高一生物（人教版）必修一课件第5章第4节第2课时光合作用的原理

第2课时　光合作用的原理目录学案设计(一)认识光合作用的概念及探索历程1.光合作用的概念理解叶绿体光能2.探索光合作用原理的部分实验 水的光解CO2H2O ATP水的光解14CO2(二)探索光合作用中物质和能量变化的分析1.光合作用中有机物产生的探索分析(1)研究碳的转移途径卡尔文用小球藻进行实验，将其装在一个透明的密闭容器中，他向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到5 s时，14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中，将反应时间缩短到0.5 s时，14C出现在一种三碳化合物(C3)中。①请据上述材料，用符号和箭头表示碳的转移途径。提示： ②如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么，请说出可能的实验思路。提示：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。(2)探索C5和C3的关系①实验现象：如果光照下突然中断CO2供应，短时间内C3减少而C5增加；突然停止光照，短时间内C3浓度升高而C5的浓度降低。②实验结论：__________之间是相互循环的。 C3与C52.光合作用中能量的转化分析(1)阿尔农实验1①实验过程：离体叶绿体，加入ADP、Pi，给予光照。发现叶绿体生成ATP，且同时水光解产生氧气。②实验结论：光照下，_____________________________________。水光解产生氧气的同时ADP和Pi合成ATP(2)阿尔农实验2①实验过程：离体叶绿体，在黑暗条件下，供给ATP、NADPH和CO2，发现离体叶绿体中有糖类生成。但在没有ATP、NADPH供给的情况下不能合成糖类。②实验结论：黑暗条件下，CO2合成糖类需要_______________。ATP和NADPH1.概念理解判断(1)光合作用的场所是叶绿体。( ) (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。( )(3)鲁宾和卡门利用放射性同位素18O标记CO2和H2O，证明了光合作用产物O2来源于H2O。( )(4)阿尔农发现叶绿体可合成ATP，且该过程与水的光解相伴随。( )迁移训练×√×√2.光合作用的科学研究经历了漫长的探索过程，众多科学家作出了重要贡献。下列说法错误的是 (　　)A.希尔反应能说明植物光合作用中水的光解和糖类的合成不是同一个化学反应B.鲁宾和卡门根据实验结果推测出CO2中C的转移途径C.鲁宾和卡门用同位素标记的方法发现了光合作用中氧气来自水D.阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP，并发现该过程总与水的光解相伴随√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；卡尔文根据实验结果推测出CO2中C的转移途径，B错误；鲁宾和卡门运用同位素标记法分别标记水或CO2中的O元素进行实验，发现了光合作用中氧气来自水，C正确；阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，D正确。3.(2025·郑州检测)希尔发现即使不提供CO2，只要在光照条件下给离体叶绿体的悬浮液提供足量铁盐溶液(作氧化剂)，离体叶绿体虽然不能合成有机物，但能够放出O2。鲁宾和卡门制备了少量的含18O的水和碳酸氢盐，在适宜光照条件下，他们将3组小球藻进行相应处理，一段时间后检测光合产物氧气中18O的比例，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　)A.希尔的实验中，将叶绿体离体可排除呼吸作用对实验的干扰B.碳酸氢盐的作用是为小球藻提供CO2C.两个实验的结果都能确定光合作用释放的O2中的氧原子仅来自水D.鲁宾和卡门的实验中，O2中18O的比例不受CO2的影响√解析：由于希尔实验中不提供CO2，因此将叶绿体离体可排除呼吸作用对实验的干扰，A正确；碳酸氢盐的作用是为小球藻提供CO2，B正确；由于希尔实验中不提供CO2，因此该实验只能证明O2能来自水，但没有证明O2是否能来源于CO2，C错误；实验1、2、3中，释放的O2中18O所占比例均与本组供给的水中18O所占比例相同(或相近)，而与本组供给的碳酸氢盐中18O所占比例不同，所以实验结果证明光合作用释放的O2来自水，而不是CO2，因此鲁宾和卡门的实验中，O2中18O的比例不受CO2的影响，D正确。(一)准确理解光合作用过程|探|究|学|习|1.下图表示光能转换为电能的示意图，A代表处于特殊状态下的叶绿素a，B代表具有吸收和传递光能作用的色素，C和D代表传递电子的物质。请据图回答下列相关问题：学案设计(1)叶绿体中光合色素吸收的光能，有两个用途：一是___________________，二是在有关酶的催化作用下，提供能量_____________________________。(2)水分解为_________的同时，被叶绿素夺去两个电子，电子经传递，可用于_____________________________。将水分解为氧和H+促使ADP与Pi反应形成ATP氧和H+NADP+与H+结合形成NADPH2.光合作用是一个非常复杂的过程，包括一系列的化学反应。下图是光合作用的图解，结合该图和教材内容分析：(1)暗反应不直接依赖光，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)若用14C标记CO2，请写出光合作用过程中14C的转化途径。提示：14CO2 14C3 (14CH2O)。(3)夏季中午，叶片的气孔关闭后，会导致CO2供应不足，短时间内叶绿体中C3和C5的含量会发生怎样的变化?提示：C3的含量下降，C5的含量上升。|认|知|生|成|1.光合作用反应式：____________________________。2.光合作用过程写出图中序号表示的物质：①__________，②____，③_______，④_____，⑤__________。CO2+H2O (CH2O)+O2NADPHC3ADP+PiO2(CH2O) 4.光反应与暗反应的比较 (CH2O)类囊体的薄膜上叶绿体基质中续表ATP和NADPHATP和NADPH(CH2O)(二)化能合成作用无机物有机物CO2和H2O(三)深化理解环境条件骤变在短时间内对光合作用中间代谢产物含量的影响1.过程分析法下图中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：2.“模型法”表示物质的含量变化注：起始值C3高于C5，约是其2倍。　[典例]　光合作用是叶绿体吸收、转化光能的过程，如图为光合作用过程的示意图。下列叙述错误的是 (　　)A.①表示O2，③表示还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，④表示CO2B.暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)C.黑暗条件下，光反应停止，暗反应将持续不断地进行下去D.增加光照强度或降低CO2浓度，短时间内C3的含量都将减少√[解析]　据图分析，类囊体薄膜上的光合色素吸收光能，将水分解为H+与O2，故①表示O2，③表示还原型辅酶Ⅱ(NADPH)；光合作用的暗反应阶段，CO2被C5固定形成C3，故④表示CO2，A正确。暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)，B正确。黑暗条件下，光反应停止，NADPH和ATP不再产生，暗反应将逐渐停止，C错误。增加光照强度，短时间内C3的生成速率不变，而光反应产生的ATP、NADPH增多，C3被NADPH、ATP还原为(CH2O)的速率加快，因此短时间内C3的含量减少；降低CO2浓度，CO2的固定减弱，生成的C3减少，短时间内C3的还原速率基本不变，所以C3的含量将减少，D正确。[思维建模]光合作用过程中相关物质的变化规律1.概念理解判断(1)光反应阶段发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上。( )(2)光反应为暗反应提供NADPH和ATP。( )(3)暗反应必须在叶绿体基质中进行。( )(4)光合作用产生的O2来自CO2和H2O。( )迁移训练×√××2.(2025·汕头期中)如图为高等植物光合作用过程图解，其中①~④表示物质，Ⅰ、Ⅱ表示过程。下列说法错误的是 (　　)A.过程Ⅱ发生于叶绿体基质中，过程Ⅰ发生于叶绿体类囊体薄膜上B.图示①~④依次为NADH、ATP、CO2、(CH2O)C.弱光条件下植物没有释放O2，但植物可进行光合作用D.在水稻开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降√解析：过程 Ⅱ 为暗反应，该过程发生于叶绿体基质中；过程 Ⅰ 为光反应，该过程发生于叶绿体类囊体薄膜上，A正确。图示①~④依次为NADPH、ATP、CO2、(CH2O)，B错误。弱光条件下植物没有释放O2，但植物可进行光合作用，只是光合速率小于或等于呼吸速率，C正确。水稻开花期，光合作用产生的有机物主要运输到花穗，若剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降，D正确。3.(2025·绵阳检测)将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下，如果在2 h时，将环境中某一条件改变，此时，叶肉细胞中的C3、C5含量变化如图。那么改变的条件是 (　　)A.停止光照 B.停止光照并降低CO2的浓度C.升高CO2的浓度D.降低CO2的浓度√解析：若停止光照，直接影响光合作用的光反应过程，产生的ATP和NADPH减少，则暗反应中C3的还原减弱，而C3的生成暂不变，故C3的含量增加、C5的含量减少，A不符合题意。若停止光照并降低CO2的浓度，直接影响光合作用的光反应过程及暗反应中CO2的固定，由于ATP和NADPH减少，则C3的还原减弱，生成的C5减少；由于CO2浓度降低，则CO2的固定减弱，消耗的C5减少，生成的C3也减少，故C3、C5的含量不会出现图示变化，B不符合题意。若降低CO2的浓度，则CO2的固定减弱，消耗的C5减少，生成的C3也减少，由于C3的还原暂不变，故C3的含量减少、C5的含量增加；综上分析，若升高CO2浓度，则C3的含量增加、C5的含量减少，C不符合题意，D符合题意。4.(教材P106“楷体字”发掘训练)硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，下列有关叙述正确的是 (　　)A.该过程需要在NH3和O2存在的条件下才可以进行B.该过程与光合作用非常相似，都需要光合色素C.硝化细菌属于异养型生物，因为它是原核生物，以现成的有机物为营养来源D.该过程合成有机物的原料是其他有机物√解析：硝化细菌是自养型生物，能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3，可见该过程需要在NH3和O2存在的条件下才可以进行，A正确，C错误；化能合成作用过程不需要光合色素吸收光能，B错误；该过程合成有机物的原料是无机物，即CO2和H2O，D错误。一、建构概念体系二、融通科学思维1.光照停止后，暗反应短时间内仍然能够持续，但无法长时间正常进行，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.CO2不足使暗反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是________________________________________________________________________________________________________。 暗反应中C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，停止光照使光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH能使暗反应持续进行一段时间；但是这段时间后，暗反应因缺少ATP和NADPH而无法进行 光反应需要暗反应提供的ADP、Pi和NADP+，CO2不足使暗反应减弱后，光反应在缺少原料的情况下无法正常进行三、综合检测反馈1.鲁宾和卡门用H2 18O和CO2作为原料进行光合作用实验，下列符合实验结果的是(　　)A.释放的氧气全是O2B.释放的氧气一部分是O2，一部分是18O2C.释放的氧气全是18O2D.释放的氧气大部分是O2，少部分是18O2解析：鲁宾和卡门用H218O和CO2作为原料进行光合作用实验，其目的是探究光合作用释放出的O2的来源，通过检测，光合作用产生的O2全部来源于水，即释放出的氧气全是18O2。√2.适宜浓度的药物X溶液喷洒到某植物叶片上，短时间内检测到叶绿体中C3的含量上升，C5的含量下降，则药物X的作用可能是 (　　)A.抑制叶绿体中CO2的固定B.促进叶绿体中C3的还原C.抑制叶绿体中NADPH的形成D.促进叶绿体中ATP的合成√解析：若药物X抑制叶绿体中CO2的固定，则短时间内，CO2被C5固定形成的C3减少，消耗的C5减少，故C5的含量将增加，C3的含量将减少，A不符合题意；若药物X促进叶绿体中C3的还原，则短时间内，C3被还原生成的C5增加，消耗的C3增加，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C5的含量将增加，C3的含量将减少，B不符合题意；若药物X抑制叶绿体中NADPH的形成，则短时间内，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少，C符合题意；若药物X促进叶绿体中ATP的合成，则短时间内，被还原的C3增多，消耗的C3增加，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将减少，C5的含量将增加，D不符合题意。3．图1为植物光合作用过程示意图，①～⑥表示物质。图2为科研人员建造的人工光合系统，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相似。下列叙述错误的是(　　)A．图1中①为O2，它在光照条件适宜时释放到细胞外B．②为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C．图2中相当于叶绿体中光反应阶段的是模块1与模块2D．在与植物光合作用固定的CO2相等的情况下，该人工光合系统糖类的积累量等于植物√解析：图1中①是光反应的产物O2，在光照条件适宜时，光合速率大于细胞呼吸速率，产生的O2会释放到细胞外，A正确；②为光反应的产物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，B正确；图2中的模块1利用太阳能发电装置吸收光能转化为电能，模块2利用电能将H2O分解产生O2，同时在模块2发生能量转换，故模块1和模块2相当于叶绿体中光反应阶段，C正确；人工光合系统不会通过呼吸作用消耗有机物，而植物通过光合作用固定CO2的同时会通过呼吸作用消耗有机物，因此在与植物光合作用固定的CO2相等的情况下，该人工光合系统糖类的积累量大于植物，D错误。4.下图甲为正常生长的绿色植物光合作用基本过程，①~⑥代表相关物质；图乙是该植物在夏季晴朗的白天，光合作用强度的曲线图。请据图回答下列问题：(1)图甲中阶段Ⅰ发生的场所是______________________；图中②代表的物质是________________________，它在阶段Ⅱ中的作用是____________________________________。 叶绿体的类囊体薄膜NADPH(或还原型辅酶Ⅱ)作为(C3还原时的)还原剂，并提供能量解析：图甲中，阶段Ⅰ表示光反应阶段，发生的场所在叶绿体的类囊体薄膜；物质②是NADPH，它在阶段Ⅱ中的作用是作为(C3还原时的)还原剂，并提供能量。(2)图甲中物质⑤是_______ (填“C3”或“C5”)，图乙BC段光合作用强度明显减弱的原因是_________________________________________________________________________________________。 C3 此时温度较高，导致植物的气孔大量关闭，CO2进入叶片组织受阻，致使光合作用暗反应受到限制解析：图甲中物质⑤是CO2与C5反应生成的C3；图乙BC段光合作用强度明显减弱的原因是此时温度较高，导致植物的气孔大量关闭，CO2进入叶片组织受阻，致使光合作用暗反应受到限制。(3)图乙中B点时，该正常生长的植物光合作用强度_______ (填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度，此时光合作用固定的CO2来自____________________________________________。 大于呼吸作用产生的CO2和从外界环境中吸收的CO2解析：据图分析，图乙中B点时，该正常生长的植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，此时光合作用固定的CO2来自呼吸作用产生的CO2和从外界环境中吸收的CO2。1234567891011一、选择题1.在科学家对光合作用的探索历程中，下列叙述不准确的是(　　)A.恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用是发生在叶绿体的受光部位B.希尔发现离体叶绿体在适当条件下，可以发生水的光解并产生氧气C.鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用中释放的氧气来自二氧化碳D.卡尔文的实验说明光合作用需要原料二氧化碳√解析：鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用中氧气来自水，C错误。2.希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原(希尔反应：H2O+氧化态电子受体 还原态电子受体+1/2O2)。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下列关于希尔反应和阿尔农发现的叙述错误的是(　　)1567891011234A.光合作用释放的O2来自水而不是CO2B.NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上C.希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D.光合作用的光反应过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH1567891011234√解析：从希尔反应和阿尔农发现，不能得出NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上，B错误。1567891011234√3.离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2的供应，短暂时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化是 (　　)A.C3增多、C5减少B.C3增多、C5增多C.C3减少、C5增多D.C3减少、C5减少解析：如果突然中断CO2的供应，CO2的固定减弱，消耗的C5减少，生成C3的量减少，短时间内光照不变，产生的ATP和NADPH不变，C3还原速率不变，则C5的生成不变，故C3相对含量减少，C5相对含量增多，C正确。1567891011234√4.叶绿体中的类囊体有两种存在形式。一种是多个堆叠在一起形成基粒；另一种没有发生堆叠，贯穿在两个或两个以上基粒之间，被称为基质类囊体，如图所示。下列叙述错误的是 (　　)A.两种类囊体相互连接形成了一个连续的膜系统B.两种类囊体的比例会影响叶绿体对光能的捕获和转化C.基粒类囊体的存在可以增大受光面积，提高光能利用率D.基质类囊体上镶嵌有许多酶，是进行光合作用暗反应的场所1567891011234解析：由题意并结合题图分析可知，两种类囊体相互连接形成了一个连续的膜系统，A正确；叶绿体中的光合色素分布在基粒类囊体上，光合色素能捕获光能，因此基质类囊体和基粒类囊体的比例会影响叶绿体对光能的捕获和利用，B正确；基粒类囊体扩展了受光面积，可提高光能的利用率，C正确；光合作用暗反应进行的场所是叶绿体的基质，D错误。5.(2025·吉林检测)下图为光合作用过程的示意图，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。下列说法不正确的是 (　　)A.物质a表示NADPHB.物质b表示C3C.阶段Ⅰ表示光反应阶段D.阶段Ⅰ发生在叶绿体类囊体薄膜上1567891011234√解析：物质a表示NADPH，A正确；物质b表示ATP，B错误；阶段Ⅰ表示光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上，C、D正确。1567891011234√6.在大豆的叶肉细胞内能进行如图所示的①②过程，下列相关叙述正确的是 (　　)A.利用大豆幼嫩叶片提取叶绿素，该色素在生物膜甲上有分布B.停止光照，图中①过程会先停止，②过程随即也会停止C.大豆叶肉细胞内①过程消耗的O2，不可能来自②过程产生的O2D.突然停止CO2供应，叶绿体中NADPH的含量短时间内会升高1567891011234解析：由图可知，①过程代表有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，②过程代表水的光解，发生在类囊体薄膜上。提取叶绿素应选用成熟叶片，该色素在生物膜乙上有分布，A错误；停止光照，图中②过程会先停止，①过程不会停止，B错误；大豆叶肉细胞内呼吸作用消耗的O2，可能来自自身光合作用，C错误；突然停止CO2供应，短时间内CO2的固定减弱，则C3含量下降，C3的还原减慢，叶绿体中ATP和NADPH堆积，其含量短时间内会升高，D正确。15678910112347．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，结果如表。根据实验结果分析，下列叙述错误的是(　　)1567891011234A．本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段B．每组照光后需将小球藻进行处理将其杀死，再测定放射性物质分布C．实验结果说明14CO2中的14C经转移可进入氨基酸、有机酸中D．CO2进入叶绿体后，最先形成的主要物质是多种磷酸化糖类√1567891011234解析：由题意及题表分析可知，本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段，A正确；每组照光后需将小球藻进行处理将其杀死，才能测定放射性物质分布，以防止细胞内化学反应的持续进行而使碳元素转移，从而干扰实验结果，B正确；60 s后，放射性出现在磷酸化糖类和氨基酸、有机酸等中，说明14CO2中的14C经转移可进入氨基酸、有机酸中，C正确；CO2进入叶绿体后，最先形成的主要物质是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)，D错误。15678910112348.甜瓜是一种重要的经济作物。甜瓜叶绿体内进行的光合作用过程如图所示。磷酸转运器是叶绿体膜上的重要蛋白质。在有光条件下，磷酸转运器将磷酸丙糖不断运出叶绿体用于蔗糖的合成，同时将释放的Pi运回叶绿体。温室种植甜瓜常需要补光以增加产量。以下说法错误的是(　　)1567891011234A．物质D是ATP，光反应将全部光能转化为D中的化学能B．酶的活性是影响场所Ⅰ处光合速率的因素之一C．若其他条件不变，光照强度突然变强，则短时间内物质F的相对含量将增加D．若磷酸转运器的活性受抑制，则甜瓜的光合速率会受影响√1567891011234解析：物质D是ATP和NADPH，光反应将光能转化为ATP和NADPH中的化学能，A错误；场所Ⅰ为叶绿体基质，是暗反应的场所，暗反应阶段的化学反应需要酶的催化，故酶的活性是影响场所Ⅰ处光合速率的因素之一，B正确；物质F为C5，若其他条件不变，光照强度突然变强，光反应产生的ATP和NADPH增多，C3还原增加，而CO2的固定速率(C5的消耗速率)暂时不变，则短时间内C5的相对含量将增加，C正确；若磷酸转运器的活性受抑制，叶绿体内磷酸丙糖的浓度增加，从叶绿体外运进的磷酸减少，淀粉积累增多，从而导致卡尔文循环被抑制，甜瓜的光合速率将降低，D正确。15678910112349．卡尔文给小球藻提供14CO2和适宜的光照，研究光合作用暗反应过程中C的转移路径。某同学根据卡尔文的实验资料，提出了一些推论，下列推论不合理的是(　　)1567891011234A．推论①：C3是CO2被还原的第一个产物B．推论②：C3进一步反应生成C5和葡萄糖C．推论③：C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物D．推论④：C3转化为C5需要依赖光反应的产物√1567891011234解析：根据光照时间缩短至几分之一秒的结果可知，C3是CO2被固定的第一个产物，A符合题意；结合(1)(2)可知，C3进一步反应生成C5和葡萄糖，B不符合题意；根据C3和C5的含量维持稳定而含放射性的糖类不断增加可知，C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物，C不符合题意；根据光照停止时，C3明显增加，C5明显减少可知，光照与C3和C5的转化有关，且C3转化为C5需要依赖光反应的产物，D不符合题意。 1567891011234二、非选择题10.下图是光合作用过程示意图(字母代表物质)，图中PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内的高质子(H+)浓度而被激活，激活了的PSBS可抑制电子在类囊体膜上的传递，最终过量的光能不能被利用。请回答下列问题：(1)图中物质C是______。叶绿素a主要吸收___________光。采用纸层析法分离色素时，注意滤纸上的滤液细线要高于________________。 ATP红光和蓝紫层析液液面1567891011234解析：分析题图可知，H+通过Z蛋白顺浓度梯度运出类囊体，该过程可以促进物质C(ATP)的合成。叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。采用纸层析法分离色素时，注意滤纸上的滤液细线要高于层析液液面，以避免光合色素溶解在层析液中。1567891011234(2)若图中物质E浓度突然降低至一半，则短时间内C5的含量将______________。追踪物质E中碳元素的去向常用_______________法。 解析：分析题图可知，物质E表示CO2，若图中CO2浓度突然降低至一半，则暗反应过程中CO2与C5的结合减弱，但短时间内C5的生成不受影响，则短时间内C5的含量将升高。追踪CO2中碳元素的去向常用同位素标记法。升高(或增加)同位素标记1567891011234(3)据图中信息可以推测，________ (填“促进”或“抑制”)Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中_____________的供应都将有利于维持类囊体腔内的H+浓度，从而有利于膜蛋白PSBS发挥作用。过度光照将会激活膜蛋白PSBS，其对植物生长的意义是__________________________。 抑制物质E(或CO2)可防止强光对植物造成损伤1567891011234解析：分析题意可知，H+通过Z蛋白顺浓度梯度运出类囊体，所以抑制Z蛋白的活性将有利于维持类囊体腔内的H+浓度；同时H+和物质D(NADP+)反应生成NADPH，所以阻断卡尔文循环中CO2的供应可以减少NADPH的消耗，因此将有利于维持类囊体腔内的H+浓度。过度光照将会激活膜蛋白PSBS，导致电子不能传递给物质D(NADP+)，抑制光反应中水的光解，导致过量的光能不能转变为化学能，从而防止强光对植物细胞造成损伤。156789101123411.图甲是大豆叶肉细胞中光合作用过程示意图。PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收、利用光能和进行电子传递。光反应中经过一系列的电子传递，在图中膜两侧建立H+电化学梯度。图中①~③表示生理过程，A~C表示物质。图乙为某研究机构研究温度对大豆光合作用与呼吸作用的影响时所绘制的曲线。请回答下列问题：1567891011234(1)图甲中PSⅠ和PSⅡ所在膜结构的名称为____________。过程③表示_____________，过程③的进行需要光反应提供_________________。 类囊体薄膜C3的还原NADPH和ATP1567891011234解析：PSⅠ和PSⅡ分别是光系统 Ⅰ 和光系统 Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收、利用光能进行电子传递，所以其所在膜结构的名称为类囊体薄膜。过程②表示CO2的固定；过程③为C3的还原，进行过程③需要光反应提供NADPH和ATP。1567891011234(2)图甲中物质A代表________________，若由适宜光照突然转至黑暗环境，短时间内A的变化情况是______。 解析：图甲中物质A代表C5(五碳化合物)；若由适宜光照突然转至黑暗环境，则光反应产生的ATP和NADPH减少，暗反应中C3被还原产生的C5减少，而短时间内C5与CO2结合生成C3的反应暂不变，因此短时间内C5的含量下降。C5(或五碳化合物)减少1567891011234(3)图甲中物质C的化学本质是_________，其作用有_______________________________。 解析：图甲中物质C属于膜蛋白，化学本质是蛋白质，据图分析，其作用有催化ATP的合成、运输H+。蛋白质催化ATP的合成、运输H+1567891011234(4)据图乙可知，大豆生长的最适温度是_______，白天，37 ℃时该植物产生ATP的场所有____________________________，此时光合作用吸收的CO2来自___________________________________________。 35 ℃细胞质基质、叶绿体、线粒体自身呼吸作用产生的CO2和从外界吸收的CO21567891011234解析：据图乙可知，光照条件下的放氧速率表示净光合速率，35 ℃时植物净光合速率最大，故大豆生长的最适温度是35 ℃。白天，37 ℃时该植物既要进行光合作用，也要进行呼吸作用，故此时产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体；此时，光合作用强度大于细胞呼吸强度，故光合作用吸收的CO2来自自身呼吸作用产生的CO2和从外界吸收的CO2。