2024届苏教版高中生物一轮复习光合作用与细胞呼吸的综合分析课件

这是一份2024届苏教版高中生物一轮复习光合作用与细胞呼吸的综合分析课件，共60页。PPT课件主要包含了光合速率的测定方法，重温真题经典再现，限时强化练，基础·精细梳理，典例·精心深研，丙酮酸，CO2，CH2O，H2O，2能量方面等内容，欢迎下载使用。

光合作用与细胞呼吸的联系
考点一　光合作用与细胞呼吸的联系
1.光合作用与有氧呼吸的关系
(3)NADH([H])、NADPH、ATP
2.辨析净光合速率与总光合速率(1)结合曲线辨析
提醒　当植株净光合速率为0时，叶肉细胞的净光合速率大于0；当叶肉细胞中净光合速率为0时，植株的净光合速率小于0。
(2)从语言文字中辨析　　 　还有“叶绿体吸收”也表示总光合速率
总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率①光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸释放的CO2量②光合作用产生的O2量＝释放到环境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量　　　
3.自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
1.(多选)(2022·江苏百校大联考)蓝细菌是引起“水华”现象的主要微生物。下图是蓝细菌光合作用和呼吸作用过程中含碳化合物相互转化的部分图解。下列相关叙述错误的是(　 　)
A.与过程①②有关的酶分布在叶绿体基质中B.有氧呼吸中，与过程③相比，过程④产生[H]的量较多C.过程③④能为过程②提供ATP和NADPHD.在乳酸菌细胞中能发生的过程是③和④
解析　分析题图，对于绿色植物来讲，过程①②分别表示二氧化碳的固定和C3还原过程，为光合作用的暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，但图示的过程发生在蓝细菌细胞中，蓝细菌没有叶绿体，因此，蓝细菌细胞中，与过程①②有关的酶分布在细胞质基质中，A错误；有氧呼吸中，与过程③有氧呼吸的第一阶段相比，过程④有氧呼吸的第二阶段产生[H]的量较多，B正确；过程③是有氧呼吸的第一阶段，过程④是有氧呼吸的第二阶段，这两个过程有ATP的产生，同时也有[H]的生成，但这两个过程的[H]是NADH，C错误；乳酸菌为厌氧细菌，在乳酸菌细胞中发生乳酸发酵过程，乳酸发酵不产生CO2，能发生的过程是③，D错误。
2.(2021·广东卷，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a，示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　)
A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
解析　由题图可知，突变体t1的叶绿体相对受光面积大于突变体t2的叶绿体相对受光面积，故突变体t1在较小的光照强度下就能达到光补偿点和光饱和点，A、B正确；野生型、突变体t1和突变体t2的叶绿素含量基本一致，故野生型、突变体t1和突变体t2光合速率的高低与叶绿素含量无关，C正确；在适当的光照强度下，三者光合速率有一定差异，当三者的光照强度均达到光饱和点后，光合速率不再随光强增加而增加，三者光合速率的差异不随着光照强度的增加而改变，D错误。
3.(2022·江苏考前模拟)下图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体的体积)，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸)(　　)
A.图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m4B.处于图甲中A、B、C、D、E任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0C.图甲中E点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低D.图甲中C点时，图乙中有m1＝n1＝m4＝n4
解析　甲图中的纵坐标表示植物光合作用的二氧化碳的净吸收量，而乙图中的m4表示植物光合作用的二氧化碳的总吸收量，A错误；乙图中m1＝n1＞0表示存在呼吸作用，可对应甲图中A、B、C、D、E任意一点，乙图中m2＝n2＞0时，表示呼吸作用强度强于光合作用或只有呼吸作用，只能对应甲图中的A、B点，B错误；甲图中E点以后，光合作用不再增强(图乙中n4不再增加)，外因主要是受空气中二氧化碳浓度(m3)的限制，C错误；甲图中C点时，呼吸作用的强度＝光合作用强度，则乙图中有m1＝n1＝m4＝n4，D正确。
4.(2023·扬州中学期初)下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏的某一晴天，乙图为春天的某一晴天。对两图的相关原因分析正确的是(　　)
A.甲乙图中有机物积累最多的都是D点B.适当提高温度可以减小OA的绝对值C.两图中DE时间段引发CO2吸收量下降的原因相同D.甲图中E点与G点相比，叶绿体中的ATP合成速率更快
解析　甲图中的CO2吸收量表示净光合作用强度，净光合作用强度＝总光合作用强度－呼吸作用强度，C→G时间段表示光合作用强度大于呼吸作用强度，因此G点时有机物积累最多，同理乙图中E点有机物积累最多，A错误；适当升高温度可能会使呼吸速率升高，OA的绝对值增大，B错误；甲图中DE时间段下降的原因是：蒸腾作用过强，叶片的气孔关闭，使得CO2的吸收量减少，暗反应减弱，乙图中DE时间段下降的原因是：光照强度减弱，光反应生成的NADPH和ATP减少，暗反应减弱，C错误；甲图中E点的光照强度高于G点，所以E点光反应产生的NADPH和ATP多于G点，D正确。
考点二　光合速率的测定方法
1.“液滴移动法”——测定装置中O2的变化
①总(真正)光合速率＝净(表观)光合速率＋呼吸速率。②物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。　　　
2.“黑白瓶法”——测溶氧量的变化
提醒　①黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。
3.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
提醒　①本方法又叫半叶称重法，即测定单位时间、单位叶面积干物质的产生总量，常用于大田农作物光合速率的测定。②本方法的要点是一半叶片遮光，另一半叶片照光，同时开始实验。③可选择对称于主脉的多组叶圆片，烘干称重，分别求出WA和WB的平均值，以减小实验误差。
1.为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25 ℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是(　　)
A.在无光条件下，液滴向左移动B.在有光条件下，液滴向右移动C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大
解析　由于CO2缓冲液维持装置中的CO2含量不变，所以引起装置中气压变化的原因是O2变化，无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸，消耗O2，液滴左移，A正确；有光条件下，绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2，又进行光合作用产生O2，若光合作用>呼吸作用，液滴右移，若光合作用＝呼吸作用，液滴不移动，若光合作用<呼吸作用，液滴左移，B错误；在有光条件下，液滴向右移动的距离代表净光合速率，C错误；光照强度小于光补偿点时，液滴向左移，光照强度大于光补偿点，小于光饱和点时，随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大，D错误。
2.(2023·江苏泗洪县洪翔中学高三阶段检测)取若干长势相同的绿色植物，随机分成三组，分别置于相同的密闭透光玻璃罩内，持续光照，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.丙装置中植物存活时间最长B.甲装置中植物细胞呼吸时间最长C.甲、乙、丙装置中植物的光合作用产物有淀粉和蔗糖D.该实验能够反映光合作用强度与光照强度的关系
解析　丙装置，氧气的增加量最多，相对于同等的呼吸作用，丙光合作用最大，二氧化碳消耗多，由于在密闭玻璃罩内，所以丙装置中的植物存活时间不是最长，A错误；甲氧气的增加量最少，呼吸作用接近于光合作用，光合作用产生的氧气，能够较为足量提供给呼吸作用，维持平衡，所以甲装置中植物细胞呼吸时间最长，B正确；植物光合作用的产物有淀粉和蔗糖，C正确；自变量是光照强度，因变量是氧气的增加量，且光合作用强度由氧气的增加量表示，所以该实验能够反映光合作用强度与光照强度的关系，D正确。
3.(2023·福建厦门双十学校质检)研究者将对称叶片一半遮光，另一半照光处理。经过一段时间后，在对称部位截取同等面积(实验处理前干重相同)的叶片，烘干称重，用于相关速率的计算。不考虑光照条件对叶片呼吸速率的影响，下列说法正确的是(　　)A.遮光处理后叶绿体基质中C3的含量比照光处理后低B.照光处理时类囊体薄膜上可发生NADP＋与电子和H＋结合C.照光处理与遮光处理后叶片的干重差是由呼吸作用引起的D.要计算光合作用速率还需测定同等面积叶片的初始干重
解析　遮光后，光反应停止，短时间内C3被还原成C5的过程减弱乃至停止，而C5固定CO2的过程仍能继续，故遮光后C3含量会比照光时的C3含量高，A错误；照光处理时类囊体薄膜上可产生NADPH，故可发生NADP＋与电子和H＋结合，B正确；照光处理后与遮光处理后叶片的干重差(单位时间内)是真正光合作用速率，因此不需要测定同等面积叶片的初始干重，C、D错误。
4.(2023·河北景县调研)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是(　　)
A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3(g·m－3)B.水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原C.水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体D.水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
解析　白瓶透光，瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶内水生植物只能进行细胞呼吸。在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物呼吸作用所消耗的O2量，为1.5(g·m－3)，白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值。综上分析可知，在水深1 m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为3＋1.5＝4.5(g·m－3)，A错误；水深2 m处白瓶中水生植物能进行光合作用，因此能进行水的光解和C3的还原，B错误；水深3 m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C正确；在水深4 m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为－1＋1.5＝0.5(g·m－3)，能进行光合作用，D错误。
1.(2021·北京卷，3)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是(　　)
A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近B.35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等C.50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能D.HT植株表现出对高温环境的适应性
解析　由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3(mml·cm－2·s－1)，A正确；CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由图可知35 ℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较，B错误；由图可知，50 ℃时HT植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT植株的净光合速率不大于零，说明不能积累有机物，C正确；由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育，体现了HT植株对高温环境的适应性，D正确。
2.(2019·全国卷Ⅱ，31)(节选)回答下列与生态系统相关的问题。
通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内________________________；C与B的差值表示这段时间内________________________；A与B的差值表示这段时间内________________________。
生产者净光合作用的放氧量
生产者光合作用的总放氧量
生产者呼吸作用的耗氧量
解析　甲瓶生产者只进行细胞呼吸，乙瓶生产者既能进行细胞呼吸，又能进行光合作用。若干小时后，透光的乙瓶中的氧气含量(C)与水样中氧气的初始含量(A)的差值表示这一时间段内生产者净光合作用的放氧量；水样中氧气的初始含量(A)与不透光的甲瓶中的氧气含量(B)的差值表示这一时间段内生产者呼吸作用的耗氧量；总光合作用＝净光合作用＋呼吸作用＝(C－A)＋(A－B)＝C－B，因此C与B的差值表示这一时间段内生产者光合作用的总放氧量。
3.(2021·江苏卷，20)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。
(1)叶绿体在______________上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是____________________。(2)光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖(C3)，为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生________；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了________个CO2分子。(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酰乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的________中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为________中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦，实验方法是：取培养10～14 d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定、计算光合放氧速率(单位为μml O2·mg－1chl·h－1，chl为叶绿素)。请完成下表。
在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮
减少叶片差异造成的误差
叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量)
解析　(1)光合作用光反应场所为类囊体薄膜，将光能转变成化学能，参与该反应的光合色素是叶绿素、类胡萝卜素。(2)据题意，在暗反应进行中，为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3可以转化为C5继续被利用；一分子蔗糖含12个C原子，C5含有5个碳原子，据图固定1个CO2合成2个C3，因为还要再生出C5，故需要12个CO2合成一分子蔗糖。(3)NADPH起还原剂的作用，含有还原能，线粒体可将还原能转化为ATP中的化学能。(4)设计实验遵循单一变量原则、对照原则、等量原则，对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮溶液。对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的原因是减少叶片差异造成的误差。称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定其中叶绿素的含量。
考点一　光合作用与细胞呼吸联系1.(2023·广东中山市调研)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是(　　)A.降低至一定水平时再升高B.持续保持相对稳定状态C.降低至一定水平时保持不变D.升高至一定水平时保持相对稳定
解析　密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行呼吸作用，植物净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，净光合速率只要大于0，则光合作用消耗的CO2量就大于呼吸作用释放的CO2量；根据题意，从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。说明密闭容器内的CO2浓度从光照开始就下降，当净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0时，密闭容器内的CO2浓度停止下降，然后净光合速率为0，保持不变，密闭容器内的CO2浓度也保持不变，C正确。
2.(2023·辽宁省实验中学)如图所示为某高等植物叶肉细胞内有关细胞器的代谢活动，下列相关叙述错误的是(　　)
A.甲可以调节细胞内的环境B.乙为叶绿体，a在类囊体薄膜上形成，用于B的还原C.若G与F是同一种物质，则G在丙的基质中产生D.无光条件下，乙不能产生ATP但能产生E，而丙能产生ATP
解析　根据各细胞器的结构特点及物质变化可判断甲、乙、丙分别为液泡、叶绿体和线粒体，液泡具有调节细胞内的环境的作用，A正确；根据题图中的箭头指向推知a为NADPH和ATP，它们是在类囊体薄膜上形成的，用于C3的还原，B正确；若G与F是同一种物质，根据图中信息判断G与F都是CO2，在线粒体中CO2是在线粒体基质中产生的，C正确；E为(CH2O)，无光条件下，暗反应不能正常进行，叶绿体不能产生E，但线粒体能产生ATP，D错误。
3.(2023·扬州中学检测)下图表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物光合速率和呼吸速率的影响结果。下列相关叙述错误的是(　　)
A.该植物在30 ℃时生长速度最快B.该植物细胞呼吸的最适温度大于光合作用的最适温度C.温度大于40 ℃时，该植物不能正常生长D.在15～35 ℃范围内，随着温度的升高，该植物的生长速度逐渐变快
解析　由题图可知，图中实线代表实际光合速率，虚线表示呼吸速率。植物的生长速度取决于净光合速率，净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，由题图可知，该植物在30 ℃时净光合速率最大，所以该温度下植物生长速度最快，A正确；题图中两条曲线的顶点对应的温度是最适温度，因此呼吸作用的最适温度明显大于光合作用的最适温度，B正确；大于40 ℃时该植物的呼吸速率大于实际光合速率，所以植物不能正常生长，C正确；在15～35 ℃范围内，随着温度的升高，该植物的生长速度先由慢变快，再由快变慢，D错误。
4.(多选)(2023·江苏新沂阶段检测)玉米叶肉细胞中有一种酶，通过系列反应将CO2泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，保证卡尔文循环顺利进行，这种酶被形象地称为“CO2泵”，下列相关叙述错误的是(　　)
A.A→B的过程还需要光反应提供的NADH、ATP等物质的参与B.抑制“CO2泵”的活性，短时间内维管束鞘细胞中B的含量增加C.晴朗的夏季11：00时，温度升高玉米维管束鞘细胞光合作用速率会明显下降D.可用纸层析法分别分离玉米叶肉细胞、维管束鞘细胞中的色素并比较色素的含量和种类差别
解析　分析题图，A表示三碳化合物，B表示五碳化合物，图中A→B的过程表示三碳化合物的还原，需要光反应提供的NADPH、ATP等物质的参与，A错误；抑制“CO2泵”的活性，维管束鞘细胞中CO2含量降低，导致CO2的固定受阻，消耗的五碳化合物减少，而三碳化合物的还原生成五碳化合物仍正常进行，所以在短时间内，维管束鞘细胞中B(五碳化合物)的含量增加，B正确；晴朗的夏季11：00时，玉米光合作用速率不仅没有下降，反而有所上升，原因是玉米叶肉细胞内有“CO2泵”，仍可以维持细胞内较高的CO2浓度，此时光照强度增强，光合作用速率增加，C错误；不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，故可用纸层析法分别分离玉米叶肉细胞、维管束鞘细胞中的色素，并比较色素的含量和种类差别，D正确。
5.(2023·湖北四地七校联盟)某实验小组研究温度对水绵光合作用的影响，实验结果如下图所示，据图分析，下列有关说法正确的是(　　)
A.据图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃B.图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25 ℃C.每天光照12小时，最有利于水绵生长的温度是25 ℃D.在5 ℃时，水绵细胞产生O2的速率是消耗O2的速率的2倍
解析　由于没有对高于35 ℃条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究，因此无法判断水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃，A错误；有机物的积累速率取决于净光合速率，由图可知，温度为25 ℃时，水绵细胞在光照下吸收CO2的量最大，即净光合速率最大，积累有机物速率最大，B正确；水绵在一昼夜中积累的有机物越多，越有利于水绵生长，每天光照12小时，水绵在一昼夜中积累的有机物为光照条件下积累的有机物－黑暗条件下消耗的有机物＝12×光照下吸收CO2的量－12×黑暗中释放CO2的量，由题图可知，温度为20 ℃时，水绵在一昼夜中积累的有机物最多，C错误；由题图可知，温度为5 ℃时，水绵细胞产生O2的速率＝净光合速率＋呼吸速率＝光照下吸收CO2的量＋黑暗中释放CO2的量＝1＋0.5＝1.5(mg·h－1)，由于呼吸作用消耗O2的速率为0.5(mg·h－1)，所以水绵细胞产生O2的速率是消耗O2的速率的3倍，D错误。
考点二　光合速率的测定方法6.(2023·河南洛阳统考)如图所示，将对称叶片左侧遮光，右侧曝光，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质转移。在适宜光照下照射6小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b。下列相关叙述正确的是(　　)
A.a/6所代表的是该叶片的呼吸速率B.b/6所代表的是该叶片的光合速率C.(b＋a)/6所代表的是该叶片的净光合速率D.(b－a)/6所代表的是该叶片的真正光合速率
解析　a＝叶片原重量－呼吸消耗，呼吸速率＝(叶片原重量－a)/6，故a/6不是呼吸速率，A错误；b＝叶片原重量＋总光合作用－呼吸消耗，光合速率＝(b－叶片原重量＋呼吸消耗)/6＝(b－a)/6，故b/6不是光合速率，B错误；(b－叶片原重量)/6＝该叶片的净光合速率，C错误；b－a表示光合作用合成有机物的总量，所以(b－a)/6所代表的是该叶片的真正光合速率，D正确。
7.(多选)(2022·江苏六合高级中学阶段检测)细胞内的叶绿体是一种动态的细胞器，随光照强度的变化，其分布和位置也会发生改变，该过程称为叶绿体定位。研究发现，叶绿体定位至少需要两个条件，即叶绿体的移动和新位置上的锚定。下列相关叙述正确的是(　　)
A.绿色植物叶肉细胞的光合色素可吸收、传递、转化光能，并将转化的能量全部储存在ATP中B.由图1结果可知，弱光条件下，叶绿体会汇集到细胞顶面，使其能最大程度的吸收光能C.若化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后，叶绿体定位异常，推测叶绿体是沿着微丝蛋白进行移动D.由图2结果推测，叶绿体是通过CHUP1蛋白锚定在微丝蛋白上，而CHUP1蛋白应该位于叶绿体的内膜
解析　光合作用的色素分布在叶绿体类囊体薄膜，光合色素将吸收的光能转化为ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能，用于暗反应中C3的还原，A错误；据图1结果可知，弱光条件下，叶绿体会汇集到细胞顶面，能最大限度的吸收光能，保证高效率的光合作用，B正确；研究发现，叶绿体定位至少需要两个条件，即叶绿体的移动和新位置上的锚定，化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后，叶绿体定位异常，推测叶绿体是沿着微丝蛋白(细胞骨架)进行移动，C正确；由图2结果推测，去除叶绿体的CHUP1蛋白后，叶绿体定位异常，故叶绿体是通过CHUP1蛋白锚定在微丝蛋白上的，则CHUP1蛋白位于叶绿体外膜表面，D错误。
8.(多选)(2022·淮安期中)人工光合作用是模拟自然界的光合作用，利用光能分解水制造氧气或固定CO2制造有机物的过程。如图是人工光合作用模拟装置示意图，下列相关叙述正确的是(　 　)
A.自然光合作用离不开光合色素对光能的吸收和转化B.催化剂a的表面会有O2产生C.质子交换膜的功能与叶绿体内膜类似D.人工光合作用的研究对于人类解决能源危机具有重要意义
解析　自然条件下，植物叶肉细胞进行光合作用需要光合色素吸收、传递和转化光能，A正确；催化剂a催化的化学反应类似于光合作用的光反应，其中水进行光解时会产生O2，所以催化剂a的表面会有O2产生，B正确；质子交换膜使H＋通过，其功能类似于叶绿体类囊体薄膜，C错误；人工光合作用光能分解水制造氧气或固定CO2制造有机物，该研究对于人类解决能源危机具有重要意义，D正确。
9.(2022·淮安期中)莲藕是广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体和普通莲藕的净光合速率。图2中A、B分别表示某光照强度下该突变体与普通莲藕的气孔导度(单位时间进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。请分析回答下列问题：
(1)莲藕极易褐变，这是因为细胞内的多酚氧化酶催化相关反应引起的。将莲藕在开水中焯过后可减轻褐变程度，原因是_______________________________________________。在2 000(μml·m－2·s－1)的光强下，突变体莲藕的实际光合速率比普通莲藕的高________%(保留一位小数)。(2)CO2在光合作用中被利用的场所是______________，因为此处可以为CO2的固定提供________。(3)据图2分析，________(填“普通”或“突变体”)莲藕在单位时间内固定的CO2多，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。
高温下多酚氧化酶失去活性，抑制了褐变过程
突变体的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通莲藕相近，说明突变体的光合速率较高，能较快地消耗CO2
解析　(1)高温破坏了多酚氧化酶的结构，使其失去活性，因此将莲藕用开水处理后可减轻褐变程度；据图1分析，在2 000(μml·m－2·s－1)的光强下，突变体莲藕的实际光合速率为2＋19＝21，普通莲藕的实际光合速率为2＋15＝17，突变体莲藕的实际光合速率比普通莲藕高21－17＝4，所以突变体莲藕的实际光合速率比普通莲藕高4÷17≈23.5%。(2)暗反应过程中与二氧化碳结合的C5化合物以及反应所需要的酶均在叶绿体基质中，故二氧化碳被利用的场所是叶绿体基质。(3)据图2分析，突变体的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通莲藕相近，说明突变体的光合速率较高，能较快地消耗CO2，所以突变体莲藕在单位时间内固定的CO2多。
10.(2022·江苏考前模拟)光合能力是作物产量的重要决定因素。为研究水稻控制光合能力的基因，科研人员获得了一种植株高度和籽粒重量都明显下降的水稻突变体，并对其进行了相关实验。
(1)叶绿体中的色素位于_____________上，光合色素的作用是_________________________。光反应阶段生成的ATP和NADPH参与在_____________(场所)中进行的__________过程，该过程的产物可以在一系列酶的作用下转化为蔗糖和淀粉。
(2)科研人员用电镜观察野生型和突变体水稻的叶绿体，结果如图所示。与野生型相比，突变体的叶绿体主要出现了两方面的明显变化：①__________________；②__________________。此观察实验可以从________水平分析了突变体光合产量变化的原因。
(3)半乳糖脂是类囊体膜的主要脂质成分，对于维持类囊体结构具有重要作用，酶G参与其合成过程。测序发现，该突变体的酶G基因出现异常。科研人员测定了野生型、突变体和转入酶G基因的突变体中的半乳糖脂及叶绿素含量，结果如下表所示。
比较三种水稻的测定结果说明___________________________________________________________________________。
突变体的半乳糖脂和叶绿素含量均低于野生型，转入酶G基因后两者含量恢复
(4)综合上述研究，请简要解释在相同光照条件下，突变体产量下降的原因_____________________________________________________________________________________________________________。(5)若要利用酶G基因培育高产水稻，一种可能的思路是：将酶G基因转入________(填“野生型”或“突变体”)水稻，检测_________________是否提高。
酶G基因异常，半乳糖脂和叶绿素含量降低，影响类囊体结构，进而影响光反应，导致暗反应合成的蔗糖和淀粉减少
解析　(1)叶绿体中的光合色素分布在类囊体薄膜上，光合色素的作用是能够吸收、传递和转化光能；光反应产生的NADPH和ATP参与叶绿体基质中的三碳化合物还原(C3的还原)过程，形成淀粉和蔗糖。(2)比较二者的叶绿体结构可知：①突变体的叶绿体与野生型的叶绿体相比，类囊体结构分布散乱；②图中可以明显看到，突变体的叶绿体比野生型的叶绿体中的淀粉粒减少。此实验通过对比叶绿体的结构组成分析了光合作用的变化原因，因此属于细胞水平上的研究。(3)分析表中的结果，对比三种水稻的测定结果可知：突变体的半乳糖脂和叶绿素含量均低于野生型，而转入酶G基因后表中数据显示，
两者含量均恢复到野生型水平上。(4)综合上述研究，推测突变体产量下降的原因是突变体酶G基因异常，半乳糖脂和叶绿素含量降低，影响类囊体结构，进而影响光反应，导致暗反应合成的蔗糖和淀粉减少。(5)根据以上研究可知，酶G基因可以有助于提高叶绿素的含量和增加类囊体的数量，从而提高产量。若要利用酶G基因培育高产水稻，根据基因工程的方法，可以将酶G基因转入野生型水稻中，检测野生型水稻的产量是否提高。
11.(2022·江苏卷，20)图Ⅰ所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①～⑦表示代谢途径)。Rubisc是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸(C2)，C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题。
(1)图Ⅰ中，类囊体膜直接参与的代谢途径有________(从①～⑦中选填)，在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是__________________。(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的__________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b(图Ⅱ)。①曲线a，0～t1时(没有光照，只进行呼吸作用)段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于________。
②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是__________________________________。(4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了下图代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的________价值。
光合作用强度等于呼吸作用强度