高中生物 第12講 能量之源 光與光合作用復(fù)習(xí)課件 新人精講版必修1

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1、（同位素標(biāo)記法的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用、 探究影響光合作用的環(huán)境因素）一、捕獲光能的色素和場所1光合色素(1)光合色素的種類：葉綠體中的光合色素有葉綠素和類胡蘿卜素兩類。葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b兩種，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑中。葉綠素a呈藍(lán)綠色；葉綠素b呈黃綠色。類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素兩種，顏色分別是橙黃色和黃色。(2)功能：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素則主要吸收藍(lán)紫光。 2葉綠體 (1)葉綠體的結(jié)構(gòu)：如下圖，由外膜、內(nèi)膜、葉綠體基質(zhì)和基粒(由類囊體構(gòu)成)組成，與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。光合作用色素分布于類囊體薄膜上，因此光反應(yīng)的場所是類囊體

2、薄膜。 (2)葉綠體擴(kuò)大反應(yīng)面積的方式是類囊體薄膜疊加形成基粒。 (3)功能：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。 (4)分布：葉綠體主要分布在植物的葉肉細(xì)胞和幼嫩的皮層細(xì)胞中。 【例1】下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，請據(jù)圖判斷下列有關(guān)說法中不正確的是()C A光合作用的光反應(yīng)在圖中A處進(jìn)行，必須在有光條件下進(jìn)行 B光合作用過程中釋放的O2來自于H2O C光合作用的暗反應(yīng)在圖中B處進(jìn)行，必須在無光條件下進(jìn)行 D光合作用過程中CO2被固定并還原成圖中的甲物質(zhì) 【解析】本題主要考查光合作用的場所。光合作用的暗反應(yīng)的反應(yīng)條件是不需要光，有光無光均可進(jìn)行。先看懂圖，然后結(jié)合所學(xué)知識回答問題。 二、“綠葉中色素

3、的提取和分離”實(shí)驗(yàn) 1實(shí)驗(yàn)原理 (1)色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無水乙醇等有機(jī)溶劑提取綠葉中的色素。 (2)各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。2方法步驟(1)提取色素稱取綠葉剪碎研磨：加入少許SiO2、CaCO3和10 mL無水乙醇過濾：漏斗基部放一塊單層尼龍布收集濾液(2)制備濾紙條長與寬略小于試管，在一端剪去兩角在距剪去兩角的一端1 cm處畫鉛筆線 (3)畫濾液細(xì)線 沿鉛筆線畫一條直且均勻的濾液細(xì)線 干燥后，再畫一兩次 (4)色素分離 將濾紙條插入有3 mL層析液的試管中，有濾液細(xì)線的一端朝下。 (5)觀察結(jié)果：濾紙條

4、上色素帶有四條，如圖： 3實(shí)驗(yàn)中幾種化學(xué)試劑的作用 (1)無水乙醇用于提取綠葉中的色素。 (2)層析液用于分離綠葉中的色素。 (3)二氧化硅可增加杵棒與研缽間的摩擦力，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使研磨充分。 (4)碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。 4實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) (1)選材：應(yīng)選取鮮嫩、顏色深綠的葉片，以保證含有較多的色素。 (2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物質(zhì)的量要成比例，以保證提取較多的色素和色素濃度適宜。 (3)畫濾液細(xì)線：用力要均勻，快慢要適中。濾液細(xì)線要細(xì)、直，且干燥后重復(fù)畫一兩次，使濾液細(xì)線既有較多的色素，又使各色素擴(kuò)散的起點(diǎn)相同。 (4)色素分離：濾液細(xì)線不要觸及層析液，否則

5、濾液細(xì)線中的色素分子將溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。 5色素提取液呈淡綠色的原因分析 (1)研磨不充分，色素未能充分提取出來。 (2)稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素溶液濃度小。 (3)未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。 【例2】(2012上海卷)如圖表示葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)中紙層析的結(jié)果，據(jù)圖判斷用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片顏色為()A紅色 B黃色C綠色 D紫色 【解析】B 正常綠色葉片中葉綠素含量大于類胡蘿卜素的含量。由圖可知，類胡蘿卜素的含量遠(yuǎn)大于葉綠素含量，故此葉片顏色為黃色。 1光合作用的探究歷程中幾個重要實(shí)驗(yàn) (1)普利斯特利的實(shí)驗(yàn) 密閉玻璃罩綠色植物 三、光合作用的探

6、究歷程 (2)薩克斯的實(shí)驗(yàn) 黑暗中饑餓處理的綠葉 (3)魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn) 【例3】光合作用能否放出O2，可觀察倒置的裝滿水的試管中有無氣泡產(chǎn)生來驗(yàn)證。結(jié)合給出的三個倒置的試管，此驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的最佳設(shè)計(jì)應(yīng)為() A只有a試管 Ba試管和b試管 Ca試管和c試管 Db試管和c試管C 【解析】本題通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的形式主要考查光合作用的認(rèn)識過程。題中實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證光合作用能否放出O2，因此自變量是光合作用，有光合作用的一組為實(shí)驗(yàn)組，沒有光合作用的一組為對照組。這樣，只有a、c兩試管符合對照的條件。 四、光合作用的過程 1總反應(yīng)式： 2光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較：比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，并放出

7、O2同化CO2形成有機(jī)物時間短促，以微秒計(jì)較緩慢條件需葉綠素、光、酶不需葉綠素和光，需要多種酶比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所在葉綠體類囊體結(jié)構(gòu)的薄膜上進(jìn)行在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)換光能活躍化學(xué)能，并儲存在ATP和H中ATP中活躍的化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能續(xù)表續(xù)表比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)圖解關(guān)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑H、能量ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成 【例4】將單細(xì)胞綠藻置于25 、適宜光照和充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)過一段時間后，突然停止光照，發(fā)現(xiàn)綠藻體內(nèi)三碳化合物的含量突然上升，這是由于() 光反應(yīng)仍在進(jìn)行，形成H

8、和ATP光反應(yīng)停止，不能形成H和ATP暗反應(yīng)仍進(jìn)行，CO2和五碳化合物結(jié)合，繼續(xù)形成三碳化合物光反應(yīng)停止，由于沒有H和ATP供應(yīng)，三碳化合物不能形成葡萄糖，積累了許多的三碳化合物 A B C DB 【解析】本題主要考查光照強(qiáng)度對C3含量的影響。若突然停止光照，光反應(yīng)停止，ATP和H的合成停止，C3的消耗減少，積累增加。而與此同時，暗反應(yīng)仍然在進(jìn)行，C3的積累進(jìn)一步增加。凡是涉及光照和CO2濃度變化對植物細(xì)胞內(nèi)C3、C5、H、ATP及(CH2O)合成量的影響的題目，一定要既考慮來源，又考慮去路。 五、影響光合作用的因素及光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用 1光照強(qiáng)度(1)曲線分析(如右圖)A點(diǎn)光照強(qiáng)

9、度為0，此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。 AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。 B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時，植物才能正常生長)，B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。 BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了，C點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。 (2)應(yīng)用：陰生植物的B點(diǎn)前移，C點(diǎn)較低，如圖中虛線所示，間作套種農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置，可合理利用

10、光能；適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。 2CO2濃度 (1)曲線分析(如下圖)：圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度的增加而增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)；圖2中的A點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。圖1和圖2中的B和B點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)。(2)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光能利用率。 3溫度 (1)曲線分析(如下圖)：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。 (2)應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提

11、高溫度，也可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證植物有機(jī)物的積累。 4必需元素供應(yīng)對光合速率的影響 (1)曲線分析(如下圖)：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫。 (2)應(yīng)用：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。 5水分的供應(yīng)對光合作用速率的影響 (1)影響：水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用，又會導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，限制CO2進(jìn)入葉片，從而間接影響光合作用。 (2)應(yīng)用：根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉。 【例5】如圖

12、所示的14四種實(shí)驗(yàn)條件下，測定了不同光照強(qiáng)度對光合作用速率的影響。從以下實(shí)驗(yàn)可知，限制實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3和P點(diǎn)光合作用速率的因素分別是()A光照強(qiáng)度；CO2濃度；溫度B溫度；CO2濃度；光照強(qiáng)度 CCO2濃度；溫度；光照強(qiáng)度D溫度；光照強(qiáng)度；CO2濃度B 【解析】本題主要考查環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響。由圖可知，P點(diǎn)以前，光照增強(qiáng)，光合速率增加，因此P點(diǎn)時的限制因子是光照強(qiáng)度；比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2，在橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)1的光合速率之所以比實(shí)驗(yàn)2高在于溫度高，因而限制實(shí)驗(yàn)2的因素是溫度；比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3，在橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)1的光合速率之所以比實(shí)驗(yàn)3高在于CO2濃度高，因而限制實(shí)驗(yàn)3的因素

13、是CO2濃度。 六、光合作用與有氧呼吸的比較 1區(qū)別與聯(lián)系光合作用有氧呼吸代謝類型合成作用(或同化作用)分解作用(或異化作用)物質(zhì)變化無機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物無機(jī)物能量變化光能化學(xué)能(儲能)化學(xué)能ATP、熱能(放能)實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲存能量分解有機(jī)物、釋放能量場所葉綠體活細(xì)胞(主要在線粒體)條件只在光下進(jìn)行有光、無光都能進(jìn)行H的來源光反應(yīng)中水的光解第一階段從葡萄糖到丙酮酸及第二階段丙酮酸和H2O分解產(chǎn)生續(xù)表光合作用有氧呼吸H的去路作為還原劑用于暗反應(yīng)階段中還原C3形成(CH2O)和C5用于第三階段還原O2產(chǎn)生H2O，同時釋放大量能量ATP的來源光反應(yīng)階段ATP合成所需能量來自色素吸收的太陽光能第一、

14、二、三階段均產(chǎn)生，第三階段產(chǎn)生最多，能量來自有機(jī)物氧化分解ATP的去路用于暗反應(yīng)階段C3的還原，以穩(wěn)定化學(xué)能形式儲存于有機(jī)物中作為能量通貨用于各項(xiàng)生命活動聯(lián)系 2.光合作用與細(xì)胞呼吸的計(jì)算 (1)光合作用速率表示方法：通常以一定時間內(nèi)CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成數(shù)量來表示。 (2)呼吸速率表示方法：將植物置于黑暗中，實(shí)驗(yàn)容器中CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量，即表示呼吸速率。 (3)如下圖，葉綠體內(nèi)光合作用產(chǎn)物O2和有機(jī)物首先滿足同一細(xì)胞內(nèi)線粒體進(jìn)行細(xì)胞呼吸的需要，若有多余再排出細(xì)胞外，即deg；或不夠再從細(xì)胞外獲得，即gdf。而線粒體細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物CO2也首先滿足

15、同一細(xì)胞內(nèi)葉綠體進(jìn)行光合作用的需要，若有多余再排出細(xì)胞外，即hca；或不夠再從細(xì)胞外獲得，即cbh。 因此，光照下有機(jī)物的凈積累量可用下式來表示：凈積累量總合成量呼吸量。 一晝夜有機(jī)物的積累量(用CO2量表示)可用下式表示：積累量白天從外界吸收的CO2總量晚上呼吸釋放的CO2量。 應(yīng)用指南：將離體葉片培養(yǎng)在NaHCO3溶液中，分別測定黑暗和光照下溶液pH的變化或借助酸堿指示劑的顏色變化，可以驗(yàn)證光合作用吸收CO2和細(xì)胞呼吸釋放CO2。 【例6】采用黑白瓶(不透光可透光瓶)法測定池塘群落各深度日代謝的平均氧濃度變化，結(jié)果如下表。請據(jù)表分析，該池塘一晝夜生產(chǎn)氧氣量和消耗氧氣量各為多少(單位：gm2

16、)() A. 9、7 B8、7 C8、11 D5、11B 【解析】本題主要考查光合作用與細(xì)胞呼吸的計(jì)算。遇到光合作用與細(xì)胞呼吸的計(jì)算題，首先判斷題中的已知量指的是總生成量還是凈積累量，這是解題的關(guān)鍵，若判斷不清，結(jié)果必然錯誤。然后再根據(jù)總量與凈積累量的關(guān)系式就很快得到結(jié)果。表中白瓶的量即為凈積累量，黑瓶的量為呼吸消耗量，題中所問池塘中的氧氣生產(chǎn)量和消耗量是指整個池塘，包括各個深度，因此，計(jì)算結(jié)果應(yīng)是各深度之和。另外，這里很明顯氧氣生產(chǎn)量指的是總生成量，而不是凈積累量。表中各深度黑瓶中的呼吸消耗量為7，白瓶中的凈積累量為1，因此總生成量為8。 七、化能合成作用 1概念：某些細(xì)菌利用體外環(huán)境中的某

17、些無機(jī)物氧化時所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用。 2實(shí)例：硝化細(xì)菌能利用NH3氧化成HNO2和HNO3時所釋放的化學(xué)能，將CO2和H2O合成為糖類。 3自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物 (1)自養(yǎng)生物：綠色植物和硝化細(xì)菌都能將無機(jī)物合成為有機(jī)物，因此屬于自養(yǎng)生物。 (2)異養(yǎng)生物：人、動物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動，屬于異養(yǎng)生物。 【例7】下圖示生物體部分代謝過程，下列有關(guān)分析正確的是() A過程只能在植物細(xì)胞的葉綠體中進(jìn)行 B過程需要的酶只存在于線粒體的內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)中 C能進(jìn)行過程的生物無核膜但屬于生產(chǎn)者 D和過程只能發(fā)生于不同的細(xì)胞中C 【解析】本題主要考查

18、光合作用、細(xì)胞呼吸和化能合成作用等知識點(diǎn)，具有較強(qiáng)的綜合性。過程表示將CO2和H2O合成有機(jī)物，可以在植物細(xì)胞的葉綠體中進(jìn)行也可以在含光合色素的原核生物中進(jìn)行；過程是將(CH2O)徹底分解，屬于有氧呼吸全過程，場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，也有線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)；過程是硝化細(xì)菌利用氧化NH3獲得的化學(xué)能合成有機(jī)物的過程，屬于化能合成作用；過程是無氧呼吸產(chǎn)生酒精的過程。有氧呼吸和無氧呼吸可發(fā)生于同一細(xì)胞中。 1葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量較大，對黃綠光的吸收量較少，并非不吸收；而類胡蘿卜素吸收藍(lán)紫光也僅表示對藍(lán)紫光的吸收量較大，對其他光吸收量較少。2并非所有的植物細(xì)胞都具有葉綠體，如植物的根尖細(xì)胞、表皮細(xì)胞沒

19、有葉綠體；并非能進(jìn)行光合作用的生物都具有葉綠體，如藍(lán)藻。3當(dāng)條件改變時，C3、C5、ATP、H含量變化4.色素只存在于光反應(yīng)部位葉綠體類囊體薄膜上，但光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要酶參與，所以與光合作用有關(guān)的酶存在于兩個部位葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，但暗反應(yīng)所需的酶的種類多、數(shù)量多。一、理論歸納(一)同位素標(biāo)記法的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用1概述用同位素標(biāo)記化合物，讓它們一起運(yùn)動、遷移，再用探測儀器進(jìn)行追蹤，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程的方法。2方法應(yīng)用用來研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等。3應(yīng)用分析(1)標(biāo)記某元素，追蹤其轉(zhuǎn)移途徑。如用18O

20、標(biāo)記 ，光合作用只產(chǎn)生18O2；再用18O標(biāo)記C18O2，光合作用只產(chǎn)生O2；證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧原子全部來自于H2O，而不是來自CO2。(2)標(biāo)記特征元素，探究化合物的作用。如T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記噬菌體的DNA，大腸桿菌內(nèi)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)；35S標(biāo)記蛋白質(zhì)，大腸桿菌內(nèi)未發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)；證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。182HO(3)標(biāo)記特征化合物，探究詳細(xì)生理過程，研究生物學(xué)原理。如用3H標(biāo)記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程；用3H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過程中染色體的變化規(guī)律；用15N標(biāo)記DNA，證明了DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。(二)探究影響光合作用

21、的環(huán)境因素1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路分析2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響(1)實(shí)驗(yàn)流程(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)(小圓形葉片中產(chǎn)生的O2多，浮起的多)。二、演練二、演練1.光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)。同位素標(biāo)記法的引入，為探尋和建立光合作用的化學(xué)反應(yīng)過程，作出了巨大的貢獻(xiàn)。(1)1939年，魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法追蹤光合作用中O2的來源。魯賓和卡門用 和普通的CO2進(jìn)行小球藻光合作用實(shí)驗(yàn)(見圖A)，結(jié)果放出的O2具有放射性。若用C18O2和普通的H2O進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)(見圖B)，結(jié)果產(chǎn)生的O2不具有放射性。綜合實(shí)驗(yàn)、，可獲得的結(jié)論是 。1

22、82HO光合作用釋放的O2來源于H2O，而不是CO2(2)美國科學(xué)家卡爾文用同位素標(biāo)記法來追蹤C(jī)O2是如何轉(zhuǎn)變成碳水化合物的?？栁慕o小球藻懸浮液通入14CO2，光照一定時間(從1秒到數(shù)分鐘)后殺死小球藻，同時提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅僅30秒的時間，二氧化碳已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物。想要探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物是什么，可能的實(shí)驗(yàn)思路是 ?？s短光照時間，當(dāng)檢測到的帶放射性的有機(jī)化合物只有一種時，這個化合物就是第一個產(chǎn)物 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在光照下物質(zhì)A和物質(zhì)B的濃度很快達(dá)到飽和并保持穩(wěn)定。此時突然中斷CO2的供應(yīng)，A、B物質(zhì)的變化如圖C所示。以上實(shí)驗(yàn)說明，固定二氧化碳的化合物是 ，二氧化碳轉(zhuǎn)化

23、的第一個 產(chǎn)物是 。BA 【解析】魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法證明了光合作用釋放的O2來源于H2O，而不是CO2。突然中斷CO2的供應(yīng)，增加的B物質(zhì)是C5，而減少的A物質(zhì)是C3。 2(2012海南卷)取生理狀態(tài)相同的某植物葉片，分離得到大量的葉肉細(xì)胞，將等量的葉肉細(xì)胞分別懸浮在不同濃度的蔗糖溶液中，并在適宜的條件下，測定該葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答下列問題：(1)葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大后，隨著蔗糖濃度升高，葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度下降，從滲透作用的角度分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是在較高濃度的蔗糖溶液中葉肉細(xì)胞失水。(2)如果要研究光照強(qiáng)度等因素對蔗糖溶液中葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)

24、度的影響，最好將葉肉細(xì)胞放在濃度為0.2 molL1的蔗糖溶液中，原因是這一濃度中的葉肉細(xì)胞處于光合作用最適狀態(tài)。(3)除蔗糖濃度外，如果分別改變?nèi)~肉細(xì)胞懸浮液中CO2濃度和溫度也能影響葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度，原因是CO2是光合作用的原料，溫度可以影響酶的活性。 1.(2012海南卷)將一株生長正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時間的延長，玻璃容器內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢是( )A一直降低，直至為零B一直保持穩(wěn)定，不變化C降低至一定水平時保持相對穩(wěn)定D升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定C在適宜的條件下培養(yǎng)密閉容器內(nèi)的植物，密閉容器內(nèi)的二氧化碳含量有限，隨著光合作用的

25、持續(xù)進(jìn)行，二氧化碳逐漸被消耗，濃度降低，進(jìn)而光合作用強(qiáng)度跟著降低。當(dāng)二氧化碳濃度降低到一定水平時，植物的光合作用和呼吸作用強(qiáng)度相等，則裝置內(nèi)的二氧化碳濃度就保持相對穩(wěn)定。 【解析】 2.(2012海南卷)關(guān)于葉綠體色素的敘述，錯誤的是( )A葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光B綠葉中葉綠素和類胡蘿卜素含量不同C利用紙層析法可分離4種葉綠體色素D乙醇提取的葉綠體色素不能吸收光能D 【解析】葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光，A正確；綠葉中葉綠素含量占3/4，類胡蘿卜素含量占1/4，B正確；不同色素在層析液中的溶解度不同，從而在濾紙條上的擴(kuò)散速度不同，可用紙層析法對其進(jìn)行分離，C正確；乙醇提取的

26、葉綠素只要結(jié)構(gòu)沒有被破壞，仍是可以吸收光能的，D錯誤。3.(2012山東卷)夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說法正確的是( )A甲植株在a點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用B乙植株在e點(diǎn)有機(jī)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D 【解析】本題綜合考查植物的光合作用、細(xì)胞呼吸的基礎(chǔ)知識，考查識圖能力、理解能力與獲取信息的能力。分析圖示可知，這一天的6：00(甲曲線的a點(diǎn))和18：00左右，甲乙兩植株光合作用吸收CO2的速率和呼吸作用釋放CO2的速率相等；在6：00之前，甲乙兩植株的光合作用已經(jīng)開始，但光合作用

27、比細(xì)胞呼吸弱，故選項(xiàng)A錯誤；在18：00后，甲乙兩植株的光合作用速率開始小于細(xì)胞呼吸，有機(jī)物的積累最多的時刻應(yīng)為18：00左右，e點(diǎn)時有機(jī)物的積累量已經(jīng)減少，故選項(xiàng)B錯誤。 【解析】圖示曲線的bc段下降的主要原因是氣孔部分關(guān)閉導(dǎo)致葉內(nèi)二氧化碳濃度降低，de段下降的原因是光照強(qiáng)度減弱，光反應(yīng)產(chǎn)生H和ATP的速率減慢。這兩段下降的原因不相同，故選項(xiàng)C錯誤。bd段，乙曲線的變化為植物的“午休現(xiàn)象”，是由于氣孔關(guān)閉導(dǎo)致葉內(nèi)二氧化碳濃度降低；甲植株可能不存在“午休現(xiàn)象”或氣孔關(guān)閉程度很小或氣孔無法關(guān)閉，故選項(xiàng)D正確。4.下圖為研究光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個葉圓片，再用氣泵抽出葉

28、片內(nèi)的氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測量每個培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時間(如圖)，以研究光合作用速率與NaHCO3溶液濃度的關(guān)系。有關(guān)分析正確的是( )CA在ab段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合作用速率逐漸減小B在bc段，單獨(dú)增加光照或溫度或NaHCO3溶液濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時間C在c點(diǎn)以后，因NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降D因配制的NaHCO3溶液中不含氧氣，所以整個實(shí)驗(yàn)過程中葉片不能進(jìn)行呼吸作用【解析】本題考查影響光合作用的因素。圖中縱坐標(biāo)是上浮至液面的時間，時間越短，說明單

29、位時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣越多，說明光合作用強(qiáng)度越大。結(jié)合曲線分析，ab段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合作用增強(qiáng)，產(chǎn)生氧氣越多，葉圓片上浮時間越短，故A錯誤；從圖中分析，bc段CO2濃度已不再是制約光合作用的因素，因此單獨(dú)增加NaHCO3溶液濃度，不會提高光合作用速率，葉圓片上浮時間不變，故B錯誤；由于NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致整體代謝水平下降，葉圓片上浮時間長，故C正確。 5. 在葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，收集到的濾液綠色過淺，其原因可能是( )D未加石英砂，研磨不充分一次加入大量的無水乙醇提取分次加入少量無水乙醇提取使用放置數(shù)天的菠菜葉 A B C D【解析】葉綠體中色

30、素會隨著葉片的衰老而減少。 6. 將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進(jìn)行培養(yǎng)，假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。用CO2濃度測定儀測得了該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況，繪制成如圖的曲線。下列有關(guān)說法正確的是( )6. 將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進(jìn)行培養(yǎng)，假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。用CO2濃度測定儀測得了該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況，繪制成如圖的曲線。下列有關(guān)說法正確的是( )ABC段較AB段CO2濃度增加減慢，是因?yàn)橹参镩_始進(jìn)行光合作用消耗CO2BCO2濃度下降從DE段開始，說明植物進(jìn)行光合作用是從D點(diǎn)開始的CH點(diǎn)CO2濃度最低，說明此時植物對CO2的

31、吸收速率最大DD點(diǎn)表明植物光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相等D【解析】本題考查一天中的光照和溫度對光合作用的影響。2時到4時溫度較低，細(xì)胞呼吸受抑制，產(chǎn)生的CO2量減少，CO2濃度增加減慢。從4時開始已經(jīng)有微弱的光，植物開始進(jìn)行光合作用，只是光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。到6時，光合作用強(qiáng)度和細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，超過6時，光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，所以CO2濃度降低?！窘馕觥?0時到14時，由于氣溫不斷增高，光照增強(qiáng)，植物為減少水分的散失，關(guān)閉部分氣孔，光合作用減弱，二氧化碳的消耗速率減少。到18時，光照強(qiáng)度進(jìn)一步降低，光合作用強(qiáng)度也降低，從而與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度再次相等，之后細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用

32、強(qiáng)度，CO2濃度增加。7. 請回答下列有關(guān)光合作用的問題：(1)光合作用受到溫度、二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度的影響。其中，光照強(qiáng)度直接影響光合作用的光反應(yīng)過程；二氧化碳濃度直接影響光合作用的暗反應(yīng)過程。(2)甲圖表示在二氧化碳充足的條件下，某植物光合速度與光照強(qiáng)度和溫度的關(guān)系。在溫度為10 、光照強(qiáng)度大于L1千勒克司時，光合速度不再增加。當(dāng)溫度為30 、光照強(qiáng)度小于L3千勒克司時，光合速度的限制因素是光照強(qiáng)度。根據(jù)甲圖，在乙圖的坐標(biāo)上標(biāo)出光照強(qiáng)度為L2千勒克司，溫度分別為10 、20 和30 時的光合速度。(3)丙圖表示A、B兩種植物的光合速度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。當(dāng)在6千勒克司光照強(qiáng)度條件下，A、B

33、兩種植物的光合速度相同。A植物在光照強(qiáng)度為9千勒克司時，2小時單位葉面積可積累葡萄糖10.9mg。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。相對原子質(zhì)量C12，H1，O16)A植物在1天內(nèi)(12小時白天，12小時黑夜)，要使有機(jī)物積累量為正值，白天平均光照強(qiáng)度必須大于6千勒克司?！窘馕觥抗夂献饔冒ü夥磻?yīng)過程和暗反應(yīng)過程，植物吸收固定光能發(fā)生在光反應(yīng)階段，固定二氧化碳發(fā)生在暗反應(yīng)階段。從甲圖可以看出，當(dāng)在溫度為10 、光照強(qiáng)度大于L1千勒克司時，光合速度不再增加，當(dāng)溫度為30 、光照強(qiáng)度小于L3千勒克司時，光合速度隨光照強(qiáng)度的增大而增大，所以限制因素是光照強(qiáng)度。甲圖中，當(dāng)光照強(qiáng)度為L2時，溫度分別為10 、20

34、 和30 時的光合速度分別為2、4、4(單位)?！窘馕觥勘麍D中的A和B分別表示陽生植物和陰生植物的光合作用速度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，從圖中可以看出，陽生植物的呼吸速度為4，陰生植物的呼吸速度為2，圖中表示的是凈光合作用速度，其真光合作用速度凈光合作用速度呼吸作用速度，所以當(dāng)光照強(qiáng)度為6千勒克司時，陽生植物的光合作用速度448，陰生植物的真光合作用速度268。A植物(陽生植物)在光照強(qiáng)度為9千勒克司時，凈光合作用速度為8，則2小時單位葉面積吸收二氧化碳量為16 mg，折算葡萄糖合成量16180/(644)10.9?！窘馕觥坑笰植物一晝夜內(nèi)有機(jī)物積累量為正值，最少應(yīng)使白天12小時光合作用凈量大于夜晚12小時的呼吸作用量，由于晝夜時間相等，如果兩者剛好相等，則一晝夜中有機(jī)物的凈積累量為0，此時白天的凈光合作用每小時凈合成量應(yīng)與夜晚呼吸作用量相等，即縱坐標(biāo)值為4時，也就是當(dāng)光照強(qiáng)度大于6千勒克司時才能滿足上述條件。