高考生物一轮复习讲义必修1第3单元第2讲　光合作用

第2讲光合作用考纲要求全国卷五年考情1.光合作用的基本过程(Ⅱ)2017·卷ⅡT29，2017·卷ⅢT3，2014·卷ⅠT22.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)2017·卷ⅠT30，2016·卷ⅡT31，2016·卷ⅠT30，2016·卷ⅢT292015·卷ⅠT29，2014·卷ⅡT6、T293.实验：叶绿体色素的提取和分离2016·卷ⅡT4，2013·卷ⅡT2考点一|捕获光能的色素和叶绿体的结构(对应学生用书第47页)[识记—基础梳理]1．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。2．叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外表：①双层膜,内部\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(②基质：含有与暗反应有关的酶,③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有,色素和与光反应有关的酶))))↓决定(3)功能：进行光合作用的场所。↑证明(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位。[教材边角知识]据教材必修1P72“回眸历史”回答：(1)萨克斯的实验证明了光合作用的产物有淀粉的同时，还能说明什么？提示：还能说明光合作用需要光。(2)写出鲁宾和卡门实验的具体操作。提示：分别用18O来标记H2O和CO2，使它们分别成为Heq\o\al(18,2)O和C18O2。然后进行两组实验：第一组向植物提供H2O和C18O2；第二组向同种相同的植物提供Heq\o\al(18,2)O和CO2。在其他条件都相同的情况下，他们分析了两组实验释放的氧气。eq\a\vs4\al([思维辨析])1．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。(√)2．叶绿素b和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(×)【提示】叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。3．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光。(×)【提示】叶绿素几乎不吸收绿光。4．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(×)【提示】液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用。5．叶绿体是生物进行光合作用的唯一场所。(×)【提示】某些原核生物也能进行光合作用。6．叶绿体基粒增大了膜面积，为暗反应所需的酶提供附着位点。(×)【提示】暗反应发生在叶绿体基质中。7．绿色植物的细胞都具有叶绿体进行光合作用。(×)【提示】并非所有植物细胞都有叶绿体，如根尖细胞。8．光合作用的色素分布在叶绿体基粒和基质中。(×)【提示】光合色素分布在叶绿体基粒上。9．破坏叶绿体外膜后，O2就不能产生。(×)【提示】O2是在类囊体薄膜上产生的。[理解—深化探究]叶绿体中的色素色素种类叶绿素(约3/4)类胡萝卜素(约1/4)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色分布叶绿体的囊状结构薄膜上吸收光谱化学特性不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂分离方法纸层析法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约为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，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷，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，叶子呈现红色[运用—考向对练]◎考向考查叶绿体中色素的种类和作用1．(2018·淄博模拟)下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是()A．叶绿体色素与ATP的合成有关B．叶绿体色素参与ATP的分解C．叶绿体色素与O2和[H]的形成有关D．叶绿体色素能吸收和传递光能B[叶绿体色素具有吸收、传递和转化光能的作用，并伴随着水的光解和ATP的合成过程，故A、C、D项正确，B项错误。]2．将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为mm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是()A．类胡萝卜素 B．叶黄素C．胡萝卜素 D．叶绿素aD[叶绿体中的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。从图中可以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光，所以该色素为叶绿素a。]3．(2018·合肥一模)实验发现将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍然可以在光下利用二氧化碳生产有机物、放出氧气。以下分析正确的是()A．光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体内膜和基质中B．叶绿体内膜具有选择透过性，外膜是全透的，起保护作用C．光合作用必须在叶绿体中才能进行D．叶绿素被破坏则不能进行光合作用D[本题考查光合作用场所——叶绿体的相关知识，意在考查考生对所学知识点的识记、理解与运用能力，难度中等。与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中，色素仅分布在类囊体薄膜上，A错误；叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性，B错误；蓝藻没有叶绿体，也能进行光合作用，C错误；叶绿素在光反应中吸收和转化光能，叶绿素被破坏，则不能进行光合作用，D正确。][规律总结]影响叶绿素合成的因素分析1．光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。2．温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。3．必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶子变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶子变黄。考点二|光合作用的过程(对应学生用书第48页)[识记—基础梳理]1．光合作用的反应式CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up14(光能),\s\do15(叶绿体))(CH2O)＋O22．具体过程(1)过程图解(2)光反应与暗反应的关系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。总之，光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段，暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。二者相辅相成。eq\a\vs4\al([辨析与识图])1．判断正误(1)光反应可以为暗反应提供H＋和ATP。(×)【提示】光反应产生的是[H]不是H＋，而是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。(2)H2O在光下分解的过程发生在叶绿体基质中。(×)【提示】H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上。(3)暗反应必须在无光条件下进行。(×)【提示】暗反应在有光、无光条件下均可以进行。(4)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。(×)【提示】突然停止光照后，C3增加，C5减少。2．据图思考(1)⑤、⑥过程发生的场所分别为类囊体薄膜、叶绿体基质。(2)①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O)。(3)③与C5的结合不需要(填“需要”或“不需要”)ATP参与。[理解—深化探究]1．光反应与暗反应的比较项目光反应暗反应条件光、水、色素和酶ATP、[H]、CO2、多种酶场所在类囊体薄膜上在叶绿体基质中物质转化水的光解；ATP的形成CO2的固定和C3的还原能量转化光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi2.外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少[H]和ATP的含量减少或没有增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加[运用—考向对练]◎考向1光合作用的过程1．(2018·河北冀州中学第二次段考)植物叶片中有一种酶，是叶片中含量最高的蛋白质，其功能是催化反应C5＋CO2→2C3。由此推断这种酶()A．主要分布在细胞质基质中B．在低温环境中会失活，导致光合速率降低C．是固定CO2的关键酶，其催化效率比其他酶低D．由叶绿体中的基因控制合成，与细胞核基因无关C[植物细胞中CO2的固定发生在叶绿体基质中，A错误；低温时酶活性受到抑制，高温使酶失活，B错误；因为该酶是叶片中含量最高的蛋白质，所以其催化效率可能比其他酶低，C正确；叶绿体是半自主性细胞器，其生命活动受细胞核基因控制，D错误。]2．(2018·长春三模)下列关于光合作用的叙述，错误的是()A．光反应阶段不需要酶的参与B．暗反应阶段既有C5的生成又有C5的消耗C．光合作用过程中既有[H]的产生又有[H]的消耗D．光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能A[本题考查光合作用的过程，意在考查考生在识记和理解方面的能力，难度较小。光反应阶段，由ADP和Pi形成ATP时需要ATP合成酶的参与；在暗反应阶段二氧化碳与C5反应生成C3，然后C3又被还原生成(CH2O)和C5；光合作用过程中先在光反应阶段将光能转化为ATP和[H]中的化学能，然后在暗反应阶段将ATP和[H]中的化学能转化为(CH2O)中的化学能。]3．(2018·山西运城期中)科学家采用放射性同位素自显影技术对光合作用进行研究。以下是他们研究过程的简述：往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同的光照时间，请根据实验资料分析，下列选项错误的是()实验组别光照时间(s)放射性物质分布12012种磷酸化糖类260除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等32大量三碳化合物A.本实验原料只有CO2，暗反应的产物是有机物B．CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是三碳化合物C．实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等D．从CO2进入叶绿体后的整个过程看，产生的有机物主要是磷酸化糖类A[由题意和表格知，CO2进入叶绿体后首先形成大量的三碳化合物，然后形成12种磷酸化糖类，随后出现氨基酸、有机酸等，光合作用的原料有水和CO2，暗反应产物是有机物，A错误；CO2进入叶绿体后与C5结合形成C3，B正确；表中数据和结果证明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等，C正确；从表中可以看出光合作用产生的有机物主要是磷酸化糖类，D正确。][误区警示]1．误认为光反应中产生的ATP，可用于各项生命活动光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。2．误认为没有暗反应，光反应能独立进行光反应为暗反应提供[H]和ATP，因此没有光反应，暗反应不能进行。在暗反应不能进行时，因光反应产生的[H]和ATP的积累，光反应也要停止。3．误认为光合作用只能在叶绿体中进行蓝藻无叶绿体，但蓝藻细胞中含有吸收光能的色素和催化光合作用的酶，也可进行光合作用。eq\a\vs4\al([备选习题])如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()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在有关酶的催化作用下，可再形成C5D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高C[由图解可知，光反应产生的ATP和[H]参与C3的还原，而不参与CO2的固定，A项、B项错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下一部分合成了(CH2O)，另一部分又形成了C5，C项正确；光照强度变弱时，光反应产生的ATP和[H]减少，故短时间内C5含量会降低，D项错误。]◎考向2光合作用过程中条件骤变引起的物质变化4．(2016·天津高考)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()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C[叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，而对绿光吸收最少，因此当突然改用光照强度与白光相同的红光照射时，光反应增强，ATP、[H]、C5含量上升，ADP、C3含量减少；当突然改用光照强度与白光相同的绿光照射时，光反应减弱，ATP、[H]、C5含量减少，ADP、C3含量增多。]5．(2018·石家庄模拟)右图表示蚕豆叶肉细胞在温室中，一定的光照强度(N点后停止光照)条件下，O点开始提供14C标记的质量分数为0.03%的CO2，叶肉细胞的叶绿体内的C3和C5中14C含量相对值随时间的变化曲线。请据图回答问题：(1)图中表示用14C标记C3含量相对值变化的曲线是________(填字母)。(2)b曲线在P至N时间段内14C含量相对值稳定不变的原因是____________________________________________________________。(3)N点后，a曲线上升的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验过程中，叶肉细胞内糖类中14C含量相对值随时间变化的趋势是_____________________________________________________________。(5)将蚕豆的叶绿体膜破坏后得到匀浆，离心处理获得基粒和叶绿体基质分别放入甲、乙两个试管中，然后向试管乙中加入[H]和ATP，黑暗条件下向其中通入14C标记的CO2，则试管乙中________(填“有”或“没有”)含14C的糖产生。[解析]本题考查光合作用的过程，考查获取信息的能力和理解能力。(1)(3)在由光照转为黑暗环境时，光反应停止，[H]和ATP不能生成，C3被还原的速率下降；C5和CO2还能形成C3，因此C3含量上升，C5含量下降。(2)在暗反应过程中，固定CO2消耗C5的速率等于C3的还原生成C5的速率，b曲线在P至N时间段内14C含量相对值稳定不变。(4)实验过程中，叶肉细胞内的14C不断转化到糖类物质中，因此糖类中14C含量相对值随时间变化的趋势是逐渐增加，N点后逐渐减少。(5)试管乙中加入[H]和ATP，黑暗条件下向其中通入14C标记的CO2，暗反应仍然能够进行。[答案](1)a(2)固定CO2，消耗C5的速率等于C3的还原生成C5的速率(3)停止光照后，[H]和ATP不能生成，C3被还原的速率下降；C5和CO2还能形成C3(4)逐渐增加，N点后逐渐减少(5)有[技法总结]__当外界条件改变时C3、C5及ATP和ADP含量变化(1)停止光照时：光停，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：(2)CO2供应停止时：CO2停，C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下：eq\a\vs4\al([备选习题])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．[H]的含量下降B[正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和[H]停止产生，所以A、C、D选项中叙述现象会发生；光照停止后，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B选项所述现象不会发生。]考点三|叶绿体中色素的提取和分离(实验)(对应学生用书第50页)[原理流程]1．实验原理试剂原理色素提取无水乙醇绿叶中的色素溶于无水乙醇，而不溶于水色素分离层析液各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢2.实验流程3．实验关键(1)绿叶中色素的提取和分离的操作分析步骤方法原因提取绿叶中的色素①加入二氧化硅：有助于研磨充分②加入碳酸钙：防止研磨中色素被破坏③加入无水乙醇：为了溶解、提取色素将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中过滤，滤液收集到试管中，及时用棉塞塞紧试管口①单层尼龙布：过滤叶脉及二氧化硅等②试管口塞紧：防止乙醇挥发制备滤纸条①干燥滤纸：透性好、吸收滤液多②剪去两角：使层析液同步到达滤液细线画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细而直的滤液细线，待干后再重复画一两次①画得细而直：防止色素带重叠而影响分离效果②画两三次：是为积累更多的色素，使分离后的色素带明显分离绿叶中的色素①层析液不能没及滤液细线，以防止色素溶解于层析液中而无法分离②烧杯加盖是为了防止层析液中成分挥发观察与分析色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色最少最高最快叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色最多较低较慢叶绿素b黄绿色较多最低最慢(2)绿叶中色素的提取和分离异常现象分析①收集到的滤液绿色过浅的原因分析a．未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。b．使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。c．一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。d．未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。②滤纸条色素带重叠滤纸条上的滤液细线接触到层析液。③滤纸条看不到色素带a．忘记画滤液细线。b．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。④滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带。忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。[对点练习]1．(2016·江苏高考)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()【导学号：41780040】A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C．为获得10mL提取液，研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失B[在提取绿叶中的色素时，应先加入少量的CaCO3，再进行研磨，防止研磨过程中酸破坏叶绿素，A选项错误；即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素，只是滤液中色素的含量不多，分离后4条色素带颜色较浅，B选项正确；若要获得总量10mL的提取液，在研磨时应分次加入10mL乙醇，C选项错误；层析完毕后应迅速记录结果，这是因为叶绿素在光下容易分解，导致色素条带很快消失，而不是随溶剂挥发消失，D选项错误。]2．(2018·湖北联考)下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中，叙述正确的是()A．叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同B．实验中要注意不能让层析液没及滤液细线，目的是避免色素扩散进入层析液中C．将叶绿体色素提取液装入试管，让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，光谱的颜色明显减弱的是绿光D．提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO2可进行光合作用B[不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素在滤纸上扩散的速度快，故叶绿体色素能够在滤纸上分离开；实验中不能让层析液没及滤液细线，否则滤液细线中的色素会扩散进入层析液中；叶绿体色素对绿光吸收最少，白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，则绿光强度基本不变；光合作用需要多种色素的参与，且需叶绿体类囊体薄膜上多种酶的参与，因此仅仅有叶绿素，光合作用是无法进行的。]3．(2018·孝感模拟)某学生利用新鲜的菠菜叶进行叶绿体色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了下列四种不同的层析结果。下列分析不合理的是()A．甲可能是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SiO2C．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CaCO3C[光合色素不能溶于水，甲没有色素，可能是误用蒸馏水做提取液和层析液，故A正确；乙中色素的量较少，可能是因为研磨时未加入SiO2，导致研磨不充分，提取色素含量少，故B正确；丙中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低，可能是因为研磨时未加入CaCO3，导致部分色素被破坏，故C错误；丁中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低，且色素含量较少，可能是因为未加入CaCO3导致部分色素被破坏，D正确。]考点四|影响光合作用速率的环境因素(对应学生用书第51页)[识记—基础梳理]1．光照强度：单位叶面积上所接受的可见光能量。2．光合速率：单位时间单位叶面积上的CO2固定量。3．影响光合作用的环境因素(1)光照强度对光合作用强度的影响A点：光照强度为0，只进行细胞呼吸；AB段：光合作用强度小于细胞呼吸强度；B点：光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度)；BC段：光合作用强度大于细胞呼吸强度；C点：光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随着光照强度的增大而加强)。(2)CO2浓度对光合作用强度的影响图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。(3)温度对光合作用强度的影响光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10～35℃下正常进行光合作用，其中AB段(10～35℃)随温度的升高而逐渐加强，B点(35℃)以上由于光合酶活性下降，光合作用开始下降，50℃左右光合作用停止。(4)水和营养元素会直接或间接地影响植物光合速率。[教材边角知识]据教材必修1P76“积极思维”中光合速率概念的理解，判断光合速率的指标可能是什么？【提示】单位时间单位面积内原料消耗的数量或产物生成的数量。eq\a\vs4\al([辨析与识图])1．判断正误(1)与夏季相比，植物在冬季光合作用速率低的主要原因是光照时间短。(×)【提示】冬季气温较低影响了酶的活性。(2)延长光照时间能提高光合作用强度。(×)【提示】延长光照时间只能提高光合作用产量，不能提高光合作用强度。(3)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度一直保持稳定，不变化。(×)【提示】玻璃容器内CO2浓度降至一定水平后保持相对稳定。(4)多施有机肥能提高大棚作物的产量。(√)【提示】有机肥中的有机物被微生物分解产生了CO2和无机盐，能够增加大棚中的CO2浓度并为作物提供矿质营养。(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降低，暗反应强度降低。(√)(6)夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降温，可以提高作物产量。(√)(7)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，又是光合作用产物在植物体内运输的主要介质。(√)2．据图思考(1)图1中a、b、c、d、e以及bc、ce、ef、fg段的含义如何？(2)图2一天中有机物积累最多的时间点________，一昼夜有机物的积累量是________。(3)图3为在密闭环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线如果N点低于M点，说明________________________________________。如果N点高于M点，说明_____________________________________。如果N点等于M点，说明_________________________________。(4)图4为密闭环境中，一昼夜O2含量的变化曲线①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的________。②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的________。③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的________。④O2含量最高点为________点对应时刻，O2含量最低点为________点对应时刻。【提示】(1)①a点：凌晨3～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。③bc段：光合作用强度小于呼吸作用强度。④c点：上午7时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。⑤ce段：光合作用强度大于呼吸作用强度。⑥d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。⑨fg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。(2)e点SP—SM—SN(3)有机物积累增加有机物总量减少有机物总量不变(4)①有机物总量减少②有机物总量增加③有机物总量不变④ec[理解—深化探究]1．三大单因子环境因素对光合作用的影响(1)光照强度(如图1)。①原理：主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生。②分析P点后的限制因素：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外因：温度、CO2浓度等,内因：色素的含量、酶的数量和活性等))(2)CO2的浓度(如图2)。①原理：影响暗反应阶段C3的生成。②分析P点后的限制因素：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外因：温度、光照强度等,内因：酶的数量和活性等))(3)温度：通过影响酶的活性而影响光合作用(如图3)。2．多因子环境因素对光合作用的影响图像甲乙含义P点前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高；Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素为坐标图中所标示出的其他因子应用温室栽培时，在一定光照强度下，白天可适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当补充CO2，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浓度以提高光合作用速率[运用—考向对练]◎考向1影响光合作用的曲线分析1．(2018·长春七校联考)研究人员在不同光照强度下(其他条件恒定)测定某高等绿色植物的O2释放速率并绘制出如图所示的曲线。据图分析，下列叙述正确的是()A．b点时，该植物的O2释放速率为0的原因是该植物不进行光合作用B．c点时，该植物叶肉细胞中产生O2的场所是叶绿体基质C．d点时，该植物通过光合作用产生O2的速率是10mg/hD．d点之后O2释放速率不再增加的原因可能是受温度、CO2浓度等的限制D[b点时，该植物的O2释放速率为0的原因是光合作用产生O2的速率等于细胞呼吸消耗O2的速率，A错误；光合作用的光反应阶段产生O2，其场所为叶绿体类囊体薄膜，B错误；该植物通过细胞呼吸消耗O2的速率是5mg/h，故d点时，该植物通过光合作用产生O2的速率是10＋5＝15(mg/h)，C错误；d点之后，可能受温度、CO2浓度等环境因素的限制，该植物的光合速率不再增加，D正确。]2．(2018·沈阳一模)科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。据图回答下列问题：【导学号：41780041】(1)光照强度为a时，限制光合作用的环境因素主要是________，其直接影响是使光合作用产生的________和ATP过少，进一步限制了光合作用下一反应阶段中________过程速率。(2)光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ、曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因分别是________和________不同。(3)根据上述已有条件，在光照强度为c时，________(填“能”或“不能”)确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下人们获得的光合产物较多。[解析]本题考查影响光合作用的因素，意在考查考生分析图形获取信息、分析推理的能力，难度中等。(1)a点时光照强度较弱，植物的光合作用强度较低，因此该点的限制因素主要是光照强度，原因是光反应弱，产生的[H]和ATP少，限制暗反应中C3的还原。(2)b点时，曲线Ⅰ和Ⅱ的自变量为温度，曲线Ⅱ和Ⅲ的自变量为CO2浓度。(3)人们获得的光合产物应为有机物的积累量，因为在不同温度下植物的呼吸强度未知，因此无法判断光照强度为c时，哪种条件下获得的光合产物最多。[答案](1)光照强度[H]C3还原(2)温度CO2浓度(3)不能[技法总结]__外界因素对光合作用影响的实质影响因素产生影响影响过程光照强度影响水的光解产生[H]影响ATP的形成主要是光反应阶段CO2浓度影响C3的合成主要是暗反应阶段温度影响光合作用酶的活性eq\a\vs4\al([备选习题])(2018·乌鲁木齐模拟)如图表示不同光照强度下，绿色植物CO2吸收量的变化曲线。据图判断下列叙述中错误的是()A．影响a点大小的外界因素主要是温度B．c点后继续增大光照强度，光合作用速率不再提高C．b点表示植物有机物的合成量和消耗量相等D．c点时实际光合速率是16mg/hD[本题考查光照强度对光合作用速率的影响及相关曲线分析。a点时光照强度为0，纵坐标数值表示呼吸作用速率，影响呼吸作用速率的主要因素为温度；c点时，该植物已达到光饱和点，此时影响光合作用速率的因素是CO2浓度等，因此继续增大光照强度，光合作用速率不再提高；b点为光补偿点，此时植物光合作用速率与呼吸作用速率相等，有机物的合成量与消耗量相等；c点时净光合速率为16mg/h，总光合作用速率(实际光合作用速率)为(16＋7)＝23mg/h。]◎考向2影响光合作用因素的实验分析3．(2018·湖南师大附中第二次月考)甲图中，A、B分别为培植于无色透明气球内、质量相等的某植物幼苗，气球可膨胀、收缩；其中B已死亡，气球内的培养液中均含CO2缓冲液(维持气球内CO2浓度不变)；初始时指针指向正中零的位置。乙图为不断改变灯泡距水面的距离，间隔相同时间记录到指针偏转变化情况。下列相关描述，正确的是()A．d点时指针向右偏转B．该实验的自变量为光照强度，c点植物O2释放速率最大C．f点与a、b、c、d点的指针偏转方向相同，但数值较小D．若改在无CO2缓冲液情况下进行实验，b点时指针偏转格数加大A[在适宜的光照条件下(如图中的a、b、c、d点)，植物进行光合作用释放出的氧气大于呼吸作用消耗的氧气，使A植物所在的气球的体积增大，指针向右偏转，A正确；该实验的目的是探究光照强度对光合作用强度的影响，实验自变量为光照强度(灯泡与水面的距离)，乙图c点指针偏转格数最大，表明O2的释放量最大，B错误；e点指针的偏转格数为零，此时细胞呼吸速率等于光合速率，ef段随着灯泡与水面的距离增大，光照强度继续减弱，导致细胞的呼吸速率大于光合速率，指针向左偏转，与a、b、c、d点相比，指针的偏转方向相反，C错误；b点时光合速率大于细胞呼吸速率，光合作用吸收的CO2大于呼吸作用释放的CO2，此时若改在无CO2缓冲液情况下进行实验，b点时指针偏转格数减小，D错误。]4．(2018·海南五校第一次模拟考试)为研究高温对盛花期棉花植株光合速率的影响，研究者将A、B、C三个品系植株从30℃环境移入40℃环境培养，测得相关数据如图1。请分析回答下列问题。(1)由图1可以看出，在高温环境下，三个品系的光合速率均下降，原因可能有：①高温破坏了________膜的结构，使________捕获(吸收)光能的效率下降，光反应受到抑制。②高温下________下降，使叶片吸收的二氧化碳减少，进而影响________循环，暗反应受到抑制。(2)三个品系中的________品系在高温条件下光合速率下降最少。原因之一，该品系在高温下________更显著，因而能更有效地散热，以降低高温对叶绿体结构和功能的影响。(3)在30℃时，测定三种品系植株光合速率变化情况如图2。由图2可知，棉花植株光合速率与光照强度的关系为___________________________________________________________________________________________。在P点时，检测的是棉花植株的________速率。[解析](1)由图1可知，将A、B、C三个品系植株从30℃环境移入40℃环境培养，植株的光能捕获效率均下降，捕获光能是通过叶绿体类囊体薄膜上的光合色素实现的。温度升高，植株的气孔开放程度均下降，使叶片吸收CO2减少，进而影响卡尔文循环。(2)由图1可知，A品系在高温条件下光合速率下降最少。植物散热主要通过蒸腾作用实现，图1中A品系蒸腾作用增加最明显，能够更有效地散热，以降低高温对叶绿体结构和功能的影响。(3)由图2可以看出，在一定范围内棉花植株的光合速率随光照强度的增加而增加；当光照强度过大时，棉花植株的光合速率下降。在P点时，光照强度为0，不能进行光合作用，此时检测的是棉花植株的呼吸作用速率。[答案](1)类囊体薄光合色素气孔开放程度卡尔文(2)A蒸腾作用(3)在一定范围内，棉花植株的光合速率随光照强度的增加而增加；当光照强度超过一定值后，棉花植株的光合速率随光照强度的增加而下降呼吸作用[技法总结]__坐标曲线题的解题思路生物坐标曲线题的类型很多，无论曲线怎么复杂，其关键是数和形。数就是图像中的点——起点、转折点和终点；形就是曲线的变化趋势，乃至将来动态。抓住了关键，还必须有一个正确的解题思路，可分三步：一、识图：识图的关键是三看(即识标、明点、析线)：第一看理解坐标图中纵、横坐标的含义，找出纵、横坐标的关系，再结合教材，联系相应的知识点。(即识标)第二看曲线中的特殊点(顶点、始终点、转折点、交叉点)表示了什么生物学意义。(即明点)第三看曲线的走向、变化趋势。揭示各段曲线的变化趋势及其含义。根据纵、横坐标的含义可以得出：在一定范围内，随“横坐标量”的增加，“纵坐标量”逐渐增加或减小。超过一定范围后，随“横坐标的量”的增加，“纵坐标的量”减少或增加，或者达到某种平衡状态。若为多重变化曲线坐标图，要分别揭示其变化趋势，然后对比分析，找出符合题意的曲线或者是结论。或者是教材中的结论性语言。(即析线)二、析图：解决为什么的问题，通过联想与图像有关的概念、规律、原理等，并寻求图像中各自变量与函数的关系，由此分析图中为什么会出现这些特殊点？曲线为什么有这种变化趋势？它们说明了什么？以此揭示问题的实质和规律。三、用图：识图是基础，析图是关键，用图是目的。把生物学问题巧妙而合理地设置成图像题，使学生通过剖析图像，运用图中曲线特征、规律来解决实际问题，达到培养学生能力的目的。最后用规范的生物学语言表达(表达能力)。表述中出现的主要问题有：不善于表述过程和说明问题；表述不规范、不简洁、不准确；不到位或越位，更多的原因是对动态、静态的要求和范围把握不准。训练的策略主要是：仔细地看(教材表述)、认真地听(教师表达)、规范地练(解题时强烈的自我意识)。eq\a\vs4\al([备选习题])图1中试管甲与试管乙敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻氧气释放量的影响，结果如图2曲线所示。据图分析，下列叙述不正确的是()图1图2A．甲曲线和乙曲线不同的原因是小球藻对光的利用能力不同B．Q点的氧气释放量为零，表示光合作用强度为零C．P点负值产生的原因是呼吸作用消耗氧气D．若光照强度突然由R变为S，短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加B[由图1可知，试管乙中盛有缺镁培养液，这会造成所培养的小球藻的叶绿素含量减少，从而影响小球藻对光的吸收，影响其光合作用。由图2可知，Q点的氧气释放量为0，即此时光合作用强度与呼吸作用强度相等。P点代表光照强度为0时，呼吸作用对氧气的消耗量。若光照强度突然由R变为S，光反应产生的[H]和ATP减少，造成C3的消耗量减少，而C3的产生量基本不变，故短时间内C3的含量增加。]真题验收|感悟高考淬炼考能(对应学生用书第54页)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．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A[A错：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能。B对：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对：题干中给出“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”，光合作用吸收CO2、释放O2，O2的释放意味着的CO2的吸收。D对：640～660nm波长光正好是叶绿素的吸收区，故叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的。]2．(2016·全国卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()【导学号：41780042】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，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的C[提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中，A项正确。叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤溶液中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收，B项正确。叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光，C项错误。叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色，D项正确。]3．(2016·全国卷Ⅰ)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是________。(2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_____________________________________________________________________________________________。[解析](1)根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度低于a时，随光照强度的增加，光合作用强度逐渐升高，说明限制其光合作用强度的主要因素为光照强度。(2)根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度高于b时，随光照强度的增加，光合作用强度不变，说明受其他环境因素的限制。由于光合作用需要不断消耗环境中的CO2，故提高CO2浓度可使b光照强度下甲组的光合作用强度升高。(3)由题目信息可知，乙组和甲组是同一种植物，只是环境中的光照强度不同，虽然乙组植物在低光照环境中的光合作用强度低，但其子代在模拟自然光照下其光合作用强度仍然能够升高，说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的。[答案](1)光照强度(2)CO2浓度(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的4．(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/℃3636363125相对湿度/%1727525252实验结果光合速率/mgCO2·dm－2·h－111.115.122.123.720.7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________，其依据是____________________________________；并可推测，________(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________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是___________________________________________________。(3)小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程________(填“需要”或“不需要”)载体蛋白，________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。[解析](1)根据表格信息可知，对照组、实验组一、实验组二在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大；实验组二、实验组三、实验组四在相同湿度条件下，随温度的变化，光合速率变化不大。因此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。根据上述结论，增加麦田环境的相对湿度可提高小麦的光合速率，降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)与实验组四相比，实验组三的温度高6℃，光合速率有所提高，说明实验组四的环境温度未达到光合作用的最适温度，故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是自由扩散，不需要载体蛋白，不需要消耗ATP。[答案](1)湿度(或相对湿度)在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大(其他合理答案可酌情给分)增加(2)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(其他合理答案可酌情给分)(3)不需要不需要5．(2015·全国卷Ⅰ)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量____________________(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_____________________________________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体的________。(2)A、B、C三组处理相比，随着__________________的增加，使光下产生的__________________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。[解析](1)C组的光合作用时间仅仅是D组的一半，但C组光合作用产物的相对含量与D组相差很少，可以判断C组单位光照时间内植物合成有机物的量高于D组。C组和D组的结果对照说明黑暗处理时也进行光合作用，即光合作用过程中某些反应不需要光照，该反应指的是暗反应，进行暗反应的场所是叶绿体基质。(2)比较A、B、C三组可以看出，三组的光照和黑暗交替频率不同，交替频率增加可使光照下产生的ATP和还原型辅酶Ⅱ及时利用和再生，从而提高光合作用中CO2的同化量。[答案](1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶Ⅱ6．(2014·全国卷Ⅱ)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。【导学号：41780043】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。[解析](1)据图可知CO2浓度为a时，高光强(曲线A)下的纵坐标为0，即净光合速率为0；CO2浓度在a～b之间时，曲线A、B、C均表现为上升，即净光合速率均随CO2浓度增高而增高。(2)CO2浓度大于c时，高光强条件下(曲线A)的净光合速率仍然能够随着CO2浓度的增加而增加，由此可知限制B、C净光合速率增加的环境因素是光强。(3)CO2浓度小于a时，3种光强下，净光合速率均小于0，即呼吸速率大于光合速率，也就是说呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)据图可知CO2浓度和光强会影响净光合速率从而影响植物的产量，故为提高植物的产量，应综合考虑CO2浓度和光强对植物的影响。[答案](1)0A、B、C(2)光强(3)大于(4)光强1．叶绿体中的色素有4种，即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。2．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。3．吸收光能的四种色素分布在类囊体膜上。4．叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。5．光合作用释放的O2来自于H2O。6．光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成[H]和O2，同时形成ATP的过程。7．暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的。包括CO2的固定和三碳化合物的还原等过程。8．提高光合作用的强度措施有：适当提高光照强度和温度、适当增加环境中CO2浓度等。9．光合作用最终使光能转换成为化学能，储存在生成的糖类等有机物中。（三）光合速率的测定方法及植物光合作用曲线分析(对应学生用书第56页)1．光合速率的测定方法(1)装置(2)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。(3)植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是净光合速率，真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。(4)条件：整个装置必须在光下。2．密闭容器及自然环境中植物光合作用曲线分析(1)图1中各点含义及形成原因分析：①a点：凌晨2时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。②b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。③bc段：光合作用小于呼吸作用。④c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用。⑤ce段：光合作用大于呼吸作用。⑥d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。⑦e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用。⑧ef段：光合作用小于呼吸作用。⑨fg段：没有光照，停止光合作用，只进行呼吸作用。(2)图2中各点含义及形成原因分析：①AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。②BC段：温度降低，呼吸作用减弱。③CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用＜呼吸作用。④D点：随光照增强，光合作用＝呼吸作用。⑤DH段：光照继续增强，光合作用＞呼吸作用。其中FG段表示“光合午休”现象。⑥H点：随光照减弱，光合作用下降，光合作用＝呼吸作用。⑦HI段：光照继续减弱，光合作用＜呼吸作用，直至光合作用完全停止。如图甲所示为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如图乙所示。(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是________。(2)若此时图甲植物光照强度为15千勒克司，则1小时光合作用产生的气体量为________毫升。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收________毫升CO2。(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组实验装置的区别是________________________。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5毫升，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。(4)如果将试管中的CO2缓冲液改为无菌水，则实验测得的数据指标是________________________值。该方法测得的实验数据不能较准确地说明光合作用速率变化，原因是_________________________________________________________________________________________________________。[解析]由于图甲中存在CO2缓冲液，所以在不同光照强度下，液滴位置改变的本质是O2的消耗和释放。光合作用产生O2的气体量应包括积累量和叶片消耗量(15千勒克司时为150＋50＝200毫升)，同时，植物自身呼吸作用产生的CO2为0.8×50＝40(毫升)，植物光合作用产生的O2量等于消耗的CO2量，故植物还需从外界吸收160毫升CO2。设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片；除叶片本身会影响实验外，环境因素也可能影响实验结果。若改装置中的缓冲液为无菌水，则测得值为释放的CO2与吸收O2量的差。[答案](1)O2(2)200160(3)新鲜叶片改为经消毒的死叶片环境因素(如温度变化等)对实验的影响(4)释放的CO2与吸收O2量的差光合作用强度大于细胞呼吸强度，使光合作用所需CO2不够或光合作用吸收和产生的气体量相等，变化量与细胞呼吸强度相关eq\a\vs4\al([备选例题])下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中，初始平均O2浓度与24小时后平均O2浓度比较后的数据。下列有关分析正确的是()水深(m)1234白瓶中O2浓度(g/m2)＋31.50－1黑瓶中O2浓度(g/m2)－1.5－1.5－1.5－1.5A.水深1m处白瓶中水生植物24小时产生的O2为3g/m2B．水深2m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率C．水深3m处白瓶中水生植物不进行光合作用D．水深4m处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体D[根据题意可知，黑瓶中水生植物只能进行呼吸作用，白瓶中水生植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用，在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据即为正常的呼吸消耗量。由表中数据可知，在水深1m处白瓶中水生植物产生的O2量＝3＋1.5＝4.5(g/m2)。水深2m处白瓶中水生植物光合速率＝1.5