专题突破——光合作用
[竞赛要求]
1.光合作用的概念及其重大意义
2.光合作用的场所和光合色素
3.光合作用的全过程（光系统I 和光系统II ）
4.C 3和C 4植物的比较（光呼吸）
5.外界条件对光合作用的影响（饱和点、补偿点）
6.光合作用的原理在农业生产中的应用
[知识梳理]
一、光合作用概述
光合作用是指绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程。
1．光合作用的重要性可以概括为把无机物变成有机物、蓄积太阳能量和环境保护为三方面。 2．叶绿体和光合色素
叶绿体是进行光合作用的细胞器。在显微镜下观察，高等植物的叶绿体大多数呈椭球形，一般直径约为3～6um ，厚约为2～3um 。其结构可分为外膜、内膜、基粒和基质四部分，内膜具有控制代谢物质进出叶绿体的功能，基粒是光反应进行的场所，基质是暗反应进行的场所。叶绿体具有由许多片层组成的片层系统，称为类囊体。每个基粒是由2个以上的类囊体垛叠在一起形成的，这样的类囊体称为基粒类囊体；有一些类囊体较大，贯穿在两个基粒之间的基质中，称为基质类囊体。光合作用的光能转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体膜亦称为光合膜。
光合色素就位于类囊体膜中。其种类、颜色和吸收的可见光段如下：
应注意吸收光谱只说明光合色素吸收的光段，不能进一步说明这些被吸收的光段在光合作用中的效率，要了解各被吸收光段的效率还需研究光合作用的作用光谱，即不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。
荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象。
磷光现象：叶绿素在去掉光源后，还能继续辐射出极微弱的红光（用精密仪器测知）的现象。
3．光合作用的发现
光合色素 叶绿素――主要吸收蓝光和红光 类胡萝卜素――主要吸收蓝光 叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素b （黄绿色）
● 17世纪，van Helmont ，将2.3kg 的小柳树种在90.8kg 干土中，雨水浇5年后，小柳树
重76.7kg ，而土仅减少57g 。因此，他认为植物是从水中取得所需的物质。 ● 1771年，Joseph Priestley ，密闭容器中蜡烛燃烧污染了空气，使放于其中的小鼠窒息；
若在密闭容器中放入一支薄荷，小鼠生命就可得到挽救。他的结论是，植物能净化空气。
● 1779年，Jan Ingenhousz ，确定植物净化空气是依赖于光的。
● 1782年，J.Senebier ，证明植物在照光时吸收CO 2并释放O 2。
● 1804年，N.T.De Saussure 发现，植物光合作用后增加的重量大于吸收CO 2和释放O 2所
引起的重量变化，他认为是由于水参与了光合作用。
● 1864年，J.Sachs 观察到照光的叶绿体中有淀粉的积累，显然这是由光合作用产生的葡
萄糖合成的。
● 20世纪30年代，von Niel 提出光合作用的通式：
● 1937年，R. Hill 用离体叶绿体培
养证明，光合
作用放出的O 2，来自H 2O 。将光合作用分为两个阶段：第一阶段为光诱导的电子传递以及水的光解和O 2的释放（又称希尔反应）；这一阶段之后才是CO 2的还原和有机物的合成。
● 1940年代，Ruben 等用18O 同位素示踪，更进一步证明光合作用放出的O 2，来自H 2O
二、光合作用的过程
1．光反应和暗反应
根据需光与否，可笼统的将光合作用分为两个反应――光反应和暗反应。光反应发生水的光解、O 2的释放和ATP 及NADPH （还原辅酶II ）的生成。反应场所是叶绿体的类囊体膜中，需要光。暗反应利用光反应形成的ATP 和NADPH ，将CO 2还原为糖。反应场所是叶绿体基质中，不需光。从能量转变角度来看，光合作用可分为下列3大步骤：光能的吸收、传递和转换过程（通过原初反应完成）；电能转化为活跃的化学能过程（通过电子传递和光合磷酸化完成）；活跃的化学能转变为稳定的化学能过程（通过碳同化完成）。前两个步骤属于光反应，第三个步骤属于暗反应。
（1）光能的吸收、传递和转换
①原初反应：为光合作用最初的反应，它包括光合色素对光能的吸收、传递以及将光能转换为电能的具体过程（图5-1）。
H 2O+A AH 2+1/2O 2 6CO 2+2H 2O (C 6H 12O 6)+ 6H 2O +6O 2 6CO 2+6H 2O C 6H 12O 6+6O 2 光 绿色细胞 CO 2+2H 2A (CH 2O)+2A+H 2O
图5-1 原初反应图解
②参加原初反应的色素
光合色素按功能可分为两类：一类具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素a，以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素；另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，这种叶绿素a能够捕获光能，并将受光能激发的电子传送给相邻的电子受体。在类囊体膜中，上述色素并非散乱地分布着，而是与各种蛋白质结合成复合物，共同形成称做光系统的大型复合物（图5-2）。
图7-2 光系统示意图
光系统：由光合色素组成的特殊功能单位。每一系统包含250-400个叶绿素和其他色素分子。分光系统I和光系统II，2个光系统之间有电子传递链相连接。
光系统I（PSI）：作用中心色素为P700，P700被激发后，把电子供给Fd。
光系统II（PSII）：作用中心色素为P680，P680被激发后，电子供给pheo(去镁叶绿素)，并与水裂解放氧相连。
③原初反应的基本过程：D·P·A →D·P*·A →D·P+·A-→D+·P·A-
D·P·A 为光系统或反应中心
D onor（原初电子供体）
P igment （作用中心色素）
A cceptor （原初电子受体）
（2）电能转化为活跃的化学能
①水的光解：H2O是光合作用中O2来源，也是光合电子的最终供体。
水光解的反应：2H2O→O2＋4H+＋4e-
②光合电子传递链（光合链）
概念：光合链是指定位在光合膜上的、一系列互相衔接的电子传递体组成的电子传递的总轨道。
由于各电子传递体具不同的氧化还原电位，负值越大代表还原势越强，正值越大代表氧化势越强，据此排列呈“Z”形，又称为“Z方案”（图5-3）。
图5-3 “Z方案”
③光合电子传递的类型：非环式电子传递；环式电子传递；假环式电子传递。
④光合磷酸化
光合磷酸化的概念：叶绿体在光下把无机磷酸和ADP转化为ATP，形成高能磷酸键的过程。光合磷酸化与光合电子传递相偶联，同样分为三种类型：即非环式光合磷酸化；环式光合磷酸化；假环式光合磷酸化。
光合磷酸化的机理：化学渗透学说，即在光合电子传递体中，PQ经穿梭在传递电子的同时，把膜外基质中的H+转运至类囊体膜内；PSⅡ光解水时在膜内释放H+；PSⅠ引起NADP+的还原时，进一步引起膜外H+浓度降低。这样膜内外存在H+浓度差（ΔpH），同
时膜内外电荷呈现“内正外负”，引起电位差(Δ)。ΔpH和Δ合称质子动力势。H+顺着浓度梯度返回膜外时释放能量，在ATP酶催化下，偶联ATP合成。
（3）活跃的化学能转变为稳定的化学能
①碳同化：植物利用光反应中形成的NADPH和ATP将CO2转化成稳定的碳水化合物的过程，称为CO2同化或碳同化。
②碳同化的途径：
A)卡尔文循环（又叫C3途径）：CO2的受体是一种戊糖(核酮糖二磷酸，RuBP)，故又称为还原戊糖磷酸途径（RPPP）。二氧化碳被固定形成的最初产物是一种三碳化合物（3－磷酸甘油酸），故称为C3途径。是卡尔文等在50年代提出的，故称为卡尔文循环(The Calvin cycle)。
卡尔文循环具有合成淀粉等有机物的能力，是所有植物光合碳同化的基本途径，大致可分为三个阶段，即羧化阶段、还原阶段和再生阶段。
C3途径的总反应式：
3CO2+5H2O+3RuBP+9ATP+6NADPH→PGAld+6NADP++9ADP+9Pi 可见，要产生1molPGAld（磷酸丙糖分子）需要消耗3mol CO2，9mol ATP和6mol NADPH。
B)C4途径（又叫Hatch-Slack途径）：有些起源于热带的植物，如甘蔗、玉米等，除了和其它植物一样具有卡尔文循环以外，还存在一条固定CO2的途径。按C4途径固定CO2的植物称为C4植物。现已知被子植物中有20多个科近2000种植物中存在C4途径。
C3和C4叶的结构的不同：绿色植物的叶片中有由导管和筛管等构成的维管束，围绕着维管束的一圈薄壁细胞叫做维管束鞘细胞，C3植物叶片中的维管束鞘细胞不含叶绿体，维管束鞘以外的叶肉细胞排列疏松，但都含有叶绿体(图5-4)。
图5-4 C3植物叶片
C4植物的叶片中，围绕着维管束的是呈“花环型”的两圈细胞：里面的一圈是维管束鞘细胞，外面的一圈是一部分叶肉细胞。C4植物中构成维管束鞘的细胞比较大，里面含有没
有基粒的叶绿体，这种叶绿体不仅数量比较多，而且个体比较大，叶肉细胞则含有正常的叶绿体。(图5-5)
图5-5 C4植物叶片
固定CO2的最初产物是四碳二羧酸（草酰乙酸），故称为C4-二羧酸途径（C4－dicarboxylic acid pathway），简称C4途径。也叫Hatch-Slack途径。
C4循环和C3循环的关系见图5-6。
图5-6 C4循环和C3循环的关系
C4途径中的反应基本上可分为：
①羧化反应在叶肉细胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与HCO3～在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）催化下形成草酰乙酸(OAA)；
②还原或转氨作用OAA被还原为苹果酸(Mal)，或经转氨作用形成天冬氨酸(Asp)；
③脱羧反应C4酸通过胞间连丝移动到BSC，在BSC中释放CO2，CO2由C3途径同化；
④底物再生脱羧形成的C3酸从BSC运回叶肉细胞并再生出CO2受体PEP。
C4植物具较高光合速率的因素有：
①C4植物的叶肉细胞中的PEPC对底物HCO3～的亲和力极高，细胞中的HCO3～浓度一般不成为PEPC固定CO2的限制因素；
②C4植物由于有“CO2泵”浓缩CO2的机制，使得BSC中有高浓度的CO2，从而促进Rubisco的羧化反应，降低了光呼吸，且光呼吸释放的CO2又易被再固定；
③高光强又可推动电子传递与光合磷酸化，产生更多的同化力，以满足C4植物PCA循环对ATP的额外需求；
④鞘细胞中的光合产物可就近运入维管束，从而避免了光合产物累积对光合作用可能产生的抑制作用。
但是C4植物同化CO2消耗的能量比C３植物多，也可以说这个“CO2泵”是要由ATP来开动的，故在光强及温度较低的情况下，其光合效率还低于C3植物。可见C4途径是植物光合碳同化对热带环境的一种适应方式。
C)景天科酸代谢途径（CAM）：干旱地区的景天科、仙人掌科、菠萝等植物有一个特殊的CO2同化方式。晚上气孔开放，吸进CO2，再PEP羧化酶作用下，与PEP结合，形成OAA，进一步还原为苹果酸，积累于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到胞质溶胶，在依赖NADP苹果酸酶作用下，氧化脱羧，放出CO2，参与卡尔文循环，形成淀粉等。这类植物体内白天糖分含量高，而夜间有机酸含量高。具有这种有机酸合成日变化类型的光合碳代谢称为景天科酸代谢。
植物的光和碳同化途径具有多样性，这也反映了植物对生态环境多样性的适应。但是C3途径是最基本、最普遍的途径，也只有该途径才可以生成碳水化合物，C4和CAM途径都是C3途径的辅助形式，只能起固定、运转、浓缩CO2的作用，单独不能形成淀粉等碳水化合物。
（4）光呼吸
光呼吸：植物绿色细胞在光下吸收O
2、释放CO
2
的过程称为光呼吸。一般生活细胞的
呼吸在光暗条件下都可以进行，对光照没有特殊要求，可称为暗呼吸。光呼吸与暗呼吸在呼吸底物、代谢途径以及光呼吸速率等方面均不相同。
光呼吸的全过程需要由叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器协同完成。光呼吸的底物是乙醇酸，O2的吸收发生在叶绿体和过氧化物酶体，CO2的释放发生在线粒体。光呼吸时，每氧化2分子乙醇酸放出1分子CO2，碳素损失>25%。
光呼吸的意义：①消除乙醇酸的毒害：乙醇酸的产生在代谢中是不可避免的。光呼吸可消除乙醇酸的毒害作用。②维持C3途径的运转：在叶片气孔关闭或外界CO2浓度降低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持C3途径的运转。③防止强光对光合机构的破坏：在强光下，光反应中形成的同化力会超过暗反应的需要，叶绿体中
NADPH/NADP+的比值增高，最终电子受体NADP+不足，由光激发的高能电子会传递给
O2，形成超氧阴离子自由基O2～，O2～对光合机构具有伤害作用，而光呼吸可消耗过剩的同化力，减少O2～的形成，从而保护光合机构。④氮代谢的补充：光呼吸代谢中涉及多种氨基酸(甘氨酸、丝氨酸等)的形成和转化过程，对绿色细胞的氮代谢是一个补充。
光合作用主要反应概要
反应主要事件需要的物质最终产物
1、光反应（类囊体
膜）
光化学反应电子传递化学渗透利用光能使水光解，合成ATP和还原
NADP+（即NADPH）
叶绿素激发；反应中心将高能电子传递给
电子受体
电子沿着类囊体膜上的电子传递链传递，
并最终还原NADP +；水的光解提供的H+
积累于类囊体内
质子穿越类囊体膜进入类囊体；在类囊体
和基质间形成质子梯度；质子通过由ATP
合成酶复合物构成的特殊通道回到基质
中；ATP生成
光能；光合色
素
电子；
NADP+；H2O
质子梯度
ADP+Pi
电子
NADPH+H +；
O2；H +
ATP
2、暗反应(基质) CO2固定，即CO2与一有机化合物结合二磷酸核酮
糖；CO2；
ATP；
NADPH+H +
糖；ADP+Pi，
NADP +
2．影响光合作用的因素
（1）外部因素：
①
A）光强
光补偿点：当叶片的光合速率与呼吸速率相等（净光合速率为零）时的光照强度，称为光补偿点。
光饱和点：在一定条件下，使光合速率达到最大时的光照强度，称为光饱和点。
出现光饱和点的原因：强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率。
一般来说，光补偿点高的植物其光饱和点也高。如，草本植物的光补偿点与光饱和点>木本植物；阳生植物的>阴生植物；C4植物的>C3植物。光补偿点低的植物较耐荫，适于和光补偿点高的植物间作。如豆类与玉米间作。
光抑制：光能过剩导致光合效率降低的现象称为光合作用的光抑制。
光抑制现象在自然条件下是经常发生的，因为晴天中午的光强往往超过植物的光饱和点，如果强光与其它不良环境(如高温、低温、干旱等)同时存在，光抑制现象更为严重。
B）光质
对光合作用有效的是可见光。红光下，光合效率高；蓝紫光次之；绿光的效果最差。红光有利于碳水化合物的形成，蓝紫光有利于蛋白的形成。
②
CO2补偿点：当光合速率与呼吸速率相等时，外界环境中的CO2浓度即为补偿点。凡是能提高CO2浓度差和减少阻力的因素都可促进CO2流通从而提高光合速率。如改善作物群体结构，加强通风，增施CO2肥料等。
CO2饱和点：当光合速率开始达到最大值(Pm)时的CO2浓度被称为CO2饱和点。
凡是能提高CO2浓度差和减少阻力的因素都可促进CO2流通从而提高光合速率。如改善作物群体结构，加强通风，增施CO2肥料等。
③
光合作用有温度三基点，即光合作用的最低、最适和最高温度。低温抑制光合的原因主要是，低温导致膜脂相变，叶绿体超微结构破坏以及酶的钝化。高温会引起膜脂和酶蛋白的热变性，加强光呼吸和暗呼吸。在一定温度范围内，昼夜温差大,有利于光合产物积累。
④
用于光合作用的水只占植物吸收水分的1%，因此，水分缺乏主要是间接的影响光合作用，具体地说，缺水使气孔关闭，影响二氧化碳进入叶内；使光合产物输出减慢；使光合机构受损；光合面积减少。水分过多也会影响光合作用。土壤水分过多时，通气状况不良，根系活力下降，间接影响光合作用。
⑤
直接或间接影响光合作用。N、P、S、Mg是叶绿体结构中组成叶绿素、蛋白质和片层膜的成分；Cu、Fe是电子传递体的重要成分；Pi是ATP、NADPH以及光合碳还原循环中许多中间产物的成分；Mn、Cl是光合放氧的必需因子；K、Ca对气孔开闭和同化物运输具有调节作用。因此，农业生产中合理施肥的增产作用，是靠调节植物的光合作用而间接实现的。
⑥
引起光合“午睡”的原因：大气干旱和土壤干旱（引起气孔导度下降）；CO2浓度降低，光合产物淀粉等来不及运走，反馈抑制光合作用。光呼吸增强。光合“午休”造成的损失可达光合生产的30%以上。
（2）内部因素：
①不同部位
以叶龄为例：幼叶净光合速率低，需要功能叶片输入同化物；叶片全展后，光合速率达最大值（叶片光合速率维持较高水平的时期，称为功能期）；叶片衰老后，光合速率下降。
②不同生育期
一般都以营养生长期为最强，到生长末期就下降。
3．提高光能利用率的途径
光能利用率：单位土地面积上植物光合作用积累的有机物所含的化学能，占同一期间入射光能量的百分率称为光能利用率。作物光能利用率很低，即便高产田也只有1%～2%。
（1）延长光合时间：措施有提高复种指数、延长生育期（如防止功能叶的早衰）、补充人工光照等。
（2）增加光合面积：措施有合理密植、改变株型等。
（3）增强光合作用效率：措施主要有增加二氧化碳浓度、降低光呼吸等。
三、光合作用与人类社会
（1）人类活动引起全球变暖
（2）臭氧层的保护
[典型例题]
例1．从海的不同深度采集到4种类型的浮游植物（I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ）。测定了每种类型的光合作用，如右图所示。在最深处采集到的是哪种类
型的浮游植物？（）
A、Ⅰ
B、Ⅱ
C、Ⅲ
D、Ⅳ
答案:D
解析：深海处的光强是极其微弱的，长期生活在深海处的浮游植物必然已适应这种环境，因此在较低光强下即达到光饱和点,而在较高光强下其光合速率仍然是很低的。
例2．取相同体积的培养液，分别放入透光瓶和不透光瓶中，分别加入等量的小球藻，置于相同温度及光照下培养一段时间后，测得透光瓶中产生氧气的量为0.3g,不透光瓶中消耗氧气的量为0.lg,则透光瓶中小球藻光合作用制造氧气的量是（）
A、0.4g
B、0.3g
C、0.2g
D、0.lg
答案:A
解析：此题中透光瓶中产生氧气的量应为光合作用制造的减去呼吸作用消耗的之后净剩的氧气的量，不透光瓶消耗氧气的量应为瓶中小球藻呼吸作用消耗氧气的量，在其他条件相同时，透光瓶中小球藻光合作用制造氧气的量应为净剩的氧气量加上呼吸作用消耗的氧气量。
例3．在严寒的冬天，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，以提高产品的质量和品质。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（或玻璃）上结成一层水膜，要及时擦干，以防止透光率降低②适当地增加光照，以补充冬季阳光的不足③尽量增加空气湿度，以降低植物的蒸腾作用④向温室内定期施放二氧化碳气体，以增加光合作用强度⑤向温室内定期施放氧气，以降低呼吸作用强度⑥冬季温室内温度尽量维持恒定
A、①②④
B、①②④⑥
C、②③⑤⑥
D、③④⑥
答案:A
解析:此题考察了影响光合作用的外界因素,主要有光照、二氧化碳、温度、水分、矿质元素及光合速率的日变化。正确的：①水膜不擦干会导致透光率降低影响光合作用。②适当地增加光照，可以补充冬季阳光的不足。④补充二氧化碳可以增加光合作用强度。错误的：③温室内由于植物的蒸腾作用，空气湿度本来就相对较高，所以不用再增加空气湿度来降低植物的蒸腾作用了。⑤光合作用就会释放氧气，不需要额外施放氧气来降低呼吸作用强度了。⑥为了多积累有机物，温度应控制为日温高夜温低。
例4．对植物进行暗处理的暗室内，安装的安全灯最好是选用（）
A、红光灯
B、绿光灯
C、白炽灯
D、黄色灯
答案：B
解析：植物叶片中光合色素对绿光吸收、利用最少，即绿光对植物的光合作用不起作用。因此绿光也称为生理无效光。
例5．在光合环运转正常后，突然降低环境中的CO2浓度，则光合环的中间产物含量会发生哪种瞬时变化？（）
A、RuBP量突然升高而PGA量突然降低
B、PGA量突然升高而RuBP量突然降低
C、RuBP和PGA均突然升高
D、RuBP和PGA的量均突然降低
答案：A
解析：RuBP是碳同化过程中直接与CO2结合的物质，而且RuBP在光合环中是不断再生的，当突然降低环境中的CO2浓度后，用于结合CO2而消耗的RuBP少了，但RuBP再生过程仍然进行，因此此时RuBP量突然升高；PGA是碳同化过程中产生的三碳化合物，当环境中的CO2浓度降低后，同化的CO2少了，产生必然也就少了。
例6．连接光反应和暗反应的关键物质是（）
A、ADP和NADPH
B、ATP和NADPH
C、CO2和C3
D、丙酮酸和〔H〕答案：B
解析：光反应是植物体将光能转化为活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中，用于暗反应中CO2的同化和还原，ATP和NADPH合称同化力，因此ATP和NADPH是将光暗反应联系起来的关键物质。
例7．如果做一个实验测定藻类植物是否完成光反应，最好是检验其（）
A、葡萄糖的形成
B、淀粉的形成
C、氧气的释放
D、CO2的吸收量
答案：C
解析：葡萄糖的形成、淀粉的形成和CO2的吸收这三个现象都是要暗反应完成后才能发生，如果光反应完成了，必然要发生水的光解放出氧气。而且在水中测定氧气的释放这一现象是很方便的，而其它三项的的测定较复杂。
例8．C4植物同C3植物相比（）
A、C4植物能在弱光下生长更好
B、C4植物能在低C02浓度下生长更好
C、C4植物利用高光合速率补偿高光呼吸带来的损失
D、C4植物光合速率受高温抑制相对较小
答案：B D
解析：在生理上，C4植物一般比C3植物具有较强的光合作用，这是与C4植物的PEP羧化酶活性较强，光呼吸很弱有关。PEP羧化酶对CO2的Km值(米氏常数)是7μmol，核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶的Km值是450μmol。前者比后者对CO2的亲和力大得很多。试验证明，C4植物的PEP羧化酶的活性比C3植物的强60倍，因此，C4植物的光合速率比C3植物
快许多，尤其是在二氧化碳浓度低的环境下，相差更是悬殊。由于C4植物能利用低浓度的CO2，当外界干旱气孔关闭时，C4植物就能利用细胞间隙里的含量低的CO2，继续生长，C3植物就没有这种本领。所以，在干旱环境中，C4植物生长比C3植物好。C4之所以光呼吸很弱是因为(1)C4植物的光呼吸代谢是发生在维管束鞘细胞（BSC）中，由于C4途径的脱羧使BSC中CO2浓度提高，这就促进了Rubisco 的羧化反应，抑制了Rubisco 的加氧反应。
(2)由于C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2的亲和力高，即使BSC中有光呼吸的CO2释放，CO2在未跑出叶片前也会被叶肉细胞中的PEP羧化酶再固定。
C4植物适应于高光强，光饱和点明显高于C3植物。相应的C4植物全年干物质积累量近40吨/ 公顷，C3植物约22吨/公顷。C4植物光合作用的最适温度30－47℃，C3植物适宜温度在20－30℃之间，C4植物的高光合速率是付出代价的，它在同样的条件下要比C3植物消耗更多的能量，C4植物每同化一分子CO2要比C3植物多消耗2ATP（腺苷三磷酸），在能量上是不经济的。所以，在光照强、气温高的地区，C4植物生长比C3植物好；而在光强、温度较低的地区，C4植物的光合效率就不一定比C3植物高。
例9．右图表示在75 %的全日照下两种植物的叶片在不同CO2浓度下CO2净吸收速度，下列叙述正确的是：（）
A、植物A是C4植物，因为它在高
CO2浓度下有较高的CO2净吸收速度
B、在CO2净吸收速度等于0时，A和
B没有光合作用和呼吸作用
C、如果光照强度保持恒定，CO2浓度
进一步增加，则A的CO2净吸收速度将达
到饱和点
D、在CO2浓度为200×10-6时，B比
A有较高的光能利用效率
答案：C D
解析：A、在高CO2浓度下有较高的CO2净吸收速度并不能说明该植物是C4植物，C4植物具有特殊的叶片结构，即具有花环结构，可作为判定C4植物的一个标准，另外C4植物一般应具有较低的CO2补偿点和较高的CO2羧化效率。B、在CO2净吸收速度等于0时，植物的光合作用吸收CO2量与呼吸作用放出CO2量相等，是一种动态平衡。C、如果光照强度保持恒定，CO2浓度进一步增加，从图可看出植物A的CO2交换速度将为一恒定值，此时的CO2浓度称为该植物的CO2饱和点。D、从图可看出，相同光强下，在CO2浓度为200×10-6时，植物B比植物A的CO2交换速度快，因此B比A有较高的光能利用效率。
例10．在昼夜周期条件下，维持植物正常生命活动所需要的最低光照强度应（）
A、大于光补偿点
B、等于光补偿点
C、小于光补偿点
D、大于或等于光补偿点
答案：A
解析：光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时，即表观光合速率为零时的光照强度称为光补偿点。当光照强度低于光补偿点时，呼吸作用释放的CO2就会大于光合作用
吸收的CO2的量，这样植物体内有机物就会被慢慢消耗尽。因此，要维持植物正常生命活动，光照强度应大于光补偿点。
例11．下面有关光系统II的论述是正确的? （）
A、在受光激发后，作用中心色素分子P680失去电子
B、P700是P680的氧化态形式
C、每一个吸收的光子可以导致两个电子传递
D、放氧过程产生的质子可以用于ATP合成
E、光系统II仅在叶绿体存在
答案：A D
解析：B、P700是光系统I的作用中心色素分子，代表光能吸收高峰在700nm。P680是光系统II的作用中心色素分子，代表光能吸收高峰在680nm。C、每1个吸收的光子导致1个电子传递。D、根据化学渗透学说，放氧过程产生的质子在传递过程中造成类囊体膜内外质子梯度，可以作为驱动ATP合成的动力。E、红藻、蓝藻等原核生物中没有叶绿体，但仍有光系统II。
例12．气孔的开闭影响绿色植物的哪些生理活动？（）
A、光合作用
B、离子转运
C、呼吸作用
D、水的转运
答案：ABCD
解析：气孔是水分散失的主要通道，如果气孔关闭就会使水分散失减少，从而影响水分的吸收和转运。离子是溶于水中进行转运的，由于水分散失减少也会使离子转运受影响。气孔也是气体交换的主要通道，气孔开闭影响CO2进出叶片，从而影响光合作用和呼吸作用。
例13．为探究光合作用放出了氧气，某同学设计了下图所示的实验装置。
(1)请说明他该如何检验试管内收集到的是否是氧气?
(2)能利用这套装置探究植物光合作用最有效的波长吗?请写出实验思路。
(3)再给你一只秒表、蒸馏水、小苏打、天平，同样利用这套装置，你能探究二氧化碳对光合作用效率的影响吗?
（4）设计一个实验数据记录表：
答案：（1）让氧气排出试管里所有的水，小心地取下试管，用手指堵住试管口。用火柴点燃一根薄木条。然后吹灭木条上的火。移开堵在试管口上的手指，迅速地把灼热的木条伸到试管里，如果木条能够复燃，证明产生的是氧气。
（2）设置同样的装置若干套，分别置于不同波长的光下，用秒表记录试管中所收集到的气体达到刻度线所需的时间，时间最短者，光合作用的效率最高。依次类推，可测出不同波长的光对植物光合作用于的影响大小。
（3）写出方法步骤：通过添加不同量的小苏打，使蒸馏水碳酸化，如可以用浓度是O.50％、O.75％、1.0％、2.0%和3.0%的溶液进行比较实验。通过测量试管中所收集到的气体达到刻度线所需的时间长短，可以测量不同二氧化碳浓度对光合作用的速率的影响。注意：一定要设立一个对照组，这样就可以计算出所收集的气体中，有多少是苏打水中的二氧化碳。
解析：（1）收集气体的方法有排水法和排空气法，根据氧气的物理性质，应采用排水法。一般用使带火星的木条复燃的方法检验氧气。
（2）探究植物光合作用最有效的波长可用不同波长的光照射此装置。检测指标可以是产生相同氧气量的时间长短，也可以是测量相同时间产生氧气量的多少。
（3）用小苏打来调节蒸馏水中CO2的含量，通过测量试管中所收集到的气体达到刻度线所需的时间长短，可以测量不同二氧化碳浓度对光合作用的速率的影响。以上两个实验设计都应设计对照组。
例14．将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器中，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg；如给予充足的光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，据实验测定上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg。请回答：
（1）上述条件下，比较光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用强度是。
（2）在光照时该植物每小时葡萄糖的净生产量是。
（3）若一昼夜中先光照4小时，接着处置在黑暗的情况下20小时，该植物体内有机物含量的变化是。
答案：（1）相同（2）24.5454（3）减少
解析：（1）影响呼吸作用的因素有温度、氧和二氧化碳等，光照不是影响因素，因此给光与否不影响呼吸作用。（2）呼吸每小时产生CO2 8mg，即消耗葡萄糖180×8/6×44≈
5.4545。光合每小时产生葡萄糖30mg，净产生葡萄糖量则应为30－5.4545≈24.5454（3）从题中可知，光下每小时光合消耗36mg CO2，光照4小时则消耗144mg。黑暗下每小时呼吸放出8mg CO2，20小时则放出160mg，因此植物体内有机物含量应减少。
例15．有人设计了一个研究光合作用的实验，实验前在溶液中加入破损了外膜和内膜的叶绿体及一定量的ATP和NADPH然后分连续的Ⅰ、Ⅱ两个阶段，按图示的控制条件进行实验请回答：
（1）根据光合作用原理，在上图中绘出糖类合成速率的两条可能的曲线。
（2）除糖以外Ⅰ阶段积累的物质是ADP，Pi，NADP，三碳化合物。Ⅱ阶段积累的物质是ATP，NADPH，五碳化合物。
答案：（1）
（2）ADP，Pi，NADP，三碳化合物ATP，NADPH，五碳化合物
解析：（1）由于加入了ATP和NADPH，在黑暗有CO2的情况下，会进行暗反应的全
过程，所以糖的合成速率升高，但一段时间后，外加的ATP和NADPH被消耗掉，暗反应
停止，糖类合成速率下降至停止。再给以光照，又会产生ATP和NADPH，利用前一阶段
剩余的CO2使暗反应继续进行，糖的合成速率再次升高。随着CO2被消耗，糖类合成速率
再次下降。（2）Ⅰ阶段ATP被消耗产生ADP和Pi，NADPH被利用产生NADP，CO2和
C5化合物结合产生三碳化合物。Ⅱ阶段光反应产生ATP和NADPH，由于糖类合成时再生出五碳化合物，而此时缺乏CO2，再生出的五碳化合物不能与CO2结合，从而导致五碳化合物积累。
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1．光强度增加，光合作用速率不再增加时，外界的光强度为（）A．光补偿点B．CO2饱和点C．CO2补偿点D．光饱和点
2．植物光反应的最终电子受体和氧化磷酸化中最初电子受体依次是（）A．NADP＋和NAD＋B．H2O和O2
C．FAD＋和FMN D．NAD＋和FAD＋
3．下列论述哪项是对的？（）A．暗反应在叶绿体的基粒片层上进行
B．光反应在叶绿体的基质中进行
C．暗反应不需要光，但在阳光下也能进行
D．暗反应只有在黑暗中才能进行
4．光合作用的过程中，二氧化碳被〔H〕还原，这个〔H〕来源于（）A．固定CO2的五碳化合物B．水被光解后产生的
C．体内有机物氧化产生的D．吸收大气中的氢
5．C4植物维管束鞘细胞的特点（）A．细胞较大、叶绿体没有基粒B．细胞较大、叶绿体有基粒
C．细胞较小、叶绿体没有基粒D．细胞较小、叶绿体有基粒
6．下列对叶绿素分子功能的叙述，正确的是（）A．吸收光能B．传递光能C．储藏光能D．转化光能
7．一个光合单位包括（）A．天线色素系统和反应中心色素分子 B．ATP酶复合物和电子传递体
C．电子传递体和NADPH D．ATP酶复合物和P700
8．光合作用过程中在叶绿体类囊体腔中完成的反应步骤有：（）A．三碳化合物的形成B．水的光解和氧的释放
C．NADP的还原D．ATP的生成
9．所有进行光合放氧的生物都具有哪种色素（）A．叶绿素a，叶绿素b B．叶绿素￡L，叶绿素c
C．叶绿素a，类胡萝卜素D．叶绿素a，藻胆素
10．以下哪些参与光合磷酸化：（）A．P680，P700，P450 B．P680，P700，去镁叶绿素
C．P680，P700，叶绿素b D．细胞色素c，细胞色素b，NADH 11．哪些特征使得景天科植物适应在炎热荒漠环境生长? （）A．维管束的排列方式特异B．具有C4代谢途径
C．白天气体交换少D．储存酸性物质可以抗虫。
12．光合作用中C02固定和同化一定需要：（）A．Rubisco B．NADPH C．ATP D．放出氧气
13．一个分子自叶绿体类囊体内到达线粒体基质必须穿过的层膜数是（）A．3 B．5 C．7 D．9
14．一种C3植物和一种C4植物在光下一起放在一个密封的玻璃钟罩中，在这个钟罩内CO2浓度如何变化？（）A．没有变化 B．增加C．下降到C4植物的CO2补偿点
D．下降到C3植物的CO2补偿点E．下降到C4植物的CO2补偿点以下
15．光合产物主要以什么形式运出叶绿体（）A．丙酮酸B．磷酸丙糖C．蔗糖D．G–6–P
16．叶绿体中所含的脂除叶绿体色素外主要是（）A．真脂B．磷脂C．糖脂D．硫脂
17．将叶绿素提取液放到直射光下，则可观察到（）A．反射光为绿色，透射光是红色B．反射光是红色，透射光是绿色
C．反射光和透射光都是红色D．反射光和透射光都是绿色
18．光合作用中蔗糖的形成部位（）A．叶绿体间质B．叶绿体类囊体 C．细胞质D．叶绿体膜
19．维持植物正常生长所需的最低日光强度
（ ） A ．等于光补偿点 B ．大于光补偿点
C ．小于光补偿点
D ．与日光强度无关
20．类胡萝卜素属于萜类化合物中的
（ ） A ．倍半萜 B ．三萜 C ．双萜 D ．四萜
21．Hill 反应的表达方式是
（ ）
A ．CO 2＋2H 2O*???→?光，叶绿体(CH 2O)＋H 2O ＋O 2*
B ．CO 2＋2H 2A ?→?光(CH 2O) ＋A 2＋H 2O
C ．ADP ＋P ???→?光，光合膜ATP ＋H 2O
D ．2H 2O ＋2A ???→?光，叶绿体2AH 2＋O 2 22．“高能磷酸键”中的“高能”是指该键 （ ）
A ．健能高
B ．活化能高
C ．水解释放的自由能高
D ．A ，B 和C 都是
23．绿色植物在白天光合作用旺盛时，多数气孔常开放着，随着光合作用的减弱，越来越
多的气孔逐渐关闭。影响气孔开闭的主要内因是保卫细胞内部的 （ ）
A ．氧气的浓度
B ．淀粉的浓度
C ．水解酶的浓度
D ．酸碱度（pH 值）
24．C 3植物光合作用时，CO 2的受体是 （ ）
A ．磷酸甘油醛
B ．磷酸甘油酸
C ．丙酮酸
D ．l ，5–二磷酸核酮糖
25．阳光经三棱镜分光照在丝状绿藻上，在哪些频率范围内聚集着最多的好气性细菌 （ ）
A ．红光和蓝紫光
B ．黄光和蓝紫光
C ．红光和绿光
D ．蓝紫光和绿光
26．下列各个作用中，哪些是与光合作用的光反应相联系的？ （ ） NADP NADPH 2 ATP
ADP CO 2 C 6H 12O 6 激发的叶绿素
叶绿素 A ．1、3、6 B ．2、4、5 C ．2、3、6 D ．1、4、6
27．在光合作用中，光化学反应的中心分子是 （ ）
A ．全部叶绿素a 的各种状态分子
B ．P 700和P 680的叶绿素a 的分子
C ．与光合作用有关的酶分子
D ．全部叶绿素和类胡萝卜素分子
28．正常状态下，光合作用过程中，限制光合作用速度的步骤是 （ ）
A ．光能的吸收
B ．高能电子的传递
C ．CO 2的固定
D ．以上都是
29．天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，于100℃下烘干，称其重量；黄昏时，再取同一
株上着生位置与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙，同样处理，称其重量，其结果是 （ ）
A ．甲叶片比乙叶片重
B ．乙叶片比甲叶片重
C ．两叶片重量相等
D ．不一定
30．光合磷酸化过程发生的场所是（）A．叶绿体内膜上B．叶绿体基质中
C．类囊体膜的外侧D．类囊体膜的内侧
31．下列哪组色素是叶绿体和有色体都含有的？（）A．叶绿素和类胡萝卜素B．叶绿素和叶黄素
C．叶绿素和胡萝卜素D．叶黄素和胡萝卜素
32．绿色植物的保卫细胞与表皮细胞在生理功能上的主要区别是（）A．含有叶绿体B．能进行光合作用
C．能进行呼吸作用D．能吸水、失水
33．下列生理活动中，不产生ATP的是（）A．暗反应B．有氧呼吸C．光反应D．无氧呼吸
34．影响光合作用速度的环境因素主要是（）A．水分B．阳光C．温度D．空气
35．光合电子传递链位于（）A．叶绿体内膜上B．叶绿体类囊体膜上
C．叶绿体间质中D．叶绿体类囊体膜内
36．下列有关光合作用的叙述，哪项不正确? （）A．能进行光合作用的生物细胞都含有叶绿素
B．能进行光合作用的植物细胞都含有叶绿体
C．植物细胞进行光合作用时，将水分解产生氧分子的反应是在叶绿体的基质中进行D．植物细胞进行光合作用时，固定二氧化碳生成糖分子的反应是在叶绿体的基质中进行37．某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y一2z一x)／6 g·cm-2．H-1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是（）
A．下午4时后将整个实验装置遮光3小时
B．下午4时后将整个实验装置遮光6小时
C．下午4时后在阳光下照射1小时
D．晚上8时后在无光下放置3小时
38．在光合作用研究过程中，科学实验陆续发现以下事实：（）
(1)在人们对光合作用的认识达到一定程度时，以式子：6CO2＋6H2O C6H12O6＋
O2表示光合作用
(2)后来，希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，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+ 1/2 O2
(3)在希尔反应基础上，Amon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，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并有有机物(CH2O)产生
希尔反应和Amon的发现应该使当时的人们对光合作用有以下哪些方面的新认识?
A．光合作用释放的O2来自H2O而不是CO2
B．H2O被裂解的时候，发生了由H2O最后到NADP的电子传递，这个过程需要光C．希尔反应与CO2合成有机物是2个可以区分开来的过程
D．光合作用需要光的过程为CO2合成有机物过程提供还原剂NADPH和ATP 39．根据叶绿体色素的有关知识回答下列问题：
（1）叶绿素与类胡萝卜素的比值一般是，叶绿素a / b的比值是：C3植物
为，C4植物为；而叶黄素/ 胡萝卜素为。
（2）阴生植物的叶绿素a／b比值，比阳生植物，高山植物的叶绿素a / b比值比平原地区植物，同一植物在强光条件下，其叶绿素a / b比值比弱光条件下的，同一叶片随着叶龄的增加，叫绿素a／b比值亦随之。
40．植物的光合作用强度，可以用单位面积在单位时间内吸收二氧化碳量的测定来表示。
这样测定的光合作用强度实际存在的光合作用强度。
41．下图是光合作用过程实验图解：
请分析实验结果
（1）装置C中产生含碳有机物是由于在装置A中结构〔〕进行了反应，为在结构〔②〕中进行的反应提供了
等物质的缘故。
（2）装置B中不能产生含14C的有机物，主要是结构①中缺少
和。
（3）此实验说明叶绿体是进行光合作用完整的单位。
（4）适当增强，增加，以及适当提高温度可提高，从而提高含碳的有机物的产量，并能产生较多的。
42．右图是简化了的光反应图解，据图回答下列问题：
（1）指出右图中A～D物质的名称：
A．H2O B．PSⅡ（P680）
C．PSⅠ（P700）D．NADP＋（氧化型辅酶Ⅱ）
（2）电子的最终供体是，电子最终受体
是。
（3）进行光化学反应的场所是图中的和。
（4）E过程称为光合磷酸化。
（5）D物质的重要特点是。
（6）从能量角度看光反应的实质是。
答案：1．D 2．A 3．C 4．B 5．A 6．ABD
7．A 8．B 9．C 10．B 11.BC 12．ABC
13．B 14．C 15．B 16．B 17．B 18．C
19．B 20．D 21．D 22．C 23．D 24．D 25．A 26．D 27．B 28．C 29．B 30．C 31．D 32．B 33．A 34．BC 35．B 36．C 37．A 38．ACD 39．（1）3:1；3:1；4:1；2:1 （2）低；高；高；降低
40．小于
41．（1）①叶绿体片层膜上；光；②基质；暗；NADPH（或ATP）（2）固定CO2的C5（或RuBP）；有关酶（3）结构（4）光照；光合速率；O2
42．（1）A （2）H2O NADP＋（3）B C （4）非循环式
（5）易与H结合，又易与H分离（6）光能→电能→活跃的化学能
培优点六光合作用过程中的物质含量变化 一、“模型法”分析光合作用过程中的物质含量变化 应用1：条件变化模型 典例1. CO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2减少，以下叙述中最直接的原因是() A．CO2不足使固定形成的三碳化合物减少 B．三碳化合物还原所消耗的ATP和[H]减少 C．ATP和[H]减少使光反应分解水减少 D．ADP、Pi、NADP＋减少使光反应分解水减少 【解析】在光合作用的暗反应中二氧化碳固定形成三碳化合物，而三碳化合物需要在光反应产生的ATP 和[H]的作用下还原为有机物和C5，但同时可以为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，此时二氧化碳供应不足，形成的三碳化合物减少，利用光反应的ATP和[H]减少，产生的也ADP、Pi和NADP＋减少，所以光反应的水解速率减慢，释放的O2减少，D正确。CO2不足使固定形成的三碳化合物减少，不是直接原因，A错误。三碳化合物还原所消耗的ATP和[H]减少也不是直接原因，B错误。ATP和[H]减少会使光反应分解水增加的，C错误。 【答案】D 应用2：含量变化模型 典例 2.某实验员在各项环境因素适宜时，进行光反应和暗反应之间的关系探究，在短时间内他改变了某一条件，得到如图所示的实验结果，则他改变的条件最可能是（） A．停止光照B．提高温度C．增加O2浓度D．降低 CO2浓度 【解析】据图可知，C3的含量增加，C5的含量减少，可能的原因是CO2增多，CO2固定过程加快，或光照减少，[H]和ATP减少，C3的还原过程减慢；提高温度或增加O2浓度不会改变C3和C5的含量；降低 CO2浓度会导致C3的含量减少，C5的含量增加，综上所述吗，A正确。 【答案】A 二、对点增分集训 1．正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（） A．O2的产生停止B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降
细胞呼吸与光合作用 李仕才 1．光合作用与细胞呼吸物质及能量转化 (1)光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向 C ：CO 2――→暗反应有机物――→有氧呼吸第一阶段丙酮酸――→有氧呼吸第二阶段CO 2 H ：H 2O ――→光反应[H]――→暗反应(CH 2O)――→有氧呼第一、二阶段[H]――→有氧呼吸第三阶段H 2O O ：H 2O ――→光反应O 2――→有氧呼吸第三阶段H 2O ――→有氧呼吸第二阶段CO 2――→光合作用有机物 (2)光合作用和细胞呼吸中ATP 的来源及去路分析 ①光合作用中ATP 的来源及去路 来源：光反应——类囊体薄膜上；去路：暗反应——叶绿体基质中。 ②细胞呼吸中ATP 的来源和去路 ATP 合成：a 、b 、c 都产生ATP ，场所为细胞质基质和线粒体；ATP 分解为各项生命活动供能。 (3)光合作用和细胞呼吸中[H]的来源和去路分析 例1 如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式图。下列有关叙述正确的是( )
A．图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中 B．图1中的[H]来自水，图2中的[H]来自丙酮酸 C．两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATP D．影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照 2．真正光合速率、净光合速率和呼吸速率三者的关系及判定 (1)植物“三率”间的内在关系 ①呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。 ②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 (2)植物“三率”的判定 ①根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率，当光照强度为0时，若CO2吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。 ②根据关键词判定 例2 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( ) A．甲植株从a点开始进行光合作用 B．乙植株在e点时有机物积累量最多 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无法关闭 4．“装置图法”测定光合速率与呼吸速率
光合作用和呼吸作用专题练习 1.1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含量为n， 则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为（） A．2n/5m B．2m/5n C．n/5m D．m/5n 2.下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。 酶1、酶2和酶3依次分别存在于（） A.线粒体、线粒体和细胞质基质 B. 细胞质基质、细胞质基质和线粒体 C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质 D. 线粒体、细胞质基质和线粒体 3.关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是（） A.无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源 B.有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP C.线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧 D.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体 4．下列对有关实验的描述中，错误的是（） A.分离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同 B.用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程 C.观察叶片细胞的叶绿体时，先在低倍镜下找到叶片细胞再换高倍镜观察 D.甲基绿染色可使人口腔上皮细胞的细胞核呈绿色 5．下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是（） A.叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小 B.叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素 C.光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 D.光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO 分子合成一个三碳化合物 2 6．图甲是果醋发酵装置。发酵初期不通气，溶液中有气泡产生； 中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适 当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋 香。图乙中能表示整个发酵过程培养液 pH变化的曲线是（） A．① B．②C．③ D．④ 7.为证实叶绿体有效放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的 条件，这些条件是（） 稀溶液 A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO 3 B.光照、无空气、临时装片中无NaHCO 稀溶液 3 稀溶液 C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO 3 D.黑暗、无空气、临时装片中无NaHCO 稀溶液 3 8.在叶绿体色素提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是
第二单元 生物的新陈代谢 Ⅰ 植物代谢部分：酶与ATP 、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮 2.1酶的分类 2.2酶促反应序列及其意义 酶促反应序列 生物体内的酶促反应可以顺序连接起来，即第一个反应的产物是第二个反应的底物，第二个反应的产物是第三个反应的底物，以此类推，所形成的反应链叫酶促反应序列。如 意义 各种反应序列形成细胞的代谢网络，使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行，确定了代谢的方向。 2.3生物体内ATP 的来源 终产物 …… 酶(蛋白质本质) (核酸本质) 单纯酶 复合酶 仅含蛋白质 蛋白质 辅助因子 离子 有机物 辅酶 NADP(辅酶Ⅱ) B 族维生素 生物素(羧化酶的辅酶) RNA 端粒酶含RNA 唾液淀粉酶含Cl - 细胞色素氧化酶含Cu 2+ 分解葡萄糖的酶含Mg 2+ 如胃蛋白质酶 酶 存在于低等生物中，将RNA 自我催化。对生命起源的研究有重要意义。
2.4生物体内ATP 的去向 2.5光合作用的色素 2.6光合作用中光反应和暗反应的比较 神经传导和生物电 肌肉收缩 吸收和分泌 合成代谢 生物发光 光合作用的暗反应 细胞分裂 矿质元素吸收 新物质合成 植株的生长 植物 动物 ATP ——→ADP ＋Pi ＋ 能量 酶 （橙黄色）胡萝卜素 （黄色）叶黄素 （蓝绿色）叶绿素a （黄绿色）叶绿素b 快慢胡萝卜素 叶黄素 大部分叶绿素a 叶绿素b 特殊状态的叶绿素a a b 胡萝卜素 叶黄素
2.7 C3植物和C4植物光合作用的比较 2.8 C4植物与C3植物的鉴别方法 2.9 C4植物中C4途径与C3途径的关系 叶肉细胞维管束鞘细胞注：磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为PEP。
专题六光合作用 考点一叶绿体色素的提取和分离 1.(2015·江苏卷，21)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提 取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，下图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( ) A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照 C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同 D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次 解析本题主要考查光合色素的提取与分离，意在考查生物实验的相关知识，考查理解能力和综合运用所学知识分析问题的能力，难度较大。A项对，由图示可知，强光下，Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿体含量降低；B项对，类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光降解；C项对，Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同；D项错，画滤液线时，滤液在点样线上画2－3次。 答案ABC 2.(2015·重庆卷，4)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( ) 注：适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图 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 解析本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，考查识图和分析能力。难度适中。黑暗条件下，叶肉细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，细胞吸收O2，释放CO2，故①增大、④减小，A正确；光补
偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，当光强低于光补偿点时，光合速率小于呼吸速率，细胞吸收O2，释放CO2，故①增大、③减小，B错误；当光强等于光补偿点时，光合速率等于呼吸速率，细胞不吸收O2，也不释放CO2，②、③保持不变，C正确；光饱和点是指光合速率达到最大时的最低光照强度，当光强等于光饱和点时，光合速率大于呼吸速率，细胞吸收CO2，释放O2，②减小、④增大，D正确。 答案 B 3.(2015·福建卷，3)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 解析本题考查光合作用过程相关知识，考查识记和理解能力。难度适中。RuBP羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质，A正确；暗反应不需要光，有光条件下也可进行，B错误；实验中利用14C标记CO2并检测产物放射性强度，即采用同位素标记法，C正确；单位时间内产物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。 答案 B 4.(2013·新课标卷Ⅱ，2)关于叶绿素的叙述，错误的是( ) A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 解析本题考查叶绿素的组成元素、功能等知识，意在考查考生的识记能力和理解能力。叶绿素a和叶绿素b都含有Mg，A正确；叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应，B正确；叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b，C正确；植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射出来，D错误。 答案 D 5.(2013·江苏卷，5)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是( ) A.使用定性滤纸过滤研磨液 B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析
验证绿叶在光下制造淀粉练习题 一、单项选择 1、关于植物制造淀粉的实验，下列说法不正确的是（） A、将天竺葵在黑暗中放置1昼夜是为了将淀粉运走耗尽 B、将天竺葵在黑暗中放置1昼夜是为了进行光合作用 C、将叶片放到酒精中，水浴加热是为了让叶片褪色 D、滴加碘液的目的是为了检验有无淀粉生成 2、下列关于光合作用意义的叙述中，不正确的是（） A、为植物自身提供营养物质和能量 B、为动物和人提供物质和能量 C、吸收二氧化碳，放出氧气，为动、植物和人的呼吸提供氧气 D 、吸收氧气，放出二氧化碳，使大气中两种气体的含量比较稳定 3、绿叶在光下制造淀粉的实验中，把天竺葵放在暗处一昼夜，其目的是（） A、有利于除去叶绿素 B、便于检验淀粉的多少 C、使天竺葵只进行呼吸，耗尽原有的淀粉便于用碘液检验 D、方便进行实验 4、做“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，将实验用的叶片放在酒精中隔水加热后，实验的结果是（） A、叶片黄白色，酒精绿色 B、叶片黄白色，酒精无色 C、叶片绿色，酒精绿色 D、叶片蓝色，酒精无色
5、天竺葵叶制造有机物所需要的原料有（ A、光和二氧化碳 B、叶绿素和二氧化碳 C、有机物和氧二氧化碳 D、水和二氧化碳 6、植物进行光合作用的场所是（） A、叶绿体 B、表皮 C、叶绿素 D、细胞膜 6、在鱼缸里放养适量的金鱼藻等水草，金鱼将生活得更好，其主要原因是（） A、增加了鱼的食物C、增加了水中二氧化碳的含量 B、美化了环境D、增加水中氧气的含量 7.养鱼缸里经常要放一些新鲜的水草，这样做的主要目的是（） A、水草呼吸作用增加鱼缸内二氧化碳的含量 B、新鲜的水草可以美化养鱼缸 C、水草是鱼的重要饵料 D、水草光合作用增加鱼缸内氧气的含量 8、关于植物光合作用制造淀粉的实验，下列说法正确的 是.............. （） A .实验前天竺葵要在光亮处中放置24小时以上 B.光合作用时应确保周围空气中没有CO2，以免干扰实验 C.叶片放到酒精中加热是为了给叶片消毒 D .滴加碘酒的目的是为了检验有无淀粉生成 9.叶绿素在光合作用中的作用是（）
专题五：光合作用 [竞赛要求] 1.光合作用的概念及其重大意义 2.光合作用的场所和光合色素 3.光合作用的全过程（光系统I和光系统II） 4.C3和C4植物的比较（光呼吸） 5.外界条件对光合作用的影响（饱和点、补偿点） 6.光合作用的原理在农业生产中的应用 [知识梳理] 一、光合作用概述 光合作用是指绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程。 1．光合作用的重要性可以概括为把无机物变成有机物、蓄积太阳能量和环境保护为三方面。 2．叶绿体和光合色素 应注意吸收光谱只说明光合色素吸收的光段，不能进一步说明这些被吸收的光段在光合作用中的效率，要了解各被吸收光段的效率还需研究光合作用的作用光谱，即不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象。 磷光现象：叶绿素在去掉光源后，还能继续辐射出极微弱的红光（用精密仪器测知）的现象。 3．光合作用的发现
● 17世纪，van Helmont ，将2.3kg 的小柳树种在90.8kg 干土中，雨水浇5年后，小柳树重76.7kg ，而土仅减少57g 。因此，他认为植物是从水中取得所需的物质。 ● 1771年，Joseph Priestley ，密闭容器中蜡烛燃烧污染了空气，使放于其中的小鼠窒 息；若在密闭容器中放入一支薄荷，小鼠生命就可得到挽救。他的结论是，植物能净 化空气。 ● 1779年，Jan Ingenhousz ，确定植物净化空气是依赖于光的。 ● 1782年，J.Senebier ，证明植物在照光时吸收CO 2并释放O 2。 ● 1804年，N.T.De Saussure 发现，植物光合作用后增加的重量大于吸收CO 2和释放O 2所 引起的重量变化，他认为是由于水参与了光合作用。 ● 1864年，J.Sachs 观察到照光的叶绿体中有淀粉的积累，显然这是由光合作用产生的 葡萄糖合成的。 ● 20世纪30年代，von Niel 提出光合作用的通式： ● 1937年，R. Hill 用离体叶绿体 培养证明，光合作用放出的O 2， 来自H 2O 。将光合作用分为两个阶段：第一阶段为光诱导的电子传递以及水的光解和O 2的释放（又称希尔反应）；这一阶段之后才是CO 2的还原和有机物的合成。 ● 1940年代，Ruben 等用18O 同位素示踪，更进一步证明光合作用放出的O 2，来自H 2O 二、光合作用的过程 1．光反应和暗反应 根据需光与否，可笼统的将光合作用分为两个反应――光反应和暗反应。光反应发生水的光解、O 2的释放和ATP 及NADPH （还原辅酶II ）的生成。反应场所是叶绿体的类囊体膜中，需要光。暗反应利用光反应形成的ATP 和NADPH ，将CO 2还原为糖。反应场所是叶绿体基质中，不需光。从能量转变角度来看，光合作用可分为下列3大步骤：光能的吸收、传递和转换过程（通过原初反应完成）；电能转化为活跃的化学能过程（通过电子传递和光合磷酸化完成）；活跃的化学能转变为稳定的化学能过程（通过碳同化完成）。前两个步骤属于光反应，第三个步骤属于暗反应。 （1）光能的吸收、传递和转换 ①原初反应：为光合作用最初的反应，它包括光合色素对光能的吸收、传递以及将光 能转换为电能的具体过程（图5-1）。 H 2O+A AH 2+1/2O 2 6CO 2+2H 2O (C 6H 12O 6)+ 6H 2O +6O 2 6CO 2+6H 2O C 6H 12O 6+6O 2 光 绿色细胞 CO 2+2H 2A (CH 2O)+2A+H 2O
高考生物专题练习 光合作用和细胞呼吸 一、选择题 1．(2017湖北六校联盟联考，4)下图表示光合作用和有氧呼吸过程中C．H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程，图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是（） A．在元素转移途径中，④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同 B．在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨ C．在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是⑦和⑨ D．ATP中的能量不仅可以来自光能，也可以来自有机物中的化学能；ATP中的化学能可以转变为化学能而不能转变为光能 2．(2017辽宁铁岭协作体二联，15)科研人员为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征，对其净光合速率和气孔导度进行了测定，结果如下。下列有关叙述不正确的是（） 净光合速率的日变化 气孔导度的日变化 A．阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度下降的时间不一致 B．晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的CO2浓度下降有关 C．实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中
D．两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关 3．组成生物的化学元素在生物体中起重要作用，下列关于几种元素与光合作用关系的叙述，正确的是（）A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3．C5形成(CH2O) B．N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用 C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自于水 D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程中均有ATP的合成 4．图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，则图甲所示状态在图乙中的位置是（） A．AB之间 B．BC之间 C．C点以后 D．B点 5．下列与绿色植物某些生理过程有关的叙述，正确的是（） A．绿色植物的光反应可以在暗处进行，暗反应也可以在光下进行 B．大豆根吸收矿质元素所需的ATP可以直接来源于光合作用 C．水果贮存时充入N2和CO2目的主要是抑制无氧呼吸，延长水果的贮存时间 D．即使给予叶绿素提取液适宜的温度、光照和CO2，也无法检测到有O2生成 6．在研究温度对发菜光合作用和细胞呼吸的影响时，得到下图所示的实验结果。下列分析不正确的是（） A．发菜无叶绿体，但可进行光合作用 B．光合作用和细胞呼吸都有的产生和消耗 C．25 ℃后发菜制造的氧气量逐渐下降 D．45℃时，CO2固定和C3还原仍能进行 7．下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中a~g为物质，①~⑥为反应过程)，下列叙述错误的是（）
光合作用实验题专题训练 一、实验题（共63小题） 1.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，之后将等量的浅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，另一只不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm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，50min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__________。 考点：细胞呼吸光合作用的基本过程 答案：（1）不同光强下水草的光合作用和呼吸作用；不可靠的；（2）黄色；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；（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。 试题解析：1号试管和其他试管对比，自变量是水草的有无。若1号试管的溶液是蓝色，说明水草培养液中有自养型微生物，且光合作用强度大于呼吸作用强度，导致二氧化碳含量下降；2号试管遮光，水草只进行呼吸作用，不进行光合作用，二氧化碳含量越来越多，故溶液变为黄色；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光合速率等于呼吸速率，试管内二氧化碳的浓度不变。 2.科研人员以萌发的豌豆种子为材料，研究外源H2O2对根生长的影响。（1）研究发现，植物细胞代谢过程中产生的H2O2可作为信息分子___________植物的生命活动。细胞内的 ___________可催化分解H2O2，以避免H2O2浓度过高对细胞产生毒害。 （2）用不同浓度的H2O2处理萌发的豌豆种子，得到下表所示结果。
初中生物光合作用专题训练 一、选择题 1、细胞的下列结构中，哪一种可以使能量发生转换 A 、细胞核 B 、叶绿体 C 、液泡 D 、细胞壁 1、光合作用生成的产物是 A 、有机物和二氧化碳 B 、有机物和氧 C 、二氧化碳和氧 D 、二氧化碳和水 2、做“绿色植物在光下制造淀粉”的实验，正确的实验顺序是 ①选叶遮光 ②酒精脱色 ③黑暗处理 ④碘酒显影 ⑤清水漂洗 ⑥观察变化 A 、①③②⑤④⑥ B 、③①②④⑤⑥ C 、③①②⑤④⑥ D 、①②③④⑤⑥ 3、若把许多观赏植物安放在卧室里过夜，卧室里的空气中将 A 、二氧化碳含量增多 B 、氧气含量增多 C 、氧气和二氧化碳含量不变 D 、有毒气体增多 4．下列四位同学的观点中正确的是 A ．小王认为：绿色植物光合作用时无法进行呼吸作用 B ．小柯认为：绿色植物呼吸作用时一定不能进行光合作用 C ．小明认为：绿色植物呼吸作用，吸入二氧化碳、放出氧气 D ．小张认为：绿色植物光合作用为人和动物提供了食物和氧气 5. 下列各实验装置中，能迅速、安全地脱去绿叶中叶绿素的是 A B C D 6.二十世纪，科学家希尔曾做过下图这个实验，有关实验的分析不正确．．． 的是 A ．装置b 中气泡内的气体是氧气 B ．装置c 中无气泡产生是因为缺乏二氧化碳 C ．实验表明光合作用的场所是叶绿体 D ．实验表明光照是光合作用的必要条件 7.将放置于黑暗处24小时的银边天竺葵（叶片边缘部分的细胞无叶绿体），作如图(C 处用 黑纸片上下包裹，A 、B 处不作任何处理)处理后，在阳光下照射一段时间，取下实验叶片脱 色、漂洗、滴加碘液、再漂洗，不会变蓝的是 A.A 处、C 处 B.A 处、B 处 C. .B 处、C 处 D. .ABC 三 处a ．绿叶 b ．叶绿体滤液 c ．叶绿体滤液 （叶绿体有气泡产生） （叶绿体无气泡产生） 研磨过滤 遮光
光合作用的专题训练 班级：??????????姓名： 一、非选择题 1．适当的遮光处理可以使有些植物的光合速率比自然光照下高。我省的科研人员为了探究适合某种草莓生长的遮光程度，进行了相关实验，结果如图所示。请回答下列问题： （1）草莓的种类属于该实验的_______________变量，该科研人员在选择该种草莓植株时，应考虑的因素有__________________________。 （2）不遮光组与遮光Ⅰ或Ⅱ组相比，植株干重较小，试分析原因:___________________。（3）若遮光程度大于Ⅱ时，植株干重会逐渐降低，则可以确定最适宜遮光程度的范围为_____________。据上所述，若要得到最适遮光程度应如何继续实验？________________。 2．为探究某品种水稻幼苗在不同光照条件下的实际光合速率，某科研小组将水稻幼苗置于多组装置中进行实验（各装置中温度、二氧化碳浓度等条件相同且适宜）。在不同的光照强度下，测定单位时间内CO2的释放量，并计算出O2的产生量，分别绘制成A、B 曲线如图所示。请据图回答下列问题： （1）图中m值是在___________条件下测得的。若实验中的每组装置都只能利用一盏瓦数不变的台灯照射，则可以通过调节____________来改变光照强度。 （2）当光照强度为c时，突然改变装置中的某因素，立刻测量光合作用的产物，发现
水的消耗速率和ATP的生成速率均未立刻增加，而叶绿体中C3的含量下降，试分析最可能的原因是________ （3）水稻幼苗的光补偿点（即光合速率等于呼吸速率时的光照强度）为图中的_______点，此时水稻叶肉细胞的细胞器中[H]的移动方向有：____________________________________________。 （4）在整个实验过程中，水稻幼苗可通过_________作用将储藏在有机物中稳定的化学能转化为ATP中的化学能和热能。 3．科研人员研究了不同植物固定CO2的能力。研究者将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5 min测定一次小室中的CO2浓度，结果如图所示。回答下列问题： （1）当CO2浓度约为0.8 mol/L 时，请你比较A、B两植物的光合作用强度：_________（填“A>B”“A=B””A 光合作用与呼吸作用专题训练 1、如图表示某植物非绿色器官在不同氧气浓度下氧气的吸收量和二氧化碳的释放量，N点后O2的 吸收量大于CO2释放量，据图分析以下判断正确的是（） A、M点是贮藏该器官的最适氧气浓度，此时无氧呼吸的强度最低 B、该器官呼吸作用过程中不只是氧化分解糖类物质 C、N点时，该器官氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸 D、O点时，该器官产生二氧化碳的场所是细胞中的线粒体基质 2、某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下光合作用速率和呼吸作用速率，绘制了如 A、B、C、D所示的四幅图。除哪幅图外，其余三幅图中“A”点都可以表示光合作用速率与呼吸作用速率相等( ) 3、下图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线分别表示夏季某一天24 h的温度、某植物的光合速率、表观光合速率的变化，乙图中曲线表示放有某植物的密闭玻璃罩内一天24 h的CO2浓度的变化，以下分析错误的是( ) A．甲图曲线中12点左右D点下降的原因是温度过高，气孔关闭 B．乙图曲线中EF段玻璃罩内CO2浓度下降加快是由于光照强度增加 C．植物一天中含有机物最多的时刻在甲图中是E点，在乙图中则是H点 D．植物在甲图中的C、E两点的生理状态与乙图中D、H两点的生理状态相同 4、如图表示甲、乙两种植物的CO2吸收量随着光照强度的变化而变化的曲线图。下列叙述正确的是( ) A．甲、乙两植物的最大光合作用强度一样 B．如果在图中M点突然停止光照，短期内叶绿体中五碳化合物的含量将会增加 C．当平均光照强度在X和Y之间(每日光照12 h)，植物一昼夜中有机物量的变化是甲减少、乙增加 D．当光照强度为Z时，光照强度不再是乙植物的光合作用限制因素，但仍是甲植物的光合作用的限制因素 5、如图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2吸收量和CO2的释放量之间的相互关系，其中线段xy=Yz．则在氧浓度为a时有氧呼吸与无氧量呼吸（） 影响光合作用的因素练习题 一、内部因素对光合作用速率的影响及应用 1．同一植物的不同生长发育阶段 曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是___________、_________、__________ 应用：根据植物在不同生长发育阶段__________速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。 2．同一叶片的不同生长发育时期 曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率______；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之______。 应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其___________消耗的有机物。 二、外界因素对光合作用速率的影响及应用 1．单因子因素 (1)光照强度 ①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响____________阶段，制约________________________的产生，进而制约__________阶段。 ②图像分析：A点时只进行_________；AB段随着光照强度的增强，________强度也增强，但是仍然小于____________强度；B点时代谢特点为__________________；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度仍不断增强； C点对应的光照强度为____________，限制C点的环境因素可能有_________________等。 ③完成填空后，在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转移方向。 ④应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于____点对应的光照强度；适当提高_________可增加大棚作物产量。 (2)光照面积 ①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点 为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是_____________________ ②OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后 不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断(BC段)。 ②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封顶过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。 (3)CO2浓度 ①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响阶段，制约生 高中生物竞赛培优教程：光合作用、呼吸作用和气体交换 第二章植物解剖和生理 【考点解读】 本章研究植物形态构造和生理活动规律，包括植物组织和器官的结构和功能、光合作用和呼吸作用、水分和矿质代谢、生长和发育、生殖五大部分。根据IB0考纲细目和近年来试题的要求，以下从知识条目和能力要求两方面定出具体目标。 第二节光合作用、呼吸作用和气体交换 一片完全叶包括叶片、叶柄和托叶三部分。缺少其中一部分或两部分，称为不完全叶，如莴苣的叶缺叶柄和托叶，为无柄叶。叶在茎上的排列方式称为叶序。叶序有三种：互生(每节上只生一叶)、对生(每节上生两叶)和轮生(每节上生三叶或三叶以上)。 1．双子叶植物叶的结构 叶片由表皮、叶肉和叶脉组成(图1-2-5)。 (1)表皮无色透明，一般由排列紧密的一层生活细胞组成。在表皮细胞之间分布着许多气孔。双子叶植物的气孔由两个半月形的保卫细胞围成，保卫细胞含有叶绿体，细胞壁在靠近气孔的一面较厚，其他面较薄。当保卫细胞吸水膨大时，向表皮细胞的一方弯曲，气孔张开；保卫细胞失水时，气孔关闭。气孔的开闭能调节气体交换与蒸腾作用。 一般草本双子叶植物的气孔，下表皮多于上表皮(如棉、马铃薯)；木本双子叶植物的气孔都分布于下表皮(如苹果、夹竹桃、茶)；浮水叶的气孔分布在上表皮(如莲、菱)；沉水叶一般无气孔(如眼子菜)。此外，植物体上部叶的气孔较下部叶的多，同一叶片近叶尖和中脉部分的气孔较叶基和叶缘的多。 (2)叶肉大多数双子叶植物叶由于背腹两面(远轴面或下面为背面，近轴面或上面为腹面)受光情况不同，叶肉具有栅栏组织和海绵组织之分，这种叶称为两面叶或异面叶；叶肉中无这两种组织的分化，或虽有分化，栅栏组织却分布在叶的两面，称为等面叶(如垂柳、桉)， (3)叶脉主脉和大侧脉的维管束周围有机械组织，木质部位于近叶腹面，韧皮部位于近叶背面(图1-2-6)，中间有短时期活动的形成层。叶脉越分越细，最后形成层和机械组织 学习-----好资料初中生物光合作用专题训练一、选择题 1、细胞的下列结构中，哪一种可以使能量发生转换、叶绿体 C、液泡 D、细胞壁A、细胞核 B 1、光合作用生成的产物是、有机物和氧、二氧化碳和水 C、二氧化碳和氧 DA、有机物和二氧化碳 B 、做“绿色植物在光下制造淀粉”的实验，正确的实验顺序是2 ⑥观察变化⑤清水漂洗①选叶遮光②酒精脱色③黑暗处理④碘酒显影、①②③④⑤⑥、③①②⑤④⑥ DA、①③②⑤④⑥ B、③①②④⑤⑥ C 、若把许多观赏植物安放在卧室里过夜，卧室里的空气中将3 B、氧气含量增多A、二氧化碳含量增多 C、氧气和二氧化碳含量不变 D、有毒气体增多 4．下列四位同学的观点中正确的是 A．小王认为：绿色植物光合作用时无法进行呼吸作用．小柯认为：绿色植物呼吸作用时一定不能进行光合作用B ．小明认为：绿色植物呼吸作用，吸入二氧化碳、放出氧气C ．小张认为：绿色植物光合作用为人和动物提供了食物和氧气D 下列各实验装置中，能迅速、安全地脱去绿叶中叶绿素的是5. A B C D 二十世纪，科学家希尔曾做过下图这个实验，有关实验的分析不正确的是 6.．．． 研磨过滤遮光 c．叶绿体滤液a．绿叶 b．叶绿体滤液 （叶绿体无气泡产生）（叶绿体有气泡产生） ．装置b中气泡内的气体是氧气 B．装置c中无气泡产生是因为缺乏二氧化碳A D．实验表明光照是光合作用的必要条件C．实验表明光合作用的场所是叶绿体处用(C24小时的银边天竺葵（叶片边缘部分的细胞无叶绿体），作如图将放置于黑暗处7.处理后，在阳光下照射一段时间，取下实验叶片脱处不作任何处理)、黑纸片上下包裹，AB 色、漂洗、滴加碘液、再漂洗，不会变蓝的是处三D. C处C. 处、B.A处A.A处、C 处B .B、处 .ABC 高中生物竞赛范围 （理论部分） 第一部分：植物解剖、生理（重点是种子植物）和分类(20%) 一、种子植物形态解剖 （一）植物组织 1.植物组织的概念和类型 2.分生组织3.成熟组织 4.组织系统5.维管组织和维管束 （二）种子和幼苗 1.种子的结构和类型 2.种子的萌发和幼苗的形成 （三）种子植物的营养器官 1.根的结构（内皮层） 2.茎的结构（维管束） 3.叶的结构与气孔功能 4.根、茎、叶的变态 （四）种子植物的繁殖器官 1.花的结构 2.种子和果实的形成 二、植物生理 （一）植物的水分代谢 1.植物吸水的部位及方式 2.植物细胞渗透吸水原理（水势） 3.植物体内水分的散失 4.外界条件对蒸腾作用的影响 5.蒸腾作用原理在生产上的应用 （二）植物的矿质代谢 1.植物必需的矿质元素及其主要生理作用 2.根吸收矿质元素的过程3.植物根系吸收矿质元素的特点 4.植物体内无机养料的同化 5.矿质元素在植物体内的运输和利用 （三）植物的光合作用 1.光合作用的概念及其重大意义 2.光合作用的场所和光合色素 3.光合作用的全过程（光系统Ⅰ和光系统Ⅱ）4.C[,3]和C[,4]植物的比较（光呼吸）5.绿色植物与光合细菌的光合作用的比较 6.外界条件对光合作用的影响（饱和点、补偿点）7.光合作用的原理在农业生产中的应用 （四）植物体内物质的运输 （五）抗逆生理（抗旱、抗寒等） （六）植物的呼吸作用 1.呼吸作用的类型和过程 2.植物体各部分的呼吸强度比较 3.外界条件对呼吸作用的影响 4.呼吸作用的生理意义 5.呼吸作用的原理在农业生产中的应用 6.呼吸作用与光合作用的关系 （七）植物生命活动的调节 1.生长素类 2.赤霉素类3.细胞分裂素类 4.脱落酸5.乙烯 （八）植物开花的机理及其应用 1.植物的花前成熟2.低温和花诱导 3.光周期和花诱导4.春化和光周期理论在生产中的应用 5.其他条件对植物开花的影响 （九）植物的生长、发育和生殖 1.顶端分生组织和形成层 2.无性生殖、有性生殖 3.双受精作用、胚的发育和胚乳的发育 4.种子植物、蕨类植物和苔藓的世代交替（生活史） 三、植物系统分类（了解到科、目、纲、亚门和门） （一）藻类植物 1.蓝藻门2.绿藻门 3.红藻门4.褐藻门 （二）菌类植物 1.细菌门2.粘菌门 3.真菌门 （三）地衣植物 （四）苔藓植物 1.概述2.苔纲3.藓纲 （五）蕨类植物 1.概述2.石松亚门 3.木贼亚门4.真蕨亚门5.蕨类植物的起源与演化 6.蕨类植物的经济价值 （六）种子植物——裸子植物 1.概述2.裸子植物分类3.苏铁纲 4.银杏纲5.松柏纲6.裸子植物的起源与演化 （七）种子植物——被子植物 1.概述2.双子叶植物纲和单子叶植物纲的10个重点科（十字花科、豆料、菊科、蔷薇科、锦 专题跟踪训练(五) 一、单选题 1．(湖南省、江西省十四校联考)下图是[H]随化合物在生物体内的转移过程,下列对其分析不正确的是( ) A．[H]经①→②转移到葡萄糖,首先光反应产生[H]然后用于暗反应C3的还原 B．③→⑤依次在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上进行 C．不能产生[H]的过程有②④⑤ D．能产生ATP的过程有①③④⑤ [解析][H]经①→②转移到葡萄糖,表示光合作用过程,首先光反应阶段产生[H],然后用于暗反应过程中三碳化合物的还原,A正确；③→⑤过程表示有氧呼吸,其三个阶段分别发生于细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜,B正确；图中显示②④⑤利用[H]产生了其他化合物,并不产生[H],C正确；能产生ATP的过程有①③⑤,而④不是无氧呼吸的第二阶段,不产生ATP,D错误。 [答案] D 2．(湖南省、江西省十四校联考)下列有关呼吸作用的叙述,错误的是( ) A．有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用的产物不同 B．病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量 C．与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码 D．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供 [解析]酵母菌有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳,A正确；病毒的核酸复制发生在宿主细胞中,需要宿主细胞提供原料、酶、能量等,B正确；细菌是原核生物,没有细胞核,遗传物质主要存在于拟核中,因此其与呼吸作用有关的酶由拟核中的基因编码,C正确；人体在剧烈运动时所需要的能量由葡萄糖分解提供,此时由于供O2不足肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,而乳酸不能再分解供能,将和碳酸氢钠生成乳酸钠排出体外,D错误。 [答案] D 3．(新疆第一次适应性检测)下列与叶肉细胞相关的叙述,正确的是( ) A．Mg是组成叶绿体中各种色素的必需元素 光合作用专题 1.图1表示发生在高等植物叶肉细胞内的A、B两项生理作用及相互关系的图解，其中①～ ⑥代表物质，abcdefgh表示生理过程，Ⅰ～Ⅲ代表B生理作用的反应阶段。图2表示该植物叶片CO2吸收相对值随光照强度的变化曲线，请据图分析回答： (1)若①是[H]，③是________。 (2)在图2甲状态时，可以发生图1 abcdefgh中的b、e、g和________。图2中乙～丙时，限制光合作用的主要因素是____________。 (3)如果在图2的乙状态下突然升高CO2浓度，叶绿体内C3的含量________。 (4)写出该植物体细胞中可能存在的产生CO2的生理作用名称：______________。 (5)⑤、⑥代表的物质依次是________________。 (6)在B生理作用过程的Ⅰ～Ⅲ反应阶段中，发生在线粒体中的是________阶段，释放能量最多的是________阶段。 2．(14分)(2011·惠州一模)根据下图回答有关问题： (1)若将甲装置用来探究CO2是否是光合作用的原料，则还应该再增加一个装置，做法是________________________________________________________________________。 (2)若将甲装置中的1%NaHCO3溶液换成等量的1%NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，植物的叶绿体中C3与C5相对含量的变化情况是________________。 (3)乙图表示该植物的非绿色器官在不同氧浓度时，CO2释放量和O2吸收量的变化。当氧浓度为________时，无氧呼吸最弱；当氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的________倍。 3. 如图示，某一植物当光照和二氧化碳浓度改变后，与光合作用有关的三碳化合物和五碳化合物在细胞内的变化情况，请据图回答问题： （1）曲线a表示的化合物是曲线b表示的化合物是 （2）将植物突然由光处移到暗处时，细胞内曲线b迅速上升的原因是高中生物光合作用和呼吸作用专题训练附答案
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