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1、最新考纲最新考纲高频考点高频考点叶绿体中的色素及光合作用叶绿体中的色素及光合作用的过程的过程C3植物与植物与C4植物的概念及叶植物的概念及叶片结构的特点片结构的特点提高农作物的光能利用率提高农作物的光能利用率共生固氮微生物与自生固氮共生固氮微生物与自生固氮微生物微生物生物固氮的意义及在农业生生物固氮的意义及在农业生产上的应用产上的应用1. 从从C4植物叶片结构分析植物叶片结构分析C4植植物光合作用强度高的原因物光合作用强度高的原因2用显微镜观察鉴别用显微镜观察鉴别C3、C4植植物物3C3植物和植物和C4植物叶片中淀粉植物叶片中淀粉粒存在位置的实验探究粒存在位置的实验探究4探究根瘤菌的结构与生物
2、固探究根瘤菌的结构与生物固氮的关系氮的关系5分析氮循环中各种生理活动分析氮循环中各种生理活动过程及地位过程及地位课时课时1光合作用生物固氮光合作用生物固氮一、光能在叶绿体中的转换一、光能在叶绿体中的转换1光能转换成电能光能转换成电能(1)色素的功能色素的功能吸收和传递光能：吸收和传递光能： 。绝大多数的叶绿素绝大多数的叶绿素a、全部的叶、全部的叶绿素绿素b、胡萝卜素和叶黄素、胡萝卜素和叶黄素吸收转换光能： 。(2)电子的来源、去路最初电子供体：少数特殊状态的叶绿素a。最终电子供体： 。最终电子受体： 。(3)场所：类囊体上。少数处于特殊状态下的叶绿素少数处于特殊状态下的叶绿素aNADP水水 2
3、电能转换成活跃的化学能 (1)活跃的化学能储存在ATP和 中 (2)反应式：ADPPi能量ATP 酶,NADPH (3)场所： 。 3活跃的化学能转换为稳定的化学能 (1)过程：C3的还原，其中还原剂为 。 (2)产物：葡萄糖等有机物。 (3)场所：叶绿体基质NADPHNADPH2e类囊体类囊体NADPH1与光合作用有关的色素和酶各分布何处？与光合作用有关的色素和酶各分布何处？2NADPH有什么作用？有什么作用？ 二、C3植物和C4植物 1C3植物 (1)CO2的固定途径：只有 ，其场所为叶肉细胞的叶绿体。 (2)叶片结构特点：叶肉细胞中有叶绿体， 细胞中不含叶绿体。C3维管束鞘维管束鞘 2C
4、4植物 (1)CO2的固定途径：C3和 ，其中前者在 细胞中进行，后者在叶肉细胞中进行。 (2)叶片结构特点：维管束鞘细胞与其外面的一圈叶肉细胞形成 结构。前者含有 的叶绿体，后者含有正常的叶绿体。 (3)实例：高粱、玉米、苋菜、甘蔗。 (4)C4植物光合作用的特点： 。C4维管束鞘维管束鞘“花环型花环型”没有基粒没有基粒C4植物能利用低浓度的植物能利用低浓度的CO2进行光合作用，而进行光合作用，而C3植物不能植物不能 三、提高农作物光合作用效率 1提高光能的利用率 延长 时间：一年多茬种植。 增加光合作用面积：合理密植，提高农作物的光合效率。光合作用光合作用 2提高农作物的光合效率 (1)光
5、照强弱的控制 四、生物固氮 1概念：固氮微生物将大气中的 的过程。 2固氮微生物的种类 (1)共生固氮微生物以根瘤菌为例 代谢类型： 特点： 与豆科植物互利共生：豆科植物 根瘤菌。 具有一定的特异性，不同的根瘤菌只能侵入特定种类的豆科植物。 能刺激豆科植物形成根瘤。氮还原成氨氮还原成氨异养需氧型异养需氧型 (2)自生固氮微生物以圆褐固氮菌为例 代谢类型： 。 特点： 能独立进行固氮，并且有较强的固氮能力。 能够分泌 ，促进植株的生长和果实的发育。异养需氧型异养需氧型生长素生长素3圆褐固氮菌生活在土壤里，产生的圆褐固氮菌生活在土壤里，产生的NH3还需经过还需经过哪些生理过程才能被植物吸收？哪些生
6、理过程才能被植物吸收？ 五、氮循环 1氮由无机环境进入生物群落 (1)氮气转化为化合态的氮：生物固氮、高能固氮、工业固氮，其中以 为主。 (2)植物以 的方式吸收含氮的无机盐离子。 2氮元素在生物群落中以 的形式进行传递。 3氮元素返回无机环境的途径 (1)条件：缺氧。 (2)参与生物：反硝化细菌。 (3)过程：硝酸盐 氮气。生物固氮生物固氮主动运输主动运输含氮有机物含氮有机物亚硝酸盐亚硝酸盐 思考探讨提示： 1色素只分布在类囊体薄膜上；酶分布在类囊体和叶绿体基质中。 2NADPH作还原剂，还原C3，储存着活跃的化学能，暗反应中转换成稳定的化学能。 3需要在土壤中硝化细菌的作用下将NH3氧化成
7、NO，以主动运输方式被植物吸收。一、一、C4植物的特点植物的特点1叶片的结构特点叶片的结构特点 2生理过程特点 (1)C4植物的CO2固定有2次，即CO2C4C3，第一次形成C4，不仅需要酶，还消耗能量。 (2)CO2还原的场所是维管束鞘细胞中的叶绿体，因此光合作用产物淀粉粒的位置不在叶肉细胞，而在维管束鞘细胞。 (3)C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，对CO2的利用率较高(如下图)，因此C4植物能适应高温、强光照、干旱环S境。 3鉴别C3、C4植物的方法C3植物植物C4植物植物同位素标同位素标记法记法14CO214C3(14CH2O)14CO214C414C3(14
8、CH2O)从从解解剖剖学学方方面面叶叶肉细胞肉细胞排列疏松、无排列疏松、无“花环型花环型结构结构呈呈“花环型花环型”排排列列维维管束鞘细管束鞘细胞胞无叶绿体无叶绿体有叶绿体有叶绿体(无基粒无基粒)从生理学从生理学方面鉴别方面鉴别对低浓度的对低浓度的CO2利用利用率低率低光合效率低光合效率低可有效利用低可有效利用低浓度的浓度的CO2光合效率高光合效率高从分类学从分类学方面鉴别方面鉴别大多为双子叶植物大多为双子叶植物大多为单子叶植大多为单子叶植物物类型依据方法 (1)C4途径中固定CO2的酶(PEP羧化酶)有很强的亲和能力，可以将大气中的低浓度CO2固定下来，起到CO2泵的作用，提高了C4植物利用
9、CO2的能力。 (2)干旱条件下，叶片气孔关闭，C4植物能利用叶肉细胞间隙的低浓度CO2进行光合作用，C3植物不能。 (3)CO2的固定次数及是否耗能： C3植物：固定一次，不消耗能量CO2 C52C3。 C4植物：固定两次，消耗能量(PEP形成时消耗能量)。 1(2008年四川理综)分别取适宜条件下和低温低光照强度条件下生长的玉米植株叶片，徒手切片后，立即用碘液染色，置于显微镜下观察，发现前者维管束鞘细胞有蓝色颗粒，而后者维管束鞘细胞没有蓝色颗粒，后者没有的原因是() A维管束鞘细胞不含叶绿体，不能进行光合作用 B维管束鞘细胞能进行光反应，不能进行暗反应 C叶片光合作用强度低，没有光合作用产
10、物积累 D叶片光合作用强度高，呼吸耗尽光合作用产物 【解析】C4植物玉米具有“花环结构”，其中外圈细胞具有正常的叶绿体，可进行光反应阶段和CO2的第一次固定。维管束鞘细胞没有基粒或基粒发育不良，只进行暗反应阶段，最终只在维管束鞘薄壁细胞中形成淀粉。在“低温低光照条件下”光合作用虽能进行，但强度较弱，没有淀粉积累，故不会出现“蓝色反应”。 【答案】C 2(2009年福建省质检)下列是关于光合作用的反应式(所有反应均满足反应条件)，其中错误的是 () ANADP2eH能量 NADPH B2H2O 4e4HO2 CADPPi能量 ATP D特殊状态下叶绿素a特殊状态下叶绿素ae 【解析】考查光合作用
11、过程。A反应中，随着光能转换成电能，NADP得到两个电子(含较高能量)和一个氢离子就形成了NADPH，不需要能量，其反应式为：NADP2eHNADPH。NADPH中的能量来自高能电子。 【答案】A 二、氮循环及参与氮循环的几种微生物的比较 1过程 2参与氮循环的几种微生物的比较作用作用代谢类型代谢类型在生态系统中在生态系统中的地位的地位根瘤菌根瘤菌固氮作用固氮作用(N2NH3)异养需氧型异养需氧型消费者消费者圆褐固氮菌圆褐固氮菌固氮作用固氮作用(N2NH3)异养需氧型异养需氧型分解者分解者细菌、真菌细菌、真菌氨化作用含氮化合物氨化作用含氮化合物NH3异养需氧型异养需氧型分解者分解者硝化细菌硝化
12、细菌硝化作用硝化作用(NH3NO)自养需氧型自养需氧型生产者生产者反硝化细菌反硝化细菌反硝化作用反硝化作用(N O N2)异养厌氧型异养厌氧型分解者分解者3 (2009年北京理综年北京理综)小麦和玉米的小麦和玉米的CO2固定量随固定量随外界外界CO2浓度的变化而变化浓度的变化而变化(如下图如下图)。下列相关叙述不。下列相关叙述不正确的是正确的是() A小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关 BCO2浓度在100 mgL1时小麦几乎不固定CO2 CCO2浓度大于360 mgL1后玉米不再固定CO2 DC4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2 【解析】由图示相关数据可看出：在图示的CO2浓
13、度范围内，小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关。CO2浓度在100 mgL1时，C3植物小麦几乎不固定CO2，而C4植物玉米固定CO2量较高。故C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2。当CO2浓度大于360 mgL1时，玉米已达到CO2最大固定量不再增加，而不是不再固定CO2。 【答案】C不同植物光合作用强度与不同植物光合作用强度与CO2的关系的关系 从图示可解读以下信息： (1)图甲中A(A)点表示植物进行光合作用时所需最低CO2浓度，C4植物对CO2的利用率高。 (2)图乙中B(B)点表示光合作用吸收CO2和细胞呼吸释放CO2相等，即光补偿点(CO2补偿点)。阴生植物的光补偿点
14、(CO2补偿点)低于阳生植物，只有在大于光补偿点(CO2补偿点)时，植物才会积累有机物。 (3)图甲、乙中C(C)和D(D)点分别表示CO2饱和点、光饱和点。阴生植物的光饱和点(CO2饱和点)低于阳生植物，利用此特点可合理间行套种农作物。 (2008年全国)下列对根瘤菌的叙述，正确的是() A根瘤菌在植物根外也能固氮 B根瘤菌离开植物根系不能存活 C土壤淹水时，根瘤菌固氮量减少 D大豆植株生长所需的氮都来自根瘤菌 【解析】根瘤菌只有侵入到豆科植物的根细胞内才能固氮；根瘤菌离开植物的根系后可以存活，但是不能固氮；根瘤菌的异化作用属于需氧型，在土壤淹水、无氧的情况下，根瘤菌的数量减少，导致固氮量减
15、少；大豆生长需要的氮一部分由根瘤菌提供，还有一部分由根从土壤中吸收而来。 【答案】C 鉴别C3、C4植物的方法 (1)同位素标记CO2转移途径方法鉴别 (2)从植物形态方面鉴别 制作植物叶片横切面临时装片，用显微镜主要通过观察以下两个方面判断： (3)从生理学方面利用碳同化能力差异鉴别 饥饿处理的生长健壮的C3、C4植物分别置于相同的低CO2浓度环境中(如玻璃罩下)培养观察植株生长状况或鉴定淀粉的生成量 科学家发现生长在高温、强光照和干旱环境中的植物气孔关闭时，C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，C3植物则不能。 (1)取自热带不同环境下的甲、乙两种长势良好，状态相似的
16、草本植物，已知甲是C4植物，乙不知其光合作用固定CO2的类型。请利用一个密闭大玻璃钟罩，完成初步判断乙植物是C3植物还是C4植物的实验。 原理：_ 方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予_条件培养。连续若干天，观察记录它们的生长情况。 预期结果： _。 _。 对结果的分析：_。 (2)对于以上的分析，用显微镜从形态学方面加以进一步验证。 方法：制作乙植物的叶片叶脉横切的临时装片，用显微镜观察。 结论：如果视野中看到_， 乙是C3植物；如果看到的是_， 则乙是C4植物。 (3)研究性学习小组欲观察两种植物光合作用形成的淀粉粒在叶片内的位置有何不同，叶片用碘液染色后制成的横切片在显微镜下
17、只能看到绿色颗粒，却看不到淀粉粒，正确的操作应该是 _。 【解析】本题考查实验设计以及显微镜的使用能力。通过对C3、C4植物叶片维管束鞘细胞结构特点的比较以及碳同化途径的不同，对实验结果进行预测并分析。C4植物因其固定CO2的途径特殊，能利用叶肉细胞间隙中浓度很低的CO2进行光合作用，故将二者放于密闭钟罩内时，C4植物耐受低CO2浓度环境的时间应更长。 【答案】(1)原理：在高温、干旱和强光照射下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低，C4植物能利用较低浓度CO2，生长良好，而C3植物不能 方法：高温、干旱和强光照 预期结果：乙植物与甲植物生长状态相似乙植物逐渐枯萎，而甲植
18、物依然健壮 对结果的分析：若出现第种情况，乙植株为C4植物；出现第种情况，乙植株为C3植物 (2)没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体有“花环型”结构或维管束鞘细胞中有叶绿休 (3)绿色叶片应该先在热的酒精中脱去叶绿素，再染色、制片 1(2009年北京理综)在光照下，小麦(C3植物)叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都能发生的生理过程是() A水光解释放O2B固定CO2形成三碳化合物 C产生ATP和H D光合色素吸收并转换光能 【解析】A、B、D三个选项属于光合作用中发生的化学变化。小麦是C3植物，其维管束鞘细胞中无叶绿体，不能进行光合作用；但是小麦维管束鞘细胞可以进行呼吸作用，产生ATP和
19、H。 【答案】C 2(2010年新余市第一中学第一次模拟)小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化(如下图)。下列相关叙述不正确的是 () A小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关 BCO2浓度在100mgL1时小麦几乎不固定CO2 CCO2浓度大于360 mgL1后玉米不再固定CO2 DC4植物比C3植物更能有效地利用低浓度CO2 【答案】C 3(2010年新余市第一中学第一次模拟)下图是地球上氮循环以及氮在生物体内的转化过程示意图，下列说法错误的是() A过程的主要途径是生物固氮 B完成过程的生物可促进氮循环，不利于土壤保持肥力 C完成过程的生物的新陈代谢类型与根瘤菌相同
20、D完成过程的生物在生态系统的成分中属于分解者 【答案】C 4(2010年河北唐山市摸底)如右图表示外界二氧化碳浓度与植物光合作用强度的关系，甲、乙、丙代表三种不同的植物。图中净生产量光合作用合成有机物的量呼吸作用消耗有机物的量。下列叙述正确的是 () A若其中有一种是C4植物，则这种C4植物最可能是甲 Ba点表示植物不进行光合作用 Cb点的数值越小，其对二氧化 碳的利用能力就越弱 Dd点限制光合作用强度进一步增加的主要原因是暗反应 【答案】A 5(2010年豫南九校联考)大气中的N2经固氮后形成的化合物中，哪一组化合物被植物体吸收后直接可用于蛋白质的合成 () ANH3和 NO BNH 和 N
21、O CNH 和 NH3 DNO 和 NO 【答案】C 6(2009年北京理综)为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用，美国一研究小组在某无人居住的落叶林区进行了3年实验。实验区是两个毗邻的山谷(编号1、2)，两个山谷各有一条小溪。1965年冬，研究人员将2号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量，发现2号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%。两条小溪中的硝酸盐含量变化如下图所示。 请回答问题： (1)大气中的N2进入该森林群落的两种途径有_。在森林群落中，能从环境中直接吸收含氮无机物的两大类生物是_。 (2)氮元素以N2、NO 和_的形式被生物吸收，进入
22、细胞后主要用于合成_两类生物大分子。 (3)图中显示，1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化，其原因是不同季节生物_。 (4)1966年5月后，2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高，主要的两个原因是_。 (5)硝酸盐含量过高的水不宜饮用。在人体消化道中，硝酸盐可转变成亚硝酸盐。NO 能使DNA中CG碱基对中的“C”脱氨成为“U”。上述发生突变的碱基对经两次复制后，在该位点上产生的碱基对新类型是_、_。 (6)氮元素从森林群落输出的两种途径是：_， _。 (7)该实验结果说明森林群落中植被的两个主要作用是_。 【解析】(1)大气中的N2通过生物固氮、闪电固氮和工业固氮三条途径进入生物群落。而
23、森林群落无肥料的施入，故大气中的N2进入森林群落的途径有生物固氮和闪电固氮两条途径。 (2)植物和微生物能从环境中直接吸收NO、NH等含氮无机物。进入细胞内的氮主要用于合成含氮的化合物，如蛋白质、核酸等。 (3)因不同季节生物对硝酸盐的利用量不同(如12月5月植物对硝酸盐吸收量较少)，故1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性变化。 (4)2号山谷溪水中硝酸盐含量急剧升高，说明硝酸盐来源增多(即动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪)，而硝酸盐的去路(即植物对硝酸盐的吸收)丧失。 (5)由题意知：NO导致CG变为UG，只有发生碱基替换的DNA链经两次复制后能产生碱基对新类型，即TA、UA。 (6)通过反硝化细菌的作用，可将NO还原成N2返回大气，也可以通过雨水冲刷由河流带出森林群落。 【答案】(1)生物固氮、闪电固氮植物和微生物(2)NH蛋白质、核酸(3)对硝酸盐的利用量不同(4)丧失了植被对硝酸盐的吸收动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪(5)TAUA(6)通过细菌的作用将硝酸盐最终变成N2返回大气雨水的冲刷(7)涵养水源、同化无机环境中的氮元素