第2课时 绿色植物光合作用的过程
知识点一 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
1.（2023·扬州高一检测）1937年，植物生理学家希尔将叶绿体分离后置于试管中，加入1％的DCPIP（DCPIP是一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色，被还原时是无色）后，将试管置于光下，发现溶液由蓝色变成无色并放出O2，以上实验证明了（ ）
A.光合作用产生的O2来自H2O
B.光合作用的过程中能产生还原剂和O2
C.光合作用的光反应发生的场所
D.光合作用的暗反应发生的场所
2.如图是叶绿体局部结构模式图。在相应区域发生的生物学过程不包括（ ）
A.①的膜上面发生色素吸收光能的过程
B.①的膜上面发生水的光解（释放O2）
C.在②中CO2转化为C3化合物
D.在②中发生ATP的合成
3.图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲部分结构放大后的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A.图甲所示结构主要通过内膜向内折叠增大膜面积
B.图乙中的光合色素能有效吸收绿光使植物呈绿色
C.图乙所示的膜结构位于图甲结构中的①或③处
D.提取光合色素时常用无水乙醇作为溶剂
知识点二 光合作用的过程
4.（2022·江苏盐城期末）下列有关光合作用的叙述，错误的是（ ）
A.光合作用的场所一定在叶绿体
B.分布在类囊体膜上的色素具有吸收光能的功能
C.光合作用过程中，光反应为暗反应提供ATP和NADPH
D.环境中CO2含量突然降低，叶肉细胞中C3含量短期内会下降
5.（2023·江苏南京期末）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.NADPH/NADP＋比值下降
6.下列关于光合作用和化能合成作用的叙述，正确的是（ ）
①都需要叶绿素 ②都将CO2和水合成为有机物 ③都属于自养生物的营养方式 ④合成作用所利用的能量相同
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
7.如图是生活在适宜环境中的某植物光合作用部分过程图解，其中A、B、C、D表示四种化合物，a、b表示两个生理过程，相关叙述错误的是（ ）
A.该过程发生的场所为叶绿体基质
B.C物质可以作为b过程的还原剂
C.无光条件利于此过程的进行
D.光反应产生的ATP用于图中反应
8.将单细胞绿藻置于25 ℃、适宜的光照及充足的CO2条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照，发现绿藻体内的C3的含量突然上升，原因是（ ）
A.暗反应停止，不能形成NADPH和ATP
B.暗反应仍进行，C3继续大量形成C5
C.光反应仍进行，形成NADPH和ATP，促进了C3的形成并得到积累
D.光反应停止，不能形成NADPH和ATP，C3还原减慢，积累了C3
9.植物进行光合作用时，CO2可与RuBP羧化酶（Rubisco）的活性中心结合，使之催化CO2与C5反应生成1分子不稳定的C6化合物，并立即分解为2分子C3化合物。下列相关分析错误的是（ ）
A.CO2既是Rubisco的底物，又是活性调节物
B.突然降低环境中CO2浓度可使C5含量增多
C.激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程需光反应提供ATP和NADPH
D.对正常进行光合作用的植物停止光照后，C3的消耗速率和生成速率将会降低
10.（2023·南京检测）下列对光合作用图解的分析，错误的是（ ）
A.光合色素分布在类囊体膜上
B.图中①②为O2和ATP
C.若突然停止CO2供应，短时间内三碳化合物的含量将上升
D.若提供3H2O，则3H的转移途径为H2O→[H]→糖类
11.（2023·连云港检测）如图为某同学学习光合作用后绘制的光合作用过程图，回答下列问题。
（1）光反应发生在叶绿体的 上，原因是与光反应有关的光合色素和 分布其上。
（2）光照时，叶绿素等光合色素吸收光能，使某些基态叶绿素分子受到激发释放出电子，电子在不同物质间传递，最后把NADP＋还原成NADPH。在此过程中，能量由最初的 转变为 ，又转变为 ，储存在 中。
（3）在暗反应阶段，绿叶细胞从外界吸收的CO2进入叶绿体基质，与细胞中的一种C5结合，形成两个C3，这个过程称为 ；在有关酶的催化下，C3接受光反应阶段提供的物质和能量，经过一系列生化反应，部分转化为糖类，该过程称为 ，另一部分又形成C5，该过程称为 。
（4）若环境中的CO2浓度大幅降低，短时间内绿色植物细胞内含量降低的物质有 。
A.NADPH B.C3
C.C5 D.ATP
（5）如果让你来建设用于栽培蔬菜的塑料大棚，最好选择 （填“无色”“绿色”或“红色”）的塑料薄膜。
12.（2024·江苏苏州昆山一中月考）据下面植物叶片光合作用图示判断，相关叙述不正确的是（ ）
A.NADPH既可作还原剂，也可为暗反应提供能量
B.②不仅用于还原C3，还可用于矿质离子的吸收等
C.⑤过程发生于叶绿体类囊体膜上，⑥过程发生于叶绿体基质中
D.如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子，则14C的转移途径为14CO2→C3→糖类
13.（2024·江苏苏南八校高一联考）科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照后检测放射性物质的分布情况，结果如表所示。
实验 组别 光照 时间（s） 放射性物质分布
1 2 大量3-磷酸甘油酸（三碳化合物）
2 20 多种磷酸化糖类
3 60 除上述多种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等
根据上述实验结果分析，下列叙述错误的是（ ）
A.本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段
B.每组实验照光后需对小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质的分布
C.CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是多种磷酸化糖类
D.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
14.（多选）我国科学家利用CO2人工合成淀粉获得成功。该技术分为三个阶段：阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成C1（甲醇），C1经过缩合反应依次生成DHA（二羟丙酮）、DHAP（磷酸二羟丙酮）、GAP等三碳中间体；阶段Ⅱ由GAP通过缩合反应生成六碳化合物；阶段Ⅲ由六碳化合物经过生物聚合反应生成淀粉。下列说法正确的是（ ）
A.绿色植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程发生在叶绿体基质
B.叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需光反应提供NADPH和ATP
C.叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需要相关酶催化并提供活化能
D.研究该过程中淀粉的合成途径利用14C同位素标记比18O更合适
15.（多选）（2024·江苏连云港月考）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述正确的是（ ）
A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B.Mg2＋含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2
16.图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线。据图回答下列问题：
（1）图1中A表示的物质是 ，它由 产生，其作用主要是 。
（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自 。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是 。
（3）图2中曲线a表示的化合物是 ，b表示的化合物是 ，在无光照时，a含量迅速上升的原因是 。
17.（2024·江苏扬州仪征一中高一月考）研究表明，卡尔文循环中的多种酶和磷酸丙糖转运器的活性受到光的调节。如图表示某植物的叶肉细胞中光合作用的示意图，据图回答下列问题。
（1）光反应的场所是 ，光反应的产物是 。
（2）图中磷酸丙糖的去向有 处，蔗糖的合成场所是 。
（3）有科学家认为“暗反应”这一名称并不能准确概括卡尔文循环的特点。理由是：
。（答出一点即可）
（4）科研人员发明了一种转光膜（该膜可将部分紫外光和绿光转变成蓝紫光、红光）。与普通的大棚膜相比，此种转光膜 （填“能”或“不能”）提高大棚作物的产量，理由是
。
第2课时 绿色植物光合作用的过程
1.B 判断光合作用产生的O2的来源需用同位素标记法，本实验无法判断光合作用产生的O2的来源，A错误；溶液由蓝色变成无色，说明产物中有还原剂，并放出O2，故说明光合作用的过程中能产生还原剂和O2，B正确；本实验不能判断光合作用的光反应和暗反应的场所，C错误，D错误。
2.D 图中①是叶绿体类囊体膜，上面分布着可以吸收光能的光合色素，A正确；①叶绿体类囊体膜是水的裂解和ATP产生的场所，B正确；②表示叶绿体基质，可将CO2固定生成C3化合物，C正确；②叶绿体基质是暗反应的场所，需要消耗ATP，D错误。
3.D 图甲中的①②③④分别是叶绿体的内膜、外膜、类囊体和基质。图甲结构为叶绿体，其主要靠类囊体叠合而成的基粒来增大膜面积，A错误；图乙中的光合色素吸收绿光最少，绿光被反射出来使植物呈绿色，B错误；图乙所示的膜结构上含有光合色素，所以是图甲中③类囊体膜的放大图，C错误；叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此常用无水乙醇作为提取色素的溶剂，D正确。
4.A 蓝细菌也能进行光合作用，但没有叶绿体，A错误；光反应过程能产生NADPH和ATP，NADPH和ATP可用于暗反应过程中C3的还原过程，C正确；环境中CO2含量突然降低，叶肉细胞中CO2的固定减慢，C3的生成减少，短时间内其去路不变，最终导致C3的含量减少，D正确。
5.B 用黑布将培养瓶罩上，光反应停止，O2的产生停止，A正确；光反应停止，使暗反应C3的还原受阻，导致C5含量减少，从而导致CO2的固定减慢，B错误；ADP生成ATP减少，使ATP/ADP比值下降，C正确；NADPH的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，D正确。
6.C 光合作用需要叶绿素，而化能合成作用不需要叶绿素，①错误；光合作用是利用光能将CO2和水合成有机物，化能合成作用是利用氧化还原反应过程中释放的化学能将CO2和水合成有机物，②正确；光合作用和化能合成作用都属于自养生物的营养方式，③正确；光合作用是利用光能，化能合成作用是利用氧化还原反应过程中释放的化学能，④错误，综上所述，C正确。
7.C 图示表示光合作用的暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，A正确；C物质为NADPH，可以作为b过程的还原剂，B正确；无光不能进行光反应，不能为图中暗反应提供ATP和NADPH，不利于此过程的进行，C错误；光反应产生的ATP用于暗反应，使能量由ATP中活跃的化学能转化为稳定的化学能，D正确。
8.D 突然停止光照，光反应阶段停止，无法产生NADPH和ATP，短时间内暗反应继续进行，CO2和C5结合生成C3，C3的还原减弱，导致C5含量减少，C3含量有所增加，A、B、C错误，D正确。
9.C 由题干分析可知，CO2既是Rubisco的底物，又是活性调节物，A正确；突然降低环境中CO2浓度，二氧化碳固定速率减慢，消耗的C5减少，而短时间内C3还原生成C5的速率不变，故C5含量会增多，B正确；激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程不需光反应提供ATP和NADPH，NADPH、ATP用于暗反应阶段的C3的还原过程，C错误；对正常进行光合作用的植物停止光照后，光反应停止，无NADPH、ATP生成，暗反应速率降低，C3的消耗速率和生成速率将会降低，D正确。
10.C 光合色素分布在类囊体膜上，A正确；光合作用中光反应为暗反应提供[H]（NADPH）和ATP，同时光反应中H2O光解产生O2，B正确；若突然停止CO2供应，则CO2的固定减慢，短时间内三碳化合物的含量将下降，C错误；水的光解产生[H]（NADPH）与O2，三碳化合物在光反应提供的ATP和[H]（NADPH）的作用下还原生成糖类，因此用3H标记的H2O进行示踪，可发现3H的转移途径为H2O→[H]→糖类，D正确。
11.（1）类囊体膜 酶 （2）光能 电能 化学能 NADPH（或[H]）和ATP （3）CO2的固定 C3的还原 C5的再生（形成） （4）B （5）无色
解析：（2）光照时，叶绿素等光合色素吸收光能，有两方面用途，一是将水分解为氧、H＋和电子，氧直接以氧分子的形式释放出去，H＋和电子与氧化型辅酶Ⅱ（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；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能，所以能量的转移途径是光能到电能再到化学能。（3）CO2和C5结合生成C3的过程称为CO2的固定。C3转化为糖类和C5的过程称为C3的还原；此过程中一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5，这些C5又可以参与CO2的固定。这样，暗反应阶段就形成从CO2到C3到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。（4）若环境中的CO2浓度降低，暗反应中CO2的固定速率减慢，生成的C3减少，而短时间内C3还原生成C5的速率不变，故C5含量增多，NADPH和ATP含量增多，A、C、D错误，B正确。（5）植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光，塑料大棚呈什么颜色主要取决于透过什么光，所以选择无色的塑料薄膜。
12.B NADPH，即图中的①，在C3还原过程中，既可作还原剂，也可提供能量，A正确；②是ATP，可用于C3还原过程中能量的消耗，不可用于矿质离子的吸收，B错误；⑤过程为光反应过程，发生于叶绿体类囊体膜上；⑥过程为暗反应过程，发生于叶绿体基质中，C正确；如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子，则14C的转移途径为14CO2→C3→糖类，D正确。
13.C 本实验检测“三碳化合物”“磷酸化糖类”“氨基酸、有机酸等”的放射性，可推测本实验研究的是光合作用的暗反应阶段，A正确；由于某一反应的产物同时是下一个反应的反应物，要想准确测定放射性物质分布，必须阻断后续的反应，即每组实验照光后需对小球藻进行处理使酶失活，B正确；CO2进入叶绿体后，2 s后在三碳化合物检测到放射性，说明最初形成的产物应该是三碳化合物，C错误；第三组实验中放射性物质分布在氨基酸、有机酸等物质中表明光合作用产物中不仅有糖类，还有氨基酸、有机酸等，D正确。
14.ABD 阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成三碳中间体，绿色植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程是CO2的固定，发生在叶绿体基质，A正确；阶段Ⅱ由GAP通过缩合反应生成六碳化合物，叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程是C3的还原，需光反应提供NADPH和ATP，B正确；酶的催化作用本质是降低化学反应的活化能，不能提供活化能，C错误；14C具有放射性，用14C标记二氧化碳，可探究二氧化碳中的碳如何转化成有机物中的碳，而18O没有放射性，D正确。
15.AD 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg2＋是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，B错误；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能并分解水，水的光解产生H＋、电子和O2，D正确。
16.（1）[H]（或NADPH） 水在光下分解 用于C3的还原 （2）太阳光能 （14CH2O） （3）C3 C5 CO2与C5结合形成C3继续进行，而C3不能被还原
解析：（1）光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段产生的ATP和[H]（NADPH）参与暗反应阶段C3的还原过程。分析题图1可知，A与ATP一起参与暗反应中C3的还原，所以A是[H]（NADPH）。[H]（或NADPH）来自光反应阶段，水的光解过程，其主要作用是还原C3。（2）光合作用中能量转换为光能→ATP和NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能。光反应过程是将光能转化成ATP和NADPH中的化学能，故形成的ATP的能量来自太阳光能。C在光合作用过程中的转移途径是CO2→C3→（CH2O），所以若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是（14CH2O）。（3）分析题图2可知，突然黑暗后光反应不能进行，无[H]（NADPH）与ATP生成，C3的还原受阻，导致C5不能生成，但C5和CO2结合生成C3仍在进行，故细胞中C3的含量上升，C5的含量下降，则a是C3，b是C5。
17.（1）叶绿体的类囊体膜上 ATP、NADPH和O2 （2）3 细胞质基质 （3）卡尔文循环（暗反应）需要光反应提供NADPH和ATP才能进行 （4）能 此种转光膜能将光合色素几乎不吸收的紫外光和绿光转化为光合色素容易吸收的蓝紫光和红光，有利于光合作用的进行
解析：（2）据题图可知磷酸丙糖的去向有3处即转化为五碳化合物、转化为淀粉或者是运出叶绿体在细胞质基质合成蔗糖；蔗糖的合成场所是细胞质基质。（4）由题干可知，科研人员发明了一种转光膜（该膜可将部分紫外光和绿光转变成蓝紫光、红光），与普通的大棚膜相比，此种转光膜能提高大棚作物的产量，是因为此种转光膜能将光合色素几乎不吸收的紫外光和绿光转化为光合色素容易吸收的蓝紫光和红光，有利于光合作用的进行。
5 / 5第2课时 绿色植物光合作用的过程
导学 聚焦 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。 2.说出光反应和暗反应的区别与联系。 3.了解化能合成作用
知识点（一） 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
1.希尔实验
2.叶绿体
（1）结构
（2）功能： 进行光合作用的场所。
（3）光照强度对叶肉细胞中叶绿体分布的影响
①细胞内的叶绿体一般分布在 与 之间的细胞质中。
②在光照较弱的情况下，叶绿体会汇集到 ，以最大限度地吸收光能，保证 的光合作用。
③当光照强度很高时，叶绿体会移动到 ，以避免强光的伤害。
3.判断下列相关表述的正误
（1）光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中。（ ）
（2）希尔反应是离体叶绿体在适当条件下发生水的光解产生O2的化学反应。（ ）
探讨 光合作用中O2产生的探索
阅读下列材料，请完成以下探究过程：
材料1：1937年，英国剑桥大学的希尔用离体的叶绿体做实验。他将离体的叶绿体加到具有氢受体的水溶液中，在无CO2的条件下给予光照，发现叶绿体中有O2放出。
材料2：如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图（鲁宾、卡门实验）。
（1）材料1希尔的实验说明水的裂解产生氧气，能否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？能否说明水的裂解与糖的合成不是同一个化学反应？
（2）材料2鲁宾、卡门实验的实验思路：用 法来研究光合作用中氧气的来源。
实验结论：光合作用释放的氧气中的氧元素来自 。
1.（多选）（2024·江苏盐城中学月考）1937年，英国科学家希尔发现，将离体的叶绿体加入具有氢受体（如NADP＋）的水溶液中，在无CO2的条件下给予光照，发现叶绿体有氧气放出，生成NADPH（还原型辅酶Ⅱ）。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应称作希尔反应。正确的是（ ）
A.希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应
B.在此过程中，H2O分解产生O2的同时，还生成了NADPH
C.光合作用中O2的释放和CO2的利用，是可以暂时分离的
D.叶绿体是光合作用的场所，进行光合作用的生物都含有叶绿体
2.（2024·江苏宿迁泗阳实验高级中学高一月考）叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。如图为叶绿体的结构模式图。参与光合作用的酶分布在（ ）
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
知识点（二） 光合作用的过程
1.光反应阶段
2.暗反应阶段
3.光合作用的概念：绿色植物细胞中的 从太阳光中捕获 ，并将这些能量在CO2和H2O转变为 和O2的过程中，转换并储存为糖分子中 的过程。
4.总反应式
CO2＋H2O（CH2O）＋O2
5.化能合成作用
（1）概念：通过氧化外界环境中的 获得的 来合成 的方式。
（2）①实例：硝化细菌能将 氧化成 ，进而将亚硝酸氧化成 。
②过程
a.2NH3＋3O22HNO2＋2H2O＋能量。
b.2HNO2＋O22HNO3＋能量。
（3）意义：利用上述过程中释放的 ，将CO2和H2O合成糖，以维持自身的生命活动。
6.判断下列相关表述的正误
（1）光合作用中光反应必须有光才可进行，暗反应没有光也可长时间进行。（ ）
（2）光合作用的光反应阶段完成了光能到活跃化学能的转化。（ ）
（3）光合作用制造的有机物中的氧来自水。（ ）
（4）14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→（14CH2O）。（ ）
（5）化能合成作用区别于光合作用的关键是能量来源不同，化能合成作用能量来源于有机物中的化学能。（ ）
探讨 分析光反应和暗反应的关系，形成系统观
光合作用是一个非常复杂的过程，包括一系列的化学反应。如图是光合作用的图解，结合该图和教材内容分析：
（1）暗反应有光无光都能进行，那么暗反应能较长时间在黑暗条件下进行吗？
（2）光合作用的光反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
（3）光合作用的暗反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
（4）若标记CO2中的14C，请写出光合作用过程中14C的转化途径。
（5）夏季中午，气孔关闭后，会导致CO2供应不足，短时间内叶绿体中C3和C5会发生怎样的变化？
1.光反应与暗反应的联系图解
（1）光反应为暗反应提供NADPH、ATP，暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。
（2）没有光反应，暗反应无法长时间进行，没有暗反应，有机物无法合成。
2.光合作用过程中元素的去向分析
3.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
（1）分析思路
物质含量的变化取决于其生成速率和消耗速率的变化，要从物质的生成和消耗两个方面综合分析。
（2）分析过程
如图中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。
（3）“模型法”表示C3和C5的含量变化
C3起始值高于C5（约是其2倍）
1.（2023·江苏宿迁期末）下列有关光合作用的叙述，正确的是（ ）
A.光反应完成能量转化过程，暗反应完成物质转变过程
B.光反应在光下进行，暗反应在黑暗中进行
C.光反应固定CO2，暗反应还原C3
D.光反应产生ATP，暗反应消耗ATP
2.如图为绿色植物光合作用图解，下列叙述正确的是（ ）
A.①是光合色素，分布在细胞质基质中
B.②是氧气，在类囊体膜上产生
C.③是C5，能被还原为（CH2O）
D.④是ATP，在叶绿体基质中生成
3.（多选）（2024·江苏盐城射阳一中月考）如图表示光合作用过程，其中Ⅰ、Ⅱ代表光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质，下列叙述正确的是（ ）
A.阶段Ⅰ表示光反应阶段，阶段Ⅱ表示暗反应阶段
B.物质a表示NADPH，物质c表示NADP＋，其中作为还原剂的为物质a
C.阶段Ⅰ和Ⅱ都需要酶的参与
D.物质b为ADP，在叶绿体类囊体膜上产生
4.如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是（ ）
A.图中甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP
B.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度
C.Ⅱ阶段甲相对浓度上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累
D.Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低
规律方法
光合作用过程中相关物质的变化规律
第2课时 绿色植物光合作用的过程
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1. 叶绿体悬液 草酸铁 释放出了氧气 光合作用在叶绿体中进行 器官（叶片） 细胞器（叶绿体）
2.（1） 外膜 内膜 类囊体 基粒 基质 （2）绿色植物 （3）①细胞质膜 液泡 ②细胞顶面 高效率 ③细胞侧面
3.（1）× 提示：类囊体膜上和叶绿体基质中都有光合作用需要的酶。
（2）√
互动探究
（1）提示：希尔实验不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，因为该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。希尔反应能说明水的裂解与糖的合成不是同一个化学反应，因为悬浮液中没有合成糖的另一种必需原料——CO2，说明水的裂解并非必须与糖的合成相关联。
（2）同位素标记 水
学以致用
1.ABC 希尔实验的悬浮液中只有水没有CO2，不能合成糖类，说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，A正确；H2O在光下分解产生O2的同时生成了氢，与氢受体（如NADP＋）结合生成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），B正确；希尔实验中在没有加入CO2的情况下生成了氧气，说明O2的释放和CO2的利用，是可以暂时分离的，C正确；蓝细菌没有叶绿体，但能进行光合作用，D错误。
2.A 图中①为叶绿体基质、②为基粒、③为内膜、④为外膜。参与光合作用的酶分布在叶绿体基质和基粒（由类囊体薄膜堆叠）上，A正确。
知识点（二）
自主学习
1. 类囊体膜 光、光合色素 O2 NADP＋＋H＋ ADP ATP NADPH
2. 叶绿体基质 C5 [H] 糖分子
3.叶绿体 能量 糖 化学能
5.（1）无机物 化学能 有机物 （2）①NH3 亚硝酸 硝酸
（3）化学能
6.（1）× 提示：暗反应需要光反应提供的NADPH和ATP，没有光，暗反应不能长时间进行。
（2）√ 提示：光反应阶段实现了光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。
（3）× 提示：光合作用制造的有机物中的氧来自CO2。
（4）× 提示：14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→（14CH2O）＋14C5。
（5）× 提示：化能合成作用能量来源于氧化无机物放出的能量。
互动探究
（1）提示：不能。因为在黑暗条件下不能进行光反应，暗反应缺少光反应提供的NADPH和ATP。
（2）提示：①物质变化
a.水的裂解：2H2O4H＋＋4e－＋O2
b.NADPH的形成：NADP＋＋H＋＋2e－NADPH
c.ATP的生成：ADP＋Pi＋能量ATP
②能量变化
光能转化为化学能，储存在ATP和NADPH中，均用于暗反应。
（3）提示：①物质变化
a.CO2的固定：1分子CO2＋1分子五碳化合物→2分子三碳化合物。
b.三碳化合物的还原：在酶的催化下，三碳化合物接受ATP、NADPH释放的能量并被NADPH还原形成五碳化合物和糖类等。
②能量变化：ATP和[H]中的化学能，转化为储存于糖分子中的化学能。
（4）提示：14CO214C3（14CH2O）。
（5）提示：C3含量下降，C5含量上升。
学以致用
1.D 光反应和暗反应都可以完成能量的转化和物质的转变，A错误；光反应必须有光，暗反应有光无光均可，B错误；CO2的固定和C3的还原均发生在暗反应阶段，C错误；光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能，暗反应阶段，ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，D正确。
2.B ①是光合色素，分布在叶绿体的类囊体膜上，A错误；②是氧气，在类囊体膜上产生，来自光反应过程中水的光解，B正确；③是C3，能被还原为（CH2O），C错误；④是ATP，在叶绿体类囊体膜上产生，在叶绿体基质中消耗，D错误。
3.ABC Ⅰ在类囊体膜上进行，故Ⅰ为光反应阶段，Ⅱ在叶绿体基质中进行，故Ⅱ为暗反应阶段，A正确；暗反应过程中作为还原剂的是a（NADPH），B正确；Ⅰ为光反应阶段，Ⅱ为暗反应阶段，光反应阶段和暗反应阶段都需要酶的催化，C正确；物质b为ADP，ADP在叶绿体基质中产生，在叶绿体类囊体膜上消耗，D错误。
4.D 根据题意和题图可知，甲是C5，乙是C3，甲变成乙不消耗光反应提供的ATP，Ⅱ阶段改变的条件是降低了CO2浓度，A错误，B错误；CO2浓度降低，消耗C5减少，C5（甲）含量上升，C错误；Ⅱ阶段改变的条件影响暗反应的进行，所以Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低，D正确。
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第2课时 绿色植物光合作用的过程
导学 聚焦 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量
在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为
糖分子中的化学能。
2.说出光反应和暗反应的区别与联系。
3.了解化能合成作用
核心要点·巧突破
01
课时训练·提素能
02
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一） 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
1. 希尔实验
2. 叶绿体
（1）结构
（2）功能： 进行光合作用的场所。
（3）光照强度对叶肉细胞中叶绿体分布的影响
①细胞内的叶绿体一般分布在 与 之间
的细胞质中。
绿色植物
细胞质膜
液泡
②在光照较弱的情况下，叶绿体会汇集到 ，以
最大限度地吸收光能，保证 的光合作用。
③当光照强度很高时，叶绿体会移动到 ，以避
免强光的伤害。
细胞顶面
高效率
细胞侧面
3. 判断下列相关表述的正误
（1）光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中。 （ × ）
提示：类囊体膜上和叶绿体基质中都有光合作用需要的酶。
（2）希尔反应是离体叶绿体在适当条件下发生水的光解产生O2的
化学反应。 （ √ ）
×
√
探讨 光合作用中O2产生的探索
阅读下列材料，请完成以下探究过程：
材料1：1937年，英国剑桥大学的希尔用离体的叶绿体做实验。他将
离体的叶绿体加到具有氢受体的水溶液中，在无CO2的条件下给予光
照，发现叶绿体中有O2放出。
材料2：如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图（鲁宾、卡门
实验）。
（1）材料1希尔的实验说明水的裂解产生氧气，能否说明植物光合作
用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？能否说明水的裂解与
糖的合成不是同一个化学反应？
提示：希尔实验不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素
全部来自水，因为该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，
也并没有直接观察到氧元素的转移。希尔反应能说明水的裂解
与糖的合成不是同一个化学反应，因为悬浮液中没有合成糖的
另一种必需原料——CO2，说明水的裂解并非必须与糖的合成相
关联。
（2）材料2鲁宾、卡门实验的实验思路：用 法来研究
光合作用中氧气的来源。
实验结论：光合作用释放的氧气中的氧元素来自 。
同位素标记
水
1. （多选）（2024·江苏盐城中学月考）1937年，英国科学家希尔发
现，将离体的叶绿体加入具有氢受体（如NADP＋）的水溶液中，在
无CO2的条件下给予光照，发现叶绿体有氧气放出，生成NADPH
（还原型
辅酶Ⅱ）。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生
氧气的化学反应称作希尔反应。正确的是（ ）
A. 希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应
B. 在此过程中，H2O分解产生O2的同时，还生成了NADPH
C. 光合作用中O2的释放和CO2的利用，是可以暂时分离的
D. 叶绿体是光合作用的场所，进行光合作用的生物都含有叶绿体
解析： 希尔实验的悬浮液中只有水没有CO2，不能合成糖
类，说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，A正确；
H2O在光下分解产生O2的同时生成了氢，与氢受体（如NADP
＋）结合生成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），B正确；希尔实验中在
没有加入CO2的情况下生成了氧气，说明O2的释放和CO2的利
用，是可以暂时分离的，C正确；蓝细菌没有叶绿体，但能进行
光合作用，D错误。
2. （2024·江苏宿迁泗阳实验高级中学高一月考）叶绿体是绿色植物进
行光合作用的场所。如图为叶绿体的结构模式图。参与光合作用的
酶分布在（ ）
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ①④
解析： 图中①为叶绿体基质、②为基粒、③为内膜、④为外
膜。参与光合作用的酶分布在叶绿体基质和基粒（由类囊体薄膜堆
叠）上，A正确。
知识点（二） 光合作用的过程
1. 光反应阶段
2. 暗反应阶段
3. 光合作用的概念：绿色植物细胞中的 从太阳光中捕
获 ，并将这些能量在CO2和H2O转变为 和O2的过程
中，转换并储存为糖分子中 的过程。
4. 总反应式
CO2＋H2O （CH2O）＋O2
叶绿体
能量
糖
化学能
5. 化能合成作用
（1）概念：通过氧化外界环境中的 获得的
来合成 的方式。
（2）①实例：硝化细菌能将 氧化成 ，进而将亚
硝酸氧化成 。
②过程
a.2NH3＋3O2 2HNO2＋2H2O＋能量。
b.2HNO2＋O2 2HNO3＋能量。
（3）意义：利用上述过程中释放的 ，将CO2和H2O合成
糖，以维持自身的生命活动。
无机物
化学能
有机物
NH3
亚硝酸
硝酸
化学能
6. 判断下列相关表述的正误
（1）光合作用中光反应必须有光才可进行，暗反应没有光也可长
时间进行。 （ × ）
提示：暗反应需要光反应提供的NADPH和ATP，没有光，暗
反应不能长时间进行。
（2）光合作用的光反应阶段完成了光能到活跃化学能的转化。
（ √ ）
提示：光反应阶段实现了光能转化为ATP和NADPH中活跃的
化学能。
×
√
（3）光合作用制造的有机物中的氧来自水。 （ × ）
提示：光合作用制造的有机物中的氧来自CO2。
（4）14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→（14CH2O）。
（ × ）
提示：14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→（14CH2O）＋
14C5。
（5）化能合成作用区别于光合作用的关键是能量来源不同，化能
合成作用能量来源于有机物中的化学能。 （ × ）
提示：化能合成作用能量来源于氧化无机物放出的能量。
×
×
×
探讨 分析光反应和暗反应的关系，形成系统观
光合作用是一个非常复杂的过程，包括一系列的化学反应。如图是光
合作用的图解，结合该图和教材内容分析：
（1）暗反应有光无光都能进行，那么暗反应能较长时间在黑暗条件
下进行吗？
提示：不能。因为在黑暗条件下不能进行光反应，暗反应缺少
光反应提供的NADPH和ATP。
（2）光合作用的光反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
提示：①物质变化
a.水的裂解：2H2O 4H＋＋4e－＋O2
b.NADPH的形成：NADP＋＋H＋＋2e－ NADPH
c .ATP的生成：ADP＋Pi＋能量 ATP
②能量变化
光能转化为化学能，储存在ATP和NADPH中，均用于暗反应。
（3）光合作用的暗反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
提示：①物质变化
a.CO2的固定：1分子CO2＋1分子五碳化合物→2分子三碳化
合物。
b.三碳化合物的还原：在酶的催化下，三碳化合物接受ATP、
NADPH释放的能量并被NADPH还原形成五碳化合物和糖类等。
②能量变化：ATP和[H]中的化学能，转化为储存于糖分子中的
化学能。
（4）若标记CO2中的14C，请写出光合作用过程中14C的转化途径。
提示：14CO2 14C3 （14CH2O）。
（5）夏季中午，气孔关闭后，会导致CO2供应不足，短时间内叶绿体
中C3和C5会发生怎样的变化？
提示：C3含量下降，C5含量上升。
1. 光反应与暗反应的联系图解
（1）光反应为暗反应提供NADPH、ATP，暗反应为光反应提供
NADP＋、ADP和Pi。
（2）没有光反应，暗反应无法长时间进行，没有暗反应，有机物
无法合成。
2. 光合作用过程中元素的去向分析
3. 环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
（1）分析思路
物质含量的变化取决于其生成速率和消耗速率的变化，要从
物质的生成和消耗两个方面综合分析。
（2）分析过程
如图中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。
（3）“模型法”表示C3和C5的含量变化
C3起始值高于C5（约是其2倍）
1. （2023·江苏宿迁期末）下列有关光合作用的叙述，正确的是
（ ）
A. 光反应完成能量转化过程，暗反应完成物质转变过程
B. 光反应在光下进行，暗反应在黑暗中进行
C. 光反应固定CO2，暗反应还原C3
D. 光反应产生ATP，暗反应消耗ATP
解析： 光反应和暗反应都可以完成能量的转化和物质的转变，
A错误；光反应必须有光，暗反应有光无光均可，B错误；CO2的固
定和C3的还原均发生在暗反应阶段，C错误；光反应中，光能转化
为ATP中活跃的化学能，暗反应阶段，ATP中活跃的化学能转化为
有机物中稳定的化学能，D正确。
2. 如图为绿色植物光合作用图解，下列叙述正确的是（ ）
A. ①是光合色素，分布在细胞质基质中
B. ②是氧气，在类囊体膜上产生
C. ③是C5，能被还原为（CH2O）
D. ④是ATP，在叶绿体基质中生成
解析： ①是光合色素，分布在叶绿体的类囊体膜上，A错误；②
是氧气，在类囊体膜上产生，来自光反应过程中水的光解，B正
确；③是C3，能被还原为（CH2O），C错误；④是ATP，在叶绿体
类囊体膜上产生，在叶绿体基质中消耗，D错误。
3. （多选）（2024·江苏盐城射阳一中月考）如图表示光合作用过程，其中Ⅰ、Ⅱ代表光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质，下列叙述正确的是（ ）
A. 阶段Ⅰ表示光反应阶段，阶段Ⅱ表示暗反应阶段
B. 物质a表示NADPH，物质c表示NADP＋，其中作为还原剂的为物质a
C. 阶段Ⅰ和Ⅱ都需要酶的参与
D. 物质b为ADP，在叶绿体类囊体膜上产生
解析： Ⅰ在类囊体膜上进行，故Ⅰ为光反应阶段，Ⅱ在叶绿体基
质中进行，故Ⅱ为暗反应阶段，A正确；暗反应过程中作为还原剂的
是a（NADPH），B正确；Ⅰ为光反应阶段，Ⅱ为暗反应阶段，光反
应阶段和暗反应阶段都需要酶的催化，C正确；物质b为ADP，ADP
在叶绿体基质中产生，在叶绿体类囊体膜上消耗，D错误。
4. 如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是（ ）
A. 图中甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP
B. 图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度
C. Ⅱ阶段甲相对浓度上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累
D. Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低
解析： 根据题意和题图可知，甲是C5，乙是C3，甲变成乙不消
耗光反应提供的ATP，Ⅱ阶段改变的条件是降低了CO2浓度，A错
误，B错误；CO2浓度降低，消耗C5减少，C5（甲）含量上升，C错
误；Ⅱ阶段改变的条件影响暗反应的进行，所以Ⅱ阶段光合速率最大
时所需光照强度比Ⅰ阶段低，D正确。
规律方法
光合作用过程中相关物质的变化规律
课时训练·提素能
02
分级练习 巩固提升
知识点一 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
1. （2023·扬州高一检测）1937年，植物生理学家希尔将叶绿体分离后
置于试管中，加入1％的DCPIP（DCPIP是一种可以接受氢的化合
物，被氧化时是蓝色，被还原时是无色）后，将试管置于光下，发
现溶液由蓝色变成无色并放出O2，以上实验证明了（ ）
A. 光合作用产生的O2来自H2O
B. 光合作用的过程中能产生还原剂和O2
C. 光合作用的光反应发生的场所
D. 光合作用的暗反应发生的场所
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解析： 判断光合作用产生的O2的来源需用同位素标记法，本实
验无法判断光合作用产生的O2的来源，A错误；溶液由蓝色变成无
色，说明产物中有还原剂，并放出O2，故说明光合作用的过程中能
产生还原剂和O2，B正确；本实验不能判断光合作用的光反应和暗
反应的场所，C错误，D错误。
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2. 如图是叶绿体局部结构模式图。在相应区域发生的生物学过程不包
括（ ）
A. ①的膜上面发生色素吸收光能的过程
B. ①的膜上面发生水的光解（释放O2）
C. 在②中CO2转化为C3化合物
D. 在②中发生ATP的合成
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解析： 图中①是叶绿体类囊体膜，上面分布着可以吸收光能的
光合色素，A正确；①叶绿体类囊体膜是水的裂解和ATP产生的场
所，B正确；②表示叶绿体基质，可将CO2固定生成C3化合物，C正
确；②叶绿体基质是暗反应的场所，需要消耗ATP，D错误。
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3. 图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲部分结构放大后的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 图甲所示结构主要通过内膜向内折叠增大膜面积
B. 图乙中的光合色素能有效吸收绿光使植物呈绿色
C. 图乙所示的膜结构位于图甲结构中的①或③处
D. 提取光合色素时常用无水乙醇作为溶剂
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解析： 图甲中的①②③④分别是叶绿体的内膜、外膜、类囊体
和基质。图甲结构为叶绿体，其主要靠类囊体叠合而成的基粒来增
大膜面积，A错误；图乙中的光合色素吸收绿光最少，绿光被反射
出来使植物呈绿色，B错误；图乙所示的膜结构上含有光合色素，
所以是图甲中③类囊体膜的放大图，C错误；叶绿体中的色素能够
溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此常用无水乙醇作为提取色素的溶
剂，D正确。
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知识点二 光合作用的过程
4. （2022·江苏盐城期末）下列有关光合作用的叙述，错误的是
（ ）
A. 光合作用的场所一定在叶绿体
B. 分布在类囊体膜上的色素具有吸收光能的功能
C. 光合作用过程中，光反应为暗反应提供ATP和NADPH
D. 环境中CO2含量突然降低，叶肉细胞中C3含量短期内会下降
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解析： 蓝细菌也能进行光合作用，但没有叶绿体，A错误；光
反应过程能产生NADPH和ATP，NADPH和ATP可用于暗反应过程
中C3的还原过程，C正确；环境中CO2含量突然降低，叶肉细胞中
CO2的固定减慢，C3的生成减少，短时间内其去路不变，最终导致
C3的含量减少，D正确。
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5. （2023·江苏南京期末）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. NADPH/NADP＋比值下降
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解析： 用黑布将培养瓶罩上，光反应停止，O2的产生停止，A
正确；光反应停止，使暗反应C3的还原受阻，导致C5含量减少，从
而导致CO2的固定减慢，B错误；ADP生成ATP减少，使ATP/ADP比
值下降，C正确；NADPH的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，
D正确。
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6. 下列关于光合作用和化能合成作用的叙述，正确的是（ ）
①都需要叶绿素
②都将CO2和水合成有机物
③都属于自养生物的营养方式
④合成作用所利用的能量相同
A. ①② B. ①③
C. ②③ D. ②④
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解析： 光合作用需要叶绿素，而化能合成作用不需要叶绿素，
①错误；光合作用是利用光能将CO2和水合成有机物，化能合成作
用是利用氧化还原反应过程中释放的化学能将CO2和水合成有机
物，②正确；光合作用和化能合成作用都属于自养生物的营养方
式，③正确；光合作用是利用光能，化能合成作用是利用氧化还原
反应过程中释放的化学能，④错误，综上所述，C正确。
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7. 如图是生活在适宜环境中的某植物光合作用部分过程图解，其中
A、B、C、D表示四种化合物，a、b表示两个生理过程，相关叙述
错误的是（ ）
A. 该过程发生的场所为叶绿体基质
B. C物质可以作为b过程的还原剂
C. 无光条件利于此过程的进行
D. 光反应产生的ATP用于图中反应
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解析： 图示表示光合作用的暗反应阶段，发生在叶绿体基质
中，A正确；C物质为NADPH，可以作为b过程的还原剂，B正确；
无光不能进行光反应，不能为图中暗反应提供ATP和NADPH，不利
于此过程的进行，C错误；光反应产生的ATP用于暗反应，使能量
由ATP中活跃的化学能转化为稳定的化学能，D正确。
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8. 将单细胞绿藻置于25 ℃、适宜的光照及充足的CO2条件下培养，经
过一段时间后，突然停止光照，发现绿藻体内的C3的含量突然上
升，原因是（ ）
A. 暗反应停止，不能形成NADPH和ATP
B. 暗反应仍进行，C3继续大量形成C5
C. 光反应仍进行，形成NADPH和ATP，促进了C3的形成并得到积累
D. 光反应停止，不能形成NADPH和ATP，C3还原减慢，积累了C3
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解析： 突然停止光照，光反应阶段停止，无法产生NADPH
和ATP，短时间内暗反应继续进行，CO2和C5结合生成C3，C3的
还原减弱，导致C5含量减少，C3含量有所增加，A、B、C错
误，D正确。
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9. 植物进行光合作用时，CO2可与RuBP羧化酶（Rubisco）的活性中心
结合，使之催化CO2与C5反应生成1分子不稳定的C6化合物，并立即
分解为2分子C3化合物。下列相关分析错误的是（ ）
A. CO2既是Rubisco的底物，又是活性调节物
B. 突然降低环境中CO2浓度可使C5含量增多
C. 激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程需光反应提供ATP和
NADPH
D. 对正常进行光合作用的植物停止光照后，C3的消耗速率和生成速率
将会降低
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解析： 由题干分析可知，CO2既是Rubisco的底物，又是活性调
节物，A正确；突然降低环境中CO2浓度，CO2的固定速率减慢，消
耗的C5减少，而短时间内C3还原生成C5的速率不变，故C5含量会增
多，B正确；激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程不需光反应提
供ATP和NADPH，NADPH、ATP用于暗反应阶段的C3的还原过
程，C错误；对正常进行光合作用的植物停止光照后，光反应停
止，无NADPH、ATP生成，暗反应速率降低，C3的消耗速率和生成
速率将会降低，D正确。
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10. （2023·南京检测）下列对光合作用图解的分析，错误的是
（ ）
A. 光合色素分布在类囊体膜上
B. 图中①②为O2和ATP
C. 若突然停止CO2供应，短时间内三碳化合物的含量将上升
D. 若提供3H2O，则3H的转移途径为H2O→[H]→糖类
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解析： 光合色素分布在类囊体膜上，A正确；光合作用中光反
应为暗反应提供[H]（NADPH）和ATP，同时光反应中H2O光解产
生O2，B正确；若突然停止CO2供应，则CO2的固定减慢，短时间
内三碳化合物的含量将下降，C错误；水的光解产生[H]
（NADPH）与O2，三碳化合物在光反应提供的ATP和[H]
（NADPH）的作用下还原生成糖类，因此用3H标记的H2O进行示
踪，可发现3H的转移途径为H2O→[H]→糖类，D正确。
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11. （2023·连云港检测）如图为某同学学习光合作用后绘制的光合作
用过程图，回答下列问题。
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（1）光反应发生在叶绿体的 上，原因是与光反应有关
的光合色素和 分布其上。
（2）光照时，叶绿素等光合色素吸收光能，使某些基态叶绿素分
子受到激发释放出电子，电子在不同物质间传递，最后把
NADP＋还原成NADPH。在此过程中，能量由最初的
转变为 ，又转变为 ，储存在
中。
类囊体膜
酶
光能
电能
化学能
NADPH（或
[H]）和ATP
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解析：光照时，叶绿素等光合色素吸收光能，有两方面用途，一是将水分解为氧、H＋和电子，氧直接以氧分子的形式释放出去，H＋和电子与氧化型辅酶Ⅱ（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；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能，所以能量的转移途径是光能到电能再到化学能。
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（3）在暗反应阶段，绿叶细胞从外界吸收的CO2进入叶绿体基
质，与细胞中的一种C5结合，形成两个C3，这个过程称
为 ；在有关酶的催化下，C3接受光反应阶段提
供的物质和能量，经过一系列生化反应，部分转化为糖类，
该过程称为 ，另一部分又形成C5，该过程称为
。
CO2的固定
C3的还原
C5
的再生（形成）
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解析： CO2和C5结合生成C3的过程称为CO2的固定。C3转化为糖类和C5
的过程称为C3的还原；此过程中一些接受能量并被还原的C3，经过一
系列变化，又形成C5，这些C5又可以参与CO2的固定。这样，暗反应
阶段就形成从CO2到C3到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此
暗反应过程也称作卡尔文循环。
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（4）若环境中的CO2浓度大幅降低，短时间内绿色植物细胞内含
量降低的物质有 。
A. NADPH B. C3
C. C5 D. ATP
B
解析：若环境中的CO2浓度降低，暗反应中CO2的固定速率减慢，生成的C3减少，而短时间内C3还原生成C5的速率不变，故C5含量增多，NADPH和ATP含量增多，A、C、D错误，B正确。
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（5）如果让你来建设用于栽培蔬菜的塑料大棚，最好选择
（填“无色”“绿色”或“红色”）的塑料薄膜。
无色
解析： 植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光，塑料大棚呈什么颜色主要取决于透过什么光，所以选择无色的塑料薄膜。
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12. （2024·江苏苏州昆山一中月考）据下面植物叶片光合作用图示判
断，相关叙述不正确的是（ ）
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A. NADPH既可作还原剂，也可为暗反应提供能量
B. ②不仅用于还原C3，还可用于矿质离子的吸收等
C. ⑤过程发生于叶绿体类囊体膜上，⑥过程发生于叶绿体基质中
D. 如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子，则14C的转移途
径为14CO2→C3→糖类
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解析： NADPH，即图中的①，在C3还原过程中，既可作还原
剂，也可提供能量，A正确；②是ATP，可用于C3还原过程中能量
的消耗，不可用于矿质离子的吸收，B错误；⑤过程为光反应过
程，发生于叶绿体类囊体膜上；⑥过程为暗反应过程，发生于叶
绿体基质中，C正确；如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳
原子，则14C的转移途径为14CO2→C3→糖类，D正确。
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13. （2024·江苏苏南八校高一联考）科学家往小球藻培养液中通入
14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照后检测放射性物质的分
布情况，结果如表所示。
实验 组别 光照 时间（s） 放射性物质分布
1 2 大量3-磷酸甘油酸（三碳化合物）
2 20 多种磷酸化糖类
3 60 除上述多种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机
酸等
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A. 本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段
B. 每组实验照光后需对小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物
质的分布
C. CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是多种磷酸化糖类
D. 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
根据上述实验结果分析，下列叙述错误的是（ ）
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解析： 本实验检测“三碳化合物”“磷酸化糖类”“氨基酸、有机
酸等”的放射性，可推测本实验研究的是光合作用的暗反应阶段，
A正确；由于某一反应的产物同时是下一个反应的反应物，要想准
确测定放射性物质分布，必须阻断后续的反应，即每组实验照光
后需对小球藻进行处理使酶失活，B正确；CO2进入叶绿体后，2 s
后在三碳化合物检测到放射性，说明最初形成的产物应该是三碳
化合物，C错误；第三组实验中放射性物质分布在氨基酸、有机酸
等物质中表明光合作用产物中不仅有糖类，还有氨基酸、有机酸
等，D正确。
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14. （多选）我国科学家利用CO2人工合成淀粉获得成功。该技术分为
三个阶段：阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成C1（甲醇），C1经过
缩合反应依次生成DHA（二羟丙酮）、DHAP（磷酸二羟丙酮）、
GAP等三碳中间体；阶段Ⅱ由GAP通过缩合反应生成六碳化合物；
阶段Ⅲ由六碳化合物经过生物聚合反应生成淀粉。下列说法正确
的是（ ）
A. 绿色植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程发生在叶绿体基质
B. 叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需光反应提供NADPH和ATP
C. 叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需要相关酶催化并提供活化能
D. 研究该过程中淀粉的合成途径利用14C同位素标记比18O更合适
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解析： 阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成三碳中间体，绿色
植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程是CO2的固定，发生在叶绿体
基质，A正确；阶段Ⅱ由GAP通过缩合反应生成六碳化合物，叶肉
细胞内类似于阶段Ⅱ的过程是C3的还原，需光反应提供NADPH和
ATP，B正确；酶的催化作用本质是降低化学反应的活化能，不能
提供活化能，C错误；14C具有放射性，用14C标记二氧化碳，可探
究二氧化碳中的碳如何转化成有机物中的碳，而18O没有放射性，
D正确。
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15. （多选）（2024·江苏连云港月考）植物光合作用的光反应依赖类
囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸
收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，
通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。
LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述正确的是
（ ）
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A. 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增
强
B. Mg2＋含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
C. 弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D. PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2
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解析： 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离
减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg2＋是叶绿素的
组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，
导致对光能的捕获减弱，B错误；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强
对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能并分解水，水的
光解产生H＋、电子和O2，D正确。
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16. 图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合
作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线。据图回答下列问题：
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（1）图1中A表示的物质是 ，它由
产生，其作用主要是 。
解析： 光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。光反
应阶段产生的ATP和[H]（NADPH）参与暗反应阶段C3的还
原过程。分析题图1可知，A与ATP一起参与暗反应中C3的还
原，所以A是[H]（NADPH）。[H]（或NADPH）来自光反应
阶段，水的光解过程，其主要作用是还原C3。
[H]（或NADPH）
水在光下
分解
用于C3的还原
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（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自 。若用放射性
同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是 。
解析： 光合作用中能量转换为光能→ATP和NADPH中
的化学能→有机物中稳定的化学能。光反应过程是将光能转
化成ATP和NADPH中的化学能，故形成的ATP的能量来自太
阳光能。C在光合作用过程中的转移途径是CO2→C3→
（CH2O），所以若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进
入的物质是（14CH2O）。
太阳光能
（14CH2O）
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（3）图2中曲线a表示的化合物是 ，b表示的化合物是 ，在
无光照时，a含量迅速上升的原因是
。
解析： 分析题图2可知，突然黑暗后光反应不能进行，
无[H]（NADPH）与ATP生成，C3的还原受阻，导致C5不能
生成，但C5和CO2结合生成C3仍在进行，故细胞中C3的含量
上升，C5的含量下降，则a是C3，b是C5。
C3
C5
CO2与C5结合形成C3继
续进行，而C3不能被还原
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17. （2024·江苏扬州仪征一中高一月考）研究表明，卡尔文循环中的
多种酶和磷酸丙糖转运器的活性受到光的调节。如图表示某植物
的叶肉细胞中光合作用的示意图，据图回答下列问题。
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（1）光反应的场所是 ，光反应的产物
是 。
（2）图中磷酸丙糖的去向有 处，蔗糖的合成场所是
。
叶绿体的类囊体膜上
ATP、NADPH和O2
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细胞质基
质
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解析：据题图可知磷酸丙糖的去向有3处即转化为五碳化合物、转化为淀粉或者是运出叶绿体在细胞质基质合成蔗糖；蔗糖的合成场所是细胞质基质。
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（4）科研人员发明了一种转光膜（该膜可将部分紫外光和绿光转
变成蓝紫光、红光）。与普通的大棚膜相比，此种转光
膜 （填“能”或“不能”）提高大棚作物的产量，理由是
。
（3）有科学家认为“暗反应”这一名称并不能准确概括卡尔文循环
的特点。理由是：
。（答出一点即可）
卡尔文循环（暗反应）需要光反应提供
NADPH和ATP才能进行
能
此
种转光膜能将光合色素几乎不吸收的紫外光和绿光转化为光
合色素容易吸收的蓝紫光和红光，有利于光合作用的进行
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解析：由题干可知，科研人员发明了一种转光膜（该膜可将部分紫外光和绿光转变成蓝紫光、红光），与普通的大棚膜相比，此种转光膜能提高大棚作物的产量，是因为此种转光膜能将光合色素几乎不吸收的紫外光和绿光转化为光合色素容易吸收的蓝紫光和红光，有利于光合作用的进行。
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感 谢 观 看!
