高考生物总复习第3单元第9课捕获光能的色素和结构及光合作用过程学案

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第9课　捕获光能的色素和结构及光合作用过程 ►学业质量水平要求◄1．通过比较光反应和暗反应的关系与光合作用的元素去向分析，建立生命活动对立统一的观点。(生命观念)2．通过分析C3、C5等物质变化和影响光合作用的曲线，培养用文字、图表及数学模型准确描述生物学知识的能力。(科学思维)3．通过“绿叶中色素的提取和分离”实验，培养实验探究能力。(科学探究)考点一　捕获光能的色素和结构1．绿叶中色素的提取和分离(1)(2)实验步骤。(3)实验结果。2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱(1)叶绿体中的色素主要吸收可见光。(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。吸收光谱如下：3．叶绿体的结构与功能(1)结构模式图：(2)结构(3)功能：进行光合作用的场所。(4)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在叶绿体被光束照射的部位，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。1．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。 (　×　)2．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。 (　√　)3．光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。 (　×　)4．叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积。 (　×　)5．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。 (　×　)6．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻。 (　√　)7．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液。 (　√　)8．使用定性滤纸过滤研磨液。 (　×　)9．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次。 (　×　)【教材细节命题】1．(必修1 P97“问题探讨”)生产上，用无色(填颜色)的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高。阴天时，在功率相同的情况下，应该选择红色和蓝紫色(填颜色)的照明灯为蔬菜补充光源。2．(必修1 P98“探究·实践”)提取叶绿体中的色素，也可用下图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？①—胡萝卜素(橙黄色)，②—叶黄素(黄色)，③—叶绿素a(蓝绿色)，④—叶绿素b(黄绿色)。1．实验注意事项及原因分析过程注意事项操作目的提取色素选材选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高实验试剂研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素实验操作迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发盛放滤液的试管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素制备滤纸条滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散画滤液细线滤液细线要直、细、齐使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一到两次使分离出的色素带清晰分明分离滤液中色素滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中2．实验出现异常现象的原因分析异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少；③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠①滤液细线不直；②滤液细线过粗滤纸条无色素带①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素的色素带①忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏；②所用叶片为黄叶3．恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料：选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气的部位。(2)巧妙排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。(3)巧妙设计对照实验：①用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。②临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。4．影响叶绿素合成的三大因素(1)光照：影响叶绿素合成的主要因素，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。(2)温度：可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。5．色素与叶片的颜色考向1| 绿叶中色素的提取和分离1．(2020·江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(　　)A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C．研磨时添加石英砂有助于色素提取D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散B　解析：叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。2．在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果应依次为(　　)试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④B　解析：甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应结果①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应结果③。故B正确。考向2| 色素的种类及功能3．(2021·山东临沂模拟)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是(　　)A．图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上B．利用纸层析法分离色素时，②应位于滤纸条的最下端C．植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光D．弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用D　解析：题图中①(叶绿素b)、②(叶绿素a)主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；利用纸层析法分离色素时，①(叶绿素b)应位于滤纸条的最下端，B错误；植物叶片呈现绿色是由于①②吸收绿光最少，透射光下呈绿色，C错误；在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境，故弱光下①(叶绿素b)的相对含量增高有利于植物对弱光的利用，D正确。4．下列关于光合色素的叙述，正确的是(　　)A．叶绿体中的色素有四种，其中叶绿素b含量最多B．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光C．大棚种植蔬菜时应选择红色或蓝色透明的塑料薄膜D．构成叶绿素的镁和氮可以由植物的根从土壤中吸收D　解析：叶绿体中的色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中叶绿素a含量最多，A错误；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，B错误；大棚种植蔬菜时应选择白色透明的塑料薄膜，C错误；根是植物吸收水和矿质元素的主要器官，构成叶绿素的镁和氮可以由植物的根从土壤中吸收，D正确。5．(2022·吉林长春外国语学校期末)恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入需氧细菌，观察细菌的聚集情况(如下图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是(　　)A．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强B．需氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强C．需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强D．需氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率大幅度加快B　解析：需氧细菌不能进行光合作用，该实验中进行光合作用的是水绵，A错误；该实验的设计思路是需氧细菌需要O2，水绵光合作用强的部位，产生的O2多，在O2含量多的地方需氧细菌的数量多，B正确；需氧细菌多说明光合作用产生的O2多，C错误；聚集的需氧细菌是由于水绵在此区域进行光合作用产生O2，有利于需氧细菌进行呼吸作用，D错误。考向3| 叶绿体的结构和功能6．(2022·广东茂名月考)下列关于叶绿体的叙述，正确的是(　　)A．叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B．叶绿体基质中NADP＋能形成NADPHC．类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D．类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原C　解析：叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜，而是类囊体薄膜，A错误；NADP＋形成NADPH的场所是类囊体薄膜，B错误；类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C正确；催化CO2的固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中，D错误。7．(2021·湖南永州三模)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　　)A．叶绿体中色素的合成都需要Mg2＋和光照B．H2O在光下分解为H＋和O2的过程发生在基质中C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的D　解析：只有叶绿素的合成才需要Mg2＋和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。考点二　光合作用的原理1．光合作用原理的部分实验探索(1)19世纪末，科学界普遍认为在光合作用中，糖是由甲醛分子缩合成的。(2)1928年，科学家发现甲醛不能通过光合作用转化成糖。(3)1937年，英国科学家希尔：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气。(4)1941年，美国科学家鲁宾和卡门：研究了光合作用中氧气来源于水。(5)1954年，美国科学家阿尔农：光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他还发现这一过程总是与水的光解相伴随。2．光合作用(1)概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能将CO2和水转化为储存能量的有机物，并且释放氧气的过程。(2)光合作用的过程①反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。②基本过程(据图填空)。Ⅰ.NADPH；Ⅱ.2C3；Ⅲ.ADP＋Pi；Ⅳ.O2；Ⅴ.(CH2O)。(3)光反应与暗反应的比较。项目光反应暗反应(碳反应)场所类囊体的薄膜上叶绿体基质条件需光有光无光均可物质变化H2OH＋＋O2＋能量；NADP＋＋H＋＋能量→NADPH；ADP＋Pi＋能量ATPCO2＋C52C3；2C3(CH2O)＋C5能量变化光能→ATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能→(CH2O)中的化学能3．光合作用和化能合成作用的比较项目光合作用化能合成作用区别能量来源光能无机物氧化释放的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同点都能将CO2和H2O等无机物合成有机物1．光反应必须在光照下进行，暗反应必须在黑暗处进行。 (　×　)2．H2O在光下分解为H＋和O2的过程发生在叶绿体基质中。 (　×　)3．光合作用光反应阶段产生的NADPH可在叶绿体基质中作为还原剂。(　√　)4．没有叶绿体的生物无法进行光合作用。 (　×　)5．在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡中。 (　×　)6．光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜。 (　×　)7．14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。 (　×　)8．土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖类。 (　√　)9．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能。 (　×　)【教材细节命题】1．(必修1 P104 正文)美国科学家卡尔文采用了放射性同位素标记技术追踪光合作用过程中CO2中的碳的去向。2．(必修1 P103“相关信息”)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是作为暗反应的还原剂；储备部分能量供暗反应利用。3．(必修1 P103正文)光合作用过程中产生的ATP与细胞呼吸过程中产生的ATP的利用的不同之处在于光反应阶段产生的ATP用于暗反应阶段C3的还原；细胞呼吸过程中产生的ATP可用于除光合作用以外的生命活动。1．明确光反应与暗反应的联系(1)光反应为暗反应提供NADPH、ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋。(2)没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。(3)C3还原消耗的能量不只来自ATP，还可由NADPH提供。2．光合作用反应式及元素去向分析3．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化。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C3和C5含量的变化[起始值C3高于C5(约其2倍)]。图中各曲线表示的物质名称：①图1中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、NADPH、ATP。②图2中曲线甲表示C5、NADPH、ATP，曲线乙表示C3。③图3中曲线甲表示C5、NADPH、ATP，曲线乙表示C3。④图4中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、NADPH、ATP。考向1| 光合作用原理的探究历程1．(2021·福建福州质检)鲁宾和卡门向小球藻供给含不同比率18O的水和碳酸氢盐，研究光合作用释放氧气的氧原子来源。预测下列各组光合作用释放的氧气中含18O的比率依次为(　　)组别第1组第2组第3组水中18O比率/%0.850.200.20碳酸氢盐中18O比率/%0.610.400.57A．100%　0　0B．0.85%　0.85%　0.85%C．0.85%　0.20%　0.20%D．0.61%　0.40%　0.57%C　解析：光合作用产生的O2来自水，经分析可知，C正确。2．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12大量3­磷酸甘油酸(三碳化合物)220多种磷酸化糖类360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C　解析：提取表格中的关键词“三碳化合物”“磷酸化糖类”“氨基酸、有机酸等”，据此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的分布，必须阻断后续的反应，B正确；CO2进入叶绿体后，最初形成的产物应该是三碳化合物，C错误；第3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，还有其他物质，D正确。考向2| 光合作用的过程3．(2021·重庆模考)绿色植物的光合作用过程，可用如下化学反应式来表示：CO2＋H2O(CH2O)＋O2下列有关叙述错误的是(　　)A．在此过程中，CO2中的C被还原，H2O中的O被氧化B．光能的吸收发生在类囊体薄膜上，光能的直接转化发生在叶绿体基质中C．产物(CH2O)是地球上有机物的主要来源D．释放出的O2有利于地球上好氧生物多样性的提高B　解析：在光合作用过程中，CO2中的C被NADPH还原，H2O中的O被氧化，A正确；光能的吸收发生在类囊体薄膜上，光能在类囊体薄膜上转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，B错误；绿色植物通过光合作用制造的有机物是地球上有机物的主要来源，C正确；好氧生物的生存需要O2，光合作用释放出的O2有利于地球上好氧生物多样性的提高，D正确。4．下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中a～g为物质，①～⑥为反应过程)，下列判断错误的是(　　)A．绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能B．e中不储存化学能，所以e只能充当还原剂C．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解 D．图中g物质被14C标记，在C3和(CH2O)中均可检测到放射性B　解析：a为光合色素，c为ATP，a能吸收、传递、转化光能到c和NADPH中，A正确；e为水光解产生的H＋与NADP＋结合生成的NADPH，也含有活跃的化学能，可参与暗反应中C3的还原，B错误；图中①表示根从土壤中吸收水分，③表示水的光解，C正确；g为CO2，被14C标记的14CO2，经过固定会首先出现在C3中，随后会出现在(CH2O)中，不会出现在C5中，D正确。【技法总结】巧记光合作用过程的“一、二、三、四”考向3| 条件骤变时叶绿体中各物质含量变化5．(2021·海南海口模拟)在适宜光照和温度条件下，植物叶绿体内C3和C5的浓度能达到饱和并维持相对稳定，通过改变实验条件可使叶绿体中的C3浓度在短时间内上升。据此分析，改变的实验条件可能是(　　)A．中断CO2供应B．突然停止光照C．降低环境温度D．减少水分供应B　解析：光合作用的暗反应包括CO2的固定和C3的还原，C3的还原需要光反应提供NADPH和ATP。若中断CO2的供应，则CO2的固定受阻，而C3的还原仍在进行，将导致C3浓度降低，C5浓度上升，A不符合题意；若突然停止光照，则光反应不能进行，缺乏光反应提供的NADPH和ATP，C3的还原受阻，而CO2的固定仍在进行，将导致C3浓度上升，C5浓度下降，B符合题意；若降低环境温度，则光反应和暗反应都会受到影响，暗反应中CO2的固定和C3的还原都会受影响，总体结果是C3浓度和C5浓度都会下降，C不符合题意；若减少水分供应，则会导致叶片气孔关闭，CO2供应不足，C3浓度降低，C5浓度上升，D不符合题意。6．(2021·吉林长春质检)光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是(　　)A．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大C．突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小D．突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小B　解析：突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，A错误；突然中断CO2供应使C3含量减少，进而使ATP和NADPH含量增多，所以ATP/ADP的值增加，B正确；突然将红光改变为绿光后，光能利用率降低，ATP和NADPH含量减少，进而使C3含量增多、C5含量减少，C错误；突然将绿光改变为红光后，光能利用率提高，ATP和NADPH含量增加，ATP/ADP的值增大，D错误。【易错提醒】光反应制约暗反应，暗反应也制约光反应光反应为暗反应提供NADPH和ATP，故光反应停止时，暗反应无法进行；然而光反应也需暗反应为之提供ADP、Pi和NADP＋等，故暗反应停止(如停止CO2供应)时，光反应也将受制约，从而导致O2产生的速率下降。【命题动态】本专题为高频考点，考查的知识点非常多，包括色素的种类与作用、叶绿体色素的提取与分离、光合作用的过程。本专题高考试题多为非选择题，多结合曲线分析进行考查。能力考查点多为模型分析、获取信息、综合运用等，素养考查方面较多体现生命观念中的物质与能量观，科学思维中的归纳与概括、演绎与推理，科学探究中的实验设计与结果分析。1．(2021·广东卷)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是(　　)A．Rubisco存在于细胞质基质中B．激活Rubisco需要黑暗条件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2结合[思维培养]D　解析：Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所是叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C错误；Rubisco催化CO2的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。2．(2020·天津卷)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是(　　)A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素[思维培养]A　解析：乙醇酸是在光合作用暗反应阶段产生的，暗反应场所是叶绿体基质，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。3．(2020·山东卷)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是______________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为____________。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是__________________________。(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________________。(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。解析：(1)叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物。(2)据以上分析可知，乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP＋不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。(3)糖类的积累量＝产生量－消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。(4)在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致CO2的吸收量减少，因此光合作用速率降低。答案：(1)模块1和模块2　五碳化合物(或C5)　(2)减少　模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足　(3)高于　人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)　(4)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少1．(生活、学习和实践情境)我国北方地区冬季种植温室大棚蔬菜时，每到晴朗的中午，农民都要将塑料大棚开一道缝，以利于温室通风，农民将其叫作开风口。下列关于开风口的说法中不正确的是(　　)A．开风口可以使大棚内的空气流通，能提高大棚内CO2的浓度B．开风口是为了增加大棚内的O2含量，以促进蔬菜的有氧呼吸C．开风口增加了温室内的光照强度，有利于光合作用的进行D．开风口能够降低棚内的空气湿度，有利于蔬菜对水分的吸收B　解析：开风口增加大棚内的空气流通，能提高大棚内CO2的浓度，利于提高光合作用效率，A正确；促进蔬菜的有氧呼吸会减少蔬菜的有机物积累量，所以开风口不是为了促进蔬菜的有氧呼吸，B错误；开风口减少了塑料对光照的遮挡，增加了温室内的光照强度，有利于光合作用的进行，C正确；开风口可以降低大棚内的湿度，使得植物生活于适宜的环境中，利于植物吸收水分和运输矿质元素，D正确。2．(科学实验和探究情境)把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用下图装置进行实验。该实验不能用于验证(　　)A．光合作用需要CO2B．光合作用能产生O2C．光合作用需要光  D．光合作用需要叶绿体B　解析：题图中NaOH的作用是吸收CO2，所以该装置可以用于验证光合作用需要CO2，A不符合题意；图中没有检验O2的装置，B符合题意；图中铝箔的作用是遮光，从而证明光合作用需要光，C不符合题意；图中白斑叶片分为绿色部分和白色部分，可以用于验证光合作用需要叶绿体，D不符合题意。3．(生命科学史情境)下列关于光合作用探究历程中相关实验的描述，错误的是(　　)A．饥饿处理后，天竺葵叶片曝光部位可向遮光部位运输小分子有机物B．受到均匀光照时，好氧细菌分布在水绵带状叶绿体所有受光照部位C．改变水中HO所占的比例，小球藻释放的氧气中18O2所占的比例也随之变化D．供给小球藻14CO2，叶绿体内含14C的三碳化合物会不断积累D　解析：饥饿处理后，天竺葵叶片曝光部位合成的小分子有机物如葡萄糖可向遮光部位运输，A正确；叶绿体是光合作用产生氧气的场所，受到均匀光照时，在水绵带状叶绿体周围有氧气释放，所有受光照部位都有好氧细菌分布，B正确；光合作用释放的氧气来自水的光解，改变水中HO所占的比例，小球藻释放的氧气中18O2所占的比例也随之改变，C正确；在暗反应过程中CO2与C5反应生成C3，C3进一步转化为糖类和C5，叶绿体内C3和C5保持动态平衡，所以供给小球藻14CO2，叶绿体内含14C的三碳化合物不会不断积累，D错误。