高三生物一輪復(fù)習(xí)課件光合與呼吸專題講解

第3單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用光合速率的測定法方法及實驗探究光呼吸、C4植物等特殊代謝類型光合速率的測定方法及實驗探究光呼吸、C4植物等特殊代謝類型考題例證[典例]

(2022·湖北卷)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(diǎn)(在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的增加，光合速率增大，達(dá)到最大光合速率時的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn))不同。研究證實高濃度臭氧(O3)對植物的光合作用有影響。用某一高濃度O3連續(xù)處理甲、乙兩種植物75天。在第55天、65天、75天分別測定植物凈光合速率，結(jié)果如圖1、圖2和圖3所示。注：曲線1：甲對照組，曲線2：乙對照組，曲線3：甲實驗組，曲線4：乙實驗組。回答下列問題。(1)圖1中，在高濃度O3處理期間，若適當(dāng)增加環(huán)境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點(diǎn)會______(填“減小”“不變”或“增大”)。(2)與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明___________________________________________________________。增大高濃度O3處理甲植物的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小(3)從圖3分析可得到兩個結(jié)論：①O3處理75天后，甲、乙兩種植物的_____________________________________，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產(chǎn)生明顯抑制；②長時間高濃度的O3對乙植物的影響大于甲植物，表明______________________________________________________________。實驗組的凈光合速率均明顯小于對照組

長時間高濃度O3對不同種類植物光合作用產(chǎn)生的抑制效果有差異(4)實驗發(fā)現(xiàn)，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達(dá)量都下降。為確定A基因功能與植物對O3耐受力的關(guān)系，使乙植物中A基因過量表達(dá)，并用高濃度O3處理75天。若實驗現(xiàn)象為_______________________________________________________________________________，則說明A基因的功能與乙植物對O3耐受力無關(guān)。A基因過量表達(dá)的乙植物的凈光合速率與A基因表達(dá)量下降的乙植物的凈光合速率相同①在測定了凈光合速率和呼吸速率的基礎(chǔ)上可計算得出二者之和，即“總光合速率”。②物理誤差的校正：為使實驗結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置。與圖示兩裝置相比，對照裝置的不同點(diǎn)是用“死亡的綠色植物”代替“綠色植物”，其余均相同。(1)“液滴移動法”——測定裝置中氣體體積變化測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法1(2)“半葉法”——測定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量

將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者可計算出真正光合作用強(qiáng)度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需切斷左右葉片間的聯(lián)系，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。(3)“黑白瓶法”——測定溶氧量的變化Ⅰ.“黑瓶”不透光，測定的是

；“白瓶”給予光照，測定的是______________。有氧呼吸量凈光合作用量Ⅲ.在沒有初始值的情況下，______________________________________＝總光合作用量。Ⅱ.在有初始值的情況下，黑瓶中___________________________為有氧呼吸量；白瓶中_________________________為凈光合作用量；二者之和為

。O2的減少量(或CO2的增加量)O2的增加量(或CO2的減少量)總光合作用量白瓶中測得的現(xiàn)有量－黑瓶中測得的現(xiàn)有量瓶身是否放入長勢良好的植物放入適宜水深測定時間測定項目取值表示量A黑瓶不放相同放入時測定水中溶氧量水中溶氧量為：B黑瓶放入相同一段時間后測定水中溶氧量與初始值的差值為：C白瓶放入相同與B瓶相同時間后測定水中溶氧量與初始值的差值為：設(shè)初始值為x，白瓶現(xiàn)有量為M白，黑瓶現(xiàn)有量為M黑，則：總光合量=？【解析】凈光合量=M白–x，呼吸量=x

-M黑總光合量=凈光合量+呼吸量=（M白-x）+（x

-M黑）=M白

-M黑①若有初始值，可推出呼吸量和凈光合量；②無論是否有初始值，均可用白瓶現(xiàn)有量-黑瓶現(xiàn)有量算出總光合量。初始量有氧呼吸量凈光合量①操作圖示

本方法通過測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機(jī)物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。②結(jié)果分析

凈光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；

總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。(4)“葉圓片稱重法”——測定有機(jī)物的變化量(5)“葉圓片上浮法”——定性檢測O2釋放速率本方法利用真空技術(shù)排出葉肉細(xì)胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中；在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用強(qiáng)度的大小。(6)紅外線CO2傳感器由于CO2對紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，CO2的多少與紅外線的降低量之間有一定的線性關(guān)系，因此CO2含量的變化可靈敏地反映在檢測儀上，常用紅外線CO2傳感器來測量CO2濃度的變化。(7)梯度法用一系列不同光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度裝置，可探究光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響。(8)指示劑測定法利用指示劑在參與細(xì)胞代謝的過程中顏色的變化，來判斷或測量代謝的過程和方式。2．光合作用與細(xì)胞呼吸實驗的設(shè)計技巧(1)實驗設(shè)計中必須注意的三點(diǎn)①變量的控制手段，如光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進(jìn)行控制，不同溫度可用不同恒溫裝置控制，CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液調(diào)節(jié)。②對照原則的應(yīng)用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進(jìn)行實驗，而應(yīng)該用一系列裝置進(jìn)行相互對照。③無論哪種裝置，在光下測得的數(shù)值均為“凈光合作用強(qiáng)度”值。(2)解答光合作用與細(xì)胞呼吸的實驗探究題時必須關(guān)注的信息是加“NaOH”還是加“NaHCO3”；給予“光照”處理還是“黑暗”處理；是否有“在溫度、光照最適宜條件下”等信息。1.(2022·全國乙)某同學(xué)將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩(wěn)定。關(guān)于這一實驗現(xiàn)象，下列解釋合理的是A.初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩(wěn)定C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率√演練提升演練提升2．(2022·湖南卷改編)在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強(qiáng)度達(dá)到峰值，12時左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱。光合作用強(qiáng)度減弱的原因不會是(

)A．葉片蒸騰作用強(qiáng)，失水過多使氣孔部分關(guān)閉，進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量C．葉綠體類囊體薄膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低D．光反應(yīng)產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降√演練提升3．(2024·河南鄭州模擬)如圖是某生物興趣小組探究不同條件下光合作用和細(xì)胞呼吸過程中氣體產(chǎn)生及消耗情況的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度在恒定水平。據(jù)圖分析回答下列問題。演練提升(1)光照充足，溫度適宜的環(huán)境中，液滴移動的距離表示__________________________。(2)若利用該裝置測定綠色植物的呼吸速率，則需要對該裝置進(jìn)行______________處理。(3)為使實驗結(jié)果更可靠，可設(shè)置對照，校正無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響，對照設(shè)置應(yīng)進(jìn)行的處理是__________________________________________________。另外還可以通過___________________________(措施)來減少實驗誤差。綠色植物釋放的氧氣的量黑暗(或遮光)玻璃瓶內(nèi)放置同等大小的死植物，其他與實驗組相同進(jìn)行平行重復(fù)實驗，求平均值演練提升4．(2022·浙江卷)通過研究遮陰對花生光合作用的影響，為花生的合理間種提供依據(jù)。研究人員從開花至果實成熟，每天定時對花生植株進(jìn)行遮陰處理。實驗結(jié)果如表所示。注：光補(bǔ)償點(diǎn)指當(dāng)光合速率等于呼吸速率時的光強(qiáng)度。光合曲線指光強(qiáng)度與光合速率關(guān)系的曲線。演練提升回答下列問題：(1)從實驗結(jié)果可知，花生可適應(yīng)弱光環(huán)境，原因是在遮陰條件下，植株通過增加______________，提高吸收光的能力；結(jié)合光飽和點(diǎn)的變化趨勢，說明植株在較低光強(qiáng)度下也能達(dá)到最大的___________；結(jié)合光補(bǔ)償點(diǎn)的變化趨勢，說明植株通過降低__________，使其在較低的光強(qiáng)度下就開始了有機(jī)物的積累。根據(jù)表中________________________的指標(biāo)可以判斷，實驗范圍內(nèi)，遮陰時間越長，植株利用弱光的效率越高。葉綠素含量光合速率呼吸速率低于5klx光合曲線的斜率(2)植物的光合產(chǎn)物主要以________形式提供給各器官。根據(jù)相關(guān)指標(biāo)的分析，表明較長遮陰處理下，植株優(yōu)先將光合產(chǎn)物分配至________中。(3)與不遮陰相比，兩種遮陰處理的光合產(chǎn)量均________。根據(jù)實驗結(jié)果推測，在花生與其他高稈作物進(jìn)行間種時，高稈作物一天內(nèi)對花生的遮陰時間為________(A.<2小時 B．2小時

C．4小時D.>4小時)，才能獲得較高的花生產(chǎn)量。蔗糖葉降低A光呼吸1光呼吸是進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個生化過程。二氧化碳和氧氣競爭性與Rubisco結(jié)合，當(dāng)二氧化碳濃度高時，Rubisco催化RuBP與二氧化碳形成兩分子3-磷酸甘油酸(PGA)，就是卡爾文循環(huán)中的C3，進(jìn)行卡爾文循環(huán)；當(dāng)氧氣濃度高時，Rubisco催化RuBP與氧氣形成1分子PGA(C3)和1分子磷酸乙醇酸(C2)，其中PGA進(jìn)入卡爾文循環(huán)，而磷酸乙醇酸脫去磷酸基團(tuán)形成乙醇酸，乙醇酸就離開葉綠體，走上了光呼吸的征途，這條路艱難而曲折，有害也有利?；具^程見右圖。光呼吸：（1）卡爾文循環(huán)中CO2固定的酶(Rubisco)具有兩面性(或雙功能)（2）Rubisco即RuBP羧化加氧酶①高CO2濃度、低O2時，進(jìn)行羧化②低CO2濃度、高O2時，進(jìn)行加氧C5+CO22C3RubiscoC5+O2C2+C3Rubisco2C2+O2C3+CO2ATP、[H]酶C3進(jìn)入卡爾文循環(huán)C3進(jìn)入卡爾文循環(huán)（1）光呼吸的起因1（1）如果在較強(qiáng)光下，光呼吸加強(qiáng)，使得C5氧化分解加強(qiáng)，一部分碳以CO2的形式散失，從而減少了光合產(chǎn)物的形成和積累。（2）光呼吸過程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的損耗。（2）光呼吸的危害1（3）光呼吸的意義Ⅰ.回收碳元素Ⅱ.防止強(qiáng)光對葉綠體的破壞Ⅲ.消除乙醇酸對細(xì)胞的毒害演練提升1．Rubisco是一種雙功能酶，它既能催化RuBP的羧化反應(yīng)(即C5與CO2生成2C3)同時又能催化RuBP的加氧反應(yīng)(即C5與O2生成1個C3和1個C2)。在O2濃度過高時，植物會出現(xiàn)光呼吸現(xiàn)象。下圖為不同O2和CO2濃度下，植物體內(nèi)發(fā)生的光合作用和光呼吸示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.光呼吸全過程是在線粒體中進(jìn)行的B.光呼吸的存在會使暗反應(yīng)C3的生成量增多C.當(dāng)O2/CO2值高時，有利于光呼吸而不利于光合作用D.在高O2環(huán)境中植物無法進(jìn)行光合作用√演練提升2．光呼吸是進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和O2/CO2值異常時發(fā)生的一種生理過程(如圖所示)，該過程是細(xì)胞在一種叫Rubisco的酶的催化下，消耗O2、生成CO2，借助葉綠體、線粒體等多種細(xì)胞器共同完成的消耗能量的反應(yīng)。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.細(xì)胞呼吸與光呼吸都是釋放能量的過程B.Rubisco存在場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C.綠色植物在光下只進(jìn)行光呼吸D.O2/CO2值低時，有利于光合作用而不利于光呼吸√演練提升3．(2021·山東卷)光照條件下，葉肉細(xì)胞中O2與CO2競爭性結(jié)合C5，O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過程稱為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑SoBS溶液，相應(yīng)的光合作用強(qiáng)度和光呼吸強(qiáng)度見下表。光合作用強(qiáng)度用固定的CO2量表示，SoBS溶液處理對葉片呼吸作用的影響忽略不計。(1)光呼吸中C5與O2結(jié)合的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的________中。正常進(jìn)行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是______________________________________________________________________________________。(2)與未噴施SoBS溶液相比，噴施100mg·L-1SoBS溶液的水稻葉片吸收和放出CO2量相等時所需的光照強(qiáng)度______(填“高”或“低”)，據(jù)表分析，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________?；|(zhì)

光照停止，產(chǎn)生的ATP、[H]減少，暗反應(yīng)消耗的C5減少，C5與O2結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多低

噴施SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸(及呼吸作用)釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加、釋放量減少。此時，在更低的光照強(qiáng)度下，兩者即可相等(3)光呼吸會消耗光合作用過程中的有機(jī)物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過適當(dāng)抑制光呼吸以增加作物產(chǎn)量。為探究SoBS溶液利于增產(chǎn)的最適噴施濃度，據(jù)表分析，應(yīng)在___________mg·L-1之間再設(shè)置多個濃度梯度進(jìn)一步進(jìn)行實驗。100～300植物的光合系統(tǒng)所接受的光能超過光合作用所能利用的量時，光合功能便降低，這就是光合作用的光抑制。(1)光抑制機(jī)理：光合系統(tǒng)的破壞，PSⅡ是光破壞的主要場所。發(fā)生光破壞后的結(jié)果：電子傳遞受阻，光合效率下降。光抑制2光抑制2(2)光抑制的主要防御機(jī)制①減少光吸收，植物體也可以通過葉運(yùn)動(減少葉片與主莖的夾角)或葉綠體運(yùn)動這種對強(qiáng)光的快速響應(yīng)以減少對光的吸收，從而避免光抑制。②增加熱耗散：a.當(dāng)依賴能量的葉綠素?zé)晒忖缭黾訒r，通過增加激發(fā)能的熱耗散可以部分避免光抑制。降低光飽和條件下的PSⅡ的光化學(xué)效率，可以避免光抑制破壞的發(fā)生。b.在強(qiáng)光下非光輻射能量耗散增加的同時，玉米黃素含量增加，玉米黃素與激發(fā)態(tài)的葉綠素作用，從而耗散其激發(fā)能，保護(hù)光合機(jī)構(gòu)免受過量光能破壞。③進(jìn)行光呼吸：C3植物的光呼吸有很高的能量需求。光呼吸可以防止強(qiáng)光和CO2虧缺條件下發(fā)生光抑制。演練提升4．當(dāng)植物吸收了超出其自身所需的光能時，會出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象，導(dǎo)致光合機(jī)構(gòu)受到破壞，進(jìn)而影響光合作用。PsbS蛋白是一種在光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)與葉綠素結(jié)合的蛋白質(zhì)，也是PSⅡ的一種結(jié)構(gòu)成分，在高等植物光保護(hù)方面有著重要的作用?？蒲腥藛T將棉花光合系統(tǒng)Ⅱ的PsbS基因?qū)霟煵菁?xì)胞內(nèi)，培育了轉(zhuǎn)基因PsbS煙草植株，并在35℃處理下測定了野生型煙草植株(WT)與轉(zhuǎn)基因PsbS煙草植株(T)的凈光合速率(如圖)。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)演練提升A.電子的最終受體物質(zhì)是NADP＋B.類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差只是通過H＋轉(zhuǎn)運(yùn)形成的C.在高溫條件下轉(zhuǎn)基因煙草植株的凈光合速率高于野生型煙草植株D.棉花PsbS基因可能參與調(diào)控?zé)煵葜仓甑墓夂献饔谩萄菥毺嵘?．(2023·山東卷)當(dāng)植物吸收的光能過多時，過剩的光能會對光反應(yīng)階段的PSⅡ復(fù)合體(PSⅡ)造成損傷，使PSⅡ活性降低，進(jìn)而導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱。細(xì)胞可通過非光化學(xué)淬滅(NPQ)將過剩的光能耗散，減少多余光能對PSⅡ的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個功能：①修復(fù)損傷的PSⅡ；②參與NPQ的調(diào)節(jié)?？蒲腥藛T以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實驗，結(jié)果如圖所示。實驗中強(qiáng)光照射時對野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對二者的PSⅡ均造成了損傷。演練提升(1)該實驗的自變量為__________________________________________。該實驗的無關(guān)變量中，影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素有_____________________(答出2個因素即可)。(2)根據(jù)本實驗，________(填“能”或“不能”)比較出強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱，理由是_________________________________________________________。(3)據(jù)圖分析，與野生型相比，強(qiáng)光照射下突變體中流向光合作用的能量________(填“多”或“少”)。若測得突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，根據(jù)本實驗推測，原因是__________________________________有無光照、擬南芥類型(或有無H基因或H蛋白)溫度、CO2濃度、水不能野生型PSⅡ損傷大但能修復(fù)；突變體PSⅡ損傷小但不能修復(fù)少突變體NPQ高，PSⅡ損傷小，雖無H蛋白修復(fù)但PSⅡ活性高，光反應(yīng)產(chǎn)物多光系統(tǒng)31．光系統(tǒng)Ⅱ進(jìn)行水的光解，產(chǎn)生氧氣、H＋和自由電子(e－)，光系統(tǒng)Ⅰ主要是介導(dǎo)NADPH的產(chǎn)生。2．電子(e－)經(jīng)過電子傳遞鏈：質(zhì)體醌→細(xì)胞色素b6f復(fù)合體→質(zhì)體藍(lán)素→光系統(tǒng)Ⅰ→鐵氧還蛋白→NADPH。3．電子傳遞過程是高電勢到低電勢(光系統(tǒng)Ⅱ和Ⅰ中的電子傳遞由于光能的作用，從而逆電勢傳遞，這是一個吸能的過程)，因此，電子傳遞過程中釋放能量，質(zhì)體醌利用這部分能量將質(zhì)子(H＋)逆濃度從類囊體的基質(zhì)側(cè)泵入囊腔側(cè)，從而建立了質(zhì)子濃度(電化學(xué))梯度。當(dāng)然，光系統(tǒng)Ⅱ在類囊體的囊腔側(cè)進(jìn)行的水的光解產(chǎn)生質(zhì)子(H＋)以及在類囊體的基質(zhì)側(cè)H＋和NADP＋形成NADPH的過程，為建立質(zhì)子濃度(電化學(xué))梯度也有所貢獻(xiàn)。4．類囊體膜對質(zhì)子是高度不通透的，因此，類囊體內(nèi)的高濃度質(zhì)子只能通過ATP合成酶順濃度梯度流出，而ATP合成酶利用質(zhì)子順濃度流出的能量來合成ATP。演練提升6．(2021·重慶卷)類囊體膜蛋白排列和光反應(yīng)產(chǎn)物形成的示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(

)A.水光解產(chǎn)生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜B.NADP＋與電子(e－)和質(zhì)子(H＋)結(jié)合形成NADPHC.產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)及其他消耗能量的反應(yīng)D.電子(e－)的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)√演練提升7．(2023·湖北卷)植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過與PSⅡ結(jié)合或分離來增強(qiáng)或減弱對光能的捕獲(如圖所示)。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是(

)A.葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSIⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)B.Mg2+含量減少會導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱C.弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對光能的捕獲D.PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H＋、電子和O2√8．(2021·湖南卷)圖a為葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖b為葉綠體中某種生物膜的部分結(jié)構(gòu)及光反應(yīng)過程的簡化示意圖。回答下列問題：(1)圖b表示圖a中的__________結(jié)構(gòu)，膜上發(fā)生的光反應(yīng)過程將水分解成O2、H＋和e－，光能轉(zhuǎn)化成電能，最終轉(zhuǎn)化為________和ATP中活躍的化學(xué)能。若CO2濃度降低，暗反應(yīng)速率減慢，葉綠體中電子受體NADP＋減少，則圖b中電子傳遞速率會________(填“加快”或“減慢”)。(2)為研究葉綠體的完整性與光反應(yīng)的關(guān)系，研究人員用物理、化學(xué)方法制備了4種結(jié)構(gòu)完整性不同的葉綠體，在離體條件下進(jìn)行實驗，用Fecy或DCIP替代NADP＋為電子受體，以相對放氧量表示光反應(yīng)速率，實驗結(jié)果如表所示。類囊體膜NADPH

減慢注：Fecy具有親水性，DCIP具有親脂性。據(jù)此分析：①葉綠體A和葉綠體B的實驗結(jié)果表明，葉綠體雙層膜對以__________(填“Fecy”或“DCIP”)為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用。得出該結(jié)論的推理過程是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Fecy

葉綠體B雙層膜局部受損，類囊體略有損傷時，以Fecy為電子受體時的放氧量明顯高于葉綠體A雙層膜結(jié)構(gòu)完整時，而以DCIP為電子受體時的放氧量略高于葉綠體A雙層膜結(jié)構(gòu)完整時，差別不大②該實驗中，光反應(yīng)速率最高的是葉綠體C，表明在無雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于______________________________________，從而提高光反應(yīng)速率。③以DCIP為電子受體進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)葉綠體A、B、C和D的ATP產(chǎn)生效率的相對值分別為1、0.66、0.58和0.41。結(jié)合圖b對實驗結(jié)果進(jìn)行解釋_______________________________________________________________________________________________________________________________。類囊體上的色素吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能類囊體膜結(jié)構(gòu)的完整性可保證其能夠運(yùn)輸H＋參加ATP的合成反應(yīng)，膜結(jié)構(gòu)破裂無法提供ATP合成時所需的H＋導(dǎo)致ATP產(chǎn)生效率降低自然界中的綠色植物根據(jù)光合作用暗反應(yīng)過程中CO2的固定途徑不同可以分為C3、C4和CAM三種類型。1.C3途徑：也稱卡爾文循環(huán)，整個循環(huán)由RuBP(C5)與CO2的羧化開始到RuBP(C5)再生結(jié)束，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，可合成蔗糖、淀粉等多種有機(jī)物。常見C3植物有大麥、小麥、大豆、菜豆、水稻、馬鈴薯等大多數(shù)植物。（暗反應(yīng)）C3途徑演練提升9．如圖為大豆葉片光合作用的暗反應(yīng)階段的示意圖，下列敘述正確的是(

)A．CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為C5中的化學(xué)能B．CO2可直接被NADPH還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類C．被還原的C5在有關(guān)酶的作用下，可再形成C3D．光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r，短時間內(nèi)C3含量會升高√演練提升10．(2021·廣東卷)在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是(

)A．Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．激活Rubisco需要黑暗條件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2結(jié)合√演練提升11．人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。演練提升(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是______________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為_________________。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變，原因是________________________________________。模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足演練提升(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量_____(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________________________________________________________。(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_________________________________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)高于葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少2.C4途徑：某些植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體有類囊體能進(jìn)行光反應(yīng)，同時，CO2在PEP羧化酶的作用下被整合到C4化合物中，隨后C4化合物被運(yùn)輸進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞，維管束鞘細(xì)胞中沒有完整的葉綠體，在維管束鞘細(xì)胞中，C4化合物分解釋放出的CO2參與卡爾文循環(huán)，進(jìn)而生成有機(jī)物。C4植物具有耐高溫、光照強(qiáng)烈、干旱的能力，原因是：PEP羧化酶與CO2親和力大且不與O2親和，它提高了C4植物固定CO2的能力，并且無光合午休現(xiàn)象。常見C4植物有玉米、甘蔗、高粱、莧菜等。C4途徑①C4植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體有類囊體能進(jìn)行光反應(yīng)，而維管束鞘細(xì)胞中沒有完整的葉綠體，所以C4植物光反應(yīng)發(fā)生在葉肉細(xì)胞的葉綠體類囊體薄膜上。②C4植物PEP羧化酶對CO2具有高親和力，當(dāng)外界環(huán)境干旱(特別是在高溫、光照強(qiáng)烈、干旱條件下)，導(dǎo)致植物氣孔導(dǎo)度減小時，C4植物比C3植物有較強(qiáng)光合作用能力，并且無光合“午休”現(xiàn)象。常見C4植物有玉米、高粱、甘蔗、莧菜等。12．玉米葉肉細(xì)胞中的葉綠體較小數(shù)目也少但葉綠體內(nèi)有基粒；相鄰的維管束鞘細(xì)胞中葉綠體較大數(shù)目較多但葉綠體內(nèi)沒有基粒。玉米細(xì)胞除C3途徑外還有另一條固定CO2的途徑，簡稱C4途徑如下圖。研究發(fā)現(xiàn)，C4植物中PEP羧化酶對CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A．維管束鞘細(xì)胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解釋放的B．若葉肉細(xì)胞中光合速率大于呼吸速率，植物的干重不一定增加C．玉米的有機(jī)物是在維管束鞘細(xì)胞通過C3途徑合成的D．干旱條件下C3途徑植物光合速率比C4途徑植物小√13．(2022·全國甲卷)根據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)比C3植物的低。CO2補(bǔ)償點(diǎn)通常是指環(huán)境CO2濃度降低導(dǎo)致光合速率與呼吸速率相等時的環(huán)境CO2濃度。回答下列問題。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是相同的，光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是____________________(答出3點(diǎn)即可)。(2)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運(yùn)輸?shù)狡渌课?，原因是_____________________________________________________________________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。O2、NADPH、ATP部分光合產(chǎn)物用于葉片自身的細(xì)胞呼吸，為新陳代謝提供能量；部分光合產(chǎn)物用于葉片自身的生長發(fā)育(3)干旱會導(dǎo)致氣孔開度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補(bǔ)償點(diǎn)的角度分析，可能的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。干旱會導(dǎo)致氣孔開度減小，胞間CO2濃度降低，與C3植物相比，C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)較低，能在較低濃度的CO2條件下，固定利用更多的CO2進(jìn)行光合作用，以維持自身的生長14．(2021·遼寧卷)早期地球大氣中的O2濃度很低，到了大約3.5億年前，大氣中O2濃度顯著增加，CO2濃度明顯下降?，F(xiàn)在大氣中的CO2濃度約390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一種催化CO2固定的酶，在低濃度CO2條件下，催化效率低。有些植物在進(jìn)化過程中形成了CO2濃縮機(jī)制，極大地提高了Rubisco所在局部空間位置的CO2濃度，促進(jìn)了CO2的固定?；卮鹣铝袉栴}：(1)真核細(xì)胞葉綠體中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成____________，進(jìn)而被還原生成糖類，此過程發(fā)生在_____________中。三碳化合物葉綠體基質(zhì)葉綠體呼吸作用和光合作用①由這種CO2濃縮機(jī)制可以推測，PEPC與無機(jī)碳的親和力______(填“高于”“低于”或“等于”)Rubisco。②圖2所示的物質(zhì)中，可由光合作用光反應(yīng)提供的是_______________。圖中由Pyr轉(zhuǎn)變?yōu)镻EP的過程屬于__________(填“吸能反應(yīng)”或“放能反應(yīng)”)。③若要通過實驗驗證某植物在上述CO2濃縮機(jī)制中碳的轉(zhuǎn)變過程及相