2014屆高三生物（人教版通用）一輪復(fù)習(xí)教案- 第11講 能量之源-光與光合作用

第11講能量之源光與光合作用考綱要求1.光合作用的基本過程()。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素()。3.實驗：葉綠體色素的提取和分離。一、捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)1葉綠體(1)結(jié)構(gòu)示意圖(2)結(jié)構(gòu)決定(3)功能：進行光合作用的場所決定(4)恩格爾曼的實驗：好氧細菌只分布于葉綠體被光束照射的部位巧記葉綠體：葉綠體膜兩層，基質(zhì)基粒來組成，類囊體來堆疊，上有色素酶附著，吸收光能來轉(zhuǎn)化，光合作用好場所。2色素的種類和功能色素功能葉綠素葉綠素a：藍綠色吸收藍紫光和紅光葉綠素b：黃綠色類胡蘿卜素葉黃素：黃色吸收藍紫光胡蘿卜素：橙黃色解惑(1)葉綠體和液泡中都有色素，但只有葉綠體中的色素參與光能的捕獲。(2)葉綠體中的色素只存在于光反應(yīng)部位葉綠體類囊體的薄膜上，與光合作用有關(guān)的酶存在于兩個部位葉綠體類囊體的薄膜上和基質(zhì)中。二、光合作用的探索歷程連一連思考和中科學(xué)家用什么樣的技術(shù)手段得出實驗結(jié)論？該技術(shù)手段有何用途？提示同位素標記法；追蹤某元素或某物質(zhì)的轉(zhuǎn)移去向。三、光合作用的反應(yīng)式及過程- 1 - / 281反應(yīng)式：CO2H2O(CH2O)O2。2過程(1)區(qū)別(2)聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi。判一判1葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi)()提示分布在類囊體的薄膜上。2光合作用需要的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中()提示類囊體的薄膜上和葉綠體基質(zhì)中都有。3葉綠體是光合作用的主要場所()提示是全部場所。4暗反應(yīng)必須在無光條件下進行。()四、影響光合速率的環(huán)境因素1空氣中CO2的濃度。2土壤中水分的多少。3光照的長短與強弱以及光的成分。4溫度的高低等?？键c一分析光合作用的過程完善光合作用的過程圖解并思考1在光合作用總反應(yīng)式中標出各元素的來源和去路2填表比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)項目光反應(yīng)暗反應(yīng)條件需要光、色素和酶等不需要光和色素，但需要多種酶、ATP和H場所葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化水的光解：H2OHO2 ATP的形成：ADPPi光能ATPCO2的固定：CO2C52C3 C3的還原：C3H(CH2O)C5能量轉(zhuǎn)化光能電能活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi易錯警示與光合作用過程有關(guān)的3個易錯點(1)若同一植物處于兩種不同情況下進行光合作用甲：一直光照10分鐘；乙：光照5秒，黑暗5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機物：甲<乙(暗反應(yīng)時間長)。(2)CO2中C進入C3但不進入C5，最后進入(CH2O)，C5中C不進入(CH2O)，可用放射性同位素標記法證明。(3)光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)階段，不能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP只能來自細胞呼吸。1如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，下列說法錯誤的是()A結(jié)構(gòu)A中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能B供給14CO2，放射性出現(xiàn)的順序為CO2C3甲C結(jié)構(gòu)A釋放的O2可進入線粒體中D如果突然停止CO2的供應(yīng)，短時間內(nèi)C3的含量將會增加答案D解析在光合作用中，CO2首先和C5生成C3，如果突然停止CO2的供應(yīng)，則C3的生成量減少，而其消耗量不變，因此短時間內(nèi)C3的含量將會減少。2(2011新課標全國卷，29)在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖。回答問題：(1)圖中物質(zhì)A是_(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是_，將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是_。(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達到穩(wěn)定時，物質(zhì)A的濃度將比B的_(低、高)。(4)CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的_(高、低)，其原因是_。答案(1)C3化合物(2)暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定，即C3和C5化合物的含量穩(wěn)定，根據(jù)暗反應(yīng)的特點，此時C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍當CO2濃度突然降低時，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導(dǎo)致C5化合物積累(3)高(4)低CO2濃度低時，暗反應(yīng)的強度低，所需的ATP和H少解析(1)CO2濃度降低時，C3化合物產(chǎn)生減少而消耗繼續(xù)，故C3化合物的濃度降低，所以物質(zhì)A代表的是C3化合物。(2)在正常情況下，1 mol CO2與1 mol C5化合物結(jié)合形成2 mol C3化合物，即C3化合物的濃度是C5化合物濃度的2倍。CO2濃度迅速下降到0.003%后，C5化合物的產(chǎn)生量不變而消耗量減少，故C5化合物的濃度升高。(3)CO2濃度繼續(xù)處于0.003%時，因光反應(yīng)產(chǎn)物H和ATP的積累而抑制光反應(yīng)過程，足量的H和ATP引起暗反應(yīng)中C5化合物的濃度又逐漸降低，而C3化合物的濃度逐漸升高，在達到相對穩(wěn)定時，C3化合物的濃度仍是C5化合物濃度的2倍。(4)CO2濃度較低時，暗反應(yīng)減弱，需要的H和ATP量減少，故CO2濃度為0.003%時，在較低的光照強度時就能達到最大光合速率。請結(jié)合下圖，分析當光照與CO2濃度發(fā)生如表變化時，表格中相關(guān)信息如何填充條件C3C5H和ATP模型分析光照由強到弱，CO2供應(yīng)不變增加減少減少或沒有光照由弱到強，CO2供應(yīng)不變減少增加增加光照不變，CO2由充足到不足減少增加增加光照不變，CO2由不足到充足增加減少減少考點二聚焦影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用1單因子因素(1)光照強度原理分析：光照強度影響光合速率的原理是通過影響光反應(yīng)階段，制約ATP和H的產(chǎn)生，進而制約暗反應(yīng)階段。圖像分析：A點時只進行細胞呼吸；AB段隨著光照強度的增強，光合作用強度也增強，但是仍然小于細胞呼吸強度；B點時代謝特點為光合作用強度等于細胞呼吸強度；BC段隨著光照強度的增強，光合作用強度也不斷增強；C點對應(yīng)的光照強度為光飽和點，限制C點的環(huán)境因素可能有溫度或二氧化碳濃度等。完成填空后，在下面的四幅圖中標出A點、AB段、B點和B點之后的氧氣和二氧化碳轉(zhuǎn)移方向。答案應(yīng)用分析：欲使植物正常生長，則必須使光照強度大于B點對應(yīng)的光照強度；適當提高光照強度可增加大棚作物產(chǎn)量。(2)光照面積圖像分析：OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大，A點為光合作用面積的飽和點。隨葉面積的增大，光合作用強度不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照不足。OB段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點以后光合作用強度不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加，呼吸量(OC段)不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。應(yīng)用分析：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。(3)CO2濃度原理分析：CO2濃度影響光合作用的原理是通過影響暗反應(yīng)階段，制約C3生成。圖像分析：圖1中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點，而圖2中的A點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度；兩圖中的B和B點都表示CO2飽和點，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。應(yīng)用分析：大氣中的CO2濃度處于OA段時，植物無法進行光合作用；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過“正其行，通其風(fēng)”和增施農(nóng)家肥等措施增加CO2濃度，提高光合作用速率。(4)溫度原理分析：是通過影響酶活性進而影響光合作用。圖像分析：低溫導(dǎo)致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范圍內(nèi)隨著溫度的升高酶活性升高進而引起光合速率也增強；溫度過高會引起酶活性降低，植物光合速率降低。應(yīng)用分析：溫室中白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率；晚上適當降低溫室的溫度，以降低細胞呼吸，保證植物有機物積累。(5)必需礦質(zhì)元素圖像分析：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降。應(yīng)用分析：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。2多因子因素(1)曲線分析：P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子，隨其因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當?shù)絈點時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。(2)應(yīng)用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2進一步提高光合速率，當溫度適宜時，要適當提高光照強度和CO2濃度以提高光合速率。易錯警示光合作用影響因素中的2個易忽略點(1)易忽略溫度改變對光合作用的影響。溫度改變時，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)均會 受影響，但主要影響暗反應(yīng)，因為參與暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多。(2)易忽略CO2濃度對光合作用的影響。CO2濃度很低時，光合作用不能進行；當CO2濃度大于某值時，光合作用才能進行。對于植物來說，也存在CO2的補償點和飽和點，CO2濃度過大時，會抑制植物的呼吸作用，進而影響到光合作用。3甲圖和乙圖表示某植物在適宜的CO2濃度條件下光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系，下列相關(guān)描述中錯誤的是()A甲圖中，在a點限制光合作用速率的主要因素是光照強度，在b點限制光合作用速率的主要因素是溫度或CO2濃度B從乙圖可以看出，當超過一定溫度后，光合作用速率會隨著溫度的升高而降低C溫度主要是通過影響酶的活性來影響光合作用速率的D若光照強度突然由a變?yōu)閎，短時間內(nèi)葉肉細胞中C3的含量會增加答案D解析甲圖表示光照強度和溫度對光合作用速率的影響，乙圖表示溫度對光合作用速率的影響。分析甲圖中某點上的限制因素時，要看曲線是否達到飽和點。如果沒有達到飽和點(如a點)，則限制因素為橫坐標表示的因素，即光照強度；當達到飽和點以后(如b點)，則限制因素為橫坐標表示的因素以外的其他因素，如溫度或CO2濃度。當光照強度突然增強時，光反應(yīng)速率加快，產(chǎn)生更多的H和ATP，短時間內(nèi)C3的還原速率加快而CO2的固定速率不變，故C3的含量會減少。4如圖表示環(huán)境因素對綠色植物光合作用速率的影響，據(jù)圖分析，正確的是()A當處于a或b點時，葉肉細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中均可產(chǎn)生ATPB當所處環(huán)境中缺鎂時，在CO2含量不變的情況下，a點可能降到b點C與a點相比，b點時葉綠體中三碳化合物含量較多Da點與b點光合作用速率差異的原因是光照強度和CO2濃度的不同答案B解析葉肉細胞每時每刻都要進行呼吸作用，所以細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)可產(chǎn)生ATP，而光合作用產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體中的類囊體薄膜上。環(huán)境中缺鎂時葉綠素的合成減少，相同光照強度等條件下光合作用速率會下降。b點與a點相比處于相同光照強度但CO2濃度低，所以合成三碳化合物的量較少，而二者產(chǎn)生的H和ATP一樣多，從而還原消耗的三碳化合物量相同，所以b點時葉綠體中三碳化合物含量較少。從圖中可知，a點與b點光合作用速率差異的原因是CO2濃度的不同。對于有飽和點(平衡點)的坐標曲線，分析其限制因素的時候要分兩部分：(1)達到飽和點以前的限制因素，為橫坐標表示的因素。(2)達到飽和點以后的限制因素，為橫坐標表示的因素以外的因素?？键c三光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實驗分析11771年普利斯特利實驗本實驗缺點：缺乏空白對照，實驗結(jié)果的說服力不強。21864年薩克斯實驗(1)本實驗中黑暗處理的目的：消耗掉葉片中原有的淀粉，避免干擾。(2)本實驗為自身對照，自變量為是否照光(一半曝光與另一半遮光)，因變量為葉片是否制造出淀粉，表觀因變量為是否出現(xiàn)顏色變化(出現(xiàn)深藍色)。31880年恩格爾曼實驗(1)本實驗的實驗組為極細光束照射處的葉綠體，對照組為黑暗處的葉綠體和完全曝光的葉綠體。(2)本實驗中為自身對照，自變量為光照(照光處與不照光處；黑暗與完全曝光)，因變量為好氧細菌分布。易錯警示恩格爾曼實驗方法的巧妙之處(1)實驗材料選得妙：用水綿作為實驗材料。水綿不僅具有細而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細胞中，便于觀察和分析研究。(2)排除干擾的方法妙：實驗成功的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量和減少額外變量，恩格爾曼將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實驗?zāi)軌蛘＿M行。(3)觀測指標設(shè)計得妙：通過好氧細菌的分布進行檢測，從而能夠準確地判斷出水綿細胞中釋放氧的部位。(4)實驗對照設(shè)計得妙：進行黑暗(局部光照)和曝光的對比實驗，從而明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的。41941年魯賓、卡門實驗(1)本實驗方法為同位素標記法。(2)本實驗為相互對照，自變量為標記物質(zhì)(HO與C18O2)，因變量為O2的放射性。5德國科學(xué)家薩克斯先將綠色葉片放在暗處數(shù)小時進行“饑餓”處理(消耗掉葉片中的淀粉)，再把葉片的一部分遮光，其余部分曝光。一段時間后，將該葉片經(jīng)脫色、漂洗后再用碘液處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遮光部分不變藍，曝光部分變藍。下列有關(guān)本實驗的分析及結(jié)論合理的是()本實驗未設(shè)對照組有無光照是遮光和曝光區(qū)域表現(xiàn)不同結(jié)果的唯一原因?qū)嶒灣跏紩r遮光和曝光區(qū)域均達到無淀粉狀態(tài)實驗證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉A全部 B只有C只有 D只有答案D解析該實驗中曝光部分與遮光部分形成了對照，錯誤。該實驗只能證明有淀粉的生成，但不能證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉，錯誤。61880年美國生物學(xué)家恩格爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入好氧細菌，觀察細菌的聚集情況(如圖)。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍光區(qū)最強。這個實驗的思路是()A細菌對不同的光反應(yīng)不一樣，細菌聚集多的地方，細菌光合作用強B好氧細菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強C好氧細菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機物多，水綿光合作用強D好氧細菌大量消耗O2，使水綿光合作用速度快，則該種光有利于光合作用答案B解析好氧細菌是需要氧氣的，因此在好氧細菌聚集的地方應(yīng)該是氧氣多的地方，也就是水綿光合作用強的地方。實驗九綠葉中色素的提取與分離完善下面的實驗過程易錯警示實驗中的注意事項及操作目的過程注意事項操作目的提取色素(1)選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高(2)研磨時加無水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素(5)盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化分離色素(1)濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散(2)濾液細線要直、細、勻使分離出的色素帶平整不重疊(3)濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明(4)濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中7(2011廣東卷，29)中國的飲食講究“色香味”，顏色會影響消費。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。.提取葉綠素.探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25 )下進行實驗，方法和結(jié)果如下表。實驗組號葉綠素溶液(mL)調(diào)pH至處理時間(min)溶液顏色3.0Y10綠色3.07.010綠色3.06.010黃綠色3.05.010黃褐色注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。根據(jù)所學(xué)知識和實驗結(jié)果，請回答：(1)提取葉綠素的X應(yīng)該為_，原因是_。(2)表中Y應(yīng)該為_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于_食品，否則_。(4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請你提供檢測方法并寫出主要步驟。答案(1)無水乙醇綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中(2)8.0pH梯度差為1.0，所以Y為8.0(3)酸性葉綠素分解，食品變?yōu)辄S綠色或黃褐色(4)方法：用紙層析法將葉綠素粗產(chǎn)品中的色素進行分離，以確定是否含有其他色素。主要步驟：制備濾紙條：將預(yù)先準備的干燥濾紙條一端剪去兩個角使之呈梯形，在距該端1 cm處畫一鉛筆細線。畫濾液細線：用毛細吸管吸取葉綠素粗產(chǎn)品，沿鉛筆線均勻地畫濾液細線。紙層析法分離色素：將濾紙條畫有濾液細線的一端置于燒杯中的層析液中(不要將濾液細線浸沒在層析液中)。觀察實驗結(jié)果。解析(1)綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑如無水乙醇中，所以，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。(2)該實驗探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響，所以實驗變量為pH的大小，所以我們要設(shè)置一系列pH梯度，即pH為8.0、7.0、6.0、5.0。(3)通過對實驗結(jié)果的分析，在pH為6.0、5.0的酸性條件下葉綠素會分解，所以天然葉綠素不適用于酸性食品。(4)由于各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴散得快；反之，則慢。所以，我們可用紙層析法將葉綠素粗產(chǎn)品中的色素進行分離，以確定是否含有其他色素。1利用教材原理解答延伸式實驗(1)教材原理：不同色素在層析液中的溶解度不同，因此各種色素隨層析液在濾紙上的擴散速度不同而分離。(2)原理應(yīng)用：利用紙層析法檢測葉綠素產(chǎn)品時，若只有葉綠素，則濾紙條上只有兩條色素帶(葉綠素a和葉綠素b)，若含有其他色素則濾紙條上含有多條色素帶。2明確題干信息抓準自變量題意明確提出：“探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響”，顯然告訴我們實驗的自變量是“pH”；據(jù)表中信息可以看出因變量是色素的“顏色”；本實驗采用設(shè)計pH梯度進行定量探究。分析表格可知，組的pH相差1.0，可推斷pH梯度值是1.0，因此實驗組的pH應(yīng)是8.0。為保證實驗結(jié)果準確性，不同實驗組葉綠素溶液的量及處理時間都要嚴格遵循等量原則和單一變量原則。3“綠色”食用色素的使用要求分析表格數(shù)據(jù)可知：當pH小于6.0時，葉綠素被破壞變成黃褐色，導(dǎo)致葉綠素溶液顏色發(fā)生改變。因此在使用葉綠素做食品色素時，一定要控制好pH，不能低于6.0。序號錯因分析正確答案序號錯因分析正確答案錯別字失分光反應(yīng)不清楚光反應(yīng)與暗反應(yīng)內(nèi)部限制因素的區(qū)別色素的數(shù)量沒有審清題意，應(yīng)答物質(zhì)，不能答過程C3表述不完整失分酶的活性不能根據(jù)圖B中的實驗確定觀察指標光合作用產(chǎn)生的氧氣的量不清楚因變量如何檢測一定時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生的氣泡數(shù)(或氣體的量)題組一葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能1判斷正誤(1)葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi)(2009安徽，1A)()(2)H2O在光下分解為H和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中(2009安徽，1B)()(3)在葉肉細胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)(2010天津，1改編) ()(4)光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP(2009浙江，4C)()(5)葉肉細胞在光照下進行光合作用，不進行呼吸作用(2009全國，1D)()答案(1)(2)(3)(4)(5)2(2011新課標全國卷，3)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比， 其葉片光合作用強度下降，原因是()A光反應(yīng)強度升高，暗反應(yīng)強度降低B光反應(yīng)強度降低，暗反應(yīng)強度降低C光反應(yīng)強度不變，暗反應(yīng)強度降低D光反應(yīng)強度降低，暗反應(yīng)強度不變答案B解析鎂是構(gòu)成葉綠素的重要成分，缺鎂植物不能合成葉綠素。葉綠素含量降低使幼苗吸收光能的能力減弱，光合作用的光反應(yīng)強度降低，故A、C項錯誤；因為暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供H和ATP，故光反應(yīng)強度降低后，為暗反應(yīng)提供的H和ATP減少，暗反應(yīng)的強度也降低，故B項正確，D項錯誤。3(2011浙江理綜，1改編)下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述，正確的是()A破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生B植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變C與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短D離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、H和CO2后，可完成暗反應(yīng)答案D解析植物光合作用的光反應(yīng)在葉綠體類囊體的薄膜上進行，因此破壞葉綠體外膜，不影響O2的產(chǎn)生；離體的葉綠體基質(zhì)中含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶，獲得ATP、H和CO2后，可完成暗反應(yīng)，故D正確；植物生長過程中，葉綠體中色素的比例會隨植物生長期、光照、溫度等的變化而變化；與夏季相比，植物在冬季光合速率降低的主要原因是溫度降低和光照減弱。題組二影響光合作用的因素及應(yīng)用4(2012山東理綜，2)夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如右圖所示。下列說法正確的是()A甲植株在a點開始進行光合作用B乙植株在e點有機物積累量最多C曲線bc段和de段下降的原因相同D兩曲線bd段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關(guān)閉答案D解析由圖可知，a點是光合速率和呼吸速率相等的點，在a點之前就進行光合作用，A項錯誤；CO2的吸收速率(凈光合速率)大于零，說明植物在積累有機物，618時，植物一直在積累有機物，所以有機物積累量最多是在18時，B項錯誤；bc段的變化是由于溫度高，蒸騰作用旺盛，植物為了減少水分的散失而關(guān)閉氣孔，致使植物吸收CO2量減少，de段的變化由光照強度減弱引起，C項錯誤；在bd段，甲植株沒有出現(xiàn)CO2吸收速率下降，有可能是某種原因?qū)е缕淙~片的氣孔無法關(guān)閉，D項正確。5(2012浙江理綜，30)某植物在停止供水和恢復(fù)供水條件下，氣孔開度(即氣孔開放程度)與光合速率的變化如下圖所示。請回答：(1)停止供水后，光合速率下降。這是由于水是_的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)_的主要介質(zhì)。(2)在溫度、光照相同的條件下，圖中A點與B點相比，光飽和點低的是_點，其主要原因是_。(3)停止供水一段時間后，葉片發(fā)黃，原因是_。此時類囊體結(jié)構(gòu)破壞，提供給暗反應(yīng)的_減少。(4)生產(chǎn)實踐中，可適時噴施植物激素中的_，起到調(diào)節(jié)氣孔開度的作用。答案(1)光合作用運輸(2)B氣孔開度降低，CO2吸收減少(答出一項即可)(3)葉綠素合成速度變慢或停止(或葉綠素分解)，類胡蘿卜素的顏色顯露出來(答出一項即可)H和ATP(4)脫落酸解析(1)水是綠色植物光合作用的原料，同時也是無機鹽離子及光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)運輸?shù)闹饕橘|(zhì)。停止供水后，光合速率會下降。(2)比較分析圖像中的A、B兩點：B點時由于已經(jīng)停止供水，氣孔開度相對較小，則CO2的吸收量相對減少，生成的C3減少，達到光飽和點時所需光反應(yīng)提供的H和ATP減少，因此光飽和點較低。(3)停止供水一段時間后，由于無機鹽及有機物的運輸受阻，葉綠素合成速率減慢甚至停止，類胡蘿卜素顏色逐漸顯露出來，呈現(xiàn)黃色，若此時類囊體結(jié)構(gòu)破壞，光反應(yīng)提供給暗反應(yīng)的H和ATP將相對減少。(4)在缺水條件下，植物葉片中脫落酸的含量增多，引起氣孔關(guān)閉，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用脫落酸作為抗蒸騰劑噴施植物葉片，使氣孔關(guān)閉，以降低蒸騰速率?！窘M題說明】考點題號錯題統(tǒng)計錯因分析光合作用的探索與過程1、2、3、4、5、10影響光合作用的因素8、9、11、12、13、14光合作用的相關(guān)實驗6、7、151.生長于較弱陽光下的植物，當提高CO2濃度時，光合速率并未加快。對這一現(xiàn)象最可能的解釋是()A呼吸作用受阻影響光合作用B使C3還原的還原劑和ATP不足C暗反應(yīng)過程所需的酶在弱光條件下活性低D呼吸作用強，大量消耗光合作用產(chǎn)物答案B解析分析題干可知，光合速率并未加快是由于光反應(yīng)提供的ATP和H不足，導(dǎo)致C3還原過程受阻。22,6二氯酚靛酚是一種藍色染料，能被還原劑還原成無色。從葉綠體中分離出類囊體，置于2,6二氯酚靛酚溶液中，對其進行光照，發(fā)現(xiàn)溶液變成無色，并有O2釋放。此實驗證明()A光合作用在類囊體上進行B光合作用產(chǎn)物O2中的氧元素來自CO2C光反應(yīng)能產(chǎn)生還原劑和O2D光合作用與葉綠體基質(zhì)無關(guān)答案C解析依據(jù)題中信息可判斷，光照后溶液變?yōu)闊o色，說明有還原劑產(chǎn)生。有O2釋放，說明該過程有O2產(chǎn)生。類囊體是光合作用光反應(yīng)階段的場所，說明光反應(yīng)能產(chǎn)生還原劑和O2。3將豎直放置的水綿和某種好氧細菌的混合溶液放在暗處，白光透過三棱鏡照在混合液處，一段時間后，好氧細菌的分布情況最可能是()A隨機、均勻分布在混合液中B集中分布在上下兩端C集中分布在中央位置D集中分布在溶液的下層答案B解析白光透過三棱鏡后照射到水綿上，其中兩端的紅光和藍紫光被水綿吸收利用得最多，故兩端產(chǎn)生的氧氣最多，因此好氧細菌集中分布在兩端。4如圖表示植物光合作用的一個階段，下列各項敘述正確的是()A該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體BC3生成C6H12O6需要H、ATP和多種酶的參與C提高溫度一定能促進C6H12O6的生成D在無光條件下，有利于暗反應(yīng)進行答案B解析圖示為光合作用的暗反應(yīng)階段，該反應(yīng)進行的場所是葉綠體基質(zhì)，故A錯誤；C3生成C6H12O6需在多種酶的催化下，利用ATP提供的能量，通過H的還原進行，故B正確；若該生理過程已在最適溫度條件下進行，提高溫度反而會降低酶的活性，會使反應(yīng)減慢，故C錯誤；在無光條件下，暗反應(yīng)會因H和ATP的缺乏受到限制，故D錯誤。5下列關(guān)于綠色植物葉肉細胞生理活動的敘述，正確的是()A葉綠體放出氧氣的速率有可能與線粒體消耗氧氣的速率相等B葉綠體白天進行著ATP的合成，夜晚進行著ATP的水解C隨CO2濃度的增大，葉綠體的光合速率增大，線粒體的呼吸速率減小D線粒體產(chǎn)生的CO2在光照條件下全部擴散到葉綠體中，在黑暗條件下全部擴散到細胞外答案A解析當葉肉細胞的光合速率等于呼吸速率時，葉綠體放出氧氣的速率與線粒體消耗氧氣的速率相等；葉綠體白天也進行ATP的合成與水解；在其他條件一定的情況下，隨CO2濃度的增大，葉綠體的光合速率逐漸增大，當CO2濃度增大到一定值后，光合速率就不再隨CO2濃度的增大而增大；當葉肉細胞的光合速率小于呼吸速率時，線粒體產(chǎn)生的CO2有一部分擴散到葉綠體中，另外一部分擴散到細胞外。6為了研究植物的光合作用和細胞呼吸，取生長狀況一致的新鮮菠菜葉片，用打孔器打出若干圓片(避開大的葉脈)，平均分為甲、乙、丙三組，每組各置于一個密閉容器內(nèi)，分別給予a、b、c不同強度的光照，其他條件適宜并且一致。一段時間后，測得氧氣的含量，甲裝置未見變化、丙增加的氧氣量比乙多。對以上實驗分析錯誤的是()A光照強度為a時，光合作用仍在進行B乙、丙裝置中增加的氧氣來自水的光解C光照時乙裝置內(nèi)葉片的凈光合速率小于丙裝置D丙裝置中的葉片光反應(yīng)產(chǎn)生的H可與氧氣反應(yīng)生成水答案D解析由題干可知，實驗的自變量為光照強度，其余條件均適宜。a條件下沒有氧氣放出，是因為細胞呼吸速率等于光合速率，光合作用仍在進行，A正確；氧氣來源于水的光解，B正確；丙裝置內(nèi)氧氣的增加量比乙多，說明丙裝置內(nèi)葉片的凈光合速率大于乙，C正確；光反應(yīng)產(chǎn)生的H用于暗反應(yīng)，不能用于細胞呼吸。7下列教材中的實驗，科學(xué)家使用的科技手段顯著不同于其他的是()A恩格爾曼證明葉綠體是光合作用的場所B魯賓和卡門證明光合作用釋放的氧氣來自水C卡爾文探明CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑D科學(xué)家對分泌蛋白的合成和分泌的研究答案A解析選項B、C、D中都運用了同位素標記法，而選項A中運用了顯微鏡觀察法。8冬季修建一些溫室大棚可為居民提供新鮮蔬菜，下列有關(guān)說法正確的是()A一般情況下，大棚內(nèi)的蔬菜進行光合作用利用的光都是自然光B為提高產(chǎn)量，在陰雨天可適當提高大棚內(nèi)的溫度C增施農(nóng)家肥可提高大棚內(nèi)的二氧化碳濃度，促進晚上暗反應(yīng)的進行，有利于有機物的積累D蔬菜中的葉綠素對光的吸收效率與光的波長呈正相關(guān)答案A解析陰雨天應(yīng)保持一定的晝夜溫差，適當提高白天的溫度，降低晚上的溫度，B錯誤；晚上沒有光照，暗反應(yīng)因缺乏ATP和H的供應(yīng)而不能進行，C錯誤；葉綠素a、葉綠素b主要吸收藍紫光(波長450 nm左右)和紅光(波長650 nm左右)，而對綠色(波長500 nm左右)的吸收則很少，因此葉綠素對光的吸收效率與光的波長不呈正相關(guān)，D錯誤。9在環(huán)境中的CO2濃度恒定、溫度適宜的情況下，測定植物葉片在不同光照條件下CO2的吸收量，結(jié)果如表(表中負值表示CO2釋放量，正值表示CO2吸收量)：光照強度(klx)2.04.06.08.09.010.0CO2吸收量(mg100 cm2h1)2.02.06.010.012.012.0下列選項中正確的是()A光照強度在8.09.0 klx之間時，細胞內(nèi)合成ATP的速率不變B光照強度在2.0 klx時，細胞內(nèi)不進行光合作用C光照強度在8.0 klx時，細胞既吸收CO2又吸收O2D超過9.0 klx時，光合速率不再增加，此時外界CO2濃度是其主要的環(huán)境制約因素答案D解析光照強度在8.09.0 klx之間時，細胞內(nèi)合成ATP的速率隨光照強度的增大而增大，A錯誤；光照強度在2.0 klx時細胞仍進行光合作用，但光合速率小于呼吸速率，B錯誤；光照強度在8.0 klx時，光合作用強度遠大于呼吸作用強度，細胞吸收二氧化碳用于光合作用，光合作用產(chǎn)生的氧氣除滿足有氧呼吸所需外，還有氧氣釋放出來，C錯誤；光照強度超過9.0 klx時，光合速率不再增加，光照強度不再是限制光合速率增加的因素，在溫度適宜的條件下，限制光合速率增加的環(huán)境因素主要是外界CO2濃度，D正確。10下圖為植物的某個葉肉細胞中的兩種膜結(jié)構(gòu)以及在這兩種膜上發(fā)生的生化反應(yīng)。下列有關(guān)敘述不正確的是()A甲、乙兩種生物膜分別存在于葉綠體和線粒體中B乙中的H主要來自于葡萄糖的分解C甲、乙兩種生物膜除產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還均可產(chǎn)生ATPD影響甲、乙兩種膜上生化反應(yīng)的主要環(huán)境因素分別是光照和溫度答案B解析由圖可知：甲表示水的光解，在葉綠體的類囊體薄膜上進行，影響因素主要是光照；乙表示水的生成，發(fā)生在有氧呼吸的第三階段，在線粒體內(nèi)膜上進行，影響因素主要是溫度(影響酶的活性)；兩種膜上均有ATP生成，因此，A、C、D三項均正確；乙中的H主要來自有氧呼吸的第二階段，由丙酮酸和H2O徹底水解形成，葡萄糖的水解只是產(chǎn)生了很少量的H，故B錯誤。11將葉面積相等的甲、乙兩種植物的葉片分別放置在相同的、溫度適宜且恒定的密閉小室中，給予充足的光照，下列有關(guān)說法正確的是()A甲、乙兩葉片的光合作用強度一定相同B甲、乙兩葉片的光合作用強度都將逐漸下降C若實驗一段時間后，甲葉片所在小室中的CO2濃度較乙低，則甲葉片的呼吸強度一定比乙低D若實驗一段時間后，甲葉片所在小室中的CO2濃度較乙低，則甲固定CO2的能力較乙低答案B解析不同種植物在相同光照和溫度等條件下，光合作用和細胞呼吸的強度不一定相同。在密閉小室中，由于光合作用的進行，CO2濃度降低，光合作用強度逐漸下降，直到與細胞呼吸作用強度相等。若甲葉片所在小室CO2濃度較乙低，說明甲葉片進行光合作用固定CO2的能力較乙高，消耗的CO2多。12圖1中試管甲與試管乙敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，研究光照強度對小球藻氧氣釋放量的影響，結(jié)果如圖2曲線所示。據(jù)圖分析，下列敘述不正確的是 ()A甲曲線和乙曲線不同的原因是小球藻對光的利用能力不同BQ點的氧氣釋放量為零，表示光合作用強度為零CP點負值產(chǎn)生的原因是呼吸作用消耗氧氣D若光照強度突然由R變?yōu)镾，短時間內(nèi)葉肉細胞中C3的含量會增加答案B解析乙中盛有缺鎂培養(yǎng)液，這會造成所培養(yǎng)的小球藻的葉綠素含量減少，從而影響小球藻對光的吸收，影響其光合作用。由圖2可知，Q點的氧氣釋放量為0，即此時光合作用強度與呼吸作用強度相等。P點代表光照強度為0時，呼吸作用對氧氣的消耗量。若光照強度突然由R變?yōu)镾，光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP減少，造成C3的消耗量減少，而C3的產(chǎn)生量基本不變，故短時間內(nèi)C3的含量增加。13夏季某晴朗的一天對一密閉蔬菜大棚中的某種氣體的含量進行24小時的檢測，結(jié)果如圖1。圖2是葉肉細胞內(nèi)兩種細胞器間的氣體關(guān)系圖解。請回答下列問題：(1)圖1中所測氣體為_；該大棚內(nèi)的蔬菜經(jīng)過一晝夜后是否積累有機物？_。原因是_。(2)與它們各自的前一階段相比，EC段和DB段葉肉細胞內(nèi)的C3含量的變化趨勢分別是_、_，圖1中CD段變化的原因可能是_。(3)處于圖1中的B點時，圖2中應(yīng)該進行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有_；而處于圖1中的DB段，圖2中應(yīng)該進行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有_。答案(1)O2是F點的O2含量高于A點(一天內(nèi)光合作用產(chǎn)生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量)(2)減少增加光照過強，使溫度過高，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，暗反應(yīng)減弱，限制了光反應(yīng)的進行(3)A、C、D、EA、C、D、E解析(1)密閉大棚內(nèi)氣體含量發(fā)生變化的主要是O2和CO2，圖中E、B兩點氣體變化量為0，說明E、B兩點的光合速率等于呼吸速率。7點之前呼吸速率大于光合速率，O2含量下降、CO2含量上升，故圖1所測氣體為O2。F點的O2含量高于A點，表明一晝夜內(nèi)O2的凈積累量大于0，即有機物有積累。(2)EC段，光照強度逐漸增強，光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP增多，C3被還原的量就會增多，故而C3含量的變化趨勢為減少；DB段，光照強度逐漸降低，光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP減少，C3被還原的量就會減少，故而C3含量的變化趨勢為增加；CD段，光照強度過強，使氣溫偏高，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，暗反應(yīng)減弱，限制了光反應(yīng)的進行。(3)B點的光合速率等于呼吸速率，但一般植物只有綠色部分進行光合作用，在整體光合速率等于呼吸速率時，葉肉細胞內(nèi)肯定是光合速率大于呼吸速率；DB段光合速率大于呼吸速率，對于葉肉細胞來說，葉綠體消耗CO2和產(chǎn)生O2的速率均大于線粒體產(chǎn)生CO2和消耗O2的速率，則圖2中應(yīng)該進行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有A、C、D、E。14圖1為某植物在不同O2濃度條件下，無氧呼吸與有氧呼吸的CO2釋放量變化曲線。圖2為不同光照強度條件下，CO2體積變化量曲線。假定圖2情況下與圖1呼吸速率相同，呼吸底物全部為葡萄糖；圖1中氧氣的吸收量用a表示，有氧呼吸與無氧呼吸共同釋放的二氧化碳總量用b表示。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖1中，當O2濃度在_范圍時(填字母)，ab。O2濃度為A時，a與b的關(guān)系式是_。(2)圖2為氧濃度為A點時開始測量的光合速率隨光照強度變化的曲線。當光照強度為F時，光合作用固定的CO2量可表示為_(僅用字母a表示)。(3)圖2中G點處葉肉細胞進行的生理活動是_。(4)在黑暗條件下，葉肉細胞中消耗ADP的場所有_。答案(1)CEb2a(2)7a(3)光合作用、呼吸作用(4)細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體解析(1)當細胞只進行有氧呼吸時，O2的吸收量等于CO2的釋放量，即ab。當O2濃度為A時，由圖可知，有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等，且與有氧呼吸消耗的O2量相同，故b2a。(2)O2濃度為A時，植物呼吸作用釋放的CO2量為2a。光照強度為F時，光合作用固定的CO2量CO2的吸收量呼吸作用CO2釋放量7a。(3)G點時，凈光合速率為0，此時植物同時進行光合作用和呼吸作用，但光合作用強度等于呼吸作用強度。(4)葉肉細胞中消耗的ADP用于合成ATP，黑暗時不能進行光合作用，只能進行細胞呼吸，故合成ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體。15某科學(xué)工作者為探究西紅柿生長的最佳光照強度，設(shè)計了下面的實驗。首先取若干生長狀況相同的西紅柿植株，平均分為7組，分別放在密閉的玻璃容器中。實驗開始時測定CO2的濃度，12小時后再次測定CO2的濃度。實驗結(jié)果如下表。請分析回答下列問題：組別溫度() 光照強度：普通陽光(%)開始時的CO2濃度(%)12小時后的CO2濃度(%)12500.350.368225100.350.342325200.350.306425400.350.289525600.350.282625800.350.280725950.350.279(1)這一實驗的自變量是_，寫出該實驗設(shè)計的一種無關(guān)變量：_。(2)實驗中第1組在12小時后CO2濃度變化的原因是_。(3)如果在實驗過程中使用了不同品種的西紅柿植株，這樣設(shè)計違背了科學(xué)實驗的_原則。(4)若將第7組植株突然移至第4組的條件下，短時間內(nèi)光合細胞中的ATP含量會_，C5的含量會_。(5)該實驗設(shè)計尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強度，請你提出進一步探究的實驗設(shè)計思路：_。答案(1)光照強度溫度(其他合理答案也可)(2)細胞呼吸產(chǎn)生了CO2(3)單一變量(4)下降下降(5)增加若干實驗組，依次增加光照強度解析該實驗是探究不同光照條件下的光合速率，自變量是光照強度，無關(guān)變量是溫度、水分、礦質(zhì)元素等。實驗的第1組是在黑暗條件下進行的，不能進行光合作用，CO2濃度增加的原因是西紅柿植株進行呼吸作用產(chǎn)生了CO2。實驗設(shè)計應(yīng)當遵循單一變量原則，實驗材料應(yīng)選用同一品種且生長狀況相同的西紅柿植株。光合作用中的光反應(yīng)階段產(chǎn)生ATP，光照強度減弱，ATP合成減少，此時C5的產(chǎn)生減少，消耗不變，故C5含量下降。光照強度達到95%時，12小時后的CO2濃度較其他組別低，但不能確定其是不是最佳光照強度，需要再設(shè)置若干實驗組，依次增加光照強度，12小時后再測定容器內(nèi)的CO2濃度。教師備課資源1葉綠體色素的種類及吸收光譜色素種類吸收光吸收光譜圖示葉綠素(含量約占3/4)葉綠素a(藍綠色)吸收紅光和藍紫光葉綠素b(黃綠色)吸收紅光和藍紫光類胡蘿卜素(含量約占1/4)胡蘿卜素(橙黃色)吸收藍紫光葉黃素(黃色)吸收藍紫光2.“同位素示蹤法”在光合作用研究中的應(yīng)用(1)根據(jù)同位素標記法判斷水的光解釋放的氧來自水：小球藻HOCO218O2；小球藻H2OC18O2O2結(jié)論：釋放到空氣中的O2中的“O”來自光反應(yīng)中水的光解。(2)根據(jù)同位素標記法判斷C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑3H2O3H(C3H2O)3H2O14C18O214C3(14CHO)HO結(jié)論：暗反應(yīng)產(chǎn)物H2O和(CH2O)中的“O”來自從外界吸收的CO2，(CH2O)中的“C”來自外界吸收的CO2，(CH2O)中的“H”來自光合作用中的水。3不同顏色溫室大棚的光合效率(1)無色透明的大棚日光中各色光均能透過，有色大棚主要透過同色光，其他光被吸收，所以用無色透明的大棚光合效率最高。(2)葉綠素對綠光吸收最少，因此綠色塑料大棚光合效率最低。 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