2025届高考生物一轮复习：第9讲 光合作用与能量转化

第9讲 光合作用与能量转化 一、捕获光能的色素和结构 二、光合作用的原理和应用 (1)．实验原理 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素和结构 （一）捕获光能的色素 探究∙实践 2 (2)．实验步骤 3 (3)．实验结果 ____ 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 最少 最多 类胡萝卜素 叶绿素 绿叶中的色素 （含量约1/4） （含量约3/4） 4 叶绿体中色素的吸收光谱分析 由图可以看出： 色素的功能：叶绿素主要吸收 ； 类胡萝卜素主要吸收 。 红光和蓝紫光 蓝紫光 5 ①问题分析：某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？ ②原因：①未加二氧化硅，研磨不充分，色素未能充分提取出来； ②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小； ③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏； ④使用放置数天的菠菜叶，滤液色素太少。 1.(2017课标全国Ⅲ,3,6分)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　) A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 基础练习 A 1.色素的功能 (1)吸收、传递光能：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。 (2)转换光能：只有少数处于特殊状态的叶绿素a能将光能转换为电能。 2．影响叶绿素合成的因素 (1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中生长的叶呈黄色。 (2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。 (3)必需元素：叶绿素由N、Mg等元素构成，缺乏N、Mg等必需元素将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。 (4)水：缺水不但影响叶绿素生成，还会促进叶绿素分解。 知识自主梳理 ZHI SHI ZI ZHU SHU LI　 一 二 三 四 五 六 教材中与色素有关的知识（拓展延伸） 类胡萝卜素 （含量约1/4） 胡萝卜素 胡萝卜素主要有α、β、γ三种形式，其中最为重要的为β-胡萝卜素。它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。它是一种最常见的维生素A补充剂。维生素A对于人体视觉发育至关重要。 叶黄素 叶黄素在蔬菜、水果、花卉等植物中广泛存在，也是存在于人眼视网膜黄斑区的主要色素。人类等哺乳动物不能自行合成叶黄素，外来食物是唯一的叶黄素摄入来源。 组成元素为C、H、O 组成元素为C、H 1.光合色素： 光合色素有关的知识（拓展延伸） 叶绿素 （含量约3/4） ①组成元素： C、H、O、N、Mg ②影响叶绿素合成的三大因素 光照 温度 必需元素 韭黄，同属于韭菜的一种，韭黄是韭菜通过培土，遮光等在黑暗环境中软化栽培后产生的黄化韭菜。 秋天叶片变黄 柑橘缺镁，叶面黄化 1.光合色素： 光合色素有关的知识（拓展延伸） 2.光合色素与细胞液色素： 比较项目 光合色素 细胞液色素 存在部位 叶绿体 液泡 溶解性 脂溶性 水溶性 代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素 颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫 颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色 红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。 胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。 双层膜 暗反应 色素 与光反应有关的酶 决定 (1)结构模式图： (3)功能：进行 的场所 光合作用 证明 (4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于 被光束照射的部位。 叶绿体 （二）叶绿体的结构与功能 叶绿体的功能 水绵 好氧细菌 恩格尔曼实验 黑暗 无空气 极细光束照射 完全曝光 好养细菌集中于叶绿体被光照射的部位 好养细菌分布于叶绿体所有受光部位 实验巧妙之处： 实验结论： (1)氧气是叶绿体释放出来的； (2)叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所： (3)光合作用需要光。 (1)巧选实验材料：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；用好氧细菌可以确定释放_____的部位。 (2)妙法排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了______和___的干扰。 (3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为_______和_______的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 氧气 氧气 光 有光照 无光照 易错辨析 (1)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。(　　) (2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(　　) (3)秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的。(　　) (4)光合作用需要的光合色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(　　) (5)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积。(　　) √ √ × × × 气温降低，叶绿素分子易被破坏，而使银杏的叶子变黄，由于缺少叶绿素a和叶绿素b 光合色素在类囊体薄膜上 几乎相等 1．(2019·广州一模)下列关于植物细胞中光合色素的说法正确的是(　　) A．光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上 B．Mg是构成叶绿素所必需的微量元素 C．叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片呈绿色 D．用纸层析法分离色素时，含量多的色素在滤纸上扩散得快 基础练习 A 光合色素和光合场所的三点提醒 (1)色素的功能特点：叶绿素和类胡萝卜素均有主要的吸收光波段，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。 (2)色素的分布位置：色素不只分布于叶绿体中，液泡中也含有色素如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。 (3)光合作用的场所：叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，也能进行光合作用。 典例精研精练 　　 DIAN LI JING YAN JING LIAN 考点1 考点2 17 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 光能 叶绿体 CO2＋H2O (CH2O)＋O2 二、光合作用的原理和应用 甲醛 光合作用 希尔反应 同位素示踪 阿尔农 ATP 水的光解 　考点训练　 下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是(　　) A.Y2的质量大于Y3的质量 B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量 C.②中水的质量大于④中水的质量 D.试管①的质量大于试管②的质量 相等 O2 O2 18O2 18O2 (4).光合作用的过程 叶绿体中的色素 还原 多种酶参加催化 （CH2O） ADP+Pi 酶 ATP 2C3 C5 固定 CO2 NADPH H2O O2 水在光下分解 光反应过程 暗反应过程 光能 类囊体的薄膜上 叶绿体基质中 NADP＋ H＋ 酶 22 2、光反应阶段与暗反应阶段的比较 项目 光反应阶段 暗反应阶段 区 别 场所 条件 物质 变化 能量 转化 联 系 类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中 需光、色素和酶 有光无光均可;需多种酶 光能转变为ATP和NADPH中 活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能转化 为糖类等有机物中稳定的化学能 水光解为O2和H+；ATP和NADPH的合成 1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供NADPH和ATP 2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供合成 ATP和NADPH 的原料ADP和Pi和NADP+ 3、两者相互独立又同时进行，相互制约又密切联系 CO2的固定；C3的还原；ATP和NADPH的分解 3、光合作用的过程分析 光照强度和CO2浓度变化对植物细胞 内ATP和NADPH及C3、C5、(CH2O)含 量的影响 条件 NADPH和ATP C3 C5 (CH2O) 合成量 模型分析 光照由强到弱，CO2供应不变 光照由弱到强，CO2供应不变 增加 减少 减少 减少 增加 减少 增加 增加 NADPH、ATP NADPH、ATP 24 条件 NADPH和ATP C3 C5 (CH2O) 合成量 模型分析 光照不变，CO2量由充足到不足 光照不变，CO2量由不足到充足 减少 减少 减少 减少 增加 增加 增加 增加 规律： C3的量和C5的量变化相反；C5的量与ATP、NADPH的量正相关 3、光合作用的过程分析 NADPH、ATP NADPH、ATP 25 “模型法”表示C3和C5等的含量变化 C5、NADPH、ATP C3 C5、NADPH、ATP C3 C5、NADPH、ATP C3 C3 C5、NADPH、ATP 　考点训练　 D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减少 光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是(　　) A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减少 B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加 C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值增加 突然中断CO2供应，暗反应中CO2固定减少，而C3还原仍在进行，导致C3减少，C5增多 突然中断CO2供应会使C3减少，因此C3还原利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而ADP含量减少 突然将红光改变为绿光会导致光反应吸收的光能减少，光反应产生的ATP和NADPH减少，这将抑制暗反应中C3的还原，导致C5减少，C3增多 突然将将绿光改变为红光会导致光反应吸收的光能增加,光反应产生的ATP和NADPH增加,而ADP相对含量减少,因此暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大 　考点训练　 如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是（ ） A.图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP B.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 C.图中Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中NADPH和 ATP的积累 D.图中Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低 C5 C3 物质甲转变成乙是二氧化碳的固定，不需要ATP提供能量 降低了二氧化碳 Ⅱ阶段改变的条件影响暗反应的进行，所以Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低 三、环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用 C点： 光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随光照强度 增强而增强)。 BC段：光合作用强度大于呼吸作用强度。 B点： 光补偿点(光合作用强度与呼吸作用强度相等时的光照强度)。 AB段：光合作用强度小于呼吸作用强度。 A点： 光照强度为0，只进行呼吸作用。 ①原理：影响光反应，制约NADPH和ATP产生。 1、光照强度 ②曲线分析： (*此时受限于CO2、温度等其他外界因素） 29 曲线 光合作用强度与细胞呼吸强度的关系 气体代谢特点 图示 A点 只进行细胞呼吸 吸收O2，释放CO2 AB段 细胞呼吸强度大于光合作用强度　 吸收O2，释放CO2 30 B点 细胞呼吸强度等于光合作用强度 不与外界发生气体交换 B点后 光合作用强度大于细胞呼吸强度　 吸收CO2，释放O2 31 归纳---坐标图中关键点移动规律 右图为光照强度对某一植物光合作用强度 的影响，若适当提高CO2浓度： ①A点(光补偿点)： ②B点(光饱和点)： ③C点(光合强度最高点)： 呼吸作用不变，光合作用增强，A点光合作用强度等于呼吸作用强度，需要降低光照强度，故A点左移； B点是光合作用强度达到最大值所需的最低的光照强度，需要增加光照强度，故B点右移； 光合作用最强的点，需要增加光照强度，故C点右上移。 32 ③阴生植物和阳生植物的曲线区别: ④光照强度在农业生产的运用： 适当提高光照强度，增加光合速率 延长光合作用的时间 合理密植，增大光合作用面积 温室用无色玻璃或者薄膜 33 光和午休的原因？ a点 b点 bc段 c点 ce段 d点 e点 ef段 fg段 补充： 凌晨2~4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2 释放减少 有微弱光照，植物开始进行光合作用 光合作用小于呼吸作用 上午7时左右，光合作用等于呼吸作用 光合作用大于呼吸作用 温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象 下午6时左右，光合作用等于呼吸作用 光合作用小于呼吸作用 没有光照，光合作用停止，只进行呼吸作用 34 2、CO2浓度 ①原理：影响暗反应，制约C3的生成。 A点：CO2补偿点(表示光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度)。 A′点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 B和B′点：CO2饱和点(CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2 浓度的增加而增加)。 ②曲线分析： ③应用：温室栽培植物时，适当提高室内CO2浓度，如释放一定量的干冰或多施有机肥；大田中，要注意通风透气。 35 3、温度 ③应用：在大棚内，白天调到最适温度，增强光合速率；晚上适当降低 温度，降低呼吸速率，利于有机物积累。 ①原理：影响酶的活性，主要制约暗反应。 B点：最适温度，酶的活性最强，光合速率达到最大值。 ②曲线分析： 36 在一定范围内，H2O越多，光合速率越快，但到达A点时， 即H2O达到饱和时，光合速率不再增加。 4、水或无机盐 ①原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别 是水分的多少还影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体。 ②曲线分析： ③应用：合理灌溉，合理施肥。 无机盐是光合作用产物进一步合成许多有机物（如酶等）所必 需的物质。 37 多种因子对光合作用的综合影响 P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。 Q点时：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速 率， 可适当提高除横坐标所表示的因子之外的其他因子。 自变量1 自变量1 自变量1 自变量2 温度 自变量2 光照强度 自变量2 CO2浓度 综合： 38 2．下列为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是 A．图1中，若光照强度适当增强，A点左移，B点右移 B．图2中，若CO2浓度适当增大，A点左移，B点右移 C．图3中，A点与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多 D．图4中，当温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D 对位训练 39 光合作用 有氧呼吸 场所 条件 物质变化 能量变化 实质 联系 （一）比较光合作用、呼吸作用 光 色素 酶 H2O和CO2 叶绿体 细胞质基质、线粒体 O2、酶、H2O、C6H12O6 无机物转变成有机物 有机物氧化分解成无机物 光能 糖类等有机物中稳定化学能 C6H12O6等有机物稳定的化学能 ATP中活 跃化学能 合成有机物，储存能量 分解有机物，释放能量 光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）； 呼吸作用为光合作用提供原料（CO2） ATP中活 跃化学能 四、光合作用和呼吸作用的综合应用 （二）光合作用与细胞呼吸的综合应用 1、光合速率的表示方法 （1）净光合速率：常用一定时间内O2释放 量、CO2吸收量或有机物积累量表示。 真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 （2）真正光合速率：常用一定时间内O2产生 量、CO2固定量或有机物生成量表示。 （3）呼吸速率的测定方法：将植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、 O2减少量或有机物（消耗）减少量。 41 光合作用产氧量＝细胞呼吸耗氧量＋氧气释放量。 光合作用固定CO2量＝细胞呼吸释放CO2量＋CO2吸收量。 光合作用葡萄糖产生量＝细胞呼吸消耗葡萄糖量＋葡萄糖积累量。 明确几种关系： 42 2、密闭环境中有机物含量变化曲线 (1)绿色植物24 h内有机物的“制造” “消耗”与“积累”典型图示： 曲线解读： ①积累有机物时间段： ②制造有机物时间段： ③消耗有机物时间段： ④一天中有机物积累最多的时间点： ⑤一昼夜有机物的积累量： ce段 bf段 Og段 e点 SP－SM－SN (SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积) 43 (2)在相对密闭的环境中，一昼夜CO2和O2含量的变化曲线图的比较 项目 一昼夜CO2含量的变化曲线图(密闭小室内CO2变化情况) 一昼夜O2含量的变化曲线图(密闭小室内O2变化情况) 图示 如果N点低于M点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少 44 3、光合速率与呼吸速率的应用拓展 (1)图1中关系？ (2)图2中关系？ (3)图2虚线在20 ℃的最大值表示什么？ 干物质的量＝光合作用实际量－呼吸量。 净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率。 净光合速率在20 ℃时最大。 45 (1)测定装置 ①测定呼吸速率(装置甲) a．装置甲烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。 b．玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。 c．置于适宜温度环境中。 d．红色液滴向左移动(用装置甲单位时间内向左移动的距离代表 呼吸速率)。 4、“装置图法”测定光合速率与呼吸速率 (2)测定方法及解读 46 a．装置乙烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2 浓度恒定，满足光合作用需求。b．必须给予较强光照处理，且温度适宜。c．红色液滴向右移动(用装置乙单位时间内向右移动的距离代表净 光合速率)。 ③“总(真正)光合速率＝呼吸速率＋净光合速率” ②测定净光合速率(装置乙) 为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验， 即用死亡的绿色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。 物理误差的校正： 47 将装有水和水生植物的黑、白瓶置于不同水层中，测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化，借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行细胞呼吸；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和细胞呼吸。因此，真正光合作用量: (光合作用总量)＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。 6．“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率 由于CO2对红外线有较强的吸收能力，CO2的多少与红外线的降低量之间有一定的线性关系，因此CO2含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线CO2传感器来测量CO2浓度的变化。 5．红外线CO2传感器 48 “半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，即可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)，则M＝MB－MA，M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量。 7．“半叶法”测定光合作用有机物的产生量 49 3.(2020·濮阳模拟)在光照恒定、温度最适条件下,某研究小组用甲图的实验 装置测量 1 小时内密闭容器中 CO2 的变化量,绘成曲线如乙图所示。下列 叙述中,错误的是(　　) A.a～b 段,叶绿体中 ADP 从基质向类囊体膜运输 B.该绿色植物前 30 分钟真正光合速率平均为 50 ppm CO2/min C.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将下降 D.若第 10 min 时突然黑暗处理,叶绿体基质中三碳化合物的含量将增加 B 分析乙图,前30分钟平均净光合速率是(1 680-180)÷30=50 ppm CO2/min, 呼吸速率是(600-180)÷30=14 ppm CO2/min,因此,该绿色植物前30分钟真 正光合速率平均为50+14=64 ppm CO2/min。 50 4．如图为某研究小组测定光照强度对植物叶片光合作用影响的实验装置。 将该装置先放在黑暗条件下一段时间，然后给予不同强度的光照。关于 该实验的叙述，正确的是(　　) A．温度、CO2浓度和有色液滴的移动距离都是无关变量B．CO2缓冲液的作用是维持容器中CO2浓度的稳定C．如果有色液滴向右移动，说明该植物不进行光合作用D．如果有色液滴向左移动，说明该植物不进行光合作用 B [由题意可知，该实验的目的是探究光照强度对植物叶片光合作用的影响，自变量是光照强度，因变量是光合作用强度，有色液滴的移动距离作为观测的指标，温度、CO2浓度等都是无关变量；CO2缓冲液的作用是维持容器中CO2浓度的稳定；有色液滴移动的距离是由装置内O2的变化量引起的，如果有色液滴向右移动，说明光合作用释放的氧气量大于细胞呼吸吸收的氧气量；如果有色液滴向左移动，说明光合作用释放的氧气量小于细胞呼吸吸收的氧气量。] 51 5．将一株小麦密闭在无色玻璃钟罩内，在室内调温25 ℃，给予恒定适宜的 光照60 min，然后遮光处理60 min。全程用CO2传感器测定钟罩内CO2浓 度的变化，得到图2曲线。 图1 图2 (1)若要获得小麦的真正光合速率，________(填“需要”或“不需要”)另设 对照组。0～60 min小麦的真正光合速率为________μmol CO2/(L·h)。(2)实验10 min时，小麦叶肉细胞进行光合作用所需CO2的来源是_________________________。在停止光照的瞬间叶绿体内C3的含量______。 不需要 1 600 线粒体供给和细胞外吸收　 增多 52 6．某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶。黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下： (1)黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是 _________________________________________________________________；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为_______mg/(L·24 h)。(2)当光照强度为c klx时，白瓶中植物产生的氧气量为_______ mg/(L·24 h)。(3)光照强度至少为________(填字母)klx时，该水层产氧量才能维持生物正常 生活耗氧量所需。 黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧气，其中的生物细胞呼吸消耗氧气 7 21　 a 53 7．某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6 h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题： (1)MA表示6 h后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6 h后 (_____________)＋(________________ )－呼吸作用有机物的消耗量。(2)若M＝MB－MA，则M表示___________________________________________________。 (3)光合速率的计算方法是____________________________ (4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路： __________________________________________________ 叶片初始质量 光合作用有机物的总产量 B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量 M值除以时间再除以截取面积 将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开，一部分立即烘干称重，另一部分在黑暗环境中保存几小时后再烘干称重，根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率 M/(截取面积×时间)。 54 8．如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，下列相关 叙述错误的是(　　) A．细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率B．细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和D．分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N1小于M2 D 55 9．下图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理 过程。下列叙述错误的是(　　) A．若植物缺镁，则首先会受到显著影响的是③B．②的进行与⑤⑥密切相关C．蓝细菌细胞中④发生在叶绿体基质中D．叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量，则该细胞 内有机物的总量将减少 C 56 10.图甲表示O2浓度对某种蔬菜产生CO2的影响,图乙表示当其他条件均适宜时,该种 蔬菜在不同温度和不同光照强度条件下的光合速率变化情况。请回答下列问题: (1)图甲中A点时,植物细胞产生CO2的场所是_____________;影响A点位置高低的主要 环境因素是_________。  (2)为了有利于贮藏该种蔬菜,贮藏室内的O2浓度应该调节到图甲中_____点所对应的 浓度。B点之后,CO2释放量增加,其主要原因是__________________ 。  (3)图乙中,25 ℃条件下,光照强度为2 klx时,该植物叶肉细胞中产生ATP的细胞器 是_____________ ;与15 ℃相比,25 ℃条件下该植物的____________________较 高,导致光合速率较大;若降低CO2浓度,则P点向_________(方向)移动。  细胞质基质 温度 B 随着O2浓度增加,有氧呼吸逐渐增强 线粒体、叶绿体 光合作用相关酶的活性 左下方 57 11.(2021·成都模拟)某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况,设计 了由透明的玻璃罩构成的小室,如图甲所示。请据图回答下列问题: (1)将该装置放在自然环境下,测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物O2释放 速率的变化,得到如图乙所示曲线,影响小室内植物光合作用速率变化的 主要环境因素是__________________(写两点);观察装置中液滴的位置, c点时刻的液滴位于起始位置的_____侧,装置刻度管中液滴移到最右点是 在一天中的　　　　点。 (2)在实验过程中的某段光照时间内,记录液滴的移动情况,获得以下数据:  光照强度、温度 左 18(或g) 58 每隔20分钟记录一次刻度数据 …… 24 29 32 34 …… 该组实验数据是在图乙曲线的____________段获得的。  (3)该组同学为测定该植物某时间段的O2产生速率。如何设置对照实验?如何 处理实验数据? ①简要写出对照实验设计思路:_____________________________________。  ②数据处理:若在单位时间内,实验组读数为M,对照组读数为N,该植物的真正 光合速率为________。  de或fg 设置与甲一样的装置丙,将装置丙置于黑暗条件下,其他条件与甲相同,测单位时间(或相同时间)内甲与丙的读数　 M-N 59 4、化能合成作用 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量 CO2+H2O (CH2O)+O2 硝化细菌的化能合成作用 1．光合作用的原理 (1)光合作用的概念：绿色植物通过eq \x(\s\up1(01))_________，利用eq \x(\s\up1(02))______，把eq \x(\s\up1(03))__________________转化成储存着能量的eq \x(\s\up1(04))_________，并且释放出eq \x(\s\up1(05))______的过程。 (2)反应式： (3)探索光合作用原理的部分实验 年份 科学家 发现 19世 纪末 — 普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖 1928 — 发现eq \x(\s\up1(06))______对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过eq \x(\s\up1(07))____________转化成糖 1937 英国植物学家希尔 发现eq \x(\s\up1(08))____________，即离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应 年份 科学家 发现 1941 美国科学家鲁宾和卡门 用eq \x(\s\up1(09))_______________的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O Heq \o\al(18,2)O＋CO2eq \o(――→,\s\up17(植物))18O2 H2O＋C18O2eq \o(――→,\s\up17(植物))O2 1954 美国科学家eq \x(\s\up1(10))_________ 发现在光下，叶绿体可合成eq \x(\s\up1(11))_________。1957年，他发现该过程总是与eq \x(\s\up1(12))____________相伴随 光照强度(klx) 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 3 $$