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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,精品,*,第,10,讲光合作用,1,精品,考情分析备考导航,考纲解读,全国卷五年考题统计,最新考纲,核心内容,光合作用的基本过程,(),1.,叶绿体结构及色素的种类,2.,光合作用的探索历程,3.,光反应、暗反应的过程,2014,全国,卷,T6;,2014,全国,卷,T2;,2013,全国,卷,T2,影响光合作用速率的环境因素,(),1.,影响光合作用的环境因素,2.,光合作用原理的应用,3.,光合作用与细胞呼吸的关系,2015,全国,卷,T29;,2014,全国,卷,T29;,2013,全国,卷,T29;,2011,全国卷,T3,、,T29,实验,:,叶绿体色素的提取和分离,1.,色素提取的原理,2.,色素提取的过程及注意事项,2,精品,考点一捕获光能的色素和叶绿体的,结构,3,精品,知识梳理,自主学习 夯实基础,1.,叶绿体中色素的种类、含量及功能,(1),色素的种类、含量,连一连,(2),功能,:,和转换光能。,吸收、传递,4,精品,2.,叶绿体的结构和功能,(1),结构模式图,5,精品,(3),功能,:,进行,的场所,(4),恩格尔曼的实验,:,好氧细菌只分布于,被光束照射的部位。,光合作用,叶绿体,【,深挖教材,】,红枫叶片呈红色是因为叶绿体中的色素吸收红光和蓝紫光吗,?,提示,:,不是,枫叶呈红色是因为叶绿素被破坏,叶绿体中的类胡萝卜素及液泡中的花青素的颜色显现出来。,6,精品,重点透析,剖析考点 拓展深化,1.,影响叶绿素合成的因素分析,(1),光照,:,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,因而叶片发黄。,(2),温度,:,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。低温时,叶绿素分子易被破坏,而使叶子变黄。,(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,叶子变黄。另外,Fe,是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺,Fe,也将导致叶绿素合成受阻,叶子变黄。,7,精品,2.,恩格尔曼实验分析,(1),恩格尔曼实验过程、现象及结论,(2),恩格尔曼实验设计巧妙之处,实验材料选择水绵和好氧细菌,:,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察,;,用好氧细菌可确定释放氧气的部位。,没有空气的黑暗环境,:,排除了氧气和光的干扰。,用极细的光束点状投射,:,叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位,相当于一组对照实验。,进行黑暗,(,局部光照,),和完全暴露在光下的对照实验,:,明确实验结果完全是由光照引起的等。,8,精品,题组例练,分类例练 提炼方法,题组一 色素的种类及作用,1.(2013,全国,卷,),关于叶绿素的叙述,错误的是,(,),A.,叶绿素,a,和叶绿素,b,都含有镁元素,B.,被叶绿素吸收的光可用于光合作用,C.,叶绿素,a,和叶绿素,b,在红光区的吸收峰值不同,D.,植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光,解析,:,叶绿素,a,和叶绿素,b,都是由,C,、,H,、,O,、,N,、,Mg,等元素组成的,故,A,项正确。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,通过光合作用将光能转化为化学能储存在有机物中,故,B,项正确。叶绿素,a,和叶绿素,b,在红光区的吸收峰值分别约为,663 nm,、,645 nm,故叶绿素,a,在红光区吸收峰值大于叶绿素,b,故,C,项正确。绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光,对绿光的吸收极少,绝大多数绿光被反射出来,使植物呈现绿色,故,D,项错误。,D,9,精品,2.,下图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两图分别是,(,),A.,类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱,B.,叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱,C.,叶黄素、叶绿素的吸收光谱,D.,叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱,B,解析,:,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,在光谱上有两个吸收区域,;,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,在光谱上有一个吸收区域,据此可做出正确判断。,10,精品,题组二 叶绿体的结构与功能,3.,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,:,制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,同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析,不正确的是,(,),A.,光束在照射前,用三棱镜将其分解成单色光,B.,临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中,C.,好氧性细菌起指示作用,D.,水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件,A,解析,:,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,故,A,错误。,11,精品,4.,如图甲为叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述,正确的是,(,),A.,图乙所示结构取自图甲中的或,B.,与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上,C.,图乙所示的结构是合成,H,并消耗,ATP,的场所,D.,叶绿体以图甲的形式扩大膜的表面积,D,12,精品,解析,:,图乙所示结构是叶绿体类囊体薄膜,来自叶绿体基粒中的类囊体,不来自叶绿体内膜,A,描述错误,;,光合作用分光反应阶段和暗反应阶段,光反应的场所是类囊体薄膜,与光反应有关的酶分布在图乙类囊体薄膜上,暗反应的场所是叶绿体基质,与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中,B,描述错误,;,图乙是光反应的场所,水光解后生成,H,并合成,ATP,C,描述错误,;,叶绿体内含有大量基粒,一个基粒由很多类囊体堆叠而成,以此增大膜面积,D,描述正确。,13,精品,考点二光合作用的探索历程及基本,过程,14,精品,知识梳理,自主学习 夯实基础,1.,光合作用的探索历程,15,精品,2.光合作用的基本过程,16,精品,【,深挖教材,】,1.,光反应产生的,H,与细胞呼吸产生的,H,是否为同一类物质,?,提示,:,光反应产生的,H,为,NADPH(,还原型辅酶,),细胞呼吸产生的,H,为,NADH(,还原型辅酶,),。,2.,叶绿体中三碳化合物的分子数量为什么多于五碳化合物的分子数量,?,提示,:,暗反应,CO,2,固定时,每消耗,1,分子,C,5,产生,2,分子,C,3,;C,3,还原时,每还原,2,分子,C,3,产生,1,分子,C,5,因此当暗反应速率达到稳定时,C,3,化合物的分子数是,C,5,化合物的,2,倍。,17,精品,重点透析,剖析考点 拓展深化,1.,高考常考的,3,个光合作用探索历程的经典实验分析,(1),萨克斯实验,:,对照类型为自身对照,自变量为光的有无,因变量为颜色变化,(,有无淀粉生成,),实验组是遮光处理组,对照组为曝光处理组。,该实验的关键是要进行饥饿处理,以使叶片中的营养物质消耗掉,增强实验的说服力。,(2),恩格尔曼实验中,将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和,O,2,的影响。,设置极细光束和好氧细菌的好处,:,能够准确判断水绵细胞中产生氧气的部位。,好氧细菌的作用,:,作为观察的指标,可通过好氧细菌的移动判断,O,2,的产生部位。,(3),鲁宾和卡门实验中,应用同位素标记法追踪,CO,2,和,H,2,O,中的,O,元素在光合作用中的转移途径。,18,精品,2.,光反应和暗反应的区别与联系,19,精品,3.,光合作用过程中元素转移途径分析,(1),光合作用总反应式及各元素去向,20,精品,【,清错破疑,】,(1),用光照射从叶绿体中提取的色素不能发生光反应,叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用,但发生光反应除色素、光照之外,还需,ADP,、,Pi,、,H,2,O,、,NADP,+,、酶等。,(2),当暗反应被阻断时,光反应也会被阻断当暗反应被阻断时,光反应产生的,H,、,ATP,出现积累而使光反应受到抑制。同理,绝大多数植物若光反应停止,暗反应可持续进行一段时间,(,但时间不长,),之后也会停止,故晚上一般认为只进行呼吸作用,不进行光合作用。,(3),光合作用光反应产生的,ATP,只用于暗反应阶段。光反应产生的,ATP,不能用于其他生命活动,其他生命活动所需,ATP,只能来自细胞呼吸。,21,精品,题组例练,分类例练 提炼方法,题组一 探究光合作用历程的实验方法,1.(2015,陕西咸阳二模,),德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理,(,消耗掉叶片中的淀粉,),后,再把叶片的,一部分遮光,其他部分曝光,。一段时间后,将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理,结果,遮光部分不变蓝,曝光部分变蓝,。下列有关本实验的分析及结论合理的是,(,),本实验未设对照组有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态实验证明叶绿体利用光照将,CO,2,转变成了淀粉,A.,只有,B.,只有,C.,只有,D.,全部,A,22,精品,【,解题关键,】,1.,说明实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态。,2.,说明实验的自变量为是否遮光。,3.,说明光合作用需要光且产物是淀粉。,解析,:,本实验中设置了一组对照实验,实验的自变量为是否遮光,而其他无关变量均保持相同且适宜,遮光的为实验组,曝光的为对照组,有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因,;,实验开始之前,萨克斯将叶片放在暗处几小时,目的是消耗掉叶片中原有的淀粉,因此初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态,正确,;,实验只能证明叶片光合作用能产生淀粉,并不能证明光合作用将,CO,2,转变成了淀粉,错误。,23,精品,2.(2015,江苏南通一模,),同位素标记法是生物学研究中常用的方法之一,下列生物学实验中没用到该方法的是,(,),A.,鲁宾和卡门利用小球藻探索光合作用中,O,2,的来源,B.,萨克斯利用天竺葵证明叶片在光下能产生淀粉,C.,卡尔文发现了暗反应过程中的物质变化,D.,科学家研究分泌蛋白合成和分泌的过程,B,24,精品,题组二 光合作用过程及分析,3.(2015,山东济宁模拟,),如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,为反应过程,),。下列判断错误的是,(,),A.,图中,a,物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物,能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在,c,中,B.,图中表示水分的吸收,表示水的光解,C.,将,b,物质用,18,O,标记,最终在,(CH,2,O),中能检测到放射性,18,O,D.,在,g,物质供应充足时,突然停止光照,C,3,的含量将迅速下降,D,25,精品,4.(2015,湖南岳阳二模,),如图表示绿色植物细胞部分结构中的某些代谢过程,图中代表各种物质。有关叙述与事实不符的是,(,),A.,在有光的条件下,图中物质可由分解而来,B.,图中代表的是细胞生命活动可直接利用的一种能源物质,C.,若该绿色植物长时间处于黑暗状态,则图中的循环不能进行,D.,进入相应结构的物质中可能包含有图中的物质,B,解析,:,在有光条件下,植物的光合作用光反应阶段水的光解将水分解生成氧气,;,细胞生命活动可以直接利用的能源物质是,ATP,是,ADP,和,Pi,B,错误,;,若植物长时间处于黑暗状态,光反应不能进行,无法为暗反应提供,ATP,和,H,使暗反应也不能进行,;,光合作用产生的氧气也可以直接进入线粒体参与呼吸作用。,26,精品,题组三 分析条件骤变对光合作用物质含量变化的影响,5.(2016,四川雅安月考,),如图为光合作用过程的示意图。在适宜条件下栽培的小麦,如果突然将,c,降低至极低水平,(,其他条件不变,),则,a,、,b,在叶绿体中的含量变化将会是,(,),A.a,上升、,b,下降,B.a,、,b,都上升,C.a,、,b,都下降,D.a,下降、,b,上升,解析,:,图中,c,表示二氧化碳,a,、,b,表示,ATP,和,H,。如果突然将二氧化碳降低至极低水平,则二氧化碳的固定速率减慢,生成的三碳化合物减少,进而使三碳化合物的还原速率减慢,消耗的,ATP,和,H,减少,所以叶绿体中,ATP,和,H,的含量升高。,B,27,精品,6.(2014,全国,卷,),正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是,(,),A.O,2,的产生停止,B.CO,2,的固定加快,C.ATP/ADP,比值下降,D.NADPH/NADP,+,比值下降,解析,:,黑暗处理后,光反应停止,O,2,的产生停止,A,项正确。,ATP,和,NADPH,是光反应的产物,同时也是暗反应的原料,黑暗处理后,ATP,和,NADPH,的产生减少,且仍被暗反应所消耗,产生的,ADP,和,NADP,+,增多,C,、,D,项正确。光反应产生的,ATP,和,NADPH,减少,使得暗反应产生的,C,5,减少,CO,2,的固定减慢,B,项错误。,B,28,精品,方法突破,环境因素骤变时光合作用中,C,3,、,C,5,、,H,、,ATP,等物质含量变化的判断方法,(1),当光照由强弱时,光反应减弱,H,和,ATP,减少,C,3,还原减弱,C,3,消耗减少,C,5,产生减少,结果使,C,3,含量增加,C,5,含量减少。当光照由弱强时情况与,之相反。模型如图所示,:,(2),当,CO,2,供应充足不充足时,CO,2,固定减弱,C,3,产生减少,C,5,消耗减少,结果使,C,3,含量减少,C,5,含量增多。当,CO,2,供应不足充足时情况与之相反。模型如图,所示,:,29,精品,考点三影响光合作用的因素及应用,30,精品,知识梳理,自主学习 夯实基础,31,精品,1.,单因子变量对光合作用速率的影响,(1),光照强度,(,如图,),重点透析,剖析考点 拓展深化,32,精品,33,精品,应用,:,阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如图中虚线所示。间作套种农作物,可合理利用光能。,(2)CO,2,浓度,曲线分析,:,图,1,中,A,点表示,CO,2,补偿点,即光合作用速率等于细胞呼吸速率时的,CO,2,浓度,图,2,中,A,点表示进行光合作用所需,CO,2,的最低浓度。,B,和,B,点都表示,CO,2,饱和点。,应用,:,在农业生产上可以通过“正其行,通其风”,增施农家肥等增大,CO,2,浓度,提高光合作用速率。,34,精品,(3),温度,曲线分析,:,温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。,应用,:,冬季,温室栽培可适当提高温度,;,晚上可适当降低温度,以降低细胞呼吸消耗有机物。,35,精品,2.,多因子变量对光合作用速率的影响,(1),曲线分析,P,点,:,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着该因子的不断加强,光合速率不断提高。,Q,点,:,横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子,影响因素主要为各曲线所表示的因子。,(2),应用,:,温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加,CO,2,进一步提高光合速率,;,当温度适宜时,要适当增加光照强度和,CO,2,浓度以提高光合速率。,36,精品,3.,一昼夜中植物代谢强度变化的曲线分析,(1),曲线的各点含义及形成原因分析,a,点,:,凌晨温度降低,呼吸作用减弱,CO,2,释放减少,;,b,点,:,上午开始有光照,植物进行光合作用,;,bc,段,:,光合作用小于呼吸作用,;,c,点,:,上午光合作用等于呼吸作用,;,ce,段,:,光合作用大于呼吸作用,;,d,点,:,温度过高,部分气孔关闭,出现“光合午休”现象,;,e,点,:,下午光合作用等于呼吸作用,;,ef,段,:,光合作用小于呼吸作用,;,fg,段,:,无光照,植物停止光合作用,只进行呼吸作用。,37,精品,(2),有关有机物情况的分析,积累有机物时间段,:ce,段,;,制造有机物时间段,:bf,段,;,消耗有机物时间段,:Og,段,;,一天中有机物积累最多的时间点,:e,点。,38,精品,题组例练,分类例练 提炼方法,题组一 单一因素对光合速率的影响,1.(2015,山东师大附中一模,),如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中错误的是,(,),A.a,点叶肉细胞产生,ATP,的细胞器只有线粒体,B.b,点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等,C.,已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度,分别为,25,和,30,如图表示该植物处于,25,环境中,则将温度提高到,30,时,a,点上移,b,点左移,d,点下移,D.,当植物缺镁时,b,点将向右移,C,39,精品,解析,:,a,点时叶肉细胞只进行呼吸作用,因此叶肉细胞产生,ATP,的细胞器只有线粒体,;b,点时氧气的吸收量和释放量为,0,表明叶绿体产生的氧气刚好用于线粒体的呼吸作用,因此光合作用强度等于呼吸作用强度,;,根据题意可知,:,温度从,25,提高到,30,后,光合速率减慢,呼吸速率加快。图中,a,点代表呼吸速率,现呼吸速率加快,a,点上移,;,由于光合速率减慢,呼吸速率加快,因此,b,点右移,;d,点表示最大净光合速率,总光合速率减慢,呼吸速率增强,故,d,点上移,C,错误,;b,点表示光合速率等于呼吸速率,当植物缺,Mg,时,光合速率降低,只有增大光照强度提高光合速率才能与呼吸速率相等,即植物缺,Mg,时,b,点将向右移动。,40,精品,2.(2015,甘肃天水高考模拟,),光质,(,不同波长的光,),会影响叶绿素,a,、叶绿素,b,对于光的吸收,从而影响光合作用的光反应阶段。某生物小组为检测光质对金鱼藻光合作用强度的影响,利用提供不同光源的,40 W,的灯泡数个,试管数支、金鱼藻、,NaHCO,3,溶液等实验材料,1,小时后测定记录数据如下,:,注,:O,2,相对变化量,+,表示增加,-,表示减少。,组别,1,2,3,4,5,6,7,8,9,光质,自然光,红光,蓝光,橙光,紫光,黄光,靛光,绿光,无光,O,2,相对变化量,+18,+15,+13,+11,+12,+3,+8,-1,-4,41,精品,(1),叶绿体中色素的功能是,。,实验中加入,NaHCO,3,溶液的作用是,无关变量有,。,(,至少写,2,个,),(2),在绿光条件下,金鱼藻叶肉细胞产生,ATP,的场所有,.,;,消耗,H,的场所是,。,(3),图为叶绿素,a,和叶绿素,b,的吸收光谱,(,暗带部分表示被吸收的光线,),已知在漫射光环境中,光线以较短波长的光占优势,与阳生植物相比,推测阴生植物叶绿体中,(,色素,),含量较高。,(4),在红光条件下,该植物经过,2,小时光合作用,产生氧气总量相对值是,.,(5),根据实验结果,推测在大棚种菜时,为提高产量需要用,的玻璃。,42,精品,解析,:,(1),光合作用过程中色素具有吸收、传递和转化光能的作用。,NaHCO,3,分解可产生,CO,2,实验中加入,NaHCO,3,溶液的作用是为光合作用提供,CO,2,。该实验的自变量是光质,故无关变量主要有温度、,NaHCO,3,溶液浓度等。,(2),在绿光条件下,金鱼藻叶肉细胞,O,2,相对变化量低于无光条件,说明叶肉细胞能进行光合作用,但较弱。光合作用与呼吸作用过程都可以产生,ATP,所以产生,ATP,的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体。光合作用的暗反应和有氧呼吸的第三阶段可以消耗,H,发生的场所分别是叶绿体基质、线粒体内膜。,(3),根据叶绿素,a,和叶绿素,b,的吸收光谱可知,阴生植物叶绿体中叶绿素,b,含量较高。,(4),据表分析,呼吸作用速率相对值为,4,红光条件下净光合作用速率相对值为,15,真正的光合作用速率相对值为,15+4=19,植物经过,2,小时光合作用,产生氧气总量相对值为,192=38,。,(5),据表分析,在大棚种菜时,自然光的光合作用速率最大,所以为提高产量需要用无色的玻璃。,答案,:,(1),吸收、传递和转化光能提供二氧化碳温度、,NaHCO,3,溶液浓度,(2),叶绿体、细胞质基质和线粒体叶绿体基质、线粒体内膜,(3),叶绿素,b,(4)38,(5),无色,43,精品,方法突破,光合作用、细胞呼吸曲线中关键点移动方向的判断方法,(1)CO,2,(,或光,),补偿点和饱和点的移动方向,:,一般有左移、右移之分,其中,CO,2,(,或光,),补偿点,B,是曲线与横轴的交点,CO,2,(,或光,),饱和点,C,则是最大光合速率对应的,CO,2,浓度,(,或光照强度,),。,呼吸速率增加,其他条件不变时,CO,2,(,或光,),补偿点,B,应右移,反之左移。,呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO,2,(,或光,),补偿点,B,应右移,反之左移。,阴生植物与阳生植物相比,CO,2,(,或光,),补偿点和饱和点都应向左移动。,44,精品,(2),曲线上其他点,(,补偿点之外的点,),的移动方向,:,在外界条件的影响下,通过分析光合速率和呼吸速率的变化,进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析,确定横坐标左移或右移,纵坐标上移或下移,最后得到该点的移动方向。,呼吸速率增加,其他条件不变时,曲线上的,A,点下移,B,点向右移动,反之,A,点上移,B,点向左移动。,呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,曲线上的,A,点不动,B,点向右移动,反之,B,点向左移动。,45,精品,题组二 多因素对光合速率的影响,3.(2015,海南文昌模拟,),如图影响情况分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析不正确的是,(,),A.,甲图中,a,点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足,B.,乙图中,d,点与,c,点相比,相同时间内叶肉细胞中,C,3,与,C,5,的生成量都多,C.,丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变,D.,图中,M,、,N,点的限制因素是光照强度,P,点的限制因素是温度,C,46,精品,解析,:,甲图中可以看出,a,点随着光照强度的增加,光合作用速率不变,此时限制光合作用速率增加的内部因素可能是酶的数量或色素的数量,;,乙图中,d,点与,c,点相比,光照强度增加,光反应增加,产生的,ATP,和,H,增加,因此相同时间内叶肉细胞中,C,3,与,C,5,的生成量都多,;,丙图中,随着温度的升高,曲线走势有可能下降,因为超过最适温度,酶的活性降低甚至失活,C,错误,;,图中,M,、,N,、,P,三点的限制因素分别是光照强度、光照强度和温度。,47,精品,4.,如图甲表示某兴趣小组绘制的不同环境条件对马铃薯光合速率影响的曲线,丙表示某森林生态系统中,A,、,B,两种植物光合作用强度随光照强度变化的曲线,除图中所示因素外,其他因素均控制在适宜范围内。请据图分析回答,:,48,精品,(1),甲图中,当温度为,20,时,光合速率曲线的变化规律是,.,。,(2),请根据甲图,在乙图中画出光照强度为,L3,千勒克司,温度分别为,10,、,20,、,30,时的光合速率。,(3),丙图中,在其他条件不变的情况下,要使,B,植物在,1,天内,(12,小时白天,12,小时黑夜,),正常生长,则白天平均光照强度必须大于,千勒克司。,(4),由丙图可知,植物处于该森林的上层。,【,解题关键,】,1.,分析甲图可知,该图显示温度和光照强度对光合作用的影响,在一定的范围内光合作用速度随光照强度的增加而增强,光照超过某一强度时,光合作用的速度不再增加。,2.,分析题图丙可知,A,、,B,两条曲线与纵轴的交点代表呼吸作用强度,与横轴,的交点表示光的补偿点,即光合作用强度与呼吸作用强度相等所对应的光照强度。,49,精品,解析,:,(1),甲图中,当温度为,20,时,光合速率曲线的变化规律是光照强度为,0,L,2,千勒克司时,光合速率随光照强度的增加而增大,;,当光照强度大于,L,2,千勒克司时,光合速率不再增加。,(2),根据甲图可知,光照强度为,L,3,千勒克司,温度分别为,10,、,20,、,30,时的光合速率分别是,2,、,4,、,7,。,(3),丙图中,设植物净光合作用强度为,X,时,B,植物在,1,天内,(12,小时白天,12,小时黑夜,),有机物积累量为正值,即,12X-12 20,X2,欲使净光合速率大于,2,白天平均光照强度必须大于,2,千勒克司。,(4),由丙图可知,A,植物的饱和点高于,B,植物,故,A,植物处于该森林的上层。,答案,:,(1),光照强度为,0,L,2,千勒克司时,光合速率随光照强度的增加而增大,;,当光照强度大于,L,2,千勒克司时,光合速率不再增加,(2),见图,也可用柱形图表,:,(3)2,(4)A,50,精品,方法突破,“三看法”解答坐标曲线题,解答坐标曲线图类的题目一般遵循以下步骤,第一,:,看坐标图中的横、纵轴的含义,找出横、纵坐标的关系,结合教材联想相应的知识点,;,第二,:,看曲线中的特殊点,即始终点、转折点、交叉点所表示的生物学意义,;,第三,:,看曲线的变化趋势及含义。,51,精品,题组三 密闭容器及自然环境中光合作用与时间关系的曲线分析,5.(2015,山东日照质检,),两株基本相同的植物,分别置于透明的玻璃罩内,如图甲、乙所示,在相同自然条件下,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。下列说法正确的是,(,),A.ab,段和,cd,段,曲线下降的原因相同,B.e,点时,气孔关闭导致光合作用基本停止,C.,一昼夜中,装置乙的植物积累的有机物多,D.14,点时,装置甲的植物叶绿体中三碳化合物含量相对较高,C,52,精品,解析,:,ab,段下降是因为,CO,2,浓度下降,暗反应速率下降,;cd,段下降是因为光照强度下降,光反应速率下降,;e,点时,气孔关闭导致,CO,2,浓度下降,光合作用下降,但并未停止,;,从丙和丁图曲线与,x,轴所围的面积,(x0,部分须要减去,x0,部分面积,),就是一昼夜氧气净释放量。显然装置乙一昼夜氧气净释放量较大,积累的有机物较多,;14,点时甲中,CO,2,不足,三碳化合物的生成受到抑制,所以装置甲的植物叶绿体中三碳化合物含量相对较少。,53,精品,题组四 实验探究影响光合作用的因素,6.,取生长旺盛的绿叶,利用打孔器打出一批直径为,1 cm,的叶圆片,将叶圆片细胞间隙中的气体排出后,平均分装到盛有等量的不同浓度,NaHCO,3,溶液的培养皿底部,置于光温恒定且适宜的条件下,如图甲。测得各组培养皿中叶圆片上浮至液面所用的时间如图乙。下列分析不正确的是,(,),A.a,b,段随着,NaHCO,3,溶液浓度的增加,类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增大,B.c,d,段随着,NaHCO,3,溶液浓度的增加,叶绿体基质中,C,3,的生成速率逐渐减弱,C.c,d,段随着,NaHCO,3,溶液浓度的增加,单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小,D.a,d,段如果增加光照强度或温度,都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间,D,54,精品,解析,:,a,b,段随着,NaHCO,3,溶液浓度的增加,叶圆片上浮至液面所用的时间不断缩短,说明氧气生成速率不断提高,因此类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增大,A,正确,;c,d,段随着,NaHCO,3,溶液浓度的增加,叶圆片上浮至液面所用的时间不断延长,说明氧气生成速率在降低,即光合速率减弱,因此叶绿体基质中,C,3,的生成速率逐渐减弱,单个叶圆片有机物的积累速率也在逐渐减小,B,、,C,正确,;,题中装置置于光温恒定且适宜的条件下,如果增加光照强度或温度,都会使光合速率降低,导致叶圆片上浮至液面的时间延长,D,错误。,55,精品,7.,下图甲为某校生物兴趣小组探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图,图乙为每小时所测得的结果。据图分析错误的是,(,),A.,本实验可以通过改变灯泡功率或灯与广口瓶的距离来完成自变量的控制,B.,本实验利用甲装置即可测得图乙结果,无需另设对照组,C.,甲装置不能测得图乙中的,A,点数据,D.,该实验最好选择冷光源的灯泡作为光源,解析,:,探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响实验中,自变量是光照强度,根据本实验提供的装置,灯泡的瓦数或灯与广口瓶的距离都可控制该实验的自变量,;,本实验甲装置不能直接测得图乙中的,A,点数据,需将,NaHCO,3,溶液换为,NaOH,溶液后,置于暗处测得,A,点数据即吸收速率。热光源的灯,如白炽灯产热,会影响实验温度,不符合单一变量原则,故最好选用冷光源灯泡作为光源。,B,56,精品,考点四光合作用与细胞呼吸的关系,57,精品,知识梳理,自主学习 夯实基础,1.,光合作用与有氧呼吸的区别,项目,光合作用,有氧呼吸,物质变化,无机物有机物,.,能量变化,.,稳定的化学能活跃的化学能,(,放能,),实质,.,分解有机物,释放能量,供细胞利用,场所,叶绿体,.,条件,.,有光、无光都能进行,有机物无机物,光能化学能,合成有机物,活细胞,(,主要在线粒体,),只在光下进行,58,精品,2.光合作用与有氧呼吸的联系,59,精品,C,6,H,12,O,6,丙酮酸,CO,2,O,2,H,2,O,C,6,H,12,O,6,H,2,O,60,精品,61,精品,重点透析,剖析考点 拓展深化,1.,光合作用与有氧呼吸过程中,H,和,ATP,来源、去路的比较,比较项目,来源,去路,H,光合作用,光反应中水的光解,作为暗反应阶段的还原剂,用于还原,C,3,有氧呼吸,第一阶段、第二阶段产生,用于第三阶段还原氧气产生水,同时释放大量能量,ATP,光合作用,在光反应阶段合成,其合成所需能量来自色素吸收转化的太阳能,用于暗反应阶段,C,3,还原,其中活跃的化学能以稳定的化学能形式储存在有机物中,有氧呼吸,第一、二、三阶段均产生,其中第三阶段产生最多,其合成所需能量来自有机物的分解,水解释放的能量直接用于各项生命活动,62,精品,2.,光合速率与呼吸速率的关系,(1),绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数据为呼吸速率,(A,点,),。,(2),绿色组织在有光条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净光合速率。,(3),总,(,真正,),光合速率,=,净光合速率,+,呼吸速率。,63,精品,【,深化拓展,】,绿色植物光合速率的测定,(1),装置中溶液的作用,:,在测细胞呼吸速率时,NaOH,溶液可吸收容器中细胞呼吸产生的,CO,2,;,在测净光合速率时,NaHCO,3,溶液可提供,CO,2,保证了容器内,CO,2,浓度的恒定。,(2),测定原理,:,甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸,由于,NaOH,溶液吸收了细胞呼吸产生的,CO,2,所以单位时间内红色液滴左移的距离为细胞呼吸的,O,2,吸收速率,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,由于,NaHCO,3,溶液保证了容器内,CO,2,浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离为植物的,O,2,释放速率,可代表净光合速率,;,真正光合速率,=,净光合速率,+,呼吸速率。,(3),测定方法,:,将植物,(,甲装置,),置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。将同一植物,(,乙装置,),置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。,(4),物理误差的校正,:,为防止气压、温度等因素所引起的误差,应设置对照实验,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离对原实验结果进行校正。,64,精品,题组例练,分类例练 提炼方法,题组一 光合作用与细胞呼吸的过程比较,1.,下图为光合作用和呼吸作用之间的能量、物质转变图解。下列对该图的分析中正确的是,(,),A.,从能量分析,“,光能”最终,要变成“供生命活动需要的,能量”,其途径为光能,ATP,中的化学能,(CH,2,O),中的化学能,ATP,中的化学能,供生命活动需要的能量,B.,从物质分析,光合作用光反应阶段产生的,H,只来自水,而呼吸作用产生的,H,只来自有机物,C.,从图中可知,光合作用产生的有机物,(CH,2,O),并不需要穿膜,可直接进入线粒体被分解,D.,在整个植株有机物积累为,0,时,绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物与通过呼吸作用消耗的有机物是相等的,A,65,精品,解析,:,从能量分析,光能为生物最终的能量来源,“,光能”最终要变成“供生命活动需要的能量”,其途径为光能,ATP,中活跃的化学能,(CH,2,O),中稳定的化学能,ATP,中的活跃化学能供生命活动需要的能量,;,从物质分析,光合作用光反应阶段产生的,H,只来自水,而呼吸作用产生的氢除了来自有机物外,还来自水,;,光合作用产生的有机物,(CH,2,O),首先在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解,;,在整个植株中,只有叶肉细胞能进行光合作用,而所有的活细胞均可进行呼吸作用,因而整个植株有机物积累量为,0,时,绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物要多于叶肉细胞通过呼吸作用消耗的有机物。,66,精品,2.,如图所示为甘蔗一叶肉细胞内的系列反应过程,下列有关说法正确的是,(,),A.,过程中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光,B.,过程只发生在叶绿体基质,过程只发生在线粒体,C.,过程产生,H,过程消耗,H,过程既产生也消耗,H,D.,若过程的速率大于过程的速率,则甘蔗的干重就会增加,解析,:,叶绿体中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,;,细胞呼吸第一阶段进行的场所是细胞质基质,第一阶段也产生,ATP;,光合作用中光反应产生,H,暗反应消耗,H,细胞有氧呼吸第一、二阶段产生,H,第三阶段消耗,H,细胞无氧呼吸第一阶段产生,H,第二阶段利用,(,消耗,)H(,但无氧呼吸第二阶段不产生,ATP);,仅叶肉细胞中光合作用速率大于细胞呼吸的速率,整个甘蔗植株的干重不一定会增加,因为还有其他不能进行光合作用的细胞也要通过细胞呼吸消耗有机物。,C,67,精品,题组二 影响光合作用与细胞呼吸的因素,3.(2016,山东济南月考,),光照强度、,CO,2,浓度等环境因素会影响植物的光合速率。请据图分析下列相关叙述错误的是,(,),A.,甲图中,a,点条件下,C,3,的含量大于,b,点,B.,甲图中,x,应大于大气中,CO,2,浓度,C.,乙图中阴影部分的纵向值代表相应光照强度时的净光合速率,D.,乙图中,P,点与甲图中,c,点代表的含义相同,A,68,精品,解析,:,甲图中,a,点,H,和,ATP,产生速率大,C,3,还原加快,所以,C,3,的含量低于,b,点,;,植物的光合速率在一定的,CO,2,浓度范围内,随,CO,2,浓度的升高而升高,;,在乙图中的光合速率是植物进行光合作用的真正光合速率,而净光合速率,=,真正光合速率,-,呼吸速率,;,植物处于甲图中,c,点和乙图中,P,点所示光照强度时,光合速率和呼吸速率相等。,69,精品,4.,如图表示温度对某种植物在光照下和黑暗中二氧化碳吸收量和释放量,(,单位,:mg/h),的影响情况。已知除了温度变化之外,其他环境条件,(,如光照强度等,),不变,下列说法正确的是,(,),A.,根据图中曲线,无法确定呼吸作用的最适温度,B.,光照下二氧化碳的吸收量表示光合作用所同化的二氧化碳量,C.,图中,a,点表示光合作用强度与呼吸作用强度相等,D.,环境温度超过,25,时,植物体内有机物的量会减少,A,70,精品,解析,:,曲线显示在黑暗中随温度上升,CO,2,释放量逐渐增加,因此无法确定呼吸作用的最适温度,;,光照下,CO,2,的吸收量表示净光合作用,;,图中,a,点表示光合作用强度是呼吸作用强度的,2,倍,;,环境温度在超过,25,的一定温度范围内时,图中显示净光合作用降低,但植物积累有机物的量仍会增加。,71,精品,方法突破,净光合速率和总光合速率的判定方法,:,(1),若为坐标曲线形式,当光照强度为,0,时,CO,2,吸收值为,0,则曲线表示总,(,真正,),光合速率,若是负值则曲线表示净光合速率。若曲线直接标明为,CO,2,的吸收量或,O,2,释放量,则为净光合速率,;,若为氧气的产生量,则为总光合速率。,(2),若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为净光合速率。,(3),有机物积累量为净光合速率,制造量为总光合速率。,72,精品,题组三 光合作用与细胞呼吸的实验探究,5.,实验小组想利用下列装置测定某植物的光合作用强度,请回答有关问题。,(1),若乙装置为对照组,则其和甲装置的区别应为,。,(2),测定植物的净光合作用强度,:,在甲、乙两装置的烧杯中加入,(,填“,NaOH”,或“,NaHCO,3,”),溶液。,将两装置放在适宜的光照下照射,1,小时,测定红墨水滴的移动距离。,实验结果,:,乙装置中红墨水滴向右移动,0.5 cm,甲装置中红墨水滴向,移动,4 cm,。,(3),测定植物的呼吸强度,:,在甲、乙两装置的烧杯中加入,(,填“,NaOH”,或“,NaHCO,3,”),溶液。,将两装置放在,环境中,1,小时,温度与,(2),中温度相同。,实验结果,:,乙装置中红墨水滴向右移动,0.1 cm,甲装置中红墨水滴向,移动,1.5 cm,。,(4),综合分析可知,该植物的实际光合强度为每小时红墨水滴向,移动,cm,。,73,精品,解析,:,(1),实验中要排除微生物呼吸、温度变化等无关变量对实验结果的影响,因此在乙装置中放置死亡的植物作为对照组。,(2),用该装置测净光合作用强度要通过检测氧气体积的变化来表示。烧杯中盛放,NaHCO,3,溶液,可以补充光合作用消耗的,CO,2,确保装置甲中红墨水移动是光合作用释放的,O,2,引起的,以此来表示净光合作用速率。由前面分析可知甲中光合作用时内部的气体整体会增多,故向右移动。,(3),若测呼吸作用强度,应该排除光合作用的影响,需将装置放在黑暗的环境中测定植物呼吸作用,O,2,的吸收量用以表示呼吸作用强度。在甲、乙烧杯中加入,NaOH,溶液可以吸收呼吸作用产生的,CO,2,从而确保装置甲中气体变少是由于呼吸作用吸收,O,2,导致的。甲装置中气体减少,故向左移动。,(4),实际光合强度等于净光合强度,+,呼吸强度,通过甲、乙装置对比排除装置内微生物呼吸及气体受温度变化等的影响,可知每小时净光合作用导致右移,4-0.5=,3.5(cm),每小时呼吸作用导致向左移动,1.5+0.1=1.6(cm),综合来看实际光合强度为每小时红墨水滴向右移动,3.5+1.6=5.1(cm),。,74,精品,答案,:,(1),装置中放置死亡的植物,(2)NaHCO,3,右,(3)NaOH,黑暗左,(4),右,5.1,75,精品,考点五实验,:,绿叶中色素的提取和分离,76,精品,实验基础,吃透原理 掌握步骤,77,精品,2.,实验步骤,78,精品,观察结果,:,滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带,如图所示,:,79,精品,透析实验,积累技巧 理解方法,1.,为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料,?,透析,:,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,实验效果明显。,2.,为什么研磨时要迅速,?,为什么研磨时要加入少量的,CaCO,3,和,SiO,2,?,透析,:,叶绿素不稳定,易被破坏,因此研磨要迅速、充分,以保证提取较多的色素。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。,3.,为什么盛放滤液的试管管口加棉塞,?,透析,:,防止乙醇挥发和色素氧化。,4.,滤纸为什么需预先干燥处理,?,在制备滤纸条时,为什么将一端的两个角剪掉,?,透析,:,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液沿滤纸边缘扩散过快,从而保证色素带分离整齐。,5.,为什么滤液细线要重复画,且线要细、直,?,透析,:,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、直是为了防止色素带之间出现重叠。,6.,层析时,为什么不能让滤液细线触及层析液,?,透析,:,滤纸条上的滤液细线触及,(,或没入,),层析液,会使滤液中的色素溶解于层析液中,滤纸条上得不到色素带,导致实验失败。,80,精品,【,误差分析,】,误差,1:,色素提取液呈现浅绿色。,原因分析,:,色素提取液呈浅绿色,可能由于以下一种或几种原因引起,:,(1),叶片颜色太浅,;(2),绿叶不新鲜,;(3),研磨不充分,;(4),未加碳酸钙或加入量太少,;(5),加入无水乙醇量太多,;(6),研磨时间过长,部分叶绿素被破坏。,误差,2:,滤纸条上色素带不整齐。,原因分析,:,不整齐的原因可能是,:(1),滤纸条部分区域不干燥,;(2),滤液细线画得不细,不直,;(3),重复画线时,应干燥后再画。,误差,3:,滤纸条上无色素带,或色素带数目少于,4,条。,原因分析,:,无色素带可能滤液细线没入层析液,或滤液细线中色素的含量过少。色素带少于,4,条可能选材不佳,如衰老叶片中叶绿素被破坏等。,81,精品,迁移应用,知识迁移 变式应用,如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程,请分析回答,:,(1),提取色素和分离色素所用的试剂分别是,。,(2),纸层析法分离色素的“结果”如图,2,所示,其中共有的色素带的颜色是,据此能得出的结论是,.,。,82,精品,(3),蒜黄和韭黄都是在避光生长的条件下培育出来的蔬菜,对这种现象的最好解释是,(,填选项代号,),。,A.,两者都是遗传物质改变引起的,B.,叶中缺乏形成叶绿素的基因,C.,环境因素影响了基因的表达,D.,黑暗中不能进行光合作用,(4),将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间,“,结果”吸收光谱最明显的差异出现在,光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光,1,2 h,再重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,其原因是,。,(5),每分子叶绿素含有一个,Mg,2+,可被,H,+,、,Cu,2+,等置换。韭菜滤液用,5%,的,HCl,处理一段时间后,其颜色与研磨时未加,的颜色相似,呈现黄褐色。实验室常用含,Cu,2+,的试剂处理叶片,可形成铜代叶绿素,能长时间保持叶片标本的绿色,其原因是,。,83,精品,解析,:,(1),提取色素所用的试剂是无水乙醇或丙酮,分离色素所用的试剂是层析液。,(2),根据图,2,可知,共有的色素带是扩散快的两条,它们的颜色是橙黄色和黄色,分别是胡萝卜素和叶黄素,因此可判断叶绿素的形成需要光。,(3),表现型是基因型和环境共同作用的结果,蒜黄和韭黄都是在避光生长的条件下培育出来的蔬菜,说明环境因素影响了基因的表达。,(4),叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间,“,结果”吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。由于将制得的韭菜滤液在强光下曝光,1,2 h,再重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,说明叶绿素不稳定,在强光下易分解。,(5),由于酸性条件下叶绿素易被破坏,所以韭菜滤液用,5%,的,HCl,处理一段时间后,叶绿素被破坏,因而呈现黄褐色。由于铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色,说明铜代叶绿素比叶绿素稳定。,答案,:,(1),无水乙醇,(,丙酮,),、层析液,(2),橙黄色、黄色叶绿素的形成需要光,(3)C,(4),红叶绿素不稳定,在强光下易分解,(5),碳酸钙,(CaCO,3,),铜代叶绿素比叶绿素稳定,84,精品,构建知识网络强化答题语句,85,精品,【,建网络图,】,86,精品,绿叶中色素的提取和分离,吸收、传递、转化光能,光照、温度、,CO,2,浓度、水分、矿质元素等,光反应,暗反应,87,精品,【,要语强记,】,1.,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,不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。,2.,两个阶段,:,光反应和暗反应。,(1),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,将,H,2,O,分解成,H,和,O,2,同时形成,ATP,的过程。因此,光合作用产生的,O,2,来自,H,2,O,。,(2),暗反应是在叶绿体基质内,多种酶催化下完成的。包括,CO,2,的固定和,C,3,的还原等过程。,3.,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,CO,2,浓度。,4.,四种色素,:,叶绿体中的色素有叶绿素,a,、叶绿素,b,、叶黄素和胡萝卜素。叶绿素,a,和叶绿素,b,主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。,88,精品,
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