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1、 高中生物专题复习光合作用专题1、实验：绿叶中色素的提取和分离2、实验中的注意事项及操作目的过程注意事项操作目的提取色素(1)选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高(2)研磨时加无水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素(5)盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素(1)滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散(2)滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠(3)滤液细线干燥后再画两次使分离出的色素带清晰分明(4)滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中实验结果：3、捕获光能的色素和结构4、光反应与暗反应
2、的比较：过 程光反应暗反应图解条 件必须在光下有光、无光都可以场 所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化水的光解2H2O4HO2ATP的合成：ADPPiATP能量转化光能电能活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，如图：酶光合作用的总反应式： 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2 5、光合作用与细胞呼吸的相关测定 （1）光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、（CH2O）等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。（2）在有光条件下，植
3、物同时进行光合作用和细胞呼吸,实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量,称为表观光合速率，而植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。如右图所示。 （3）呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2 增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。 （4）一昼夜有机物的积累量（用CO2量表示）可用下式表示:积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸释放的CO2量。（5）判定方法若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收 值为0，则为真正（实际）光合速率，若是负值则为表观光合速率。若所给数值为有光条件下绿色植物的测定 值，则为表观光合速率。有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一
4、般为真正（实际）光合速率。6、净(表观)光合速率与实际(总)光合速率细胞微观水平分析图1 1个植物细胞 图2 置于小室中的植株注m表示CO2n表示O2图3植物细胞气体代谢状况(1)呼吸速率a用产物CO2表示：m1即线粒体释放CO2量或“黑暗”条件下细胞或植物体释放CO2量(如图3中)。b用底物O2表示：n1即线粒体吸收O2总量或“黑暗”条件下细胞或植物体从外界吸收的O2量。(2)总光合速率a用CO2表示：m1m2即“叶绿体”利用CO2或固定CO2总量(此为呼吸量与净光合量之和)。b用O2表示：n1n2即叶绿体产生或释放O2总量(此为呼吸耗O2量与净光合量之和)。(3)净光合速率(v净v总v呼)
5、a可用底物CO2表示：m2即植物或细胞从外界吸收的CO2量。b可用产物O2表示：n2即植物或细胞向外界释放的O2量。其中图3中、v净0只有在此状态下植株才能生长。(4)相关曲线分析7、探究光合作用与细胞呼吸的关系7.1、实验装置7.2、 装置比较单一变量的控制及作用装置1装置2装置3材料发芽种子发芽种子煮熟的种子试剂20%NaOH溶液5 mL蒸馏水5 mL蒸馏水5 mL导致瓶内气压变化的气体O2(因CO2被吸收) (呼吸引起)CO2O2(差值) (呼吸引起)CO2O2(差值)(环境引起)作用物理误差的校正对照(装置1和2)等量NaOH溶液和蒸馏水单一变量控制对照(装置2和3)等量发芽的种子和煮
6、熟的种子单一变量控制7.3、 探究细胞呼吸状况的实验装置及结果分析(1)欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，即装置1和装置2。(2)结果与分析若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼吸产CO2量与耗O2量相等)。若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只产CO2，不耗O2)。若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置1与装置2液滴均左移，则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。(与糖类相比，脂肪C、H比例高，O的比例低，故氧化分解时释放相同CO2时，
7、脂肪消耗的O2多，故CO2/O21。)a为使实验结果精确，排除实验误差还应设置装置3，以便校正。b进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”，而不是“先结论后结果”，如上。7.4、 若将装置1改为探究光合作用和呼吸作用与光照强度的关系，则：(1)装置需改动的地方有三处将“发芽种子”换成“能进行光合作用的材料”。将“NaOH溶液”换成“Na2CO3/NaHCO3缓冲液”，保证CO2的相对稳定。置于不同的光照强度下，观察液滴移动。(2)结果分析：若红色液滴右移，说明光照较强，光合作用大于细胞呼吸作用，释放O2使瓶内气压增大；若红色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸作用大于光合作用，吸收O2使瓶内气压减
8、小；若红色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用等于细胞呼吸作用，释放的O2量等于吸收的O2量，瓶内气压不变。典型例题：请利用上图装置完成对某植物光合、呼吸强度的测定，并分析回答有关问题：实验目的实验 30 分钟后红墨水滴移动情况测定植物净光合作用强度甲装置_(填“左移”或“右移”)4.5 厘米乙装置右移 0.5 厘米测定植物呼吸作用强度甲装置_1.5 厘米(填“左移”或“右移”)乙装置右移 0.5 厘米问：假设红墨水滴每移动 1 厘米植物体内的葡萄糖增加或减少 1 克，植物的实际光合速率是_克/小时。假设每天光照 15个小时，一昼夜积累葡萄糖_克(不考虑昼夜温差的影响)。8、人为创设条件，看物
9、质变化：（5）探究外界条件变化时C5、C3、H等物质含量的变化表条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少H和ATP的含量减少或没有增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加（6）模型法分析物质的量的变化曲线图 10 / 101某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()A甲可能是因为研磨时未加入SiO2B乙可能是因为研磨时未加入CaCO3C丙可能误用蒸馏水做提取液和层析液D丁
10、是正确操作得到的理想结果【解析】色素的提取和分离实验中，SiO2可使菠菜叶研磨充分，CaCO3可防止叶绿素受到破坏，未加入SiO2或CaCO3时，会发生甲、乙图示的现象；丙图中色素含量基本为零，可能是误用蒸馏水做提取液和层析液的结果，C正确。丁图显示含量最高的是叶黄素，实际上正常绿色叶片中叶绿素a和叶绿素b多，D错误。【答案】D2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。实验结果如表所示：温度/ 5101520253035光照下吸收CO2/(mgh1)1.001.752.503.253.753.503.0
11、0黑暗中释放CO2/(mgh1)0.500.751.001.502.253.003.50下面对该表数据分析正确的是 ()A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 h,20 时该植物积累有机物最多D每天光照l2 h,30 时积累的有机物是10 时的2倍【解析】植物生长速度与其有机物积累速度有关，植物光照下吸收CO2的速率代表其净光合速率，故昼夜不停地光照，在35 时该植物可以生长。昼夜不停照光，在25 时该植物生长最快。每天光照12 h，在20 时该植物积累有机物最多。每天光照12 h,30 时积累的有机物是10 时的0.5倍。【答案】
12、C3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
13、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】D4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() AY2的质量大于Y3的质量B中小球藻的质量大于中小球藻的质量C中水的质量大于中水的质量D试管的质量大于试管的质量【解析】Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3；中小球藻中含有(CH218O)的有机物，而中小球藻含有(CH2O)的有机物，故中小球藻质量大于中
14、的小球藻质量；和中的水都为(CH218O)，且含量相同，因此质量相等；在试管和中原有质量相等的情况下，中释放出的是18O2，而中释放出的是O2，故剩余质量大于。故选C。【答案】C5 如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是()At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多Bt2t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高Ct3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果Dt4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低【解析】水
15、的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体的薄膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应，C项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。【答案】D6 如图曲线表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如曲线的变化。下列分析合理的是()A与y点相比较，x点
16、时叶绿体中C3化合物含量低B在y点时，适当升高温度可导致曲线由变为Cx点时光合作用的制约因素主要是叶绿体中色素的含量Dz点时光合作用的制约因素可能是二氧化碳浓度【解析】x点时，光照强度较弱，光反应提供的H和ATP较少，C3化合物的浓度较y点时高，A项不正确；题目中提到已是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B项不正确；制约x点的光合作用因素是光照强度，C项不正确；在适宜温度下和同等光照强度条件下，提高CO2浓度可大幅度提高光合作用速率，D项正确。【答案】D7 下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和H的变化，相关叙述正确的是()A过程发生在叶绿体类囊体的薄膜上，过程发
17、生在线粒体的内膜上B过程发生在线粒体中C过程均需要H和ATP提供还原剂和能量D过程产生的H是相同的物质，过程在线粒体中进行【解析】过程为水的光解，发生在叶绿体类囊体的薄膜上，过程为H与O2反应生成水的过程，属于有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，A项正确；过程为细胞呼吸的第一阶段，葡萄糖分解为丙酮酸的过程，发生在细胞质基质中，B项错误；过程为暗反应阶段中CO2的固定，过程为C3化合物的还原，C3化合物的还原需要H和ATP提供还原剂和能量，过程不需要，C项错误；过程为葡萄糖氧化分解产生H，与光合作用光反应过程产生的H不是同一种物质，D项错误。【答案】A8下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与
18、线粒体代谢简图。以下相关叙述，错误的是() A若细胞处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率B细胞没有与外界发生O2和CO2交换，可断定此时光合作用速率等于呼吸作用速率C细胞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对细胞的分析可得出，此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2【解析】黑暗中叶肉细胞只能进行细胞呼吸，不能进行光合作用，所以A项正确；细胞中线粒体释放的CO2正好用于叶绿体的光合作用，而叶绿体光合作用释放的O2正好用于线粒体的有氧呼吸，此时光合作用速率等于呼吸作用速率，B项正确；细胞需要不断从外界吸收CO2，可见光合作用速率大于呼吸作用速率
19、，细胞光合作用利用的CO2为线粒体呼吸释放CO2与从外界吸收CO2之和，C项正确；细胞需要不断从外界吸收O2，可见其光合作用释放的O2不足以供给线粒体呼吸，所以N1等于m2，D项错误。【答案】D9 以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是(双选)()A光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等B光照相同时间，在25 条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等【解析】该图纵坐标分别表示光照下二氧化碳的吸收量
20、(即植物积累的有机物量)和黑暗中二氧化碳的释放量(即呼吸作用)，因此，光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。35 时光合作用制造的有机物的量为(3.53)mg/h,30 时光合作用制造的有机物的量为(3.53)mg/h，故光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等；制造有机物的量最多的应该不是25 而是3035 ，积累量最多的才是25 ；光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等的点应该是光照下植物不吸收二氧化碳的点，而不是图中二者曲线的交点。【答案】AB10 下图为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程，有关说法正确的是()A过程中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光
21、和红光B过程只发生在叶绿体基质中，过程只发生在线粒体中C过程产生H，过程消耗H，过程既产生也消耗HD若过程的速率大于过程的速率，则甘蔗的干重就会增加【解析】叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错；图示过程为呼吸作用，发生在线粒体和细胞质基质中，B错；图示过程(光合作用光反应)产生H，图示过程(光合作用暗反应)消耗H，图示过程(细胞呼吸)既产生H，也消耗H，C正确；甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量，而图示仅为一个细胞中能量代谢过程，D错。【答案】C11下面为光合作用的过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，
22、则a、b在叶绿体中的含量变化将会是()Aa上升、b下降Ba、b都上升Ca、b都下降 Da下降、b上升【解析】图中a为H，b为ATP，c为二氧化碳，在光合作用的过程中突然将二氧化碳降低到极低水平，在其他条件不变的情况下，H和ATP的含量都会上升。【答案】B12用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的O2含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的O2含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析不合理的是()透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9 mg5.6 mg3.8 mgA.丙瓶中浮游植物的细胞产生H的场
23、所是细胞质基质和线粒体基质B在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的O2量约为1.1 mgC在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低D在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的O2量约为1.8 mg【解析】丙瓶不透光，生物只能进行细胞呼吸，产生H的场所有细胞质基质和线粒体基质。甲瓶与丙瓶O2量的差表示丙瓶细胞呼吸消耗的量。丙瓶不透光，一昼夜的时间内水样中生物均在进行呼吸作用，乙瓶透光，有光照时水样中生物会进行光合作用，消耗部分呼吸作用产生的CO2，因此一昼夜后，乙瓶水样pH比丙瓶的高。乙、丙瓶取自同一处，生物的种类和数量基本相同，细胞呼吸速率相同，乙瓶一昼夜的净光合量用O2表示为0.7 mg，细胞呼吸的
24、量用O2表示为1.1 mg，所以一昼夜乙瓶中生产者实际光合作用释放的O2量为1.8 mg。【答案】C13下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程，有关分析正确的是()A能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有、B阶段生成的H可作为还原剂用于过程生成水C过程、可为叶肉细胞吸收Mg2等提供动力D过程、进行的场所分别是叶绿体基质、细胞质基质、线粒体【解析】选A据图可知，阶段、分别代表光反应、暗反应、细胞呼吸，过程表示光反应产生ATP，表示C3的还原，过程分别表示二氧化碳的固定、无氧呼吸、有氧呼吸。能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有(光反应发生于类囊体薄膜)、中的过程(有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体
25、内膜上)；阶段生成的H将在过程中作为还原剂还原C3；过程和都合成ATP，可为细胞吸收Mg2等提供动力，但过程产生的ATP只能用于暗反应；过程进行的场所是叶绿体基质，过程进行的场所是细胞质基质，过程进行的场所是细胞质基质和线粒体。【答案】A14 某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下光合速率和呼吸速率(密闭装置)，绘出图甲、乙和丙，图中光合速率与呼吸速率并不相等的点是()Aa Bb Cc Dd【解析】图甲中光照下CO2的吸收速率表示植物的净光合速率，即真光合速率呼吸速率，故a点表示有机物的积累量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等。图乙中，从0：00到6：00，温室中CO2浓度升高，b点为转
26、折点，此时光合速率呼吸速率；c点也为转折点，此时光合速率呼吸速率。图丙中，曲线表示净光合速率，故d点时，光合速率呼吸速率。【答案】A15. 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ，如图表示30 时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 (原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是()A下移、右移、上移 B下移、左移、下移C上移、左移、上移 D上移、右移、上移【解析】图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ”可知当温度从30 降到25 时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，d点上移。b点表示光合作用强度细胞呼吸强度，在25 时细胞呼吸作用强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。【答案】C