1、(对应学生用书P60)一、捕获光能的色素和结构1捕获光能的色素(1)绿叶中色素的提取和分离可以利用提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许和碳酸钙，其中前者有助于，后者可防止在研磨中被破坏。无水乙醇二氧化硅研磨充分色素分离的原理是利用色素在层析液中的不同，的在滤纸上扩散的快，反之则慢。(2)色素的种类和吸收光谱溶解度溶解度大色素种类颜色吸收光谱滤纸条上位置叶绿素(约占3/4)叶绿素a主要吸收中下层叶绿素b类胡萝卜素(约占1/4)胡萝卜素主要吸收叶黄素中上层蓝绿色黄绿色橙黄色黄色红光和蓝紫光蓝紫光最下层最上层2.叶绿体的结构和功能(1)结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外部有双层膜，内部的基粒是由堆
2、叠而成的。(2)色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于，与光合作用有关的酶分布在和。(3)功能：进行的场所。类囊体类囊体薄膜上类囊体薄膜基质光合作用问题探究1：能进行光合作用的生物一定含有叶绿体吗？提示：不一定，如光合细菌、蓝藻等不含叶绿体，但能进行光合作用。二、光合作用的原理和应用1光合作用的探索历程年代科学家观点(结论)1771 英国，普利斯特利植物可以1779 荷兰，英格豪斯只有在，植物才能更新空气1785明确植物吸收CO2，放出O21845 德国，梅耶光合作用把光能转换为1864 德国，萨克斯光合作用的产物除O2外，还有1939 美国，鲁宾和卡门证明光合作用释放的O2来自于更新空气阳光照
3、射下化学能淀粉水2.光合作用的过程(1)光反应场所：叶绿体的上。条件：、色素、酶、水等。物质变化：将水分解为和，将 ADP 和 Pi 合成。能量变化：光能转变为活跃的。类囊体薄膜光能O2HATP化学能(2)暗反应场所：叶绿体的中。条件：、H、ATP、CO2等。物质变化CO2的固定：C5CO2酶。C3的还原：2C3H酶ATP。能量变化：ATP中活跃的化学能转变为。基质2C3(CH2O)C5有机物中稳定化学能 酶问题探究2：光合作用过程中，各种中间产物的量是相对稳定的，为什么？提示：光合作用是一个动态过程，某一物质既是上一个反应的产物，又是下一个反应的底物，各种物质相互制约，达到动态稳定。3光合作
4、用原理的应用(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造的数量。(2)影响光合作用强度的因素包括空气中的浓度、土壤中和矿质元素的多少、光的以及温度的高低等。糖类CO2水分强弱4化能合成作用(1)概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些氧化时所释放的能量来制造的合成作用。(2)实例：硝化细菌能利用氨氧化成和时所释放的化学能，将和合成。无机物有机物亚硝酸硝酸CO2H2O糖类问题探究3：试分析，影响光合速率的内部因素有哪些？提示：(1)与植物自身的遗传性有关，如阴生植物、阳生植物，如图1所示。(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数也会制约光合作用，如图2、图3所示。【答案】2叶绿体中的色素都能吸收
5、、传递和转换光能。()【答案】一、判断题1不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关。()3叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，因此红色或蓝紫色大棚膜，棚内光合效率最高。()【解析】无色大棚膜各色光均能透过，能量最高，光合效率最高。【答案】4水是光合作用光反应的底物，也是暗反应的产物。()【解析】光反应中水的光解反应水为底物；暗反应中，C3化合物的还原过程中有水产生。【答案】5在某些植物的移栽过程中，常剪去枝叶，主要目的是降低呼吸强度，减少有机物的消耗。()【解析】剪去枝叶的主要目的是降低蒸腾强度，减少水分的损失。【答案】6炎热的夏季、中午植物光合强度下降，主要影响因素是温度。()
6、【解析】炎热的夏季、中午气温过高，蒸腾过强，植物叶片产生保护性反应，气孔关闭，CO2摄入减少，光合强度下降。因此，影响光合作用的主要因素不是温度或水，而是CO2浓度。【答案】二、选择题7(2012海南单科)关于叶绿体色素的叙述，错误的是()A叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能【解析】本题主要考查叶绿体色素的种类、含量、吸收光的种类等方面的知识。叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占3/4，类胡萝卜素约占1/4。利用层析液可分离叶绿体色素，提取的叶绿体色素仍可吸收光能，但叶绿体结
7、构被破坏，导致完整的光合作用不能进行。【答案】D8(2012河北质量检测(一)下列关于绿色植物叶肉细胞生理活动的叙述，正确的是()A叶绿体放出氧气的速率有可能与线粒体消耗氧气的速率相等B叶绿体白天进行着ATP的合成，夜晚进行着ATP的水解C随CO2浓度的增大，叶绿体的光合速率增大，线粒体的呼吸速率减小D线粒体产生的CO2在光照时全部扩散到叶绿体中，黑暗时全部扩散到细胞外【解析】叶肉细胞白天进行光合作用和细胞呼吸，夜晚进行细胞呼吸。有ATP的合成与水解。【答案】A9(2013河南洛阳)右图为光合作用过程示意图，在适宜的条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中
8、含量的变化将会是()Aa上升、b下降 Ba、b都上升Ca、b都下降Da下降、b上升【解析】据图分析可知：a、b、c分别为H，ATP和CO2，如果突然降低CO2浓度，则暗反应水平下降，其消耗的光反应产物H和ATP减少，H和ATP积累，即a、b都上升。故答案选B。【答案】B三、非选择题10下图是某高等植物叶绿体进行光合作用的图解，请据图完成下列问题：(1)图中A表示的结构是由_堆叠而成的。若f为高能化合物，则b、c代表的物质名称依次是：_。(2)h与i反应生成j的过程称为_，j与f、e反应称为_。(3)依据图分析，影响光合作用的外界条件有水分的供应、环境中的二氧化碳的浓度、光照和_等。(4)若g用
9、于细胞的有氧呼吸，则相关反应式为_。【解析】(1)图中A表示由类囊体堆叠而成的光反应的场所叶绿体基粒，a、b、c、e、f、g、h、i、j分别是水、氧气、ADP、NADPH、ATP、糖类、C5、CO2、C3。(2)由h与i反应生成j的过程称为CO2的固定。j与f、e反应称为三碳化合物的还原。(3)影响光合作用的因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度、矿质元素、水等。(4)书写细胞呼吸反应式时注意项目要齐全，不能缺少酶、能量，反应前后的水不能抵消，且不能用ATP替代能量。【答案】(1)类囊体 O2和ADP(2)二氧化碳固定 三碳化合物的还原(或答“C3被还原”)(3)温度(或答“矿质元素”)(4)C6
10、H12O66O26H2O酶6CO212H2O能量(对应学生用书P61)1.绿叶中色素的提取与分离(1)实验原理 叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素进行分离。(2)实验流程2绿叶中色素种类及其吸收光谱色素种类吸收光吸收光谱图示叶绿素(含量约占3/4)叶绿素a(蓝绿色)吸收红光和蓝紫色叶绿素b(黄绿色)吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素(含量约占1/4)胡萝卜素(橙黄色)吸收蓝紫光叶黄素(黄色)吸收蓝紫光3.色素
11、的分布、功能及特性(1)分布：叶绿体类囊体的薄膜上。(2)功能：吸收光能、传递光能(四种色素)、转化光能(只有少数处于特殊状态的叶绿素a)。(1)(2012上海单科)下图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()A红色 B黄色 C绿色 D紫色(2)(2011江苏)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射、光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()A光吸收差异显著，色素带缺第2条B光吸收差异不显著，色素带缺第2条C光吸收差异显著，色素带缺第3条D光吸收差异不显著，色素带缺第3条【解析】(1)本题主要考查叶绿体色
12、素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位置，粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。(2)正常叶的色素层析条带有四条，从上到下依次分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素吸收蓝紫光，基本不吸收红光。【答案】(1)B(2)B1.色素提取与分离实验的基本技术要求(1)实验成功的关键 叶片要新鲜、颜色要深绿。滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。滤液细线不仅要细、直，而且要含有比较多的色
13、素。滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中。(2)注意事项 制备定性滤条时，注意双手尽量不要接触纸面，以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm，高出的部分做直角弯折。画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。研磨要迅速、充分。a.因为酒精容易挥发；b.为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；c.叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。制备滤条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。2拓展与归纳(1)影响叶绿素合成的因素 光照：光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，因而叶片发黄。温
14、度：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。低温时，叶绿素分子易被破坏，因而叶子变黄。矿质元素：叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻。(2)对叶绿体色素吸收光谱的理解 不同颜色的光线会对植物的生长发育产生不同的影响。叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。(3)色素吸收光谱的应用不同颜色温室大棚的光合效率 无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色
15、光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。实验室中黑暗处理有机物时需要有光条件下操作时最好选用绿光灯。1(2013安徽示范校)近日，澳大利亚学家从蓝藻中提取到了一种被称作叶绿素f的新叶绿素，它能够吸收红光和红外光进行光合作用。下列有关叙述正确的是()A叶绿素f主要分布在蓝藻叶绿体的类囊体薄膜上B叶绿素f能够吸收红光和红外光，扩大了可利用的太阳能的范围C叶绿素f具有与叶绿素a和叶绿素b相同的生理功能D用纸层析法分离蓝藻细胞中的色素将获得5条色素带【解析】蓝藻属于原核生物，无叶绿体；叶绿素f能够吸收红光和红外光，因此扩大太阳能利用范围
16、；叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，而叶绿素f能够吸收红外光，三者的功能不同；蓝藻细胞中含有藻蓝素、叶绿素a、b、f，没有类胡萝卜素，故用纸层析法分离将获得4条色素带。【答案】B2(2013湖北荆州质检()右图表示用某种颜色的叶片做实验材料，做“叶绿体中色素的提取和分离”实验的纸层析结果。下列叙述或判断中，不正确的是()A距离滤液细线(点样处)最远的色素带呈橙黄色B距离滤液细线(点样处)最近的色素带，其色素在层析液中的溶解度最小C所用实验材料的叶片呈绿色D所用实验材料的叶片呈黄色【解析】由层析结果可知，由左到右四条色带分别为叶绿素b(黄绿色)，叶绿素a(蓝绿色)，叶绿素(黄色)和胡萝卜素
17、(橙黄色)，距点样处最远的色素带在层析液中的溶解度最大，距点样处最近的色素带在层析液中的溶解度最小。根据色素的相对浓度可知，该叶片叶绿素含量较少，而类胡萝卜素含量较高，因此该叶片颜色为黄色。故A、B、D正确，C错误。【答案】C3下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题，分析回答：(1)剪碎5 g新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中，加入SiO2后，经迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是没有加入_，使得_。(2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上
18、却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是_。(3)若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是_。(4)实验结束几天后，甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。甲同学认为这是由于叶片中叶绿素降解所造成的，乙同学则认为是类胡萝卜素含量增加所致。根据所学知识，设计实验来判断哪个同学的观点正确。实验过程：从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄叶片和绿色鲜嫩的叶片，分别编号为A、B两组。_。实验结论：与B组相比，若A组滤纸条只有上面两条色素带或上面两条色素带较B组的窄，则_的观点是正确的。_，则_的观点是正确的。【解析】(1)在色素的提
19、取过程中，研磨时要加入碳酸钙，防止叶绿素在研磨过程中被破坏，加入无水乙醇，让色素溶解并提取出来。(2)乙同学滤纸条上无色素带，说明滤液细线中的色素溶解到层析液中，即层析液触及滤液细线。(3)Mg是合成叶绿素的必需元素，无Mg不能合成叶绿素a和叶绿素b。(4)通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降解而减少，某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片，实验组选取已变黄的叶片，通过提取分离这两种叶片中的色素，比较各种色素的含量，得出结论。【答案】(1)碳酸钙和无水乙醇 叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来(2)层析液触及滤液细线(3)缺Mg植物不能合成叶绿素(4)实验过程：在相同
20、条件下，进行绿叶中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片色素的组成和含量实验结论：甲同学 与B组相比，若A组滤纸条上面的两条色素较宽 乙同学1.过程图解2光反应与暗反应比较项目光反应暗反应场所基粒类囊体膜上叶绿体的基质条件色素、光、酶、水、ADP多种酶、CO2、ATP、H反应H、O2、ATP有机物、ADP、Pi、水物质变化比较项目光反应暗反应能量变化光能电能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能糖类等有机物中稳定的化学能实质光能转变为化学能，水光解产生O2和H同化CO2形成(CH2O)联系光反应为暗反应提供H和ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料(1)下
21、图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是()A是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中B是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段C是三碳化合物，能被氧化为(CH2O)D是ATP，在叶绿体基质中生成(2)下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用的原料，表示相关过程，有关说法不正确的是()A图中过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜B光合作用过程中H来源于过程中水的光解，用于过程C3的还原C在有氧呼吸的第一阶段，除了产生了H、ATP外，产物中还有丙酮酸D、过程中产生ATP最多的是过程【解析】(1)根据光合作用图解可知，图中是光合色素，分布在叶绿体类囊体薄膜(基粒)上；是氧气，可
22、参与有氧呼吸的第三阶段，与有氧呼吸第一、二阶段产生的H结合生成水，释放大量的能量；是三碳化合物，在由光反应阶段提供的H和ATP的作用下还原为(CH2O)；是ATP，在叶绿体类囊体薄膜(基粒)上生成。(2)相当于有氧呼吸第一、二阶段，为第三阶段，其中产生ATP最多的是第三阶段(即)。【答案】(1)B(2)D1.光合作用产物与底物间各种元素之间的相互关系(1)氧元素H2OO2CO2CH2O(2)碳元素：CO2C3(CH2O)。(3)氢元素：H2OH(CH2O)。2光照和CO2浓度对光合作用过程及中间产物的影响及动态变化规律3光合作用与有氧呼吸之间的关系类型内容项目光合作用有氧呼吸代谢类型合成代谢(
23、或同化作用)分解代谢(或异化作用)场所叶绿体活细胞(主要在线粒体中)条件光、色素、酶酶、有光无光均可进行物质变化类型内容项目光合作用有氧呼吸能量变化光能化学能(储能)化学能ATP热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量联系特别提醒：(1)光合作用只有植物的绿色细胞和光合细菌能进行，但细胞呼吸则是所有活细胞都能进行的。(2)光合作用光反应产生的ATP只供暗反应利用，而细胞呼吸产生的ATP可供各项生命活动利用。(3)光合作用的光反应中产生的H来自于水的光解，用于暗反应中C3的还原以生成(CH2O)；有氧呼吸中产生的H来自第一、二阶段有机物的氧化，用于第三阶段与O2结合生成H2O，并
24、产生大量ATP。(4)原核生物虽无叶绿体或线粒体，但也可进行光合作用(如蓝藻)和有氧呼吸(如蓝藻、根瘤菌等)。(5)生命活动的能量供应过程：光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能生命活动12,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分离出类囊体，置于2,6二氯酚靛酚溶液中，对其进行光照，发现溶液变成无色，并有氧气释放。此实验证明()A光合作用在类囊体上进行B光合作用产物O2中的氧元素来自CO2C光反应能产生还原剂和O2D光合作用与叶绿体基质无关【解析】依据题中信息可判断：光照后溶液变为无色，说明有还原剂产生；有氧气释放，说明该过程有氧气产生。类囊体
25、是光合作用光反应阶段的场所，说明光反应能产生还原剂和O2。【答案】C2(2013湖北荆州质检(一)如图表示某植物细胞内的代谢过程，下列有关叙述不正确的是()AX、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸B、过程都产生HC过程发生在线粒体基质中，过程发生在叶绿体基质中D四个过程既不消耗氧气也不产生氧气【解析】由图可知：过程是细胞呼吸的第一个阶段，该阶段发生在细胞质基质中，过程是细胞呼吸的第二个阶段，过程是光合作用的暗反应中的还原阶段，过程是暗反应中的CO2的固定阶段，因此Y物质是丙酮酸，X物质是三碳化合物。【答案】C3如图表示生物体部分代谢过程。下列有关分析正确的是()A和过程中H的产生场所分别是叶绿体
26、和线粒体B过程、都能产生ATPC和过程可发生在同一细胞中D病毒能进行过程【解 析】H2O 被 分 解 产 生 H 和 O2 一 定 是 光 反 应，C6H12O6分解为丙酮酸和H及丙酮酸分解为CO2和H一定是细胞呼吸，据此可区分各代表的生理过程。答案选C。【答案】C1.内部因素(1)同一植物的不同生长发育阶段根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。(2)同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：OA段为幼叶，随幼叶的生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体、叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态
27、，光合速率也基本稳定。BC段为老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶、茎叶蔬菜及时换新叶，这样可减少其细胞呼吸对有机物的消耗。2单因子外界因素的影响(1)光照强度曲线分析aA点光照强度为零，只进行细胞呼吸，A点即表示植物呼吸速率。bAB段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度，B点称为光补偿点，阴生植物光补偿点左移(如虚线所示)。cBC段表明随光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。
28、C点对应的光照强度称为光合作用的饱和点，C点对应的CO2吸收值表示净光合速率。d真正光合速率净光合速率呼吸速率。应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置、合理采伐，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。(2)CO2浓度曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图2中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B点都表示CO2饱和点。应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。(3)矿质元素曲线的含义：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提
29、高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。(4)温度曲线分析：温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的。应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度；增大昼夜温差获得高产。(2012全国)金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。据图回答下列问题：(1)该研究探讨了_对金鱼藻_的影响。其中，因变量是_。(2)该研究中净光合
30、速率达到最大时的光照度为_lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气_mol。(3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是_。【解析】本题主要考查环境因素对光合作用影响的相关知识。(1)由图示信息知：实验研究了光照度、NaHCO3浓度、pH对金鱼藻净光合速率的影响。因变量随自变量变化而变化，曲线图的横、纵坐标分别表示自变量和因变量。(2)由图b知：金鱼藻达到最大净光合速率所对应的光照度处于10.0103 lx和15.0103 lx之间，即12.5103 lx。由图a知：曲线与纵轴的交点即为金鱼藻在黑暗环境中的耗氧速率。(3)因pH能影响酶的活性，故净光合速率随pH变化而变
31、化。【答案】(1)光照度、pH、NaHCO3浓度 净光合速率 净光合速率(2)12.5103 8(3)酶活性受pH的影响1.多因子外界因素对光合作用速率的影响(1)曲线分析 P点前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。P点到Q点之间，限制因子既有横坐标因素，也有其他因素。Q点后，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。(2)应用温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2
32、浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。2光合作用速率与呼吸作用速率(1)呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。(2)净光合速率和真正光合速率 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：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。(3)光合速率与呼吸速率的关系绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。真正光合速率
33、净光合速率呼吸速率。3表观(净)光合速率的测定方法(如图)(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是净光合速率。(3)条件：整个装置必须在光下。4当外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律(1)若呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。(2)若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动
34、。1(2012天津理综)设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率净光合速率呼吸速率)，结果见图。据图判断，下列叙述正确的是()A与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的H多B与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多C若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1K2K3D密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物【解析】本题综合考查了光合作用、呼吸作用及种群数量等相关知识。由图示信息获知，d1与d3浓度相比，净光合速率相等，d1浓度下呼吸速率高，光合速率大，光反应生成的H多
35、，A正确；与d2浓度相比，d3浓度下细胞呼吸速率低，产生的ATP少，B不正确；三种浓度条件下蓝藻的光合速率大小关系为d2d1d3，对应的种群的K值应是K2K1K3，C不正确；密闭光照下，蓝藻进行光合作用产生氧气，不能判断其是否为兼性厌氧生物，D不正确。【答案】A2(2012山东理综)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是()A甲植株在a点开始进行光合作用B乙植株在e点有机物积累量最多C曲线bc段和de段下降的原因相同D两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭【解析】本题主要考查了环境因素对植物光合速率影响的相关知识。图中两曲线可表示植物
36、的净光合速率，a点时光合速率等于呼吸速率，说明甲植株在a点前就已经开始进行光合作用，A错误；乙植株在18时后净光合速率小于0，该植株在18时有机物的积累量最多，B错误；曲线bc段下降的原因是气孔关闭，乙植株因二氧化碳供应不足导致光合速率下降，曲线de段光合速率下降的原因则是光照强度减弱，C错误。分析两曲线bd段可知，中午时乙植株出现净光合速率先下降后上升的现象，这可能是由于乙植株气孔发生关闭造成的，而甲植株没有发生类似的现象可能是甲植株气孔无法关闭，D正确。【答案】D3(2012郑州三模)景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中(如图一所示)；
37、白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用(如图二所示)。十字花科植物B的CO2同化过程如图三所示，请回答下列问题。(1)植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)的原因是缺乏暗反应必需的_，白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有：_。(2)在上午10：00点时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A叶肉细胞和植物B叶肉细胞中C3含量的变化趋势分别是_、_(填升高、降低或基本不变)。(3)植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的，推测植物A生活环境最可能是_。从进化角度看，这种特点的形成是_的结果。(4)如果用如下图所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的
38、关系，且测量指标为装置中O2含量的变化，则该装置需要进行适当修改，具体修改措施是_，为使测得O2的变化量更精确，还应再设量对照装置，该装置的容器和小烧杯中应分别放入_。【解析】本题主要考查光合作用的相关知识及学生的获取信息的能力和识图能力。(1)暗反应的进行需要光反应提供H和ATP，晚上因光反应不能进行而缺少H和ATP，故植物A夜晚不能合成(CH2O)；白天因植物A气孔关闭，细胞内CO2的来源有细胞呼吸产生的CO2和苹果酸经脱羧作用释放的CO2。(2)上午10：00时，植物A的气孔关闭，外界CO2浓度的变化对细胞内C3的含量基本没有影响，而B植物气孔没有关闭，外界环境中CO2浓度降低时，CO2
39、固定形成的C3减少而C3还原正常进行，所以B植物C3含量降低。(3)白天高温干旱环境下，植物关闭气孔从而降低植物体内H2O的散失，这是自然选择的结果。(4)要探究光照强度和光合速率的关系，需保证光合作用的正常进行，且光照强度应为单一变量，所以小烧杯内的蒸馏水应换为CO2的缓冲液或NaHCO3溶液来维持装置内CO2的浓度，为使测得O2的释放量更精确，还应再设置对照装置以校正因气压变化而引起液滴的移动。校正装置中，除植物是同种的死亡植物以外，其他条件完全相同。【答案】(1)ATP和H 苹果酸经脱羧作用释放的和呼吸作用产生的(2)基本不变 降低(3)炎热干旱 自然选择(4)将小烧杯中的蒸馏水换成CO
40、2缓冲液或碳酸氢钠溶液 死的植物幼苗和CO2缓冲液1.概念：化能合成作用是一些生物(如硝化细菌)利用化学能(体外环境物质氧化释放的能量)把CO2和H2O合成储存能量的有机物的过程。2实例：硝化细菌主要有两类：一类是亚硝化细菌，可将氨氧化成亚硝酸；另一类是硝化细菌，可以把亚硝酸氧化成硝酸，两者都能利用释放的能量都能把无机物合成有机物。3光合作用和化能合成作用可用下式表示三种单细胞生物均具有细胞壁、没有核膜，它们生活所需条件如下(“”表示需要)，下列说法错误的是()生物必需的生活条件水O2CO2C6H12O6NH3光甲乙丙A.甲能通过叶绿体将CO2和H2O转化成有机物B乙在生态系统的成分中可能是分
41、解者C丙能进行化能合成作用，能量来源是氨的氧化D甲、丙是需氧型生物【解析】甲需要光、O2及CO2，而不需要C6H12O6，说明甲能进行光合作用合成有机物，但甲是原核生物，不具有叶绿体；乙需要C6H12O6，但不需O2，说明乙为厌氧异养生物；丙需要O2、CO2和NH3，但不需光和C6H12O6，说明丙可利用NH3氧化释放的能量来合成有机物。【答案】A光合作用与化能合成作用的比较项目化能合成作用光合作用不同点动力来源体外无机物氧化放出的能量光能相关生物类型原核生物(如硝化细菌等)主要为绿色植物，还有蓝藻、光合细菌等相同点代谢类型自养型物质变化将无机物(CO2等)转化为储存能量的有机物反应式相关生物
42、在生态系统中的地位生产者1化能合成作用的原料是()ANH3 BHNO3CCO2和H2O D化学能【解析】硝化作用是指NH3O2 HNO2O2 HNO3这一过程，而化能合成作用是指硝化细菌或亚硝化细菌利用上述反应释放的能量有无机物合成有机物的过程，其原料为CO2和H2O。【答案】C2(2013河北联考)对如图所示生物体部分代谢过程的分析正确的是()A过程需要的酶存在于线粒体内膜和基质B能进行过程的生物无核膜，属于生产者C和过程只能发生于不同的细胞中D过程只能在植物细胞的叶绿体中进行【解析】过程表示光合作用，其场所一般是叶绿体，但是有些原核生物没有叶绿体，也可以进行光合作用。过程表示呼吸作用的有氧
43、呼吸过程，其场所是细胞质基质、线粒体。过程表示硝化细菌的化能合成作用，硝化细菌属于原核生物，无核膜，因为能够制造有机物，所以属于生产者。过程表示呼吸作用的无氧呼吸过程，同一个细胞在不同的条件下既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。【答案】B(对应学生用书P67)易错点1：对光合色素的提取与分离的过程记忆与理解不清提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是()A未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高【错因分析】部分同学思考问题不缜密，认为
44、未见色素带，就是没有叶绿素，因此叶片可能来自于黄化叶片，而错选A，殊不知黄花叶片中是含有类胡萝卜素的；还有一部分同学混淆了提取液和分离液(层析液)，而错选D，胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在层析液中的溶解度最高。【正确解答】叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂中，由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色，所以，提取液呈现绿色。叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，如胡萝卜素在层析液中扩散得最快；溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，如叶绿素b。A选项中未见色素带，其原因是操作失误，不可能是选材不正确。选C。(2011安徽)生物老师买来新鲜的菠菜带领同学们做“
45、绿叶中色素的提取和分离”实验。实验结束时有几位同学发现自己的滤纸条上色素带已充分展开，但颜色却比其他同学的浅，而滤液细线处仍然浓绿。出现该现象最可能的原因是()A滤纸条没有干燥 B绿叶研磨不充分C滤液的用量不足 D层析的时间不够【解析】色素带已充分展开，说明层析的时间足够；滤液细线处仍然浓绿，说明绿叶研磨充分；而色素带的颜色浅，只能是滤液的用量不足。【答案】C易错点2：对影响光合色素的因素及其应用掌握不好在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如图，请回答问题。(1)9 h10 h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是
46、_；10 h时不再产生ATP的细胞器是_；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即_停止ATP的合成，_成为ATP合成的唯一场所。(2)若在8 h时，将容器置于冰浴中，请推测光合速率会出现的变化及其原因。【错因分析】错填的原因主要是：易错题号错因分析(1)不能全面准确地分析影响光合作用的因素。影响光合作用的因素主要有光照强度、CO2浓度和温度，因为CO2充足，就错误地认为此时影响光合作用的因素是温度，忽略了图中的关键信息(呼吸速率)未发生急剧变化(2)组织答案针对性不强，缺乏规范性。要将原因和结果表达清楚，将容器置于冰浴中，由于温度降低，导致酶活性下降，而致
47、使光合速率下降【正确解答】(1)光照强度 叶绿体 线粒体 细胞质基质(2)光合速率下降，相关酶的活性因降温而下降。将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用和呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表示所示。下面对该表数据分析正确的是()温度()5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50A.昼夜不停地光照，在35时该植物不能生长B昼夜不停地光照，在20时该植物生长得最快C每天光照12小
48、时，20时该植物积累有机物最多D每天光照12小时，30时积累的有机物是10时的2倍【解析】表中“光照下吸收CO2(mg/h)”代表的是净光合作用速率，“黑暗中释放CO2(mg/h)”代表的是呼吸作用速率。由表可知，在昼夜不停地光照条件下，只要净光合作用速率大于0，植物就可以正常生长，A项错误。净光合作用速率越大，植物生长越快，故昼夜不停地光照，在25时该植物生长得最快。有机物积累量光照下积累的有机物量黑暗下消耗的有机物量，故每天光照12小时，黑暗12小时，在20时该植物的有机物积累量最大。每天光照12小时，30时积累的有机物量是：(3.503.00)12 6(mg)，10 时 积 累 的 有
49、机 的 量 是：(1.75 0.75)1212(mg)，两者的比值为0.5。【答案】C(2011潍坊)玉米是我省主要的农作物，常用作农业科研的重要材料。图一表示玉米细胞的某一生理状态，图二表示两个环境因素对光合速率的影响情况。请据图回答：(1)图一所示生理状态_(能/不能)在图二曲线中找到对应点，若玉米长期处于图一所示生理状态则不能正常生长，原因是_。(2)请在图一中用箭头标出此状态时氧气的移动方向。(3)图二中M点限制光合速率的主要因素是_，b点以后的主要限制因素是_。(4)图二中两个环境因素影响的光合作用过程分别是_；_。请根据图二信息，提出一项增加大田玉米产量的可行性建议：_。【解析】本
50、题考查影响光合作用的因素及其应用。【答案】(1)能 光合作用强度小于呼吸作用强度，有机物不能积累(2)见下图(3)光照强度 CO2浓度(4)光照强度影响光反应 CO2浓度影响暗反应 合理密植、增施有机肥等呼吸作用和光合作用的关系呼吸作用和光合作用的关系可以从物质和能量两个方面理解：1物质方面CO2：CO2 光合作用(CH2O)细胞呼吸CO2H2OO：H2O光反应O2 有氧呼吸H2OH：H2O光反应H暗反应CH2O有氧呼吸第一、二阶段H 有氧呼吸第三阶段H2O2能量方面光合作用和呼吸作用的联系可以归纳为如下图解：相关题目往往结合某一条件下的光合速率和呼吸速率进行考查，使得题目难度增大。如图表示光
51、合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径及能量转换过程，图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是()A在元素转移途径中，与、与表示的生理过程相同B在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有C在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是和DATP中的能量不仅可以来自光能，也可以来自有机物中的化学能；ATP中的化学能可以转变为化学能而不能转变为光能【解析】光合作用中，和表示光反应中水的光解，表示暗反应，表示暗反应中C3的还原。有氧呼吸中，表示第一阶段，表示第二阶段，表示第一、二阶段，和表示第三阶段。在小麦根尖成熟区细胞中不能进行光合作用但能进行有氧呼吸，能发生等生理过程。在有氧呼吸过程中，产生能量最多的是第三阶段，即过程和。ATP中的能量可以来自光能(光合作用)和有机物中的化学能(细胞呼吸)，也可转变为光能(生物的发光)和化学能(物质合成代谢)。【答案】D课时作业(十一)
