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1、第第1010讲光合作用讲光合作用考情分析考情分析备考导航备考导航最新考最新考纲全国卷六年考全国卷六年考题统计全国卷六年考全国卷六年考题分分值统计1.1.光合作用的基光合作用的基本本过程程()()20162016全国全国卷卷T29;2014T29;2014全国全国卷卷T2;2014T2;2014全国全国卷卷T6;2013T6;2013全国全国卷卷T2T22.2.影响光合作用影响光合作用速率的速率的环境因素境因素()()20162016全国全国卷卷T30;2016T30;2016全国全国卷卷T31;2015T31;2015全国全国卷卷T29;2014T29;2014全国全国卷卷T29;2013T2
2、9;2013全国全国卷卷T29;2011T29;2011全国卷全国卷T3T3、T29T293.3.实验: :叶叶绿体体色素的提取和色素的提取和分离分离20162016全国全国卷卷T4T4知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础 1. 1.叶绿体中色素的种类和功能叶绿体中色素的种类和功能考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构色素色素功能功能叶叶绿素素( (约占占3/4)3/4) ( (蓝绿色色) )主要吸收主要吸收叶叶绿素素b(b( ) )类胡胡萝卜素卜素( (约占占1/4)1/4) ( (橙黄色橙黄色) )主要吸收主要吸收 . . ( (黄色黄色) )
3、叶绿素叶绿素a a黄绿色黄绿色红光和蓝紫光红光和蓝紫光胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素蓝紫光蓝紫光2.2.叶绿体的结构和功能叶绿体的结构和功能(1)(1)结构模式图结构模式图双层膜双层膜 暗反应暗反应 类囊体类囊体 色素色素 与光反应有关的酶与光反应有关的酶 光合作用光合作用 叶绿体叶绿体 【深挖教材】【深挖教材】(1)(1)为什么高等植物的叶片一般呈现绿色为什么高等植物的叶片一般呈现绿色? ?说出你的理由。说出你的理由。提示提示: :因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光, ,绿光被反射出来绿光被反射出来, ,所以叶片一所以叶片一般呈现绿色。般呈现绿色。(2)(2)入秋
4、后入秋后, ,叶片逐渐变黄叶片逐渐变黄, ,试解释其原因。试解释其原因。提示提示: :入秋后入秋后, ,气温逐渐降低气温逐渐降低, ,低温可导致叶绿素被破坏低温可导致叶绿素被破坏, ,而类胡萝卜素比较而类胡萝卜素比较稳定稳定, ,叶片中叶绿素含量减少叶片中叶绿素含量减少, ,类胡萝卜素含量增加类胡萝卜素含量增加, ,导致叶片变黄。导致叶片变黄。重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.影响叶绿素合成的因素分析影响叶绿素合成的因素分析(1)(1)光照光照: :光是影响叶绿素合成的主要条件光是影响叶绿素合成的主要条件, ,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素一般植物在黑暗中不能合成叶绿
5、素, ,因而叶片发黄。因而叶片发黄。(2)(2)温度温度: :温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性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。进而影响叶绿素的合成。低温时低温时, ,叶绿素分子易被破坏叶绿素分子易被破坏, ,而使叶片变黄。而使叶片变黄。(3)(3)必需元素必需元素: :叶绿素中含叶绿素中含N N、MgMg等必需元素等必需元素, ,缺乏缺乏N N、MgMg将导致叶绿素无法合成将导致叶绿素无法合成, ,叶片变黄。另外叶片变黄。另外,Fe,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分, ,缺缺FeFe也将导致叶也将导致叶绿素合成受阻绿素
6、合成受阻, ,叶片变黄。叶片变黄。2.2.不同色素对光的吸收及应用分析不同色素对光的吸收及应用分析(1)(1)不同色素对光的吸收不同色素对光的吸收叶绿体中的色素只吸收可见光叶绿体中的色素只吸收可见光, ,而对红外光和紫外光等不吸收。而对红外光和紫外光等不吸收。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大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类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大, ,对其对其他波段的光并非不吸收他波段的光并非不吸收, ,只是吸收量较少。只是吸收量较少。(2)(2)不同色素对光吸收的应用不同色素对光吸收的应用无色透明大棚能透过日光中各种色光无色透明大棚能透过日光中各种色光, ,
7、有色大棚主要透过同色光有色大棚主要透过同色光, ,其他光被其他光被其吸收其吸收, ,所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。叶绿素对绿光吸收最少叶绿素对绿光吸收最少, ,因此绿色塑料大棚中植物的光合效率最低。因此绿色塑料大棚中植物的光合效率最低。单色光中单色光中, ,蓝紫光下光合速率最高蓝紫光下光合速率最高, ,红光次之红光次之, ,绿光最低。绿光最低。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 色素的种类、功能及合成的分析色素的种类、功能及合成的分析1.(1.(20162016全国全国卷卷,4,4) )关于高等植物叶绿体中色素的叙
8、述关于高等植物叶绿体中色素的叙述, ,错误的是错误的是( ( ) )A.A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.C.通常通常, ,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.D.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引起的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引起的解解析析: :叶叶绿绿素素主主要要吸吸收收蓝蓝紫紫光光和和红红光光, ,类类胡胡萝萝卜卜素素主主要要吸吸收收蓝蓝紫紫光光,
9、 ,因因此蓝紫光和红光被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。此蓝紫光和红光被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。C C 2.(2.(20162016陕西咸阳一模陕西咸阳一模) )下图表示叶绿体中色素吸收光能下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断的情况。据图判断, ,以下说法不正确的是以下说法不正确的是( ( ) )A.A.由图可知由图可知, ,类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收400 nm400 nm500 nm500 nm波长的光波长的光B.B.用用450 nm450 nm波长的光比波长的光比600 nm600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度波长的光更有利于提高光合作用强度C.C.由由
10、550 nm550 nm波长的光转为波长的光转为670 nm670 nm波长的光后波长的光后, ,叶绿体中叶绿体中C C3 3的量增加的量增加D.D.土壤中缺乏镁时土壤中缺乏镁时, ,植物对植物对420 nm420 nm470 nm470 nm波长的光的利用量显著减少波长的光的利用量显著减少解析解析: :由图可知由图可知, ,类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收400 nm400 nm500 nm500 nm波长的光波长的光; ;由图可由图可知知, ,叶绿体中色素吸收叶绿体中色素吸收450 nm450 nm波长的光比吸收波长的光比吸收600 nm600 nm波长的光要多波长的光要多, ,因因此
11、用此用450 nm450 nm波长的光比波长的光比600 nm600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度波长的光更有利于提高光合作用强度; ;由由图可知图可知, ,由由550 nm550 nm波长的光转为波长的光转为670 nm670 nm波长的光后波长的光后, ,叶绿体中色素吸收叶绿体中色素吸收的光变多的光变多, ,光反应产生的光反应产生的ATPATP和和HH变多变多, ,暗反应中暗反应中C C3 3的还原量增多的还原量增多, ,则叶则叶绿体中绿体中C C3 3的量减少的量减少; ;叶绿素吸收叶绿素吸收420 nm420 nm470 nm470 nm波长的光较多波长的光较多, ,当缺镁当缺
12、镁时时, ,叶绿素的合成受到影响叶绿素的合成受到影响, ,则植物对则植物对420 nm420 nm470 nm470 nm波长的光的利用波长的光的利用量显著减少。量显著减少。C C 题组二题组二 叶绿体结构与功能的分析叶绿体结构与功能的分析3.3.图甲是叶绿体结构模式图图甲是叶绿体结构模式图, ,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是下列相关叙述正确的是( ( ) )A.A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大B.B.图乙所示的结构来自甲图中的图乙所示的结构来自甲图中的C.C.中的叶绿
13、素在液泡中也有中的叶绿素在液泡中也有D.ATPD.ATP的合成场所是的合成场所是,分解场所是分解场所是B B 解解析析: :图图甲甲是是叶叶绿绿体体, ,主主要要通通过过形形成成大大量量的的片片层层结结构构类类囊囊体体膜膜来来增增大大膜膜面面积积; ;图图甲甲是是类类囊囊体体薄薄膜膜, ,图图乙乙含含有有光光合合色色素素, ,光光合合色色素素分分布布在在类类囊囊体体薄薄膜膜上上, ,所所以以图图乙乙也也是是类类囊囊体体薄薄膜膜;中中的的色色素素是是叶叶绿绿素素和和类类胡胡萝萝卜卜素素, ,与与光光合合作作用用有有关关, ,液液泡泡中中的的色色素素是是花花青青素素, ,和和光光合合作作用用没没有
14、有关关系系; ;光光反反应应的的场场所所是是类类囊囊体体薄薄膜膜,产产物物是是ATPATP和和H,H,产产生生的的ATPATP用用于于暗反应暗反应, ,暗反应的场所是叶绿体基质暗反应的场所是叶绿体基质。4.4.为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生, ,某学者设计了以下实验某学者设计了以下实验: :制制作载有水绵和好氧性细菌的临时装片作载有水绵和好氧性细菌的临时装片, ,用极细光束照射水绵用极细光束照射水绵, ,同时放在显同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析微镜下观察。下列关于该实验的分析, ,不正确的是不正确的是( ( ) )A.A.光束在照射前光束在
15、照射前, ,用三棱镜将其分解成单色光用三棱镜将其分解成单色光B.B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中C.C.好氧性细菌起指示作用好氧性细菌起指示作用D.D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件A A 解析解析: :用极细的光束照射到水绵用极细的光束照射到水绵, ,不需要用三棱镜将其分解成单色光。不需要用三棱镜将其分解成单色光。知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础 1. 1.光合作用的探究历程光合作用的探究历程 连线连线 考点二光合作用的探究历程及过程考点二光合作用的探究历程及过程答案答案: : 2.2.光合
16、作用的过程光合作用的过程叶绿体类囊膜叶绿体类囊膜 H+OH+O2 2ATP ATP 叶绿体基质叶绿体基质 COCO2 2+C+C5 5 (CH(CH2 2O)+CO)+C5 5 ADP+Pi ADP+Pi 稳定的化学能稳定的化学能 【深挖教材】【深挖教材】(1)(1)普利斯特利的实验结果说服力不够普利斯特利的实验结果说服力不够, ,为增强实验的说服力为增强实验的说服力, ,应如何设应如何设计对照实验计对照实验? ?提示提示: :将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内, ,作为空白对照。作为空白对照。(2)(2)光反应产生的光反应产生的HH与细胞呼吸产生的与
17、细胞呼吸产生的HH是否是同一类物质是否是同一类物质? ?提示提示: :不是。光反应产生的不是。光反应产生的HH为为NADPH(NADPH(还原型辅酶还原型辅酶),),细胞呼吸产生的细胞呼吸产生的HH为为NADH(NADH(还原型辅酶还原型辅酶)。(3)(3)叶绿体中叶绿体中C C3 3的分子数量为什么多于的分子数量为什么多于C C5 5的分子数量的分子数量? ?提示提示: :暗反应暗反应COCO2 2固定时固定时, ,每消耗每消耗1 1分子分子C C5 5, ,产生产生2 2分子分子C C3 3;C;C3 3还原时还原时, ,每还原每还原2 2分子分子C C3 3, ,产生产生1 1分子分子C
18、 C5 5, ,因此当暗反应速率达到稳定时因此当暗反应速率达到稳定时,C,C3 3化合物的分子数化合物的分子数是是C C5 5化合物的化合物的2 2倍。倍。(4)(4)光反应中光能转化成的活跃化学能只储存在光反应中光能转化成的活跃化学能只储存在ATPATP中吗中吗? ?提示提示: :不是。不是。HH中也含有活跃的化学能。中也含有活跃的化学能。重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.光反应与暗反应的区别和联系光反应与暗反应的区别和联系2.2.光合作用过程元素转移途径分析光合作用过程元素转移途径分析(1)(1)光合作用总反应式及各元素去向光合作用总反应式及各元素去向3.3.环境
19、条件变化时光合作用过程中物质变化分析环境条件变化时光合作用过程中物质变化分析【易错点拨】【易错点拨】 (1)(CH(1)(CH2 2O)O)表示糖类表示糖类, ,不能写成不能写成CHCH2 2O(O(甲醛甲醛) )。(2)(2)光反应产生的光反应产生的ATPATP只能用于暗反应只能用于暗反应, ,不能用于其他生命活动不能用于其他生命活动, ,其他生其他生命活动所需的命活动所需的ATPATP只能来自细胞呼吸。只能来自细胞呼吸。(3)(3)暗反应需要光反应为其提供暗反应需要光反应为其提供ATPATP和和H,H,若没有光照若没有光照, ,则光反应无法则光反应无法进行进而暗反应也无法持续进行进行进而暗
20、反应也无法持续进行; ;同理若暗反应被阻断同理若暗反应被阻断, ,光反应也无法光反应也无法正常进行正常进行, ,因此光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段因此光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段, ,暗反应是光暗反应是光反应的继续反应的继续, ,是物质和能量转化的完成阶段是物质和能量转化的完成阶段, ,两者相辅相成。两者相辅相成。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 探究光合作用历程的实验分析探究光合作用历程的实验分析1.1.科学家们通过大量实验科学家们通过大量实验, ,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物产物, ,在下面几
21、个著名实验中在下面几个著名实验中, ,相关叙述正确的是相关叙述正确的是( ( ) )A.A.普利斯特利的实验证明了植物可以吸收普利斯特利的实验证明了植物可以吸收COCO2 2B.B.萨克斯的实验证明了叶绿体在光下合成淀粉的同时释放出了萨克斯的实验证明了叶绿体在光下合成淀粉的同时释放出了O O2 2C.C.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的O O2 2量量D.D.鲁宾和卡门的实验证明了光合作用产生的鲁宾和卡门的实验证明了光合作用产生的O O2 2来自来自H H2 2O O解解析析: :普普利利斯斯特特利利通通过过实实验验证证明明植植物物能能净净化
22、化空空气气, ,未未证证明明更更新新何何种种成成分分; ;萨萨克克斯斯的的实实验验的的单单一一变变量量为为是是否否光光照照, ,因因此此可可证证明明光光是是光光合合作作用用的的必必要要条条件件, ,但但没没有有证证明明光光合合作作用用的的场场所所是是叶叶绿绿体体; ;恩恩格格尔尔曼曼的的实实验验发发现现光光合合作作用用的的场场所所是是叶叶绿绿体体, ,产产物物之之一一是是O O2 2, ,但但并并没没有有定定量量分分析析生生成成的的O O2 2量量; ;鲁鲁宾宾和和卡卡门门采采用用同同位位素素标标记记法法进进行行实实验验证证明明光光合合作作用用释释放放的的O O2 2来自水。来自水。D D 2
23、.2.如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图, ,下列有关下列有关叙述正确的是叙述正确的是( ( ) )A.A.两实验均需进行两实验均需进行“黑暗黑暗”处理处理, ,以消耗细胞中原有淀粉以消耗细胞中原有淀粉B.B.两实验均需要光的照射两实验均需要光的照射C.C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D.D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气两实验均可证明光合作用的产物有氧气B B 解解析析: :两两实实验验均均需需进进行行“黑黑暗暗”处处理理, ,但但恩恩格格尔尔曼曼的的实实验验并并非非为为了了
24、消消耗耗细细胞胞中中原原有有淀淀粉粉, ,而而是是为为了了用用极极微微细细的的光光束束照照射射; ;两两实实验验均均需需要要光光的的照照射射; ;两两实实验验中中均均设设置置了了对对照照实实验验, ,萨萨克克斯斯的的实实验验中中照照光光部部分分和和遮遮光光部部分分形形成成对对照照; ;恩恩格格尔尔曼曼的的实实验验可可证证明明光光合合作作用用的的产产物物有有氧氧气气, ,萨萨克斯的实验证明光合作用的产物有淀粉。克斯的实验证明光合作用的产物有淀粉。题组二题组二 光合作用的基本过程分析光合作用的基本过程分析3.(3.(20162016陕西咸阳一模陕西咸阳一模) )下图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程
25、下图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程, ,其其中中、表示相关过程表示相关过程,A,A、B B表示两种气体表示两种气体, ,下列说法错误的是下列说法错误的是( ( ) )A.A.过程过程表示光反应表示光反应, ,过程过程的场所是叶绿体基质的场所是叶绿体基质B.B.物质物质A A表示表示O O2 2, ,物质物质B B表示表示COCO2 2C.C.过程过程能将活跃的化学能转变成稳定的化学能能将活跃的化学能转变成稳定的化学能D.D.过程过程的两个阶段都需要消耗过程的两个阶段都需要消耗过程产生的产生的HH和和ATPATPD D 解解析析: :过过程程表表示示光光反反应应, ,过过程程表表示示暗暗反反应
26、应, ,暗暗反反应应的的场场所所是是叶叶绿绿体体基基质质; ;据据图图分分析析,A,A表表示示O O2 2,B,B表表示示COCO2 2; ;过过程程表表示示暗暗反反应应阶阶段段, ,能能够够将将光光反反应应产产生生的的ATPATP和和HH中中的的化化学学能能转转变变成成稳稳定定的的化化学学能能; ;过过程程CC3 3的的还还原原阶阶段段需要消耗过程需要消耗过程产生的产生的HH和和ATPATP。解解析析: :由由图图中中物物质质变变化化可可以以确确定定, ,图图示示为为光光合合作作用用的的暗暗反反应应阶阶段段, ,该该反反应应进进行行的的场场所所是是叶叶绿绿体体基基质质; ;在在无无光光条条件
27、件下下, ,暗暗反反应应会会因因HH和和ATPATP的的缺缺乏乏受受到到限限制制; ;若若在在最最适适温温度度条条件件下下, ,提提高高温温度度会会降降低低酶酶活活性性, ,会会使使反反应应减减弱弱;C;C3 3生生成成(CH(CH2 2O)O)需需在在多多种种酶酶的的催催化化下下, ,利利用用ATPATP提提供供的的能能量量, ,通通过过HH的还原进行。的还原进行。4.4.如图表示植物光合作用的一个阶段如图表示植物光合作用的一个阶段, ,下列各项叙述正确的是下列各项叙述正确的是( ( ) )A.A.该反应的场所是叶绿体的类囊体该反应的场所是叶绿体的类囊体B.B.在无光条件下在无光条件下, ,
28、有利于该反应的进行有利于该反应的进行C.C.提高温度一定能促进提高温度一定能促进(CH(CH2 2O)O)的生成的生成D.CD.C3 3生成生成(CH(CH2 2O)O)需要需要HH、ATPATP和多种酶的参与和多种酶的参与D D 题组三题组三 环境条件变化时光合作用过程物质含量变化的分析环境条件变化时光合作用过程物质含量变化的分析5.(5.(20162016天津卷天津卷,2,2) )在适宜反应条件下在适宜反应条件下, ,用白光照射离体的新鲜叶绿体用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后一段时间后, ,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下
29、列是光源与瞬间发生变化的物质光源与瞬间发生变化的物质, ,组合正确的是组合正确的是( ( ) )A.A.红光红光,ATP,ATP下降下降 B.B.红光红光, ,未被还原的未被还原的C C3 3上升上升C.C.绿光绿光,H,H下降下降 D. D.绿光绿光,C,C5 5上升上升C C 解解析析: :植植物物光光合合作作用用主主要要利利用用的的是是红红光光和和蓝蓝紫紫光光, ,对对绿绿光光的的利利用用很很少少。突突然然改改用用光光照照强强度度与与白白光光相相同同的的红红光光照照射射后后, ,光光反反应应速速率率加加快快, ,产产物物HH和和ATPATP上上升升, ,进进而而C C3 3的的还还原原过
30、过程程加加快快, ,未未被被还还原原的的C C3 3下下降降; ;而而改改用用光光照照强强度度与与白白光光相相同同的的绿绿光光照照射射后后, ,光光反反应应速速率率减减慢慢, ,产产物物HH和和ATPATP下下降降, ,进进而而C C3 3的还原过程减慢的还原过程减慢,C,C5 5下降。下降。解解析析: :突突然然停停止止光光照照, ,光光反反应应产产生生的的HH和和ATPATP减减少少, ,被被还还原原的的C C3 3减减少少, ,生生成成的的C C5 5减减少少, ,而而COCO2 2被被C C5 5固固定定形形成成C C3 3的的过过程程不不变变, ,故故C C3 3含含量量将将增增加加
31、,C,C5 5的的含含量量将将减减少少; ;突突然然增增加加COCO2 2浓浓度度,CO,CO2 2被被C C5 5固固定定形形成成的的C C3 3增增加加, ,则则消消耗耗的的C C5 5增增加加, ,故故C C5 5的的含含量量将将减减少少; ;降降低低环环境境温温度度, ,光光合合作作用用的的过过程程会会变变慢慢, ,故故C C3 3和和C C5 5的的含含量量都都将将减减少少; ;增增加加光光照照强强度度, ,光光反反应应产产生生的的HH和和ATPATP增增多多, ,被被还还原原的的C C3 3增增多多, ,生生成成的的C C5 5增增多多, ,而而COCO2 2被被C C5 5固固定
32、定形形成成C C3 3的的过过程程不不变变, ,故故C C3 3的含量将减少的含量将减少,C,C5 5的含量将增加。的含量将增加。6.(6.(20162016山东菏泽一模山东菏泽一模) )如图表示在夏季晴朗的白天如图表示在夏季晴朗的白天, ,植物细胞内植物细胞内C C3 3和和C C5 5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况, ,下列对这一环境因素下列对这一环境因素的改变分析正确的是的改变分析正确的是( ( ) )A.A.突然停止光照突然停止光照B.B.突然增加突然增加COCO2 2浓度浓度C.C.降低环境温度降低环境温度D.D.增加光照强度增加
33、光照强度D D 方法突破方法突破“三分清三分清”光照强度和光照强度和COCO2 2浓度变化时细胞中浓度变化时细胞中C C3 3和和C C5 5含量的变化含量的变化(1)(1)分清光照强度和分清光照强度和COCO2 2浓度对浓度对C C3 3和和C C5 5含量变化的影响含量变化的影响, ,改变改变COCO2 2浓度将影浓度将影响响C C3 3的生成速率的生成速率, ,改变光照强度将影响改变光照强度将影响C C3 3的消耗速率。的消耗速率。(2)(2)分清分清C C3 3的生成速率和消耗速率的大小的生成速率和消耗速率的大小, ,确定确定C C3 3含量的变化关系。含量的变化关系。(3)(3)分清
34、分清C C3 3含量变化与含量变化与C C5 5含量变化的关系含量变化的关系, ,即两者呈负相关即两者呈负相关,C,C3 3含量增加含量增加则则C C5 5含量降低含量降低,C,C3 3含量降低则含量降低则C C5 5含量增加。含量增加。知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础1.1.光合作用强度光合作用强度(1)(1)概念概念: :植物在植物在 内通过光合作用制造内通过光合作用制造 的数量。的数量。(2)(2)表示方法表示方法: :用一定时间内用一定时间内 或或 的数量来定量表示。的数量来定量表示。2.2.影响因素影响因素(1)(1)空气中空气中 。(2)(2)土壤中土壤中 。(
35、3)(3)光照的光照的 、 以及光的以及光的 。(4)(4) 的高低。的高低。3.3.应用应用控制控制 和温度的高低、适当增加作物环境中和温度的高低、适当增加作物环境中 来提来提高光合作用强度。高光合作用强度。考点三影响光合作用的环境因素及应用考点三影响光合作用的环境因素及应用单位时间单位时间糖类糖类原料消耗原料消耗产物生成产物生成COCO2 2浓度浓度水分含量水分含量时间时间强度强度成分成分温度温度光照的强弱光照的强弱COCO2 2的浓度的浓度重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.影响光合作用的环境因素及应用影响光合作用的环境因素及应用(1)(1)光照强度光照强度原理分
36、析原理分析: :光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段, ,制约制约ATPATP和和HH的产生的产生, ,进而制约暗反应阶段。进而制约暗反应阶段。曲线分析曲线分析在在OAOA范围内范围内, ,光照强度是光合速率的限制因子光照强度是光合速率的限制因子, ,光合速率和光照强度呈直光合速率和光照强度呈直线关系线关系, ,光照越强光照越强, ,光合速率越快光合速率越快; ;当光照强度在当光照强度在ABAB范围内范围内, ,光合速率的增光合速率的增加减慢加减慢; ;当光照强度超过当光照强度超过B B点点, ,光合速率不再随光照强度的增大而增加光合速率
37、不再随光照强度的增大而增加, ,这这一光照强度称为光饱和点。一光照强度称为光饱和点。应用分析应用分析: :适当提高光照强度能提高大棚作物产量。适当提高光照强度能提高大棚作物产量。(2)CO(2)CO2 2浓度浓度原理分析原理分析:CO:CO2 2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段, ,制约制约C C3 3的生成。的生成。曲线分析曲线分析图甲中图甲中A A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的COCO2 2浓度浓度, ,即即COCO2 2补偿点补偿点, ,而图乙中的而图乙中的AA点表示进行光合作用所需点表示进
38、行光合作用所需COCO2 2的最低浓度的最低浓度; ;两图中的两图中的B B点和点和BB点都表示点都表示COCO2 2饱和点饱和点, ,两图都表示在一定范围内两图都表示在一定范围内, ,光合作用速率随光合作用速率随COCO2 2浓浓度增加而增大。度增加而增大。应用分析应用分析: :环境中的环境中的COCO2 2浓度处于浓度处于OAOA段时段时, ,植物无法进行光合作用植物无法进行光合作用; ;在在农业生产中可通过农业生产中可通过“正其行正其行, ,通其风通其风”和增施农家肥等措施增加和增施农家肥等措施增加COCO2 2浓度浓度, ,提高光合作用速率。提高光合作用速率。(3)(3)温度温度原理分
39、析原理分析: :通过影响酶的活性进而影响光合作用。通过影响酶的活性进而影响光合作用。曲线分析曲线分析低温导致酶的活性降低低温导致酶的活性降低, ,引起植物的光合作用速率降低。在一定范围内引起植物的光合作用速率降低。在一定范围内, ,随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强; ;温度过高会引起温度过高会引起酶活性降低酶活性降低, ,植物光合速率降低。植物光合速率降低。应用分析应用分析: :温室中白天调到光合作用最适温度温室中白天调到光合作用最适温度, ,以提高光合作用速率以提高光合作用速率; ;晚上适当降低温室的温度晚上适当降低温室的温度, ,
40、以降低细胞呼吸以降低细胞呼吸, ,保证植物有机物积累。保证植物有机物积累。(4)(4)必需矿质元素必需矿质元素曲线分析曲线分析在一定浓度范围内在一定浓度范围内, ,增大必需矿质元素的供应增大必需矿质元素的供应, ,可提高光合作用速率可提高光合作用速率, ,但当超过一定浓度后但当超过一定浓度后, ,会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。率下降。应用分析应用分析: :在农业生产上在农业生产上, ,根据植物的需肥规律根据植物的需肥规律, ,适时、适量地增施肥适时、适量地增施肥料料, ,可以提高作物的光能利用率。可以提高作物的光能利用率。2.2.多种环
41、境因素对光合速率的影响多种环境因素对光合速率的影响(1)(1)曲线分析曲线分析P P点点: :限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子, ,随着该因子的不断随着该因子的不断加强加强, ,光合速率不断提高。光合速率不断提高。Q Q点点: :横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子, ,影响因素主要为影响因素主要为各曲线所表示的因子。各曲线所表示的因子。(2)(2)应用应用: :温室栽培时温室栽培时, ,在一定光照强度下在一定光照强度下, ,白天适当提高温度白天适当提高温度, ,增加光合增加光合酶的活性酶的活性,
42、,提高光合速率提高光合速率, ,也可同时适当增加也可同时适当增加COCO2 2, ,进一步提高光合速率进一步提高光合速率; ;当当温度适宜时温度适宜时, ,要适当增加光照强度和要适当增加光照强度和COCO2 2浓度以提高光合速率。浓度以提高光合速率。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 影响光合作用环境因素的判断影响光合作用环境因素的判断1.1.土壤中缺少水分导致小麦萎蔫土壤中缺少水分导致小麦萎蔫, ,限制了其光合作用有机物生成限制了其光合作用有机物生成, ,主要原主要原因是因是( ( ) )A.ATPA.ATP、NADPHNADPH不足不足B.CB.C3 3化合物
43、不足化合物不足C.OC.O2 2不足不足 D.C D.C5 5化合物不足化合物不足解解析析: :土土壤壤中中缺缺少少水水分分导导致致小小麦麦萎萎蔫蔫, ,但但在在正正常常光光照照条条件件下下, ,光光反反应应产产生生的的ATPATP、NADPHNADPH不不会会明明显显减减少少; ;萎萎蔫蔫的的小小麦麦叶叶片片气气孔孔关关闭闭, ,使使COCO2 2不不能能顺顺利利进进入入叶叶绿绿体体, ,导导致致C C3 3化化合合物物不不足足, ,从从而而限限制制了了其其光光合合作作用用有有机机物物生生成成; ;植物进行光合作用释放植物进行光合作用释放O O2 2, ,不消耗不消耗O O2 2。B B 2
44、.2.下列与大棚种植蔬菜相关的措施及分析中下列与大棚种植蔬菜相关的措施及分析中, ,正确的是正确的是( ( ) )A.A.施用农家肥施用农家肥, ,可提高大棚中可提高大棚中COCO2 2的浓度的浓度B.B.加大蔬菜的种植密度加大蔬菜的种植密度, ,可不断提高蔬菜的产量可不断提高蔬菜的产量C.C.阴雨天适当提高大棚内温度阴雨天适当提高大棚内温度, ,可明显增加有机物的积累量可明显增加有机物的积累量D.D.用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜, ,可提高蔬菜的光合速率可提高蔬菜的光合速率A A 解解析析: :农农家家肥肥中中含含有有大大量量有有机机物物, ,微微生生物物分分
45、解解农农家家肥肥产产生生COCO2 2, ,可可提提高高大大棚棚中中COCO2 2的的浓浓度度, ,从从而而提提高高农农作作物物的的产产量量; ;种种植植蔬蔬菜菜要要合合理理密密植植, ,如如果果过过密密, ,植植物物叶叶片片相相互互遮遮挡挡影影响响光光合合作作用用, ,且且细细胞胞呼呼吸吸消消耗耗的的有有机机物物提提高高, ,反反而而会会使使产产量量下下降降; ;阴阴雨雨天天光光合合作作用用较较弱弱, ,要要降降低低大大棚棚温温度度, ,减减少少细细胞胞呼呼吸吸消消耗耗的的有有机机物物才才有有利利于于有有机机物物的的积积累累; ;虽虽然然色色素素主主要要吸吸收收红红光光和和蓝蓝紫紫光光, ,
46、但但是是对对其其他他光光也也有有吸吸收收, ,用用红红色色塑塑料料薄薄膜膜代代替替无无色色塑塑料料薄薄膜膜, ,只允许红光透过只允许红光透过, ,反而会降低蔬菜的光合速率。反而会降低蔬菜的光合速率。题组二题组二 利用图表曲线分析影响光合作用的因素利用图表曲线分析影响光合作用的因素3.3.下图表示光照强度和下图表示光照强度和COCO2 2浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述错误的是错误的是( ( ) )A.A.曲线中曲线中a a点转向点转向b b点时点时, ,叶绿体中叶绿体中C C3 3浓度降低浓度降低B.B.曲线中曲线中d d点转向点转向b b点时点
47、时, ,叶绿体中叶绿体中C C5 5浓度升高浓度升高C.abC.ab段影响光合速率的主要因素是光照强度段影响光合速率的主要因素是光照强度D.bcD.bc段影响光合速率的限制性因素可能是温度等其他条件段影响光合速率的限制性因素可能是温度等其他条件B B 解解析析: :曲曲线线中中d d点点转转向向b b点点时时, ,光光照照强强度度不不变变,CO,CO2 2浓浓度度升升高高, ,导导致致C C5 5消消耗耗增增多多,C,C3 3产生增多产生增多, ,叶绿体中叶绿体中C C5 5减少。减少。解解析析: :(1)(1)据据图图分分析析可可知知, ,当当光光照照强强度度低低于于a a时时, ,甲甲组组
48、植植物物光光合合作作用用强强度度随随光光照照强强度度的的增增强强而而增增强强, ,因因此此影影响响甲甲组组植植物物光光合合作作用用的的限限制制因因子子是是光照强度。光照强度。4.(4.(20162016全国全国卷卷,30,30) )为了探究生长条件对植物光合作用的影响为了探究生长条件对植物光合作用的影响, ,某研某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组, ,置于人工气候室中置于人工气候室中, ,甲组甲组模拟自然光照模拟自然光照, ,乙组提供低光照乙组提供低光照, ,其他培养条件相同。培养较长一段时间其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)(T)后后,
49、 ,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度( (即单位时间、即单位时间、单位叶面积吸收单位叶面积吸收COCO2 2的量的量),),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)据图判断据图判断, ,光照强度低于光照强度低于a a时时, ,影响甲组植物光合作用的限制因子是影响甲组植物光合作用的限制因子是。答案答案: :(1)(1)光照强度光照强度解解析析: :(2)b(2)b光光照照强强度度下下, ,甲甲组组植植物物光光合合作作用用强强度度已已不不再再随随光光照照强强
50、度度增增强强而而增增强强, ,此此时时影影响响其其光光合合作作用用强强度度的的限限制制因因子子已已不不是是光光照照强强度度, ,而而可可能能是是COCO2 2浓浓度度、温温度度等等, ,若若提提高高环环境境中中的的COCO2 2浓浓度度可可能能会会提提高高其其光光合合作用强度。作用强度。(3)(3)乙组植株在低光照下乙组植株在低光照下, ,光合作用强度随光照强度变化的曲线与甲光合作用强度随光照强度变化的曲线与甲组的不同组的不同, ,而其产生的种子在自然光照下的相应曲线与甲组的相同而其产生的种子在自然光照下的相应曲线与甲组的相同, ,说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的说明乙
51、组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的, ,而而非遗传物质的改变造成的。非遗传物质的改变造成的。(2)b(2)b光照强度下光照强度下, ,要使甲组的光合作用强度升高要使甲组的光合作用强度升高, ,可以考虑的措施是提可以考虑的措施是提高高( (填填“CO“CO2 2浓度浓度”或或“O“O2 2浓度浓度”)”)。(3)(3)播种乙组植株产生的种子播种乙组植株产生的种子, ,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T T时间时间后后, ,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度, ,得到的曲线与甲组得到的曲线与甲组的相同。根
52、据这一结果能够得到的初步结论是的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 。答案答案: : (2)CO(2)CO2 2浓度浓度(3)(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的, ,而非遗而非遗传物质的改变造成的传物质的改变造成的5.5.下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系, ,请据图回答下列请据图回答下列问题问题: :(1)(1)图甲表示在光照弱的情况下图甲表示在光照弱的情况下, ,光合作用随光合作用随 的增加成正比的增加成正比增加增加, ,这种情况下这种情况下, ,可以认为此
53、时主要影响光合作用的可以认为此时主要影响光合作用的阶段。阶段。(2)(2)从图甲可见从图甲可见, ,光照强度超过某一值时光照强度超过某一值时, ,光合作用速率不再增加光合作用速率不再增加, ,且有稳且有稳定发展的趋势定发展的趋势, ,这种变化主要决定于这种变化主要决定于 , ,此时光合作用的此时光合作用的阶段受到限制。阶段受到限制。(3)(3)图乙中图乙中C C点表示光照强度为点表示光照强度为B B时时, ,植物生长的植物生长的, ,出现出现CDCD段的原段的原因是因是 。(4)(4)请在图甲中绘制请在图甲中绘制50 50 时植物光合作用速率变化的曲线。时植物光合作用速率变化的曲线。(5)(5
54、)根据图甲根据图甲, ,在图乙中绘制光照强度为在图乙中绘制光照强度为A A时时, ,不同温度下光合作用速率的不同温度下光合作用速率的变化曲线。变化曲线。解解析析: :由由图图甲甲可可以以看看出出, ,光光照照弱弱时时, ,光光合合速速率率随随光光照照强强度度的的增增加加而而上上升升, ,此此时时外外界界条条件件主主要要影影响响光光反反应应。而而当当光光照照强强度度超超过过某某一一值值时时, ,温温度度又又成成了了限限制制因因素素。由由图图乙乙可可以以看看出出, ,在在 50 50 时时光光合合速速率率大大于于20 20 小小于于30 30 ,可可在在图图甲甲中中相相应应画画出出。由由图图甲甲看
55、看出出, ,在在光光照照强强度度为为A A时时, ,光光合合速率与温度变化无关速率与温度变化无关, ,可在图乙中相应画出。可在图乙中相应画出。答案答案: :(1)(1)光照强度光反应光照强度光反应(2)(2)温度暗反应温度暗反应(3)(3)最适温度酶活性降低最适温度酶活性降低, ,光合作用速率降低光合作用速率降低(4)(4)如图如图1 1(5)(5)如图如图2 2方法突破方法突破 坐标曲线上限制因变量变化的因素分析坐标曲线上限制因变量变化的因素分析(1)(1)单曲线分析单曲线分析: :曲线上升段或下降段的限制因素曲线上升段或下降段的限制因素, ,主要是横轴对应的主要是横轴对应的变量变量( (自
56、变量自变量););曲线水平段的限制因素是除自变量之外的其他影响因曲线水平段的限制因素是除自变量之外的其他影响因变量的因素。变量的因素。(2)(2)多曲线分析多曲线分析: :两曲线重合部分的限制因素是横轴对应的变量两曲线重合部分的限制因素是横轴对应的变量( (自变自变量量),),两曲线不重合部分的差异是由除自变量之外的其他影响因变量两曲线不重合部分的差异是由除自变量之外的其他影响因变量的因素所致。的因素所致。题组三题组三 影响光合作用因素的实验分析影响光合作用因素的实验分析6.6.如图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出如图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上
57、打出多个圆叶片多个圆叶片, ,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底, ,然后将等量的圆叶片然后将等量的圆叶片转至含有不同浓度的转至含有不同浓度的NaHCONaHCO3 3溶液中溶液中, ,给予一定的光照给予一定的光照, ,测量每个玻璃皿中测量每个玻璃皿中圆叶片上浮至液面所用的平均时间圆叶片上浮至液面所用的平均时间( (如图乙如图乙),),以研究光合作用速率与以研究光合作用速率与NaHCONaHCO3 3溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是( ( ) )A.A.在在abab段段, ,随着随着NaHCONaHCO3 3溶液浓度的增加溶
58、液浓度的增加, ,光合作用速率逐渐减小光合作用速率逐渐减小B.B.在在bcbc段段, ,单独增加单独增加NaHCONaHCO3 3溶液浓度溶液浓度, ,可以缩短圆叶片上浮的时间可以缩短圆叶片上浮的时间C.C.在在c c点以后点以后, ,因因NaHCONaHCO3 3溶液浓度过高溶液浓度过高, ,使叶肉细胞失水而导致代谢水平下使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降降D.D.因因NaHCONaHCO3 3溶液中不含溶液中不含O O2 2, ,所以整个实验过程中圆叶片不能进行细胞呼吸所以整个实验过程中圆叶片不能进行细胞呼吸C C 解解析析: :abab段段, ,随随着着NaHCONaHCO3 3溶溶液液浓
59、浓度度的的增增加加, ,光光合合作作用用速速率率逐逐渐渐增增强强, ,释释放放的的O O2 2量量增增多多, ,圆圆叶叶片片上上浮浮至至液液面面所所用用的的平平均均时时间间减减少少;NaHCO;NaHCO3 3溶溶液液可可以以提提供供COCO2 2, ,光光合合作作用用受受到到COCO2 2、光光照照等等条条件件影影响响, ,单单独独增增加加NaHCONaHCO3 3溶溶液液浓浓度度, ,光光合合作作用用速速率率不不一一定定发发生生变变化化; ;在在c c点点以以后后, ,因因为为NaHCONaHCO3 3溶溶液液浓浓度度过过高高, ,使使叶叶肉肉细细胞胞失失水水而而导导致致代代谢谢水水平平下
60、下降降, ,产产生生O O2 2量量减减少少, ,圆圆叶叶片片上上浮浮至至液液面所用的平均时间增加面所用的平均时间增加; ;整个实验过程中圆叶片都在进行细胞呼吸。整个实验过程中圆叶片都在进行细胞呼吸。7.(7.(20152015全全国国卷卷,29,29) )为为了了探探究究不不同同光光照照处处理理对对植植物物光光合合作作用用的的影影响响, ,科科学学家家以以生生长长状状态态相相同同的的某某种种植植物物为为材材料料设设计计了了A A、B B、C C、D D四四组组实实验验。各各组组实实验验的的温温度度、光光照照强强度度和和COCO2 2浓浓度度等等条条件件相相同同、适适宜宜且且稳稳定定, ,每每
61、组组处处理理的的总总时时间间均均为为135 135 s,s,处处理理结结束束时时测测定定各各组组材材料料中中光光合合作作用用产产物物的的含含量量。处处理理方方法法和实验结果如下和实验结果如下: :A A组组: :先光照后黑暗先光照后黑暗, ,时间各为时间各为67.5 s;67.5 s;光合作用产物的相对含量为光合作用产物的相对含量为50%50%。B B组组: :先先光光照照后后黑黑暗暗, ,光光照照和和黑黑暗暗交交替替处处理理, ,每每次次光光照照和和黑黑暗暗时时间间各各为为7.5 7.5 s;s;光合作用产物的相对含量为光合作用产物的相对含量为70%70%。C C组组: :先光照后黑暗先光照
62、后黑暗, ,光照和黑暗交替处理光照和黑暗交替处理, ,每次光照和黑暗时间各为每次光照和黑暗时间各为3.75 ms3.75 ms( (毫秒毫秒););光合作用产物的相对含量为光合作用产物的相对含量为94%94%。D D组组( (对照组对照组):):光照时间为光照时间为135 s;135 s;光合作用产物的相对含量为光合作用产物的相对含量为100%100%。回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)单单位位光光照照时时间间内内,C,C组组植植物物合合成成有有机机物物的的量量 ( (填填“高高于于”“”“等于等于”或或“低于低于”)D”)D组植物合成有机物的量组植物合成有机物的量, ,依据是依据是
63、。 ;C C组组和和D D组组的的实实验验结结果果可可表表明明光光合合作作用用中中有有些些反反应应不不需需要要, ,这这些些反反应发生的部位是叶绿体的应发生的部位是叶绿体的。解解析析: :(1)(1)对对比比C C、D D两两组组实实验验,C,C组组光光照照时时间间为为D D组组的的一一半半, ,而而光光合合产产物物接接近近D D组组的的光光合合产产物物, ,故故单单位位光光照照时时间间内内C C组组植植物物合合成成有有机机物物的的量量高高于于D D组组。分分析析C C组组和和D D组组实实验验, ,可可推推知知光光合合作作用用中中有有些些反反应应不不需需要要光光照照, ,这这些反应发生在叶绿
64、体的基质中。些反应发生在叶绿体的基质中。答案答案: :(1)(1)高于高于C C组只用了组只用了D D组一半的光照时间组一半的光照时间, ,其光合作用产物的相其光合作用产物的相对含量却是对含量却是D D组的组的94%94%光照基质光照基质解解析析: :(2)(2)对对比比A A、B B、C C三三组组实实验验, ,在在总总光光照照时时间间相相同同的的情情况况下下, ,随随着着光光照照和和黑黑暗暗交交替替频频率率的的增增加加, ,光光合合作作用用产产物物的的相相对对含含量量也也增增加加。究究其其原原因因是是光光照照与与黑黑暗暗的的交交替替频频率率越越高高, ,光光下下产产生生的的还还原原型型辅辅
65、酶酶和和ATPATP越越能及时利用并及时再生能及时利用并及时再生, ,从而提高了光合作用中从而提高了光合作用中COCO2 2的同化量。的同化量。答案答案: : (2)(2)光照和黑暗交替频率光照和黑暗交替频率ATPATP和还原型辅酶和还原型辅酶(2)A(2)A、B B、C C三组处理相比三组处理相比, ,随着随着的增加的增加, ,使使光下产生的光下产生的能够及时利用与及时再能够及时利用与及时再生生, ,从而提高了光合作用中从而提高了光合作用中COCO2 2的同化量。的同化量。8.(8.(20162016四川成都一模四川成都一模) )为探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影为探究土壤干旱对某种植
66、物叶片光合速率的影响响, ,实验开始时土壤水分充足实验开始时土壤水分充足, ,然后实验组停止浇水然后实验组停止浇水, ,对照组土壤水分条对照组土壤水分条件保持适宜件保持适宜, ,实验结果如下图所示。请回答下列问题实验结果如下图所示。请回答下列问题: :解析解析: :(1)(1)绿叶中的叶绿素存在于叶绿体的类囊体薄膜上。叶绿体中光合色素绿叶中的叶绿素存在于叶绿体的类囊体薄膜上。叶绿体中光合色素吸收的光能吸收的光能, ,一是将水分解成一是将水分解成O O2 2和和H,H,二是促成二是促成ATPATP的形成。的形成。C C3 3还原后一部分还原后一部分形成糖类形成糖类, ,另一部分则形成另一部分则形
67、成C C5 5。(2)(2)实验组停止浇水实验组停止浇水, ,其叶片表皮细胞中细胞液浓度逐渐增大。因此该植物根其叶片表皮细胞中细胞液浓度逐渐增大。因此该植物根尖细胞有氧呼吸时尖细胞有氧呼吸时, ,消耗消耗O O2 2, ,场所是线粒体内膜场所是线粒体内膜, ,无氧呼吸和有氧呼吸都产生无氧呼吸和有氧呼吸都产生COCO2 2, ,场所是细胞质基质和线粒体基质。场所是细胞质基质和线粒体基质。(3)(3)实验组植物第实验组植物第2 24 4天光合作用速率逐渐下降天光合作用速率逐渐下降, ,可能主要是缺水导致叶片保可能主要是缺水导致叶片保卫细胞失水卫细胞失水, ,气孔关闭气孔关闭, ,叶片内叶片内COC
68、O2 2浓度下降引起的浓度下降引起的, ,第第4 4天后光合作用速率持续天后光合作用速率持续下降下降, ,原因还与叶片中叶绿素含量下降有关。原因还与叶片中叶绿素含量下降有关。(1)(1)绿叶中的叶绿素存在于叶绿体的绿叶中的叶绿素存在于叶绿体的上。叶绿体中光合色素吸收的上。叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途光能有两方面用途, ,一是一是, ,二是促成二是促成ATPATP的形成的形成, ,在暗反应在暗反应阶段阶段, ,接受能量并被还原的接受能量并被还原的C C3 3一部分形成糖类一部分形成糖类, ,另一部分则形成另一部分则形成, ,使卡尔使卡尔文循环持续进行。文循环持续进行。(2)(2)该实验
69、过程中该实验过程中, ,实验组叶片表皮细胞中细胞液浓度的变化是实验组叶片表皮细胞中细胞液浓度的变化是; ;该植物该植物根尖细胞中根尖细胞中, ,能消耗能消耗O O2 2的场所是的场所是, ,能产生能产生COCO2 2的场所是的场所是 。(3)(3)实验组植物第实验组植物第2 24 4天光合作用速率逐渐下降天光合作用速率逐渐下降, ,可能主要是缺水导致叶片内可能主要是缺水导致叶片内下降引起的下降引起的, ,第第4 4天后光合作用速率下降的原因还与天后光合作用速率下降的原因还与下降下降有关。有关。答案答案: : (1)(1)类囊体薄膜将水分解成类囊体薄膜将水分解成O O2 2和和HHC C5 5
70、(2)(2)逐渐增大线粒体内膜逐渐增大线粒体内膜细胞质基质和线粒体基质细胞质基质和线粒体基质(3)CO(3)CO2 2浓度叶片中叶绿素含量浓度叶片中叶绿素含量知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础 1. 1.光合作用与有氧呼吸的区别光合作用与有氧呼吸的区别考点四光合作用与细胞呼吸考点四光合作用与细胞呼吸项目目光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸物物质变化化无机物无机物有机物有机物能量能量变化化稳定的化学能定的化学能活活跃的化学的化学能能( (放能放能) )实质分解有机物分解有机物, ,释放能量放能量, ,供供细胞利用胞利用场所所叶叶绿体体条件条件有光、无光都能有光、无光都能进行行有机
71、物有机物无机物无机物光能光能化学能化学能合成有机物合成有机物活细胞活细胞( (主要在线粒体主要在线粒体) )只在光下进行只在光下进行2.2.光合作用与有氧呼吸的联系光合作用与有氧呼吸的联系(2)(2)能量方面能量方面C C6 6H H1212O O6 6 丙酮酸丙酮酸 COCO2 2 O O2 2 H H2 2O O C C6 6H H1212O O6 6 H H2 2O O 重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.光合作用与细胞呼吸过程中光合作用与细胞呼吸过程中HH和和ATPATP来源与去路的比较来源与去路的比较(1)H(1)H的来源和去路比较的来源和去路比较(2)ATP
72、(2)ATP的来源与去路比较的来源与去路比较2.2.实际光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系实际光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系(1)(1)净光合速率常用单位时间内净光合速率常用单位时间内O O2 2释放量、释放量、COCO2 2吸收量或有机物积累量表吸收量或有机物积累量表示示; ;实际光合速率常用单位时间内实际光合速率常用单位时间内O O2 2产生量、产生量、COCO2 2固定量或有机物产生量固定量或有机物产生量来表示。来表示。(2)(2)实际光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率三者相互关系可通过下实际光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率三者相互关系可通过下图体现图体现: :3.3.
73、绿色植物光合速率的测定绿色植物光合速率的测定(1)(1)装置中溶液的作用装置中溶液的作用: :在测细胞呼吸速率时在测细胞呼吸速率时NaOHNaOH溶液可吸收容器中细胞溶液可吸收容器中细胞呼吸产生的呼吸产生的COCO2 2; ;在测净光合速率时在测净光合速率时NaHCONaHCO3 3溶液可提供溶液可提供COCO2 2, ,保证了容器内保证了容器内COCO2 2浓度的恒定。浓度的恒定。(2)(2)测定原理测定原理: :甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸, ,由于由于NaOHNaOH溶液吸收了细胞溶液吸收了细胞呼吸产生的呼吸产生的COCO2 2, ,所以单位时
74、间内红色液滴左移的距离为细胞呼吸的所以单位时间内红色液滴左移的距离为细胞呼吸的O O2 2吸吸收速率收速率, ,可代表呼吸速率可代表呼吸速率; ;乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸, ,由于由于NaHCONaHCO3 3溶液保溶液保证了容器内证了容器内COCO2 2浓度的恒定浓度的恒定, ,所以单位时间内红色液滴右移的距离为植物所以单位时间内红色液滴右移的距离为植物的的O O2 2释放速率释放速率, ,可代表净光合速率可代表净光合速率; ;真正光合速率真正光合速率= =净光合速率净光合速率+ +呼吸速率。呼吸速率。(3)(3)测定方法测定方
75、法: :将植物将植物( (甲装置甲装置) )置于黑暗中一定时间置于黑暗中一定时间, ,记录红色液滴移动的距离记录红色液滴移动的距离, ,计算计算呼吸速率。呼吸速率。将同一植物将同一植物( (乙装置乙装置) )置于光下一定时间置于光下一定时间, ,记录红色液滴移动的距离记录红色液滴移动的距离, ,计计算净光合速率。算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(4)(4)物理误差的校正物理误差的校正: :为防止气压、温度等因素所引起的误差为防止气压、温度等因素所引起的误差, ,应设置对应设置对照实验照实验, ,即用死亡的相同植物分别
76、进行上述实验即用死亡的相同植物分别进行上述实验, ,根据红色液滴的移动距根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。离对原实验结果进行校正。【深化拓展】【深化拓展】 光合作用与细胞呼吸相关计算的两种方法光合作用与细胞呼吸相关计算的两种方法(1)“(1)“半半叶叶法法”测测光光合合作作用用有有机机物物的的生生产产量量。例例如如: :某某研研究究小小组组采采用用“半半叶叶法法”对对番番茄茄叶叶片片的的光光合合作作用用强强度度进进行行测测定定, ,如如图图所所示示。“半半叶叶法法”的的原原理理是是将将对对称称叶叶片片的的一一部部分分(A)(A)遮遮光光, ,另另一一部部分分(B)(B)不不做做处处理
77、理, ,并并采采用用适适当当的的方方法法( (可可先先在在叶叶柄柄基基部部用用热热水水或或热热石石蜡蜡液液烫烫伤伤或或用用呼呼吸吸抑抑制制剂剂处处理理) )阻阻止止两两部部分分的的物物质质和和能能量量转转移移。在在适适宜宜光光照照下下照照射射6 6小小时时后后, ,在在A A、B B的的对对应应部部位位截截取取同同等等面面积积的的叶叶片片, ,烘烘干干称称重重, ,分分别别记记为为M MA A、M MB B, ,获获得得相相应应数数据据, ,则则可可计计算算出出该该叶叶片片的的光光合合作作用用强强度度, ,其其单单位位是是mg/(dmmg/(dm2 2h)h)。若若M=MM=MB B-M-MA
78、 A, ,则则M M表表示示B B叶叶片片被被截截取取部部分分在在6 6小小时时内内光光合合作作用用合合成成的的有有机机物总量。物总量。(2)“(2)“黑黑白白瓶瓶”测测定定水水生生植植物物光光合合速速率率。将将装装有有水水和和光光合合植植物物的的黑黑、白白瓶瓶置置于于不不同同水水层层中中, ,测测定定单单位位时时间间内内瓶瓶中中溶溶解解氧氧( (或或COCO2 2) )含含量量的的变变化化, ,借借此此测测定定水水生生植植物物的的光光合合速速率率。“黑黑瓶瓶”不不透透光光, ,瓶瓶中中生生物物仅仅能能进进行行细细胞胞呼呼吸吸;“;“白白瓶瓶”透透光光, ,瓶瓶中中生生物可进行光合作用和细胞呼
79、吸。可分为有初始值与没有初始值两种情况物可进行光合作用和细胞呼吸。可分为有初始值与没有初始值两种情况: :有有初初始始值值时时, ,黑黑瓶瓶中中O O2 2的的减减少少量量( (或或COCO2 2的的增增加加量量) )为为有有氧氧呼呼吸吸量量; ;白白瓶瓶中中O O2 2的的增增加加量量( (或或COCO2 2的减少量的减少量) )为净光合作用量为净光合作用量; ;两者之和为总光合作用量。两者之和为总光合作用量。没有初始值时没有初始值时, ,白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。用量。4.4.农田中植物一昼夜光合作用曲线解
80、读农田中植物一昼夜光合作用曲线解读(1)(1)曲线的各点含义及形成原因分析曲线的各点含义及形成原因分析a a点点: :凌晨温度降低凌晨温度降低, ,细胞呼吸减弱细胞呼吸减弱,CO,CO2 2释放减少释放减少; ;b b点点: :早晨开始有光照早晨开始有光照, ,植物进行光合作用植物进行光合作用; ;bcbc段段: :光合作用小于细胞呼吸光合作用小于细胞呼吸; ;c c点点: :上午光合作用等于细胞呼吸上午光合作用等于细胞呼吸; ;cece段段: :光合作用大于细胞呼吸光合作用大于细胞呼吸; ;d d点点: :温度过高温度过高, ,部分气孔关闭部分气孔关闭, ,出现出现“光合午休光合午休”现象现
81、象; ;e e点点: :下午光合作用等于细胞呼吸下午光合作用等于细胞呼吸; ;efef段段: :光合作用小于细胞呼吸光合作用小于细胞呼吸; ;fgfg段段: :无光照无光照, ,植物停止光合作用植物停止光合作用, ,只进行细胞呼吸。只进行细胞呼吸。(2)(2)有关有机物情况的分析有关有机物情况的分析积累有机物时间段积累有机物时间段:ce:ce段段; ;制造有机物时间段制造有机物时间段:bf:bf段段; ;消耗有机物时间段消耗有机物时间段:Og:Og段段; ;一天中有机物积累最多的时间点一天中有机物积累最多的时间点:e:e点。点。5.5.温室中温室中( (密闭环境密闭环境) )植物一昼夜光合作用
82、曲线解读植物一昼夜光合作用曲线解读(1)(1)曲线中各点、区段的分析曲线中各点、区段的分析: :O O点点: :无光无光, ,只进行细胞呼吸只进行细胞呼吸, ,表示大棚中的表示大棚中的COCO2 2初始浓度初始浓度; ;A A点点: :凌晨凌晨, ,温度较低温度较低, ,细胞呼吸减弱细胞呼吸减弱,CO,CO2 2释放减少释放减少; ;ABAB段段: :无光无光, ,只进行细胞呼吸只进行细胞呼吸, ,温度逐渐升高温度逐渐升高, ,细胞呼吸强度逐渐增强细胞呼吸强度逐渐增强, ,大大棚内棚内COCO2 2浓度逐渐增加浓度逐渐增加; ;B B点点: :早晨太阳出来早晨太阳出来, ,开始进行光合作用开始
83、进行光合作用; ;BCBC段段: :光照逐渐增强光照逐渐增强, ,但光合作用强度小于细胞呼吸强度但光合作用强度小于细胞呼吸强度, ,植物仍表现为植物仍表现为释放释放COCO2 2, ,大棚内大棚内COCO2 2浓度仍增加浓度仍增加, ,只是增加的量逐渐减少只是增加的量逐渐减少; ;C C点点: :光合作用强度等于细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度, ,此时大棚内此时大棚内COCO2 2浓度达最大值浓度达最大值; ;CDCD段段: :随光照增强随光照增强, ,光合作用强度大于细胞呼吸强度光合作用强度大于细胞呼吸强度, ,大棚内大棚内COCO2 2浓度减少浓度减少D D点点: :中午时分中午
84、时分, ,温度过高温度过高, ,部分气孔关闭部分气孔关闭, ,出现出现“光合午休光合午休”现象现象; ;EFEF段段: :光照减弱光照减弱, ,但光合作用强度仍大于细胞呼吸强度但光合作用强度仍大于细胞呼吸强度, ,大棚内大棚内COCO2 2浓度仍浓度仍减少减少; ;F F点点: :光合作用强度等于细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度, ,此时大棚内此时大棚内COCO2 2浓度达最小值浓度达最小值; ;FGFG段段: :光合作用强度小于细胞呼吸强度光合作用强度小于细胞呼吸强度, ,后期无光只进行细胞呼吸后期无光只进行细胞呼吸, ,大棚内大棚内COCO2 2浓度增加浓度增加; ;G G点点:
85、:无光无光, ,只进行细胞呼吸只进行细胞呼吸, ,表示表示2424小时结束后大棚内的小时结束后大棚内的COCO2 2浓度。浓度。(2)DE(2)DE段、段、EFEF段大棚内段大棚内COCO2 2浓度逐渐减小浓度逐渐减小, ,但实质不同但实质不同, ,前者是由于气孔部前者是由于气孔部分关闭分关闭,CO,CO2 2供应不足供应不足, ,后者是由于光照强度逐渐减弱。后者是由于光照强度逐渐减弱。(3)G(3)G点点COCO2 2浓度浓度( (结束时的浓度结束时的浓度) )与与O O点点COCO2 2浓度浓度( (初始浓度初始浓度) )的比较的比较: :若若G G点点COCO2 2浓度浓度OOO点点CO
86、CO2 2浓度浓度, ,表示表示2424小时内光合作用强度小于细胞呼吸强度小时内光合作用强度小于细胞呼吸强度, ,即消耗有机物。即消耗有机物。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 光合作用与细胞呼吸的过程分析光合作用与细胞呼吸的过程分析1.(1.(20162016辽宁大连二模辽宁大连二模) )下列关于小球藻细胞光合作用与有氧呼吸的叙下列关于小球藻细胞光合作用与有氧呼吸的叙述述, ,错误的是错误的是( ( ) )A.A.都能产生都能产生HH并且利用并且利用HHB.B.都需要以水作为反应的原料都需要以水作为反应的原料C.C.都会受都会受N N、P P等矿质元素的影响等矿
87、质元素的影响D.D.都能产生都能产生ATPATP并用于各项生命活动并用于各项生命活动解解析析: :光光合合作作用用的的光光反反应应产产生生H,H,暗暗反反应应利利用用H,H,有有氧氧呼呼吸吸的的第第一一、二二阶阶段段产产生生H,H,第第三三阶阶段段利利用用H;H;光光合合作作用用的的光光反反应应对对水水进进行行光光解解, ,有有氧氧呼呼吸吸的的第第二二阶阶段段以以水水作作为为反反应应的的原原料料;N;N、P P分分别别是是酶酶、ATPATP的的必必需需元元素素, ,所所以以光光合合作作用用与与有有氧氧呼呼吸吸都都会会受受N N、P P等等矿矿质质元元素素的的影影响响; ;光光合合作作用用与与有
88、有氧氧呼呼吸吸都都能能产产生生ATP,ATP,但但光光合合作作用用产产生生的的ATPATP只只能能用用于于暗暗反反应应, ,有氧呼吸产生的有氧呼吸产生的ATPATP能用于各项生命活动。能用于各项生命活动。D D 2.2.下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图, ,下列说法错误的是下列说法错误的是( ( ) )A.A.中合成中合成ATPATP的部位是类囊体薄膜的部位是类囊体薄膜B.B.中的中的ATPATP用于还原三碳化合物用于还原三碳化合物C.C.、中合成中合成ATPATP所需的能量来源相同所需的能量来源相同D.D.中能量用于耗能的生命活动中能量用于耗能
89、的生命活动C C 解解析析: :图图中中表表示示光光合合作作用用的的光光反反应应阶阶段段, ,该该阶阶段段生生成成了了ATPATP和和H,H,反反应应发发生生在在类类囊囊体体薄薄膜膜上上; ;光光反反应应产产生生的的ATPATP和和HH将将用用于于暗暗反反应应中中三三碳碳化化合合物物的的还还原原;中中合合成成ATPATP的的能能量量来来自自光光能能,中中合合成成ATPATP的的能能量量来来源于有机物中的化学能源于有机物中的化学能;ATP;ATP中的能量将用于各项生命活动。中的能量将用于各项生命活动。题组二题组二 净光合速率、总光合速率与细胞呼吸速率的关系及相关计算净光合速率、总光合速率与细胞呼
90、吸速率的关系及相关计算3.(3.(20162016河南郑州一模河南郑州一模) )下图表示在适宜的光照、下图表示在适宜的光照、COCO2 2浓度等条件下浓度等条件下, ,某某植物在不同温度下的净光合速率和细胞呼吸速率曲线。下列有关说法中植物在不同温度下的净光合速率和细胞呼吸速率曲线。下列有关说法中错误的是错误的是( ( ) )A.A.与光合作用相比与光合作用相比, ,与细胞呼吸有关酶的适宜温度更高与细胞呼吸有关酶的适宜温度更高B.B.在在40 40 之前之前, ,总光合速率大于呼吸速率总光合速率大于呼吸速率C.C.温度在温度在30 30 时总光合速率最大时总光合速率最大D.40 D.40 时时,
91、 ,该植物不再进行光合作用该植物不再进行光合作用D D 解解析析: :据据图图分分析析可可知知, ,与与细细胞胞呼呼吸吸有有关关的的酶酶的的适适宜宜温温度度为为 40 40 ,与与光光合合作作用用有有关关的的酶酶的的适适宜宜温温度度为为30 30 ,因因此此与与细细胞胞呼呼吸吸有有关关的的酶酶的的适适宜宜温温度度更更高高; ;净净光光合合速速率率= =总总光光合合速速率率- -呼呼吸吸速速率率,40 ,40 之之前前净净光光合合速速率率大大于于0,0,所所以以总总光光合合速速率率大大于于呼呼吸吸速速率率; ;根根据据总总光光合合速速率率= =净净光光合合速速率率+ +呼呼吸吸速速率率可可知知,
92、 ,当当温温度度在在30 30 左左右右时时, ,总总光光合合速速率率最最大大;40 ;40 时时, ,净净光光合合速速率率为为0,0,此时光合速率等于呼吸速率此时光合速率等于呼吸速率, ,植物光合作用与细胞呼吸同时进行。植物光合作用与细胞呼吸同时进行。4.(4.(20162016四川卷四川卷,5,5) )三倍体西瓜由于含糖量高且无籽三倍体西瓜由于含糖量高且无籽, ,备受人们青睐。备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,(Pn,以以COCO2 2吸收速率表示吸收速率表示) )与胞间与胞间COCO2 2浓浓度度(Ci)(Ci)的日变化曲线的日变化曲线,
93、,以下分析正确的是以下分析正确的是( ( ) )A.A.与与11:0011:00时相比时相比,13:00,13:00时叶绿体中合成时叶绿体中合成C C3 3的速率相对较高的速率相对较高B.14:00B.14:00后叶片的后叶片的PnPn下降下降, ,导致植株积累有机物的量开始减少导致植株积累有机物的量开始减少C.17:00C.17:00后叶片的后叶片的CiCi快速上升快速上升, ,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D.D.叶片的叶片的PnPn先后两次下降先后两次下降, ,主要限制因素分别是主要限制因素分别是COCO2 2浓度和光照强度浓度和光照强度D D 解解
94、析析: :与与11:0011:00时时相相比比,13:00,13:00时时因因叶叶片片气气孔孔关关闭闭, ,影影响响COCO2 2的的吸吸收收, ,导导致致叶叶绿绿体体中中合合成成C C3 3的的速速率率相相对对较较低低;14:00;14:00后后叶叶片片的的PnPn大大于于0,0,植植株株积积累累有有机机物物的的量量仍仍在在增增加加;17:00;17:00后后, ,光光照照强强度度较较弱弱影影响响光光反反应应速速率率, ,进进而而影影响响暗暗反反应应, ,导导致致叶叶片片的的CiCi快快速速上上升升。PnPn第第一一次次下下降降, ,是是因因气气孔孔关关闭闭,CO,CO2 2浓度限制了光合速
95、率浓度限制了光合速率,Pn,Pn第二次下降是光照强度降低引起的。第二次下降是光照强度降低引起的。5.5.图甲为测定光合作用速率的装置图甲为测定光合作用速率的装置, ,在密封的试管内放一新鲜叶片和在密封的试管内放一新鲜叶片和COCO2 2缓冲液缓冲液, ,试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下离测得。在不同强度的光照条件下, ,测得的气体体积变化如图乙所示。测得的气体体积变化如图乙所示。回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)图甲中毛细刻度管中的标记为实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实图
96、甲中毛细刻度管中的标记为实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时验时, ,试管内变化的气体是试管内变化的气体是。(2)(2)若此时图甲植物光照强度为若此时图甲植物光照强度为15 klx,15 klx,则则1 h1 h光合作用产生的气体量为光合作用产生的气体量为mLmL。若此时植物叶片的呼吸熵若此时植物叶片的呼吸熵( (细胞呼吸时产生的细胞呼吸时产生的COCO2 2和消耗的和消耗的O O2 2的比值的比值) )为为0.8,0.8,那么植那么植物光合作用除自身细胞呼吸提供的物光合作用除自身细胞呼吸提供的COCO2 2外外, ,还需从外界吸收还需从外界吸收mL COmL CO2 2。(3)(3
97、)为了防止无关变量对实验结果的干扰为了防止无关变量对实验结果的干扰, ,本实验还应设置对照实验本实验还应设置对照实验, ,对照组实验装对照组实验装置与实验组实验装置的区别是置与实验组实验装置的区别是 。解析解析: :(1)(1)由于图甲中存在由于图甲中存在COCO2 2缓冲液缓冲液, ,所以在不同光照强度下所以在不同光照强度下, ,液滴位置改液滴位置改变的本质是变的本质是O O2 2的消耗和释放。的消耗和释放。(2)(2)光合作用产生光合作用产生O O2 2的量应包括积累量和叶片消耗量的量应包括积累量和叶片消耗量15 klx15 klx时为时为150+150+50=200(mL),50=200
98、(mL),若呼吸熵为若呼吸熵为0.8,0.8,则植物自身细胞呼吸产生的则植物自身细胞呼吸产生的COCO2 2为为0.80.850=40(mL),50=40(mL),植物光合作用产生的植物光合作用产生的O O2 2量等于消耗的量等于消耗的COCO2 2量量, ,故植物还需从外故植物还需从外界吸收界吸收160 mL CO160 mL CO2 2。(3)(3)设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片, ,用来校正实验结果。用来校正实验结果。答案答案: :(1)O(1)O2 2(2)200(2)200160160(3)(3)新鲜叶片改为经消毒的死叶片新鲜叶片改为
99、经消毒的死叶片题组三题组三 密闭与自然环境中植物一昼夜光合作用曲线分析密闭与自然环境中植物一昼夜光合作用曲线分析6.6.两株基本相同的植物两株基本相同的植物, ,分别置于透明的玻璃罩内分别置于透明的玻璃罩内, ,如图甲、乙所示如图甲、乙所示, ,在在相同自然条件下相同自然条件下, ,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。下列说法正确的是所示。下列说法正确的是( ( ) )A.abA.ab段和段和cdcd段段, ,曲线下降的原因相同曲线下降的原因相同B.eB.e点时点时, ,气孔关闭导致光合作用基本停止气孔关闭导致光合作用基本停止C.C
100、.一昼夜中一昼夜中, ,装置乙的植物积累的有机物多装置乙的植物积累的有机物多D.14D.14点时点时, ,装置甲的植物叶绿体中三碳化合物含量相对较高装置甲的植物叶绿体中三碳化合物含量相对较高C C 解解析析: :abab段段下下降降是是因因为为COCO2 2浓浓度度下下降降, ,暗暗反反应应速速率率下下降降;cd;cd段段下下降降是是因因为为光光照照强强度度下下降降, ,光光反反应应速速率率下下降降;e;e点点时时, ,气气孔孔关关闭闭导导致致COCO2 2浓浓度度下下降降, ,光光合合作作用用下下降降, ,但但并并未未停停止止; ;从从丙丙图图和和丁丁图图曲曲线线与与x x轴轴所所围围的的面
101、面积积(x(x轴轴以以上上部部分分面面积积减减去去x x轴轴以以下下部部分分面面积积) )就就是是一一昼昼夜夜氧氧气气净净释释放放量量。显显然然装装置置乙乙一一昼昼夜夜氧氧气气净净释释放放量量较较大大, ,积积累累的的有有机机物物较较多多;14;14点点时时甲甲中中COCO2 2不不足足, ,三三碳碳化化合合物物的的生生成成受受到到抑抑制制, ,所所以以装装置置甲甲的的植植物物叶叶绿绿体体中中三三碳碳化化合合物物含含量相对较少。量相对较少。7.(7.(20162016山东部分重点中学联考山东部分重点中学联考) )科研人员检测晴朗天气下露天栽培和科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的光
102、合速率大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)(Pn)日变化情况日变化情况, ,并将检测结果绘制成下图。并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是下列相关说法错误的是( ( ) )A.A.光照强度增大是导致光照强度增大是导致abab段、段、lmlm段段PnPn增加的主要原因增加的主要原因B.B.致使致使bcbc段、段、mnmn段段PnPn下降的原因是气孔关闭下降的原因是气孔关闭C.C.致使致使efef段、段、opop段段PnPn下降的原因是光照逐渐减弱下降的原因是光照逐渐减弱D.D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施B B 解解析析: :
103、 早早晨晨日日出出后后光光照照强强度度不不断断增增大大, ,使使得得露露天天栽栽培培的的和和大大棚棚栽栽培培的的油油桃桃的的光光合合速速率率迅迅速速上上升升。大大棚棚栽栽培培条条件件下下的的油油桃桃在在bcbc段段PnPn下下降降, ,主主要要原原因因是是日日出出后后旺旺盛盛的的光光合合作作用用消消耗耗大大量量COCO2 2, ,使使大大棚棚内内密密闭闭环环境境中中COCO2 2浓浓度度迅迅速速下下降降; ;而而露露天天栽栽培培的的油油桃桃在在mnmn段段PnPn下下降降, ,是是因因环环境境温温度度过过高高导导致致气气孔孔关关闭闭, ,不不能能吸吸收收COCO2 2。大大约约1515时时以以
104、后后, ,两两种种栽栽培培条条件件下下的的光光合合速速率率持持续续下下降降, ,是是光光照照强强度度逐逐渐渐减减弱弱所所致致。适适时时浇浇水水避避免免植植物物因因缺缺水水导导致致气气孔孔关关闭闭、增增施施农农家家肥肥从从而而增增加加土土壤壤中中COCO2 2浓浓度度是是提提高高大大田田作作物产量的可行性重要措施。物产量的可行性重要措施。题组四题组四 光合速率与呼吸速率的常用测定方法光合速率与呼吸速率的常用测定方法8.8.某同学研究甲湖泊中某同学研究甲湖泊中x x深度生物的光合作用和有氧呼吸。具体操作如深度生物的光合作用和有氧呼吸。具体操作如下下: :取三个相同的透明玻璃瓶取三个相同的透明玻璃瓶
105、a a、b b、c,c,将将a a先包以黑胶布先包以黑胶布, ,再包以锡箔。再包以锡箔。用用a a、b b、c c三瓶从待测水体深度取水三瓶从待测水体深度取水, ,测定测定c c瓶中的瓶中的O O2 2含量。将含量。将a a瓶、瓶、b b瓶密瓶密封后再沉入待测水体深度封后再沉入待测水体深度,24,24小时后取出小时后取出, ,测定两瓶中的测定两瓶中的O O2 2含量含量, ,结果如图结果如图所示。则所示。则2424小时内待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是小时内待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是( ( ) )A.24A.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的小时待测深度水体
106、中生物有氧呼吸消耗的O O2 2量是量是V mol/V mol/瓶瓶B.24B.24小时待测深度水体中生物光合作用产生的小时待测深度水体中生物光合作用产生的O O2 2量是量是V mol/V mol/瓶瓶C.24C.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的O O2 2量是量是(K-V) mol/(K-V) mol/瓶瓶D.24D.24小时待测深度水体中生物光合作用产生的小时待测深度水体中生物光合作用产生的O O2 2量是量是(K-V) mol/(K-V) mol/瓶瓶D D 解解析析: :2424小小时时内内待待测测深深度度水水体体中中生生物物有有氧氧呼呼吸
107、吸消消耗耗的的O O2 2量量= =初初始始瓶瓶溶溶解解氧氧(W)-a(W)-a瓶瓶溶溶解解氧氧(V)=(W-V)(mol/(V)=(W-V)(mol/瓶瓶) )。2424小小时时内内待待测测深深度度水水体体中中生生物物光合作用产生的光合作用产生的O O2 2量量= =净光合量净光合量(K-W)+(K-W)+呼吸量呼吸量(W-V)=(K-V)(mol/(W-V)=(K-V)(mol/瓶瓶) )。9.9.某生物兴趣小组利用如图装置某生物兴趣小组利用如图装置( (若干个若干个) )开展了有关光合作用和细胞呼开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究。实验开始时吸的实验研究。实验开始时, ,打开活塞开关
108、使水柱液面平齐打开活塞开关使水柱液面平齐, ,然后关闭活然后关闭活塞开关塞开关,4,4小时后小时后, ,观察记录实验数据如下表。下列叙述错误的是观察记录实验数据如下表。下列叙述错误的是( ( ) )组号号植物植物部位部位光光质( (强强度度相同且适宜相同且适宜) )温度温度()()两两侧水柱高度水柱高度差差(mL/4 h)(mL/4 h)a a天竺葵天竺葵叶叶红2525240240b b天竺葵天竺葵叶叶黄黄25253030c c紫紫罗兰叶叶红2525160160d d紫紫罗兰叶叶黄黄25252020D D A.A.实验的自变量是植物的种类和光质实验的自变量是植物的种类和光质B.B.若要研究不同
109、植物的光合作用若要研究不同植物的光合作用, ,应选应选a a组和组和c c组组C.C.若烧杯中加入的是若烧杯中加入的是COCO2 2的缓冲液的缓冲液, ,则则U U形管两侧的高度差是由于形管两侧的高度差是由于O O2 2的变化的变化引起的引起的D.aD.a组天竺葵的净光合速率为组天竺葵的净光合速率为120 mL/h120 mL/h解解析析: :分分析析表表格格可可知知, ,该该实实验验的的自自变变量量是是植植物物的的种种类类和和光光质质; ;若若要要研研究究不不同同植植物物的的光光合合作作用用, ,植植物物的的种种类类为为自自变变量量, ,其其他他无无关关变变量量都都应应相相同同且且适适宜宜,
110、 ,所所以以选选表表格格中中的的a a组组和和c c组组; ;若若烧烧杯杯中中加加入入COCO2 2缓缓冲冲液液, ,则则U U形形管管两两侧侧的的高高度度差差是是由由于于光光合合作作用用释释放放O O2 2和和呼呼吸吸作作用用消消耗耗O O2 2的的差差值值引引起起的的;4 ;4 h h后后a a组组两两侧侧水水柱柱高高度度差差为为240 240 mL,OmL,O2 2释释放放量量为为120 120 mL,mL,因因此此植植物物的的净光合作用速率是净光合作用速率是1204=30(mL/h)1204=30(mL/h)。实验基础实验基础 吃透原理吃透原理 掌握步骤掌握步骤1.1.实验原理实验原理
111、(1)(1)提取提取: :绿叶中的色素能够溶解在绿叶中的色素能够溶解在 中而不溶于水中而不溶于水, ,可用可用 提取色素。提取色素。(2)(2)分离分离: :各种色素在层析液中各种色素在层析液中 不同不同, , 的随的随 在滤纸上扩散得快在滤纸上扩散得快; ;反之则慢反之则慢, ,从而使各种色素相互分离。从而使各种色素相互分离。考点五实验考点五实验: :叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离有机溶剂有机溶剂无水乙醇无水乙醇溶解度溶解度溶解度高溶解度高层析液层析液2.2.实验步骤实验步骤无水乙醇无水乙醇 滤液细线滤液细线 3.3.实验结果及结论实验结果及结论滤纸条上出现四条宽窄、颜色不
112、同的色素带滤纸条上出现四条宽窄、颜色不同的色素带( (如下图如下图),),表明叶绿体中表明叶绿体中的色素主要有的色素主要有 种。种。四四橙黄色橙黄色 叶黄素叶黄素 叶绿素叶绿素a a 黄绿色黄绿色 最多最多 透析实验透析实验 积累技能积累技能 理解方法理解方法1.1.为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料? ?透析透析: :新鲜绿色的叶片中色素含量高新鲜绿色的叶片中色素含量高, ,从而使滤液中色素含量较高从而使滤液中色素含量较高, ,实验效果明显。实验效果明显。2.2.为什么研磨时要迅速为什么研磨时要迅速? ?为什么研磨时要加入少量的为什么研磨时要加入少量
113、的CaCOCaCO3 3和和SiOSiO2 2? ?透析透析: :叶绿素不稳定叶绿素不稳定, ,易被破坏易被破坏, ,因此研磨要迅速、充分因此研磨要迅速、充分, ,以保证提取较多的色素。以保证提取较多的色素。二氧化硅破坏细胞结构二氧化硅破坏细胞结构, ,使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。3.3.为什么盛放滤液的试管管口加棉塞为什么盛放滤液的试管管口加棉塞? ?透析透析: :防止乙醇挥发和色素氧化。防止乙醇挥发和色素氧化。4.4.滤纸为什么需预先干燥处理滤纸为什么需预先干燥处理? ?在制备滤纸条时在制备滤纸条时, ,为什么将一端的两个角剪
114、掉为什么将一端的两个角剪掉? ?透析透析: :干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散, ,剪掉两角的目的是防止层析剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快液沿滤纸边缘扩散过快, ,从而保证色素带分离整齐。从而保证色素带分离整齐。5.5.为什么滤液细线要重复画为什么滤液细线要重复画, ,且线要细、直且线要细、直? ?透析透析: :重复画线是为了增加色素的浓度重复画线是为了增加色素的浓度, ,使分离出的色素带清晰分明。画线细、直使分离出的色素带清晰分明。画线细、直是为了防止色素带之间出现重叠。是为了防止色素带之间出现重叠。6.6.层析时层析时, ,为什
115、么不能让滤液细线触及层析液为什么不能让滤液细线触及层析液? ?透析透析: :滤纸条上的滤液细线触及滤纸条上的滤液细线触及( (或没入或没入) )层析液层析液, ,会使滤液中的色素溶解于层析液会使滤液中的色素溶解于层析液中中, ,滤纸条上得不到色素带滤纸条上得不到色素带, ,导致实验失败。导致实验失败。技能训练技能训练 巩固演练巩固演练 技能提升技能提升1.(1.(20162016江苏卷江苏卷,17,17) )下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述, ,正正确的是确的是( ( ) )A.A.应该在研磨叶片后立即加入应该在研磨叶片后立即加入CaCOCaCO
116、3 3, ,防止酸破坏叶绿素防止酸破坏叶绿素B.B.即使菜叶剪碎不够充分即使菜叶剪碎不够充分, ,也可以提取出也可以提取出4 4种光合作用色素种光合作用色素C.C.为获得为获得10 mL10 mL提取液提取液, ,研磨时一次性加入研磨时一次性加入10 mL10 mL乙醇研磨效果最好乙醇研磨效果最好D.D.层析完毕后应迅速记录结果层析完毕后应迅速记录结果, ,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失解析解析: :在剪碎叶片后研磨前就加入在剪碎叶片后研磨前就加入 CaCO CaCO3 3; ;即使菜叶剪碎不够充分但研即使菜叶剪碎不够充分但研磨充分磨充分, ,也可提取出也
117、可提取出4 4种光合色素种光合色素; ;要获得要获得10 mL 10 mL 提取液提取液, ,分多次研磨分多次研磨提取后量取提取后量取 10 mL 10 mL 滤液效果最好滤液效果最好; ;层析完毕后应迅速记录结果层析完毕后应迅速记录结果, ,防止防止叶绿素条带被破坏。叶绿素条带被破坏。B B 2.2.甲、乙两位同学的叶绿体色素提取和分离实验的结果分别如下图甲、甲、乙两位同学的叶绿体色素提取和分离实验的结果分别如下图甲、乙乙, ,则关于这两种结果的分析正确的是则关于这两种结果的分析正确的是( ( ) )A.A.甲同学可能绿叶研磨不够充分甲同学可能绿叶研磨不够充分B.B.甲同学选用的材料可能叶片
118、较薄甲同学选用的材料可能叶片较薄C.C.乙同学将滤纸色素线部分浸在层析液中乙同学将滤纸色素线部分浸在层析液中D.D.乙同学研磨时加入的酒精浓度过高乙同学研磨时加入的酒精浓度过高解析解析: :碳酸钙能防止研磨过程中色素尤其是叶绿素被破坏碳酸钙能防止研磨过程中色素尤其是叶绿素被破坏, ,甲同学的甲同学的结果显示叶绿素含量较低结果显示叶绿素含量较低, ,所以甲同学可能是因为研磨时未加入所以甲同学可能是因为研磨时未加入CaCOCaCO3 3而导致叶绿素被破坏而导致叶绿素被破坏; ;甲同学选用的材料可能叶片已发黄甲同学选用的材料可能叶片已发黄, ,几乎不含几乎不含叶绿素叶绿素; ;乙同学可能将滤纸色素线
119、部分浸在层析液中乙同学可能将滤纸色素线部分浸在层析液中, ,使滤纸上的色使滤纸上的色素溶解到层析液中去了素溶解到层析液中去了; ;二氧化硅能使研磨充分二氧化硅能使研磨充分, ,色素释放出来色素释放出来, ,所以所以乙同学也可能是因为研磨时未加入乙同学也可能是因为研磨时未加入SiOSiO2 2而导致色素相对含量都较低而导致色素相对含量都较低, ,而溶解色素时加入的就是无水乙醇。而溶解色素时加入的就是无水乙醇。C C 3.(3.(20152015江苏卷江苏卷,21,21,改编改编) )为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响, ,某某同学用乙醇提取叶绿体色素同学用乙
120、醇提取叶绿体色素, ,用石油醚进行纸层析用石油醚进行纸层析, ,如图为滤纸层析的结如图为滤纸层析的结果果(、为色素条带为色素条带) )。下列叙述不正确的是。下列叙述不正确的是( ( ) )A.A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.C.色素色素、吸收光谱的吸收峰波长不同吸收光谱的吸收峰波长不同D.D.画滤液细线时画滤液细线时, ,滤液在点样线上只能画一次滤液在点样线上只能画一次解解析析: :分分析析正正常常光光照照和和强强光光照照下下的的不不同同色色素素带带宽宽度度可可以以发
121、发现现, ,强强光光导导致致了了叶叶绿绿素素含含量量降降低低、类类胡胡萝萝卜卜素素含含量量升升高高, ,这这可可能能与与类类胡胡萝萝卜卜素素可可以以抵抵御御强强光光照照有有关关; ;叶叶绿绿素素a a的的吸吸收收波波长长范范围围更更广广一一些些; ;为为增增加加色色素素带带的色素含量的色素含量, ,画滤液细线时画滤液细线时, ,滤液应在点样线上重复画几次。滤液应在点样线上重复画几次。D D 构建知识网络构建知识网络 强化答题语句强化答题语句知识网络知识网络 填充填充: . . . . . .绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离吸收、传递、转化光能吸收、传递、转化光能光照、温度、光照、温
122、度、COCO2 2浓度、水分、矿质元素等浓度、水分、矿质元素等光反应光反应暗反应暗反应要语强记要语强记 1.1.一种细胞器一种细胞器: :叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上, ,不不仅分布着许多吸收光能的色素分子仅分布着许多吸收光能的色素分子, ,还有许多进行光合作用所必需的酶。还有许多进行光合作用所必需的酶。2.2.两个阶段两个阶段: :光反应和暗反应。光反应和暗反应。(1)(1)光反应是在叶绿体类囊体薄膜上完成的光反应是在叶绿体类囊体薄膜上完成的, ,是叶绿体中的色素吸收光能是叶绿体中的色素吸收光能, ,将将H H2 2O O分
123、解成分解成HH和和O O2 2, ,同时形成同时形成ATPATP的过程。因此的过程。因此, ,光合作用产生的光合作用产生的O O2 2来自来自H H2 2O O。(2)(2)暗反应是在叶绿体基质内暗反应是在叶绿体基质内, ,多种酶催化下完成的多种酶催化下完成的, ,包括包括COCO2 2的固定和的固定和C C3 3的的还原。还原。3.3.三类因素三类因素: :影响光合速率的外界因素主要有光照强度、温度和影响光合速率的外界因素主要有光照强度、温度和COCO2 2浓度。浓度。4.4.四种色素四种色素: :叶绿体中的色素有叶绿素叶绿体中的色素有叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b、叶黄素和胡萝卜素。、叶黄素和胡萝卜素。叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b主要吸收蓝紫光和红光主要吸收蓝紫光和红光, ,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。紫光。
