2025届高三生物一轮复习课件：第9讲 光与光合作用

` 第9讲 能量之源——光与光合作用 考纲要求： 1.光合作用的基本过程（Ⅱ） 2.影响光合作用速率的环境因素（ Ⅱ ） 3.实验：叶绿体色素的提取和分离 考点一：实验：绿叶中色素的提取和分离 一、实验原理 1.色素提取 2.色素分离 二、实验步骤 绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，不溶于水 各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度越高的随层析液在滤纸上扩散的越快，从而使各种色素相互分离 3 过程 注意事项 操作目的 1 2 3 4 5 提取色素 取新鲜绿色的叶片 使滤液中色素含量高 研磨时加无水乙醇 溶解叶绿体中的色素 加少量SiO2和CaCO3 研磨充分和防止色素被破坏 迅速、充分研磨 防止色素被氧化，并充分溶解色素 盛放滤液的小试管管口加棉塞 防止乙醇挥发和色素氧化 过程 注意事项 操作目的 1 2 3 4 5 分离色素 滤纸干燥处理 使层析液在干燥滤纸上扩散速度快 滤液细线要直、细、均匀 使分离的色素带平整，不重叠 滤液细线不触及层析液 使分离的色素带清晰分明 滤液细线干燥后，再画一两次 防止色素直接溶解到层析液中 层析液 分离色素（溶解度越大，扩散越快） 烧杯 滤纸条 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最少 较少 最多 较多 最高 较高 较低 最低 最快 较快 较慢 最慢 实验：叶绿体中色素的提取和分离 （纸层析法） 色素种类 叶绿素（3/4） 类胡萝卜素（1/4） 颜色 吸收光谱 分布 蓝绿色 胡萝卜素 叶绿素b 叶黄素 叶绿素a 黄绿色 橙黄色 黄色 主要吸收红光和蓝紫光 主要吸收蓝紫光 叶绿体类囊体薄膜上 三、绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 1.收集到的滤液绿色过浅的原因分析 （1）未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。 （2）使用放置数天的绿叶,滤液色素(叶绿素)太少。 （3）一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。 （4）未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。 2.滤纸条色素带重叠: 没经干燥处理,滤液线不能达到细、齐、直的要求,使色素扩散不一致造成的。 实验 3.滤纸条看不到色素带: （1）忘记画滤液细线;（2）滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。 4.滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带: 忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。 实验 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，叶变黄 必需 元素 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 温度 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，因而叶面发黄 光照 影响色素合成的因素 1.(2019山东青岛模拟)下列与“绿叶中色素的提取和分离”实验有关的叙述,正确的是 (　C　) A.提取绿叶中的色素时只能用无水乙醇溶解色素 B.研磨叶片后立即加入碳酸钙可防止色素被破坏 C.叶绿素b在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素 D.不同绿叶中的色素在滤纸条上的色素带顺序不同 实验 2.下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是(　A　) A.水稻在收获时节,叶片中色素含量是(甲+乙)<(丙+丁) B.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发 C.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大 D.四种色素中,丙和丁主要吸收红光 实验 三、捕获光能的结构 分布： 主要分布在绿色植物的叶肉细胞 功能： 光合作用的场所。 结构： 外膜 内膜 基粒 由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含色素和酶 基质 含多种光合作用所必需的酶 透明，有利于光线的透过 四、光合作用的探究历程 时间 人物 研究成果 1648年 1771年 1779年 1785年 1845年 普利斯特利 植物生长所需要的营养全部来自水，而不是来自土壤 海尔蒙特 植物能更新空气 英格豪斯 植物更新空气需要阳光照射，只有绿叶才能更新空气 —— 吸收二氧化碳，放出氧气 梅耶 植物进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来 时间 人物 研究成果 1864年 1880年 1940年 1948年 卡尔文 运用放射性同位素标记法，证明光合作用释放的氧气来源于水 萨克斯 氧气是叶绿体释放出来的，光合作用的场所是叶绿体；叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光 恩格尔曼 采用碘液检测淀粉，确定叶片在光下能产生淀粉 鲁宾、卡门 标记二氧化碳，追踪光合作用过程中碳的行踪，发现暗反应过程（卡尔文循环） 1.液泡中色素吸收的光能用于光合作用。 ( ✕ ) 2.叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多。 ( ✕ ) 3.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。( √ ) 4.叶绿体是进行光合作用的唯一场所。 ( ✕ ) 5.光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。 ( ✕ ) 6.1864年德国科学家萨克斯的叶片曝光和遮光实验只能证明光合作用的产物有淀粉。 ( ✕ ) 考点一 考向一　考查捕获光能的色素分析 1.(2019云南昆明云师大附中高三月考)下列关于黑藻细胞中叶绿素的说法,不正确的是 (　C　) A.可吸收640~660 nm波长的光进行光合作用 B.可利用纸层析法分离叶绿素a和叶绿素b C.分布在叶绿体内膜和基粒上 D.土壤中缺少氮或镁时,会影响叶绿素的合成 考点一 考向二　考查探究光合作用的相关实验分析 2.(2019甘肃武威五中月考)如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,以下相关实验比较不正确的是 (　 C ) 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 考点一 3.下图为恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵时,发现好氧细菌大量集中在如图所示区域,以下分析正确的是 (　D　) A.水绵光合作用产生的氧气 能进入细菌的线粒体与[H]结 合生成H2O B.实验过程中装片需放置在 没有空气的黑暗环境中目的 是隔绝二氧化碳 C.图中细菌分布的差异是由水绵不同区域有机物的含量不同造成的 D.图中细菌分布的差异是由在不同波长光下氧气的产量不同造成的 考点一 PPT模板下载：/moban/ 行业PPT模板：/hangye/ 节日PPT模板：/jieri/ PPT素材下载：/sucai/ PPT背景图片：/beijing/ PPT图表下载：/tubiao/ 优秀PPT下载：/xiazai/ PPT教程： /powerpoint/ Word教程： /word/ Excel教程：/excel/ 资料下载：/ziliao/ PPT课件下载：/kejian/ 范文下载：/fanwen/ 试卷下载：/shiti/ 教案下载：/jiaoan/ 考点二：光合作用的原理及其影响因素 一、光合作用的过程及部分物质含量变化分析 （一）过程图 （二）光反应和暗反应之间的关系 （三）物质和元素的转移途径 （四）条件骤变时物质含量变化的分析 23 （三）条件骤变时物质量的变化 CO2浓度不变 光反应 [H] ATP O2 C3 C5 （CH2O） 光照减弱 光照增强 H2O CO2 [H] O2 酶 多种酶 ADP+ Pi ATP C5 2C3 （CH2O） H2O 水的光解 形成ATP CO2的固定 C3的还原 积累、增加 消耗、减少 （三）条件骤变时物质量的变化 光照不变 暗反应 C3 C5 [H] ATP O2 （CH2O） CO2浓度减少 CO2浓度增加 H2O CO2 [H] O2 酶 多种酶 ADP+ Pi ATP C5 2C3 （CH2O） H2O 水的光解 形成ATP CO2的固定 C3的还原 积累、增加 消耗、减少 1.光合作用过程中光能转化为有机物中的化学能。 ( √ ) 2.光反应必须在光照下进行,暗反应必须在暗处进行。 ( ✕ ) 3.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。 ( ✕ ) 4.光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂。    ( √ ) 5.适宜环境条件下,在离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后,不能完成暗反应过程。 ( ✕ ) 6.适宜条件下培养的叶绿体,突然将原来的白光改为绿光照射,则短时间内[H]含量会增多。 ( ✕ ) 考点二 下图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a~g为物质,①~⑥为反应过程,物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示)。思考相关问题: (1)a物质的功能是什么? (2)图中①、③分别表示怎样的生理过程? 考点二 2.(2019山东潍坊、青州三模)如图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程,下列相关叙述正确的是 (　B　) A.叶黄素缺失突变体 与正常植株相比,若给 予红光照射,则光吸收 差异显著 B.过程Ⅱ为暗反应,在 类囊体薄膜上产生的 2和3只能用于暗反应还原C3 C.若降低周围环境中的CO2浓度,则释放O2的速率不变 D.若该细胞净光合速率大于0,推测该植物体能积累有机物从而使植株干重增加 考点二 考向二    考查环境条件变化对光合作用中物质变化的影响 3.智能温室内的绿色植物,在其他条件不变的情况下,突然停止光照,此时下列物质的变化是 (　B　) A.叶绿体内ADP/ATP减小 B.叶绿体内NADP+/NADPH增大 C.叶绿体内C3/C5减少 D.胞间CO2浓度/外界CO2浓度减小 考点二 4.如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化情况,下列对这一环境因素改变的分析正确的是 (　D　)   A.突然停止光照　　B.突然增加CO2浓度 C.降低环境温度　　D.增加光照强度 考点二 考点三　影响光合作用的因素及应用 1.内部因素 (1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同,以阴生植物、阳生植物为例,如图所示) 考点三 (2)植物叶片的叶龄、叶面积指数、叶绿素含量及酶 考点三 (1)光质 （2）光照强度 2.外部因素—单因子对光合速率的影响 光饱和点 CO2吸收量 光补偿点 在黑暗中呼吸所放出的CO2的量 光照强度 CO2释放量 净光合作用 总光合作用 光补偿点 CO2吸收量 光补偿点 CO2释放量 CO2吸收量 光补偿点 光饱和点 CO2释放量 CO2吸收量 光补偿点 净光合作用 光饱和点 CO2释放量 CO2吸收量 光补偿点 总光合作用 净光合作用 光饱和点 CO2释放量 CO2吸收量 光补偿点 光照强度 总光合作用 净光合作用 光饱和点 CO2释放量 CO2吸收量 光补偿点 在黑暗中呼吸所放出的CO2的量 光照强度 总光合作用 净光合作用 光饱和点 CO2释放量 CO2吸收量 光补偿点 A B 光照强度 0 吸收量mg/dm2·h CO2 阳生植物 阴生植物 A：呼吸作用强度 B：光补偿点； C：光饱和点 C 释放量 CO2 光合速率（强度）----净光合速率 阴生植物的光补偿点、光饱和点 阳生植物 ＜ 净光合速率=实际光合速率－呼吸速率 光 从外界吸收CO2，向外界释放O2——此时植物可更新空气 光合量>呼吸量 B点之后 与外界不发生气体交换 光合量＝呼吸量 B点 从外界吸收O2，向外界排出CO2 细胞质基质、线粒体、叶绿体　 呼吸量>光合量 AB段(不含A、B点) 从外界吸收O2，向外界排出CO2 只在细胞质基质和线粒体 只进行细胞呼吸，不进行光合作用 A点 图示 植物组织 外观表现 ATP产生场所 细胞生 理活动 曲线对应点 应用：控制好光强 措施： ①大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上； ②根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强弱。 （3）CO2浓度 A:进行光合作用所需最低外界CO2浓度 B:CO2饱和点 光合速率 0 外界CO2浓度 A B A:呼吸作用强度 C: CO2补偿点 S:CO2饱和点 b:CO2的补偿点 c:CO2的饱和点 a—b: CO2太低，农作物消耗光合产物； b—c: 随CO2的浓度增加，光合作用强度增强； c—d: CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变； d—e: CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。 a c b d e （3）CO2浓度 有机物积累 应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度 措施： 大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量。提高光合作用速率。 在一定的范围内随温度的提高,光合作用加强; ,使光合作用强度减弱。 在生产上的应用：温室栽培植物时，施用 ，可适当提高室内CO2的浓度。 (4) 温 度 温度过高时会影响酶的活性 有机肥 应用 温室栽培作物时，白天适当提高温度，以增强光合作用速率，夜间适当降低温度，抑制呼吸作用中酶的活性，以减少有机物的消耗，增加作物产量。 （5）矿质元素对光合作用的影响 ①矿质元素在光合作用中的作用 a.N是各种酶以及NADP＋和ATP的重要组成成分。 b.P是NADP＋和ATP的重要组成成分。 c.Mg是叶绿素的重要组成成分。 d.K对光合产物的运输和转化起促进作用。 ②矿质元素对光合作用的影响规律：在一定范围内，矿质元素越多，光合速率就越快；超过一定浓度，光合速率不再增强，甚至由于渗透失水反而使光合速率下降。 ③农业生产启示 适时适量施肥，注意施肥不要过量，否则会造成土壤溶液浓度大于细胞液浓度导致细胞失水。 H2O是光合作用的原料。在一定范围内,H20越多，光合速率越快，但到A点时，即H2O达到饱和时，光合速率不再增加。 （6）水分 (6)水分: 水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入体内（如夏季的“午休”现象)。 1.生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合速率未随之增加,主要限制因素是光反应。 ( √ ) 2.延长光照时间能提高光合作用强度。 ( ✕ ) 3.植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。 ( ✕ ) 4.停止供水,植物光合速率下降,这是由于水是光合作用的原料,又是光合产物在植物体内运输的主要介质。 ( √ ) 5.夏季晴天,植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。 ( ✕ ) 考点三   　　据图分析多因素对光合作用的影响 考点三 (1)三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是　　　    、　　　    、　　　　    。 (2)三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子　　　     (填“是”或“不是”)影响光合速率的主要因素,此时的限制因素分别是　　　　    、　　    　    、　　　　　    。 (3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥的益处包括         。 答案　(1)光照强度　光照强度　温度 (2)不是　温度　CO2浓度　光照强度　(3)增加土壤肥力、增加大棚内的温度和CO2浓度 考点三 考向　考查影响光合作用的环境因素 1.用14CO2“饲喂”叶肉细胞,让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后,关闭光源,将叶肉细胞置于黑暗环境中,含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示,下列相关叙述正确的是     (　A　) A.Oa段叶肉细胞中五碳化合 物浓度有所下降 B.叶肉细胞利用14CO2的场所 是叶绿体基质,暗反应全过程 都消耗ATP和[H] C.ab段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽 D.b点后叶肉细胞内没有有机物的合成 考点三 2.(2019福建师大附中期末)下列各图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示的因素外,其他环境因素均控制在最适范围。下列分析错误的是 (　D　) A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中色素的数量 B.乙图中d点比c点在相同时间内叶肉细胞中生成C5的速率快 C.M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度 D.丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变 考点三 高考再现　模拟预测 1.(2019课标全国Ⅰ,3,6分)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自 (　A　) A.水、矿质元素和空气　　B.光、矿质元素和水 C.水、矿质元素和土壤　　D.光、矿质元素和空气 高考再现 模拟预测 2.(2019海南单科)下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是     (　B　) A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能 B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a C.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与 D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用 高考再现 模拟预测 3.(2018课标全国Ⅰ,30,9分)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。 (1)当光照强度大于a时, 甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是    　    。 高考再现 模拟预测 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是　　    ,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是　　    。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的　　    (填“O2”或“CO2”)不足。 答案　(1)甲　(2)甲　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大　(3)乙　(4)CO2 高考再现 模拟预测 4.(2018课标全国Ⅲ,29,9分)回答下列问题: (1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的　　　　　    上,该物质主要捕获可见光中的     。 (2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均　　　    。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    　　　　　　　    。 高考再现 模拟预测 (3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度　　　    (填“高”或“低”)。 高考再现 模拟预测 5.(2019黑龙江高三仿真模拟)植物叶片中有一种酶,是叶片中含量最高的蛋白质。其功能是催化反应C5+CO2 2C3,由此推断这种酶 (　C　) A.主要分布在细胞质基质中 B.在低温环境中会失活,导致光合速率降低 C.是固定CO2的关键酶,其催化活性可能比其他酶低 D.由叶绿体中的基因控制合成,与细胞核基因无关 高考再现 模拟预测 6.(2019福建龙岩高三期末质检)邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是一种比较常见的增塑剂和软化剂,对人体有致癌、致畸等作用。某科研小组为了研究红树林植物秋茄是否适宜作为降解水体中DBP的植物,做了如下实验:在适宜的条件下,分别用含有不同质量浓度的DBP培养液培育秋茄幼苗,一段时间后,对秋茄叶片内的叶绿素含量进行测定,结果如图所示。请回答: 高考再现 模拟预测 (1)通常可用　　　　    (溶剂)来提取叶绿体中的色素。图中的曲线　　        表示叶绿素a含量。 (2)本实验选择用叶绿素而不用叶绿体中其他色素的含量来反映光合作用的强度,首要理由是:只有少数叶绿素a分子具有吸收、传递和转化光能的作用,其他色素分子只能吸收和传递光能;其次,由于　　　　　　　　　　　　     　　　　　　    ,因此,植物光合作用所需的光能绝大多数是由叶绿素吸收的。 (3)实验结果表明,实验组叶绿素含量均　　　    对照组,导致卡尔文循环中形成C5的量　　　    ,从而　　　    光合作用强度,使秋茄在低浓度DBP环境中能正常生长。 高考再现 模拟预测 (4)为进一步探究秋茄是否具有降解水体中DBP的作用,需要检测　　　　    　　　　　　　　　　    。若　　　　　　　　　　　　　　　    ,则在实 验浓度范围内,秋茄适宜作为降解水体中DBP的植物。 高考再现 模拟预测 项目 光合作用 细胞呼吸 代谢类型 物质变化 能量变化 实质 场所 条件 考点三：光合作用和细胞呼吸的关系 一、光合作用和细胞呼吸的区别 合成作用 分解作用 无机物合成为有机物 有机物合成为无机物 光能 化学能 化学能 ATP中活跃的化学能 分解有机物，释放能量 合成有机物，储存能量 真核细胞为叶绿体 细胞质基质，线粒体 只在光下进行 时刻进行 1.光合作用与呼吸作用物质能量转换关系 (1)光合作用与细胞呼吸中[H]和ATP的来源及去路分析 ①[H]的来源和去路比较 拓展梳理 ②ATP的来源与去路比较 拓展梳理 考点三：光合作用和细胞呼吸的关系 二、有关光合作用和细胞呼吸的 （一）各量的表述 1.实际光合作用量 2.呼吸作用量 3.净光合作用量 66 B：光补偿点 C2：光饱和点 光照强度 0 吸收量 CO2 C2 A B C1 c a b b(实际光合量 ) = a(净光合量 ) + c(呼吸作用) 光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。 光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。 总光合速率 O2产生速率 CO2固定(或消耗)速率 有机物产生(或制造、生成)速率 净光合速率 O2释放速率 CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 拓展梳理 　　(2)总光合速率、净光合速率和呼吸速率常考曲线分析 图1 图2 拓展梳理 图3 拓展梳理 考点三：光合作用和细胞呼吸的关系 三、植物光合速率和呼吸速率的判定方法 （一）装置法 71 解析 返回 解析 返回 解析 水深(m) 1 2 3 4 白瓶中O2浓度(g/m2) ＋3 ＋1.5 0 －1 黑瓶中O2浓度(g/m2) －1.5 －1.5 －1.5 －1.5 解析 返回 考点三：光合作用和细胞呼吸的关系 四、柱状图中光合作用与呼吸作用的关系 五、光合作用和细胞呼吸的综合曲线分析 1.夏季一天中CO2吸收量和释放量变化曲线分析 2.在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量变化曲线分析 3.在相对密闭的环境中，一昼夜O2含量变化曲线分析 84 1.(2019山东新泰一中质检)如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图,①~⑤表示有关过程,X、Y、Z和W表示相关物质。请据图判断下列说法,错误的是 (　 　) 拓展演练 A.X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP B.①~⑤过程中能产生ATP的有①②③④ C.②⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定 D.光合速率小于呼吸速率时,④过程产生的CO2会释放到细胞外 拓展演练 2.下列关于曲线的描述,正确的是 (　 　)   图1 图2 拓展演练 图3 A.图1中,两曲线的交点对应的是净光合速率为0时的温度 B.图2中,C点对所有进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量等于细胞呼吸产生的CO2量 C.图3中A、B两点为光合速率和呼吸速率相等的点 D.若呼吸作用的原料全部为葡萄糖,则图1中30 ℃时10 h需消耗葡萄糖15 mg 拓展演练 3.(2019四川成都质检)如图曲线表示某植物在恒温30 ℃、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系,下列叙述错误的是(D　) A.与b点相比较,c点时叶肉细胞 中三碳化合物的含量降低 B.若将CO2浓度降低,则叶绿体 中[H]合成速率将会变小,c点 向左下方向移动 C.当光照强度为x点时,叶肉细胞 中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D.已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25 ℃,图中a点将向上移动,b点将向右移动 拓展演练 4.(2019吉林长春外国语学校月考)下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图,装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件),不可能出现的是 (　 　) 拓展演练 A.甲、乙装置水滴都左移 B.甲、乙装置水滴都右移 C.甲装置水滴不动,乙装置水滴左移 D.甲装置水滴右移,乙装置水滴左移 拓展演练 解析 解析 -94- 94 94 -95- 一 二 三 95 95 3．以圆形滤纸的中心为圆心，画叶绿体色素滤液的小圆进行色 素分离，看到近似同心环状的四个色素圈，排列在最外圈的一个呈 (　　) A．蓝绿色　　　　 　 　　 　B．黄绿色 C．黄色 D．橙黄色 解析：绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是色素在层析液中的溶解度不同。其中胡萝卜素(橙黄色)的溶解度最大，故其扩散速度最快，排列在最外圈。 答案：D 4．(2013·全国卷Ⅱ)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都含有镁元素。叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应。叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b。植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射出来。 答案：D 2．模型法表示C3和C5等物质含量变化 一昼夜有机物的积累量的计算方法(用CO2表示)： 一昼夜有机物的积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸作用释放的CO2量，即S3－(S1＋S4)。 净光合速率＝(z－y)/2S； 呼吸速率＝(x－y)/2S； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 二、叶圆片称重法——测定有机物的变化量 [实验原理]　测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 [例2]　某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h－1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响) (　　) A．(3y－2z－x)/6　　　 　 B．(3y－2z－x)/3 C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3 [解析]　分析题意可知，上午10时到下午16时之间的6个小时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，因此其重量变化表示的是净光合作用量，则净光合速率＝净光合作用量/6＝(y－x)/6；而M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3小时，此时叶片只进行呼吸作用，因此可以计算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。 [答案]　A 三、半叶法——测定光合作用有机物的产生量 [实验原理]　将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。 [例3]　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，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表示叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示(________)＋(________________)－呼吸作用有机物的消耗量。 (2)若M＝MB－MA，则M表示_______________________。 (3)总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。 [解析]　叶片A部分遮光，虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。叶片B部分不做处理，既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。分析题意可知，MB表示叶片初始质量＋光合作用有机物的总产量－呼吸作用有机物的消耗量，MA表示叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量，则MB－MA就是光合作用6小时干物质的积累量(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)。由此可计算总光合速率，即M值除以时间再除以面积。 [答案]　(1)叶片初始质量　光合作用有机物的总产量 (2)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 (3)M值除以时间再除以面积，即M/(截取面积×时间) (4)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，另一部分在暗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。 四、叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率 [实验原理]　利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。 [例4]　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NaHCO3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)。下列分析错误的是 (　　) A．a～b段随着NaHCO3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NaHCO3溶液浓度的增加，叶绿体基质中C3的生成速率逐渐减小 C．c～d段随着NaHCO3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 五、黑白瓶法——测溶氧量的变化 [实验原理]　将装有水和光合植物的黑、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，瓶中生物仅能进行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此，真光合作用量(光合作用总量)＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。 [例5]　下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中，初始平均O2浓度与24小时后平均O2浓度比较后的数据。下列有关分析正确的是 (　　) A．水深1 m处白瓶中水生植物24小时产生的O2为3 g/m2 B．水深2 m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率 C．水深3 m处白瓶中水生植物不进行光合作用 D．水深4 m处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体 [解析]　根据题意可知，黑瓶中水生植物只能进行呼吸作用，白瓶中水生植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用，在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据即为正常的呼吸消耗量。由表中数据可知，在水深1 m处白瓶中水生植物产生的O2量＝3＋1.5＝4.5(g/m2)。水深2 m处白瓶中水生植物光合速率＝1.5＋1.5＝3.0[g/(m2·d)]，呼吸速率为1.5 g/(m2·d)。水深3 m处白瓶中水生植物光合作用量等于呼吸作用量，即1.5 g/m2。水深4 m处白瓶中藻类植物能进行光合作用和呼吸作用，故白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体。 [答案]　D 命题点2　借助曲线图考查光合速率与呼吸速率的分析、应用 2．(2017·哈尔滨三中测试)某校生物兴趣小组用玉米作为实验材料， 研究不同条件下的光合速率和呼吸速率，绘制出图甲、乙和丙，图中光合速率与呼吸速率不相等的点是 (　　) A．a　　　　　　　　　　 　 B．b C．c D．d 3．在研究温度对发菜光合作用和呼吸作用的影响时，得到如图 所示的实验结果。下列分析错误的是 (　　) A．发菜无叶绿体，但可进行光合作用 B．光合作用和呼吸作用都有[H]的产生和消耗 C．25 ℃后发菜制造的氧气量逐渐下降 D．45 ℃时，CO2固定和C3还原仍能进行 $$