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2023年高考生物全国甲卷真题变式·分层精准练：第7题
一、原题
1．（2023·全国甲卷）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。
（1）叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是 （答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布 上，其中类胡萝卜素主要吸收 （填“蓝紫光”“红光”或＂绿光＂）。
（2）将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是 。
（3）叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。
【答案】（1）差速离心法；类囊体（薄）膜；蓝紫光
（2）悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料 ATP 和 NADPH，所以无法形成糖类。
（3）思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。
结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）分离动植物细胞器使用差速离心法，叶绿体中色素分布在类囊体薄膜上，其中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。
故填： 差速离心；类体（薄）膜；蓝紫光。
（2）光合作用根据是否有光，分为光反应和暗反应两个阶段，两个阶段同时进行相互联系，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，用于三碳化合物的还原。在黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反应提供提供ATP和NADPH，因此暗反应也无法进行，光合产物无法生成。
故填：悬液中具有类囊体薄膜、叶绿体基质以及与暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应缺乏光反应提供的ATP 和 NADPH，所以无法生成糖类。
(3) 本题主要考查光合作用产物有淀粉，并在叶绿体中，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。根据实验目的：证明叶绿体中有淀粉存在，确定实验自变量是否可以进行光合作用，因变量光合产物淀粉，又因为淀粉遇碘液变蓝，结合探究实验的单一变量原则和对照原则可以书写出实验思路和预期结果。
思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。
结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
故填：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察；甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
【分析】本题考查光合作用的反应场所及条件，细胞器的分离方法，实验中光合作用产物的检测。
光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应，现在也称为碳反应，两个阶段。光反应阶段是光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。暗反应阶段是光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段，CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。
二、基础
2．（2021·资阳模拟）如图为某同学光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的提取液。
（1）叶绿素存在于叶绿体中的 上。用 （填溶剂名称）提取叶片中的色素，在研磨时添加碳酸钙其目的是 。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 。
（2）根据实验结果说明蓝藻中不含 色素。
（3）菠菜的栽培过程中若缺Mg2＋，将＋影响 色素的形成，影响 反应从而影响光合速率。
（4）若要测定菠菜的呼吸速率，需对菠菜进行 处理。
【答案】（1）类囊体膜（或类囊体，基粒）；无水乙醇；防止研磨中色素被破坏；叶绿素a
（2）叶黄素、叶绿素b
（3）叶绿素；光
（4）遮光
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】（1）叶绿素存在于叶绿体中的类囊体膜（或类囊体，基粒）上。用无水乙醇提取叶片中的色素，在研磨时添加碳酸钙其目的是防止研磨中色素被破坏。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叶绿素a。（2）实验结果说明蓝藻中不含叶黄素、叶绿素b色素。（3）菠菜的栽培过程中若缺Mg2＋，将影响叶绿素色素的形成，影响光反应从而影响光合速率。（4）若要测定菠菜的呼吸速率，需对菠菜进行遮光处理。
【分析】1、叶绿体的外表有双层膜，内部有许多基粒，基粒与基粒之间充满基质。每个基粒都由一个个圆饼装的囊状结构堆叠而成，称为类囊体，吸收光能的叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上。由于在研磨过程中，叶肉细胞破裂会释放出有机酸，会破坏叶绿素，加入碳酸钙可中和有机酸，因此加入碳酸钙有保护色素的功能；无水乙醇可以使有机物或者充分溶解，而叶绿素是有机分子，加入乙醇后可以让叶片中的叶绿素充分被提取出来。2、绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：胡萝卜素 （橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色)。由题图可看出，蓝藻中不含叶黄素、叶绿素b。3、镁是合成叶绿素的原料，缺镁会影响叶绿素的合成，会使叶绿素的含量降低。叶绿素是光合色素，缺少叶绿素影响光反应，从而影响光合速率。4、若要测定菠菜的呼吸速率，需对菠菜进行遮光处理，防止光合作用的干扰。
3．（2023·毕节模拟）下图为北方夏季某晴天棉花叶片的光合作用强度变化曲线图，请据图回答下列问题：
（1）光合作用中吸收光能的色素分布在 ，由光合作用光反应阶段产生并提供给暗反应阶段的产物是 。
（2）与上午8点相比，10点时细胞中的C3的含量 （填“升高”、“降低”或“基本不变”）。
（3）BC段光合作用强度下降的原因是 ，CD段光合作用消耗的CO2来源于 。
【答案】（1）类囊体薄膜上（基粒上）；[H]和ATP
（2）降低
（3）中午气温高，蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，CO2吸收量减少；细胞呼吸和从外界吸收
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。光反应阶段产生的[H]和ATP可用于暗反应阶段C3的还原过程。
（2）与上午8点相比，10点时光合作用强度较高，说明此时细胞内C3的还原速率较大，故此时细胞中的C3的含量降低。
（3）BC段是由于中午气温高，蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，CO2吸收量减少，导致光合作用强度下降。CD段植物能积累有机物，净光合速率大于0，因此光合作用消耗的CO2来源于细胞呼吸产生和从外界吸收。
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
2、分析图解可以看出：AB段随着光照强度的增加光合速率增加，DE段光合速率随着光照强度的减弱而减弱，而图中BC段则是由于光照过强、温度过高导致气孔关闭，二氧化碳吸收减少，导致光合速率下降。
4．（2021高二下·昆明期末）光合作用在植物体含有叶绿体的细胞中进行，下图为某类植物叶肉细胞中光合作用过程的示意图（字母代表物质）。
回答下列问题：
（1）光合作用中捕获光能的色素分布在 ，在有关酶的催化下，C3接受了 （填图中字母）的能量。C与细胞呼吸中的[H] （填“是”或“不是”）同一种物质。
（2）另有一类起源于热带高温干旱地区的某些植物，其含有PEPC酶，该酶能高效催化固定低浓度的CO2为C4，C4进一步分解成CO2和C3，CO2再进入下一步反应，因而不出现“光合午休”现象。该类植物不出现“光合午休”现象的原因是 。
（3）上述两类植物的光合碳代谢途径是对特定生态环境的适应和 的结果。
【答案】（1）类囊体；B；不是
（2）高温干旱环境下植物气孔关闭，该类植物的PEPC酶能高效固定低浓度CO2，保障光合作用持续进行
（3）进化（自然选择）
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；自然选择与适应
【解析】【解答】（1）光合作用中捕获光能的色素分布在叶绿体内的类囊体薄膜上。在叶绿体基质中在有关酶的催化下C3的还原，此过程需要光反应合成的ATP即图中B中（填图中字母）的能量。C是NADPH，与细胞呼吸中的[H]不是（填“是”或“不是”）同一种物质，细胞呼吸中的[H]是NADH。
（2）起源于热带高温干旱地区的某些植物不出现“光合午休”现象是因为其含有PEPC酶，而该酶能高效催化固定低浓度的CO2为C4，C4进一步分解成CO2和C3，CO2再进入下一步反应，不出因为CO2浓度过低影响光合作用速率。
（3）上述两类植物的光合碳代谢途径不同，体现了生物具有多样性，这是自然选择和生物共同进化的结果。
【分析】1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2、生物多样性是协同进化的结果：
5．（2022·吉林模拟）下图为光合作用过程示意图（字母表示物质，数字表示生理过程）。请据图回答：
（1）吸收光能的色素分布在 薄膜上，A表示 阶段。
（2）过程①产生的C是 ，其作为活泼的还原剂，参与到过程②的化学反应中。
（3）科学家用14C标记的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，发现C的转移途径是：二氧化碳→ →糖类。
（4）硝化细菌不能进行光合作用，但它能通过化能合成作用将二氧化碳和水合成为糖类，因此硝化细菌属于 生物（填“自养”或“异养”）。
【答案】（1）类囊体；光反应
（2）NADPH（或[H]，或还原型辅酶Ⅱ）
（3）C3（或三碳化合物）
（4）自养
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；化能合成作用
【解析】【解答】（1）吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A表示光反应阶段。
（2）过程①（光反应过程）产生的ATP和[H]，要在暗反应即②中起作用，其中[H]即C物质作为活泼的还原剂，用于还原C3。
（3）由光合作用的过程可知，科学家用14C标记的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子， C的转移途径是：二氧化碳→14C3 →糖类。
（4）硝化细菌不能进行光合作用，但它能通过化能合成作用将二氧化碳和水合成为糖类，因此硝化细菌属于自养生物。
【分析】光合作用的过程：
1、光反应：（1）场所：叶绿体的类囊体上。（2）条件：光照、色素、酶等。（3）物质变化：叶绿体利用吸收的光能，将水分解成NADPH和O2，同时促成ADP和Pi发生化学反应，形成ATP。（4）能量变化：光能转变为ATP、NADPH中的活跃的化学能。
2、暗反应：（1）场所：叶绿体内的基质中。（2）条件：多种酶参加催化。（3）物质变化：①CO2的固定：CO2与植物体内的C5结合，形成C3。②C3的还原：在有关酶的催化作用下，C3接受ATP、NADPH释放的能量并且被NADPH还原，经过一系列的变化，形成葡萄糖和C5。（4）能量变化：ATP、NADPH 中活跃的化学能转变为有机物中的稳定的化学能。
6．（2023·巴中模拟）鹿角菜是生活在近海海域的大型藻类，有较高的经济价值和生态修复价值，其生长受光照、二氧化碳等多种因素的影响。某科研小组研究了CO2浓度和光照强度对鹿角菜生长的影响，结果如下图所示。分析并回答下列问题
（1）鹿角菜细胞中的叶绿素主要分布在 上，类胡萝卜素主要吸收 光。
（2）若将鹿角菜从低光转移到高光的环境中，待反应稳定之后NADP+的生成速率 。
（3）根据实验结果可知，对鹿角菜生长影响较大的因素是 ，判断依据是 。
【答案】（1）类囊体薄膜；蓝紫
（2）增加
（3）光照强度；鹿角菜的相对生长速率在光照不同的条件下的差值大于不同CO2浓度条件下的差值
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）鹿角菜细胞中有真正的细胞核，为真核生物，细胞中有叶绿体，因此其中的叶绿素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）若将鹿角菜从低光转移到高光的环境中，由于光照强度增加会加快光反应的速度，进而加快暗反应速度，即光照增强能促进光合速率的提高，同时结合题中的实验结果也可看出上述结果。因此，待反应稳定之后NADP+的生成速率将增加。
（3）根据实验结果可知，在光照强度相同的情况下，相对生产速率和相对光反应速率变化因为二氧化碳浓度的改变并不太明显，而在同一二氧化碳浓度条件下，因为光照强度的改变，相对生产速率和相对光反应速率的变化幅度较大，可见对鹿角菜生长影响较大的因素是光照强度。
【分析】1、绿叶中的色素主要分布在类囊体薄膜，包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、影响光合作用的环境因素：（1）温度对光合作用的影响 ：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
7．（2023·黔东南模拟）光照下，植物通过叶绿体吸收光能实现光能到有机物中稳定化学能的转化。光能是植物光合作用的必要条件，充分利用光能，有利于提高植物光合作用产量；但若吸收过量的光能，则会对植物造成损伤，从而影响植物生长。在长期的进化过程中，植物形成了多种光保护机制。回答下列问题：
（1）捕获光能的色素分布在叶绿体的 ，绿叶中，该结构的总面积巨大的意义是 。
（2）“转光膜”是新型高科技功能膜，其生产原材料中添加了能将紫外光和绿光转换为蓝紫光和红光的“转光色母粒”，用“转光膜”覆盖后，大棚作物能提高产量，其原因是 。
（3）在低CO2环境和较强光照条件下，叶片气孔部分关闭，叶绿体中NADPH/NADP+、ATP/ADP的值会 ，光反应阶段产生的高能电子会激发形成自由基，损伤叶绿体；光呼吸过程中叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成消耗О2、生成CO2的生理过程，从而将光反应中积累的大量NADPH和ATP通过光呼吸消耗掉，以防止它们的积累影响植物代谢。据此分析，光呼吸的存在能避免叶绿体等被强光破坏，原因是 。
【答案】（1）类囊体薄膜；极大地扩展了受光面积
（2）叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，“转光膜”能将太阳光中的紫外光和绿光转换为蓝紫光和红光，使棚内的蓝紫光和红光增加，提高了大棚作物光能利用率
（3）升高；光呼吸释放的CO2能被固定，减少NADPH和ATP的积累，防止自由基的形成，因而能避免叶绿体等被强光破坏
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）捕获光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，绿叶中，类囊体的总面积巨大，有利于分布更多的光合色素和相关酶，以便吸收更多光能。
（2）根据题意，“转光膜”能将紫外光和绿光转换为蓝紫光和红光。叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，“转光膜”能将太阳光中的紫外光和绿光转换为蓝紫光和红光，使棚内的蓝紫光和红光增加，提高了大棚作物的光能利用率，因此，用“转光膜”覆盖后，大棚作物能提高产量。
（3）在低CO2环境及较强光条件下，叶片气孔部分关闭，叶绿体中光反应产生的NADPH和ATP的消耗利用量减少，因此NADPH/NADP+、ATP/ADP的值会升高；据题意，光呼吸释放的CO2能被光合作用的暗反应固定为C3，C3的还原需要消耗NADPH和ATP，故可以减少光反应中NADPH和ATP的积累，防止自由基的形成，因而能避免叶绿体等被强光破坏。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
8．（2022高二上·昌邑月考）荷花既是食用植物又是观赏植物，研究人员通过人工诱变筛选出一种荷花突变体，其叶绿素含量仅为普通荷花的56%。下图表示在25℃时不同光照强度下该突变体荷花和普通荷花的净光合速率，表格数据是在1500μmol·m-2·s-1光照条件下测得的突变体荷与普通荷花相关的生理指标。
品种 气孔开度（mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mo-1） 还原性糖（mg·g-1鲜重）
普通荷花 0.10 250 2.72
突变体荷花 0.18 250 3.86
（1）荷花叶肉细胞中的光合色素有 ，提取和分离荷花叶片中色素使用的试剂分别是 。光合色素吸收光能的用途是 。
（2）据图可知，光照强度低于a时，突变体荷花的净光合速率低于普通荷花，引起这种差异的主要原因是 ；在1500μmol·m-2·s-1光照条件下，突变体荷花的净光合速率高于普通荷花，结合曲线和表格分析可能的原因是 。
（3）切好的莲藕片暴露在空气中极易褐变，这与细胞内的多酚氧化酶有关，但将刚切好的莲藕片迅速放在开水中焯烫后，可减轻褐变程度的原因是 。
【答案】（1）叶绿素和类胡萝卜素；无水乙醇和层析液；将水分解成氧和NADPH（或用于水的光解），在酶的催化作用下促进ADP和Pi形成ATP。
（2）与普通荷花相比，突变体荷花的叶绿素含量较低，光反应形成ATP和NADPH少，导致光合速率低。；充足的光能弥补了色素缺乏；突变体荷花的气孔开度较高，可固定较多的CO2，暗反应效率高。
（3）将藕在开水中焯烫，高温使细胞内的多酚氧化酶的结构发生改变而失去活性，多酚氧化酶不能催化相应反应，因此将藕在开水中焯烫后可减轻褐变程度。
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）荷花叶肉细胞中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素；根据色素易溶于有机溶剂和在层析液中溶解度的不同，因此提取和分离荷花叶片中色素使用的试剂分别是无水乙醇和层析液；绿叶中色素能吸收、传递、转化光能，将水分解成氧和NADPH（或用于水的光解），在酶的催化作用下促进ADP和Pi形成ATP。
（2）根据题意可知：与普通荷花相比，突变体荷花的叶绿素含量较低，光反应形成ATP和NADPH少，导致光合速率低，因此光照强度低于a时，突变体荷花的净光合速率低于普通荷花；根据曲线和表格分析：充足的光能弥补了色素缺乏；突变体荷花的气孔开度较高，可固定较多的CO2，暗反应效率高，因此在1500μmol·m-2·s-1光照条件下，突变体荷花的净光合速率高于普通荷花。
（3）将藕在开水中焯烫，高温使细胞内的多酚氧化酶的结构发生改变而失去活性，多酚氧化酶不能催化相应反应，因此将藕在开水中焯烫后可减轻褐变程度。
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
9．（2022高一下·深圳期末）人工补光可有效改善温室内光照环境，降低弱光胁迫对植株的影响。科学家研究不同LED光质在夜间补光对番茄幼苗生长及光合作用的影响，结果如下表所示。据此回答：
处理 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 全株干重（g）
W 12.47 2.95 365.67 0.5984
R 15.30 2.86 425.00 0.5554
B 15.40 2.71 455.67 0.6068
2R/8B 15.57 2.88 447.33 0.5642
① 16.23 2.92 496.33 0.6038
8R/2B 17.47 3.08 513.56 0.6118
CK 11.97 2.74 385.67 0.4555
注：W：白光；R：红光；B：蓝光；2R8B：红光：蓝光=2：8；CK：不补光。
（1）表中①最合理处理应为 ，选择红光和蓝光进行补光的原因是 。
（2）补光效果最好的组别是 ，据表推测理由是 。
（3）通常用叶绿素测定仪测定光合色素提取液中的叶绿素含量，提取绿叶中的色素需要用到的药品有 （至少答出两项）。叶绿素分布在 。捕获光能后激发形成的物质有 （至少答出两项）。
（4）胞间CO2浓度可直接影响幼苗光合作用过程中的 。
【答案】（1）5R/5B；光合色素主要吸收红光和蓝紫光
（2）8R/2B；净光合速率和全株干重最大
（3）无水乙醇、二氧化硅和碳酸钙；类囊体薄膜；ATP、NADPH、O2、H+
（4）暗反应（二氧化碳的固定）
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，主要吸收红光和蓝紫光，因此补光应补充的是红光和蓝光。根据实验设计对照原则，有单独的光质补光处理，也有不同比例的混合补光处理，还有对照处理，则应该增加一组等比例的混合光质补光处理，因此表中①最合理处理应为5R/5B。
(2)根据表中的净光合速率和植株干重数据分析可知，补光效果最好的组别是8R/2B，因为该组净光合速率和全株干重最大。
(3)光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，因此提取绿叶中的色素时需添加无水乙醇，同时为了研磨过程更加充分，需要添加SiO2，为防止色素被破坏，需要添加CaCO3。叶绿素分布在类囊体薄膜。光反应包括水的光解和ATP的合成，该过程产生O2、ATP和[H]等。
(4)CO2作为光合作用的原料，直接参与暗反应中CO2的固定。
【分析】1、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
3、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
4、影响光合作用的因素：
（1）光照强度：主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生。
（2）CO2的浓度：影响暗反应阶段C3的生成。
（3）温度：通过影响酶的活性来影响光合作用。
10．（2022高二下·焦作期末）将某绿色植物放在密闭且透明的容器内，在一定的光照强度和适宜的温度条件下培养、植株CO2的吸收或生成速率如图所示，其中CO2的生成速率是在黑暗条件下测得的。请据图回答下列问题：
（1）叶绿体中的色素有4种，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收 光，在层析液中溶解度最低的色素的颜色为 。
（2）图中植物光合速率降低的主要因素是CO2浓度降低，直至 （填图中字母）时刻CO2浓度才保持不变，此过程中NADPH来源于 （填具体生理过程），可用于 （填具体生理过程）。
（3）图中T2时刻，该植物的呼吸速率 （填“等于”“大于”或“小于”）光合速率；T3时刻，该植物叶肉细胞的呼吸速率 （填“等于”“大于”或“小于”）光合速率。
（4）若光照强度不变，增加CO2供应，则短时间内C3的量 ，C5的量 。（填“增加”“减少”或“不变”）
【答案】（1）红光和蓝紫；黄绿色
（2）T3；水的光解；三碳化合物的还原
（3）小于；小于
（4）增加；减少
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)叶绿体中的色素有4种，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；在层析液中溶解度最低的色素是叶绿素b，为黄绿色。
(2)由题图可知，二氧化碳的吸收速率表示净光合速率，二氧化碳的生成速率表示呼吸速率，将某植物放在密闭且透明的容器内，其中的二氧化碳随着时间推移而下降，直至光合速率=呼吸速率，即T3时刻CO2浓度才保持不变，此过程中NADPH来源于水的光解，可用于三碳化合物的还原。
(3)由图示可知，T2时刻该植物CO2的吸收速率大于0，说明其净光合速率大于零，该植物的呼吸速率小于光合速率；T3时刻该植物二氧化碳的吸收速率为零，因此植物的光合速率等于呼吸速率，因植物体没有叶绿体的细胞只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，故其叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率。
(4)若光照强度不变，则光反应产生的NADPH和ATP不变，增加二氧化碳的供应，短时间内CO2的固定增大，消耗C5增加，而三碳化合物合成增加、消耗不变，因此C3的含量增加，C5的含量减少。
【分析】1、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）CO2被C5固定形成C3C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
3、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化：
（1）改变光照条件：光照由强到弱，二氧化碳供应不变，光反应减弱，NADPH、ATP减少，氧气产生量减少，C3还原减弱，二氧化碳固定正常，C3含量上升，C5含量下降，（CH2O）合成量减少。
（2）改变二氧化碳浓度：光照不变，二氧化碳供应减少，暗反应减弱，二氧化碳固定减弱，C3还原正常，C3含量下降，C5含量上升，NADPH、ATP增加，氧气产生量减少，（CH2O）合成量减少。
11．（2023·广西模拟）植物在生长中会遇到被建筑物或冠层叶片遮挡阳光的情况。为了探究植物对遮阴的反应，研究人员首先在阳光直射、建筑遮阴和冠层遮阴三种环境中，测定了光合有效辐射（P）以及蓝光（B）、红光（R）在光合有效辐射中所占的比例。然后，在三种环境中分别培养了某种盆栽植物数周时间，最后测定了各组叶片中叶绿素a、叶绿素b的含量，结果如表所示：
组别 环境条件 光合有效辐射（P） 蓝光比例（B/P） 红光比例（R/P） 叶绿素a含量（mg·g-1） 叶绿素b含量（mg·g-1）
A 阳光直射 10500 0.25 0.39 1.21 0.28
B 建筑遮阴 1160 0.36 0.29 1.45 0.39
C 冠层遮阴 800 0.33 0.27 1.58 0.45
注：太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量称为光合有效辐射。
（1）叶绿素a和b分布于植物叶绿体的 ，该结构上还具有的光合色素是 。
（2）根据实验结果分析，B组和C组中，遮阴效果更好的是 组。遮阴之后，叶片中叶绿素含量变化趋势是 ，该变化将有利于 ，从而增强植物光合作用的光反应阶段，再为暗反应提供 。
（3）根据实验数据推测：叶绿素b比叶绿素a吸收蓝光的能力更强，判断依据是 。
【答案】（1）类囊体薄膜；类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）
（2）C；（逐渐）增加；吸收（捕获）更多的光能；NADPH和ATP
（3）遮阴条件下﹐植物叶片中叶绿素b/a比例增大，吸收蓝光比例（B/P）升高。
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）叶绿素a和b统称叶绿素，分布于植物叶绿体的类囊体薄膜，此结构上还具有的光合色素是类胡萝卜素，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。
（2）据表格可知，与B组相比，C组光合有效辐射低，但叶绿素a和b的含量高，说明遮阴效果更好。与阳光直射（A组）相比，B组和C组的叶绿素a和b都较高，说明遮阴之后，叶片中叶绿素含量变化趋势是（逐渐）增加，叶绿体中的色素能吸收、传递和转化光能，因此叶绿素含量（逐渐）增加，有利于吸收（捕获）更多的光能。光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，NADPH和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物，暗反应能为光反应提供ADP和Pi，光反应和暗反应紧密联系。
（3）据表格可知，遮阴条件下﹐植物叶片中叶绿素b/a比例增大，吸收蓝光比例（B/P）升高，因此叶绿素b比叶绿素a吸收蓝光的能力更强。
【分析】1、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
12．（2022高三下·四川开学考）扁桃树叶片发育过程中，在光照、温度等条件适宜的情况下，所测的净光合速率及相关指标的变化见下表（净光合速率=总光合速率-呼吸速率）。
叶片 发育情况 叶面积 （最大面积的%） 总叶绿素含量 （mg/g·fw） 气孔相对开放度 （%） 净光合速率 （μmolCO2/m2·s）
A 新叶展开前 19 - - -2.8
B 新叶展开中 87 1.1 55 1.6
C 新叶展开完成 100 2.9 81 2.7
D 新叶已成熟 100 11.1 100 5.8
注：“一”表示未测数据。
（1）在对光合色素含量进行分析时，提取扁桃树绿叶的色素时最常使用的试剂是 。与叶片C相比，叶片D的叶肉细胞的叶绿体中，面积明显增大的结构是 。
（2）将A组置于密闭容器中，保持实验条件不变，一段时间后，密闭容器内CO2浓度却上升，原因是 。
（3）B的净光合速率较低，推测原因可能是：①总叶绿素含量低，导致 ，② ，导致暗反应中CO2供应不足。
【答案】（1）无水乙醇；基粒
（2）A组叶片呼吸作用产生的CO2多于光合作用消耗的CO2，所以浓度上升
（3）光能吸收不足；气孔开放度相对低
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)提取叶绿体的色素最常使用的试剂是无水乙醇；由表中信息可知：从新叶展开前到新叶已成熟过程中叶绿素含量逐渐在增加，叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上，因此与叶片C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，基粒的面积明显增大。
(2)将A组置于密闭容器中，在光照、温度等条件适宜的情况下，A组呼吸速率大于光合速率，叶片呼吸作用产生的CO2多于光合作用消耗的CO2，所以浓度上升。
(3)根据表格中的信息，B组和C、D组的比较可知：①叶绿素含量为低，光能吸收不足，影响光反应，②气孔开放程度低，二氧化碳吸收量比较少，影响暗反应，所以导致光合效率较低。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
三、提高
13．（2023·蚌埠模拟）阳生植物受到周围植物遮荫时，茎伸长速度加快，使株高和节间距增加，叶柄伸长的现象称为避荫反应，而阴生植物通常无此反应。不同环境下，红光（R）和远红光（FR）的比例变化很大，与在直接太阳光照射下相比，树冠下红光占比小，且随着遮荫程度的增大，红光（R）：远红光（FR）减小。
（1）树冠下的光环境中R：FR变小的原因是树冠上层叶片中的 吸收了红光，而生长在树冠下的阴生植物的叶绿体具有 等特点，从而使其适应在弱光下生存。从适应环境的角度分析避荫反应的生理意义 。
（2）研究发现，光敏色素（PHY）是启动避荫反应的主要受体。在遮荫条件下，远红光FR会使光敏色素失活从而增强光敏色素互作因子（PIF'）的稳定性，进而促进器官伸长相关的基因表达。具体调节机理如下图所示：遮荫程度增大时，R：FR减小导致PIF ，最终导致茎伸长速度加快。据图可知，植物生长发育的调控是由 共同完成的。
（注：GA表示赤霉素，DELLA表示某种转录调节因子）
（3）根据以上资料及所学知识分析光在植物生长发育中的作用有① ，② 。
【答案】（1）叶绿素（或叶绿素a和叶绿素b）；颗粒大、呈深绿色（叶绿素含量高）；有利于捕获更多的光照进行光合作用，合成更多有机物用于生长发育
（2）PIF含量增加，对PIF的抑制解除；基因表达调控、激素调节和环境因素调节
（3）光作为一种信号调节植物的生命活动；提供能量
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）由于叶绿素吸收红光而不吸收远红光，导致树冠下的光环境中R：FR变小。阴生植物叶绿体颗粒大、呈深绿色，含有叶绿素较多，有利于其进行光合作用，在弱光下生存。避荫反应叶柄伸长有利于植株捕获更多的光照进行光合作用，合成更多有机物用于生长发育。
（2）由图可知，遮荫程度增大时，R：FR减小导致细胞核内活跃形式PHY减少，使得PIF含量增加，同时，GA含量上升，DELLA降解，导致PIF抑制解除，从而促进相关基因的表达，使茎伸长速度加快。据图可知，植物生长发育受基因表达、激素和环境因素共同调控。
（3）据资料可知，光可作为信号调节植物的生命活动，同时在光合作用过程中还可以提供能量。
【分析】1、叶绿体中的色素包括叶绿素与类胡萝卜素。 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。一般情况下，光合作用利用的都是可见光。
2、植物生长发育的整体调控：
（1）调控机制：基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的调控网络。
（2）具体表现：植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达的调控之下。激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用，激素的产生和分布是基因表达的结果，也受到环境因素的影响。
14．（2022高三上·响水开学考）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。据图回答问题：
（1）图b表示图a中的 结构，该结构中有 两类光合色素，这些色素主要捕获 光。膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为 和ATP中活跃的化学能。暗反应过程可以为图b中的光反应过程提供物质 ，若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会 （填“加快”或“减慢”）。
（2）在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标(见下表)。完成下列分析
物种指标 构树 刺槐 香樟 胡颓子
光补偿点（千勒克斯） 6 4 1.8 1.1
光饱和点（千勒克斯） 13 9 3.5 2.6
(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强)
①光照强度为1.1千勒克斯时，胡颓子的幼苗的净光合速率 零（填“大于” “小于”还是“等于”），此时细胞中产生ATP的场所有 。
②光照强度为10千勒克斯时，影响构树幼苗光合速率的环境因素有 ，影响刺槐幼苗光合速率的环境因素有 。
③若将光照强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗叶绿体中的C3会 。
④光照强度大于13千勒克斯时，构树幼苗光合作用固定的CO2来自于 ，产生的氧气用于该细胞的有氧呼吸，要穿过 层生物膜。
【答案】（1）类囊体膜；叶绿素和类胡萝卜素；红光和蓝紫光；NADPH；ADP、Pi、NADP+；减慢
（2）等于；细胞质基质、线粒体和叶绿体；光照强度和二氧化碳浓度；二氧化碳浓度；减少；线粒体呼吸作用产生和外界环境；5
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】（1）观察图b，在图b上进行水的光解和ATP和NADPH的合成，故图b表示图a中的类囊体膜，其上含有叶绿素和类胡萝卜素，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。水的光解，水在光下分解成氧气和NADPH，ADP与Pi接受光能变成ATP，此过程将光能变为NADPH和ATP活跃的化学能。暗反应过程ATP水解形成ADP和Pi，NADPH形成NADP+，故暗反应过程可以为图b中的光反应过程提供物质ADP、Pi、NADP+。若二氧化碳浓度降低，将会影响暗反应的速率，暗反应速率减慢，导致叶绿体中NADP+减少，根据图可知，NADP+与H+在电子的作用下结合生成NADPH，若NADP+减少，则图b中电子传递速率减慢。
（2）光照强度为1.1千勒克斯时，叶片的净光合作用为0，而幼苗有绿色部分和非绿色部分，非绿色部分不能进行光合作用，幼苗的净光合作用小于0，此时呼吸作用和光合作用均都会合成ATP，故此时细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。光照强度为10千勒克斯时，构树幼苗光合速率未达到最大值，影响构树幼苗光合速率的环境因素有光照强度和二氧化碳浓度；光照强度为10千勒克斯时，刺槐幼苗光合速率达到最大值，此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素为CO2浓度。若将光照强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗叶肉细胞中产生的[H]和ATP会增多，C3的还原增多，由于CO2浓度不变，故短时间CO2的固定速率不变，所以C3会减少；光照强度大于13千勒克斯时，已经达到可构树的最大光合速率，此时净光合速率大于0，所以构树幼苗光合作用固定的CO2部分来自于外界，部分来自线粒体呼吸作用产生；产生的氧气用于该细胞的有氧呼吸，要穿过1层类囊体膜、叶绿体的内外膜和线粒体的内外膜，共5层生物膜。
【分析】 1、光合作用过程：
（1）光反应：类囊体膜上光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶I(NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。
（2）暗反应：在叶绿体基质中，从外界吸收的CO2，在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子，在相关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列的变化，又形成C5。
2、影响光合作用的因素：
（1）光照强度：主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生。
（2）CO2的浓度：影响暗反应阶段C3的生成。
（3）温度：通过影响酶的活性来影响光合作用。
15．（2022高三上·自贡月考）现有一株牵牛花，叶片有绿叶和白斑叶。某生物兴趣小组学生为探究光合作用影响因素等问题，将该牵牛花的A、D叶片进行如图所示的处理，然后将该植株在黑暗环境中放置一昼夜，进行相关实验。据此回答下列问题：
（1）将牵牛花在黑暗环境中放置一昼夜的目的是 。
（2）从C叶片中提取的两类色素中含量较多的是 ，该类色素在光反应中吸收的光主要有 。
（3）用该实验装置能验证的光合作用相关的结论有 （写出其中2种），并简要写出其中一种结论的实验设计思路 。
【答案】（1）消耗掉叶片中原有的淀粉（或有机物）
（2）叶绿素；红光和蓝紫光
（3）①（验证）光合作用需要光照 ②（验证）光合作用需要光合色素 ③（验证）光合作用需要二氧化碳（任意答出两点即可）；将该牵牛花（植株）置于适宜光照下，一段时间后，用碘液检测A叶片遮光部分和曝光部分的淀粉产生情况，可验证光合作用需要光。（或将该牵牛花植株置于适宜光照下，一段时间后，用碘液检测B叶片白色部分和绿色部分的淀粉产生情况，可验证光合作用需要光合色素；或将该牵牛花植株置于适宜光照下，一段时间后，用碘液检测C、D叶片淀粉产生情况，可验证光合作用需要二氧化碳）
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）实验前将牵牛花在黑暗环境中放置一昼夜的目的是在无光的条件 下绿色植物会呼吸消耗掉原有的有机物，称为饥饿处理，这样可以避免之前存有的有机物（淀粉）对实验结果的干扰。
（2）光合色素包括两类：叶绿素和类胡萝卜素，前者较多，而图中的C叶片是光照下的正常叶片，因此从C叶片中提取的两类色素中含量较多的是叶绿素；该类色素主要吸收红光和蓝紫光。
（3）铝箔可以遮挡光，所以绿叶A的遮光部位和不遮光部位的对照可以用于验证光合作用需要光照；绿叶B即白斑叶的绿色部分和白色部分的不同在于是否含有叶绿素，因而可以（验证）光合作用需要光合色素；瓶内处理的绿叶D和未处理的绿叶C对比二者的差别在于是否有二氧化碳，根据二者的实验结果可说明光合作用需要二氧化碳。为了验证光合作用需要光，实验的自变量是有无光照，因变量可以检测光合产物的产生情况，所以可以将该牵牛花（植株）置于适宜光照条件下一段时间后，用碘液检测A叶片遮光部分和曝光部分的淀粉产生情况，即可验证光合作用需要光。
【分析】1、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
16．（2023高一上·荆州期末）深入植物光合作用过程，有利于科学家寻找提高农作物产量的方法，下图是叶细胞中部分代谢过程的模式图。请据图回答相关问题。
（1）叶绿体中色素的主要功能是 。叶绿体主要吸收 ，类胡萝卜素主要吸收 。
（2）光合作用的光反应发生在 上，该结构上的 会将光能转化为活跃的化学能储存于 中。
（3）在光合作用中R酶催化 形成3-磷酸甘油酸，进而合成C3被还原。当CO2/O2较高时，R酶还可以催化 反应生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸，进而影响植物有机物的合成。
（4）研究发现敲除T蛋白基因或使用抑制剂降低T蛋白的活性，会降低光合效率，请据图分析原因： 。
【答案】（1）吸收、传递、转化光能；红光和蓝紫光；蓝紫光
（2）类囊体薄膜；光合色素；ATP和NADPH
（3）C5与CO2；C5与CO2
（4）敲除T蛋白基因或使用抑制剂降低T蛋白的活性，抑制了乙醇酸运出叶绿体外，减少了甘油酸的合成，还会减少甘油酸运进叶绿体参与C3的形成，暗反应减弱，（CH20）合成减少。CO2浓度低， 可促进乙醇酸的产生， 光呼吸作用就强， 反之就弱。
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）叶绿体中的色素主要功能是吸收、传递、转化光能；叶绿体主要吸收红光和蓝泽光；类胡罗卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光。
（2）光合作用的光反应发生在类囊体薄膜上，类囊体薄膜上的光合色素会将光能转化为活跃的化学能储存于ATP和NADPH中，且用于暗反应阶段。
（3）在光合作用中，C5与CO2在R酶催化下形成3-磷酸甘油酸，进而合成C3被还原成（CH2O）。当CO2/O2较高时，R酶还可以催化C5与CO2反应生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸，进而影响植物有机物的合成。
（4）敲除T蛋白基因或使用抑制剂降低T蛋白的活性，抑制了乙醇酸运出叶绿体外，减少了甘油酸的合成，还会减少甘油酸运进叶绿体参与C3的形成，暗反应减弱，（CH2O）合成减少，光合效率降低。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
17．（2022·德阳模拟）科学家发现某拟南芥变异植株气孔内有一种称为“PATROL1”的蛋白质与气孔开闭有关。“PATROL1”蛋白质能根据周围环境运送一种称为“AHAI”的蛋白质。“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，回收到气孔内部之后，气孔会关闭。据此回答下列问题：
（1）拟南芥叶肉细胞进行光合作用的场所中增加接受光照面积的结构是 ，捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）当“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，进入叶肉细胞的CO2含量会 ，随后导致叶绿体内的C3／C5含量比值会 。
（3）有研究发现，具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株更适应干旱条件。请以普通拟南芥和具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株为实验材料设计实验探究这一观点是否成立。请简要写出实验思路，并预期结果及结论。
实验思路： 。
预期实验结果及结论： 。
【答案】（1）类囊体（或基粒）；叶绿素a
（2）增加；增加
（3）分别选取普通拟南芥和具有变异拟南芥植株，分别置于相同的干旱条件下培养一段时间，分别观察两组植株的生长发育情况；若变异拟南芥植株比普通拟南芥生长得更好，则该观点成立；若变异拟南芥植株与普通拟南芥生长情况相似，或生长情况不如普通拟南芥，则该观点不成立
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)拟南芥叶肉细胞进行光合作用的场所是叶绿体，增加接受光照面积的是类囊体（或基粒）；捕获光能的色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中含量最多的是叶绿素a。
(2)当“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，进入叶肉细胞的CO2浓度会增加，二氧化碳的固定加快，故合成的C3也增加，C5消耗增多，故随后导致叶绿体内的C3／C5含量比值会增加。
(3)分析题意，该实验目的是验证具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株更适应干旱条件，则实验的自变量是拟南芥植株的类型，因变量是拟南芥植株的生长发育情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故本实验的实验思路为：
分别选取普通拟南芥和具有变异拟南芥植株，分别置于相同的干旱条件下培养一段时间，分别观察两组植株的生长发育情况。
预期实验结果及结论：若变异拟南芥植株比普通拟南芥生长得更好，则该观点成立；若变异拟南芥植株与普通拟南芥生长情况相似，或生长情况不如普通拟南芥，则该观点不成立。
【分析】1、叶绿体中的类囊体堆叠形成基粒，增大了接受光照的面积；捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中含量最多的是叶绿素a。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
18．柑橘潜叶蛾是一种以幼虫潜入柑橘类嫩叶、嫩梢表皮下组织进行危害的昆虫。在晴朗的夏季，有人研究柑橘潜叶蛾幼虫对某种柚子叶片光合作用的影响，获得如下数据。
组别 净光合速率μmol·m-2·s-1 胞间CO2浓度μmol.mol-1 气孔导度molH20·m-2·s-1 蒸腾速率mmol·m-2·s-1
甲 3.578 304.5 0.093 4.03
乙 8.632 90.56 0.051 2.97
注：蒸腾速率是指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
回答下列问题：
（1）本实验的实验组为 ，判断依据是其 较小。研究者利用红光和蓝紫光作为植物生长的光源，它们能被叶绿体中的 吸收。选取实验材料时应取相同位置的叶片，以减少 。
（2）CO2是 循环的原料，叶肉细胞间隙CO2至少需要跨过 层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。甲组胞间CO2浓度和气孔导度都较高，推测CO2固定量较 。除了本实验涉及的因素外，还有 （答出两点即可）也是影响光合作用强度的环境因素。
（3）结合实验数据，分析夏季实验组柚子叶片极易卷曲的原因可能是 。由实验结果可知，叶片被柑橘潜叶蛾危害后，其水分利用效率（水分利用效率=净光合速率/蒸腾速率） 。故被柑橘潜叶蛾危害的柚子需及时除虫，适时 ，有助于其抵抗干旱环境。
【答案】（1）甲组；净光合速率；光合色素/叶绿素和类胡萝卜素/类囊体；实验误差
（2）卡尔文；3；少；温度、无机营养
（3）气孔导度与蒸腾速率都高于正常的植株叶片，说明受侵害叶片蒸腾耗水的调控能力下降，叶片缺水卷曲；降低；浇水
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）分析表格，甲组植株净光合速率较乙组低，说明甲组植株被柑橘潜叶蛾幼虫入侵，因而甲组为实验组，乙组为为对照组。叶绿体中的光合色素有叶绿素（叶绿体a、叶绿体b）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），主要存在于类囊体的薄膜中，它们都能吸收红光和蓝紫光。选取实验材料时应取相同位置的叶片，以减少实验误差。
（2）CO2主要在叶绿体基质中参与光合作用的暗反应，是卡尔文循环的原料，叶肉细胞间隙CO2进入叶绿体基质要穿过1层细胞膜、2层叶绿体膜，即至少需要跨过3层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。甲组胞间CO2浓度和气孔导度都较高，说明其CO2固定量较少。影响光合作用强度的环境因素除胞间CO2浓度、气孔导度等因素外，还有温度、无机营养、光照强度等。
（3）分析表格可知，甲组的气孔导度和蒸腾速率都高于正常的植株叶片，因而推测甲组蒸腾失水较乙组高，即受侵害叶片蒸腾耗水的调控能力下降，导致叶片缺水卷曲。水分利用效率（水分利用效率=净光合速率/蒸腾速率），叶片被柑橘潜叶蛾危害后，净光合速率下降，蒸腾速率上升，因而水分利用率降低。对被柑橘潜叶蛾危害的柚子，要及时除虫，适时浇水，以帮助于其抵抗干旱环境。
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
2、影响光合速率的环境因素主要有光照强度、温度和空气中二氧化碳浓度。
19．（2023·湖北模拟）作物光合作用既受外界因子的影响，也受植物内部结构和生理状况的调节。为研究土壤水分和温度变化对半干旱区春小麦叶片的光合作用有影响，科研人员于春小麦开花期控制土壤水分为田间持水量的60％-65％（对照）和为田间持水量的40％-45％（干旱处理），并设置了3组环境温度梯度（分别为25℃、26℃以及27℃），测定了植物的净光合作用速率，结果如下图。下表是不同处理春小麦开花期叶片光响应参数。
不同处理春小麦开花期叶片光响应参数
处理 最大净光合速率（） 光补偿点（） 光饱和点（） 吸收速率（）
A-25℃ 28.630 21.472 718.988 1.190
A-26℃ 29.765 26.794 852.417 1.280
A-27℃ 28.479 27.655 866.796 1.217
B-25℃ 21.573 26.667 519.309 1.531
B-26℃ 17.205 33.980 508.510 1.319
B-27℃ 17.974 38.249 580.545 1.380
（1）用 （填试剂名称）分离小麦叶片中的光合色素。叶片的光反应发生在叶绿体的 。若的供应突然停止，短时间内的含量会 （填“增多”或“减少”）。
（2）图中的自变量是 。
（3）光饱和点与光补偿点是表征叶片对强光和弱光利用能力大小的重要参数。由表可得出结论：
①A、B两种处理下，随着温度升高，光补偿点提高，光饱和点提高，表明 。
② ，表明水分供给不足使春小麦叶片利用弱光和强光的能力均降低。
（4）由表可知，水分供给不足条件下，温度为 时，更有利于春小麦生长。
【答案】（1）层析液；类囊体薄膜；减少
（2）光照强度、田间持水量（是否干旱）、温度
（3）随着温度升高，春小麦叶片利用弱光能力减弱，利用强光能力增强；B处理与A处理相比，光补偿点在各个温度下高，在相同的处理温度下，光饱和点低（或B处理与A处理相比，在相同的处理温度下，光补偿点高，光饱和点低）
（4）25℃
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）叶绿体中的色素只能溶于有机溶剂，纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶溶剂的混合物作为层析液，绿叶中色素的提取和分离原理是色素在层析液中的溶解度不同。叶片的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应中CO2与C5结合生成C3的过程叫做CO2的固定，如果突然停止CO2的供应，二氧化碳的固定会减少，导致C3的生成减少，由于C3的还原不变，所以短时间内C3将会减少。
（2）本实验为研究土壤水分和温度变化对半干旱区春小麦叶片的光合作用有影响，包含植物的光补偿点与光饱和点的变化，故本试验的自变量为光照强度、田间持水量（是否干旱）、温度。
（3）光饱和点与光补偿点是表征叶片对强光和弱光利用能力大小的重要参数。分析题表，①A、B两种处理下，随着温度升高，光补偿点提高，光饱和点提高，表明随着温度升高，春小麦叶片利用弱光能力减弱（需要更多的光照强度才能达到光补偿点），利用强光能力增强（需要更多的光照强度才能达到光饱和点）。②分析A、B两组，B处理与A处理相比，光补偿点在各个温度下高，在相同的处理温度下，光饱和点低（或B处理与A处理相比，在相同的处理温度下，光补偿点高，光饱和点低），表明水供给不足使春小麦利用弱光和强光的能力均降低。
（4）由表可知，水分不足条件下，即B组，温度为25℃时，春小麦的最大净光合速率最大，最有利于小麦生长。
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
2、叶绿体中的色素包括：叶绿素、类胡萝卜素，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色．叶绿体中的类胡萝卜素主要包括胡萝卜素和叶黄素两种，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。
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2023年高考生物全国甲卷真题变式·分层精准练：第7题
一、原题
1．（2023·全国甲卷）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。
（1）叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是 （答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布 上，其中类胡萝卜素主要吸收 （填“蓝紫光”“红光”或＂绿光＂）。
（2）将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是 。
（3）叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。
二、基础
2．（2021·资阳模拟）如图为某同学光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的提取液。
（1）叶绿素存在于叶绿体中的 上。用 （填溶剂名称）提取叶片中的色素，在研磨时添加碳酸钙其目的是 。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 。
（2）根据实验结果说明蓝藻中不含 色素。
（3）菠菜的栽培过程中若缺Mg2＋，将＋影响 色素的形成，影响 反应从而影响光合速率。
（4）若要测定菠菜的呼吸速率，需对菠菜进行 处理。
3．（2023·毕节模拟）下图为北方夏季某晴天棉花叶片的光合作用强度变化曲线图，请据图回答下列问题：
（1）光合作用中吸收光能的色素分布在 ，由光合作用光反应阶段产生并提供给暗反应阶段的产物是 。
（2）与上午8点相比，10点时细胞中的C3的含量 （填“升高”、“降低”或“基本不变”）。
（3）BC段光合作用强度下降的原因是 ，CD段光合作用消耗的CO2来源于 。
4．（2021高二下·昆明期末）光合作用在植物体含有叶绿体的细胞中进行，下图为某类植物叶肉细胞中光合作用过程的示意图（字母代表物质）。
回答下列问题：
（1）光合作用中捕获光能的色素分布在 ，在有关酶的催化下，C3接受了 （填图中字母）的能量。C与细胞呼吸中的[H] （填“是”或“不是”）同一种物质。
（2）另有一类起源于热带高温干旱地区的某些植物，其含有PEPC酶，该酶能高效催化固定低浓度的CO2为C4，C4进一步分解成CO2和C3，CO2再进入下一步反应，因而不出现“光合午休”现象。该类植物不出现“光合午休”现象的原因是 。
（3）上述两类植物的光合碳代谢途径是对特定生态环境的适应和 的结果。
5．（2022·吉林模拟）下图为光合作用过程示意图（字母表示物质，数字表示生理过程）。请据图回答：
（1）吸收光能的色素分布在 薄膜上，A表示 阶段。
（2）过程①产生的C是 ，其作为活泼的还原剂，参与到过程②的化学反应中。
（3）科学家用14C标记的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，发现C的转移途径是：二氧化碳→ →糖类。
（4）硝化细菌不能进行光合作用，但它能通过化能合成作用将二氧化碳和水合成为糖类，因此硝化细菌属于 生物（填“自养”或“异养”）。
6．（2023·巴中模拟）鹿角菜是生活在近海海域的大型藻类，有较高的经济价值和生态修复价值，其生长受光照、二氧化碳等多种因素的影响。某科研小组研究了CO2浓度和光照强度对鹿角菜生长的影响，结果如下图所示。分析并回答下列问题
（1）鹿角菜细胞中的叶绿素主要分布在 上，类胡萝卜素主要吸收 光。
（2）若将鹿角菜从低光转移到高光的环境中，待反应稳定之后NADP+的生成速率 。
（3）根据实验结果可知，对鹿角菜生长影响较大的因素是 ，判断依据是 。
7．（2023·黔东南模拟）光照下，植物通过叶绿体吸收光能实现光能到有机物中稳定化学能的转化。光能是植物光合作用的必要条件，充分利用光能，有利于提高植物光合作用产量；但若吸收过量的光能，则会对植物造成损伤，从而影响植物生长。在长期的进化过程中，植物形成了多种光保护机制。回答下列问题：
（1）捕获光能的色素分布在叶绿体的 ，绿叶中，该结构的总面积巨大的意义是 。
（2）“转光膜”是新型高科技功能膜，其生产原材料中添加了能将紫外光和绿光转换为蓝紫光和红光的“转光色母粒”，用“转光膜”覆盖后，大棚作物能提高产量，其原因是 。
（3）在低CO2环境和较强光照条件下，叶片气孔部分关闭，叶绿体中NADPH/NADP+、ATP/ADP的值会 ，光反应阶段产生的高能电子会激发形成自由基，损伤叶绿体；光呼吸过程中叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成消耗О2、生成CO2的生理过程，从而将光反应中积累的大量NADPH和ATP通过光呼吸消耗掉，以防止它们的积累影响植物代谢。据此分析，光呼吸的存在能避免叶绿体等被强光破坏，原因是 。
8．（2022高二上·昌邑月考）荷花既是食用植物又是观赏植物，研究人员通过人工诱变筛选出一种荷花突变体，其叶绿素含量仅为普通荷花的56%。下图表示在25℃时不同光照强度下该突变体荷花和普通荷花的净光合速率，表格数据是在1500μmol·m-2·s-1光照条件下测得的突变体荷与普通荷花相关的生理指标。
品种 气孔开度（mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mo-1） 还原性糖（mg·g-1鲜重）
普通荷花 0.10 250 2.72
突变体荷花 0.18 250 3.86
（1）荷花叶肉细胞中的光合色素有 ，提取和分离荷花叶片中色素使用的试剂分别是 。光合色素吸收光能的用途是 。
（2）据图可知，光照强度低于a时，突变体荷花的净光合速率低于普通荷花，引起这种差异的主要原因是 ；在1500μmol·m-2·s-1光照条件下，突变体荷花的净光合速率高于普通荷花，结合曲线和表格分析可能的原因是 。
（3）切好的莲藕片暴露在空气中极易褐变，这与细胞内的多酚氧化酶有关，但将刚切好的莲藕片迅速放在开水中焯烫后，可减轻褐变程度的原因是 。
9．（2022高一下·深圳期末）人工补光可有效改善温室内光照环境，降低弱光胁迫对植株的影响。科学家研究不同LED光质在夜间补光对番茄幼苗生长及光合作用的影响，结果如下表所示。据此回答：
处理 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 全株干重（g）
W 12.47 2.95 365.67 0.5984
R 15.30 2.86 425.00 0.5554
B 15.40 2.71 455.67 0.6068
2R/8B 15.57 2.88 447.33 0.5642
① 16.23 2.92 496.33 0.6038
8R/2B 17.47 3.08 513.56 0.6118
CK 11.97 2.74 385.67 0.4555
注：W：白光；R：红光；B：蓝光；2R8B：红光：蓝光=2：8；CK：不补光。
（1）表中①最合理处理应为 ，选择红光和蓝光进行补光的原因是 。
（2）补光效果最好的组别是 ，据表推测理由是 。
（3）通常用叶绿素测定仪测定光合色素提取液中的叶绿素含量，提取绿叶中的色素需要用到的药品有 （至少答出两项）。叶绿素分布在 。捕获光能后激发形成的物质有 （至少答出两项）。
（4）胞间CO2浓度可直接影响幼苗光合作用过程中的 。
10．（2022高二下·焦作期末）将某绿色植物放在密闭且透明的容器内，在一定的光照强度和适宜的温度条件下培养、植株CO2的吸收或生成速率如图所示，其中CO2的生成速率是在黑暗条件下测得的。请据图回答下列问题：
（1）叶绿体中的色素有4种，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收 光，在层析液中溶解度最低的色素的颜色为 。
（2）图中植物光合速率降低的主要因素是CO2浓度降低，直至 （填图中字母）时刻CO2浓度才保持不变，此过程中NADPH来源于 （填具体生理过程），可用于 （填具体生理过程）。
（3）图中T2时刻，该植物的呼吸速率 （填“等于”“大于”或“小于”）光合速率；T3时刻，该植物叶肉细胞的呼吸速率 （填“等于”“大于”或“小于”）光合速率。
（4）若光照强度不变，增加CO2供应，则短时间内C3的量 ，C5的量 。（填“增加”“减少”或“不变”）
11．（2023·广西模拟）植物在生长中会遇到被建筑物或冠层叶片遮挡阳光的情况。为了探究植物对遮阴的反应，研究人员首先在阳光直射、建筑遮阴和冠层遮阴三种环境中，测定了光合有效辐射（P）以及蓝光（B）、红光（R）在光合有效辐射中所占的比例。然后，在三种环境中分别培养了某种盆栽植物数周时间，最后测定了各组叶片中叶绿素a、叶绿素b的含量，结果如表所示：
组别 环境条件 光合有效辐射（P） 蓝光比例（B/P） 红光比例（R/P） 叶绿素a含量（mg·g-1） 叶绿素b含量（mg·g-1）
A 阳光直射 10500 0.25 0.39 1.21 0.28
B 建筑遮阴 1160 0.36 0.29 1.45 0.39
C 冠层遮阴 800 0.33 0.27 1.58 0.45
注：太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量称为光合有效辐射。
（1）叶绿素a和b分布于植物叶绿体的 ，该结构上还具有的光合色素是 。
（2）根据实验结果分析，B组和C组中，遮阴效果更好的是 组。遮阴之后，叶片中叶绿素含量变化趋势是 ，该变化将有利于 ，从而增强植物光合作用的光反应阶段，再为暗反应提供 。
（3）根据实验数据推测：叶绿素b比叶绿素a吸收蓝光的能力更强，判断依据是 。
12．（2022高三下·四川开学考）扁桃树叶片发育过程中，在光照、温度等条件适宜的情况下，所测的净光合速率及相关指标的变化见下表（净光合速率=总光合速率-呼吸速率）。
叶片 发育情况 叶面积 （最大面积的%） 总叶绿素含量 （mg/g·fw） 气孔相对开放度 （%） 净光合速率 （μmolCO2/m2·s）
A 新叶展开前 19 - - -2.8
B 新叶展开中 87 1.1 55 1.6
C 新叶展开完成 100 2.9 81 2.7
D 新叶已成熟 100 11.1 100 5.8
注：“一”表示未测数据。
（1）在对光合色素含量进行分析时，提取扁桃树绿叶的色素时最常使用的试剂是 。与叶片C相比，叶片D的叶肉细胞的叶绿体中，面积明显增大的结构是 。
（2）将A组置于密闭容器中，保持实验条件不变，一段时间后，密闭容器内CO2浓度却上升，原因是 。
（3）B的净光合速率较低，推测原因可能是：①总叶绿素含量低，导致 ，② ，导致暗反应中CO2供应不足。
三、提高
13．（2023·蚌埠模拟）阳生植物受到周围植物遮荫时，茎伸长速度加快，使株高和节间距增加，叶柄伸长的现象称为避荫反应，而阴生植物通常无此反应。不同环境下，红光（R）和远红光（FR）的比例变化很大，与在直接太阳光照射下相比，树冠下红光占比小，且随着遮荫程度的增大，红光（R）：远红光（FR）减小。
（1）树冠下的光环境中R：FR变小的原因是树冠上层叶片中的 吸收了红光，而生长在树冠下的阴生植物的叶绿体具有 等特点，从而使其适应在弱光下生存。从适应环境的角度分析避荫反应的生理意义 。
（2）研究发现，光敏色素（PHY）是启动避荫反应的主要受体。在遮荫条件下，远红光FR会使光敏色素失活从而增强光敏色素互作因子（PIF'）的稳定性，进而促进器官伸长相关的基因表达。具体调节机理如下图所示：遮荫程度增大时，R：FR减小导致PIF ，最终导致茎伸长速度加快。据图可知，植物生长发育的调控是由 共同完成的。
（注：GA表示赤霉素，DELLA表示某种转录调节因子）
（3）根据以上资料及所学知识分析光在植物生长发育中的作用有① ，② 。
14．（2022高三上·响水开学考）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。据图回答问题：
（1）图b表示图a中的 结构，该结构中有 两类光合色素，这些色素主要捕获 光。膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为 和ATP中活跃的化学能。暗反应过程可以为图b中的光反应过程提供物质 ，若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会 （填“加快”或“减慢”）。
（2）在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标(见下表)。完成下列分析
物种指标 构树 刺槐 香樟 胡颓子
光补偿点（千勒克斯） 6 4 1.8 1.1
光饱和点（千勒克斯） 13 9 3.5 2.6
(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强)
①光照强度为1.1千勒克斯时，胡颓子的幼苗的净光合速率 零（填“大于” “小于”还是“等于”），此时细胞中产生ATP的场所有 。
②光照强度为10千勒克斯时，影响构树幼苗光合速率的环境因素有 ，影响刺槐幼苗光合速率的环境因素有 。
③若将光照强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗叶绿体中的C3会 。
④光照强度大于13千勒克斯时，构树幼苗光合作用固定的CO2来自于 ，产生的氧气用于该细胞的有氧呼吸，要穿过 层生物膜。
15．（2022高三上·自贡月考）现有一株牵牛花，叶片有绿叶和白斑叶。某生物兴趣小组学生为探究光合作用影响因素等问题，将该牵牛花的A、D叶片进行如图所示的处理，然后将该植株在黑暗环境中放置一昼夜，进行相关实验。据此回答下列问题：
（1）将牵牛花在黑暗环境中放置一昼夜的目的是 。
（2）从C叶片中提取的两类色素中含量较多的是 ，该类色素在光反应中吸收的光主要有 。
（3）用该实验装置能验证的光合作用相关的结论有 （写出其中2种），并简要写出其中一种结论的实验设计思路 。
16．（2023高一上·荆州期末）深入植物光合作用过程，有利于科学家寻找提高农作物产量的方法，下图是叶细胞中部分代谢过程的模式图。请据图回答相关问题。
（1）叶绿体中色素的主要功能是 。叶绿体主要吸收 ，类胡萝卜素主要吸收 。
（2）光合作用的光反应发生在 上，该结构上的 会将光能转化为活跃的化学能储存于 中。
（3）在光合作用中R酶催化 形成3-磷酸甘油酸，进而合成C3被还原。当CO2/O2较高时，R酶还可以催化 反应生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸，进而影响植物有机物的合成。
（4）研究发现敲除T蛋白基因或使用抑制剂降低T蛋白的活性，会降低光合效率，请据图分析原因： 。
17．（2022·德阳模拟）科学家发现某拟南芥变异植株气孔内有一种称为“PATROL1”的蛋白质与气孔开闭有关。“PATROL1”蛋白质能根据周围环境运送一种称为“AHAI”的蛋白质。“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，回收到气孔内部之后，气孔会关闭。据此回答下列问题：
（1）拟南芥叶肉细胞进行光合作用的场所中增加接受光照面积的结构是 ，捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）当“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，进入叶肉细胞的CO2含量会 ，随后导致叶绿体内的C3／C5含量比值会 。
（3）有研究发现，具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株更适应干旱条件。请以普通拟南芥和具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株为实验材料设计实验探究这一观点是否成立。请简要写出实验思路，并预期结果及结论。
实验思路： 。
预期实验结果及结论： 。
18．柑橘潜叶蛾是一种以幼虫潜入柑橘类嫩叶、嫩梢表皮下组织进行危害的昆虫。在晴朗的夏季，有人研究柑橘潜叶蛾幼虫对某种柚子叶片光合作用的影响，获得如下数据。
组别 净光合速率μmol·m-2·s-1 胞间CO2浓度μmol.mol-1 气孔导度molH20·m-2·s-1 蒸腾速率mmol·m-2·s-1
甲 3.578 304.5 0.093 4.03
乙 8.632 90.56 0.051 2.97
注：蒸腾速率是指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
回答下列问题：
（1）本实验的实验组为 ，判断依据是其 较小。研究者利用红光和蓝紫光作为植物生长的光源，它们能被叶绿体中的 吸收。选取实验材料时应取相同位置的叶片，以减少 。
（2）CO2是 循环的原料，叶肉细胞间隙CO2至少需要跨过 层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。甲组胞间CO2浓度和气孔导度都较高，推测CO2固定量较 。除了本实验涉及的因素外，还有 （答出两点即可）也是影响光合作用强度的环境因素。
（3）结合实验数据，分析夏季实验组柚子叶片极易卷曲的原因可能是 。由实验结果可知，叶片被柑橘潜叶蛾危害后，其水分利用效率（水分利用效率=净光合速率/蒸腾速率） 。故被柑橘潜叶蛾危害的柚子需及时除虫，适时 ，有助于其抵抗干旱环境。
19．（2023·湖北模拟）作物光合作用既受外界因子的影响，也受植物内部结构和生理状况的调节。为研究土壤水分和温度变化对半干旱区春小麦叶片的光合作用有影响，科研人员于春小麦开花期控制土壤水分为田间持水量的60％-65％（对照）和为田间持水量的40％-45％（干旱处理），并设置了3组环境温度梯度（分别为25℃、26℃以及27℃），测定了植物的净光合作用速率，结果如下图。下表是不同处理春小麦开花期叶片光响应参数。
不同处理春小麦开花期叶片光响应参数
处理 最大净光合速率（） 光补偿点（） 光饱和点（） 吸收速率（）
A-25℃ 28.630 21.472 718.988 1.190
A-26℃ 29.765 26.794 852.417 1.280
A-27℃ 28.479 27.655 866.796 1.217
B-25℃ 21.573 26.667 519.309 1.531
B-26℃ 17.205 33.980 508.510 1.319
B-27℃ 17.974 38.249 580.545 1.380
（1）用 （填试剂名称）分离小麦叶片中的光合色素。叶片的光反应发生在叶绿体的 。若的供应突然停止，短时间内的含量会 （填“增多”或“减少”）。
（2）图中的自变量是 。
（3）光饱和点与光补偿点是表征叶片对强光和弱光利用能力大小的重要参数。由表可得出结论：
①A、B两种处理下，随着温度升高，光补偿点提高，光饱和点提高，表明 。
② ，表明水分供给不足使春小麦叶片利用弱光和强光的能力均降低。
（4）由表可知，水分供给不足条件下，温度为 时，更有利于春小麦生长。
答案解析部分
1．【答案】（1）差速离心法；类囊体（薄）膜；蓝紫光
（2）悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料 ATP 和 NADPH，所以无法形成糖类。
（3）思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。
结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）分离动植物细胞器使用差速离心法，叶绿体中色素分布在类囊体薄膜上，其中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。
故填： 差速离心；类体（薄）膜；蓝紫光。
（2）光合作用根据是否有光，分为光反应和暗反应两个阶段，两个阶段同时进行相互联系，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，用于三碳化合物的还原。在黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反应提供提供ATP和NADPH，因此暗反应也无法进行，光合产物无法生成。
故填：悬液中具有类囊体薄膜、叶绿体基质以及与暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应缺乏光反应提供的ATP 和 NADPH，所以无法生成糖类。
(3) 本题主要考查光合作用产物有淀粉，并在叶绿体中，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。根据实验目的：证明叶绿体中有淀粉存在，确定实验自变量是否可以进行光合作用，因变量光合产物淀粉，又因为淀粉遇碘液变蓝，结合探究实验的单一变量原则和对照原则可以书写出实验思路和预期结果。
思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。
结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
故填：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察；甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
【分析】本题考查光合作用的反应场所及条件，细胞器的分离方法，实验中光合作用产物的检测。
光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应，现在也称为碳反应，两个阶段。光反应阶段是光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。暗反应阶段是光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段，CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。
2．【答案】（1）类囊体膜（或类囊体，基粒）；无水乙醇；防止研磨中色素被破坏；叶绿素a
（2）叶黄素、叶绿素b
（3）叶绿素；光
（4）遮光
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】（1）叶绿素存在于叶绿体中的类囊体膜（或类囊体，基粒）上。用无水乙醇提取叶片中的色素，在研磨时添加碳酸钙其目的是防止研磨中色素被破坏。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叶绿素a。（2）实验结果说明蓝藻中不含叶黄素、叶绿素b色素。（3）菠菜的栽培过程中若缺Mg2＋，将影响叶绿素色素的形成，影响光反应从而影响光合速率。（4）若要测定菠菜的呼吸速率，需对菠菜进行遮光处理。
【分析】1、叶绿体的外表有双层膜，内部有许多基粒，基粒与基粒之间充满基质。每个基粒都由一个个圆饼装的囊状结构堆叠而成，称为类囊体，吸收光能的叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上。由于在研磨过程中，叶肉细胞破裂会释放出有机酸，会破坏叶绿素，加入碳酸钙可中和有机酸，因此加入碳酸钙有保护色素的功能；无水乙醇可以使有机物或者充分溶解，而叶绿素是有机分子，加入乙醇后可以让叶片中的叶绿素充分被提取出来。2、绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：胡萝卜素 （橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色)。由题图可看出，蓝藻中不含叶黄素、叶绿素b。3、镁是合成叶绿素的原料，缺镁会影响叶绿素的合成，会使叶绿素的含量降低。叶绿素是光合色素，缺少叶绿素影响光反应，从而影响光合速率。4、若要测定菠菜的呼吸速率，需对菠菜进行遮光处理，防止光合作用的干扰。
3．【答案】（1）类囊体薄膜上（基粒上）；[H]和ATP
（2）降低
（3）中午气温高，蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，CO2吸收量减少；细胞呼吸和从外界吸收
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。光反应阶段产生的[H]和ATP可用于暗反应阶段C3的还原过程。
（2）与上午8点相比，10点时光合作用强度较高，说明此时细胞内C3的还原速率较大，故此时细胞中的C3的含量降低。
（3）BC段是由于中午气温高，蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，CO2吸收量减少，导致光合作用强度下降。CD段植物能积累有机物，净光合速率大于0，因此光合作用消耗的CO2来源于细胞呼吸产生和从外界吸收。
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
2、分析图解可以看出：AB段随着光照强度的增加光合速率增加，DE段光合速率随着光照强度的减弱而减弱，而图中BC段则是由于光照过强、温度过高导致气孔关闭，二氧化碳吸收减少，导致光合速率下降。
4．【答案】（1）类囊体；B；不是
（2）高温干旱环境下植物气孔关闭，该类植物的PEPC酶能高效固定低浓度CO2，保障光合作用持续进行
（3）进化（自然选择）
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；自然选择与适应
【解析】【解答】（1）光合作用中捕获光能的色素分布在叶绿体内的类囊体薄膜上。在叶绿体基质中在有关酶的催化下C3的还原，此过程需要光反应合成的ATP即图中B中（填图中字母）的能量。C是NADPH，与细胞呼吸中的[H]不是（填“是”或“不是”）同一种物质，细胞呼吸中的[H]是NADH。
（2）起源于热带高温干旱地区的某些植物不出现“光合午休”现象是因为其含有PEPC酶，而该酶能高效催化固定低浓度的CO2为C4，C4进一步分解成CO2和C3，CO2再进入下一步反应，不出因为CO2浓度过低影响光合作用速率。
（3）上述两类植物的光合碳代谢途径不同，体现了生物具有多样性，这是自然选择和生物共同进化的结果。
【分析】1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2、生物多样性是协同进化的结果：
5．【答案】（1）类囊体；光反应
（2）NADPH（或[H]，或还原型辅酶Ⅱ）
（3）C3（或三碳化合物）
（4）自养
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；化能合成作用
【解析】【解答】（1）吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A表示光反应阶段。
（2）过程①（光反应过程）产生的ATP和[H]，要在暗反应即②中起作用，其中[H]即C物质作为活泼的还原剂，用于还原C3。
（3）由光合作用的过程可知，科学家用14C标记的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子， C的转移途径是：二氧化碳→14C3 →糖类。
（4）硝化细菌不能进行光合作用，但它能通过化能合成作用将二氧化碳和水合成为糖类，因此硝化细菌属于自养生物。
【分析】光合作用的过程：
1、光反应：（1）场所：叶绿体的类囊体上。（2）条件：光照、色素、酶等。（3）物质变化：叶绿体利用吸收的光能，将水分解成NADPH和O2，同时促成ADP和Pi发生化学反应，形成ATP。（4）能量变化：光能转变为ATP、NADPH中的活跃的化学能。
2、暗反应：（1）场所：叶绿体内的基质中。（2）条件：多种酶参加催化。（3）物质变化：①CO2的固定：CO2与植物体内的C5结合，形成C3。②C3的还原：在有关酶的催化作用下，C3接受ATP、NADPH释放的能量并且被NADPH还原，经过一系列的变化，形成葡萄糖和C5。（4）能量变化：ATP、NADPH 中活跃的化学能转变为有机物中的稳定的化学能。
6．【答案】（1）类囊体薄膜；蓝紫
（2）增加
（3）光照强度；鹿角菜的相对生长速率在光照不同的条件下的差值大于不同CO2浓度条件下的差值
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）鹿角菜细胞中有真正的细胞核，为真核生物，细胞中有叶绿体，因此其中的叶绿素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）若将鹿角菜从低光转移到高光的环境中，由于光照强度增加会加快光反应的速度，进而加快暗反应速度，即光照增强能促进光合速率的提高，同时结合题中的实验结果也可看出上述结果。因此，待反应稳定之后NADP+的生成速率将增加。
（3）根据实验结果可知，在光照强度相同的情况下，相对生产速率和相对光反应速率变化因为二氧化碳浓度的改变并不太明显，而在同一二氧化碳浓度条件下，因为光照强度的改变，相对生产速率和相对光反应速率的变化幅度较大，可见对鹿角菜生长影响较大的因素是光照强度。
【分析】1、绿叶中的色素主要分布在类囊体薄膜，包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、影响光合作用的环境因素：（1）温度对光合作用的影响 ：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
7．【答案】（1）类囊体薄膜；极大地扩展了受光面积
（2）叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，“转光膜”能将太阳光中的紫外光和绿光转换为蓝紫光和红光，使棚内的蓝紫光和红光增加，提高了大棚作物光能利用率
（3）升高；光呼吸释放的CO2能被固定，减少NADPH和ATP的积累，防止自由基的形成，因而能避免叶绿体等被强光破坏
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）捕获光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，绿叶中，类囊体的总面积巨大，有利于分布更多的光合色素和相关酶，以便吸收更多光能。
（2）根据题意，“转光膜”能将紫外光和绿光转换为蓝紫光和红光。叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，“转光膜”能将太阳光中的紫外光和绿光转换为蓝紫光和红光，使棚内的蓝紫光和红光增加，提高了大棚作物的光能利用率，因此，用“转光膜”覆盖后，大棚作物能提高产量。
（3）在低CO2环境及较强光条件下，叶片气孔部分关闭，叶绿体中光反应产生的NADPH和ATP的消耗利用量减少，因此NADPH/NADP+、ATP/ADP的值会升高；据题意，光呼吸释放的CO2能被光合作用的暗反应固定为C3，C3的还原需要消耗NADPH和ATP，故可以减少光反应中NADPH和ATP的积累，防止自由基的形成，因而能避免叶绿体等被强光破坏。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
8．【答案】（1）叶绿素和类胡萝卜素；无水乙醇和层析液；将水分解成氧和NADPH（或用于水的光解），在酶的催化作用下促进ADP和Pi形成ATP。
（2）与普通荷花相比，突变体荷花的叶绿素含量较低，光反应形成ATP和NADPH少，导致光合速率低。；充足的光能弥补了色素缺乏；突变体荷花的气孔开度较高，可固定较多的CO2，暗反应效率高。
（3）将藕在开水中焯烫，高温使细胞内的多酚氧化酶的结构发生改变而失去活性，多酚氧化酶不能催化相应反应，因此将藕在开水中焯烫后可减轻褐变程度。
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）荷花叶肉细胞中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素；根据色素易溶于有机溶剂和在层析液中溶解度的不同，因此提取和分离荷花叶片中色素使用的试剂分别是无水乙醇和层析液；绿叶中色素能吸收、传递、转化光能，将水分解成氧和NADPH（或用于水的光解），在酶的催化作用下促进ADP和Pi形成ATP。
（2）根据题意可知：与普通荷花相比，突变体荷花的叶绿素含量较低，光反应形成ATP和NADPH少，导致光合速率低，因此光照强度低于a时，突变体荷花的净光合速率低于普通荷花；根据曲线和表格分析：充足的光能弥补了色素缺乏；突变体荷花的气孔开度较高，可固定较多的CO2，暗反应效率高，因此在1500μmol·m-2·s-1光照条件下，突变体荷花的净光合速率高于普通荷花。
（3）将藕在开水中焯烫，高温使细胞内的多酚氧化酶的结构发生改变而失去活性，多酚氧化酶不能催化相应反应，因此将藕在开水中焯烫后可减轻褐变程度。
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
9．【答案】（1）5R/5B；光合色素主要吸收红光和蓝紫光
（2）8R/2B；净光合速率和全株干重最大
（3）无水乙醇、二氧化硅和碳酸钙；类囊体薄膜；ATP、NADPH、O2、H+
（4）暗反应（二氧化碳的固定）
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，主要吸收红光和蓝紫光，因此补光应补充的是红光和蓝光。根据实验设计对照原则，有单独的光质补光处理，也有不同比例的混合补光处理，还有对照处理，则应该增加一组等比例的混合光质补光处理，因此表中①最合理处理应为5R/5B。
(2)根据表中的净光合速率和植株干重数据分析可知，补光效果最好的组别是8R/2B，因为该组净光合速率和全株干重最大。
(3)光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，因此提取绿叶中的色素时需添加无水乙醇，同时为了研磨过程更加充分，需要添加SiO2，为防止色素被破坏，需要添加CaCO3。叶绿素分布在类囊体薄膜。光反应包括水的光解和ATP的合成，该过程产生O2、ATP和[H]等。
(4)CO2作为光合作用的原料，直接参与暗反应中CO2的固定。
【分析】1、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
3、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
4、影响光合作用的因素：
（1）光照强度：主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生。
（2）CO2的浓度：影响暗反应阶段C3的生成。
（3）温度：通过影响酶的活性来影响光合作用。
10．【答案】（1）红光和蓝紫；黄绿色
（2）T3；水的光解；三碳化合物的还原
（3）小于；小于
（4）增加；减少
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)叶绿体中的色素有4种，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；在层析液中溶解度最低的色素是叶绿素b，为黄绿色。
(2)由题图可知，二氧化碳的吸收速率表示净光合速率，二氧化碳的生成速率表示呼吸速率，将某植物放在密闭且透明的容器内，其中的二氧化碳随着时间推移而下降，直至光合速率=呼吸速率，即T3时刻CO2浓度才保持不变，此过程中NADPH来源于水的光解，可用于三碳化合物的还原。
(3)由图示可知，T2时刻该植物CO2的吸收速率大于0，说明其净光合速率大于零，该植物的呼吸速率小于光合速率；T3时刻该植物二氧化碳的吸收速率为零，因此植物的光合速率等于呼吸速率，因植物体没有叶绿体的细胞只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，故其叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率。
(4)若光照强度不变，则光反应产生的NADPH和ATP不变，增加二氧化碳的供应，短时间内CO2的固定增大，消耗C5增加，而三碳化合物合成增加、消耗不变，因此C3的含量增加，C5的含量减少。
【分析】1、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）CO2被C5固定形成C3C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
3、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化：
（1）改变光照条件：光照由强到弱，二氧化碳供应不变，光反应减弱，NADPH、ATP减少，氧气产生量减少，C3还原减弱，二氧化碳固定正常，C3含量上升，C5含量下降，（CH2O）合成量减少。
（2）改变二氧化碳浓度：光照不变，二氧化碳供应减少，暗反应减弱，二氧化碳固定减弱，C3还原正常，C3含量下降，C5含量上升，NADPH、ATP增加，氧气产生量减少，（CH2O）合成量减少。
11．【答案】（1）类囊体薄膜；类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）
（2）C；（逐渐）增加；吸收（捕获）更多的光能；NADPH和ATP
（3）遮阴条件下﹐植物叶片中叶绿素b/a比例增大，吸收蓝光比例（B/P）升高。
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）叶绿素a和b统称叶绿素，分布于植物叶绿体的类囊体薄膜，此结构上还具有的光合色素是类胡萝卜素，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。
（2）据表格可知，与B组相比，C组光合有效辐射低，但叶绿素a和b的含量高，说明遮阴效果更好。与阳光直射（A组）相比，B组和C组的叶绿素a和b都较高，说明遮阴之后，叶片中叶绿素含量变化趋势是（逐渐）增加，叶绿体中的色素能吸收、传递和转化光能，因此叶绿素含量（逐渐）增加，有利于吸收（捕获）更多的光能。光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，NADPH和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物，暗反应能为光反应提供ADP和Pi，光反应和暗反应紧密联系。
（3）据表格可知，遮阴条件下﹐植物叶片中叶绿素b/a比例增大，吸收蓝光比例（B/P）升高，因此叶绿素b比叶绿素a吸收蓝光的能力更强。
【分析】1、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
12．【答案】（1）无水乙醇；基粒
（2）A组叶片呼吸作用产生的CO2多于光合作用消耗的CO2，所以浓度上升
（3）光能吸收不足；气孔开放度相对低
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)提取叶绿体的色素最常使用的试剂是无水乙醇；由表中信息可知：从新叶展开前到新叶已成熟过程中叶绿素含量逐渐在增加，叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上，因此与叶片C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，基粒的面积明显增大。
(2)将A组置于密闭容器中，在光照、温度等条件适宜的情况下，A组呼吸速率大于光合速率，叶片呼吸作用产生的CO2多于光合作用消耗的CO2，所以浓度上升。
(3)根据表格中的信息，B组和C、D组的比较可知：①叶绿素含量为低，光能吸收不足，影响光反应，②气孔开放程度低，二氧化碳吸收量比较少，影响暗反应，所以导致光合效率较低。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
13．【答案】（1）叶绿素（或叶绿素a和叶绿素b）；颗粒大、呈深绿色（叶绿素含量高）；有利于捕获更多的光照进行光合作用，合成更多有机物用于生长发育
（2）PIF含量增加，对PIF的抑制解除；基因表达调控、激素调节和环境因素调节
（3）光作为一种信号调节植物的生命活动；提供能量
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）由于叶绿素吸收红光而不吸收远红光，导致树冠下的光环境中R：FR变小。阴生植物叶绿体颗粒大、呈深绿色，含有叶绿素较多，有利于其进行光合作用，在弱光下生存。避荫反应叶柄伸长有利于植株捕获更多的光照进行光合作用，合成更多有机物用于生长发育。
（2）由图可知，遮荫程度增大时，R：FR减小导致细胞核内活跃形式PHY减少，使得PIF含量增加，同时，GA含量上升，DELLA降解，导致PIF抑制解除，从而促进相关基因的表达，使茎伸长速度加快。据图可知，植物生长发育受基因表达、激素和环境因素共同调控。
（3）据资料可知，光可作为信号调节植物的生命活动，同时在光合作用过程中还可以提供能量。
【分析】1、叶绿体中的色素包括叶绿素与类胡萝卜素。 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。一般情况下，光合作用利用的都是可见光。
2、植物生长发育的整体调控：
（1）调控机制：基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的调控网络。
（2）具体表现：植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达的调控之下。激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用，激素的产生和分布是基因表达的结果，也受到环境因素的影响。
14．【答案】（1）类囊体膜；叶绿素和类胡萝卜素；红光和蓝紫光；NADPH；ADP、Pi、NADP+；减慢
（2）等于；细胞质基质、线粒体和叶绿体；光照强度和二氧化碳浓度；二氧化碳浓度；减少；线粒体呼吸作用产生和外界环境；5
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】（1）观察图b，在图b上进行水的光解和ATP和NADPH的合成，故图b表示图a中的类囊体膜，其上含有叶绿素和类胡萝卜素，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。水的光解，水在光下分解成氧气和NADPH，ADP与Pi接受光能变成ATP，此过程将光能变为NADPH和ATP活跃的化学能。暗反应过程ATP水解形成ADP和Pi，NADPH形成NADP+，故暗反应过程可以为图b中的光反应过程提供物质ADP、Pi、NADP+。若二氧化碳浓度降低，将会影响暗反应的速率，暗反应速率减慢，导致叶绿体中NADP+减少，根据图可知，NADP+与H+在电子的作用下结合生成NADPH，若NADP+减少，则图b中电子传递速率减慢。
（2）光照强度为1.1千勒克斯时，叶片的净光合作用为0，而幼苗有绿色部分和非绿色部分，非绿色部分不能进行光合作用，幼苗的净光合作用小于0，此时呼吸作用和光合作用均都会合成ATP，故此时细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。光照强度为10千勒克斯时，构树幼苗光合速率未达到最大值，影响构树幼苗光合速率的环境因素有光照强度和二氧化碳浓度；光照强度为10千勒克斯时，刺槐幼苗光合速率达到最大值，此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素为CO2浓度。若将光照强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗叶肉细胞中产生的[H]和ATP会增多，C3的还原增多，由于CO2浓度不变，故短时间CO2的固定速率不变，所以C3会减少；光照强度大于13千勒克斯时，已经达到可构树的最大光合速率，此时净光合速率大于0，所以构树幼苗光合作用固定的CO2部分来自于外界，部分来自线粒体呼吸作用产生；产生的氧气用于该细胞的有氧呼吸，要穿过1层类囊体膜、叶绿体的内外膜和线粒体的内外膜，共5层生物膜。
【分析】 1、光合作用过程：
（1）光反应：类囊体膜上光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶I(NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。
（2）暗反应：在叶绿体基质中，从外界吸收的CO2，在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子，在相关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列的变化，又形成C5。
2、影响光合作用的因素：
（1）光照强度：主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生。
（2）CO2的浓度：影响暗反应阶段C3的生成。
（3）温度：通过影响酶的活性来影响光合作用。
15．【答案】（1）消耗掉叶片中原有的淀粉（或有机物）
（2）叶绿素；红光和蓝紫光
（3）①（验证）光合作用需要光照 ②（验证）光合作用需要光合色素 ③（验证）光合作用需要二氧化碳（任意答出两点即可）；将该牵牛花（植株）置于适宜光照下，一段时间后，用碘液检测A叶片遮光部分和曝光部分的淀粉产生情况，可验证光合作用需要光。（或将该牵牛花植株置于适宜光照下，一段时间后，用碘液检测B叶片白色部分和绿色部分的淀粉产生情况，可验证光合作用需要光合色素；或将该牵牛花植株置于适宜光照下，一段时间后，用碘液检测C、D叶片淀粉产生情况，可验证光合作用需要二氧化碳）
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）实验前将牵牛花在黑暗环境中放置一昼夜的目的是在无光的条件 下绿色植物会呼吸消耗掉原有的有机物，称为饥饿处理，这样可以避免之前存有的有机物（淀粉）对实验结果的干扰。
（2）光合色素包括两类：叶绿素和类胡萝卜素，前者较多，而图中的C叶片是光照下的正常叶片，因此从C叶片中提取的两类色素中含量较多的是叶绿素；该类色素主要吸收红光和蓝紫光。
（3）铝箔可以遮挡光，所以绿叶A的遮光部位和不遮光部位的对照可以用于验证光合作用需要光照；绿叶B即白斑叶的绿色部分和白色部分的不同在于是否含有叶绿素，因而可以（验证）光合作用需要光合色素；瓶内处理的绿叶D和未处理的绿叶C对比二者的差别在于是否有二氧化碳，根据二者的实验结果可说明光合作用需要二氧化碳。为了验证光合作用需要光，实验的自变量是有无光照，因变量可以检测光合产物的产生情况，所以可以将该牵牛花（植株）置于适宜光照条件下一段时间后，用碘液检测A叶片遮光部分和曝光部分的淀粉产生情况，即可验证光合作用需要光。
【分析】1、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
16．【答案】（1）吸收、传递、转化光能；红光和蓝紫光；蓝紫光
（2）类囊体薄膜；光合色素；ATP和NADPH
（3）C5与CO2；C5与CO2
（4）敲除T蛋白基因或使用抑制剂降低T蛋白的活性，抑制了乙醇酸运出叶绿体外，减少了甘油酸的合成，还会减少甘油酸运进叶绿体参与C3的形成，暗反应减弱，（CH20）合成减少。CO2浓度低， 可促进乙醇酸的产生， 光呼吸作用就强， 反之就弱。
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）叶绿体中的色素主要功能是吸收、传递、转化光能；叶绿体主要吸收红光和蓝泽光；类胡罗卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光。
（2）光合作用的光反应发生在类囊体薄膜上，类囊体薄膜上的光合色素会将光能转化为活跃的化学能储存于ATP和NADPH中，且用于暗反应阶段。
（3）在光合作用中，C5与CO2在R酶催化下形成3-磷酸甘油酸，进而合成C3被还原成（CH2O）。当CO2/O2较高时，R酶还可以催化C5与CO2反应生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸，进而影响植物有机物的合成。
（4）敲除T蛋白基因或使用抑制剂降低T蛋白的活性，抑制了乙醇酸运出叶绿体外，减少了甘油酸的合成，还会减少甘油酸运进叶绿体参与C3的形成，暗反应减弱，（CH2O）合成减少，光合效率降低。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
17．【答案】（1）类囊体（或基粒）；叶绿素a
（2）增加；增加
（3）分别选取普通拟南芥和具有变异拟南芥植株，分别置于相同的干旱条件下培养一段时间，分别观察两组植株的生长发育情况；若变异拟南芥植株比普通拟南芥生长得更好，则该观点成立；若变异拟南芥植株与普通拟南芥生长情况相似，或生长情况不如普通拟南芥，则该观点不成立
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)拟南芥叶肉细胞进行光合作用的场所是叶绿体，增加接受光照面积的是类囊体（或基粒）；捕获光能的色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中含量最多的是叶绿素a。
(2)当“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，进入叶肉细胞的CO2浓度会增加，二氧化碳的固定加快，故合成的C3也增加，C5消耗增多，故随后导致叶绿体内的C3／C5含量比值会增加。
(3)分析题意，该实验目的是验证具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株更适应干旱条件，则实验的自变量是拟南芥植株的类型，因变量是拟南芥植株的生长发育情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故本实验的实验思路为：
分别选取普通拟南芥和具有变异拟南芥植株，分别置于相同的干旱条件下培养一段时间，分别观察两组植株的生长发育情况。
预期实验结果及结论：若变异拟南芥植株比普通拟南芥生长得更好，则该观点成立；若变异拟南芥植株与普通拟南芥生长情况相似，或生长情况不如普通拟南芥，则该观点不成立。
【分析】1、叶绿体中的类囊体堆叠形成基粒，增大了接受光照的面积；捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中含量最多的是叶绿素a。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
18．【答案】（1）甲组；净光合速率；光合色素/叶绿素和类胡萝卜素/类囊体；实验误差
（2）卡尔文；3；少；温度、无机营养
（3）气孔导度与蒸腾速率都高于正常的植株叶片，说明受侵害叶片蒸腾耗水的调控能力下降，叶片缺水卷曲；降低；浇水
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）分析表格，甲组植株净光合速率较乙组低，说明甲组植株被柑橘潜叶蛾幼虫入侵，因而甲组为实验组，乙组为为对照组。叶绿体中的光合色素有叶绿素（叶绿体a、叶绿体b）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），主要存在于类囊体的薄膜中，它们都能吸收红光和蓝紫光。选取实验材料时应取相同位置的叶片，以减少实验误差。
（2）CO2主要在叶绿体基质中参与光合作用的暗反应，是卡尔文循环的原料，叶肉细胞间隙CO2进入叶绿体基质要穿过1层细胞膜、2层叶绿体膜，即至少需要跨过3层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。甲组胞间CO2浓度和气孔导度都较高，说明其CO2固定量较少。影响光合作用强度的环境因素除胞间CO2浓度、气孔导度等因素外，还有温度、无机营养、光照强度等。
（3）分析表格可知，甲组的气孔导度和蒸腾速率都高于正常的植株叶片，因而推测甲组蒸腾失水较乙组高，即受侵害叶片蒸腾耗水的调控能力下降，导致叶片缺水卷曲。水分利用效率（水分利用效率=净光合速率/蒸腾速率），叶片被柑橘潜叶蛾危害后，净光合速率下降，蒸腾速率上升，因而水分利用率降低。对被柑橘潜叶蛾危害的柚子，要及时除虫，适时浇水，以帮助于其抵抗干旱环境。
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
2、影响光合速率的环境因素主要有光照强度、温度和空气中二氧化碳浓度。
19．【答案】（1）层析液；类囊体薄膜；减少
（2）光照强度、田间持水量（是否干旱）、温度
（3）随着温度升高，春小麦叶片利用弱光能力减弱，利用强光能力增强；B处理与A处理相比，光补偿点在各个温度下高，在相同的处理温度下，光饱和点低（或B处理与A处理相比，在相同的处理温度下，光补偿点高，光饱和点低）
（4）25℃
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）叶绿体中的色素只能溶于有机溶剂，纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶溶剂的混合物作为层析液，绿叶中色素的提取和分离原理是色素在层析液中的溶解度不同。叶片的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应中CO2与C5结合生成C3的过程叫做CO2的固定，如果突然停止CO2的供应，二氧化碳的固定会减少，导致C3的生成减少，由于C3的还原不变，所以短时间内C3将会减少。
（2）本实验为研究土壤水分和温度变化对半干旱区春小麦叶片的光合作用有影响，包含植物的光补偿点与光饱和点的变化，故本试验的自变量为光照强度、田间持水量（是否干旱）、温度。
（3）光饱和点与光补偿点是表征叶片对强光和弱光利用能力大小的重要参数。分析题表，①A、B两种处理下，随着温度升高，光补偿点提高，光饱和点提高，表明随着温度升高，春小麦叶片利用弱光能力减弱（需要更多的光照强度才能达到光补偿点），利用强光能力增强（需要更多的光照强度才能达到光饱和点）。②分析A、B两组，B处理与A处理相比，光补偿点在各个温度下高，在相同的处理温度下，光饱和点低（或B处理与A处理相比，在相同的处理温度下，光补偿点高，光饱和点低），表明水供给不足使春小麦利用弱光和强光的能力均降低。
（4）由表可知，水分不足条件下，即B组，温度为25℃时，春小麦的最大净光合速率最大，最有利于小麦生长。
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
2、叶绿体中的色素包括：叶绿素、类胡萝卜素，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色．叶绿体中的类胡萝卜素主要包括胡萝卜素和叶黄素两种，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。
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