【生物】2019届一轮复习人教版能量之源——光与光合作用学案 38页

第12讲　能量之源——光与光合作用 考纲要求 考情分析 命题趋势 ‎1.光合作用的基本过程(Ⅱ)‎ ‎2．影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)‎ ‎3．实验：叶绿体色素的提取和分离 ‎2017，全国卷Ⅲ，3T　　2017，北京卷，2T ‎2017，全国卷Ⅱ，29T 2016，全国卷Ⅱ，2T ‎2016，北京卷，5T,1T 2016，全国卷Ⅰ，30T ‎2016，全国卷Ⅲ，29T 2016，浙江卷，30T ‎2015，江苏卷，21T 2015，安徽卷，2T ‎2015，北京卷，31T 从近五年高考看，对光合作用与细胞呼吸的考查乃重中之重，多集中在总光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系上，多以曲线图、坐标图或表格的形式结合光合作用和细胞呼吸的相关基础知识综合考查 分值：2～16分 ‎ 考点一　绿叶中色素的提取和分离 ‎1．课本P99与社会的联系：温室或大棚在种植蔬菜时补充__白__光。‎ ‎2．色素提取和分离实验 ‎(1)实验原理：绿叶中的色素溶于__无水乙醇__，不溶于水，各种色素在__层析液__中的__溶解度__不同，__溶解度大__的随__层析液__在滤纸上扩散得快，反之则慢。‎ ‎(2)步骤：提取__色素__→制备__滤纸条__→画__滤液细线__→分离__色素__→观察结果。‎ ‎(3)结果：从上至下色素带的颜色及色素名称依次是__胡萝卜素(橙)__、__叶黄素(黄)__、__叶绿素a(蓝绿)__、__叶绿素b(黄绿)__。‎ ‎3．色素的功能：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__。‎ ‎4．叶绿体的结构 双层膜 ‎[③]__基质__：含有与暗反应有关的酶。‎ ‎[④]__基粒__：由类囊体堆叠而成，分布有__色素__和与光反应有关的酶。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。(　×　)‎ ‎(2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素，都主要吸收红光和蓝紫光。(　√　)‎ ‎(3)利用纸层析法可分离4种叶绿体色素。(　√　)‎ ‎(4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(　×　)‎ ‎(5)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(　√　)‎ ‎(6)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。(　×　)‎ ‎(7)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。(　×　)‎ ‎2．(经典高考题)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是(　B　)‎ 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 C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次 D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素 解析　过滤研磨液使用的是单层尼龙布；层析时使用的是干燥处理过的定性滤纸条；在画出一条滤液细线后，待滤液干燥后再重复画线1～2次；研磨叶片时，用无水乙醇或体积分数为95%的乙醇(加适量无水碳酸钠除去水分)溶解色素。‎ ‎3．如图所示为某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列叙述错误的是(　D　)‎ A．应向培养皿中倒入层析液 B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处 C．实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)‎ D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色 解析　实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈黄绿色，然后向外依次是蓝绿色、黄色、橙黄色。‎ ‎ 一　考查实验选材、试剂的作用和实验操作 ‎[例1] 某班同学完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析不合理的是(　C　)‎ A．甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液 B．乙可能是因为研磨时未加入SiO2‎ C．丙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 解析　叶绿体中色素能溶解在有机溶剂中，几乎不溶于蒸馏水中，A项正确；SiO2可使研磨充分，未加入SiO2导致研磨不充分，获得的色素少，B项正确；在滤纸条上距离点样处近的叶绿素b含量比胡萝卜素多，C项错误；CaCO3可防止叶绿素被破坏，未加入CaCO3可导致叶绿素提取量减少，D项正确。‎ 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：①未加二氧化硅，研磨不充分；②加入无水乙醇的量过多；③实验材料中色素含量较少。‎ ‎(2)滤纸条下面两条色素带较浅：①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏；②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：①滤液细线不直；②滤液细线过粗。‎ ‎(4)滤纸条上看不见色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中。‎ ‎ 二　色素与叶片颜色 正常绿色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 叶色变黄 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄 叶色变红 秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色 ‎[例2] 下列对提取光合色素进行纸层析分离实验中各种现象的解释，正确的是(　C　)‎ A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液 C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多 D．叶黄素排在滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最大 解析　未见色素带，其原因是操作失误；叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇、层析液中；由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色，所以，提取液呈绿色；胡萝卜素在层析液(而不是提取液)中扩散得最快，排在滤纸最前方。‎ ‎ 三　考查色素提取与分离原理的应用 ‎1．提取：绿叶中的色素溶于有机溶剂无水乙醇而不溶于水，可用无水乙醇提取色素。‎ ‎2．分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。‎ ‎[例3] 下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是(　A　)‎ A．水稻在收获时节，叶片中色素含量是(甲＋乙)<(丙＋丁)‎ B．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发 C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大 D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光 解析　依柱状图中扩散距离可推知，甲为叶绿素b，乙为叶绿素a，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素。在水稻收获时节，叶片变黄，类胡萝卜素的含量大于叶绿素的含量；在提取色素时，加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中叶绿素遭到破坏；丁色素在层析液中的溶解度最大，故扩散的距离最远，乙色素的含量最多；叶绿素(甲＋乙)主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素(丙＋丁)主要吸收蓝紫光。‎ 影响叶绿素合成的3种因素 ‎(1)温度：叶绿素合成需要酶的催化作用，低温抑制叶绿素的合成。‎ ‎(2)光照：光是叶绿素合成的必要条件，黑暗中不能合成。‎ ‎(3)矿质元素：镁是合成叶绿素的必需元素，铁、锰等是叶绿素形成过程中某些酶的辅助成分。‎ ‎[例1] 回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题：‎ ‎(1)某同学的操作程序如下：‎ ‎①将‎5 g新鲜完整的菠菜叶放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨；‎ ‎②用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画1～2次；‎ ‎③将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。‎ 结果实验失败，请指出其错误所在：‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ ‎(2)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。色素层析结果如图，请根据实验结果填写表格：‎ 组别 滤纸条编号 判断依据 绿叶组 ‎①__________‎ ‎②______________‎ 嫩黄叶组 ‎③__________‎ ‎④______________‎ ‎(3)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量80%的__________和__________分解，从而显示出__________和__________的颜色。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ ‎①考生生活阅历浅，菠菜的叶柄不含色素 ‎－1‎ ‎②审题未注意“连续迅速”，对课本实验不熟，未能理解滤液细线越细越好 ‎－1‎ ‎③层析液不能没及滤液细线是实验成功的关键 ‎－1‎ ‎(2)‎ ‎(3)‎ 考生对四种色素表现出的颜色记忆不牢，色素含量与叶片颜色的关系不清 ‎－4‎ ‎[解析] (1)将菠菜叶含大量叶肉细胞的部分取下，剪掉叶柄，从而保证含更多的色素；画滤液细线时要细、齐、直，画下一次时要待上一次的滤液细线干燥；滤液细线一定不能没及层析液。(2)A 层析结果中各色素位置和带宽符合“绿叶”提取的实验结果，而B层析结果与A相比，靠下的两条带宽明显变窄，表明叶绿素含量较少，故为“嫩黄叶”。(3)秋天，北方叶片变黄是因为叶绿素降解，叶片更多表现出类胡萝卜素的颜色。‎ ‎[规范答题] (每空1分)(1)①不应用完整叶片，而应去掉叶柄后剪碎　②不应迅速重复画线，而应待干燥后再重复画线 ‎③不应摇晃以免层析液没及滤液细线 ‎(2)①A　②叶绿素a带和叶绿素b带较宽 ‎③B　④叶绿素a带和叶绿素b带较窄 ‎(3)叶绿素a　叶绿素b　胡萝卜素　叶黄素 ‎1．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，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述不正确的是(　D　)‎ 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　在分离色素的实验中，画滤液细线时需要重复画线增加色素量，但操作应在前一次画线晾干后再进行。‎ ‎ 考点二　光合作用的探究历程和过程 一、光合作用的探究历程 科学家 实验过程 结论 萨克斯 绿叶在光合作用中产生了__淀粉__‎ 恩格 尔曼 氧是由__叶绿体__释放出来的，__叶绿体__是绿色植物进行光合作用的场所 鲁宾和 卡门 光合作用释放的氧全部来自__H2O__‎ 二、光合作用的过程：根据是否需要__光__可以概括地分为__光反应__和__暗反应__两个阶段。‎ ‎1．光反应阶段：必须__有光__才能进行 ‎(1)水的光解：H2O__1/2O2__＋2[H]，[H]作为还原剂，参与__暗反应__阶段的化学反应。‎ ‎(2)ATP的生成：ADP＋Pi＋光能ATP，ATP参与__暗反应__阶段的化学反应。‎ ‎2．暗反应阶段：__有没有光__都可以进行 ‎(1)CO2的固定：　CO2 ＋C5‎2C3　。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。(　×　)‎ ‎(2)光反应产生的ATP可用于核糖体合成蛋白质。(　×　)‎ ‎(3)光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂。(　√　)‎ ‎(4)离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应。(　√　)‎ ‎(5)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的原因是光反应强度和暗反应强度都降低。(　√　)‎ ‎(6)在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中C3和C5化合物含量都迅速增加。(　×　)‎ ‎2．银边天竺葵叶片边缘细胞因不含叶绿体而显白色(如图中b所示)。将整株银边天竺葵放在黑暗中两天后，再做如图所示处理。两小时后取该叶片经酒精脱色处理，滴加碘液显色后进行观察。根据实验结果分析不正确的是(　D　)‎ A．实验中a处和b处两部分对照说明光合作用发生于叶绿体中 B．实验中a处和c处两部分对照说明光合作用需要CO2‎ C．实验中a处和遮光纸遮挡部分对照说明光合作用需要光 D．实验中光照的时间越长，效果越明显 解析　细胞中进行光合作用合成的有机物可运输到植物的其它部分，光照的时间越长，效果不一定越明显。‎ ‎3．(2015·安徽卷)下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是(　C　)‎ A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能 B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类 C．被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5‎ D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高 解析　C3的还原实质上是将ATP中的化学能转变为(CH2O)中的化学能；C3可直接被[H]和ATP还原，再经过一系列的变化形成糖类；光照减弱时，ATP和[H]合成减少，C3还原受阻，C5生成减少，短时间内C5去路不变，最终导致C5含量降低。‎ ‎ 一　探究光合作用历程的实验分析 ‎1．在光合作用的探究历程中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确。‎ ‎(1)普利斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。‎ ‎(2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(HO与C18O2)，因变量为O2的是否带有放射性。‎ ‎(3)萨克斯：自身对照，自变量为光照(一半曝光、另一半遮光)，因变量为叶片的颜色变化。‎ ‎2．萨克斯在做实验前，把绿叶放在黑暗中处理一段时间，目的是消耗掉叶片中的营养物质。如果不进行该步操作，结果可能会变为遮光处也出现蓝色，因为其中的营养物质没有被充分消耗掉。‎ ‎3．应用普利斯特利的实验装置和萨克斯的实验处理方法可以验证CO2是光合作用必需的原料，在实验时应注意对植物做饥饿处理。‎ ‎[例1] (海南卷)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是(　B　)‎ A．a、b和d　　　　　 B．a、c和e C．c、d和e D．b、c和e 解析　c、e部位被锡箔纸遮盖，且e部位无叶绿素，所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液也不会变蓝。‎ ‎ 二　分析光合作用的过程 ‎1．光反应与暗反应的联系 ‎(1)光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。‎ ‎(2)没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。‎ ‎2．光合作用过程中元素转移途径分析 ‎(1)光合作用总反应式及各元素去向 ‎(2)光合作用过程中O元素的转移途径 HO 18O2‎ C18O‎2‎C3(CHO)＋HO ‎(3)光合作用过程中C元素的转移途径 ‎14CO2 ‎14C3(14CH2O)‎ ‎[例2] (2015·福建卷)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→‎2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物‎14C3的放射性强度。下列分析错误的是(　B　)‎ A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质 B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行 C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法 D．单位时间内‎14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高 解析　暗反应在有光或无光条件下均能进行。‎ ‎ 三　条件骤变对光合作用物质含量变化的影响 ‎1．以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。‎ ‎2．以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP含量变化是一致的。‎ ‎[例3] 下图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的 C5和C3在细胞内的变化曲线。请椐图回答问题：‎ ‎(1)图1中A表示的物质是__[H]__，它是由__水在光下分解__产生的，其作用主要是__用于C3的还原__。‎ ‎(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于__太阳光能__。若用放射性同位素标记14CO2，则‎14C最终进入的物质是__(CH2O)__。‎ ‎(3)图2中曲线a表示的化合物是__C3__，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：__CO2与C5结合形成C3，而C3不能被还原__。‎ ‎(4)曲线b表示的化合物是__C5__，在无光照时，其含量下降的原因是：__C5与CO2结合形成C3，而C3不能被还原为C5__。‎ 解析　(1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→‎14C3→(14CH2O)。(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP含量下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。‎ ‎[例1] 如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。请回答以下问题：‎ ‎(1)图中a物质主要吸收______________，绿色植物能利用它将光能转换成______________。‎ ‎(2)图中①表示水分的吸收，③表示__________，c为__________，该物质只能用于暗反应，不能用于其他生命活动。‎ ‎(3)③和④进行的场所分别是______________________，通过[H]和ATP将光反应和暗反应联系起来。‎ ‎(4)当g突然停止供应，则细胞内e的含量会__________，当光照突然增强，细胞内e 的含量会__________。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 各种色素的吸收光谱记忆不牢；考生表述不清楚绿色植物能利用色素将光能转换成ATP中活跃的化学能 ‎－3‎ ‎(2)‎ 图文转换能力不强，对用图表示光合作用过程不熟练；c与d转化，e与f转化考生未能区分 ‎－2‎ ‎(3)‎ 光反应场所与暗反应场所书写不全 ‎－2‎ ‎(4)‎ 环境骤变对物质含量变化的分析考生不会 ‎－2‎ ‎[解析] 图中①表示水分的吸收，a为色素，吸收的光能用于③过程，③为水的光解产生b(O2)，e为[H]，f为NADP＋，②表示部分光能用于d即ADP转化成c (ATP)，④为CO2固定过程，g为CO2，⑤为C3还原，其中一部分C3变为C5，另一部分C3通过⑥得到(CH2O)。(1)a(色素)主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成ATP中活跃的化学能。(2)③表示水的光解，c为ATP。(3)③在类囊体薄膜上进行，④在细胞质基质中进行。(4)当g突然停止供应，CO2固定停止，C3合成减少，C3还原变慢，消耗e减少，但光反应产生e不变，故e含量上升；当光照突然增强，产生e增加，而消耗e的速率不变，故e含量上升。‎ ‎[规范答题] (除注明外，每空1分)(1)红光和蓝紫光 ATP中活跃的化学能(2分)‎ ‎(2)水的光解　ATP ‎(3)叶绿体类囊体薄膜、叶绿体基质(2分)‎ ‎(4)上升　上升 ‎1．下图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是(　B　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．a上升、b下降 B．a、b都上升 C．a、b都下降 D．a下降、b上升 解析　由图解分析知，c是CO2 , a和b分别是[H]、ATP ‎，若在其他条件不变的情况下，将c降低至极低水平，CO2的固定减弱，C3还原减慢，消耗[H]和ATP减少，则a、b在叶绿体中含量将会都上升。‎ 光合作用过程中物质含量变化的分析技巧 当光照强度发生变化时，从光反应入手分析；当CO2浓度发生变化时，从暗反应入手分析。以[H]、ATP为连接，落到所问物质的量的变化。‎ ‎ 考点三　影响光合作用的因素 ‎1．光合作用强度 ‎(1)含义：植物在__单位时间内__通过光合作用制造有机物的量。‎ ‎(2)指标：一定时间内 ‎2．影响光合作用强度的因素 ‎(1)空气中__CO2的浓度__。‎ ‎(2)土壤中水分的多少，温度的高低。‎ ‎(3)光照的__时间长短__与__强弱__，光的成分。‎ ‎3．光合作用与化能合成作用的比较 光合作用 化能合成作用 本质 都能将CO2和H2O等__无机物__合成为有机物 能量 ‎__光能__‎ 氧化__无机物__放出的能量 代表生物 绿色植物 ‎__硝化细菌__等微生物 影响光合作用因素的实验分析 在光合作用的实验中，可能会涉及多个影响因素，在分析实验的过程中，要善于找到单一变量，结果的不同就是由单一变量引起的。另外在解题中我们经常会遇到用NaOH溶液或NaHCO3溶液，有NaOH溶液存在的封闭环境中不存在CO2，有NaHCO3溶液的封闭环境中会维持一定的CO2浓度。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。(　×　)‎ ‎(2)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应。(　√　)‎ ‎(3)延长光照时间能提高光合作用强度。(　×　)‎ ‎(4)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。(　×　)‎ ‎(5)光合作用与化能合成作用的本质区别是前者主要是绿色植物，而后者主要是硝化细菌等。(　×　)‎ ‎2．如图是水生植物黑藻在光照、CO2等因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正确的是(　D　)‎ A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，叶绿体基质中水光解加快、O2释放增多 B．t2→t3，暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强 D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低 解析　水的光解发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2→t3，限制光合作用的是暗反应，要想提高光合速率，应提高CO2浓度，B项错误；t3→t4，光合速率提高是因为暗反应增强，同时也促进了光反应的进行，光反应和暗反应是相互联系、相互依存的整体，C项错误；t4后短暂时间内，细胞原有的ATP被消耗生成ADP和Pi，但是因无光，不能合成ATP，所以ADP和Pi含量升高，且C3化合物还原后的直接产物也因不断消耗而减少，D项正确。‎ ‎3．如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率影响的结果。下列有关叙述中不正确的是(　A　)‎ A．曲线由a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高 B．曲线由b点转向d点时，叶绿体中C5浓度升高 C．在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合速率 D．曲线中c点产生的限制因素主要是叶绿体中酶数量 解析　曲线由a点转向b点时，由于光反应增强，光反应产物ATP和[H]增多，还原C3的量也增多，因此，叶绿体中C3的浓度会下降。‎ 关于环境因素影响光合作用强度的2点提醒 ‎(1)温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。‎ ‎(2)CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用强度。‎ ‎ 一　单一因素对光合作用速率影响的分析与探究 ‎1．光照强度(如下图)‎ ‎(1)曲线分析 A点　‎ AB段　‎ B点　‎ B点后　‎ ‎(2)应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。‎ ‎2．CO2浓度 ‎(1)曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2‎ 饱和点。‎ ‎(2)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。‎ ‎3．温度 ‎(1)曲线分析：温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性来影响光合作用速率。‎ ‎(2)应用：冬季，温室栽培可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物的量。‎ ‎[例1] 下图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同，则据图判断不正确的是(　C　)‎ A．在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象 B．曲线Ⅱ双峰形成与光照强度的变化有关 C．导致曲线Ⅲ日变化的主要因素是土壤含水量 D．适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度 解析　图中曲线Ⅰ为降雨第2天的桑叶光合速率日变化，此曲线表示在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象，A项正确；图中曲线Ⅱ双峰形成是由于中午日照过强，导致气孔关闭，CO2进入减少，光合速率下降，B项正确；导致曲线Ⅲ日变化的主要因素应是光照强度，C项错误；桑叶的“午休”是由于中午光照过强，保卫细胞失水，气孔关闭引起的，由曲线Ⅰ可知，适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度，D项正确。‎ ‎ 二　多因子变量对光合作用速率的影响 ‎1．曲线分析 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。‎ Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。‎ ‎2．应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率，当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。‎ ‎[例2] (2014·全国卷Ⅱ)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：‎ ‎(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为__0__。CO2浓度在a～b之间时，曲线__A、B和C__表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。‎ ‎(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是__光强__。‎ ‎(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量__大于__(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。‎ ‎(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑__光强__这一因素的影响，并采取相应措施。‎ 解析　(1)由图可知，当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为0；CO2浓度在a～b之间时，曲线A、B和C都表示净光合速率随CO2浓度的增高而增高。(2)对比A、B、C 3条曲线可知，当CO2浓度大于c时，限制B、C净光合速率增加的环境因素为光强。(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物净光合速率都小于0，说明该植物呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)由图可以看出，光强和CO2浓度都会影响植物的光合作用，所以在温室栽培植物时，可通过控制光强和CO2‎ 浓度等措施来提高产量。‎ ‎ 三　光合作用昼夜变化曲线分析 ‎1．曲线解读 ‎(1)图甲中AB段、FG段，图乙中AB段、HI段表示只进行呼吸作用，B点开始进行光合作用，BC段细胞呼吸速率>光合作用速率，图甲C、E点，图乙C、G点细胞呼吸速率＝光合作用速率，是光补偿点，CD段细胞呼吸速率<光合作用速率，D点光合速率达到最大值。图甲中EF段、图乙中GH段表示细胞呼吸速率>光合作用速率，图甲中F点、图乙中H点表示光合作用停止。‎ ‎(2)图乙中DE段：夏季正午温度很高，蒸腾作用很强，大量失水使气孔关闭，CO2供应量减少，影响暗反应，导致光合作用强度明显减弱。FG段表示光照减弱，影响光反应，导致光合作用强度明显减弱。‎ ‎[例3] 如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3(三碳化合物)相对含量在一天内的变化，请据图分析：‎ ‎(1)图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则A、B、C、D依次是__H2O、CO2、C3、C5__。‎ ‎(2)在Ⅰ中发生的过程称为__光反应__，在Ⅰ中含有的参与此过程的物质是__色素和酶__。‎ ‎(3)Ⅰ中发生的反应与Ⅱ中发生反应的物质联系是__光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi等__。‎ ‎(4)图乙中，从__B__点开始合成有机物，至__I__点有机物合成终止。‎ ‎(5)AB段C3含量较高，其主要原因是__无光不进行光反应，C3不能被还原__。‎ ‎(6)G点C3含量极少，其原因是__气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固定减弱__。‎ ‎(7)G点与F点相比，叶绿体中[H]含量较__高__(填“高”或“低”)。‎ 解析　(1)根据光合作用的过程可知，图甲中A、B、C、D依次是H2O、CO2、C3和C5。(2)Ⅰ 是基粒，由许多类囊体组成，在其上发生光反应，其上含有参与光反应的色素和酶。(3)Ⅱ是叶绿体基质，发生暗反应。光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi等。(4)图乙中从B点开始C3含量下降，至I点C3含量不再变化，说明光合作用从B点开始，到I点结束。(5)在B点前无光照，不能进行光反应，不能进行C3的还原，因此在AB段C3含量较高；B点之后，开始进行光合作用，C3含量相对下降，I点无光照，光合作用停止。(6)G点C3含量少的原因是植物气孔关闭，CO2供应不足，C3合成减少。(7)G点与F点相比C3少，[H]消耗少，因此G点[H]含量高于F点。‎ 解答光合作用相关曲线的基本步骤 明标 即明确横坐标和纵坐标所表示的含义 找点 即找出曲线中的起点、止点、顶点、交点和转折点等关键点 如光照强度或CO2浓度对光合作用强度影响的曲线中，在光照强度为0时，曲线在纵坐标上对应的点表示细胞呼吸所释放的CO2量或消耗的O2量；曲线在横坐标上的交点为光补偿点，即表示光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度 析线 即找出曲线上升、下降或波动等变化趋势，并找出变化的原因。如夏天一天中的光合作用曲线，往往会呈现“M”型变化，其“午休”效应出现的原因是缺水导致气孔关闭，使得CO2供应不足 找因 在受多种因素影响时，找出曲线的限制因素，方法是对纵坐标或横坐标画垂线，或者只看某一条曲线的变化，从而将多因素转变为单一因素，进而确定限制因素 ‎[例1] (2014·山东卷)我省某经济植物光合作用的研究结果如下图。‎ ‎(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的__________________上。需先用__________________(填溶剂名称)提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是______________。据图分析，该植物可通过__________________以增强对弱光的适应能力。‎ ‎(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是__________________________________。18：00时，叶肉细胞内产生ATP的细胞器有__________________。‎ ‎(3)实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量__________。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 答案中出现错字，把“囊”写成“嚢”；对叶绿体中色素的提取实验记忆不清 ‎－2‎ 考生不注意括号中的特殊要求“填溶剂名称”，答成笼统答案“有机溶剂”‎ ‎－1‎ ‎(2)‎ 忽略“细胞器”的要求，答案中出现“细胞膜”‎ ‎－2‎ ‎(3)‎ 考生对光合作用过程不熟悉，无法通过分析得到准确答案 ‎－2‎ ‎[解析] (1)叶绿体中的叶绿素主要分布在类囊体薄膜上，绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，因此可以利用无水乙醇(或丙酮)作为提取液提取绿叶中的色素。叶绿素a比叶绿素b在层析液的溶解度大。由图甲可知，叶绿素含量随着遮光程度的增加而升高，说明植物可以通过增加叶绿素含量来增加对弱光的适应能力。(2)结合图乙可知，在8：00到12：00时气温和光照强度升高，气孔导度相对稳定。由于光照强度升高会促进光合作用，气孔导度稳定对光合速率的影响较小，因此只能考虑温度的升高对细胞呼吸的促进比对光合作用的促进作用更强，使光合速率与呼吸速率的差值减小，净光合速率降低。由图乙可知，18：00时净光合速率为0，可以判断此时光合速率等于呼吸速率，故叶肉细胞中的ATP可来自线粒体和叶绿体两种细胞器。(3)若突然去除遮光物，则对植物来说，光照增强，进而促进光反应，光反应产生的ATP和[H]增多，从而促进暗反应中的C3的还原过程，消耗的C3增多，而CO2的固定正常，因此短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量会减少。‎ ‎[规范答题] (除注明外，每空1分)(1)类囊体膜　无水乙醇 叶绿素a　增加叶绿素含量(2分)‎ ‎(2)呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小(2分)　线粒体、叶绿体(2分)‎ ‎(3)减少(2分)‎ ‎1．下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图甲表示在光照弱的情况下，光合作用速率随__光照强度__的增加成正比增加。这种情况下，可以认为此时主要影响光合作用的__光反应__阶段。‎ ‎(2)从图甲可见，光照强度超过一定值后，光合作用速率不再增加，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于__温度__，此时光合作用的__暗反应__阶段受到限制。‎ ‎(3)图乙中C点表示光照强度为B时，植物生长的__最适温度__，出现CD段的原因是__酶活性降低，光合作用速率降低__。‎ ‎(4)请在图甲中绘制‎50 ℃‎时植物光合作用速率变化的曲线。‎ ‎(5)根据图甲，在图乙绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化曲线。‎ 答案 (4)如图1　(5)如图2‎ 解析　(4)由图乙可以看出，在‎50 ℃‎时的光合速率大于‎20 ℃‎而小于‎30 ℃‎，可在图甲中相应画出。(5)由图甲可以看出，在光照强度为A时，光合速率与温度变化无关，可在图乙中相应画出。‎ ‎ 考点四　光合作用与细胞呼吸 ‎1．光合作用与有氧呼吸的区别 项目 光合作用 有氧呼吸 物质变化 无机物合成__有机物__‎ 有机物被分解成__无机物__‎ 能量变化 光能→__稳定的化学能__‎ 稳定的化学能→__热能、ATP中活跃的化学能__‎ 实质 ‎__合成有机物，储存能量__‎ 分解有机物、释放能量，供细胞利用 场所 主要是叶绿体 ‎__细胞质基质和线粒体__‎ 条件 ‎__只在光下进行__‎ 时刻都能进行 ‎2.光合作用与有氧呼吸的联系 ‎(1)物质方面 ‎①C：CO2__C6H12O6____C3H4O3____CO2__‎ ‎②O：H2O__O2____H2O__‎ ‎③H：H2O[H]__C6H12O6__[H]__H2O__‎ ‎(2)能量方面 光能__ATP中活跃的化学能__C6H12O6中稳定的化学能 ‎3．在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的计算 ‎(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示__呼吸速率__。‎ ‎(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示__净光合速率__。‎ ‎(3)真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：‎ ‎①光合作用产生的O2量＝实测的O2__释放量__＋细胞呼吸消耗的O2量。‎ ‎②光合作用固定的CO2量＝实测的CO2__吸收量__＋细胞呼吸释放的CO2量。‎ ‎③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的__积累量(增重部分)__＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。‎ 净光合速率和总光合速率的判定方法 ‎(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则该曲线表示总(真)光合速率；若CO2吸收值为负值，则该曲线表示净光合速率。‎ ‎(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。‎ ‎(3)有机物积累量为净光合速率，制造量为总(真)光合速率。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是类囊体薄膜和线粒体内膜。(　×　)‎ ‎(2)CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。(　×　)‎ ‎(3)光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP。(　×　)‎ ‎(4)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。(　√　)‎ ‎(5)适宜光照下，植物吸收CO2的总量等于固定的CO2的总量。(　×　)‎ ‎2．某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下细胞光合作用速率和细胞呼吸速率的关系，并绘制了A、B、C、D四幅图。其中图中a点不能表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等的是(　A　)‎ 解析　A图中a点的含义是CO2的吸收量等于释放量，表示净光合作用速率等于细胞呼吸速率，此时光合作用速率大于细胞呼吸速率。‎ ‎3．将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，立即光照1 h，再测其重量变化。结果如下表：‎ 组别 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 温度/℃‎ ‎25‎ ‎27‎ ‎29‎ ‎31‎ 暗处理后重量变化/mg ‎－1‎ ‎－2‎ ‎－3‎ ‎－1‎ 光照后与暗处理前重量变化/mg ‎＋3‎ ‎＋3‎ ‎＋3‎ ‎＋1‎ 分析表中数据可判定(　C　)‎ A．光照的1 h时间内，第4组合成葡萄糖总量为2 mg B．光照的1 h时间内，第1、2、3组释放的氧气量相等 C．光照的1 h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸作用强度 D．呼吸作用酶的最适温度是‎29 ℃‎ 解析　根据题意，植物在整个过程中进行了2 h的呼吸作用，而光合作用则进行了1 h，因此，1～4组光合作用合成的有机物分别为5 mg、7 mg、9 mg、3 mg。‎ ‎ 一　光合作用和细胞呼吸的相关计算 ‎1．“半叶法”——测光合作用有机物的生产量 例如：某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，如图所示。“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6 h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度M，M＝MB－MA，单位是mg/(dm2·h)，M表示B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量。‎ ‎2．“黑白瓶”中有关光合作用与细胞呼吸的计算方法 ‎“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：‎ 规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。‎ 规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。‎ ‎[例1] 某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于6对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，将它们分别置于六种不同的光照条件下，24 h后，实测获得6对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下，以下说法正确的是(　B　)‎ 光照强度(klx)‎ ‎0(黑暗)‎ a b c d e 白瓶溶氧量(mg/L)‎ ‎3‎ ‎10‎ ‎16‎ ‎24‎ ‎30‎ ‎30‎ 黑瓶溶氧量(mg/L)‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎①若只考虑光照强度，该深度湖水中所有生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为7/3 mg ‎②光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡 ‎③当该水层中的溶氧量达到30 mg/L时，光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素 ‎④若将e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，瓶中光合生物细胞的C3含量会增加，C5含量会减少 A．①②③ B．②③④‎ C．①③④ D．①②④‎ 解析　黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为原初溶氧量－24小时后氧含量，即10－3＝7 mg/(L·24 h)，故该深度湖水中生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为7/3 mg/L，而所有生物氧气消耗量需乘以体积，①错误；光照强度为a klx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，当光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡，②正确；由表中数据可知，当该水层中的溶氧量达到30 mg/L时，白瓶中含氧量不再增加，所以此时光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素，③正确；若将 e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，光照减弱，光反应产生的[H]和ATP减少，C3的还原减慢，二氧化碳的固定继续进行，所以瓶中光合生物细胞的C3含量会增加，C5含量会减少，④正确。‎ ‎ 二　光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动 CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向(如下图)一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。‎ ‎1．呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。‎ ‎2．呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。‎ ‎3．阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。‎ ‎4．曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向：‎ ‎(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，曲线上的A点下移、其他点向左下方移动，反之A点上移、其他点向右上方移动。‎ ‎(2)呼吸速率不变，相关条件的改变使光合速率下降时，曲线上的A点不动，其他点向左下方移动，反之向右上方移动。‎ ‎[例2] 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为‎25 ℃‎和‎30 ℃‎，如图表示 ‎30 ℃‎时光合作用与光照强度的关系。若温度降到‎25 ℃‎(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、c的移动方向分别是(　C　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 解析　图中a、b、c三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和光饱和点。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为‎25 ℃‎和‎30 ℃‎”可知，当温度从‎30 ℃‎降到‎25 ℃‎时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，c点上移；b点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在‎25 ℃‎时细胞呼吸作用强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使两者仍然相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。‎ ‎ 三　光合速率与呼吸速率的常用测定方法 ‎1．利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率 ‎(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。‎ ‎(2)测定原理 ‎①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。‎ ‎②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。‎ ‎③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。‎ ‎(3)测定方法 ‎①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。‎ ‎②将同一植物(乙装置)置于光下相同时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。‎ ‎③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。‎ ‎(4)物理误差的校正：为防止气压、湿度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，‎ 即用死亡的绿色植物进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。‎ ‎[例3] 利用以下装置可探究某绿色植物的生理作用。假如该植物的光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖，且不能进行产生乳酸的无氧呼吸。回答下列问题：‎ ‎(1)实验前，应__关闭__(填“打开”或“关闭”)活塞，记录有色液滴的位置。‎ ‎(2)忽略装置内其他微生物的干扰，可利用装置__甲和乙__来探究该植物的呼吸作用类型，此时应对实验装置进行__完全遮光__处理，若__装置甲中的有色液滴左移，装置乙中的有色液滴右移__，则该植物在进行有氧呼吸的同时也进行产生酒精和CO2的无氧呼吸。该植物的根尖细胞内能产生CO2，但不伴随ATP合成的生理过程是__无氧呼吸的第二阶段__。‎ ‎(3)忽略装置内其他微生物的干扰，最好选择装置__甲和丙__来验证CO2是植物进行光合作用的必需原料。在暗反应阶段中，CO2需要转化成__C3__才能被[H]还原。‎ 解析　(1)可通过装置中有色液滴的移动情况来反映呼吸作用和光合作用，故需记录有色液滴的位置(或所在的刻度)；另外，装置必须密闭，即要关闭活塞。(2)可利用装置甲和乙来探究该植株的呼吸作用类型，实验时一定要对装置进行完全遮光处理。装置甲内含有氢氧化钠溶液，可吸收植株呼吸作用产生的CO2，若呼吸作用消耗氧气，则有色液滴向左移；装置乙内无吸收CO2的溶液，根据有氧呼吸和无氧呼吸的特点可知，若植物进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，则装置乙中的有色液滴会向右移。无氧呼吸的第二阶段有CO2产生，但不产生ATP。(3)装置甲内无CO2，而装置丙内有CO2，且CO2浓度在一段时间内不变，故这两套装置适合用于验证CO2是植物进行光合作用的必需原料。‎ 光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制 ‎(1)增加水中O2——泵入空气或吹气或放入绿色水生植物；‎ ‎(2)减少水中O2——容器密封或油膜覆盖或用凉开水；‎ ‎(3)除去容器中CO2——氢氧化钠溶液；‎ ‎(4)除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中；‎ ‎(5)除去叶中叶绿素——酒精隔水加热；‎ ‎(6)除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光；‎ ‎(7)得到单色光的方法——棱镜色散或薄膜滤光；‎ ‎(8)线粒体提取——细胞匀浆离心。‎ ‎[例1] (2017·江苏卷)研究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)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量____________，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是________________________。‎ ‎(2)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。‎ ‎(3)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”)。‎ ‎(4)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”)。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 考生不能灵活迁移“叶绿体中色素的提取和分离实验”的相关知识 ‎－2‎ ‎(2)‎ 考生没有认真解读图1的信息，答案不完整 ‎－1‎ ‎(3)‎ 考生没有理解图1装置的实验原理，不能准确分析图中生理过程 ‎－1‎ ‎(4)‎ 考生没有完整解读图2中的信息，不能准确判断有关变化过程 ‎－2‎ ‎[解析] (1)CaCO3能防止叶绿素被破坏。叶绿体中色素可溶解在乙醇中，所以果肉薄片长时间浸泡在乙醇中会变成白色。(2)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、CO2(NaHCO3)浓度。反应液中氧气浓度属于因变量，则测定前应排除反应液中溶解氧的干扰。(3)NaHCO3为光合作用提供CO2。若提高反应液中NaHCO3‎ 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，果肉细胞的光合速率最终趋于稳定。(4)15～20 min曲线的斜率几乎不变，说明光合放氧的速率不变，即反应液中O2浓度不变，说明此时光合产氧量与呼吸耗氧量相等。若在20 min后突然停止光照，则光反应减弱，短时间内叶绿体中[H]和ATP含量减少，C3的还原减弱，而CO2固定正常进行，则短时间内叶绿体中C3含量增加，C5含量减少。由于20 min后停止光照，则光合作用逐渐减弱直至停止，而呼吸作用正常进行，反应液中O2含量减少，曲线的斜率为负值。‎ ‎[规范答题] (每空1分)(1)CaCO3　光合色素溶解在乙醇中 ‎(2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度　溶解氧 ‎(3)提供CO2　增大后稳定 ‎(4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等　①②③　负值 ‎1．(2014·广东卷)观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，请回答下列问题。‎ 光照强度 叶色 强 浅绿 ‎13.6(100%)‎ ‎826(100%)‎ ‎4.33(100%)‎ 中 绿 ‎20.3(149%)‎ ‎768(93%)‎ ‎4.17(96%)‎ 弱 深绿 ‎28.4(209%)‎ ‎752(91%)‎ ‎3.87(89%)‎ ‎(注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照。)‎ ‎(1)CO2以__自由扩散__方式进入叶绿体后，与__五碳化合物(C5)__结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的__[H]和ATP__。‎ ‎(2)在弱光下，柑橘通过__提高叶绿素含量__和__增加叶面积__来吸收更多的光能，以适应弱光环境。‎ ‎(3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数__较少__，单位时间内平均每片叶CO2吸收量__较少__。‎ 解析　(3)分析表格，弱光下柑橘平均叶面积是‎28.4 cm2，气孔密度是752个·mm－2；强光下柑橘平均叶面积是‎13.6 cm2，气孔密度是826个·mm－2,28.4×752＞13.6×826，因此与弱光相比，强光下平均每片叶的气孔总数较少。分析表格，弱光下柑橘平均叶面积是‎28.4 cm2，净光合速率是3.87 μmol CO2·m－2·s－1；强光下柑橘平均叶面积是‎13.6 cm2，净光合速率是4.33 μmol CO2·m－2·s－1，28.4×3.87＞13.6×4.33，因此与弱光相比，强光下单位时间内平均每片叶CO2吸收量较少。‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　A　)‎ A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 解析　类胡萝卜素只能吸收蓝紫光。‎ ‎2．(2017·北京卷)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(　D　)‎ 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影响大 D．适合该植物生长的温度范围是10～‎‎50 ℃‎ 解析　由图可以直接看出，超过‎45 ℃‎，该植物的净光合速率为负值，没有有机物的积累，无法生长。‎ ‎3．(2016·天津卷)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(　C　)‎ 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 解析　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，光反应增强，产生的[H]和ATP速率加快，C3还原加快，而CO2固定速率暂时不变，因此C3减少，C5含量增加；若突然改用光照强度与白光相同的绿光，光反应减弱，产生的[H]和ATP速率减慢，C3还原减慢，而CO2固定速率暂时不变，因此C3增加，C5含量减少。‎ ‎4．(2015·重庆卷)将题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(　B　)‎ 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，①③增大 C．光强等于光补偿点时，②③保持不变 D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大 解析　光强低于光补偿点时，呼吸作用大于光合作用，CO2由细胞内向细胞外扩散，①增大，细胞从环境吸收O2，③减少，B项错误。‎ ‎5．(2016·全国卷Ⅲ)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：‎ 对照组 实验组一 实验组二 实验组三 实验组四 实验 处理 温度/℃‎ ‎36‎ ‎36‎ ‎36‎ ‎31‎ ‎25‎ 相对湿度/%‎ ‎17‎ ‎27‎ ‎52‎ ‎52‎ ‎52‎ 实验 结果 光合速率/mg CO2·dm－2·h－1‎ ‎11.1‎ ‎15.1‎ ‎22.1‎ ‎23.7‎ ‎20.7‎ 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__湿度(或相对湿度)__，其依据是__在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大__；并可推测，　增加　(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__四__组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是__该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度__。‎ ‎(3)小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程__不需要__(填“需要”或“不需要”)‎ 载体蛋白，__不需要__(填“需要”或“不需要)消耗ATP。‎ 解析　(1)分析对照组、实验组一、二可知，高温条件下(温度均为‎36 ℃‎)，适当增加相对湿度时，叶片光合速率的增加量相对较大，而分析实验组二、三、四可知，在相对湿度较高的条件下(相对湿度均为52%)，适当降低温度时，叶片光合速率的增加量较小，甚至降低。所以，中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度；同时可以得出，增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)对比实验组三、四可知，因温度降低，叶片的光合速率下降，所以适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2进入叶肉细胞的方式为自由扩散，既不需要载体蛋白，也不需要消耗ATP。‎ ‎6．(2017·全国卷Ⅱ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。‎ 据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是__O2__、__NADP＋__、__ADP和Pi__、__C5__，[H]代表的物质主要是__NADH__。‎ ‎(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在__C和D__(填“B和C”“C和D”或“B和D”)过程。‎ ‎(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是__在缺氧条件下进行无氧呼吸__。‎ 解析　(1)由图可知，A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应，光反应阶段消耗水，产生NADPH和①O2；暗反应阶段消耗ATP和NADPH，产生②NADP＋、③ADP和Pi，CO2和④C5结合生成C3。(2)植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有：光合作用光反应阶段(A)和有氧呼吸的三个阶段(C和D)。(3)酒精是无氧呼吸产物。‎ 课时达标　第12讲 ‎1．历经一个多世纪，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。在下面几个著名实验中，相关叙述错误的是(　D　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气 B．萨克斯的实验可证明光合作用的产物有淀粉 C．恩格尔曼的实验能证明氧气是叶绿体释放出来的 D．卡尔文的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气只来自于H2O ‎2．如图表示叶绿体中色素的吸收光谱。据图判断，以下说法错误的是(　D　)‎ A．据图分析，在研究叶绿素的过程中，为减少类胡萝卜素的干扰，最好选用红光区 B．进入秋季，植物对420～470 nm波长的光的利用量减少 C．用450 nm左右波长的光比600 nm左右波长的光更有利于提高光合作用强度 D．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，短时间内叶绿体中C3的量增加 解析　类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素既可以吸收红光，也可以吸收蓝紫光，所以为了减少类胡萝卜素的干扰，最好选用红光区，A项正确；进入秋季，叶绿素的合成小于分解，叶绿素含量明显减少，导致420～470 nm波长的光的利用量显著减少，B项正确；图中对450 nm左右波长的光的吸收量明显多于对600 nm左右波长的光的吸收量，故450 nm左右波长的光更有利于提高光合作用强度，C项正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿素a吸收的光增多，光反应增强，产生的[H]和ATP增多，所以叶绿体中C3的量减少，D项错误。‎ ‎3．如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述正确的是(　B　)‎ A．图示膜结构为叶绿体内膜 B．A侧为叶绿体基质，其中含有少量DNA C．甲表示色素，在层析液中溶解度最高的是叶绿素a D．图示过程为光反应，该过程不需酶的催化 解析　因图示过程需要光照，故该过程为光反应，场所为叶绿体类囊体薄膜，A项错误；光反应生成的ATP进入叶绿体基质参与暗反应，故A侧为叶绿体基质，叶绿体基质中含有少量DNA，B项正确；在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素，C项错误；光反应过程需要酶的参与，D项错误。‎ ‎4．夏季晴朗的中午，部分植物会因为蒸腾作用过于剧烈而出现气孔关闭的现象，植物通过关闭气孔可减少水分的过度散失。气孔关闭后，短时间内，植物叶绿体内C3、C5和ATP的含量的变化是(　B　)‎ A．C3减少、C5增多、ATP减少 B．C3减少、C5增多、ATP增多 C．C3增多、C5减少、ATP减少 D．C3增多、C5减少、ATP增多 解析　气孔关闭后，CO2含量下降，则C3的生成量减少，C3还原过程消耗的[H]和ATP减少，则ATP含量增加。CO2含量下降，C5消耗减少，含量也增加。‎ ‎5．如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列叙述正确的是(　C　)‎ A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程 B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程 C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d D．以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b 解析　a表示二氧化碳的进入，b表示氧气出细胞，A项错误；e表示氧气进入细胞，f表示二氧化碳出细胞，B项错误；以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，18O出现在葡萄糖中，而呼吸作用中的葡萄糖中的18O出现在二氧化碳中，d表示呼吸作用产生的二氧化碳，C项正确；以HO作原料进行光合作用，18O出现在氧气中，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的c，D项错误。‎ ‎6．(2018·北京四中高二)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是(　C　)‎ A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C．通常绿光被叶绿体色素吸收的比例最大 D．秋天树叶变黄主要是由于叶绿素被分解造成的 解析　叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中，A项正确；构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收，B项正确；通常绿光被叶绿体色素吸收的比例最小，所以叶片呈现绿色，C项错误；秋天树叶变黄主要是由于叶绿素被分解造成的，D项正确。‎ ‎7．下图为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程，有关说法正确的是(　C　)‎ A．过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光 B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程③只发生在线粒体中 C．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]‎ D．若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加 ‎8．将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是(　C　)‎ A．图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后 B．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高 C．图甲中的F点对应图乙中的g点 D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加 解析　图甲中F点对应图乙中h点，此时植物吸收CO2的速率等于释放CO2的速率。‎ ‎9．人参是一种适宜在森林底层生活的植物，胡杨是一种适应沙漠环境生活的植物。图1是上述两种植物(用甲、乙表示)单位时间内吸收与释放CO2的量随光照强度变化的曲线，图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度(0、b1、b2、c)下的生理状态。下列说法正确的是(　A　)‎ A．图1中甲、乙两种植物分别是胡杨和人参 B．当光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有叶绿体基质、线粒体、细胞质基质 C．对于甲植物来说，图2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ状态对应图1中光照强度依次是c、b1、b2、0‎ D．若图1表示乙植物在温度、水分适宜的条件下测得光合曲线，则d点之后限制增产的主要外界因素是光照强度 解析　光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有叶绿体类囊体薄膜、线粒体和细胞质基质；图乙中Ⅰ为光合作用＞吸收作用，Ⅱ为光合作用＜呼吸作用，Ⅲ为光合作用＝呼吸作用，Ⅳ为只进行有氧呼吸，故对应图1中甲植物的光照强度依次是c、b2、b1、0；图1中d点为乙植物的光饱和点，此时光照强度不再是限制增产的主要外界因素。‎ ‎10．某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如下图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是(　C　)‎ A．图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个 B．绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时 C．实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱 D．实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体 解析　据图可知，呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在6时、18时、30时、42时，A项错误；绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是36时，B项错误；实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体，D项错误。‎ ‎11．研究人员以某种绿色植物为材料，利用多套图甲装置进行光合作用和呼吸作用的相关实验研究。据图回答下列问题：‎ ‎(1)若用图甲装置来测定绿色植物的有氧呼吸速率，则图甲装置内烧杯中的液体以及装置应处的环境分别是__液体应为NaOH溶液，装置应处于黑暗环境中__。‎ ‎(2)为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图甲装置的烧杯内加入CO2缓冲液，然后再打开该装置的活塞开关，使 U形管两侧液面如图所示，然后关闭活塞开关。实验的观察指标是U形管A侧水柱高度的变化值。在每一给定温度及其他条件均相同、适宜的情况下光照1小时，实验数据如下表所示。‎ 温度(℃)‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎35‎ 水柱高度变化值(mm/h)‎ ‎1.0‎ ‎1.7‎ ‎2.5‎ ‎3.2‎ ‎3.7‎ ‎3.5‎ ‎3.0‎ 分析表中数据可知，温度与光合作用强度的关系是__在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强，超过一定温度后，光合作用强度随着温度的升高而减弱__。‎ ‎(3)图乙是研究该植物光合作用的影响因素的实验结果。①如果图中a、b、c代表温度，且只有a超过了光合作用的最适温度，则a、b、c三者之间的大小关系是__a>b>c__。‎ ‎②如果图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表CO2浓度且均未达到最适浓度，则三者中最接近最适CO2浓度的是__Ⅰ__。‎ 解析　(1)‎ 要测定植物的有氧呼吸速率，首先应将图甲装置置于黑暗条件下以确保该植物不能进行光合作用，另外图甲装置只能通过测定氧气的消耗量来测定有氧呼吸速率，有氧呼吸不仅消耗氧气，还能释放CO2，故装置内烧杯中的液体应能吸收植物呼吸作用所释放的CO2。(2)水柱高度的变化值可反映光合作用强度的大小，其他条件相同且适宜的情况下，在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强，超过一定温度后，光合作用强度随着温度的升高而减弱。(3)①温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度，在达到最适温度前，光合作用强度随着温度的升高而升高，因此b>c，又因为只有a超过了光合作用的最适温度，因此三个温度的大小关系为a>b>c。②在达到最适CO2浓度前，光合作用强度随着CO2浓度的增大而增大，再根据图中信息可知，三者中最接近最适CO2浓度的是Ⅰ。‎ ‎12．(2018·江苏东台创新学校月考)研究者选取西葫芦幼苗进行了无土栽培实验，图甲为幼苗细胞内某些生理过程的示意图，图乙为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图。请分析回答相关问题：‎ ‎(1)图甲中能产生[H]的过程有__②③__(填序号)，过程②进行的场所是__细胞质基质、线粒体基质__。‎ ‎(2)图乙中A点时叶肉细胞中O2的转移途径是__叶绿体移向线粒体__，此时图甲中的__①②③④__(填序号)过程正在进行。‎ ‎(3)据图乙分析，光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度__高__(填“高”或“低”)，温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最适温度为__20__℃。‎ ‎(4)图乙中，限制AB段CO2吸收速率的主要因素是__温度__，图中__B、D___点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。‎ ‎(5)研究者分别用12%的氧气和22%的氧气对两组幼苗的根系进行持续供氧。较长一段时间后，测得用12%的氧气处理植株的干重显著低于另一组，原因是__根系呼吸速率下降，影响根对无机盐的吸收，从而使光合作用固定的有机物减少__。‎ 解析　(1)根据光合作用和有氧呼吸过程中的物质变化可知，在光合作用的光反应阶段以及有氧呼吸的第一、二阶段均能够产生[H]，分别对应图中的③和②。有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，第二阶段发生在线粒体基质。(2)A点，光合作用小于呼吸作用，光合作用产生的氧气被呼吸作用利用，因此A点时叶肉细胞中O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体。(3)据图乙分析可知，光合作用强度随温度升高而升高更快，因此光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高。在‎20 ℃‎植物净光合作用最强，此时细胞呼吸作用较弱，是获得最大经济效益的适宜温度。(4)图乙中，限制AB段CO2吸收速率的主要因素是温度。分析题图曲线可知，B、D点净光合作用与呼吸作用相等，因此实际光合作用是呼吸作用的2倍。(5)原因是氧气浓度过低使根系呼吸速率下降，影响根对无机盐的吸收，从而使光合作用固定的有机物减少。‎