高考生物微专题（通用版）：第9讲 能量之源-光与光合作用

第9讲能量之源——光与光合作用内容考情——知考向核心素养——提考能内容要求1.说明光合作用过程及对它的认识过程2.活动：提取和分离叶绿体色素3.活动：探究不同环境因素对光合作用的影响生命观念通过比较光反应与暗反应及它们之间的关系，建立对立统一、结构决定功能的观点科学思维理解C3、C5等物质变化和光合作用的相关曲线近三年考情2020·全国卷Ⅰ(30)、2020·全国卷Ⅲ(29)、2019·全国卷Ⅰ(3、29)、2019·全国卷Ⅱ(31)、2018·全国卷Ⅰ(30)、2018·全国卷Ⅱ(30)、2018·全国卷Ⅲ(29)科学探究探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响社会责任关注光合作用与农业生产及生活的联系考点一叶绿体中的色素及其提取和分离1.色素的提取与分离实验可看作两个实验哦！(1)实验原理(2)实验流程(3)实验结果及分析2.叶绿体的结构及其中的色素(1)光合作用的结构——叶绿体并非光合作用的必要条件，蓝藻、光合细菌也能进行光合作用，但没有叶绿体。(2)色素的吸收光谱由图可以看出：①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。②色素吸收光的范围：一般叶绿体中的色素只吸收可见光(可见光的波长范围大约是390～760nm)，对红外光和紫外光不吸收。参看必修1教材P99“学科交叉”提醒①植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。②植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。③植物幼嫩的茎和果实的细胞中也含有吸收光能的色素。(教材P100拓展题)(1)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素(√)(2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(√)(3)秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的(×)(4)光合作用需要的色素和酶只分布在叶绿体基粒中(×)(5)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(√)1.生产上，用何种颜色的塑料薄膜做顶棚产量高？如果阴天或夜间给大棚内的农作物补光呢？eq\x(必修①P99“与社会的联系”拓展)提示无色，因日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。补红光和蓝紫光。2.(实验改进)提取叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？提示①胡萝卜素(橙黄色)②叶黄素(黄色)③叶绿素a(蓝绿色)④叶绿素b(黄绿色)1.色素提取分离三个常见异常现象原因分析(1)滤液颜色均过浅的原因若只是最下面两条色素带较浅呢？①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；②一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)。(2)滤纸条色素带重叠的原因①滤液细线不直；②滤液细线过粗。(3)滤纸条无色素带的原因①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。2.影响叶绿素合成的三大因素3.色素与叶片的颜色考向1结合实验原理及过程，考查科学探究能力1.(2020·江苏卷，6)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解析叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。2.(2020·云南毕业班统一检测)为探究pH对叶绿素稳定性的影响，某科研小组进行了如表实验。下列叙述错误的是()组号叶绿素溶液/mLpH处理时间/min溶液颜色①3.08.010绿色②3.07.010绿色③3.06.010黄绿色④3.05.010黄褐色A.叶绿素可用无水乙醇提取B.该实验设置了四个实验组，是一个对照实验C.该实验说明叶绿素在酸性条件下不稳定，在碱性条件下稳定D.由该实验结果推测，酸雨可能会造成藻类植物光合作用能力下降答案C解析叶绿体色素易溶于有机溶剂，可以加入无水乙醇进行叶绿素的提取，A正确；该实验设置了四个实验组，每个组别之间形成对照关系，是一个对照实验，B正确；根据表中数据可知，酸性环境下叶绿素溶液的颜色变成黄绿色或黄褐色，说明酸性环境下的叶绿素可能因稳定性较差而被分解，在pH为7或8的环境中，叶绿素溶液的颜色均为绿色，但这不能排除碱性增强时色素可能会被破坏，C错误；结合C项分析，可知酸性条件下叶绿素含量降低，因此酸雨可能会造成藻类植物光合作用能力下降，D正确。考向2围绕光合色素考查科学思维能力3.(2017·全国卷Ⅲ，3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640～660nm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，所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。4.(2021·长沙一中质检)用叶绿素完全缺失的水稻叶片进行相关实验，下列叙述正确的是()A.叶绿素完全缺失的水稻叶片不能吸收红光B.叶绿体内部巨大的膜面积为暗反应的酶提供了附着位点C.用该水稻叶片进行光合色素的分离实验，圆形滤纸片上会出现两个直径较小的圆D.Fe参与叶绿素的组成答案A解析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，所以叶绿素完全缺失的水稻叶片不能吸收红光，A正确；叶绿体内部巨大的膜面积(类囊体膜)为光反应的酶提供了附着位点，B错误；用该水稻叶片(叶绿素完全缺失)进行光合色素分离实验，滤纸条上会出现两个直径较大的圆，即出现胡萝卜素和叶黄素的色素带，C错误；Fe不参与叶绿素的组成，Mg参与叶绿素的组成，D错误。考点二光合作用的过程1.光合作用的探究历程2.光合作用的过程3.光合作用和化能合成作用的比较项目光合作用化能合成作用区别能量来源光能氧化无机物释放的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同点都能将CO2和H2O等无机物合成有机物提醒(1)同位素标记法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就没有放射性，不能检测其放射性；而14C有放射性，可被追踪检测。(2)光合作用过程中的[H]和呼吸作用中的[H]不同，光合作用中[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的简化表示方法。(3)绿色植物和化能合成菌为自养生物，人、动物、真菌以及大多数细菌属于异养生物。(4)C3和C5并不是只含有3个或5个碳原子，还有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一种三碳化合物(1)光反应必须在光照下进行，暗反应必须在暗处进行(×)(2)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中(×)(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)适宜条件下培养的叶绿体，突然将原来的白光改为绿光照射，则短时间内[H]含量会增多(×)(5)叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉(×)(6)离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应过程(√)(7)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖类(√)必修①P100“资料分析”、P102“文字信息”1.下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？提示选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？提示排除氧气和极细光束外的其他光的干扰。(3)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么？提示消耗掉细胞中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰。(4)萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，目的是什么？提示防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。(5)两实验设计中是如何形成对照的？提示恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。2.叶绿体中C3的分子数量为什么多于C5的分子数量？eq\x(必修①P104“文字信息”)提示暗反应CO2固定时，每消耗1分子C5，产生2分子C3；C3还原时，每还原2分子C3产生1分子C5，因此当暗反应速率达到稳定时，C3的分子数是C5的2倍。1.光合作用反应式及元素去向分析①O：Heq\o\al(18,2)Oeq\o(→,\s\up7(光反应))18O2C18O2eq\o(→,\s\up7(CO2的固定))C3eq\o(→,\s\up7(C3的还原))(CHeq\o\al(18,2)O)②C：14CO2→14C3→(14CH2O)③H：H2O→[H]→(CH2O)为还原型辅酶Ⅱ(NADPH)2.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化起始值C3高于C5(约其2倍)考向1结合光合作用的过程，考查科学思维能力和科学探究能力1.(2020·天津等级考，5)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解析题干信息“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”说明，乙醇酸是在暗反应中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用16种酶等物质进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有CO2、H2O等，B错误；类囊体上进行的光反应为暗反应中C3的还原提供了NADPH和ATP，光反应产生的O2不参与暗反应，C错误；该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的CO2固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。2.(2019·全国卷Ⅰ，3)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g，其增加的质量来自于()A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气答案A解析水是占细胞鲜重含量最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外，植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的CO2合成有机物使植株质量增加。故A符合题意。3.(2021·河南顶级名校联考)追根溯源，对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是太阳能。高等植物通过光合作用固定太阳能，同时也进行细胞呼吸释放能量。下列关于高等植物光合作用和有氧呼吸的说法，正确的是()A.光合作用和有氧呼吸均产[H]，且为同一物质B.植物个体的所有细胞均能进行光合作用和有氧呼吸C.光合作用只在叶绿体中进行，有氧呼吸只在线粒体中进行D.用Heq\o\al(18,2)O培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O答案D解析光合作用和有氧呼吸均产[H]，但光合作用产的[H]为NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，有氧呼吸产的[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)，为不同的物质，A错误；植物个体所有活细胞均能进行有氧呼吸，但并非所有细胞均能进行光合作用，例如根细胞没有叶绿体，无法进行光合作用，B错误；高等植物的光合作用只在叶绿体中进行，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，C错误；Heq\o\al(18,2)O可参与光反应过程产生18O2，也可参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2，C18O2再参与暗反应过程，可使18O转移到糖类等有机物中，D正确。考向2条件骤变时叶绿体中各物质含量变化，考查科学思维能力4.(2014·全国卷Ⅰ，2改编)在条件适宜的情况下，用自然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自然光相同的绿色光照射，在照射瞬间叶绿体中的物质所发生的变化错误的是()A.ATP含量下降 B.C3的含量上升C.合成C5的速率加快 D.NADPH的含量下降答案C解析叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光，若由自然光突然改用光照强度与自然光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的NADPH和ATP减少，A、D正确；由于NADPH和ATP含量下降，导致C3被还原为C5的速率减慢，而短时间内暗反应中CO2的固定仍在消耗C5，生成C3，故短时间内C3的含量会上升，合成C5的速率减慢，B正确，C错误。5.(2021·长春市质检)光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是()A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小答案B解析突然中断CO2供应导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，A错误；突然中断CO2供应使C3含量减少，进而使ATP和[H]含量增多，所以ATP/ADP比值增加，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和[H]含量减少，进而使C3含量增多、C5含量减少，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提高，ATP和[H]含量增加，ATP/ADP比值增加，D错误。光反应制约暗反应，暗反应也制约光反应光反应为暗反应提供[H]和ATP，故光反应停止时，暗反应无法进行，然而光反应也需暗反应为之提供ADP、Pi和NADP＋等，故暗反应停止(如停止CO2供应)时，光反应也将受制约，从而导致O2产生速率下降。考点三影响光合作用的因素及应用1.内部因素(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶(3)叶面积指数2.外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度②CO2浓度③温度④水分或矿质元素影响气孔的开闭超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失水，出现萎蔫。(2)多因子对光合速率的影响(1)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(√)(2)延长光照时间能提高光合作用强度(×)(3)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用(×)(4)停止供水，植物光合速率下降，这是由于水是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质(√)1.(生产实践)土壤板结，光合速率下降的原因是土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生的ATP减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶数量减少，光合作用减弱。2.(生产实践)北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是：光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱。3.(生产实践)大棚种植使用有机肥有利于增产，请从影响光合作用的因素分析原因。提示有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放CO2，增加了土壤中矿质元素含量和大棚中的CO2浓度，促进光合作用。考向1单因子对光合作用的影响及应用1.(2021·江西九江联考)如图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，请分析选出不正确的一项()A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动B.若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动C.D点时，ATP的移动方向从类囊体薄膜向叶绿体基质移动D.若图中为阳生植物，则换为阴生植物，B点和D点均要向左移动答案B解析B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动，A正确；若增加二氧化碳浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正确；若换为阴生植物，B点和D点均要向左移动，D正确。2.(2020·全国卷Ⅰ，30)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有____________________(答出2点即可)。(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是__________________________________________(答出1点即可)。(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是______________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/(μmol·m－2·s－1)12001180560623答案(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤中氧气含量，促进根系的呼吸作用(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(3)A和C作物A光饱和点高且长得高，可利用上层较强光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用解析(1)除去杂草可以减少杂草和农作物之间对水分、矿质元素和光的竞争，使能量更多地流向农作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于根细胞进行有氧呼吸，进而增强根对矿质元素的吸收等活动。(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而农田施肥的同时常适当浇水，以使肥料中的矿质元素溶解在水中；另外，浇水还可以降低土壤溶液的浓度，防止作物因过度失水而死亡。(3)为了更充分地利用光照资源，间作过程中要确保高低作物的合理搭配。株高较高的作物获取的光照充足，应选择光饱和点较高的作物(作物A)；株高较低的作物获取的光照较少，应选择光饱和点较低的作物(作物C)。考向2结合多因素对光合作用的影响，考查综合分析问题能力3.(2014·全国卷Ⅱ，29)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________。CO2浓度在A～B之间时，曲线________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______________________________________________。(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________(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____________这一因素的影响，并采取相应措施。答案(1)0a、b、c(2)光强(3)大于(4)光强[慧眼识图获取信息]考向3创新实验，考查科学探究能力4.(2020·江苏扬州中学模拟)图1是某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸过程氧元素的变化示意图，其中甲、乙表示气体，①～④表示相关过程；图2是研究人员探究光照强度对该植物光合作用影响的实验装置以及得到的实验结果。请回答下列问题。(1)图1中，甲、乙代表的气体分别是________。④过程发生的场所是________________。(2)图2实验中选择长势良好的健康植物的目的是 。(3)图2中A点叶肉细胞中发生的生理过程包括图1中的________(填序号)过程。(4)有同学提出：在本研究中，随着时间的推移由于装置中CO2供应减少，植株幼苗的光合速率会受到限制，进而影响实验结果的准确性。请简要写出实验思路，探究该同学的想法是否正确。答案(1)CO2、O2叶绿体基质(2)防止除光照强度以外的其他因素(无关变量)对实验结果造成影响(3)①②③④(4)可取图2所示的两个相同装置，其中一个装置内放一个加有一定量CO2缓冲液(保证装置内CO2浓度维持稳定)的小烧杯，另一个装置内放一个加有等量蒸馏水(或清水)的小烧杯，将两装置放在题干所述实验环境中，再每隔一定时间，测定并记录两装置内的光合速率，并进行比较。(答案合理即可)解析(1)由[H]和乙生成H2O可知，这是有氧呼吸第三阶段(②)，乙是O2，由H2O生成[H]和O2为光合作用的光反应阶段(③)，其中生成的[H]用于暗反应阶段。由甲是气体，且图1中C6H12O6→[H]＋甲、[H]＋甲→C6H12O6可知，甲是CO2，因为CO2既是有氧呼吸的产物，又是光合作用暗反应阶段的原料。(2)图2实验中选择长势良好的健康植物的目的是防止除光照强度以外的其他因素(无关变量)对实验结果造成影响。(3)图2中A点为光补偿点，B点为光饱和点，限制AB段光合速率的因素主要是光照强度，限制B点之后的光合速率的因素是除光照强度以外的温度、CO2浓度等。图2中A点净光合速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，故A点叶肉细胞中发生的生理过程包括图1中的①②③④。(4)要探究随着时间的推移由于装置中CO2供应减少，植株幼苗的光合速率会受到限制的正确性，可取图2所示的两个相同装置，其中一个装置内放一个加有一定量CO2缓冲液(保证装置内CO2浓度维持稳定)的小烧杯，另一个装置内放一个加有等量蒸馏水(或清水)的小烧杯，将两装置放在题干所述实验环境中，再每隔一定时间，测定并记录两装置内的光合速率，并进行比较。考点四光合作用与细胞呼吸的综合应用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eq\o(→,\s\up7(合成))有机物有机物eq\o(→,\s\up7(分解))无机物能量变化光能→稳定的化学能(储能)稳定的化学能→ATP中活跃化学能及热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体细胞质基质、线粒体条件只在光下进行有光、无光都能进行2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系(1)过程联系(2)物质联系①C：CO2eq\o(→,\s\up7(暗反应))(CH2O)eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅰ))C3H4O3eq\o(→,\s\up9(有氧呼吸Ⅱ))CO2②O：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))O2eq\o(→,\s\up9(有氧呼吸Ⅲ))H2O③H：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))[H]eq\o(→,\s\up7(暗反应))(CH2O)eq\o(→,\s\up9(有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ))[H]eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅲ))H2O(3)能量联系3.光合作用与有氧呼吸中[H]、ATP的来源与去路1.辨析净光合速率与总光合速率(1)微观辨析(2)结合曲线辨析(3)从语言文字中辨析还有“叶绿体吸收”也表示总光合速率总(真正)光合速率净(表观)光合速率呼吸速率“同化”“固定”或“消耗”的CO2的量“从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2的量黑暗中释放的CO2的量“产生”或“制造”的O2的量“释放至容器(环境)中”或“容器(环境)中增加”的O2的量黑暗中吸收的O2的量“产生”“合成”或“制造”的有机物的量“积累”“增加”或“净产生”的有机物的量黑暗中消耗的有机物的量注真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸释放的CO2量光合作用产生的O2量＝释放到环境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量2.光合作用曲线中的“关键点”移动(1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。(2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)B点(补偿点)C点(饱和点)适当增大CO2浓度(光照强度)左移右移适当减小CO2浓度(光照强度)右移左移土壤缺Mg2＋右移左移注意：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。3.自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较考向1结合光合作用与呼吸作用相关曲线考查科学思维能力1.(2020·江西南昌四校二联)如图为自然环境中一昼夜测得某植物CO2的吸收速率曲线图，关于该图的叙述错误的是()A.A点产生的原因是夜温降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少B.开始进行光合作用的点是B点，结束光合作用的点是M点C.光合速率与呼吸速率相等的点是C、H点，有机物积累量最大的点是M点D.DE段下降的原因是部分气孔关闭，CO2吸收减少，FH段下降的原因是光照减弱答案C解析A点释放CO2的速率减小，是由于夜间温度降低，呼吸酶活性降低，呼吸速率降低，CO2释放减少，A正确；由图可知，B点是光合作用开始的点，M点之后，CO2释放速率不变，说明M点之后不再进行光合作用，B正确；H点之后，光合作用速率小于呼吸作用速率，有机物减少，因此有机物积累最大的点是H点，C错误；DE段光照较强，温度较高致使部分气孔关闭，二氧化碳通过气孔进入叶肉细胞间隙的量减少，光合速率降低；FH段是下午光照逐渐减弱的时间段，此时光合速率下降的原因是光照减弱，D正确。2.(2021·湖北黄冈第一次调研)如图所示，在适宜温度和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系，下列说法正确的是()A.在CO2浓度低于b的环境中植物乙比植物甲生长得更好B.CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用C.适当增加光照强度，a点将右移D.CO2浓度为b时，甲、乙植物的实际光合作用强度相等答案A解析据图分析，可知在CO2浓度低于b的环境中，植物乙比植物甲生长得更好，A正确；CO2浓度等于a时，甲的光合作用速率与呼吸作用速率相等，B错误；适当增加光照强度，光合作用增强，则a点将左移，C错误；CO2浓度为b时，甲、乙两种植物的净光合作用强度相等，但是甲、乙的呼吸作用强度与实际光合作用强度不一定相等，D错误。考向2光合作用和细胞呼吸的综合运用，考查综合分析问题能力3.(2020·黑龙江哈尔滨一调改编)如图表示绿色植物叶肉细胞内的部分代谢过程，相关叙述错误的是()A.在细胞质基质中发生过程①时，会释放少量能量B.过程③和④都发生在叶绿体基质中C.过程③主要消耗过程①、②产生的[H]D.突然增大光照强度，则短时间内叶绿体中C3含量会减少答案C解析图示表示细胞呼吸和光合作用的部分过程，其中①表示有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段、②表示有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段、③表示暗反应中C3的还原、④表示暗反应中CO2的固定。有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，其中有机物分解为丙酮酸，同时释放少量的能量，A正确；过程③和④表示暗反应的两个阶段，都发生在叶绿体基质中，B正确；光合作用与细胞呼吸所产生的[H]本质不同，光合作用中的[H]为还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，细胞呼吸过程中的[H]为还原型辅酶Ⅰ(NADH)，细胞呼吸过程中产生的[H]不用于光合作用，C错误；突然增大光照强度，光反应会增强，导致[H]和ATP生成增加，而短时间内CO2浓度基本不变，暗反应中CO2固定(C3的来源)速率基本不变，但C3的还原(C3的去路)速率增大，故短时间内叶绿体中C3含量会减少，D正确。4.(2020·山东等级考，21)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是__________________________________________________。(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是_________________。(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是____________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。答案(1)模块1和模块2五碳化合物(或C5)(2)减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足(3)高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)(4)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少解析(1)根据题图可知，模块1利用太阳能发电装置将吸收的光能转换为电能，模块2利用电能电解水生成H＋和O2，并发生能量转换的过程。该系统中的模块1和模块2相当于叶绿体中光反应功能。模块3将大气中的CO2转换为糖类，相当于光合作用的暗反应。暗反应中的CO2的固定为CO2和C5结合生成C3，C3在光反应提供的NADPH和ATP的作用下被还原，随后经过一系列反应形成糖类和C5，故该系统中模块3中的甲为五碳化合物(C5)，乙为三碳化合物(C3)。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则CO2浓度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的还原短时间内仍正常进行，因此短时间内会导致三碳化合物(C3)含量减少。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，若该系统气泵停转时间较长，则模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，从而导致模块2中的能量转换效率也会发生改变。(3)由于植物中糖类的积累量＝光合作用合成糖类的量－细胞呼吸消耗糖类的量。与植物相比，该系统没有呼吸作用消耗糖类，所以在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下，土壤含水量低，导致植物叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少。因此，干旱条件下，很多植物光合作用速率降低。重温真题经典再现1.经典重组判断正误(1)蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用(2019·海南卷，1D)()(2)高等植物光合作用中光反应只发生在生物膜上(2018·海南卷，4A)()(3)叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中(2017·全国卷Ⅲ，2B)()(4)照光培养一段时间的绿藻，用黑布迅速将培养瓶罩上，绿藻细胞的叶绿体内CO2的固定加快(2014·全国卷Ⅰ，2B)()(5)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(2013·全国卷Ⅱ，2D)()(6)用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素(2013·海南卷，8C)()提示(1)√(2)√(3)√(4)×用黑布迅速将培养瓶罩上，没有光照，导致[H]和ATP减少，暗反应减弱，CO2的固定减弱。(5)×植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色。(6)×用乙醇提取的叶绿体色素中含有胡萝卜素。2.(2019·海南卷，9)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是()A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B.红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用答案B解析光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。3.(2019·海南卷，12)下列关于绿色植物的叙述，错误的是()A.植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用答案B解析有氧呼吸不需要光照，植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸，A正确；植物细胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如细胞质基质和线粒体基质中也可以合成ATP，B错误；合成叶绿素需要光照，遮光培养会导致光照减弱，会导致叶肉细胞的叶绿素含量下降，C正确；植物幼茎的绿色部分含有叶绿体，能进行光合作用，所有的活细胞都能进行呼吸作用，D正确。4.(2020·全国卷Ⅲ，29)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。反应部位(1)______叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖/丙酮酸等反应名称(2)______光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源化学能(3)______化学能终产物(除ATP外)乙醇、CO2(4)______(5)______答案(1)细胞质基质(2)无氧呼吸(3)光能(4)O2、NADPH(5)H2O、CO2解析(1)(2)无氧条件下，某些细胞可以将葡萄糖分解成乙醇和CO2，并释放少量能量，该过程为无氧呼吸，发生在细胞质基质中。(3)(4)在真核细胞中，光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体膜上，叶绿体类囊体膜上的光合色素吸收的光能，有两方面的用途：①将水分解成[H](NADPH)和氧，氧直接以分子的形式释放出去，[H](NADPH)被传递到叶绿体内的基质中，作为活泼的还原剂参与到暗反应阶段的化学反应中去；②在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。(5)在线粒体中可以发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H](NADH)，并释放出少量的能量；在有氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的[H](NADH)经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。因此丙酮酸等在线粒体内氧化分解的终产物除了ATP外，还有二氧化碳和水。5.(2020·江苏卷，27)大豆与根瘤菌是互利共生关系，如图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：(1)在叶绿体中，光合色素分布在________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和________。(2)如图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3－磷酸甘油酸(PGA)的酶在________中，PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于________。(3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成________键。(4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自________；根瘤中合成ATP的能量主要源于________的分解。(5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是________________________________________________。答案(1)类囊体(薄)膜C5(2)叶绿体基质细胞质基质(3)肽(4)光能糖类(5)非还原糖较稳定(或蔗糖分子为二糖，对渗透压的影响相对小)解析(1)叶绿体中的光合色素分布在类囊体薄膜上；在暗反应过程中，一分子CO2和一分子C5在酶的催化下结合、反应，形成两分子C3。(2)光合作用的暗反应阶段发生在叶绿体基质中，固定CO2形成PGA发生在暗反应过程中，相关酶分布在叶绿体基质中。由题图可以看出，TP合成蔗糖的过程发生在细胞质基质中，相关酶也分布在细胞质基质中。(3)氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成肽键。(4)光合作用的光反应阶段，叶绿体中的光合色素可将光能转变成ATP中的化学能。根瘤中没有叶绿体，不进行光合作用，故其中合成ATP的能量主要来自呼吸作用中糖类的氧化分解。(5)与葡萄糖相比，蔗糖是非还原性二糖，化学性质较稳定；质量分数相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，蔗糖溶液溶质分子数少，对植物细胞的渗透压影响相对小。课后·分层训练(时间：35分钟)1.(2020·海南省高考模拟，3)温室大棚栽培黄瓜时，CO2不足会引起黄瓜苗黄化，畸形瓜增多，产量下降。针对以上现象所采取的措施中，不合理的是()A.白天气温较高时打开大棚换气口B.晚上在大棚内进行补光C.将养猪棚与黄瓜棚相连通D.在大棚内适当施用有机肥答案B解析晚上在大棚内进行补光，延长了光照时间，没有补充二氧化碳，B错误。2.(2021·吉林长春实验中学考试)下列有关光合作用和细胞呼吸中[H]的叙述，正确的是()A.光合作用中的[H]为NADPHB.光合作用中的[H]将五碳化合物还原C.有氧呼吸中的[H]均在膜上产生D.无氧呼吸中消耗NADH的过程有ATP生成答案A解析呼吸作用中的[H]是NADH，光合作用中的[H]是NADPH，A正确；在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，B错误；有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中产生[H]，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中产生[H]，C错误；无氧呼吸产生的[H]是NADH，无氧呼吸第二阶段消耗NADH的过程没有ATP生成，D错误。3.(2020·河南郑州一测)下列有关细胞呼吸和光合作用原理的应用，说法错误的是()A.用乳酸菌制酸奶时，应先通气后密封，以利于乳酸菌发酵B.手指受伤时选择透气的消毒纱布包扎，可以抑制破伤风芽孢杆菌的繁殖C.给蔬菜大棚补充光照，用红色光源好于同样强度的白炽灯D.栽培农作物要“正其行，通其风”，主要目的是为植物光合作用提供较多的CO2答案A解析乳酸菌是厌氧菌，制酸奶时应密封发酵，A错误；破伤风芽孢杆菌是厌氧菌，手指受伤时选择透气的消毒纱布包扎，充足的氧气可以抑制破伤风芽孢杆菌的繁殖，B正确；相同光照强度下，红色光源比白炽灯光源能更多地被光合色素吸收，有利于蔬菜的光合作用，C正确；栽培农作物时通风有利于及时补充CO2，可为植物光合作用提供充足的原料，D正确。4.(2021·海南调研)下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是()A.提取色素时加入SiO2的目的是防止研磨中色素被破坏B.画滤液细线时要等上一次滤液线干燥后再进行画线C.研磨时一次性加入足量无水乙醇的提取效果最好D.分离色素时，滤液细线浸入层析液中会导致色素带变浅答案B解析提取色素时需要加入一些特定试剂，加入SiO2的目的是使研磨更充分，加入CaCO3的目的是防止色素被破坏，A错误；重复画滤液细线时要等上一次滤液线干燥后再进行画线，B正确；研磨时无水乙醇应分次少量加入，C错误；分离色素时，滤液细线浸入层析液中会导致色素溶解在层析液中，最终滤纸上会得不到色素带，D错误。5.(2021·广东惠州市调研)下列有关光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是()A.无氧呼吸的第一、二阶段均可产生[H]B.马拉松比赛中人体主要通过无氧呼吸获得能量C.CO2固定不需要光照，但需要酶的催化D.光合作用过程中产生的(CH2O)中的氧一部分来自H2O，一部分来自CO2答案C解析无氧呼吸的第一阶段可产生[H]，无氧呼吸的第二阶段不能产生[H]，A错误；马拉松比赛中人体主要通过有氧呼吸获得能量，B错误；CO2的固定不需要光照，但需要酶催化，C正确；光合作用过程中产生的(CH2O)中的氧全部来自CO2，D错误。6.(2021·青海西宁模拟)如图为叶绿体结构与功能示意图，字母表示叶绿体的结构(A为膜结构)，数字表示有关物质。下列叙述不正确的是()A.参与光合作用的色素位于图中的A部分B.③进入叶绿体后，通过固定形成⑤物质C.若突然停止光照，B中④的含量会升高D.用18O标记①，可在②中测到较高放射性答案B解析A为叶绿体类囊体薄膜，参与光合作用的色素位于图中的A上，A正确；③CO2进入叶绿体后，通过固定形成④C3，⑤(CH2O)的形成还需要经过C3还原的过程，B错误；若突然停止光照，光反应合成的NADPH与ATP减少，被还原的C3减少，则B叶绿体基质中④C3的含量会升高，C正确；O2中的O来源于H2O，用18O标记①H2O，可在②O2中测到较高放射性，D正确。7.(2020·昆明市“三诊一模”摸底诊断)在4月和9月，茶树树冠上层叶片的净光合速率与光照强度的关系如图。回答下列问题。(1)本研究可通过测定________的吸收速率来表示上层叶片的净光合速率，该物质进入叶肉细胞后在________中被固定。(2)光照强度为0和b时，叶肉细胞中都能产生ATP的细胞器是________。(3)光照强度小于a时，限制茶树树冠上层叶片净光合速率的主要环境因素是________，判断依据是____________________________________________。光照强度为a时，4月茶树树冠上层叶片单位时间内固定的太阳能________(填“大于”“等于”或“小于”)9月的。答案(1)CO2叶绿体基质(2)线粒体(3)光照强度随着光照强度增强，净光合速率增大小于解析(1)茶树树冠上层叶片的净光合速率可用CO2的吸收速率、O2的释放速率或者有机物的积累速率来表示；CO2进入叶肉细胞后首先被叶绿体基质中的C5固定。(2)光照强度为0时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，此时能产生ATP的细胞器是线粒体；光照强度为b时，叶肉细胞既能进行呼吸作用，又能进行光合作用，此时能产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体；因此光照强度为0和b时，叶肉细胞中都能产生ATP的细胞器是线粒体。(3)光照强度小于a时，随着光照强度增强，净光合速率增大，故光照强度小于a时，限制茶树树冠上层叶片净光合速率的主要环境因素是光照强度。分析题图可知，光照强度为a时，4月和9月茶树树冠上层叶片的净光合速率相等，而4月茶树树冠上层叶片的呼吸速率小于9月茶树叶冠上层叶片的呼吸速率，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，因此4月茶树树冠上层叶片的总光合速率小于9月茶树树冠上层叶片的总光合速率，4月茶树树冠上层叶片单位时间内固定的太阳能小于9月的。8.(2020·山东等级考试二模，3)茶树是一年内多轮采摘的叶用植物，对氮元素需求较大，因此生产中施氮量往往偏多，造成了资源浪费和环境污染。为了科学施氮肥，科研小组测定了某品种茶树在不同施氮量情况下净光合速率等指标，结果见下表。表中氮肥农学效率＝(施氮肥的产量－不施氮肥的产量)/施氮肥的量，在茶叶收获后可通过计算得出；叶绿素含量、净光合速率能直接用仪器快速检测。下列说法错误的是()施氮量/(g·m－2)叶绿素含量/(mg·g－1)净光合速率/(μmol·m－2·s－1)氮肥农学效率/(g·g－1)01.289.96－251.4510.411.51401.5212.542.4255(生产中常用施氮量)1.5010.681.72A.氮元素与茶树体内叶绿素合成有关，科学施氮肥能够促进光反应B.在茶树体内，氮元素不参与二氧化碳转化为有机物的过程C.净光合速率能够反映氮肥农学效率，生产过程中可依此指导科学施氮肥D.40g·m－2不一定是最佳施氮量，最佳施氮量还需进一步测定答案B解析叶绿素中含有N、Mg等元素，所以氮元素与叶绿素合成有关，叶绿素具有吸收、转化、传递光能的作用，科学施氮肥能够促进光反应，A正确；在茶树体内，二氧化碳转化为有机物需要[H]以及多种酶的参与，这些物质都含氮，氮元素参与该过程，B错误；从表格中可以看出，施氮量不同，净光合速率不同，净光合速率能够反映氮肥农学效率，生产过程中可依此指导科学施氮肥，C正确；40g·m－2不一定是最佳施氮量，最佳施氮量还需进一步在25g·m－2～55g·m－2之间缩小梯度进行测定，D正确。9.(2021·湖南怀化期末)为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力，科学家在黑暗条件下进行了如下实验，有关分析正确的是()A.黑暗的目的是与光照作对照B.pH＝4的缓冲溶液模拟的是叶绿体基质的环境C.ADP和Pi形成ATP后进入类囊体腔内D.类囊体膜两侧的pH差是叶绿体形成ATP的动力答案D解析黑暗处理的目的是避免光照对ATP的合成产生干扰，A错误；pH＝4的缓冲溶液模拟的是叶绿体类囊体内部的环境，B错误；ADP与Pi在类囊体薄膜上形成ATP，ATP形成后进入叶绿体基质，C错误；分析实验结果可知，类囊体转移至pH＝8缓冲溶液中立即加入ADP和Pi有ATP产生，而平衡之后加入ADP和Pi无ATP产生，说明叶绿体中ATP形成的动力来自类囊体膜两侧的pH差，D正确。10.(2021·四川遂宁调研)下图分别是萨克斯、鲁宾和卡门、恩格尔曼所做的关于光合作用的三个经典实验。下列相关叙述中，正确的是()A.图1中A与C部分对照说明光合作用需要光B.图2所示实验运用的实验方法是荧光标记法C.图3所示实验中，好氧细菌分布于被光束照射的叶绿体部位D.若探究光反应的过程，需要对H2O和CO2进行同位素标记并追踪其去向答案C解析图1中B与C部分对照说明光合作用需要光，A错误；图2所示实验运用的实验方法是同位素标记法，B错误；图3所示实验中，光束照到的叶绿体部位能进行光合作用产生氧气，所以好氧细菌分布于被光束照射的叶绿体部位，C正确；H2O是光反应的反应物，CO2是暗反应的反应物，因此若探究光反应的过程，需要对H2O进行同位素标记并追踪其去向，D错误。11.(2021·广东广州市毕业班综合测试)图示为光合作用的部分过程，磷酸丙糖是光合作用暗反应的产物，它可在叶绿体中转化为淀粉，也可运输到细胞质基质中合成蔗糖，回答下列问题：(1)图示中a过程表示三碳化合物的合成，该过程发生在叶绿体________中，光照强度下降会导致光合速率下降，原因是光反应产物减少，直接导致图示中________(填图中字母)过程反应速率下降。我国劳动人民在古代就总结出“正其行，通其风”增产措施，该措施的主要目的是促进图示中________(填图中字母)过程。(2)在萨克斯验证叶片在光下产生淀粉的实验中，对实验材料进行24h的饥饿处理，请据图解释遮光部分为何检测不到淀粉： 。(3)已知焦磷酸化酶可催化淀粉的合成，该酶的活性受叶绿体内C3和Pi调节(一个表现为促进，一个表现为抑制)，叶绿体在白天会形成淀粉粒，夜间淀粉粒消失，据此推断对焦磷酸化酶有活化作用的是________，有抑制作用的是________。图示中，细胞质基质中Pi浓度较高时磷酸丙糖与Pi交换后转移到细胞质基质，因此淀粉的合成和蔗糖的合成呈________关系。(4)合理施用磷肥，可增加作物产量，改善作物品质，P通常以HPOeq\o\al(2－,4)或H2POeq\o\al(－,4)形式被植物吸收，参与重要大分子有机物如________的合成；也参与光合作用过程，如_______________________________________________。答案(1)基质ba(2)黑暗条件下不产生磷酸丙糖，导致淀粉不能合成，同时原有的淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖(3)C3Pi竞争(相互抑制)(4)核酸(或DNA/RNA)光反应中ATP的合成(或NADPH的合成/糖类的磷酸化)解析(1)C5与CO2反应生成C3发生在暗反应阶段，暗反应的场所是