資源簡介

(共105張PPT)
第11講　光合作用的原理
必修1　分子與細胞
第二單元　細胞代謝
說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。
一、探索光合作用原理的部分實驗
1．19世紀末，科學界普遍認為：在光合作用中CO2分子中的C與H2O結合成____，然后甲醛分子縮合成糖。
2．1928年：甲醛不能通過光合作用轉化成__。
3．1937年，英國希爾：離體葉綠體在適當條件下發生水的光解、產生____。該反應稱作________。
考點1　光合作用原理的探索
甲醛
氧氣
希爾反應
糖
4．1941年，美國魯賓和卡門：用__________的方法，研究了光合作用中____的來源(如圖所示)，該實驗證明了光合作用產生的氧氣全部來自____，而不是來自____。
同位素示蹤
H2O
CO2
氧氣
提醒： 該實驗中兩組試管互為對照，自變量為18O的標記物，因變量為小球藻釋放的O2的標記情況，光照、溫度、小球藻的數量和生活狀況等無關變量均需要保持相同且適宜。
5．1954年，美國阿爾農：在光照下，葉綠體可合成_____；1957年，他發現這一過程總是與________相伴隨。
6．20世紀40年代，美國卡爾文：利用________________法，用經過14C標記的14CO2，供小球藻進行光合作用，然后追蹤_______________，最終探明了CO2中的碳轉化為有機物的途徑。
ATP
水的光解
放射性同位素標記
放射性14C的去向
(人教版必修1 P103思考·討論T4)嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應的關系。
提示：H2OO2＋H＋＋能量
　　　　　　　　　　　 ↓
　　　　　　 ADP＋Pi―→ATP
二、光合作用的概念和反應式
1．光合作用的概念
光合作用是指綠色植物通過______，利用____，將____________轉化成儲存著能量的______，并且釋放出____的過程。
2．光合作用的化學反應式
____________________________。
葉綠體
光能
二氧化碳和水
有機物
氧氣
CO2＋H2O (CH2O)＋O2
1．希爾實驗證明了水的光解和糖的合成不是同一個化學反應。 (　　)
2．魯賓和卡門實驗和卡爾文實驗都采用了放射性同位素標記法。 (　　)
提示：魯賓和卡門實驗中所用的18O是穩定性同位素，不是放射性同位素。
3．葉綠體中合成ATP和水光解是獨立進行的。 (　　)
提示：葉綠體中合成ATP和水光解是密切聯系的。
×
√
×
1．某同學以菠菜的綠葉為材料，制備了完整葉綠體懸浮液，并均分為兩組，進行如下實驗：
組別 加入物質 條件 實驗現象
A組 DCPIP溶液 適宜溫度和光照等條件 產生氣泡，DCPIP溶液變為無色
B組 適量磷酸、NaHCO3等 (CH2O)/C3比值增高
(注：DCPIP氧化態為藍紫色，被還原后為無色。)
(1)A組氣泡中成分是______，DCPIP溶液由藍紫色變無色的原因是
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)B組(CH2O)/C3比值增高的原因是___________________________
__________________________________________________________。
提示：(1)O2　光反應階段產生的NADPH使DCPIP還原(DCPIP被光反應產生的NADPH還原)
(2)磷酸有利于光反應階段中ATP的形成，進而促進暗反應中C3的還原形成(CH2O)
2．光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14 CO2，一定時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析。實驗發現，僅僅30 s的時間，放射性代謝產物多達幾十種。縮短時間到7 s，發現放射性代謝產物減少到12種，想要探究CO2轉化成的第一個產物是什么，實驗思路是_______
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示：不斷縮短光照時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產物，該物質即為CO2轉化成的第一個產物
考向　探索光合作用原理的實驗
1．(鏈接人教版必修1 P102－103思考·討論)下列關于探究光合作用原理實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A．恩格爾曼利用水綿和需氧細菌為材料，證明光合作用的場所是葉綠體
B．希爾證明離體葉綠體在適當條件下可以發生水的光解，產生氧氣
C．魯賓和卡門用18 O分別標記H2O和CO2，證明光合作用產生的氧來自水
D．美國科學家阿爾農發現光合作用中水的光解伴隨著ATP的消耗
√
D　[恩格爾曼的實驗通過觀察需氧細菌在水綿表面的分布，直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧，A正確；希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑，在光照下可釋放氧氣，說明離體葉綠體在適當條件下能進行水的光解，產生氧氣，B正確；魯賓和卡門利用同位素示蹤的方法，用18 O分別標記兩組實驗中的H2O和CO2，證明光合作用產生的O2中的O全部來自H2O，C正確；阿爾農發現在光照下，葉綠體可以合成ATP，且這一過程伴隨著水的光解，類似于光反應過程，D錯誤。]
2．(鏈接人教版必修1 P104正文)卡爾文將14 C標記的CO2通入正在進行光合作用的小球藻培養液中，然后在培養后不同時間(0.5 s、3 s、10 s等)將培養液迅速傾入熱乙醇中以殺死細胞，最后利用層析法和放射自顯影技術進行物質的分離和鑒定，實驗結果如下圖。下列相關分析不正確的是(　　)
A．用14 C標記CO2可排除細胞中原有物質的干擾
B．熱乙醇處理的目的是停止光合作用的進行
C．推測暗反應的初產物可能是3-磷酸甘油酸
D．可依據放射性的強弱推測出暗反應的過程
√
D　[細胞中原有的物質不含14 C，用14 C標記CO2可排除細胞中原有物質的干擾，A正確；熱乙醇可以殺死細胞，用熱乙醇處理的目的是停止光合作用的進行，以檢測殺死細胞時，其光合作用進行的程度，B正確；放射性最先在3-磷酸甘油酸中出現，推測暗反應的初產物可能是3-磷酸甘油酸，C正確；該實驗可通過放射性物質出現的先后順序來推測暗反應的過程，D錯誤。]
一、光合作用的過程
1．圖解光合作用的過程
考點2　光合作用的原理
H2O
CO2
O2
(CH2O)
光反應
暗反應
NADPH
2C3
C5
ADP+Pi
2．比較光反應與暗反應階段
光反應 暗反應
場所 類囊體的薄膜 葉綠體基質
條件 ________、酶、H2O、ADP、Pi、NADP＋ 酶、CO2、C5、____、_______等
光、色素
ATP
NADPH
光反應 暗反應
物質變化
光反應 暗反應
能量變化 光能―→____和_______中活躍的化學能 ____和_______中活躍的化學能―→有機物中穩定的化學能
聯系 光反應為暗反應提供_______和____，暗反應為光反應提供__________________ ATP
NADPH
NADP＋、ADP和Pi
ATP
NADPH
ATP
NADPH
“過程法”分析各物質變化
下圖中Ⅰ表示光反應，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當外界條件(如光照、CO2)突然發生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化：
[深化拓展]
二、光合作用的意義
1．光合作用產生的有機物除供植物體自身利用外，還為________生物提供食物。
2．光能通過驅動光合作用而驅動________的運轉。
所有異養
生命世界
1．(人教版必修1 P103相關信息)水分解為氧和H＋的同時，被葉綠體奪去兩個________，經傳遞，可用于________與______結合形成NADPH。
提示：電子　NADP＋　H＋
2．(人教版必修1 P104相關信息)C3是指三碳化合物——________________，C5是指五碳化合物——______________________。
提示：3-磷酸甘油酸　核酮糖-1，5-二磷酸(RuBP)
3．(人教版必修1 P104相關信息)光合作用的產物有一部分是________，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入________，再通過韌皮部運輸到植株各處。
提示：淀粉　篩管
三、光合作用和化能合成作用的比較
項目 光合作用 化能合成作用
條件 光、色素、酶 酶
原料 CO2和H2O等無機物 產物 ____等有機物 能量來源 光能 ____________________________
生物種類 綠色植物、藍細菌等 ________、硫細菌等
糖類
硝化細菌
某些無機物氧化時所釋放的能量
1．連續光照和間隔光照下的有機物合成量
(1)光反應為暗反應提供的NADPH和ATP在葉綠體基質中有少量的積累，在光反應停止時，暗反應仍可持續進行一段時間，有機物還能繼續合成。
(2)在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續光照處理有機物的積累量要多。
[深化拓展]
2．光反應中的光系統和電子傳遞鏈
(1)鑲嵌在類囊體膜上的光合色素分子有序地排列在一起，它們能夠捕獲光能，將光能傳遞給位于反應中心的色素分子，該色素分子被激發，釋放出一個高能電子。失去電子的色素分子有很強的奪電子能力，它們從水分子中奪取電子，使水分解成H＋和O2。
(2)色素分子失去的電子被類囊體膜上的特殊蛋白質捕獲，這些蛋白質利用電子攜帶的能量將H＋從葉綠體基質泵入類囊體腔，并最終把電子傳遞給了NADP＋，NADP＋獲得電子后與H＋結合，生成NADPH。
(3)類囊體膜上鑲嵌有ATP合酶，類囊體腔中的H＋順濃度梯度經ATP合酶進入葉綠體基質，推動了ATP的生成。
1．植物在夜晚不能進行光反應，只能進行暗反應。 (　　)
提示：沒有光反應提供的NADPH和ATP，暗反應不能進行。
2．只提供光照，不提供CO2，植物可獨立進行光反應。 (　　)
提示：在暗反應不能進行時，因缺少ADP、Pi和NADP＋，光反應也會停止。
×
×
3．光合作用中ATP的移動方向是從葉綠體基質到類囊體的薄膜。 (　　)
提示：ATP在類囊體的薄膜上產生，移動方向是從類囊體的薄膜到葉綠體基質。
4．暗反應中CO2可接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。 (　　)
提示：暗反應中，CO2不能直接被NADPH還原，必須經過CO2的固定形成C3，再在有關酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。
×
×
5．14CO2中14C的轉移途徑是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。 (　　)
提示：14CO2中14C的轉移途徑為14CO2→ 。 。
×
1．光合作用的暗反應階段主要包括：C5和CO2結合生成C3，C3經一系列變化生成糖類和C5。為確定光合作用暗反應階段哪個反應間接依賴光，科學家利用小球藻進行實驗，結果如圖所示。
(1)利用熱酒精處理小球藻能終止細胞內的化學反應。欲探究14CO2中14C的轉移路徑，給小球藻提供14CO2后，對小球藻的處理是
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)暗反應階段間接依賴光照的反應是______________________________，做出此判斷的依據是___________________________________
___________________________________________________________
__________________________________________________________。
提示：(1)每間隔一段時間，用熱酒精終止暗反應進程，提取并鑒定含14C的物質
(2)C3經一系列變化生成糖類和C5　當反應條件由光照變為黑暗時，C3含量升高而C5及各種中間產物的含量下降，說明C3的還原與光照條件有關
2．科研人員向離體葉綠體懸浮液中加入適量NaHCO3溶液和必要物質，在適宜條件下進行閃光實驗。結果如下圖：
(2)據圖推測，光照總時間和實驗時間相同的情況下，閃光照射的光合作用合成有機物的量與連續光照下的光合作用合成有機物的量__________(填“相同”或“不相同”)，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：(1)NADP＋、ADP、Pi
(2)不相同　閃光照射，暗反應更能充分利用光反應提供的NADPH和ATP
考向1　光合作用的過程及拓展
1．(鏈接人教版必修1 P103圖5-14)“稻米流脂粟米白，公私倉廩俱豐實。”每年的豐收季，水稻等多種農作物開始收獲，如圖是水稻葉肉細胞的葉綠體內進行光合作用合成有機物的過程。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．光反應階段中水被分解為H＋和物質甲，物質甲通過葉綠體膜的方式為自由擴散
B．物質丙中包括NADPH和ATP，其中NADPH是還原型輔酶Ⅱ，它與呼吸作用中的還原型輔酶不是同一種酶
C．丁和戊是光合作用中暗反應階段的物質，兩種物質的轉化被稱為卡爾文循環
D．暗反應階段有沒有光都能進行，夜間沒有光反應但仍能進行暗反應
√
D　[光反應階段是水的光解，水在光作用下被分解為氧和H＋繼續參與反應，氧直接以分子的形式排出，氣體的運輸方式一般是自由擴散，A正確；光合作用中的輔酶為NADPH，呼吸作用中的輔酶為NADH，兩者不是同一種物質，B正確；暗反應階段是三碳化合物與五碳化合物的相互轉化，其間五碳化合物與二氧化碳結合形成兩個三碳化合物，部分三碳化合物轉化為有機物，部分三碳化合物轉化為五碳化合物繼續參與循環，這個循環是卡爾文循環，C正確；暗反應有沒有光都能進行，但是夜間沒有光反應為暗反應提供NADPH和ATP，暗反應也不能長期進行，D錯誤。]
2．(鏈接人教版必修1 P103圖5-14)下圖為類囊體膜蛋白排列和光反應產物形成的示意圖。據圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．水光解產生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜
B．NADP＋與電子(e－)和質子(H＋)結合形成NADPH
C．產生的ATP可用于暗反應及其他消耗能量的反應
D．電子(e－)的有序傳遞是完成光能轉換的重要環節
√
A　[O2在葉綠體類囊體的薄膜產生，在線粒體內膜被利用，故葉綠體產生的O2被線粒體利用至少需要穿過葉綠體的3層膜(包括類囊體膜和葉綠體的內外膜)和線粒體的2層膜，共5層生物膜，A錯誤；據圖分析，NADP＋與e－和H＋結合形成NADPH，B正確；根據圖中的信息，光反應產生的ATP可用于暗反應、色素合成和核酸代謝等一些消耗能量的反應，C正確；電子傳遞釋放的能量用于H＋的逆濃度梯度運輸，使類囊體腔內維持高濃度的H＋，H＋由類囊體腔順濃度梯度運輸至葉綠體基質，驅動ATP的合成，電子有序傳遞保證了ATP和NADPH的合成，是完成光能轉換的重要環節，D正確。]
考向2　光合作用中物質變化的分析
3．(鏈接人教版必修1 P104思考·討論、正文)光合作用通過密切關聯的兩大階段——光反應和暗反應實現。對于改變反應條件而引起的變化，下列相關說法正確的是(　　)
A．突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中C5/C3的值減小
B．突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增大
C．突然將紅光改為綠光會暫時引起葉綠體基質中C3/C5的值減小
D．突然將綠光改為紅光會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值減小
√
B　[突然中斷CO2供應，使暗反應中CO2的固定減少，而C3還原仍在進行，因此會暫時導致C3減少，C5增多，即會引起葉綠體基質中C5/C3的值增大，A錯誤；突然中斷CO2供應使C3減少，因此C3還原利用的ATP減少，導致ATP積累增多，而ADP含量減少，因此會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增大，B正確；由于光合色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收較少，突然將紅光改變為綠光，會導致光反應產生的ATP和NADPH減少，這將使暗反應中C3的還原減弱，導致C5減少，C3增多，因此會暫時引起葉綠體基質中C3/C5的值增大，C錯誤；突然將綠光改為紅光會導致光反應吸收的光能增加，光反應產生的ATP和NADPH增加，而ADP相對含量減少，因此會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增大，D錯誤。]
考向3　人工光合系統
4．(鏈接人教版必修1 P104正文)我國科學家模擬植物光合作用，設計了一條利用二氧化碳合成淀粉的綠色新型人工體系(ASAP)，流程如圖所示。據圖判斷下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．圖中由CO2經甲醇到C3的過程類似于光合作用中CO2的固定過程
B．圖示的ASAP過程與植物細胞中的暗反應一樣能循環進行
C．與植物細胞固定等量的CO2相比，該體系積累的淀粉更多
D．該體系有助于減少農藥、化肥等對環境造成的負面影響
√
B　[圖中由CO2經甲醇到C3的過程類似于光合作用中CO2的固定過程，A正確。圖示的ASAP過程不能循環進行，B錯誤。固定CO2的量相等時，植物光合作用、ASAP兩種途徑合成淀粉的量相同，而植物有呼吸作用消耗糖類，ASAP途徑沒有呼吸作用這一過程消耗糖類，因此與植物細胞固定等量的CO2相比，該體系積累的淀粉更多，C正確。在能量供給充足的條件下，該人工體系對土地、淡水的依賴程度較低，可節約耕地和淡水資源；此外該體系不需要農藥、化肥等，有助于減少農藥、化肥等對環境造成的負面影響，D正確。]
體驗真題　感悟高考 · 有章可循
1．(2023·湖北卷)植物光合作用的光反應依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復合體，PSⅡ光復合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發現，PSⅡ光復合體上的蛋白質LHCⅡ，通過與PSⅡ結合或分離來增強或減弱對光能的捕獲(如圖所示)。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是(　　)
A．葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強
B．Mg2+含量減少會導致PSⅡ光復合體對光能的捕獲減弱
C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合，不利于對光能的捕獲
D．PSⅡ光復合體分解水可以產生H＋、電子和O2
√
C　[葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ與PSⅡ分離減少，PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強，A正確；Mg2+是葉綠素的組成成分，其含量減少會導致PSⅡ光復合體上的葉綠素含量減少，導致對光能的捕獲減弱，B正確；弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合，增強對光能的捕獲，C錯誤；PSⅡ光復合體能吸收光能，并分解水，水的光解產生H＋、電子和O2，D正確。]
2．(2023·天津卷)下圖是某綠藻適應水生環境，提高光合效率的機制圖。光反應產生的物質X可進入線粒體促進ATP合成。下列敘述錯誤的是(　　)
A．物質X通過提高有氧呼吸水平促進進入細胞質基質
利用通道蛋白從細胞質基質進入葉綠體基質
C．水光解產生的H＋提高類囊體腔CO2水平，促進CO2進入葉綠體基質
D．光反應通過確保暗反應的CO2的供應幫助該綠藻適應水生環境
√
B　[光反應產生的物質X可進入線粒體促進ATP合成，因此物質X可通過提高有氧呼吸水平促進進入細胞質基質，A正確；進入葉綠體基質也需要線粒體產生的ATP供能，屬于主動運輸，通道蛋白只能參與協助擴散，B錯誤；據圖可知，光反應中水光解產生的H＋促進進入類囊體，并與在類囊體腔內反應產生CO2，因此能提高類囊體腔CO2水平，C正確；據圖可知，光反應生成的物質X(O2)促進線粒體的有氧呼吸，產生更多的ATP，有利于進入葉綠體基質，產生CO2，保證了暗反應的CO2供應，D正確。]
3．(2024·安徽卷)為探究基因OsNAC對光合作用的影響，研究人員在相同條件下種植某品種水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突變體(KO)及 OsNAC 過量表達株(OE)，測定了灌漿期旗葉(位于植株最頂端)凈光合速率和葉綠素含量，結果見下表。回答下列問題：
凈光合速率(μmol·m-2·s-1) 葉綠素含量(mg·g-1)
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
(1)旗葉從外界吸收1分子 CO2與核酮糖-1，5-二磷酸結合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有關酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受____________________釋放的能量并被還原，隨后在葉綠體基質中轉化為______________________________________。
(2)與WT相比，實驗組KO與OE的設置分別采用了自變量控制中的____________、____________(填科學方法)。
ATP 和 NADPH
核酮糖-1，5-二磷酸(C5)和糖類等有機物
減法原理
加法原理
(3)據表可知，OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率________。為進一步探究該基因的功能，研究人員測定了旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、蔗糖含量及單株產量，結果如圖：
增大
結合圖表，分析OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率發生相應變化的原因：①____________________________________________________________________________________________________________；
②____________________________________________________________________________________________________________________________________。
與 WT 組相比，OE組葉綠素含量較高，增加了對光能
與 WT 組相比，OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高，可以及時將更多的光合產物(蔗糖)向外運出，從而促進旗葉的光合作用速率
的吸收、傳遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用
[解析]　(1)在光合作用的暗反應階段，CO2被固定后形成2分子3-磷酸甘油酸(C3)，在有關酶的催化作用下，接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。隨后在葉綠體基質中轉化為核酮糖-1，5-二磷酸(C5)和糖類等有機物。(2)與某品種水稻的野生型(WT)相比，實驗組KO為OsNAC 敲除突變體，其設置采用了自變量控制中的減法原理；實驗組OE 為 OsNAC 過量表達株，其設置采用了自變量控制中的加法原理。
(3)題圖和表中信息顯示：OE組的凈光合速率、葉綠素含量、旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、單株產量都明顯高于WT 組和KO組，OE組蔗糖含量卻低于WT 組和KO組，說明OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率增大，究其原因有①與WT組相比，OE組葉綠素含量較高，增加了對光能的吸收、傳遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用；②與 WT 組相比，OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高，可以及時將更多的光合產物(蔗糖)向外運出，從而促進旗葉的光合作用速率。
1．(2024·河北張家口模擬)如圖是某植物細胞進行光合作用的過程，下列有關敘述正確的是(　　)
課時數智作業(十一)　光合作用的原理
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
A．光合作用產物Ⅱ中的O部分來自水
B．物質Ⅰ在暗反應中可充當還原劑，但不能供能
C．若外界中物質Ⅲ濃度適當升高，物質Ⅰ的含量會暫時降低
D．給植物提供O，一段時間后放射性會出現在O2中
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
√
C　[光合作用產物Ⅱ為光反應階段水光解產生的O2，其中的O全部來自水，A錯誤；物質Ⅰ為NADPH，可以在暗反應中充當還原劑，也能為暗反應供能，B錯誤；若外界中物質Ⅲ(CO2)濃度升高，C3合成增多，C3轉化成有機物時會消耗更多的物質Ⅰ(NADPH)，而光反應強度暫時不變，因此物質Ⅰ的含量會暫時下降，C正確；18O 屬于穩定同位素，18O2不具有放射性，D錯誤。]
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
2．(2024·遼寧沈陽名校聯考)下圖表示綠色植物光合作用的部分過程，圖中a～c表示相關物質，甲、乙為結構。下列有關說法正確的是(　　)
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
A．甲為葉綠體，乙為細胞質基質
B．a、b、c依次為O2、NADPH、ADP
C．該過程合成的ATP大部分運出葉綠體外，用于綠色植物的各種生命活動
D．適宜條件下，當外界CO2含量升高時，a的產生速率會增加
√
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
D　[據圖分析，甲處進行了水的光解，為類囊體薄膜，乙為葉綠體基質，A錯誤；a為水光解的產物O2，b為類囊體薄膜上合成的NADPH，c為ATP合成所需的ADP和Pi，B錯誤；光合作用過程中合成的ATP，會被葉綠體自身消耗，用于光合作用的暗反應，還原三碳化合物，C錯誤；當外界CO2 含量升高時，暗反應速率加快，光反應速率也會加快，a(O2)的釋放速率加快，D正確。]
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
3．(2024·江蘇鹽城模擬)下圖所示生理過程中，P680和P700表示兩種特殊狀態的葉綠素a，M表示某種生物膜，其中乙側的H＋濃度遠高于甲側，在該濃度差中儲存著一種勢能，該勢能是此處形成ATP的前提。據圖分析，下列說法正確的是(　　)
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
A．乙側的H＋完全來自甲側
B．生物膜M屬于葉綠體內膜
C．CF0和CF1與催化ATP的合成、轉運H＋有關，很可能是蛋白質
D．該場所產生的NADPH和ATP將參與暗反應中的CO2的固定
√
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
C　[根據光反應階段的物質變化可知，乙側的H＋除來自甲側，還來自乙側的水的光解過程，A錯誤；葉綠素存在于葉綠體的類囊體薄膜上，即膜M為(葉綠體)類囊體(薄)膜，其不屬于葉綠體內膜，B錯誤；CF0和CF1是復雜的蛋白質，其在圖中所示生理過程中的作用是催化ATP的合成、轉運H＋，C正確；該場所產生的NADPH和ATP將參與暗反應中的三碳化合物的還原過程，D錯誤。]
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
4．(2024·廣東廣州模擬)植物接受過多光照會對葉綠體造成損害，因此植物需要“非光化學淬滅”(NPQ)的機制來保護自身，在NPQ的作用下多余的光能會以熱能的形式散失。該機制的啟動和關閉特點如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
A．NPQ直接作用于光合作用中的光反應階段
B．狀態②時通過NPQ避免葉綠體受創
C．葉綠體中ATP的合成量下降可能導致NPQ機制打開
D．狀態①②③時，植物仍在進行光合作用
√
題號
1
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2
4
6
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7
C　[由題中信息“在NPQ的作用下多余的光能會以熱能的形式散失”，可以得出NPQ直接作用于光合作用中的光反應階段，A正確；植物接受過多光照會對葉綠體造成損害，因此植物需要“非光化學淬滅”(NPQ)的機制來保護自身，狀態②時通過NPQ避免葉綠體受創，B正確；葉綠體中ATP的合成量下降，光反應減弱，色素吸收的光能減少，可能導致NPQ機制關閉，C錯誤；狀態①②③時，植物仍在進行光合作用，D正確。]
c
題號
1
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7
5．(2025·湖南桃源縣一中月考)磷酸丙糖是卡爾文循環最先產生的糖。磷酸丙糖轉運體(TPT)是葉綠體膜上的一種反向共轉運蛋白，將磷酸丙糖從葉綠體運出的同時，將無機磷酸(Pi)運入葉綠體。當細胞質基質中Pi濃度高時，磷酸丙糖通過TPT運出葉綠體，合成蔗糖；當細胞質基質中Pi濃度低時，磷酸丙糖就滯留在葉綠體中，合成淀粉暫時儲存。下列說法錯誤的是(　　)
題號
1
3
5
2
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6
8
7
A．在葉肉細胞葉綠體中，蔗糖和淀粉的合成存在競爭性關系
B．晚上磷酸丙糖合成受阻，TPT轉運效率降低
C．大田種植甘蔗時，可適當施加磷肥提高甘蔗蔗糖含量
D．滯留在葉綠體中的磷酸丙糖合成淀粉儲存，可以避免滲透壓升高造成膜結構損傷
√
題號
1
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8
7
A　[磷酸丙糖可以在葉綠體基質中合成淀粉，也可以在TPT作用下轉運至細胞質基質合成蔗糖，A錯誤；晚上不能進行光合作用產生磷酸丙糖，TPT轉運效率降低，B正確；甘蔗種植過程中增施磷肥后，有利于磷酸丙糖的輸出，在細胞質基質中合成蔗糖，C正確；滯留在葉綠體中的磷酸丙糖合成淀粉儲存，可以降低滲透壓，避免造成膜結構損傷，D正確。]
題號
1
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7
6．(2024·福建寧德期末)我國科學家利用化學催化劑與生物催化劑相結合的方式，依據植物光合作用原理構建人工光合系統，往系統中添加NADPH等必備的物質，將大氣中的CO2合成了淀粉。該人工光合系統的工作流程如下圖所示，其中①～⑤代表具體過程。
題號
1
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7
下列相關分析，正確的是(　　)
A．①～⑤中相當于植物光反應過程的是②
B．③相當于CO2的固定過程，需要添加C5
C．④所添加的NADPH的作用是提供還原劑
D．使用生物酶的原因可能是生物酶降低活化能的作用更顯著
√
題號
1
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7
D　[植物光反應過程為光合色素吸收、傳遞、轉化光能用于水的光解和ATP的合成，圖中①為太陽能電池吸收光能，②為水電解形成O2和H2，因此①～⑤中相當于植物光反應過程的是①②，A錯誤；③為CO2和H2在無機催化劑催化下形成甲醛，進而單碳縮合形成三碳化合物，相當于CO2的固定過程，不需要添加C5，B錯誤；④過程類似于光合作用中C3合成C6的過程，光合作用中該過程為C3的還原，需要ATP和NADPH，其中ATP提供能量，NADPH提供能量和還原劑，C錯誤；酶降低活化能的作用更顯著，因此催化效率更高，D正確。]
題號
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7．(2024·山東菏澤期末)科研人員對綠色植物光暗轉換過程中的適應機制進行研究。測定綠色植物由黑暗到光照的過程中CO2吸收速率(μmol·m-2·s-1)和光反應相對速率(μmol·m-2·s-1)的變化，結果如下圖。下列敘述正確的是(　　)
題號
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7
A．黑暗時植株的CO2吸收速率為－0.1 μmol·m-2·s-1，與線粒體內膜產生CO2有關
B．由黑暗轉變為光照條件后，葉肉細胞中NADPH和ATP的量會一直增加
C．光照0～0.5 min光反應相對速率下降，與暗反應激活延遲造成NADPH和ATP積累有關
D．光照2 min后，光反應和暗反應速率均穩定，暗反應速率大于光反應速率
√
題號
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C　[黑暗時植株的CO2吸收速率為－0.1 μmol·m-2·s-1，說明植株的呼吸作用速率為0.1 μmol·m-2·s-1，與線粒體基質中產生CO2有關，A錯誤；光反應為暗反應提供NADPH和ATP，據圖可知，正常情況下0.5 min后暗反應被激活，CO2吸收增多，而圖中0～0.5 min，光反應速率降低，原因是暗反應未被激活，出現該現象的原因是暗反應激活延遲造成光反應產生的NADPH和ATP積累，導致光反應被抑制，故葉肉細胞中NADPH和ATP的量不會一直增加，B錯誤，C正確；由圖可知，光照2 min后，光反應和暗反應速率均穩定，暗反應速率約為0.25，光反應速率約為0.7，D錯誤。]
題號
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8．(14分)(2024·廣東惠州期末)水稻是我國重要的糧食作物之一，開展水稻高產攻關是促進糧食高產優產、筑牢糧食安全根基的關鍵舉措。科研團隊通過在水稻中過量表達OSA1蛋白，顯著提高了水稻的產量，其作用機制如下圖所示。請回答下列問題。
題號
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題號
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(1)水稻葉肉細胞通過分布于_________________上的光合色素，將光能轉化為活躍的化學能，該階段產生的_________________為光合作用的暗反應階段提供物質和能量。
(2)水稻葉片保衛細胞細胞膜表面的OSA1 蛋白受光照誘導后活性提高，其催化和運輸功能增強，將H＋大量運輸到細胞外建立質子梯度，促進K＋通過_____________方式進入保衛細胞，導致細胞_____________，從而促進氣孔打開。
題號
1
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7
葉綠體類囊體薄膜
ATP、NADPH
主動運輸
吸水膨脹
(3)研究者推測提高細胞內OSA1 蛋白含量能夠提高水稻的光合產量，在光照和黑暗條件下進行實驗，結果如下圖。
題號
1
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注：氣孔導度代表氣孔開放程度；OSA1 1組、2組、3組均高表達OSA1蛋白。
實驗結果_____________(填“支持”或“不支持”)推測，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
題號
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支持
在光照下使用OSA1可顯著提高氣孔導度和CO2吸收速率，暗反應速率增強，暗反應可為光反應提供ADP、Pi和NADP＋，光反應速率提高，最終使得光合速率提高(4分)
[解析]　(1)光合色素存在于葉綠體的類囊體薄膜上。光反應階段產生的ATP可為暗反應提供能量，NADPH既可為暗反應提供能量，又可做還原劑。(2)由圖可知，OSA1蛋白能將H＋從細胞質基質運輸至細胞外，水稻葉片保衛細胞質膜上OSA1蛋白受光誘導后活性提高，其催化和運輸功能增強，將H＋大量運輸到細胞外建立質子梯度，從而促進K＋進入保衛細胞。據此推測，K＋進入保衛細胞的方式是主動運輸，其動力是H＋濃度差(電化學勢能)。K＋進入保衛細胞使保衛細胞的滲透壓升高，保衛細胞會吸水膨脹，進而導致氣孔打開。
題號
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(3)該實驗的自變量是光照條件和OSA1蛋白含量，因變量是氣孔導度和CO2吸收速率。由圖可知，在光照下使用OSA1可顯著提高氣孔導度和CO2吸收速率。氣孔導度和CO2吸收速率升高，暗反應速率增強，暗反應可為光反應提供ADP、Pi和NADP＋，光反應速率提高，最終使得光合速率提高。
題號
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(教師用書獨具)
1．如圖為某陸生植物體內碳流動示意圖。據圖分析，下列敘述不正確的是(　　)
A．過程①需要消耗光反應提供的ATP和NADPH
B．葉肉細胞中的卡爾文循環發生在葉綠體基質
C．葉肉細胞中會發生由單糖合成二糖或多糖的過程
D．④受阻時，②③的進行能緩解丙糖磷酸積累對卡爾文循環的抑制
√
A　[過程①表示CO2的固定，CO2的固定不消耗光反應提供的ATP和NADPH，消耗ATP和NADPH的是C3的還原過程。]
2．(2024·廣東汕頭三模)如圖所示，將草酸鐵(含Fe3+)加入含有離體葉綠體的溶液中，除去空氣并給予適宜的光照后，溶液顏色發生變化并產生氧氣。在相同條件下，不添加草酸鐵時，則不產生氧氣。下列有關論述正確的是(　　)
A．可通過差速離心法提取葉綠體并置于蒸餾水中保存
B．相較于藍紫光，綠光照射使葉綠體釋放氧氣量更大
C．顏色變化是由于Fe3+被還原，Fe3+相當于葉綠體基質內的NADH
D．實驗說明葉綠體中氧氣的產生過程與糖類的合成過程相對獨立
√
D　[可通過差速離心法提取葉綠體但是不能置于蒸餾水中保存，否則會吸水漲破，A錯誤；相較于綠光，藍紫光吸收量大，用藍紫光照射使葉綠體釋放氧氣量更大，B錯誤；NADH是呼吸作用中的還原劑，顏色變化是由于Fe3+被還原，Fe3+不是還原劑，C錯誤；實驗中除去了空氣，無CO2，但仍有O2產生，說明O2的產生和糖類合成是兩個相對獨立的過程，D正確。]
3．(2024·廣東實驗中學檢測)植物進行光合作用時，CO2與C5結合后被RuBP羧化酶(Rubisco)催化生成1分子不穩定的C6化合物，并立即分解為2分子C3化合物。Rubisco在催化反應前必須被激活，CO2可與Rubisco的活性中心結合使其與Mg2+結合而被活化，光照時葉綠體基質中的H＋和Mg2+濃度升高也可調節Rubisco的活性。下列相關分析錯誤的是(　　)
A．CO2既是Rubisco的底物，又是活性調節物質，降低CO2濃度短時間內可使C5含量增多
B．適當增強光照時，葉綠體基質中Rubisco活性增強，催化C3合成速率加快
C．激活的Rubisco催化合成不穩定C6的過程需光反應提供ATP和NADPH
D．對正常進行光合作用的植物停止光照后，C3的消耗速率將會降低
√
C　[CO2與C5結合后能被Rubisco催化，而且CO2可與Rubisco的活性中心結合使其與Mg2+結合而被活化，故CO2既是Rubisco的底物，又是活性調節物質。降低CO2濃度會使CO2固定速率減慢，消耗的C5減少，而短時間內C3還原生成C5的速率不變，故C5含量會增多，A正確。增強光照時葉綠體基質中的H＋濃度升高使Rubisco的活性增強，進而對CO2與C5結合后的催化效率更高，生成C6化合物更快， C3合成速率加快，B正確。激活的Rubisco催化合成不穩定C6的過程不需光反應提供ATP和NADPH，NADPH、ATP用于暗反應階段C3的還原過程，C錯誤。對正常進行光合作用的植物停止光照后，光反應停止，無NADPH、ATP生成，暗反應速率降低，C3的消耗速率將會降低，D正確。]
4．(2024·湖南九校聯考)葉綠體進行能量轉換依靠光系統(指光合色素與各種蛋白質結合形成的大型復合物，包括PSⅠ和PSⅡ)將光能轉換為電能。光系統產生的高能電子沿光合電子傳遞鏈依次傳遞促使NADPH的形成，同時驅動膜內的質子泵在膜兩側建立H＋梯度，進而驅動ATP的合成。
注：類囊體膜上主要有光系統Ⅰ(PSⅠ)、光系統Ⅱ(PSⅡ)、細胞色素b6f蛋白復合體和ATP合成酶復合體四類蛋白復合體，參與光能吸收、傳遞和轉化，電子傳遞，H＋輸送及ATP合成等過程。
據圖回答下列問題：
(1)光反應過程中，ATP的形成與光系統______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”)發揮作用產生的H＋濃度梯度有關。
(2)葉綠素a(P680和P700)接受光的照射后被激發，釋放勢能高的電子，電子的最終供體(供給電子的物質)是______。 通過光合電子傳遞鏈，光能最終轉化為____________________中的化學能。
Ⅱ
水
ATP和NADPH
(3)圖中ATP合成酶的作用是_______________________________________；線粒體中存在類似于ATP合成酶的膜是______________。據圖分析，增加膜兩側的H＋濃度差的生理過程有___________________________________________________________________________ (共3點)。
催化ATP的合成，協助H＋跨膜運輸
線粒體內膜
水的光解產生H＋、PQ蛋白將H＋從A側運輸到B側、合成NADPH消耗H＋
(4)除草劑二溴百里香醌(DBMIB)是質體醌(PQ)的類似物，可充當PQ的電子受體。DBMIB能夠和細胞色素b6f特異性結合，阻止光合電子傳遞到細胞色素b6f。若用該除草劑處理無內外膜的葉綠體，會導致ATP含量顯著下降，其原因可能是__________________________________________________________________________________________________。
二溴百里香醌(DBMIB)阻斷電子傳遞，會抑制水光解產生H＋，使膜內外H＋的濃度差減小甚至消失
[解析]　(1)光反應過程中，PSⅡ發生H2O的光解，使B側H＋濃度增加，產生的e－通過電子傳遞體，再通過PSⅠ傳到A側，最終將電能變為NADPH中的活躍化學能。(2)葉綠素a接受光的照射后被激發，在PSⅡ發生H2O的光解，釋放勢能高的電子，電子的最終供體是H2O，最終受體是ATP和NADPH，因此，通過光合電子傳遞鏈，光能最終轉化為ATP和NADPH中的化學能。
(3)圖中ATP合成酶的作用是催化ATP的合成，協助H＋跨膜運輸。線粒體中存在類似于ATP合成酶的膜是線粒體內膜。據圖分析，增加膜兩側的H＋濃度差的生理過程有水的光解產生H＋、PQ蛋白將H＋從A側運輸到B側、合成NADPH消耗H＋。(4)除草劑二溴百里香醌(DBMIB)是質體醌(PQ)的類似物，可充當PQ的電子受體。DBMIB能夠和細胞色素b6f特異性結合，阻止光合電子傳遞到細胞色素b6f。則DBMIB會抑制水光解產生H＋，使膜內外H＋的濃度差減小甚至消失，故若用該除草劑處理無內外膜的葉綠體，會導致ATP含量顯著下降。
謝 謝 ！第11講　光合作用的原理
說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。
考點1　光合作用原理的探索
一、探索光合作用原理的部分實驗
1.19世紀末，科學界普遍認為：在光合作用中CO2分子中的C與H2O結合成__________，然后甲醛分子縮合成糖。
2.1928年：甲醛不能通過光合作用轉化成________。
3.1937年，英國希爾：離體葉綠體在適當條件下發生水的光解、產生__________。該反應稱作____________。
4.1941年，美國魯賓和卡門：用____________的方法，研究了光合作用中__________的來源(如圖所示)，該實驗證明了光合作用產生的氧氣全部來自__________，而不是來自__________。
該實驗中兩組試管互為對照，自變量為18O的標記物，因變量為小球藻釋放的O2的標記情況，光照、溫度、小球藻的數量和生活狀況等無關變量均需要保持相同且適宜。
5．1954年，美國阿爾農：在光照下，葉綠體可合成______________；1957年，他發現這一過程總是與____________相伴隨。
6．20世紀40年代，美國卡爾文：利用____________________法，用經過14C標記的14CO2，供小球藻進行光合作用，然后追蹤________________，最終探明了CO2中的碳轉化為有機物的途徑。
(人教版必修1 P103思考·討論T4)嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應的關系。
二、光合作用的概念和反應式
1．光合作用的概念
光合作用是指綠色植物通過____________，利用________，將__________轉化成儲存著能量的__________，并且釋放出________的過程。
2．光合作用的化學反應式
_____________________________________________________________________。
1．希爾實驗證明了水的光解和糖的合成不是同一個化學反應。 (　　)
2．魯賓和卡門實驗和卡爾文實驗都采用了放射性同位素標記法。 (　　)
3．葉綠體中合成ATP和水光解是獨立進行的。 (　　)
1．某同學以菠菜的綠葉為材料，制備了完整葉綠體懸浮液，并均分為兩組，進行如下實驗：
組別 加入物質 條件 實驗現象
A組 DCPIP溶液 適宜溫度和光照等條件 產生氣泡，DCPIP溶液變為無色
B組 適量磷酸、NaHCO3等 (CH2O)/C3比值增高
(注：DCPIP氧化態為藍紫色，被還原后為無色。)
(1)A組氣泡中成分是　　　，DCPIP溶液由藍紫色變無色的原因是　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)B組(CH2O)/C3比值增高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2．光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，一定時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析。實驗發現，僅僅30 s的時間，放射性代謝產物多達幾十種。縮短時間到7 s，發現放射性代謝產物減少到12種，想要探究CO2轉化成的第一個產物是什么，實驗思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
探索光合作用原理的實驗
1．(鏈接人教版必修1 P102－103思考·討論)下列關于探究光合作用原理實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A．恩格爾曼利用水綿和需氧細菌為材料，證明光合作用的場所是葉綠體
B．希爾證明離體葉綠體在適當條件下可以發生水的光解，產生氧氣
C．魯賓和卡門用18O分別標記H2O和CO2，證明光合作用產生的氧來自水
D．美國科學家阿爾農發現光合作用中水的光解伴隨著ATP的消耗
2．(鏈接人教版必修1 P104正文)卡爾文將14C標記的CO2通入正在進行光合作用的小球藻培養液中，然后在培養后不同時間(0.5 s、3 s、10 s等)將培養液迅速傾入熱乙醇中以殺死細胞，最后利用層析法和放射自顯影技術進行物質的分離和鑒定，實驗結果如下圖。下列相關分析不正確的是(　　)
A．用14C標記CO2可排除細胞中原有物質的干擾
B．熱乙醇處理的目的是停止光合作用的進行
C．推測暗反應的初產物可能是3 磷酸甘油酸
D．可依據放射性的強弱推測出暗反應的過程
考點2　光合作用的原理
一、光合作用的過程
1．圖解光合作用的過程
2．比較光反應與暗反應階段
光反應 暗反應
場所 類囊體的薄膜 葉綠體基質
條件 ____________、酶、H2O、ADP、Pi、 酶、CO2、C5、_______、____________等
物質變化 ①水的光解：2H2OO2＋4H＋＋4e－ ②ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP ③還原型輔酶Ⅱ的形成： NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ①CO2的固定： CO2＋C52C3 ②C3的還原： 2C3 (CH2O)＋C5
能量變化 光能―→__________和__________中活躍的化學能 ________和________中活躍的化學能―→有機物中穩定的化學能
聯系 光反應為暗反應提供________和________，暗反應為光反應提供________________
[深化拓展]
“過程法”分析各物質變化
下圖中Ⅰ表示光反應，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當外界條件(如光照、CO2)突然發生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化：
二、光合作用的意義
1．光合作用產生的有機物除供植物體自身利用外，還為____________生物提供食物。
2．光能通過驅動光合作用而驅動__________的運轉。
1．(人教版必修1 P103相關信息)水分解為氧和H＋的同時，被葉綠體奪去兩個________，經傳遞，可用于________與______結合形成NADPH。
2．(人教版必修1 P104相關信息)C3是指三碳化合物——________________，C5是指五碳化合物——______________________。
3．(人教版必修1 P104相關信息)光合作用的產物有一部分是________，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入________，再通過韌皮部運輸到植株各處。
三、光合作用和化能合成作用的比較
項目 光合作用 化能合成作用
條件 光、色素、酶 酶
原料 CO2和H2O等無機物
產物 __________等有機物
能量來源 光能 ______________________________________
生物種類 綠色植物、藍細菌等 ____________、硫細菌等
[深化拓展]
1．連續光照和間隔光照下的有機物合成量
(1)光反應為暗反應提供的NADPH和ATP在葉綠體基質中有少量的積累，在光反應停止時，暗反應仍可持續進行一段時間，有機物還能繼續合成。
(2)在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續光照處理有機物的積累量要多。
2．光反應中的光系統和電子傳遞鏈
(1)鑲嵌在類囊體膜上的光合色素分子有序地排列在一起，它們能夠捕獲光能，將光能傳遞給位于反應中心的色素分子，該色素分子被激發，釋放出一個高能電子。失去電子的色素分子有很強的奪電子能力，它們從水分子中奪取電子，使水分解成H＋和O2。
(2)色素分子失去的電子被類囊體膜上的特殊蛋白質捕獲，這些蛋白質利用電子攜帶的能量將H＋從葉綠體基質泵入類囊體腔，并最終把電子傳遞給了NADP＋，NADP＋獲得電子后與H＋結合，生成NADPH。
(3)類囊體膜上鑲嵌有ATP合酶，類囊體腔中的H＋順濃度梯度經ATP合酶進入葉綠體基質，推動了ATP的生成。
1．植物在夜晚不能進行光反應，只能進行暗反應。 (　　)
2．只提供光照，不提供CO2，植物可獨立進行光反應。 (　　)
3．光合作用中ATP的移動方向是從葉綠體基質到類囊體的薄膜。 (　　)
4．暗反應中CO2可接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。
(　　)
5.14CO2中14C的轉移途徑是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。 (　　)
1．光合作用的暗反應階段主要包括：C5和CO2結合生成C3，C3經一系列變化生成糖類和C5。為確定光合作用暗反應階段哪個反應間接依賴光，科學家利用小球藻進行實驗，結果如圖所示。
(1)利用熱酒精處理小球藻能終止細胞內的化學反應。欲探究14CO2中14C的轉移路徑，給小球藻提供14CO2后，對小球藻的處理是　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)暗反應階段間接依賴光照的反應是　　　　　　　　　　　　　　　，做出此判斷的依據是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2．科研人員向離體葉綠體懸浮液中加入適量NaHCO3溶液和必要物質，在適宜條件下進行閃光實驗。結果如下圖：
(1)葉綠體懸浮液中加入的必要物質有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)據圖推測，光照總時間和實驗時間相同的情況下，閃光照射的光合作用合成有機物的量與連續光照下的光合作用合成有機物的量　　　　　(填“相同”或“不相同”)，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
光合作用的過程及拓展
1．(鏈接人教版必修1 P103圖5 14)“稻米流脂粟米白，公私倉廩俱豐實。”每年的豐收季，水稻等多種農作物開始收獲，如圖是水稻葉肉細胞的葉綠體內進行光合作用合成有機物的過程。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．光反應階段中水被分解為H＋和物質甲，物質甲通過葉綠體膜的方式為自由擴散
B．物質丙中包括NADPH和ATP，其中NADPH是還原型輔酶Ⅱ，它與呼吸作用中的還原型輔酶不是同一種酶
C．丁和戊是光合作用中暗反應階段的物質，兩種物質的轉化被稱為卡爾文循環
D．暗反應階段有沒有光都能進行，夜間沒有光反應但仍能進行暗反應
2．(鏈接人教版必修1 P103圖5 14)下圖為類囊體膜蛋白排列和光反應產物形成的示意圖。據圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．水光解產生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜
B．NADP＋與電子(e－)和質子(H＋)結合形成NADPH
C．產生的ATP可用于暗反應及其他消耗能量的反應
D．電子(e－)的有序傳遞是完成光能轉換的重要環節
光合作用中物質變化的分析
3．(鏈接人教版必修1 P104思考·討論、正文)光合作用通過密切關聯的兩大階段——光反應和暗反應實現。對于改變反應條件而引起的變化，下列相關說法正確的是(　　)
A．突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中C5/C3的值減小
B．突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增大
C．突然將紅光改為綠光會暫時引起葉綠體基質中C3/C5的值減小
D．突然將綠光改為紅光會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值減小
人工光合系統
4．(鏈接人教版必修1 P104正文)我國科學家模擬植物光合作用，設計了一條利用二氧化碳合成淀粉的綠色新型人工體系(ASAP)，流程如圖所示。據圖判斷下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．圖中由CO2經甲醇到C3的過程類似于光合作用中CO2的固定過程
B．圖示的ASAP過程與植物細胞中的暗反應一樣能循環進行
C．與植物細胞固定等量的CO2相比，該體系積累的淀粉更多
D．該體系有助于減少農藥、化肥等對環境造成的負面影響
1．(2023·湖北卷)植物光合作用的光反應依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復合體，PSⅡ光復合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發現，PSⅡ光復合體上的蛋白質LHCⅡ，通過與PSⅡ結合或分離來增強或減弱對光能的捕獲(如圖所示)。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是(　　)
A．葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強
B．Mg2+含量減少會導致PSⅡ光復合體對光能的捕獲減弱
C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合，不利于對光能的捕獲
D．PSⅡ光復合體分解水可以產生H＋、電子和O2
2．(2023·天津卷)下圖是某綠藻適應水生環境，提高光合效率的機制圖。光反應產生的物質X可進入線粒體促進ATP合成。下列敘述錯誤的是(　　)
A．物質X通過提高有氧呼吸水平促進進入細胞質基質
利用通道蛋白從細胞質基質進入葉綠體基質
C．水光解產生的H＋提高類囊體腔CO2水平，促進CO2進入葉綠體基質
D．光反應通過確保暗反應的CO2的供應幫助該綠藻適應水生環境
3．(2024·安徽卷)為探究基因OsNAC對光合作用的影響，研究人員在相同條件下種植某品種水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突變體(KO)及 OsNAC 過量表達株(OE)，測定了灌漿期旗葉(位于植株最頂端)凈光合速率和葉綠素含量，結果見下表。回答下列問題：
凈光合速率(μmol·m-2·s-1) 葉綠素含量(mg·g-1)
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
(1)旗葉從外界吸收1分子 CO2與核酮糖 1，5 二磷酸結合，在特定酶作用下形成2分子3 磷酸甘油酸；在有關酶的作用下，3 磷酸甘油酸接受____________________釋放的能量并被還原，隨后在葉綠體基質中轉化為_____________________________________________________________________。
(2)與WT相比，實驗組KO與OE的設置分別采用了自變量控制中的____________、____________(填科學方法)。
(3)據表可知，OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率________。為進一步探究該基因的功能，研究人員測定了旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、蔗糖含量及單株產量，結果如圖：
結合圖表，分析OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率發生相應變化的原因：①___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
②___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[夯實必備知識]自主診斷
考點1
一、1．甲醛　2．糖　3．氧氣　希爾反應　4．同位素示蹤　氧氣　H2O　CO2　5．ATP　水的光解
6．放射性同位素標記　放射性14C的去向
二、1．葉綠體　光能　二氧化碳和水　有機物　氧氣　2．CO2＋H2O(CH2O)＋O2
考點2
一、1．H2O　O2　光反應　NADPH　ADP＋Pi　CO2　2C3　C5　(CH2O)　暗反應　2．光、色素　ATP　NADPH　ATP　NADPH　ATP　NADPH　NADPH　ATP　NADP＋、ADP和Pi
二、1．所有異養　2．生命世界
三、糖類　某些無機物氧化時所釋放的能量　硝化細菌
第11講　光合作用的原理
考點1
教材隱性知識
提示：H2OO2＋H＋＋能量
　　　　　　　　　　 　↓
　　　　　　 ADP＋Pi―→ATP
澄清概念
1．√
2．×提示：魯賓和卡門實驗中所用的18O是穩定性同位素，不是放射性同位素。
3．×提示：葉綠體中合成ATP和水光解是密切聯系的。
達成學科素養
1．提示：(1)O2　光反應階段產生的NADPH使DCPIP還原(DCPIP被光反應產生的NADPH還原)
(2)磷酸有利于光反應階段中ATP的形成，進而促進暗反應中C3的還原形成(CH2O)
2．提示：不斷縮短光照時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產物，該物質即為CO2轉化成的第一個產物
評價遷移應用
1．D　[恩格爾曼的實驗通過觀察需氧細菌在水綿表面的分布，直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧，A正確；希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑，在光照下可釋放氧氣，說明離體葉綠體在適當條件下能進行水的光解，產生氧氣，B正確；魯賓和卡門利用同位素示蹤的方法，用18O分別標記兩組實驗中的H2O和CO2，證明光合作用產生的O2中的O全部來自H2O，C正確；阿爾農發現在光照下，葉綠體可以合成ATP，且這一過程伴隨著水的光解，類似于光反應過程，D錯誤。]
2．D　[細胞中原有的物質不含14C，用14C標記CO2可排除細胞中原有物質的干擾，A正確；熱乙醇可以殺死細胞，用熱乙醇處理的目的是停止光合作用的進行，以檢測殺死細胞時，其光合作用進行的程度，B正確；放射性最先在3 磷酸甘油酸中出現，推測暗反應的初產物可能是3 磷酸甘油酸，C正確；該實驗可通過放射性物質出現的先后順序來推測暗反應的過程，D錯誤。]
考點2
教材隱性知識
1．提示：電子　NADP＋　H＋
2．提示：3 磷酸甘油酸　核酮糖 1，5 二磷酸(RuBP)
3．提示：淀粉　篩管
澄清概念
1．×提示：沒有光反應提供的NADPH和ATP，暗反應不能進行。
2．×提示：在暗反應不能進行時，因缺少ADP、Pi和NADP＋，光反應也會停止。
3．×提示：ATP在類囊體的薄膜上產生，移動方向是從類囊體的薄膜到葉綠體基質。
4．×提示：暗反應中，CO2不能直接被NADPH還原，必須經過CO2的固定形成C3，再在有關酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH 釋放的能量，并且被NADPH還原。
5．×提示：14CO2中14C的轉移途徑為14CO2→。
達成學科素養
1．提示：(1)每間隔一段時間，用熱酒精終止暗反應進程，提取并鑒定含14C的物質
(2)C3經一系列變化生成糖類和C5　當反應條件由光照變為黑暗時，C3含量升高而C5及各種中間產物的含量下降，說明C3的還原與光照條件有關
2．提示：(1)NADP＋、ADP、Pi
(2)不相同　閃光照射，暗反應更能充分利用光反應提供的NADPH和ATP
評價遷移應用
1．D　[光反應階段是水的光解，水在光作用下被分解為氧和H＋繼續參與反應，氧直接以分子的形式排出，氣體的運輸方式一般是自由擴散，A正確；光合作用中的輔酶為NADPH，呼吸作用中的輔酶為NADH，兩者不是同一種物質，B正確；暗反應階段是三碳化合物與五碳化合物的相互轉化，其間五碳化合物與二氧化碳結合形成兩個三碳化合物，部分三碳化合物轉化為有機物，部分三碳化合物轉化為五碳化合物繼續參與循環，這個循環是卡爾文循環，C正確；暗反應有沒有光都能進行，但是夜間沒有光反應為暗反應提供NADPH和ATP，暗反應也不能長期進行，D錯誤。]
2．A　[O2在葉綠體類囊體的薄膜產生，在線粒體內膜被利用，故葉綠體產生的O2被線粒體利用至少需要穿過葉綠體的3層膜(包括類囊體膜和葉綠體的內外膜)和線粒體的2層膜，共5層生物膜，A錯誤；據圖分析，NADP＋與e－和H＋結合形成NADPH，B正確；根據圖中的信息，光反應產生的ATP可用于暗反應、色素合成和核酸代謝等一些消耗能量的反應，C正確；電子傳遞釋放的能量用于H＋的逆濃度梯度運輸，使類囊體腔內維持高濃度的H＋，H＋由類囊體腔順濃度梯度運輸至葉綠體基質，驅動ATP的合成，電子有序傳遞保證了ATP和NADPH的合成，是完成光能轉換的重要環節，D正確。]
3．B　[突然中斷CO2供應，使暗反應中CO2的固定減少，而C3還原仍在進行，因此會暫時導致C3減少，C5增多，即會引起葉綠體基質中C5/C3的值增大，A錯誤；突然中斷CO2供應使C3減少，因此C3還原利用的ATP減少，導致ATP積累增多，而ADP含量減少，因此會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增大，B正確；由于光合色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收較少，突然將紅光改變為綠光，會導致光反應產生的ATP和NADPH減少，這將使暗反應中C3的還原減弱，導致C5減少，C3增多，因此會暫時引起葉綠體基質中C3/C5的值增大，C錯誤；突然將綠光改為紅光會導致光反應吸收的光能增加，光反應產生的ATP和NADPH增加，而ADP相對含量減少，因此會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增大，D錯誤。]
4．B　[圖中由CO2經甲醇到C3的過程類似于光合作用中CO2的固定過程，A正確。圖示的ASAP過程不能循環進行，B錯誤。固定CO2的量相等時，植物光合作用、ASAP兩種途徑合成淀粉的量相同，而植物有呼吸作用消耗糖類，ASAP途徑沒有呼吸作用這一過程消耗糖類，因此與植物細胞固定等量的CO2相比，該體系積累的淀粉更多，C正確。在能量供給充足的條件下，該人工體系對土地、淡水的依賴程度較低，可節約耕地和淡水資源；此外該體系不需要農藥、化肥等，有助于減少農藥、化肥等對環境造成的負面影響，D正確。]
體驗真題
1．C　[葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ與PSⅡ分離減少，PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強，A正確；Mg2+是葉綠素的組成成分，其含量減少會導致PSⅡ光復合體上的葉綠素含量減少，導致對光能的捕獲減弱，B正確；弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合，增強對光能的捕獲，C錯誤；PSⅡ光復合體能吸收光能，并分解水，水的光解產生H＋、電子和O2，D正確。]
2．B　[光反應產生的物質X可進入線粒體促進ATP合成，因此物質X可通過提高有氧呼吸水平促進進入細胞質基質，A正確；進入葉綠體基質也需要線粒體產生的ATP供能，屬于主動運輸，通道蛋白只能參與協助擴散，B錯誤；據圖可知，光反應中水光解產生的H＋促進進入類囊體，并與在類囊體腔內反應產生CO2，因此能提高類囊體腔CO2水平，C正確；據圖可知，光反應生成的物質X(O2)促進線粒體的有氧呼吸，產生更多的ATP，有利于進入葉綠體基質，產生CO2，保證了暗反應的CO2供應，D正確。]
3．(1)ATP 和 NADPH　核酮糖 1，5 二磷酸(C5)和糖類等有機物　(2)減法原理　加法原理　(3)增大　與 WT 組相比，OE組葉綠素含量較高，增加了對光能的吸收、傳遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用　與 WT 組相比，OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高，可以及時將更多的光合產物(蔗糖)向外運出，從而促進旗葉的光合作用速率
11 / 11課時數智作業(十一)　光合作用的原理
1．(2024·河北張家口模擬)如圖是某植物細胞進行光合作用的過程，下列有關敘述正確的是(　　)
A．光合作用產物Ⅱ中的O部分來自水
B．物質Ⅰ在暗反應中可充當還原劑，但不能供能
C．若外界中物質Ⅲ濃度適當升高，物質Ⅰ的含量會暫時降低
D．給植物提供H182O，一段時間后放射性會出現在O2中
2．(2024·遼寧沈陽名校聯考)下圖表示綠色植物光合作用的部分過程，圖中a～c表示相關物質，甲、乙為結構。下列有關說法正確的是(　　)
A．甲為葉綠體，乙為細胞質基質
B．a、b、c依次為O2、NADPH、ADP
C．該過程合成的ATP大部分運出葉綠體外，用于綠色植物的各種生命活動
D．適宜條件下，當外界CO2含量升高時，a的產生速率會增加
3．(2024·江蘇鹽城模擬)下圖所示生理過程中，P680和P700表示兩種特殊狀態的葉綠素a，M表示某種生物膜，其中乙側的H＋濃度遠高于甲側，在該濃度差中儲存著一種勢能，該勢能是此處形成ATP的前提。據圖分析，下列說法正確的是(　　)
A．乙側的H＋完全來自甲側
B．生物膜M屬于葉綠體內膜
C．CF0和CF1與催化ATP的合成、轉運H＋有關，很可能是蛋白質
D．該場所產生的NADPH和ATP將參與暗反應中的CO2的固定
4．(2024·廣東廣州模擬)植物接受過多光照會對葉綠體造成損害，因此植物需要“非光化學淬滅”(NPQ)的機制來保護自身，在NPQ的作用下多余的光能會以熱能的形式散失。該機制的啟動和關閉特點如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．NPQ直接作用于光合作用中的光反應階段
B．狀態②時通過NPQ避免葉綠體受創
C．葉綠體中ATP的合成量下降可能導致NPQ機制打開
D．狀態①②③時，植物仍在進行光合作用
5．(2025·湖南桃源縣一中月考)磷酸丙糖是卡爾文循環最先產生的糖。磷酸丙糖轉運體(TPT)是葉綠體膜上的一種反向共轉運蛋白，將磷酸丙糖從葉綠體運出的同時，將無機磷酸(Pi)運入葉綠體。當細胞質基質中Pi濃度高時，磷酸丙糖通過TPT運出葉綠體，合成蔗糖；當細胞質基質中Pi濃度低時，磷酸丙糖就滯留在葉綠體中，合成淀粉暫時儲存。下列說法錯誤的是(　　)
A．在葉肉細胞葉綠體中，蔗糖和淀粉的合成存在競爭性關系
B．晚上磷酸丙糖合成受阻，TPT轉運效率降低
C．大田種植甘蔗時，可適當施加磷肥提高甘蔗蔗糖含量
D．滯留在葉綠體中的磷酸丙糖合成淀粉儲存，可以避免滲透壓升高造成膜結構損傷
6．(2024·福建寧德期末)我國科學家利用化學催化劑與生物催化劑相結合的方式，依據植物光合作用原理構建人工光合系統，往系統中添加NADPH等必備的物質，將大氣中的CO2合成了淀粉。該人工光合系統的工作流程如下圖所示，其中①～⑤代表具體過程。
下列相關分析，正確的是(　　)
A．①～⑤中相當于植物光反應過程的是②
B．③相當于CO2的固定過程，需要添加C5
C．④所添加的NADPH的作用是提供還原劑
D．使用生物酶的原因可能是生物酶降低活化能的作用更顯著
7．(2024·山東菏澤期末)科研人員對綠色植物光暗轉換過程中的適應機制進行研究。測定綠色植物由黑暗到光照的過程中CO2吸收速率(μmol·m-2·s-1)和光反應相對速率(μmol·m-2·s-1)的變化，結果如下圖。下列敘述正確的是(　　)
A．黑暗時植株的CO2吸收速率為－0.1 μmol·m-2·s-1，與線粒體內膜產生CO2有關
B．由黑暗轉變為光照條件后，葉肉細胞中NADPH和ATP的量會一直增加
C．光照0～0.5 min光反應相對速率下降，與暗反應激活延遲造成NADPH和ATP積累有關
D．光照2 min后，光反應和暗反應速率均穩定，暗反應速率大于光反應速率
8．(14分)(2024·廣東惠州期末)水稻是我國重要的糧食作物之一，開展水稻高產攻關是促進糧食高產優產、筑牢糧食安全根基的關鍵舉措。科研團隊通過在水稻中過量表達OSA1蛋白，顯著提高了水稻的產量，其作用機制如下圖所示。請回答下列問題。
(1)水稻葉肉細胞通過分布于_________________上的光合色素，將光能轉化為活躍的化學能，該階段產生的_________________為光合作用的暗反應階段提供物質和能量。
(2)水稻葉片保衛細胞細胞膜表面的OSA1 蛋白受光照誘導后活性提高，其催化和運輸功能增強，將H＋大量運輸到細胞外建立質子梯度，促進K＋通過_____________方式進入保衛細胞，導致細胞_____________，從而促進氣孔打開。
(3)研究者推測提高細胞內OSA1 蛋白含量能夠提高水稻的光合產量，在光照和黑暗條件下進行實驗，結果如下圖。
注：氣孔導度代表氣孔開放程度；OSA1 1組、2組、3組均高表達OSA1蛋白。
實驗結果_____________(填“支持”或“不支持”)推測，理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
課時數智作業(十一)
1．C　[光合作用產物Ⅱ為光反應階段水光解產生的O2，其中的O全部來自水，A錯誤；物質Ⅰ為NADPH，可以在暗反應中充當還原劑，也能為暗反應供能，B錯誤；若外界中物質Ⅲ(CO2)濃度升高，C3合成增多，C3轉化成有機物時會消耗更多的物質Ⅰ(NADPH)，而光反應強度暫時不變，因此物質Ⅰ的含量會暫時下降，C正確；18O 屬于穩定同位素，18O2不具有放射性，D錯誤。]
2．D　[據圖分析，甲處進行了水的光解，為類囊體薄膜，乙為葉綠體基質，A錯誤；a為水光解的產物O2 ，b為類囊體薄膜上合成的NADPH，c為ATP合成所需的ADP和Pi，B錯誤；光合作用過程中合成的ATP，會被葉綠體自身消耗，用于光合作用的暗反應，還原三碳化合物，C錯誤；當外界CO2 含量升高時，暗反應速率加快，光反應速率也會加快， a(O2)的釋放速率加快，D正確。]
3．C　[根據光反應階段的物質變化可知，乙側的H＋除來自甲側，還來自乙側的水的光解過程，A錯誤；葉綠素存在于葉綠體的類囊體薄膜上，即膜M為(葉綠體)類囊體(薄)膜，其不屬于葉綠體內膜，B錯誤；CF0和CF1是復雜的蛋白質，其在圖中所示生理過程中的作用是催化ATP的合成、轉運H＋，C正確；該場所產生的NADPH和ATP將參與暗反應中的三碳化合物的還原過程，D錯誤。]
4．C　[由題中信息“在NPQ的作用下多余的光能會以熱能的形式散失”，可以得出NPQ直接作用于光合作用中的光反應階段，A正確；植物接受過多光照會對葉綠體造成損害，因此植物需要“非光化學淬滅”(NPQ)的機制來保護自身，狀態②時通過NPQ避免葉綠體受創，B正確；葉綠體中ATP的合成量下降，光反應減弱，色素吸收的光能減少，可能導致NPQ機制關閉，C錯誤；狀態①②③時，植物仍在進行光合作用，D正確。]
5．A　[磷酸丙糖可以在葉綠體基質中合成淀粉，也可以在TPT作用下轉運至細胞質基質合成蔗糖，A錯誤；晚上不能進行光合作用產生磷酸丙糖，TPT轉運效率降低，B正確；甘蔗種植過程中增施磷肥后，有利于磷酸丙糖的輸出，在細胞質基質中合成蔗糖，C正確；滯留在葉綠體中的磷酸丙糖合成淀粉儲存，可以降低滲透壓，避免造成膜結構損傷，D正確。]
6．D　[植物光反應過程為光合色素吸收、傳遞、轉化光能用于水的光解和ATP的合成，圖中①為太陽能電池吸收光能，②為水電解形成O2和H2，因此①～⑤中相當于植物光反應過程的是①②，A錯誤；③為CO2和H2在無機催化劑催化下形成甲醛，進而單碳縮合形成三碳化合物，相當于CO2的固定過程，不需要添加C5，B錯誤；④過程類似于光合作用中C3合成C6的過程，光合作用中該過程為C3的還原，需要ATP和NADPH，其中ATP提供能量，NADPH提供能量和還原劑，C錯誤；酶降低活化能的作用更顯著，因此催化效率更高，D正確。]
7．C　[黑暗時植株的CO2吸收速率為－0.1 μmol·m-2·s-1，說明植株的呼吸作用速率為0.1 μmol·m-2·s-1，與線粒體基質中產生CO2有關，A錯誤；光反應為暗反應提供NADPH和ATP，據圖可知，正常情況下0.5 min后暗反應被激活，CO2吸收增多，而圖中0～0.5 min，光反應速率降低，原因是暗反應未被激活，出現該現象的原因是暗反應激活延遲造成光反應產生的NADPH和ATP積累，導致光反應被抑制，故葉肉細胞中NADPH和ATP的量不會一直增加，B錯誤，C正確；由圖可知，光照2 min后，光反應和暗反應速率均穩定，暗反應速率約為0.25，光反應速率約為0.7，D錯誤。]
8．(除標注外，每空2分，共14分)(1)葉綠體類囊體薄膜　ATP、NADPH　(2)主動運輸　吸水膨脹　(3)支持　在光照下使用OSA1可顯著提高氣孔導度和CO2吸收速率，暗反應速率增強，暗反應可為光反應提供ADP、Pi和NADP＋，光反應速率提高，最終使得光合速率提高(4分)
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