呼吸存在的意義是____。
（4）科研人員設(shè)計了只在葉綠體中完成的光呼吸替代途徑R（依然具有降解乙醇酸產(chǎn)生CO2的能力）。同時，利用RNA干擾技術(shù)降低葉綠體膜上乙醇酸轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)量，進(jìn)而減少_____，從而影響光呼吸。檢測三種不同類型植株的光合速率，實驗結(jié)果如圖2所示。據(jù)此回答：
①當(dāng)胞間CO2濃度較低時，野生型植株與替代途徑植株的光臺速率相比____。
②當(dāng)胞間CO2濃度較高時，三種類型植株光合速率的大小關(guān)系為______,分析其原因是_____________________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：圖中②（葉綠素b）、③（葉綠素a）主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上，A錯誤；利用紙層析法分離色素時，②（葉綠素b）應(yīng)位于濾紙條的最下端，B錯誤；植物葉片呈現(xiàn)綠色是由于②③吸收綠光最少，反射綠光最多而呈綠色，C錯誤；在適當(dāng)遮光條件下，葉綠素a與葉綠素b的比值會降低，以適應(yīng)環(huán)境，可知弱光下②（葉綠素b）的相對含量增高有利于植物對弱光的利用，D正確。
2.答案：B
解析：根據(jù)表格進(jìn)行分析，色素3平均移動距離=（1.9+1.5+1.4）/3=1.6，遷移率=1.6/8.0=0.2，根據(jù)遷移率的大小可確定色素在層析液中的溶解度的高低，可知色素1表示胡蘿卜素，色素2表示葉黃素，色素3表示葉綠素a，色素4表示葉綠素b。層析液是用來分離葉綠體中的色素的，應(yīng)用無水乙醇來提取葉綠體中的色素，A錯誤；色素3表示葉綠素a,Mg2+參與組成葉綠素a和葉綠素b，若植物體缺Mg2+，色素3含量會減少，B正確；色素1表示胡蘿卜素，在層析液中的溶解度最大，在濾紙條上擴(kuò)散速度最快，C錯誤；葉綠素（葉綠素a和葉綠素b）主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）主要吸收藍(lán)紫光，故四種色素都能夠吸收藍(lán)紫光，只有色素3和色素4主要吸收紅光，D錯誤。
3.答案：C
解析：據(jù)圖可知，在強(qiáng)光下，PSⅡ與LHCⅡ分離，減弱PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲；在弱光下，PSⅡ與LHCⅡ結(jié)合，增強(qiáng)PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲。LHCⅡ和PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化，葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，會導(dǎo)致類囊體上PSⅡ光復(fù)合體與LHCⅡ結(jié)合增多，從而使PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)，A正確。鎂是合成葉綠素的原料，葉綠素能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，若Mg2+含量減少，PSⅡ光復(fù)合體含有的光合色素含量降低，導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱，B正確。弱光下PSⅡ光復(fù)合體與LHCⅡ結(jié)合，有利于對光能的捕獲，C錯誤。類囊體膜上的PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，在光反應(yīng)中，其能吸收光能并分解水產(chǎn)生H+、電子和O2，D正確。
4.答案：C
解析：葉綠休中的類囊體薄膜上有吸收光能的四種色素，包括胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,A正確；由題圖可知，物質(zhì)②是ADP和Pi結(jié)合形成的ATP,ATP中可儲存活躍的化學(xué)能，物質(zhì)③是HNADP+形成的NADPH,B正確；在光照供應(yīng)充足時，突然停止供應(yīng)物質(zhì)④CO2，則C5與CO2固定形成C3減少，面C3還原形成C5暫時不變，因此C5含量短時間內(nèi)將上升，C錯誤；光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過程，在整個光合作用過程中，植物將太陽能最終轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，D正確。
5.答案：C
解析：將圖示裝置放在光下，由于乙中存在NaHCO3，可以使CO2濃度基本不變，而伊樂藻光合作用會產(chǎn)生氧氣，使氣壓升高，液滴向左移動，A正確；將整個裝置置于暗室，伊樂藻在無光的條件下不進(jìn)行光合作用，一段時間后檢查，紅色液滴不會移動，與圖示光照條件對照，可以證明光是光合作用的必要條件，B正確；NaHCO3溶液能保證密閉裝置中CO2濃度基本不變，伊樂藻光合作用產(chǎn)生O2，乙內(nèi)氣壓增大，使紅色液滴向左移動，C錯誤；對照實驗設(shè)計需遵循單一變量原則，本實驗中有無NaHCO3，溶液為唯一變量，故燒杯A中也應(yīng)放置等量相同的伊樂藻，D正確。
6.答案：B
解析：恩格爾曼通過觀察實驗中需氧細(xì)菌在水綿表面的分布，直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧，A正確；需氧細(xì)菌屬于原核生物，沒有線粒體，其需氧呼吸過程主要在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上進(jìn)行，B錯誤；用極細(xì)的光束照射水綿的葉綠體，形成曝光部位和未被光照射部位的對照，據(jù)此得出葉綠體吸收光能進(jìn)行光合作用放氧的結(jié)論，C正確；葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，D正確。
7.答案：B
解析：此實驗說明葉綠體是進(jìn)行光合作用完整的結(jié)構(gòu)單位，應(yīng)具有類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)等才能完成光合作用，A正確；裝置B通入14CO2，在有光或無光下均不產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，對比裝置A、B僅可得出碳反應(yīng)的場所不在類囊體薄膜，但因裝置A給予光照，且無相關(guān)光反應(yīng)產(chǎn)物的檢測，故不能證明光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，B錯誤；裝置C通入14CO2，產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，且該試管在無光條件下也產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，對比裝置、C可以證明碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，C正確；裝置C中不含葉綠體的類囊體薄膜，但在分離前有光照，所以通過本實驗可以推測光反應(yīng)可能為碳反應(yīng)提供了反應(yīng)必需的條件，D正確。
8.答案：C
解析：夏季中午13時，葉片蒸騰作用強(qiáng)，失水過多使氣孔部分關(guān)閉，進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少，暗反應(yīng)減弱，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物積累，產(chǎn)生負(fù)反饋抑制，使葉片中葉綠體吸收、轉(zhuǎn)化光能的能力下降，光合作用強(qiáng)度明顯減弱，A、B正確；該植物光合作用與細(xì)胞呼吸的最適溫度分別是25℃和35℃，白天最高氣溫不會超過35℃，因此中午溫度升高，呼吸酶的活性升高，細(xì)胞呼吸速率升高，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量增加，C錯誤；該植物光合作用最適溫度是25℃，夏季中午13時，氣溫過高，與光反應(yīng)。有關(guān)的酶活性降低，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱，D正確。
9.答案：D
解析：光反應(yīng)階段需要光照，碳反應(yīng)階段有光無光都可以進(jìn)行,a~c段既有光反應(yīng),也有碳反應(yīng),c~e段在黑暗開始之前也有光反應(yīng)，黑暗開始之后，只有碳反應(yīng)，沒有光反應(yīng)，A錯誤；虛線表示。2釋放速率的變化，實線表示CO2吸收速率的變化，結(jié)合題圖可知，S1+S2表示光反應(yīng)釋放的O2總量，S2+S3表示碳反應(yīng)吸收的CO2總量，B錯誤；從圖中光照開始來看，一段時間內(nèi)O2的釋放速率明顯大于CO2的吸收速率（即光反應(yīng)速率大于碳反應(yīng)速率），而碳反應(yīng)速率限制了光反應(yīng)的速率，所以才會導(dǎo)致O2的釋放速率下降，C錯誤；如果是持續(xù)光照，那么光反應(yīng)可為碳反應(yīng)持續(xù)提供NADPH和ATP,使碳反應(yīng)不間斷進(jìn)行且反應(yīng)速率保持不變，則與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時葉綠體有機(jī)物合成總量更多，D正確。
10.答案：D
解析：光反應(yīng)階段需要光照，碳反應(yīng)階段有光無光都可以進(jìn)行，a~c段既有光反應(yīng)，也有碳反應(yīng)，c~e段在黑暗開始之前也有光反應(yīng)，黑暗開始之后，只有碳反應(yīng)，沒有光反應(yīng)，A錯誤；虛線表示O2釋放速率的變化，實線表示CO2吸收速率的變化，結(jié)合題圖可知，S1+S2表示光反應(yīng)釋放的O2總量，S2+S3表示碳反應(yīng)吸收的CO2總量，B錯誤；從圖中光照開始來看，一段時間內(nèi)O2的釋放速率明顯大于CO2的吸收速率（即光反應(yīng)速率大于碳反應(yīng)速率），而碳反應(yīng)速率限制了光反應(yīng)的速率，所以才會導(dǎo)致O2的釋放速率下降，C錯誤；如果是持續(xù)光照，那么光反應(yīng)可為碳反應(yīng)持續(xù)提供NADPH和ATP，使碳反應(yīng)不間斷進(jìn)行且反應(yīng)速率保持不變，則與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時葉綠體有機(jī)物合成總量更多，D正確。
11.答案：D
解析：本題考查影響光合作用的因素以及相關(guān)探究實驗。根據(jù)圖乙可知，F(xiàn)植物葉圓片的光補(bǔ)償點和光飽和點都比較低，適合在較弱光照下生長，A錯誤；光照強(qiáng)度為1 klx時，E植物葉圓片的呼吸速率大于光合速率，裝置甲中E植物葉圓片會吸收裝置中的氧氣，使液滴左移，B錯誤；光照強(qiáng)度為3 klx時，E、F兩種植物葉圓片的凈光合強(qiáng)度相等，但E植物葉圓片的呼吸作用強(qiáng)度大于F植物葉圓片，故光照強(qiáng)度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率不相等，C錯誤；光照強(qiáng)度為6 klx時，E植物葉圓片凈光合作用強(qiáng)度大于F植物葉圓片的凈光合作用強(qiáng)度，故此光照強(qiáng)度下，E植物葉圓片釋放的氧氣多，故裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短，D正確。
12.答案：B
解析：由題表數(shù)據(jù)可知，c組措施為自然狀態(tài)，因此可作為其他3組的對照組，A敘述正確；a、b、c組表明降低光照強(qiáng)度和CO2濃度均會降低光合速率，B敘述錯誤；c、d組的自變量為CO2濃度，d組的光合速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于c組，表明適當(dāng)升高CO2濃度會顯著提高凈光合速率，C敘述正確；由題圖可知，光照強(qiáng)度和CO2濃度不同，光合作用的最適溫度也不同，D敘述正確。
13.答案：C
解析：圖示分析：圖示為光照強(qiáng)度對甲、乙兩種植物CO2吸收速率的影響，a點對應(yīng)的光照強(qiáng)度是乙植物的光補(bǔ)償點，此時乙植物的光合速率等于呼吸速率，b點對應(yīng)的光照強(qiáng)度是甲植物的光補(bǔ)償點，此時甲植物的光合速率等于呼吸速率，同時b點對應(yīng)的光照強(qiáng)度是乙植物的光飽和點。c點對應(yīng)的光照強(qiáng)度為甲植物的光飽和點，因為光照強(qiáng)度c點時的>b點時的>a點時的，因此與乙植物相比，甲植物的光合作用需較強(qiáng)的光照強(qiáng)度，故連續(xù)的陰雨天氣，甲植物的生長受影響更大，A項正確。由曲線可知，bc段，甲植物光合速率隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增大，此時限制甲植物光合速率的環(huán)境因素主要為光照強(qiáng)度；bc段，乙植物光合速率不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而變化，則此時乙植物光合速率的限制因素為光照強(qiáng)度外的其他因素，B項正確。分析曲線可知，d點時，甲、乙兩種植物CO2吸收速率相等，說明兩植物凈光合速率相等，但由于二者的細(xì)胞呼吸速率不一定相等，故甲、乙兩種植物在單位時間內(nèi)的CO2固定量（實際光合速率）不一定相等，C項錯誤。自然條件下，提高外界環(huán)境的CO2濃度，可導(dǎo)致光合速率增大，若甲、乙兩植物細(xì)胞呼吸速率不變，則a、b兩點都可能向左移動，D項正確。
14.答案：（1）紅豆樹的葉綠素含量和凈光合速率都高于浙江楠和浙江樟
（2）遮光；10.73
（3）類囊體薄膜；紙層析
（4）C3含量上升，C5含量下降
解析：（1）題表1和題表2中紅豆樹的葉綠素含量和凈光合速率都高于浙江楠和浙江樟，所以選擇紅豆樹與毛竹混合種植。
（2）為了盡可能減弱光合作用的影響，應(yīng)對浙江楠進(jìn)行遮光處理后測其呼吸速率，再將該數(shù)值與浙江楠光照下的凈光合速率數(shù)值相加就能得到浙江楠的總光合速率。題表2中浙江楠的最低光合速率為12.40-0.72=11.68（μml·m-2·s-1），呼吸速率為6.2μml·m-2·s-1，則總光合速率為11.68+6.2=17.88（μml·m-2·s-1）。根據(jù)光合作用反應(yīng)式可知，CO2與有機(jī)物的物質(zhì)的量之比為6：1，則1小時至少制造的有機(jī)物為17.88÷6×3600×10-3≈10.73（mml·m-2）。
（3）綠色植物的光合色素位于葉綠體的類囊體薄膜，可用紙層析法分離色素。
（4）中午突然陰天，則光照不足，短時間內(nèi)暗反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，暗反應(yīng)形成的C3不能夠被還原，則此時葉肉細(xì)胞內(nèi)C3含量上升，C5含量下降。
15.答案：（1）炎熱干操天氣，蒸騰作用強(qiáng)導(dǎo)致水分散失過快，植物為了避免水分散失，氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，光合作用產(chǎn)生的O2在葉片中堆積，使得CO2與O2濃度之比降低，光呼吸水平增加
（2）條件：光呼吸發(fā)生在光照條件下，有氧呼吸在有光、無光條件下均能發(fā)生；場所：光呼吸的發(fā)生需要葉綠體、過氧化物酶體和線粒體的參與，有氧呼吸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中；能量角度：光呼吸消耗ATP，有氧呼吸生成ATP；物質(zhì)角度：光呼吸利用O2和C5生成乙醇酸和C3，有氧呼吸利用葡萄糖和O2生成CO2與水
（3）避免光反應(yīng)過程中積累的ATP和NADPH對葉綠體的傷害，同時消除乙醇酸對細(xì)胞的毒害，回收碳元素，減少碳的流失
（4）乙醇酸從葉綠體向過氧化物酶體的轉(zhuǎn)運；①無明顯差異；②R+RNA干擾>R>野生型；R途徑能夠更快速、高效地降解乙醇酸產(chǎn)生CO2，促進(jìn)光合作用過程，且當(dāng)乙醇酸轉(zhuǎn)運蛋白減少（葉綠體內(nèi)乙醇酸濃度高）時R途徑更高效
解析：（1）炎熱干燥天氣，蒸騰作用強(qiáng)導(dǎo)致水分散失過快，植物為了避免水分散失，氣孔關(guān)閉，光合作用產(chǎn)生的O2在葉片中堆積，同時外界的CO2不能通過氣孔進(jìn)入細(xì)胞間隙，在這種情況下，CO2與O2的比值降低，光呼吸水平增加。
（2）光呼吸與有氧呼吸的比較如表所示：
（3）光呼吸的主要生理意義如下：①防止強(qiáng)光對葉綠體的破壞，強(qiáng)光時，由于光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率，葉肉細(xì)胞中會積累ATP和NADPH，這些物質(zhì)的積累會產(chǎn)生自由基從而損傷葉綠體，而強(qiáng)光下，光呼吸作用加強(qiáng)，會消耗光反應(yīng)過程中積累的ATP和NADPH，從而減輕對葉綠體的傷害；②清除乙醇酸對細(xì)胞的毒害，乙醇酸（C2）對細(xì)胞有毒害作用，而光呼吸能利用乙醇酸從而清除其毒害作用；③回收碳元素C2可轉(zhuǎn)化為C3和CO2，C3通過光呼吸過程又返回到卡爾文循環(huán)中，不至于全部流失掉，即通過光呼吸回收了一部分碳元素。
（4）圖1顯示乙醇酸在葉綠體產(chǎn)生后需要運輸?shù)骄€粒體，因此若利用RNA干擾技術(shù)降低葉綠體膜上乙醇酸轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)量，則乙醇酸從葉綠體向過氧化物酶體的轉(zhuǎn)運會減少。①據(jù)圖2分析，當(dāng)胞間CO2濃度較低時，野生型植株與替代途徑植株的光合速率相比無明顯差異。②據(jù)圖2分析，當(dāng)胞間CO2濃度較高時，R+RNA干擾組的光合速率最高，R組次之，而野生型組的光合速率最弱，其原因可能是R途徑能夠更快速、高效地降解乙醇酸產(chǎn)生CO2，促進(jìn)光合作用過程，且當(dāng)乙醇酸轉(zhuǎn)運蛋白減少（葉綠體內(nèi)乙醇酸濃度高）時R途徑更高效。
試劑名稱
作用
二氧化硅
有利于綠葉的充分研磨和色素的釋放
碳酸鈣
防止研磨中色素被破壞
無水乙醇
溶解色素
層析液
分離色素
項目
光反應(yīng)（準(zhǔn)備階段）
暗反應(yīng)（完成階段）
場所
葉綠體的類囊體薄膜上
葉綠體的基質(zhì)中
條件
光、色素、酶、水、ADP、Pi
多種酶、[H]、ATP、CO2、C5
物質(zhì)變化
①水的光解：
2H2O4[H]＋O2
②ATP的形成：ADP＋Pi＋能量ATP
①CO2固定：
CO2＋C52C3
②C3的還原：2C3[H]、ATP（CH2O）
能量
變化
光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能
ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成貯存在（CH2O）中的穩(wěn)定的化學(xué)能
相互聯(lián)系
光反應(yīng)產(chǎn)物[H]、ATP為暗反應(yīng)提供還原劑和能量；暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP、Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料
來源
去路
[H]
光合作用
光反應(yīng)階段水的光解
暗反應(yīng)階段還原C3形成（CH2O）等
有氧呼吸
第一階段葡萄糖的分解及第二階段丙酮酸和水的分解
第三階段還原O2產(chǎn)生H20
ATP
光合作用
光反應(yīng)階段光能→ATP中活躍的化學(xué)能
暗反應(yīng)階段ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
有氧呼吸
有機(jī)物氧化分解，第一、二、三階段分別產(chǎn)生2ATP、2ATP、34ATP
在活細(xì)胞中作為生命活動的能量“通貨”
細(xì)胞生理活動
ATP產(chǎn)生場所
植物組織外觀表現(xiàn)
A點
只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用
只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
從外界吸收O2，向外界排出CO2
AB段（不含A、B點）
呼吸量>光合量
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體
從外界吸收O2，向外界排出CO2
B點
光合量=呼吸量
與外界不發(fā)生氣體交換
B點之后
光合量＞呼吸量
從外界吸收O2，向外界排出CO2——此時植物可更新空氣
溶劑移動距離
色素1移動距離
色素2移動距離
色素3移動距離
色素4移動距離
實驗組1
7.8
？
？
1.9
？
實驗組2
8.2
？
？
1.5
？
實驗組3
8.0
？
？
1.4
？
平均移動距離
8.0
7.6
？
？
0.8
遷移率
無
0.95
0.53
？
0.10
組別
措施
a
光照非常弱，CO2濃度最低（遠(yuǎn)小于0.03%）
b
適當(dāng)遮陰（相當(dāng)于全光照的1/25），CO2濃度為0.03%
c
全光照（不遮陰），CO2濃度為0.039%
d
全光照（不遮陰），CO2濃度為1.22%
比較項目
光呼吸
有氧呼吸
底物
乙醇酸
糖類等有機(jī)物
發(fā)生部位
葉綠體、過氧化物酶體、線粒體
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體
反應(yīng)條件
光照
有光或無光都可以
能量
消耗能量（消耗ATP和NADPH）
產(chǎn)生能量
共同點
消耗氧氣、放出二氧化碳

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