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1、第10讲PART 10光与光合作用考试说明1.光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素()。3.实验:叶绿体色素的提取和分离。第1课时光合作用的探究历程与基本过程考点互动探究考点互动探究知识梳理考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构1.叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素黄色橙黄色蓝绿色黄绿色叶黄素胡萝卜素2.色素的分布与功能考点互动探究图3-10-1(1)功能:。由图3-10-1可以看出:叶绿体中的色素只吸收光,而对红外光和紫外光等不吸收。类胡萝卜素主要吸收,叶绿素a和叶绿素b主要吸收,类胡萝卜素和叶绿素吸收最少。(2)分布:。考点互动探究吸
2、收、传递、转化光能可见蓝紫光红光和蓝紫光绿光叶绿体类囊体薄膜上3.叶绿体的结构和功能(1)结构:、,其中是由堆叠形成的。(2)与光合作用有关的酶:分布在上和中。(3)功能:叶绿体是绿色植物进行的场所。(4)功能验证:恩格尔曼的实验,好氧细菌只分布在叶绿体被光束照射的部位。考点互动探究图3-10-2 外膜内膜基质基粒类囊体类囊体薄膜基质光合作用理性思维1.归纳与概括遇到连续阴雨天气,温室或大棚补充光源时在相同光强条件下应补充什么颜色的光?2.归纳与概括玉米田里的白化苗,在长出几片叶片时就会死亡,原因是什么?考点互动探究答案补充红光或蓝紫光,因为这两种颜色的光是植物光合作用吸收最多的,而相同强度的
3、白光中只有一定比例的红光和蓝紫光。答案玉米白化苗中不含叶绿素,不能进行光合作用,待玉米胚乳中的营养物质被消耗尽后,无法产生新的有机物,因此玉米白化苗在长出几片叶片时就会死亡。1.2016全国卷关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是()A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的考点互动探究命题角度答案 C解析叶绿体中的色素能够溶于有机溶剂乙醇、丙酮等物质中,A项正确。根可通过主动运输从土壤中吸收镁,B项正确。叶绿体中的色素吸收的是可见
4、光,而不是红外光和紫外光,C项错误。叶绿素的合成需要光照,黑暗中生长的植物幼苗叶片因不能合成叶绿素而呈黄色,D项正确。2.2017全国卷植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的考点互动探究答案 A考点互动探究解析类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,不吸收红光,A项错误。通过测量叶绿素对不同波长光
5、的吸收百分比,可以绘制吸收光谱,B项正确。由题干中信息“植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的”可知,光合作用的作用光谱可用O2的释放速率、CO2的吸收速率表示,C项正确。640660nm波长的光为红光,叶绿素吸收的红光能用于水的光解,释放O2,D项正确。3.下列对叶绿体和光合作用的分析正确的是()A.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用B.用8%的盐酸处理叶绿体有利于各种色素的提取C.将叶绿体粉碎加工成匀浆并给予一定的光照,光合作用仍能正常进行D.叶绿体能产生和消耗ATP,两个过程完全在叶绿体内完成考点互动探究答案 D解析蓝藻没有叶绿体,但细胞内含藻蓝
6、素和叶绿素,可以进行光合作用,A错误。叶绿体色素是脂溶性色素,可以通过加入无水乙醇溶解色素,便于提取;色素不溶于盐酸,不能用盐酸提取色素,B错误。3.下列对叶绿体和光合作用的分析正确的是()A.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用B.用8%的盐酸处理叶绿体有利于各种色素的提取C.将叶绿体粉碎加工成匀浆并给予一定的光照,光合作用仍能正常进行D.叶绿体能产生和消耗ATP,两个过程完全在叶绿体内完成考点互动探究将叶绿体粉碎加工成匀浆后,其中色素分子可能被破坏,光合作用相关酶的活性可能丧失,所以即便给予一定的光照,光合作用也不一定能正常进行,C错误。叶绿体中光反应产生的ATP,完全被叶绿体内暗反应所利用,
7、D正确。题后归纳影响叶绿素合成的三大因素考点互动探究考点互动探究实验梳理考点二叶绿体色素的提取和分离1.实验原理2.实验步骤考点互动探究考点互动探究3.实验结果图3-10-3考点互动探究4.实验注意事项及操作目的注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分、保护色素迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发,充分溶解色素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滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直
8、接溶解到层析液中考查色素提取和分离的过程及结果1.2017福建厦门一中月考下列关于叶绿体色素提取和分离实验的说法,不正确的是()A.实验中需要加入SiO2进行研磨,以破碎细胞和叶绿体B.在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏C.色素分离后在滤纸条上形成的4条色素带从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色D.色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小考点互动探究命题角度答案 D解析滤纸条上色素带的宽度反映了色素的含量,D错误。2.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,如图3-10-4所示。下列分析不合理的是()
9、A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3考点互动探究图3-10-4 考点互动探究答案 C解析叶绿体色素能溶解在有机溶剂中,几乎不溶于蒸馏水中,A正确;未加入SiO2,导致研磨不充分,获得的色素少,B正确;在滤纸条上距离点样处近的叶绿素含量比类胡萝卜素多,C错误;CaCO3可防止叶绿素被破坏,未加入CaCO3会导致叶绿素提取量减少,D正确。方法提炼色素的提取与分离异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶,绿叶中色素(叶绿素)太少。一次
10、加入大量的无水乙醇,提取的色素浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠:滤液细线过粗、不直。考点互动探究(3)滤纸条上看不到色素带忘记画滤液细线。滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。(4)滤纸条上只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带:忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。考点互动探究考点互动探究考点三光合作用的过程1.光合作用的探究历程(连一连)知识梳理答案-(a)-(2)-(c)-(1)-(e)-(5)-(d)-(3)-(b)-(4)2.卡尔文的实验(1)实验方法:。(2)实验思路:。(3)实验
11、结论:光合作用中碳的转移途径:,这一途径称为。3.光合作用的过程(1)反应式:。考点互动探究同位素标记法用14C标记14CO2,供小球藻进行光合作用,然后追踪其放射性CO2C3(CH2O)卡尔文循环(2)过程图解a.根据图示写出各标号所代表的物质或过程名称,。b.光合作用过程光反应进行的场所是,物质变化是;能量变化是将光能转化为。考点互动探究图3-10-5HATPCO22C3光反应暗反应叶绿体类囊体薄膜水的光解、ATP的合成ATP中活跃的化学能暗反应进行的场所是,发生的物质变化有,能量变化是将ATP中活跃的化学能转变成。考点互动探究叶绿体基质CO2固定、C3还原和ATP水解有机物中稳定的化学能
12、理性思维1.归纳与概括CO2浓度为0.003%时,某植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的低,其原因是什么?2.归纳与概括冬季应及时清理大棚膜上的水珠,目的是什么?考点互动探究答案CO2浓度低时,暗反应的强度低,所需ATP和H少。答案增大光照强度和升高温度,以提高作物产量。科学探究银边天竺葵叶片的边缘呈白色,中间呈绿色(如图3-10-6所示)。不考虑叶片中光合产物的转移,请以银边天竺葵的叶片为材料,设计一组实验,验证叶绿体是进行光合作用的场所,简要写出实验思路并预测结果。考点互动探究答案实验思路:先把叶片在暗处放置一段时间,然后再将其置于光下一段时间,最后分别检测叶片白色部分
13、和绿色部分是否有淀粉生成。预测结果:叶片白色部分没有淀粉生成,绿色部分有淀粉生成。图3-10-61.光反应和暗反应的区别与联系考点互动探究核心讲解项目光反应暗反应条件 需要光、色素、酶、H2O、ADP、Pi不需要叶绿素和光,需要多种酶、ATP、H、CO2场所 叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质考点互动探究考点互动探究项目光反应暗反应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等,如图:考点互动探究2.光合作用过程中元素转移途径分析(1)光合作用总反应式及各元素去向图3-10-7 考点互动探究考点互动探究3.光合作用过程中一些物质含量变化的分析技巧:需在绘制光合作用模式简图的基础上
14、借助图形进行分析。需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。(1)析图图3-10-8生成消耗影响因素C3产生于CO2的固定过程消耗于C3的还原过程CO2浓度改变直接影响的是CO2的固定过程。光照强度改变后间接影响C3的还原过程C5产生于C3的还原过程消耗于CO2的固定过程ATP和H产生于光反应过程消耗于C3的还原过程(CH2O)产生于C3的还原过程考点互动探究(2)光合作用过程中物质含量变化分析条件H和ATPC3C5(CH2O)合成量模型分析光照强度由强到弱,CO2供应不变减少增加减少减少考点互动探究光照强度由弱到强,CO2供应不变增加 减少 增加 增加光照不变,CO2量由充足到不足增加 减少 增
15、加 减少考点互动探究光照不变,CO2量由不足到充足减少增加减少增加角度1考查光合作用的探究历程1.如图3-10-9是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,下列有关叙述正确的是()A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有的淀粉B.两实验均需要光的照射C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气考点互动探究命题角度图3-10-9考点互动探究答案 B解析题图所示的两实验中,只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理,目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所,萨克斯实验的目的是探究光合作用产物,所以两实验均需要光的照射。恩格尔
16、曼的实验中,照光处理与不照光处理、黑暗与完全曝光形成对照;萨克斯的实验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物,萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。2.下列有关科学家探索光合作用的实验中,叙述错误的是()A.与黑藻相比,水绵更适宜用作探究光合作用的场所B.金鱼藻是水生植物,用作探究光合作用产物有O2时,利于收集气体C.卡尔文利用小球藻,探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径D.用银边天竺葵探究光合作用产物有淀粉时,不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝色考点互动探究解析光合作用产物之一是淀粉,淀粉遇碘液变蓝色。要检验是否生成淀粉,首先要用酒精使绿色
17、的叶片脱去颜色,再滴加碘液,防止绿叶本身颜色对实验现象的干扰。银边天竺葵叶片边缘不含叶绿体,无法进行光合作用合成淀粉,D错误。答案 D题后归纳恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)妙法排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。(3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。考点互动探究角度2考查光合作用中物质和能量的转化3.2018湖北荆州中学月考(二)用高速离心法打破叶绿体膜后,类囊
18、体薄膜和基质都释放出来。在缺二氧化碳的条件下,给予光照,然后再用离心法去掉类囊体薄膜。黑暗条件下,在去掉类囊体薄膜的基质中加入14CO2,结果在基质中检测到含14C的光合产物。为证明:光照条件下,在类囊体薄膜上产生ATP、H等物质;CO2被还原成光合产物的过程不需要光。在上述实验进行的同时,应追加一个怎样的实验(已知肯定要加14CO2)来说明问题()A.准备无类囊体薄膜的基质,在无任何光照的条件下加入ATP、HB.准备有类囊体薄膜的基质,在无任何光照的条件下加入ATP、HC.准备无类囊体薄膜的基质,在有光照的条件下加入ATP、HD.准备有类囊体薄膜的基质,在有光照的条件下加入ATP、H考点互动
19、探究考点互动探究答案 A解析光反应必须在光下进行,其场所是类囊体薄膜,可为暗反应提供H、ATP等物质;暗反应在叶绿体基质中进行,有光、无光都可进行。据此结合题意可知,在题述实验进行的同时,应追加一个对照实验即另准备无类囊体薄膜的基质,在无任何光照的条件下,加入ATP、H和14CO2。若结果均检测出含14C的光合产物,说明CO2被还原成光合产物的过程不需要光。综上分析,A项正确,B、C、D三项均错误。4.在适宜光照下,给密闭玻璃装置中的小麦提供用14C标记的14CO2,下列对暗反应阶段的叙述正确的是()A.14CO2固定后14C直接进入C5中B.CO2固定的同时将ATP中的化学能转化为C3中的化
20、学能C.暗反应产生的14C6H12O6可在线粒体中氧化分解再产生14CO2D.若气孔关闭,则短时间内会导致叶肉细胞中的C3含量下降考点互动探究解析CO2的固定是CO2与C5在酶的催化作用下合成C3的过程,14CO2固定后14C直接进入C3中,A错误;C3还原需要能量,而CO2的固定不需要消耗ATP,B错误;葡萄糖的初步分解是在细胞质基质中完成的,C错误;气孔关闭,14CO2吸收减少,所以短时间内C3含量下降,D正确。答案 D易错提醒光合作用过程的4点注意(1)光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应阶段C3的还原,不能用于其他生命活动。(2)光反应必须在光照下进行,暗反应有光、无光均能进行。(3)
21、暗反应停止时,ATP和H积累,光反应也要停止。(4)H既不是H+,也不是H,而是还原型辅酶(NADPH)。考点互动探究角度3考查环境条件变化对光合作用中物质变化的影响5.如图3-10-10为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被H还原,再经过一系列的变化形成糖类C.C3在有关酶的催化作用下可再形成C5D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高考点互动探究图3-10-10 考点互动探究答案 C解析CO2的固定实质上是CO2与C5结合生成C3,该过程在酶的催化作用下完成,不需要消耗ATP,故A项错
22、误;CO2不能直接被H还原,而是C3被H还原,故B项错误;C3在有关酶的催化作用下可再形成C5,维持C5含量的稳定,故C项正确;光照强度减弱,光反应减弱,光反应形成的H和ATP减少,这样C3被还原生成的(CH2O)和C5减少,而在短期内,之前已经生成的C5仍然会与CO2结合生成C3(速率不变),故C5的相对含量会减少,故D项错误。6.光合作用通过密切关联的两大阶段光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化,正确的说法是()A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增加C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体
23、基质中C3/C5的值减小D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小考点互动探究考点互动探究答案 B解析突然中断CO2供应导致CO2的固定速率降低,叶绿体中C5含量增加、C3含量减少,A错误;突然中断CO2供应使C3含量减少,进而使ATP和H含量增多,所以ATP/ADP的值增加,B正确;突然将红光改变为绿光后光能利用率降低,ATP和H含量减少,进而使C3含量增多、C5含量减少,C错误;突然将绿光改变为红光后光能利用率提高,ATP和H含量增加,ATP/ADP的值增加,D错误。考点互动探究1.2017海南卷关于生物体内能量代谢的叙述,正确的是()A.淀粉水解成葡萄糖时伴随有
24、ATP的生成B.人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化C.叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程D.硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量历年真题明考向解析淀粉水解过程不生成ATP,A项错误。大脑主要是利用血液提供的葡萄糖氧化供能,B项错误。叶肉细胞利用光能合成葡萄糖,C项正确。硝化细菌从氨氧化成硝酸盐的过程中获取能量,D项错误。答案 C考点互动探究2.2017海南卷将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是()A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D.水在叶绿体中
25、分解产生氧气需要ATP提供能量解析离体叶绿体在自然光下能进行光合作用,A项正确。叶绿体中的色素能吸收红光和蓝紫光用于光合作用,B、C项错误。水在叶绿体中分解所需能量来自叶绿体吸收的光能,D项错误。答案 A考点互动探究3.2016天津卷在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是()A.红光,ATP下降B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,H下降D.绿光,C5上升解析本题考查光合作用的有关知识。相同光照强度下,红光较白光更有利于光合作用的进行,因此改用红光之后,叶绿体吸收的光能增多,光反应增强,A
26、TP生成量增多,被还原的C3增加,未被还原的C3下降,A、B项错误。叶绿体中的色素几乎不吸收绿光,因此改用绿光后,光反应强度降低,H含量下降,被还原的C3减少,生成的C5减少,C5总量下降,C项正确,D项错误。答案 C考点互动探究4.2016海南卷下列叙述错误的是()A.温度和光照会影响CO2的同化速率B.光合作用中O2的产生发生在光反应阶段C.光反应产生的ATP和NADPH不参与暗反应D.土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖解析本题考查光合作用的过程、环境因素对光合速率的影响以及化能合成作用。CO2的同化主要由光合作用实现,温度和光照会影响光合作用的速率,A项正确。光合作用中光反应产生
27、O2,B项正确。光反应产生的ATP和NADPH分别为暗反应提供能量和还原剂,C项错误。硝化细菌可利用氧化氨释放的化学能将CO2和H2O合成糖,D项正确。答案 C考点互动探究知识小体系第2课时光合作用的影响因素及与呼吸作用的关系考点互动探究教师备用习题考点互动探究核心讲解考点一影响光合作用的因素及应用1.单因子对光合作用速率的影响(1)光照强度原理:光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增强,光反应速率加快,产生的H和ATP增多,使暗反应中C3还原过程加快,从而使光合作用产物增加。曲线分析图3-10-11 A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度
28、,该强度不随光照强度的改变而改变;AB段:光照强度加强,光合速率逐渐加强,但细胞呼吸强度大于光合作用强度;B点:光补偿点(光合强度等于呼吸强度时的光照强度),细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用;BC段:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,光合作用强度大于细胞呼吸强度;C点:光饱和点(光合强度达到最大时的最低光照强度),继续增加光照强度,光合作用强度不再增加。考点互动探究应用:阴生植物(适合在弱光下生长的植物)的B点前移,C点较低,如图3-10-11中虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置等。(2)CO2浓度原理:影响暗反应阶段,制约C3的形成。曲线分析考点互动探究图3-
29、10-12图甲中A点:光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点;图乙中A点:进行光合作用所需CO2的最低浓度;B和B点:CO2饱和点(光合作用强度达到最大时的最低CO2浓度),继续增加CO2的浓度,光合速率不再增大;AB段和AB段:在一定范围内,光合速率随CO2浓度的增加而增大。应用a.合理密植,保持作物间良好的通风状态;b.使用农家肥,或采取其他措施增大CO2浓度。考点互动探究(3)温度原理:通过影响酶的活性来影响光合作用。曲线分析AB段:在B点之前,随着温度升高,光合速率增大;B点:酶的最适温度,光合速率最大;BC段:随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小,50左右光合速率
30、几乎为零。应用:冬天适当提高温室温度,夏天适当降低温室温度。考点互动探究图3-10-132.多因子对光合作用速率的影响(1)常见曲线考点互动探究图3-10-14(2)曲线分析P点:限制光合作用速率的因素为横坐标所表示的因子,随其因子强度的不断加强,光合作用速率不断提高。Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合作用速率的因素,要提高光合作用速率,可适当提高图示中的其他因子。(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合作用速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。考点互动探究角度1考查影响光合作用的环境因素1.2017北
31、京卷某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图3-10-15所示。据此,对该植物生理特性理解错误的是()A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25C.在025范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是1050考点互动探究命题角度图3-10-15答案 D考点互动探究解析本题考查光合作用和细胞呼吸综合的有关知识及学生获取信息的能力。据图可知,该植物光合作用的最适温度在30左右,而呼吸作用的最适温度在55左右,净光合作用的最适温度约为25,A、B项正确。在025范围内,随温度的升高,光合作用比呼吸作用增加明显,C项正确。净光合大于0时,植物
32、才能正常生长,故适合该植物生长的温度范围约为-845,D项错误。2.将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中,保持适宜的pH和温度,改变其他条件,测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度,结果如图3-10-16所示。下列有关绿藻细胞代谢的说法正确的是()A.前5分钟只进行呼吸作用B.第4分钟只发生光能转化为化学能C.第7分钟C5的含量瞬间增加D.912分钟光合作用速率等于呼吸作用速率考点互动探究图3-10-16答案 D考点互动探究解析由题图可知,前4分钟处于黑暗环境中,细胞只进行呼吸作用,第4分钟开始进行光照,4分钟之后,细胞开始进行光合作用,A错误;第4分钟,绿藻既进行光合作用也进行细胞呼吸,既有光能转变成化学
33、能,也有有机物中的化学能转变成活跃的化学能(储存在ATP中)和热能,B错误;由曲线可知,第7分钟添加二氧化碳,二氧化碳浓度增大,二氧化碳固定的速度加快,消耗的五碳化合物增加,三碳化合物还原产生的五碳化合物暂时不变,因此五碳化合物含量下降,C错误;由题图曲线可知,912分钟,溶解氧浓度不变,说明光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗的氧气的速率相等,即光合速率与呼吸速率相等,D正确。3.2015重庆卷将如图3-10-17所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是()A.黑暗条件下,增大、减小B.光强低于光补偿点时,增大C.光强等于
34、光补偿点时,保持不变D.光强等于光饱和点时,减小、增大考点互动探究适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图图3-10-17 答案 B考点互动探究解析本题考查植物细胞的光合作用与呼吸作用,意在考查学生的理解能力和图示信息获取应用能力。黑暗条件下,图示密闭装置中培养的细胞只进行细胞呼吸而不能进行光合作用,导致细胞外CO2浓度增大,O2浓度减小,A项正确。光照强度低于光补偿点时,图示细胞的光合作用强度低于细胞呼吸强度,细胞表现为向外界释放CO2、从外界吸收O2,但从外界吸收的O2被用于有氧呼吸消耗,因此不会导致细胞内O2浓度增大,B项错误。光照强度等于光补偿点时,图示细胞的光合作用强度等于细胞呼吸强度
35、,细胞表现为不向外界释放CO2、也不从外界吸收O2,细胞中CO2浓度和O2浓度保持不变,C项正确。光照强度等于光饱和点时,图示细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度,细胞表现为向外界释放O2、从外界吸收CO2,D项正确。4.2017山东师大附中一模如图3-10-18为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中不正确的是()A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体B.当植物缺镁时,b点将向左移动C.大气中CO2浓度可影响c点的位置D.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25和30,如图表示该植物处于25环境中,若将温度提高到30时,则a点上移,b点右移,d点上移考点互动探究图3-1
36、0-18答案 B考点互动探究解析a点时没有光照,叶肉细胞只进行呼吸作用,因此叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体,A正确。b点表示光合速率等于呼吸速率,当植物缺镁时,光合速率降低,只有增大光照强度才能提高光合速率,才能使光合速率等于呼吸速率,即植物缺镁时,b点将向右移动,B错误。由于CO2浓度也能影响光合作用强度,所以大气中CO2浓度可影响c点的位置,C正确。由于植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25和30,所以当温度从25提高到30后,光合速率减慢,呼吸速率加快。题图中a点代表呼吸速率,现呼吸速率加快,故a点上移;由于光合速率减慢,呼吸速率加快,所以b点右移;d点表示最大净光合速率,故d点
37、上移,D正确。技法提炼光合作用曲线中补偿点和饱和点移动规律(1)补偿点的移动呼吸速率增加,其他条件不变时,光(或CO2)补偿点应右移,反之左移。呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光(或CO2)补偿点应右移,反之左移。(2)饱和点的移动相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时,饱和点应右移,反之左移。考点互动探究角度3自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析5.某生物研究小组对栽培在密闭玻璃温室中的植物进行研究,用红外线测量仪测出室内CO2浓度变化,并绘制出与时间关系的曲线(如图3-10-19所示)。根据曲线所得到的结论是()A.光合速率等于呼吸速率的点
38、是b点和c点B.d点植物体内有机物含量比a点多C.光合速率最大的是b点,最小的是c点D.呼吸速率最高的是b点,最低的是c点考点互动探究图3-10-19 答案 A考点互动探究解析依据密闭透明的玻璃温室内CO2浓度的变化情况可知,6时和18时,即对应于曲线上的b点和c点,光合速率等于呼吸速率,A项正确;密闭透明的玻璃温室内,0时即曲线上a点对应的CO2浓度低于24时即曲线上d点对应的CO2浓度,说明经过一昼夜的新陈代谢后,光合作用吸收的CO2总量低于呼吸作用释放的CO2总量,因此d点植物体内有机物含量比a点少,B项错误;b点和c点的光合速率等于呼吸速率,但不能说明b点的光合速率最大,c点光合速率最
39、小,也不能说明b点的呼吸速率最高,c点的呼吸速率最低,C、D项错误。6.2017四川绵阳中学模拟将两棵生长状况基本相同的同种植物,分别置于透明的玻璃罩内,如图3-10-20中甲、乙所示;在相同自然条件下,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁中曲线所示。回答下列问题:(1)ab段和cd段,引起曲线下降的主要环境因素分别是和。(2)一昼夜中,装置甲、乙中植物积累的有机物较多的是(填“甲”或“乙”)。考点互动探究图3-10-20(3)e点(12时左右)时光合作用强度明显减弱的主要原因是。(4)装置甲的植物叶绿体中,在14点时C5含量比10点时(填“高”或“低”)。考点互动探究答案(1)二氧化碳
40、浓度光照强度(2)乙(3)温度高,导致部分气孔关闭,二氧化碳供应减少(4)高考点互动探究解析(1)题图丙中,ab段曲线下降,原因是密闭装置中二氧化碳被光合作用消耗,浓度降低;图丁中cd段曲线下降,原因是光照强度减弱。(2)根据图丙和图丁,一昼夜中,图丁中曲线和横轴围成的面积,上部与下部的差值远大于图丙,说明装置乙中植物积累的有机物较多。(3)e点(12时左右)时,温度高,蒸腾作用强,为减少水分散失,部分气孔关闭,二氧化碳供应减少,导致光合作用强度明显减弱。(4)装置甲中14点时光照强度比10点时强,可提供较多的ATP和H用于三碳化合物的还原,生成较多的五碳化合物,故14点时植物叶绿体中C5含量
41、高。技法提炼(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线开始进行光合作用的点:b。光合作用与呼吸作用相等的点:c、e。开始积累有机物的点:c。有机物积累量最大的点:e。考点互动探究图3-10-21(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:D、H。该植物一昼夜表现为生长,其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度。考点互动探究图3-10-22考点互动探究核心讲解考点二光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用 1.光合作用与细胞呼吸的过程图解图3-10-23考点互动探究考点互动探究(2)H的来源和去路比较图3-10-24 考点互动探究3.能量转化关系(1)能量形式的转变图3-10
42、-25考点互动探究(2)ATP的来源与去路比较图3-10-26角度1综合考查光合作用与细胞呼吸过程1.如图3-10-27是绿色植物叶肉细胞的部分代谢过程图解,相关叙述正确的是()A.过程表示光合作用暗反应阶段,无光条件下能正常进行B.过程发生在细胞质基质中,所有活细胞都能进行C.过程表示有氧呼吸第二阶段,无氧条件下能正常进行D.过程产生的H、ATP、CO2都用于过程考点互动探究命题角度图3-10-27考点互动探究答案 B解析过程表示的是光合作用的暗反应阶段,其中三碳化合物的还原需要消耗光反应阶段产生的H和ATP,A错误;过程表示的是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,B正确;过程
43、是有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中,有氧呼吸需要氧气,C错误;过程是有氧呼吸的第二阶段,产生的H用于有氧呼吸的第三阶段还原氧气,不能用于过程,过程产生的ATP也不能用于过程,D错误。2.如图3-10-28表示菠菜叶肉细胞光合与呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径,其中代表有关生理过程。相关叙述不正确的是()A.过程不在生物膜上进行B.参与过程的酶种类相同C.过程都有ATP产生D.过程产生的H不全都来自于丙酮酸考点互动探究图3-10-28考点互动探究答案 B解析过程分别为光合作用暗反应中C3的还原、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段,三者进行的场所分别为叶绿体基质、细胞质基质、线粒体基质,A
44、项正确;过程为光合作用光反应阶段,参与过程的酶种类不同,B项错误;过程为有氧呼吸第三阶段,过程都有ATP产生,C项正确;过程产生的H还来自于参加反应的水,D项正确。角度2考查光合作用与细胞呼吸过程中的元素追踪3.2017辽宁五校协作体期中用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的“来龙去脉”,下列错误的结论是()A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2OB.光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2C.有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2D.有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6考点互动探究考点互动探究答案 D解析光合作用过程中产生的O
45、2来自光反应过程中水的光解,因此O2中的O全部来自原料中的H2O,A正确;光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段,其中的O全部来自原料中的CO2,B正确;有氧呼吸的产物H2O产生于有氧呼吸的第三阶段,是H与氧气结合形成的,因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2,C正确;有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的,丙酮酸是葡萄糖分解产生的,因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水,D错误。4.2017辽宁锦州质检如图3-10-29表示光照较强时,水稻的叶肉细胞内物质转化过程。(1)过程与(填“a”“b”“c”或“d”)相同,过程与(填“a”“b”“c”或“d”)相
46、同。(2)用14C标记CO2,14C在植物体内转移的途径是14CO2(14CH2O)14CO2。(3)a、b、c、d中消耗ATP的过程是,中合成ATP的过程是。(4)过程产生的H的移动方向是,过程产生的H的移动方向是。考点互动探究图3-10-29考点互动探究答案(1)cb(2)14C3丙酮酸(3)a(4)类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质与线粒体基质线粒体内膜解析(1)根据题图分析可知,过程与c过程都表示光反应阶段,过程与b过程都表示有氧呼吸第一和第二阶段。(2)根据暗反应过程和有氧呼吸过程分析,二氧化碳中碳元素的转移途径为二氧化碳三碳化合物有机物丙酮酸二氧化碳。(3)已知a表示暗反应阶段,b表示
47、有氧呼吸第一和第二阶段,c表示光反应阶段,d表示有氧呼吸第三阶段,其中只有暗反应阶段消耗ATP,其余过程都产生ATP。同理在过程中,只有过程消耗ATP,其余过程都产生ATP。考点互动探究(4)表示光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上,产生的H移动到叶绿体基质中参与暗反应过程。表示有氧呼吸第一和第二阶段,发生于细胞质基质和线粒体基质,产生的H移动到线粒体内膜参与有氧呼吸第三阶段。考点互动探究考点三光合速率、呼吸速率及二者之间的关系1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法核心讲解总光合速率O2产生速率CO2固定(或消耗)速率有机物产生(或制造、生成)速率净光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累
48、速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率考点互动探究(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(如图3-10-30中A点)。(2)绿色组织在有光条件下,光合作用与呼吸作用同时进行,测得的数值为净光合速率。(3)总光合速率=净光合速率+呼吸速率2.光合作用和细胞呼吸综合曲线解读图3-10-30考点互动探究(1)A点:只进行呼吸作用,不进行光合作用,净光合量小于0,如图甲所示。(2)AB段:真正光合速率小于呼吸速率,净光合量小于0,如图乙所示。(3)B点:真正光合速率等于呼吸速率,净光合量等于0,如图丙所示。(4)B点以后:真正光合速率大于呼
49、吸速率,净光合量大于0,如图丁所示。3.确认净光合速率与植物生长的关系(1)当净光合速率0时,植物因积累有机物而生长。(2)当净光合速率=0时,植物不能生长。(3)当净光合速率0时,植物不能生长,长时间处于此状态,植物将死亡。角度1考查光合速率和呼吸速率的关系1.2017山东师大附中一模某校生物兴趣小组以玉米为实验材料,研究不同条件下细胞光合作用速率和呼吸速率的关系,并绘制了A、B、C、D四幅图。其中图中m点不能表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等的是()考点互动探究命题角度 A B C D图3-10-31考点互动探究答案 A解析虚线表示光照下二氧化碳的吸收量,代表净光合速率,因此m点表示净光合
50、速率=呼吸作用速率,A符合题意;m点之前二氧化碳浓度逐渐升高,m点之后二氧化碳浓度逐渐降低,说明m点时,光合速率=呼吸作用速率,B不符合题意;m点是光合作用速率曲线与呼吸作用速率曲线相交的点,表明m点时,光合速率=呼吸作用速率,C不符合题意;m表示光补偿点,此时光合速率=呼吸作用速率,D不符合题意。2.在一定浓度的CO2和一定的温度条件下,测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率,结果如下表。以下有关说法正确的是()A.由实验结果可以断定A是阴生植物,B是阳生植物B.当光照强度超过9klx时,B植物光合速率的限制因素主要是H2OC.当光照强度为9klx时,B植物固定CO2的速率是30mgC