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1、考点2光合作用专题三细胞呼吸与光合作用诊断基础整合要点探究考向一诊断基础1.光合作用的概念及其过程的正误判断(1)适宜条件下光合作用过程中RuBP/三碳酸分子的比值在停止供应CO2后比停止前高()(2)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与()(3)光合作用光反应阶段产生的NADPH可在叶绿体基质中作为还原剂()(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，碳反应强度也降低()(5)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应()答案(2)提高温度一定能促进三碳糖的生成()(3)水分亏缺主要是通过影响CO2进入叶肉细胞内而影响光合作用的()(4)正常生长的
2、绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞内的NADPH/NADP的比值下降()2.(加试)环境因素对光合速率的影响的正误判断(1)夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高()提提示示夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭，出现“午休”现象，导致光合作用的原料减少，小麦光合速率反而下降。答案提示3.(加试)光合作用与细胞呼吸的异同的正误判断(1)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP()提示提示ATP是物质不是能量。(2)夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量()(3)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长()(4
3、)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定()答案提示(5)如图是夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化，则甲植株在a点开始进行光合作用；乙植株在e点有机物积累量最多；曲线bc段和de段下降的原因相同()提提示示甲植株在a点光合速率呼吸速率，乙植株在18时有机物积累量最多，曲线bc段和de段下降的原因分别是部分气孔关闭、光强减弱。答案提示4.(综合应用)某研究小组进行某植物的栽培试验，图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸
4、曲线；图2为在恒温密闭玻璃温室中，连续24 h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。据图判断相关叙述并思考相关问题：(1)图1中，当温度达到55 时，植物光合作用相关的酶失活()(2)18 h时，图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量()(3)该植株在进行光合作用且吸收CO2的量为0时，在两图中的描述点共有4个()答案(4)依据图1可推知若温度保持在35 的条件下，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物能正常生长()(5)图2中经过连续24 h的培养，与0 h时相比，24 h时该植物的有机物量增多了()(6)图2中一昼夜温室中氧气浓度最高时在18
5、时，而最低是6时()答案(7)图1中实线在40 时的代谢特点是什么？在原题坐标图1中绘出40 之前和40 之后的真正的光合作用的相对强度。答答案案40 时光合速率与细胞呼吸速率相等。40 之前某温度条件下真正的光合作用的相对强度等于该温度条件下两曲线纵坐标值之和，40 之后某温度条件下真正的光合作用的相对强度等于虚线纵坐标值减掉实线所对应的纵坐标值，如图所示。答案(8)图1中，40 与60 时，CO2的吸收量均为0，二者的机理有区别吗？答答案案有区别，前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均为0(植物死亡)。答案二整合要点一、光反应、碳反应的一、光反应、碳反应的过程和物质变化过程和物
6、质变化1.光合作用的原理(1)光合作用基本过程图解类囊体膜2H+O2+2e-ATP叶绿体基质稳定NADPH三碳酸三碳糖RuBP(2)光反应与碳反应的关系光反应为碳反应提供 ，碳反应为光反应提供_ 。没有光反应，碳反应无法进行；没有碳反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。NADPH、ATPNADP、ADP和Pi2.外界条件变化对光合作用产物的影响变化条件三碳酸RuBPNADPH和ATP三碳糖CO2供应不变光照强弱光照弱强光照不变CO2充足不足CO2不足充足注注：此表只是对变化后短时间内各物质的相对量的变化作讨论，而不是长时间。用“”代表上升，“”代表下降。二、叶绿体色素的种类及提取与分离二、
7、叶绿体色素的种类及提取与分离1.填写滤纸条上色素的种类胡萝卜素最少叶黄素蓝紫叶绿素a叶绿素b最多红光和蓝紫2.填写图中3条曲线代表的3种色素的吸收光谱类胡萝卜素叶绿素b叶绿素a3.光合色素的提取与分离的原理、试剂(1)实验原理提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于 ，可用_等有机溶剂提取色素。分离：各种色素 不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得 ，反之则 ，从而使各种色素相互分离。(2)“光合色素的提取与分离”实验中的试剂、材料的作用95%的乙醇：；层析液：；SiO2：增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使 ；CaCO3：防止研磨过程中 。水95%的乙醇在层析液中的溶解度快慢溶解叶绿
8、体色素分离色素研磨更充分色素被破坏4.光合色素提取与分离实验的异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加 ，研磨不充分。使用放置数天的叶片，滤液 (叶绿素)太少。一次加入 (正确做法：分次加入少量95%的乙醇提取色素)。未加 ，色素分子被破坏。石英砂(二氧化硅)大量95%的乙醇碳酸钙或加入过少色素(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线画的不整齐或较粗。(3)滤纸条看不见色素带忘记画滤液细线或没有提取出色素。滤液细线接触到 ，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。层析液吸强度，即光补偿点；BC段随着光强度的增强，光合速率增强；C点对应的光强度为 ，限制C点的环境因素可能有_ 等。(1
9、)图像分析：A点时，只进行 ；AB段随着光强度的增强，光合速率也增强，但仍 细胞呼吸强度；B点时，光合作用强度 细胞呼三、环境因素对光合速率的影响三、环境因素对光合速率的影响(加试加试)1.光强度对光合速率的影响细胞呼吸小于等于光饱和点温度或二氧化碳浓度(3)应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光强度 ；适当提高光强度可增加大棚作物产量。(2)下面的四幅图表示A点、AB段、B点和B点之后的O2和CO2转移方向，但顺序已打乱，请具体填出对应区段。AB段B点B点后A点大于光补偿点(1)图像分析：图1中纵坐标表示净光合速率，A点时光合速率等于细胞呼吸速率，即 ，而图2中纵坐标表示总光合速率，A点表示
10、进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B点都表示 ；两图都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而 。(2)应用分析：大气中的CO2浓度处于OA段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加 ，提高光合速率。2.CO2浓度CO2补偿点CO2饱和点增大CO2浓度(1)原理分析：通过影响 进而影响光合作用。(2)图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高，进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。(3)应用分析：温室中白天调到光合作用 ，以提高光合速率；晚上适当降低温室的
11、温度，以降低 ，保证植物的有机物积累。3.温度酶活性最适温度细胞呼吸四、关于光合作用的易错点分析四、关于光合作用的易错点分析1.涉及光合作用的过程与条件虽然基础，但易错，主要有以下几个方面：(l)叶绿体中ATP与ADP的转移场所：在光反应中，合成ATP，所以ADP由叶绿体基质中转移到类囊体膜上；在碳反应中，ATP被水解利用，所以ATP由类囊体膜上转移到叶绿体基质中。(2)光反应与碳反应的关系：这是两个既相对独立又相互联系的生理过程。光反应必须在有光的条件下进行，碳反应在有光无光条件下都可以进行。光反应为碳反应提供ATP和NADPH，还原三碳酸，碳反应为光反应提供ADP、磷酸、NADP等物质。如
12、果没有光反应产物的提供，尽管CO2充足也不能进行光合作用。同样如果缺乏CO2，即使有较强的光照也不能大量地产生O2。(3)分析三碳酸、RuBP相对含量变化的技巧是当光强度变化时，主要分析：2 三碳酸RuBP三碳糖；当CO2含量变化时，主要分析RuBPCO2三碳酸。2.基本知识易错、易混点主要表现在：(1)对于植物来说，只有绿色部分可进行光合作用，非绿色部分不能进行光合作用，如根细胞、萌发的种子等，而任何器官均可进行细胞呼吸。(2)只有在光照条件下才可进行光合作用，但细胞呼吸一天24 h均可进行。(3)植物一般在白天进行光合作用吸收二氧化碳，但是有的沙漠植物或有的植物在非常干旱的时候会出现夜晚气
13、孔开放吸收二氧化碳，而白天会呈现二氧化碳吸收量出现负值的情况。这类植物白天气孔关闭是为了减少水分散失，晚上吸收的二氧化碳暂时储存在细胞内，仍是在白天有光的时候才进行光合作用。三探究考向题型一光合作用的过程及其影响因素题型一光合作用的过程及其影响因素1.将小麦植株置于密闭玻璃罩内，右图是在不同温度条件下测定小麦对氧气的吸收或释放量随光强度的变化，实验结果如图所示。请回答下列问题：答案解析1234(1)b点的生物学含义是_。此时小麦根尖细胞中产生ATP的场所为_。适当提高CO2浓度后再测定，图中的b点将向_移动。光合作用产生氧气的速率等于需氧呼吸消耗氧气的速率细胞溶胶和线粒体左(2)由图可知，影响
14、c点变动的主要因素是_。答案解析1234解解析析由题图可知，变量只有两个：光强度、温度。分析25 曲线可知，随着光强度增强，氧气释放速率增强，光强度是限制因素影响c点变动；分析15 曲线可知，c点时虽然二者温度不同，但净光合速率相同，由于二者的呼吸速率不同，说明二者总光合速率不同，进而说明温度也影响光合速率，进而影响c点的变动。光强度和温度(3)若适当提高CO2浓度，d点将向_移动。此时叶绿体产生的O2的去向是_(填“线粒体”“细胞外”或“两者都有”)。答案解析1234解解析析提高二氧化碳浓度后，植物的最大光合速率增加，d点会向下移，最大光合速率增加，需要的光强度会增加，所以d点会向右移；因此
15、d点向右下移。右下两者都有思思维维延延伸伸(1)原题中若b点时玻璃罩内该气体量保持不变的情况下，其叶肉细胞中该气体的产生量_(填“大于”“等于”或“小于”)消耗量。已知该植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 和30，若将温度从25 提高到30 时，a点将_移。1234答案大于上(2)将生长发育状况相同的某经济作物分为两组，组用遮光网处理以降低光强度，组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如图，则_点时体内有机物总量最少；若增加组的透光量(其他条件不变)，c点应向_移。1234答案c左(3)如图表示棉田内，棉叶在一天内吸收二氧化碳速率的情况，如果C、F时间所合成的葡萄糖速率相等，
16、均为36 mgdm2h1，则A、C、F三点的呼吸强度的比较结果是_，如果土壤中长期缺乏Mg2，则图中G点向_移动。1234答案FCA左(4)如图1是在图2的m点对应的条件下测得的曲线，图2是在图1的c点对应的条件下测得的阳生植物的光合作用曲线，若在图2的n点条件下，测绘阳生植物光强度与光合CO2同化速率关系曲线，则该曲线与图1的阳生植物曲线比较 b点向_(”左”或“右”)移，a点上下移动的主要影响因素是_。1234答案左温度点石成金题型二总光合速率与净光合速率的相关计算题型二总光合速率与净光合速率的相关计算2.(2017嘉兴模拟)以CO2的吸收量与释放量为指标，研究温度对某植物光合作用与呼吸作
17、用的影响(其余实验条件均适宜)，结果如下表。下列对该表数据分析正确的是1234温度()5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗下释放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50A.昼夜不停地光照，温度在35 时该植物不能生长B.昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30 C.在恒温条件下，每天光照、黑暗各12小时，20 时该植物积累的有机 物最多D.每天光照、黑暗各12小时，在35、5 的昼夜温差下，该植物积累的 有机物最多答案解析12343.某科研小组为研究温度变化对某栽培植物生长的影响
18、，在光照、CO2浓度及其他外界条件适宜且恒定的条件下，测得植物叶肉细胞净光合速率及在黑暗条件下呼吸速率的相对值如下表；在不同温度下该植物叶肉细胞间的CO2浓度相对值如右图。请分析回答：1234温度()2025303540455055净光合速率相对值24530432呼吸速率相对值233.54.554.532(1)表中数据表明：该植物在温度为_时，光合产物的积累最快；温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同，其原因是_。30光合酶和呼吸酶的最适温度不同解解析析净光合速率最大时，光合产物的积累最快，此时对应的温度是表中的30。表中数据显示：40 时呼吸速率的相对值最大，说明呼吸酶的最适温度是
19、40 左右；实际光合速率净光合速率呼吸速率，分析表中各温度下的数据可知，30 时，实际光合速率为53.58.5，高于其他温度，说明光合酶的最适温度是30 左右。综上所述，光合酶和呼吸酶的最适温度不同，所以温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同。1234答案解析(2)在40 条件下，该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应处在图中的_点，判断依据是_。图中d点时，叶肉细胞所处的温度是_(填表中温度)。1234答案解析c因40 条件下光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞无CO2的吸收和释放45解解析析在40 条件下，净光合速率相对值为零，说明此时光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞无CO2的吸收和释放，所以
20、该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应处在图中的c点。图中d点时，胞间CO2的相对值最高，说明净光合速率的相对值最小，所以叶肉细胞所处的温度是45。(3)每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物能长期正常生长的温度为_(填表中温度)，理由是_。1234答案解析25 和30 24 h内有机物的积累量大于零解解析析只有一昼夜有有机物积累，植物才能正常生长。若每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，则该植物有机物积累量净光合速率12呼吸速率12(净光合速率呼吸速率)12，据此分析表中数据可知：在25 和30 时，24 h内有机物积累量均大于零，该植物能长期正常生长。题型三光合作用相关实验探究与分析题
21、型三光合作用相关实验探究与分析4.(2016全国甲，31)BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。1234注：注：*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。1234试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离(cm)20遮光*
22、1008060402050 min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由_引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。答案解析1234不同光强度下水草的光合作用与呼吸作用不可靠的(2)表中X代表的颜色应为_(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是_。答案解析1234黄色水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管解解析析2号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_。答案解析1234光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等解解析析5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草并未引起溶液中CO2含量变化，这意味着其光合作用强度与呼吸作用强度相等。