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1、,一、 光反应与碳反应的比较,在光反应、碳反应过程中，只有色素吸收光能的过程不需要酶。叶绿体中的ATP、NADPH是在类囊体膜上产生的，用于碳反应，因此它们的移动方向是从类囊体膜到叶绿体基质，而ADP和NADP+的移动方向则相反。,【典例1】(2010重庆高考改造)如图为光能在叶绿体中转换的示意图，U、V、W、X、Y代表参与光能转换的物质。,下列选项，错误的是A.U在光合作用中的作用是吸收和传递光能B.V吸收光能后被激发，使H2O分解，产生电子流C.W为CO2的还原剂D.U至Y的能量转换在叶绿体类囊体膜上进行,【思路点拨】解答本题的关键是明确光反应、碳反应的场所分别是类囊体膜和叶绿体基质。,【
2、标准解答】选D。本题考查光合作用的过程分析。其中U起的作用主要是吸收和传递光能，V是特殊状态的叶绿素a，作用是将水分子分解，从而产生氧气和H+，从而形成电子流，将光能转化为电能，W为二氧化碳的还原剂，在还原二氧化碳的过程中将能量储存在有机物中，成为稳定的化学能，由U至Y表示光合作用的全过程，其场所是叶绿体，包括叶绿体类囊体膜和叶绿体基质。,【互动探究】(1)图中U、V发生的场所是什么？CO2转化成Y发生的场所是什么？提示：类囊体膜、叶绿体基质。(2)Y具体是指哪些物质？提示：三碳糖。,【规律方法】当外界条件骤变时，光反应和碳反应中物质变化情况,二、探究环境因素对光合作用的影响,1.活动原理(1
3、)空气中二氧化碳浓度、土壤中水分多少、光强度及温度的高低等，都是影响光合速率的外界因素。(2)光合作用的强度可以通过测定一定时间内原料的消耗或产物生成的数量来定量表示。,2.实验流程(以光强度对光合作用影响为例)(1)发现问题：不同光照下，植物光合速率不同。(2)提出假设：光能是植物光合作用的能量来源，光照越强时，光合速率(如产O2量)越快。,(3)设计实验：取三支洁净的试管，编号A、B、C。三支试管中各装入等量的NaHCO3溶液。A、B、C三支试管中放入等量且生长状况相同的小球藻。将A、B、C三支试管分别放在距100 W日光灯1米、10米、20米处，模拟强、中、弱三种光强度。用秒表观察记录1
4、0分钟内三支试管中产生的气泡数，填在下表中。,(4)预测结果及结论若abc，则光照越强，光合速率越快；若abc，则光照越强，光合速率越慢。,本实验的自变量是同一光强度的灯泡距植物远近的不同，因变量是气泡个数。也可用类似的方法验证温度、二氧化碳浓度对光合作用的影响。,【典例2】某同学探究二氧化碳浓度与光合速率的关系，他取A、B、C、D四株都有5片叶的新鲜菠菜，用直径为1 cm 的打孔器取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之分别下沉于编号14的100 mL三角瓶中，置于适宜光照、温度相同条件下并记录结果。下列评价或修正不合理的是,A.实验材料本身如存在差异会影响实验结果B.应将四组实验分别置于不同
5、的光强度条件下C.应调整各实验组间NaHCO3质量梯度，增加实验组D.应将四组实验置于温度相同且适宜的条件下,【思路点拨】解答本题的关键是明确随着自来水中NaHCO3浓度的增加，光合作用越来越强，产生的氧气越来越多，上浮的叶圆片也越来越多。,【标准解答】选B。本题可具体分析如下：,【误区警示】不能认为溶液中的NaHCO3浓度越大，叶片上浮的速度越快，因为当水中的NaHCO3浓度达到一定程度时，即溶液中的CO2浓度达到饱和点时，光合作用的速率就不会随CO2的浓度增加而增加，此时影响光合作用的因素则不再是CO2的浓度。,【变式训练】取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分
6、成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示，下列叙述错误的是( ),A.装置内增加的氧气来自于水B.光强度为a时，光合作用停止C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低D.该图反映了光合作用强度与光强度的关系,【解析】选B。光合作用的过程从整体上说，就是叶绿体利用光能，在有关酶的催化下将CO2和H2O合成(CH2O)并释放O2的过程。装置内增加的氧气，来源于水的光解；光强度为a时，O2的增加量很少，因细胞在进行光合作用的同时，也进行细胞呼吸，光合作用产生的氧被细胞呼吸利用；丙组处在最强的光照
7、下，其水的光解加强，产生大量的ATP和NADPH，从而加快了碳反应的速率，使装置内的CO2含量降低；氧气增加量的多少能反映出光合强度的大小，因此该图反映了光合作用强度与光强度的关系。,三、影响光合速率的环境因素分析,以光强度为单一影响因素时，达到C点以后限制光合作用的影响因素分为两方面：a.内因：色素含量、酶的数量和最大活性；b.外因：主要是二氧化碳浓度和温度。净光合速率是植物从环境中吸收二氧化碳的测量值，总光合速率是植物从环境中吸收二氧化碳的测量值加上细胞呼吸释放的二氧化碳量。,【典例3】(2010安徽高考)为探究影响光合强度的因素，将同一品种玉米苗置于25 条件下培养，实验结果如图所示。请
8、回答：,(1)与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是_，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是_。(2)实验结果表明，在_的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取_措施能提高玉米的光能利用率。,【思路点拨】解答本题的关键是比较两条曲线，找到引起两条曲线变化的相同点：如D点与B点的相同点为施肥程度相同，含水量相同，找出不同点：如D点与B点的不同点为二氧化碳的吸收量、光强度。,【标准解答】本题考查环境因素对植物光合强度的影响。由图示可看出，在土壤含水量为20%40%时，影响植物光合强度的因素主要有土壤含水量和光强度，当土壤含水量为40%60%时，
9、影响植物光合强度的因素主要有土壤含水量、光强度以及施肥程度。与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是光强度，因为土壤含水量和施肥程度都是相同的，只有光强度是变量。与D点相比，C点条件下限制玉米,CO2吸收量的主要因素是土壤含水量，因为光强度和施肥程度都是相同的，只有土壤含水量为变量。实验结果表明，在土壤含水量为40%60%的条件下施肥效果明显，同时合理密植有利于植物均匀接受光照，提高植物的光能利用率。,答案：(1)光强度(或光强)土壤含水量(2)土壤含水量40%60%合理密植,【互动探究】(1)图中A点时测得的二氧化碳吸收量可以认为是真正光合速率吗？若不是，你认为与真正光合速率之间有
10、什么关系？提示：不可以，应是表观光合速率，它们之间的关系可总结为：表观光合速率+呼吸速率=真正光合速率。(2)在其他条件适宜的情况下，若将图中光强改为二氧化碳浓度，你认为曲线会有怎样的变化？提示：曲线基本与图中相似。,【变式训练】如图表示甲、乙两种植物的CO2吸收量或CO2释放量随着光强度的变化而变化的曲线图。下列叙述正确的是( ),A.甲、乙两植物的最大光合强度一样B.如果在图中M点突然停止光照，短期内叶绿体中五碳分子的含量将会增加C.当平均光强度在X和Y之间(每日光照12 h)，植物一昼夜中有机物积累量的变化是甲减少、乙增加D.当光强度为Z时，光强不再限制乙植物的光合作用，而限制甲植物的光
11、合作用,【解析】选C。本题考查光合作用与呼吸作用的综合运用。植物最大光合强度等于最大的净光合作用量+呼吸量，图中甲植物为10 mgm-2h-1、乙植物为7 mgm-2h-1;B 项中M点突然停止光照，产生NADPH和ATP减少，三碳分子还原受阻，五碳分子含量将减少；D项当光强度为Z时，CO2的吸收量不再随光强度的增加而增加，说明此时光强度不再是光合作用的限制因素。植物一昼夜中有机物积累量的变化等于,白天的净积累量-晚上的消耗量，据图分析，当平均光强度在X和Y之间(每日光照12h)时，甲植物白天净积累量小于 24 mgm-2，其晚上呼吸消耗量为24 mgm-2，一昼夜中甲植物的净积累量为负值；乙
12、植物白天净积累量大于 12mgm-2，其晚上呼吸消耗量为12 mgm-2，一昼夜中乙植物的净积累量为正值，故C正确。,光合作用与呼吸作用的联系1.物质方面(1)C:CO2 (CH2O) C3H4O3 CO2(2)O：H2O O2 H2O(3)H：H2O NADPH (三碳糖) NADP+ H2O,碳反应,呼吸,呼吸,光反应,呼吸,呼吸,光反应,碳反应,呼吸、,2.能量方面光能 ATP (三碳糖) 热能 ATP各项生命活动,光反应,碳反应,细胞呼吸,【典例】如图表示生物体部分代谢过程。下列有关分析正确的是(多选)A.和过程中H的产生场所分别是叶绿体和线粒体B.过程、都能产生ATPC.和过程可发生
13、在同一细胞中D.过程产生的ATP可用于其他生命活动,【思路点拨】解答本题的关键在于了解光合作用和呼吸作用的过程及两者之间物质的转化。【标准解答】选C、D。图中、依次表示光反应、碳反应、需氧呼吸第一、二、三阶段。过程的场所是细胞溶胶。过程消耗ATP。【误区警示】光合作用光反应阶段产生的ATP只能用于碳反应阶段，不会用于其他生命活动。,【变式训练】(2010厦门模拟)在光合作用和需氧呼吸过程中，既有NADPH又有ATP产生的是( )光合作用的光反应阶段 光合作用的碳反应阶段需氧呼吸第一阶段 需氧呼吸第二阶段需氧呼吸第三阶段A. B. C. D.【解析】选B。光合作用的光反应阶段产生NADPH和AT
14、P，碳反应阶段消耗NADPH和ATP；需氧呼吸的第一、二阶段产生NADPH和ATP，第三阶段利用前两个阶段产生的NADPH与O2结合生成水，释放大量能量。,【典例1】下图表示光合作用和细胞呼吸过程中CO2和H的变化。有关叙述正确的是,A.过程发生在叶绿体内的类囊体膜上，过程发生在叶绿体基质中B.过程发生在细胞溶胶中，过程发生在线粒体中C.过程均需要NADPH和ATP提供还原剂和能量D.过程产生的NADPH都将与氧结合产生水，过程仅在线粒体中进行,【常见错误】错选B项和C项。【错因分析】错选的主要原因是：,【正确解答】选A。为需氧呼吸的第一、二阶段，发生在细胞溶胶和线粒体中；为需氧呼吸的第三阶段
15、，发生在线粒体中；为CO2的固定，不需要ATP和NADPH提供能量；为细胞呼吸的第一阶段；为需氧呼吸的第二阶段(发生在线粒体中)或厌氧呼吸的第二阶段(发生在细胞溶胶中)；过程中产生的NADPH是作为还原剂参与碳反应的。,【典例2】图甲表示光强度对光合作用强度的影响，图乙表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化。请据图回答问题：,(1)图甲中B点的生理状况与图乙中_时相同，此时细胞中产生的ATP的部位是_。,(2)图乙中，植物开始进行光合作用的时间为_，植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度的时间段为_。(3)如图为探究光合速率的装置，实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，水滴位置在X处，恒温30分钟后，将针筒容量调到0.6 mL处，水滴的位置恢复到X处。若以氧气释放量表示光合速率，则植物光合速率是_mL/h，该数值比实际光合速率低，原因是_。,
