【一輪復(fù)習(xí)】5.4 能量之源——光與光合作用

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1、 第4節(jié)光與光合作用第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 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(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離?？季V要求 知識體系構(gòu)建 一 、 光 合 作 用 概 述 ： 1、 概 念 ：2、 總 反 應(yīng) 式 ：CO2+H 2O （ CH 2O） +O2光 能葉 綠 體 綠 色 植 物 通 過 葉 綠 體 ， 利 用 光 能 ， 把 CO2和 H 2O轉(zhuǎn) 化 成 儲 存 能 量 的 有 機(jī) 物 ， 并 釋 放 出 O2的 過 程 。 綠 葉 中 色 素 的 提 取 和 分 離1、 提 取 的 色 素 原 理 ？2、 分 離 色 素 的 原 理 ？色 素

2、能 溶 解 在 有 機(jī) 溶 劑 無 水 乙 醇各 種 色 素 在 層 析 液 中 的 溶 解 度 不 同 ，溶 解 度 大 的 則 在 濾 紙 上 擴(kuò) 散 的 快 。 3 、 方 法 步 驟1 ）提取色素： 稱取 剪碎 研磨（碳酸鈣 二氧化硅 無水乙醇） 過濾（單層尼龍布、濾后加棉塞）2 ）制備濾紙條：剪去兩角（防止兩邊濾液 擴(kuò)散速度太快），畫鉛筆線3 ）畫濾液細(xì)線：細(xì)、直、齊，重復(fù)幾次4 ）色素分離：用層析液，液面不能淹沒濾液細(xì)線 4、 捕 獲 光 能 的 色 素 種 類 和 含 量捕獲光能的色素 類 胡 蘿卜 素葉 綠 素 胡 蘿 卜 素葉 黃 素葉 綠 素 a葉 綠 素 b(占 1/4)

3、(占 3/4)濾 紙 上 色 帶 的 排 列 順 序 如 何 ？ 寬 窄 如 何 ？ 說 明 什 么 ？（ 橙 黃 色 ）（ 黃 色 ）（ 藍(lán) 綠 色 ）（ 黃 綠 色 ） (1)色素提取液色淺,原因是沒有加二氧化硅,研磨不充分;一次加入大量無水乙醇,提取液濃度低(正確做法:分次加入少量無水乙醇提取色素);使用放置數(shù)天的葉片,色素含量少。(2)色素提取液發(fā)黃,原因是未加碳酸鈣或加入量過少,葉綠素分子部分被破壞。(3)沒有提取到色素,原因是沒有加有機(jī)溶劑(無水乙醇)。(4)色素沒有分開,原因是沒有塞緊試管口,濾紙上的層析液揮發(fā)掉了。(5)濾紙條看不見色素帶,原因是忘記畫濾液細(xì)線;濾液細(xì)線觸及了層

4、析液,色素全部溶解到層析液中?！咎貏e提醒】實(shí)驗(yàn)失敗的原因分析 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 如果用圓形濾紙?zhí)娲鸀V紙條做層析實(shí)驗(yàn),應(yīng)在圓心處點(diǎn)樣。濾液在圓形濾紙上的擴(kuò)散結(jié)果是出現(xiàn)4個(gè)同心圓,最外面的是胡蘿卜素,向內(nèi)依次為葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。 光合色素 種 類 葉綠素類胡蘿卜素 胡 蘿 卜 素 葉 黃 素葉 綠 素 a葉 綠 素 b功 能 吸 收 、 傳 遞 和 轉(zhuǎn) 化 光 能特 性 不 溶 于 水 ， 只 溶 解 于 有 機(jī) 溶 劑光 合 色 素 是 不 是 只 有 類 胡 蘿 卜 素 和 葉 綠 素 ？ 葉 綠 體 中 的色 素 提 取 液5、 四 種 色 素 對 光 的 吸 收葉 綠 素 主 要 吸 收

5、 _類 胡 蘿 卜 素 主 要 吸 收 _藍(lán) 紫 光藍(lán) 紫 光 、 紅 光 1、 樹 葉 為 什 么 是 綠 色 ？2、 P100拓 展 題 2？ 不同顏色的藻類吸收不同波長的光。吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方綠 藻 褐 藻 紅 藻 某同學(xué)在進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí),進(jìn)行了以下操作,該同學(xué)的操作有誤的是( )將5 g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中,加入無水乙醇后直接進(jìn)行研磨;將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角,在距這一端1 cm 處用鋼筆畫一條橫線;為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果,將濾液細(xì)線畫粗些;將濾紙條畫有濾液細(xì)線的一端朝下,輕輕插入層析液中,讓

6、濾液細(xì)線浸入層析液中。A. B. C. D. 注意：(1)關(guān)鍵詞與試劑的對應(yīng)關(guān)系不能混淆。提取色素?zé)o水乙醇,分離色素層析液。(2)目的和原理的對應(yīng)關(guān)系不能顛倒。提取的原理是綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中,可以利用無水乙醇提取綠葉中的色素;分離的原理是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上擴(kuò)散得快,反之則慢。(3)可用丙酮或其他有機(jī)溶劑代替無水乙醇提取色素,但丙酮有毒,研磨時(shí)需采取措施防止揮發(fā);也可用汽油代替層析液進(jìn)行層析。(4)可用其他綠色葉片代替菠菜,但不能用不含葉綠素的材料。 在植物實(shí)驗(yàn)室的暗室內(nèi)，為了盡可能地降低植物光合作用的強(qiáng)度，最好安裝（ ）。A、紅光燈 B

7、、綠光燈C、白熾燈 D、藍(lán)光燈 （ 2017海 南 卷 .10） 將 葉 綠 體 懸 浮 液 置 于 陽 光 下 ， 一 段 時(shí) 間 后 發(fā) 現(xiàn)有 氧 氣 放 出 。 下 列 相 關(guān) 說 法 正 確 的 是 （ ）A 離 體 葉 綠 體 在 自 然 光 下 能 將 水 分 解 產(chǎn) 生 氧 氣B 若 將 葉 綠 體 置 于 紅 光 下 ， 則 不 會 有 氧 氣 產(chǎn) 生C 若 將 葉 綠 體 置 于 藍(lán) 紫 光 下 ， 則 不 會 有 氧 氣 產(chǎn) 生D 水 在 葉 綠 體 中 分 解 產(chǎn) 生 氧 氣 需 要 ATP提 供 能 量（ 2016新 課 標(biāo) 2卷 .4)關(guān) 于 高 等 植 物 葉 綠

8、體 中 色 素 的 敘 述 ， 錯(cuò) 誤 的 是（ ）A.葉 綠 體 中 的 色 素 能 夠 溶 解 在 有 機(jī) 溶 劑 乙 醇 中B.構(gòu) 成 葉 綠 素 的 鎂 可 以 由 植 物 的 根 從 土 壤 中 吸 收C.通 常 ， 紅 外 光 和 紫 外 光 可 被 葉 綠 體 中 的 色 素 吸 收 用 于 光 合 作 用D.黑 暗 中 生 長 的 植 物 幼 苗 葉 片 呈 黃 色 是 由 于 葉 綠 素 合 成 受 阻 引 起 的 將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上，可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長，單位為nm，暗帶表示溶液吸收該波長的光后形成的光譜)。則該色素

9、是A.類胡蘿卜素 B.葉黃素C.胡蘿卜素 D.葉綠素a 光 合 色 素 的 分 布 場 所 ： 葉 綠 體 的 類 囊 體 膜 上 光 合 作 用 的 場 所 只 能 是 葉 綠 體 嗎 ？ 藍(lán) 藻 、 光 合 細(xì) 菌 等 沒 有 葉 綠 體 也 能 進(jìn) 行 光 合 作 用 。 三 、 光 合 作 用 的 探 究 歷 程 （ P101 102）光 合 作 用 的 具 體 過程 是 如 何 被 人 們 認(rèn)識 和 發(fā) 現(xiàn) 的 ？ 年 代 科 學(xué) 家 結(jié) 論1771 普 利 斯 特 利 植 物 可 以 更 新 空 氣1779 英 格 豪 斯 只 有 在 光 照 下 植 物 可 以 更 新 空 氣18

10、45 梅 耶 植 物 在 光 合 作 用 時(shí) 把 光 能 轉(zhuǎn) 變 成 了 化 學(xué)能 儲 存 起 來1864 薩 克 斯 綠 色 葉 片 光 合 作 用 產(chǎn) 生 淀 粉1880 恩 格 爾 曼 氧 由 葉 綠 體 釋 放 出 來 ,葉 綠 體 是 光 合 作 用的 場 所 。1939 魯 賓 卡 門 光 合 作 用 釋 放 的 氧 來 自 水 20世 紀(jì) 40代 卡 爾 文 光 合 產(chǎn) 物 中 有 機(jī) 物 的 碳 來 自 CO2 結(jié) 論 ： 植 物 可 以 更 新 空 氣有 人 重 復(fù) 了 普 利 斯 特 利 的 實(shí) 驗(yàn) ， 得 到 相 反 的 結(jié) 果 ， 所 以 有人 認(rèn) 為 植 物 也 能

11、使 空 氣 變 污 濁 ？1、 時(shí)間 實(shí)驗(yàn)分析1771年英國科學(xué)家普利斯特利 沒有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用,而將空氣的更新歸因于植物的生長。由于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制,沒有明確植物更新氣體的成分。 2、 1779年 ， 荷 蘭 的 英 格 豪 斯 普 利 斯 特 利 的 實(shí) 驗(yàn) 只 有 在 陽 光 照 射 下 才 能 成 功 ； 植 物 體 只有 綠 葉 才 能 更 新 空 氣 。 3、 到 1785年 ， 發(fā) 現(xiàn) 了 空 氣 的 組 成 ， 人 們 才 明 確 綠葉 在 光 下 放 出 的 是 O2， 吸 收 的 是 CO2。光能 化學(xué)能 儲 存 在 什 么 物質(zhì) 中 ？ 德 國 梅耶

12、黑 暗 處 理4 、 1 8 6 4 年 德 國 薩 克 斯 實(shí) 驗(yàn)讓 一 片 葉 片 一 半曝 光 一 半 遮 光 除 去 葉 綠 素 酒 精水（ 證 明 綠 葉 在 光 下 制 造 淀 粉 ） 滴加碘酒后或 者 用 碘 蒸 氣 處 理 這 片 葉 ， 發(fā) 現(xiàn) 曝 光 的 一 半 呈 深 藍(lán) 色 ， 遮 光的 一 半 則 沒 有 顏 色 變 化 。 時(shí)間 實(shí)驗(yàn)分析1864年德國植物學(xué)家薩克斯 該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了自身對照,自變量為光,因變量是顏色變化(有無淀粉生成)。該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是饑餓處理,以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉,增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說服力。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯,在用碘蒸氣處理之前應(yīng)用熱酒精對葉片進(jìn)行脫

13、色處理。本實(shí)驗(yàn)除了證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉,還證明光是光合作用的必要條件。 5 、 恩 格 爾 曼 的 實(shí) 驗(yàn)隔 絕 空 氣 黑 暗 ， 用 極 細(xì) 光 束 照 射 完 全 暴 露 在 光 下水 綿 和 好 氧細(xì) 菌 的 裝 片結(jié) 論 ： 氧 是 由 葉 綠 體 釋 放 出 來 的 ， 葉 綠 體 是 光 合 作 用 的 場 所 。 光 合 作 用 需 要 光 照 時(shí)間 實(shí)驗(yàn)分析1880年德國科學(xué)家恩格爾曼 結(jié)論:葉綠體是光合作用的場所,光合作用過程能產(chǎn)生氧氣。該實(shí)驗(yàn)設(shè)置極細(xì)光束和黑暗、完全曝光和黑暗兩組對照。自變量為光照,因變量為好氧菌聚集的部位。 恩格爾曼實(shí)驗(yàn)方法的巧妙之處(1)實(shí)驗(yàn)材料選

14、得妙:用水綿作實(shí)驗(yàn)材料。水綿不僅具有細(xì)而長的帶狀葉綠體,而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中,便于觀察和分析研究。(2)排除干擾的方法妙:實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。(3)觀測指標(biāo)設(shè)計(jì)得妙:通過好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測,從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。(4)實(shí)驗(yàn)對照設(shè)計(jì)得妙:進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光的對比實(shí)驗(yàn),從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。【提醒】 6、 1939年 魯 賓 和 卡 門 的 實(shí) 驗(yàn) （ 同 位 素 示 蹤 法 ）結(jié) 論 ： 光 合 作 用 釋 放

15、的 氧 全 部 來 自 水 。 時(shí)間 實(shí)驗(yàn)分析1939年美國科學(xué)家魯賓和卡門 7、 美 國 卡 爾 文 用 14C標(biāo) 記 14CO2， 供 小 球 藻進(jìn) 行 光 合 作 用 ， 探 明 了 CO2中 的 C在 光 合 作 用 轉(zhuǎn) 化 成 有機(jī) 物 中 的 碳 的 途 徑 ， 這 一途 徑 稱 為 卡 爾 文 循 環(huán) 。 右面表示較強(qiáng)光照且溫度相同以及水和小球藻的質(zhì)量相等的條件下，小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖。一段時(shí)間后，以下與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的比較不正確的是A.Y2的質(zhì)量大于Y3的質(zhì)量B.中小球藻的質(zhì)量大于中小球藻的質(zhì)量C.中水的質(zhì)量大于中水的質(zhì)量D.試管的質(zhì)量大于試管的質(zhì)量 光 合 作 用 的 基

16、 本 過 程 葉 綠 體中 的 色 素H 2O H ATPADP + Pi水 的 光 解 O2 2C3 C5(CH2O)多 種 酶參 加 催 化 CO2還 原 固 定 比較項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng)過程模型實(shí)質(zhì) 光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,并放出O 2 同化CO2形成有機(jī)物(酶促反應(yīng))時(shí)間 短促,以微秒計(jì) 較緩慢條件 色素、光、酶、水、ADP、Pi 多種酶、ATP、H、CO2、C5場所 在葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上進(jìn)行 在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行 比較項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化 (1)水的光解:2H2O 4H+O2;(2)ATP的合成:ADP+Pi+能量 ATP (1)CO2的固定:CO2+C5 2C3; (2)C3的

17、還原:2C3 (CH2O)+C5能量轉(zhuǎn)化 光能ATP中活躍的化學(xué)能 ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能關(guān)系 (1)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;(2)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;(3)光反應(yīng)是暗反應(yīng)的物質(zhì)和能量準(zhǔn)備階段,暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù), 是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段 3.光合作用的總反應(yīng)式: CO2+H2O (CH2O)+O2。光合作用過程中原子的去路分析(1)O2中的氧全部來自水的光解;(2)C的轉(zhuǎn)移途徑為:CO 2 C3 (CH2O);(3)H的轉(zhuǎn)移途徑:H2O H (CH2O)+H2O。 4.條 件 驟 變 時(shí) 物 質(zhì)

18、 含 量 的 變 化CO 2濃 度 不 變 光 反 應(yīng) H ATP C3 C5 （ CH2O）光 照 減 弱 光 照 增 強(qiáng) H2O CO2HO2酶 多 種 酶ADP+ PiATP C52C3 （ CH2O）H2O水 的 光 解形 成 ATP CO2的 固 定C3的 還 原積 累 、增 加消 耗 、減 少 4.條 件 驟 變 時(shí) 物 質(zhì) 含 量 的 變 化 光 照 不 變 暗 反 應(yīng) C3 C5 H ATP （ CH2O）CO2濃 度 減 少 CO2濃 度 增 加 H2O CO2HO2酶 多 種 酶ADP+ PiATP C52C3 （ CH2O）H2O水 的 光 解形 成 ATP CO2的 固

19、 定C3的 還 原積 累 、增 加消 耗 、減 少 環(huán) 境 變 化 的 情 況 ？ ？ ？以 上 分 析 只 表 示 條 件 改 變 后 短 時(shí) 間 內(nèi) 各 物 質(zhì) 相 對 量 的 變 化 ， 而 非 長 時(shí) 間 。 考 點(diǎn) 整 合 提 升 ： C3 、C5 、H、ATP等物質(zhì)含量變化 連續(xù)光照和間隔光照下的有機(jī)物合成量分析(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的H和ATP在葉綠體中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成。(2)一直光照條件下，會造成H、ATP的過度積累，利用不充分；光照和黑暗間隔條件下， H、ATP基本不積累，能夠被充分利用；因此在光照時(shí)間相同的條件下

20、，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機(jī)物積累量要多。例如：若同一植物處于兩種不同情況下進(jìn)行光合作用，甲一直光照10分鐘，黑暗處理10分鐘；乙光照5秒，黑暗處理5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機(jī)物：甲乙。 2NH3 + 3O2 硝 化細(xì) 菌 2HNO2 + 2H2O + 能 量2HNO2 + O2 硝 化細(xì) 菌 2HNO3 + 能 量CO2 + H2O 酶 （ CH2O ） + O2化能合成作用1.化能合成作用的概念: 自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，能夠利用體外環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物,這種合成作用化能合成作用,此類生物屬化能自養(yǎng)型。2.硝化細(xì)菌的化能合成作用 項(xiàng)目 化

21、能合成作用 光合作用不同 能量來源 體外無機(jī)物氧化放出的能量 光能生物類型 原核生物(如硝化細(xì)菌等) 主要為綠色植物,還有藍(lán)藻等相同 代謝類型 自養(yǎng)需氧型物質(zhì)變化 將無機(jī)物(CO2和H2O等)轉(zhuǎn)化為儲存能量的有機(jī)物生態(tài)地位 生產(chǎn)者 1.右圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中ag為物質(zhì)，為反應(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.圖中表示水分的吸收，表示水的光解B.c為ATP，f為HC.將b物質(zhì)用18O標(biāo)記，最終在(CH2O)中能檢測到放射性D.圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍(lán)紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活 躍的化學(xué)能 2.在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常

22、進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是A.C3和C5都迅速減少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加，C5迅速減少D.C3迅速減少，C5迅速增加 A.t1 t2，葉綠體類囊體薄膜上的色素吸 收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多B.t2 t3，暗反應(yīng)限制光合作用；若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高C.t3 t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng) 增強(qiáng)的結(jié)果D.t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接 產(chǎn)物含量降低3.(2018臨川第二中學(xué)調(diào)研)右圖是水生植物黑藻在

23、光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是 C 1.內(nèi) 部 因 素 植 物 種 類 不 同同 一 植 物 在 不 同 的 生 長 發(fā) 育 階 段同 一 植 物 在 不 同 部 位 的 葉 片 （ 葉 齡 ）影 響 光 合 作 用 強(qiáng) 度 的 因 素 ： 1.內(nèi) 部 因 素 植 物 種 類 不 同同 一 植 物 在 不 同 的 生 長 發(fā) 育 階 段同 一 植 物 在 不 同 部 位 的 葉 片 （ 葉 齡 ） 1.內(nèi) 部 因 素 植 物 種 類 不 同同 一 植 物 在 不 同 的 生 長 發(fā) 育 階 段同 一 植 物 在 不 同 部 位 的 葉 片 （ 葉 齡 ）OA段

24、：AB段 ：BC段 ： 幼 葉 ， 隨 幼 葉 的 不 斷 生 長 ， 葉 面 積 不 斷 增 大 ， 葉 綠 體不 斷 增 多 ， 葉 綠 素 含 量 不 斷 增 加 ， 光 合 速 率 不 斷 提 高 壯 葉 ， 葉 片 面 積 、 葉 綠 體 和 葉 綠 素 都 處 于 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ，光 合 速 率 也 基 本 穩(wěn) 定 。 老 葉 ， 隨 著 葉 齡 的 增 加 ， 葉片 內(nèi) 葉 綠 素 被 破 壞 ， 光 合 速率 也 隨 之 下 降 。 應(yīng) 用 ： 栽 培 作 物 培 養(yǎng) 時(shí) 適 當(dāng) 摘 除 老葉 和 發(fā) 黃 的 葉 ， 可 降 低 有 機(jī) 物 消 耗 。 溫 度pH強(qiáng) 度波 長

25、 澆 水 Mg2+施 肥 空 氣 中 的 濃度施 肥 外 部 因 素光 （ 光 強(qiáng) 、 光 質(zhì) ） 、 溫 度 、 CO2濃 度 、 礦 質(zhì) 元 素 、 水 等 光 照 強(qiáng) 度O2的產(chǎn)生量 O A光 照強(qiáng) 度 溫 度 、 CO2 光 合 作 用 隨 著 光 照 強(qiáng) 度 的 變 化 而 變 化 。 一 定 范 圍 內(nèi) ， 隨 著光 照 逐 步 增 強(qiáng) 光 合 作 用 也 隨 著 加 快 ； 但 是 光 照 增 強(qiáng) 到 一 定 程 度 ，光 合 作 用 速 度 不 再 增 加 。 B 真 光 合 作 用 O 光 照 強(qiáng) 度 A B C在 黑 暗 中 呼 吸 所 放 出 的 CO2( 陽 生 植 物

26、D(1)綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進(jìn)行呼吸作用,測得的數(shù)值為呼吸速率(A點(diǎn))。(2)綠色組織在有光條件下,光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行,測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。 (1 )描 述 曲 線 ：(2 )起 點(diǎn) ：（ 若 溫 度 不 變 ， 則 呼 吸 速 率 不 變 ）(3 )比 較 大 小 ： （ 光 合 作 用 速 率 與 呼 吸 作 用 速 率 ）A、 B、 C點(diǎn) ， AB、 BC段(4 )光 補(bǔ) 償 點(diǎn) ， 光 飽 合 點(diǎn)(5 )移 動8 若 圖 示 為 陽 生 植 物 ， 則 陰 生 植 物 ， A、 B、 C 點(diǎn) 如 何 移 動 ？若 呼 吸 速 率 增 加 ， 光 補(bǔ) 償 點(diǎn) 如

27、 何 移 動 ？缺 Mg時(shí) B點(diǎn) 如 何 移 動 ？(6 )改 變 ： 若 將 縱 坐 標(biāo) 改 為 O 2 的 吸 收 量 ， 則 曲 線 如 何 變 化 ？(7 )應(yīng) 用 ：(8 )計(jì) 算 ： 光合作用速率 CO2濃 度 光 照 強(qiáng) 度 改 變 時(shí) ， CO2補(bǔ) 償 點(diǎn) 和 CO2飽 和 點(diǎn) 的 變 化光 反 應(yīng) 增 強(qiáng) ， 單 位 時(shí) 間 產(chǎn) 生 更 多 的 ， 單 位 時(shí)間 還 原 C3量 ， 對 CO2利 用 率 ， 光 合 速 率 ， 因此 光 合 速 率 可 以 在 更 的 CO2濃 度 下 與 細(xì) 胞 呼 吸 速 率 相 等 ，即 CO 2補(bǔ) 償 點(diǎn) 。 ATP和 H 增 大 增

28、 大 增 大 低 降 低 CO2濃 度 n點(diǎn) 之 后 的 限 制 因 素 是 ， 而 增 強(qiáng) 光 照 ，光 反 應(yīng) ， 植 物 暗 反 應(yīng) 固 定 的 CO2 ， 因 此 CO2飽 和 點(diǎn) 。 光 照 強(qiáng) 度 、 溫 度 增 強(qiáng) 增 多 右 移 CO2濃 度 溫 度 酶 活 性1） 溫 度2） 溫 度 是 影 響 氣 孔 開 閉 的 因 素 之 一 光 合 作 用 強(qiáng) 度應(yīng) 用 ： 農(nóng) 作 物 增 產(chǎn) 措 施a 適 時(shí) 播 種 :b 溫 室 栽 培 ：盛 夏 的 中 午 ， 溫 度 高 ， 氣孔 大 多 關(guān) 閉 ， 植 物 因 為 缺少 CO 2而 光 合 作 用 強(qiáng) 度 下 降 。 晴 天

29、： 白 天 適 當(dāng) 升 溫 ， 晚 上 適 當(dāng) 降 溫 以 保 持 較 高 的 晝 夜 溫 差 連 續(xù) 陰 雨 天 ： 白 天 和 晚 上 均 降 溫 “午 休 ” 現(xiàn) 象 4、 必 需 元 素 的 影 響 ： 1、 描 述 曲 線 ：2、 分 析 下 降 原 因 ：3、 應(yīng) 用 ：5、 水 分 的 影 響 ：1、 影 響2、 應(yīng) 用 6、 多 因 子 對 光 合 作 用 速 率 的 影 響P點(diǎn) ：Q點(diǎn) ： 限 制 光 合 速 率 的 因 素 為 橫 坐 標(biāo) 所 表 示 的 因 子 ，隨 該 因 子 的 不 斷 加 強(qiáng) ， 光 合 速 率 不 斷 提 高 橫 坐 標(biāo) 所 表 示 的 因 素 ，

30、 不 再 是 影 響 光 合 速 率 的因 子 ， 若 要 提 高 光 合 速 率 ， 可 采 取 適 當(dāng) 提 高 圖示 中 的 其 他 因 子 的 方 法 提高作物產(chǎn)量的途徑【提醒】途徑 措施或方法延長光照時(shí)間 補(bǔ)充光照增大光合作用面積 間作、合理密植提高光合作用效率 提供適宜光照強(qiáng)度、提高CO2濃度(如通風(fēng))、合理施肥(供應(yīng)適量必需礦質(zhì)元素)提高凈光合作用速率 維持適當(dāng)晝夜溫差(白天適當(dāng)升溫晚上適當(dāng)降溫) 1.2017北京卷 某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如圖3-10-15所示。據(jù)此,對該植物生理特性理解錯(cuò)誤的是 ()A.呼吸作用的最適溫度比光合作用的高B.凈光合作用的最適溫度約為2

31、5 C.在025 范圍內(nèi),溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大D.適合該植物生長的溫度范圍是1050 圖3-10-15D考點(diǎn)互動探究 2.將某綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉容器中,保持適宜的pH和溫度,改變其他條件,測定細(xì)胞懸浮液中溶解氧的濃度,結(jié)果如圖3-10-16所示。下列有關(guān)綠藻細(xì)胞代謝的說法正確的是 ()A.前5分鐘只進(jìn)行呼吸作用B.第4分鐘只發(fā)生光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.第7分鐘C5的含量瞬間增加D.912分鐘光合作用速率等于呼吸作用速率考點(diǎn)互動探究 圖3-10-16D 考點(diǎn)互動探究 D 4.某生物研究小組對栽培在密閉玻璃溫室中的植物進(jìn)行研究,用紅外線測量儀測出室內(nèi)CO2濃度變化,并繪制出與時(shí)

32、間關(guān)系的曲線(如圖3-10-19所示)。根據(jù)曲線所得到的結(jié)論是 ()A.光合速率等于呼吸速率的點(diǎn)是b點(diǎn)和c點(diǎn)B.d點(diǎn)植物體內(nèi)有機(jī)物含量比a點(diǎn)多C.光合速率最大的是b點(diǎn),最小的是c點(diǎn)D.呼吸速率最高的是b點(diǎn),最低的是c點(diǎn)考點(diǎn)互動探究 圖3-10-19 A 影響光合速率的因素及相關(guān)曲線分析1.光合作用的晝夜變化曲線的分析(1)曲線解讀MN和PQ:夜晚植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸;植物體內(nèi)有機(jī)物的總量減少,環(huán)境中CO2量增加,O2量減小。NP:光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行。NA和EP:清晨和傍晚光照較弱,光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;植物體內(nèi)有機(jī)物的總量減少,環(huán)境中CO 2量增加,O2量減少。A點(diǎn)和E點(diǎn):光合作

33、用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,CO2的吸收和釋放達(dá)到動態(tài)平衡;植物體內(nèi)有機(jī)物的總量不變,環(huán)境中CO2量不變,O2量不變。AE:光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;植物體內(nèi)有機(jī)物的總量增加;環(huán)境中CO2量減少,O2量增加。C點(diǎn):葉片表皮氣孔部分關(guān)閉,出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。E點(diǎn):光合作用產(chǎn)物的積累量最大。 影響光合速率的因素及相關(guān)曲線分析(2)一晝夜有機(jī)物的積累量(用CO2表示)的計(jì)算方法方法1:一晝夜有機(jī)物的積累量=白天從外界吸收的CO 2量-晚上呼吸作用釋放的CO2量,即S3-(S1+S4)。方法2:一晝夜有機(jī)物的積累量=白天固定的CO2量-24 h呼吸作用釋放的CO2量,即多邊形NBCDP的面積-矩形O

34、MQF的面積=(S2+S3)-(S1+S2+S4)=S3-(S1+S4)。注:方法1中用的是凈光合作用量,方法2中用的是總光合作用量。 考法2 影響光合速率的因素及相關(guān)曲線分析2.密閉玻璃鐘罩內(nèi)CO2濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線各點(diǎn)含義及形成原因的分析:(1)AB段:無光照,植物只進(jìn)行呼吸作用。(2)BC段:溫度降低,呼吸作用減弱。(3)CD段:4時(shí)后,微弱光照,植物開始進(jìn)行光合作用,但光合作用強(qiáng)度呼吸作用強(qiáng)度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。(6)H點(diǎn):隨光照減弱,光合作用強(qiáng)度下降,光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度。(7)HI段:光照繼續(xù)減弱,光合作用強(qiáng)度0 ，m2 n2 0C圖甲中E點(diǎn)以后，圖乙中n4

35、不再增加，其主要原因是m1 的值太低D圖甲中C點(diǎn)時(shí)，圖乙中有m1 n1 m4 n4D 真 題 回 顧 ： 以 測 定 的 CO2吸 收 量 與 釋 放 量 為 指 標(biāo) ， 研 究 溫 度 對 某 綠 色 植 物 光 合作 用 與 呼 吸 作 用 的 影 響 ， 結(jié) 果 如 圖 所 示 。 下 列 分 析 正 確 的 是 （ ） A 光 照 相 同 時(shí) 間 ， 35 時(shí) 光 合 作 用 制造 的 有 機(jī) 物 的 量 與 30 時(shí) 相 等B 光 照 相 同 時(shí) 間 ， 在 20 條 件 下 植 物積 累 的 有 機(jī) 物 的 量 最 多C 溫 度 高 于 25 時(shí) ， 光 合 作 用 的 制 造的

36、有 機(jī) 物 量 開 始 減 少D 兩 曲 線 的 交 點(diǎn) 表 示 光 合 作 用 制 造 的與 呼 吸 作 用 消 耗 的 有 機(jī) 物 的 量 相 等 A 夏 季 的 一 天 中 CO2 吸 收 和 釋 放 變 化 曲 線 圖 ：考 點(diǎn) 整 合 提 升 ： 一 晝 夜 中 光 合 與 呼 吸 的 分 析 密 閉 的 環(huán) 境 中 ， 一 晝 夜 CO2 含 量 的 變 化 曲 線 ：考 點(diǎn) 整 合 提 升 ： 一 晝 夜 中 光 合 與 呼 吸 的 分 析 例 如 ： 下 圖 表 示 甲 、 乙 兩 種 植 物 的 C02吸 收 量 或 C02釋 放 量 隨 著 光 照 強(qiáng) 度 的 變化 而 變

37、 化 的 曲 線 圖 。 下 列 敘 述 正 確 的 是 ( ) A.甲 、 乙 兩 植 物 的 最 大 光 合 作 用 強(qiáng) 度 一 樣B.如 果 在 圖 中 M點(diǎn) 突 然 停 止 光 照 ， 短 期 內(nèi) 葉綠 體 中 C5化 合 物 的 含 量 將 會 增 加C.當(dāng) 平 均 光 照 強(qiáng) 度 在 X和 Y之 間 (每 日 光 照 12h)，植 物 一 晝 夜 中 有 機(jī) 物 積 累 量 的 變 化 是 甲 減 少 、 乙 增 加D.當(dāng) 光 照 強(qiáng) 度 為 Z時(shí) ， 光 強(qiáng) 不 再 限 制 乙 植 物 的 光 合 作 用 ，而 限 制 甲 植 物 的 光 合 作 用 C 角度1考查光合速率和呼吸

38、速率的關(guān)系1.2017山東師大附中一模 某校生物興趣小組以玉米為實(shí)驗(yàn)材料,研究不同條件下細(xì)胞光合作用速率和呼吸速率的關(guān)系,并繪制了A、B、C、D四幅圖。其中圖中m點(diǎn)不能表示光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等的是 ()考點(diǎn)互動探究命題角度 A B C D圖3 -1 0 -3 1 考點(diǎn)互動探究答案 A解析 虛線表示光照下二氧化碳的吸收量,代表凈光合速率,因此m點(diǎn)表示凈光合速率=呼吸作用速率,A符合題意;m點(diǎn)之前二氧化碳濃度逐漸升高,m點(diǎn)之后二氧化碳濃度逐漸降低,說明m點(diǎn)時(shí),光合速率=呼吸作用速率,B不符合題意;m點(diǎn)是光合作用速率曲線與呼吸作用速率曲線相交的點(diǎn),表明m點(diǎn)時(shí),光合速率=呼吸作用速率,C不符

39、合題意;m表示光補(bǔ)償點(diǎn),此時(shí)光合速率=呼吸作用速率,D不符合題意。 角度2考查植物生長的條件2.2017湖北荊州中學(xué)月考(二) 如圖3-10-32所示的兩盆植物被完全密封,甲不透光,乙無色透明可透光。光照兩小時(shí)后,其結(jié)果可能是 ()A.甲植物增重,裝置內(nèi)氣體的量減少B.乙植物增重,裝置內(nèi)氣體的量減少C.甲植物減輕,裝置內(nèi)氣體的量不變D.乙植物減輕,裝置內(nèi)氣體的量不變考點(diǎn)互動探究 圖3 -1 0 -3 2 考點(diǎn)互動探究答案 C解析 依題意可知,甲不透光,其中的植物不能進(jìn)行光合作用,在短期內(nèi)只進(jìn)行有氧呼吸,在有氧呼吸過程中,植物每吸收1 mol的氧氣就會釋放1 mol的二氧化碳,所以甲中植物減輕,

40、裝置內(nèi)氣體的量不變。乙無色透明可透光,其中的植物既能進(jìn)行光合作用,也能進(jìn)行有氧呼吸,而且光合作用強(qiáng)度大于有氧呼吸強(qiáng)度,在光合作用過程中,植物每吸收1 mol的二氧化碳就會釋放1 mol的氧氣,所以乙中植物增重,氣體的量不變。綜上所述,A、B、D三項(xiàng)均錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。 考點(diǎn)互動探究3.2017全國卷 圖3-10-35是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題:(1)圖中 代表的物質(zhì)依次是、,H代表的物質(zhì)主要是。 (2)B代表一種反應(yīng)過程,C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),D代表線粒體,則ATP合成發(fā)生在A過程,還發(fā)生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒

41、精,出現(xiàn)這種情況的原因是。圖3-10-35 考點(diǎn)互動探究答案 (1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或還原型輔酶) (2)C和D(3)在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸解析 (1)圖中 由H2O光解生成,同時(shí) 轉(zhuǎn)化生成了NADPH, 轉(zhuǎn)化生成了ATP,所以 分別代表O2、NADP+、ADP+Pi; 可以將CO2固定成C3,所以 代表C5(五碳化合物);D中H代表的物質(zhì)主要是還原型輔酶,即NADH。(2)B為暗反應(yīng)階段,消耗ATP;C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),是進(jìn)行有氧呼吸第一階段的場所;D代表線粒體,是進(jìn)行有氧呼吸第二、三階段的場所。有氧呼吸的三個(gè)階段均有ATP生成。(3)在缺氧條件下,丙酮酸在酶的催化下會轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭?并放出二氧化碳。