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光合作用原理的应用与化能合成作用目标导航1.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。2.说出光合作用原理的应用。3.简述化能合成作用。一、光合作用原理的应用1光合作用强度的概念及表示方法(1)概念：植物在_内通过光合作用制造_的数量。(2)表示方法：用一定时间内_的数量来定量表示。2影响因素(1)空气中_浓度。(2)土壤中_的多少。(3)光照的_及光的成分。(4)_的高低。3探究光照强弱对光合作用强度的影响的实验流程二、化能合成作用1化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的_氧化时所释放的能量来_。(2)实例：硝化细菌，能利用氧化_释放的化学能将_合成为糖类，供自身利用。2自养生物和异养生物(1)自养生物：能将无机环境中的_转化为有机物的生物。 进行_的生物：如绿色植物。进行_的生物：如硝化细菌。(2)异养生物：只能利用环境中_来维持自身的生命活动。如人、动物、真菌以及大多数细菌。知识点一影响光合作用强度的环境因素1科学家在两种二氧化碳浓度和两个温度条件下，研究了不同光强度对黄瓜光合速率的影响，实验结果如图所示，以下相关叙述中不正确的是 ()A从图中曲线可以看出，在温度较高或二氧化碳浓度较高的情况下，光强度对光合速率的影响比较显著B从图中曲线可以看出，环境因素中的温度、二氧化碳浓度或光强度的降低都能减弱光合作用C从图中曲线变化情况看，无法确定黄瓜光合速率的最适温度D从图中曲线可以看出，温度从20升高到30比二氧化碳从低浓度到高浓度对光合速率的促进作用更显著知识点二光合作用原理的应用2右图表示20时玉米光合作用强度与光照强度的关系，下列说法最恰当的是 ()Ab点的位置不会随环境温度的升高而移动Ba点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体C其他条件适宜，当植物缺乏Mg时，b点右移Dc点后的叶片细胞都能进行光反应，从而提高光能利用率知识点三化能合成作用3如图是铁硫细菌体内发生的生化反应，据此判断其代谢类型是 ()A自养厌氧型B异养厌氧型C自养需氧型D异养需氧型基础落实1硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要下列哪种环境条件 ()A具有NH3和缺氧B具有NH3和氧C具有硝酸和缺氧D具有硝酸和氧2在农作物管理中，下列措施可以提高净光合速率的是 ()增加光照强度增施有机肥延长生育期 施NH4HCO3ABCD3在农业生产上，合理密植有助于提高单位面积农作物的产量，其主要原因是 ()A充分利用阳光B充分利用土壤肥力C充分利用土壤水分D增加了植株的数目4自养生物和异养生物的根本区别在于 ()A能否进行有氧呼吸B能否进行化能合成作用C能否进行光合作用D能否将外界无机物合成自身有机物5下列关于外界条件对光合作用强度影响的叙述中，正确的是 ()A在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同B温室栽培时，在晴朗的白天适当提高温度，可增加作物的光合作用强度C在相同光照和温度条件下，空气中CO2浓度越高，光合作用强度越大D若土壤中缺乏N、P、Mg等元素，农作物的光合作用强度不会受影响6.如图所示某植物光合速率和呼吸速率随温度而变化的走势。相关叙述错误的是 ()A曲线A表示植株同化CO2的总量B净光合产量最大时的呼吸也最强C保持一定的昼夜温差有利于提高产量D光合作用和细胞呼吸的酶具有不同的最适温度能力提升7若下图甲表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化，而图乙表示棚内植株在b点时，消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)，其中正确的是 ()8在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量(有机物积累量)的关系如图所示。理论上某种植物能更有效地利用CO2，使光合产量高于m点的选项是 ()A若a点在a2，b点在b2时B若a点在a1，b点在b1时C若a点在a2，b点在b1时D若a点在a1，b点在b2时9有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是 ()氧浓度(%)abcd产生CO2的量9 mol12.5 mol15 mol30 mol产生酒精的量9 mol6.5 mol6 mol0 molA.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率Bb浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率Cc浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵Dd浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸10将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光强相同)，测其重量变化。得到如下表的数据。可以得出的结论是 ()组别一二三四温度/27282930暗处理后重量变化/mg1231光照后与暗处理前重量变化/mg3331A .该植物光合作用的最适温度约是27B该植物呼吸作用的最适温度约是29C2729下的净光合速率相等D30下的真正光合速率为2 mg/h题号12345678910答案综合拓展11某校兴趣小组的同学利用下列装置研究温度和光照强度对光合作用的影响。实验过程用同种、状况相同的若干新鲜叶片，分别在15和25的环境中，测定了不同光照强度(klx)下，某种植物光合作用中氧气的释放速率(mL/h)，CO2浓度适宜，通过缓冲液调节密闭小室内CO2浓度的相对恒定。对相应装置精确测量的结果如下表，请分析回答：(1)在绿色植物的光合作用过程中，氧气是在_阶段产生的，该阶段进行的场所是_。装置液滴右移的生理原因是_。(2)装置置于25环境下时，有同学认为液滴移动的量不一定真实地代表光合作用释放O2的量，因为光照引起的_会导致密闭小室内气体物理性膨胀。因此，实验方案应再作相应完善。(3)15的环境中，光照强度为2.5 klx时，该植物光合作用产生O2的速率是_。(4)15的环境中，光照强度为1.5 klx时，限制该植物光合作用强度的主要环境因素是_，当光照强度为4.0 klx时，限制该植物光合作用强度的主要环境因素是_。答案 知识清单一、1.(1)单位时间糖类(2)原料消耗或产物生成2(1)CO2(2)水分(3)长短与强弱(4)温度3绿叶气体(O2)内部气体逸出黑暗沉到水底 富含CO2强、中、弱同一时间段浮起二、1.(1)某些无机物制造有机物(2)NH3CO2和H2O2.(1)无机物光合作用化能合成作用(2)现成有机物对点训练1D本题的解题关键是：在二氧化碳浓度相同的情况下，比较温度对光合速率的影响，或在温度相同的情况下，比较二氧化碳浓度对光合速率的影响。据图可知：温度较高或二氧化碳浓度较高的情况下，光合速率随光强度的变化比较显著，A正确。从单一变量角度分析，降低温度、二氧化碳浓度或光强度中的任一因素都会降低光合速率，B正确。图中只涉及两个温度，无法确定黄瓜光合速率的最适温度，C正确。从图中曲线可以看出，二氧化碳从低浓度到高浓度比温度从20升高到30对光合速率的促进作用更显著，故D错。方法点拨影响光合作用的多种因素的解题规律对于光合作用的影响因素及应用的考查，题型多为运用坐标曲线图展现影响光合作用的因素，同时兼顾对不同种类植物光合曲线的理解与分析，以考查学生识图能力及运用光合作用有关知识分析问题的能力。做题时要特别注意一些重要的知识点、曲线中重要的拐点等。如下图所示，在斜线上升段某点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当在水平线段某点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高除横坐标以外的其他因子。2C本题考查影响光合作用与呼吸作用的因素。当温度升高时，与光合作用和呼吸作用有关的酶的活性都增强，但对温度的敏感性不同，从而会使增强的幅度不同，因此会使b点发生移动。当光合酶更敏感时，b点左移；当呼吸酶更敏感时，b点右移。在a点时不进行光合作用，所以产生ATP的细胞器只有线粒体。当植物缺乏Mg时，由于叶绿素合成不足，导致光合作用减弱，而要使光合作用与呼吸作用达到平衡，可以通过提高光照强度来达到目的。c点为光饱和点，光能利用率已经达到最大，无法再提高。3C本题主要考查化能合成作用的应用。知识链接生物新陈代谢的类型课后作业1B硝化细菌是自养需氧型生物，通过化能合成作用合成有机物，即在有氧条件下，利用NH3氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化为硝酸的过程中放出的能量来合成有机物。2C影响光合速率的外界因素通常为CO2浓度和光照强度，增施有机肥和NH4HCO3都会提高CO2的浓度，从而提高光合速率。延长生育期可提高光合产量，但不能提高光合速率。3A在一定面积的土地上，为了提高农作物的产量，应该让阳光尽量多地照射到农作物上，尽量少照射到空地上，并且要尽量避免农作物互相遮光。这就是说种植农作物既不能过稀，又不能过密，应该合理密植，使农作物充分进行光合作用，以达到提高单位面积农作物的产量的目的。4D自养生物能把外界无机物合成自身有机物；而异养生物只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。5B不同植物对光照的需求不同，因此，在相同光照下， 不同植物的光合作用强度不同；在一定范围内增加CO2浓度可增强光合作用，但超过一定范围后，光合作用反而会降低；N、P、Mg等元素是光合作用正常进行的必需元素，缺乏时会影响光合作用。6B图中曲线A表示真正光合速率，即植株同化CO2的总量。曲线C表示植株的呼吸速率。曲线B则是真正光合速率与呼吸速率的差值，即净光合速率。由图可知净光合速率约是在20左右达到最大，而20左右时的呼吸速率还比较低。由曲线A和C比较可知，光合作用和细胞呼吸的酶具有不同的最适温度。7B图甲b点之前，大棚内CO2浓度逐渐增加，b点之后大棚的CO2浓度开始下降，说明b点时棚内植株光合作用的强度等于呼吸作用的强度，即消耗的CO2总量与消耗的O2总量相等，其体积比为11。8Da点为CO2的补偿点，即在a点浓度时的光合速率等于呼吸速率。若植物能更有效地利用CO2，则CO2浓度在低于a点时的光合速率已等于呼吸速率了，即a点向左移动。若使光合产量高于m点，显然需要比b点时浓度高的CO2。9Da产生的CO2与酒精量相等，所以只进行无氧呼吸；b中产生的CO2量比酒精的量多6 mol，为有氧呼吸产CO2的量，故有氧呼吸耗葡萄糖1 mol，而无氧呼吸耗葡萄糖量3.25 mol，有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率；c中有氧呼吸耗葡萄糖量mol，无氧呼吸耗葡萄糖量为3 mol，故C错误。10B绿叶在黑暗中只进行呼吸作用消耗有机物，29时消耗的有机物最多，故为其最适温度。光照下绿叶光合、呼吸都进行，这样暗处理1 h，再光照1 h，即光合作用1 h，呼吸作用进行了2 h，所以不同温度下真正光合速率分别是275 mg,287 mg,299 mg,303 mg；净光合速率分别是4 mg、5 mg、6 mg、2 mg。所以，只有B项正确。11(1)光反应叶绿体的类囊体薄膜上光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量(2)温度变化(上升) (3)40 mL/h(4)光照强度温度解析缓冲液的作用是调节密闭小室内CO2浓度的相对恒定，液滴的移动代表了O2的产生与消耗情况，即光合作用产生O2量有氧呼吸消耗O2量。(1)装置液滴右移，说明密闭小室内气体量增多，光合作用产生O2量有氧呼吸消耗O2量0，即光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量。(2)一定的光照能引起温度的变化，导致密闭小室内气体变化，影响实验结果。(3)15的环境中，光照强度为0时的O2变化量代表了呼吸强度，即10 mL/h；光照强度为2.5 klx时，净光合作用强度为30 mL/h，所以光合作用产生O2的速率是301040 (mL/h)。(4)15的环境中，光照强度为1.5 klx时，随着光照强度的增加，光合作用强度也增加，说明限制该植物光合作用强度的主要环境因素是光照强度；光照强度为4.0 klx时，随着光照强度的增加，光合作用强度不再增加，说明限制该植物光合作用强度的主要环境因素不是光照强度，又由于CO2浓度适宜且恒定，故限制因素应是温度。
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