(浙江選考)2019版高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第二單元 細(xì)胞的代謝 第9講 光合作用(Ⅱ)學(xué)案
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1、 第9講 光合作用(Ⅱ) 考試標(biāo)準(zhǔn) 必考 加試 考試標(biāo)準(zhǔn) 必考 加試 1.環(huán)境因素對(duì)光合速率的影響 c 3.活動(dòng):探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響 c c 2.光合作用與細(xì)胞呼吸的異同 b 考點(diǎn)一 環(huán)境因素對(duì)光合速率的影響(加試) 1.光合速率(又稱(chēng)光合強(qiáng)度) (1)含義:一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳)。 (2)表示方法:產(chǎn)生氧氣量/單位時(shí)間或消耗二氧化碳量/單位時(shí)間。 2.環(huán)境因素對(duì)光合速率的影響 (1)光強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響 ①圖像分析:A點(diǎn)時(shí),只進(jìn)行細(xì)胞呼
2、吸;AB段隨著光強(qiáng)度的增強(qiáng),光合作用強(qiáng)度也增強(qiáng),但仍小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;B點(diǎn)時(shí),光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度即光補(bǔ)償點(diǎn);BC段隨著光強(qiáng)度的增強(qiáng),光合作用強(qiáng)度增強(qiáng);C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度為光飽和點(diǎn),限制C點(diǎn)的環(huán)境因素可能有溫度或二氧化碳濃度等。 ②下面的四幅圖表示A點(diǎn)、AB段、B點(diǎn)和B點(diǎn)之后的O2和CO2轉(zhuǎn)移方向,但順序已打亂,請(qǐng)具體填出對(duì)應(yīng)區(qū)段。 ③應(yīng)用分析:欲使植物正常生長(zhǎng),則必須使光強(qiáng)度大于光補(bǔ)償點(diǎn);適當(dāng)提高光強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。 (2)CO2濃度 ①圖像分析:圖1中縱坐標(biāo)表示凈光合速率,A點(diǎn)表示光合速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度,即CO2補(bǔ)償點(diǎn),而圖2中縱坐標(biāo)表示總光
3、合速率,A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度;兩圖中的B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn),兩圖都表示在一定范圍內(nèi),光合速率隨CO2濃度增加而增大。 ②應(yīng)用分析:大氣中的CO2濃度處于OA′段時(shí),植物無(wú)法進(jìn)行光合作用;在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過(guò)“正其行,通其風(fēng)”和增施農(nóng)家肥等措施增加CO2濃度,提高光合速率。 (3)溫度 ①原理分析:通過(guò)影響酶活性進(jìn)而影響光合作用。 ②圖像分析:低溫導(dǎo)致酶的活性降低,引起植物的光合速率降低,在一定范圍內(nèi)(AB段)隨著溫度的升高酶活性升高進(jìn)而引起光合速率也增強(qiáng);B點(diǎn)為酶的最適溫度,光合速率最大;BC段隨溫度升高,酶的活性下降,植物光合速率降低。 ③應(yīng)用分析:
4、溫室中白天調(diào)到光合作用最適溫度,以提高光合速率;晚上適當(dāng)降低溫室的溫度,以降低細(xì)胞呼吸,保證植物有機(jī)物積累。 思考討論 1.將一株生長(zhǎng)正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi),在適宜條件下光照培養(yǎng),隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),玻璃容器內(nèi)的CO2濃度會(huì)發(fā)生怎樣的變化? 提示 玻璃容器內(nèi)CO2濃度降至一定水平后保持相對(duì)穩(wěn)定。 2.夏季連續(xù)陰天,提高大棚中作物產(chǎn)量應(yīng)采取哪些措施? 提示 白天適當(dāng)增加光照,夜晚適當(dāng)降溫,可以提高作物產(chǎn)量。 3.說(shuō)出光強(qiáng)度、CO2濃度、溫度影響光合速率的原理。 提示 光強(qiáng)度通過(guò)影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率;CO2濃度是通過(guò)影響碳反應(yīng)制約光合速率;溫度是通過(guò)影響酶的
5、活性來(lái)影響光合作用。 4.光合作用與細(xì)胞呼吸的計(jì)算 (1)凈(表觀)光合速率和總(真正)光合速率的關(guān)系:總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。 凡是進(jìn)行光合作用的植物,同時(shí)也在進(jìn)行著呼吸作用。在不考慮光強(qiáng)度對(duì)呼吸速率影響的情況下,OA段代表植物呼吸速率,OD段代表植物凈光合速率,OA+OD表示總光合速率,故總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。圖中B點(diǎn)既不吸收也不釋放二氧化碳,表示總光合速率=呼吸速率,凈光合速率為0。在考題中,常需根據(jù)圖表中的信息找出凈光合速率和呼吸速率,進(jìn)而推出總光合速率。 (2)凈光合速率和總光合速率的判定方法 ①若為坐標(biāo)曲線形式,當(dāng)光強(qiáng)度為0時(shí),CO2吸收值為0,
6、則為總(真正)光合速率,若是負(fù)值則為凈(表觀)光合速率。 ②若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測(cè)定值,則為凈光合速率。 ③有機(jī)物積累量為凈光合速率,制造量為總光合速率。 1.表觀光合速率與真正光合速率的內(nèi)涵及表示方法 (1)綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測(cè)得的數(shù)值為呼吸速率(A點(diǎn))。 (2)綠色組織在有光條件下光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行,測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈(表觀)光合速率。 (3)真正光合速率=凈(表觀)光合速率+呼吸速率。 2.光合速率與呼吸速率的常用表示方法 項(xiàng)目 表示方法 凈(表觀)光合速率 (向外界)釋放O2速率、(從外界)吸收CO2速率、有機(jī)物積累速率 真
7、正(總)光合速率 O2產(chǎn)生速率、CO2固定速率、CO2同化(消耗)速率、有機(jī)物產(chǎn)生(制造)速率、葉綠體CO2吸收速率、光合作用CO2吸收速率、光合作用O2釋放速率 呼吸速率 黑暗中O2吸收速率、黑暗中CO2釋放速率、有機(jī)物消耗速率 3.曲線解讀:多因子對(duì)光合速率的影響 P點(diǎn)時(shí),限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨其因子的不斷加強(qiáng),光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí),橫坐標(biāo)所表示的因素,不再是影響光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取適當(dāng)提高圖示中其他因子。 4.熱點(diǎn)解讀:相關(guān)曲線分析 題型一 單因子對(duì)光合速率的影響 1.(2017·臺(tái)
8、州模擬)如圖為在最適溫度和光強(qiáng)度下,測(cè)得甲、乙兩種植物的光合速率隨環(huán)境中CO2濃度的變化情況。下列說(shuō)法中,不正確的是( ) A.植物乙比植物甲對(duì)CO2濃度更敏感 B.當(dāng)CO2吸收量為c時(shí),植物甲與植物乙合成有機(jī)物的量相等 C.d點(diǎn)時(shí)植物甲細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞溶膠、線粒體、葉綠體 D.適當(dāng)降低光強(qiáng)度,b點(diǎn)將向右移動(dòng) 答案 B 解析 由圖可知,環(huán)境中CO2濃度升高到一定程度后,植物乙的CO2吸收量降低幅度較大,植物甲的CO2吸收量基本保持不變,可見(jiàn)植物乙比植物甲對(duì)CO2濃度更敏感,A項(xiàng)正確;當(dāng)CO2吸收量為c時(shí),植物甲與植物乙的凈光合速率相等,由于植物甲比植物乙的呼吸速率
9、大,由真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率可知,植物甲合成有機(jī)物的量比植物乙多,B項(xiàng)錯(cuò)誤;d點(diǎn)時(shí)植物甲細(xì)胞既進(jìn)行光合作用,又進(jìn)行細(xì)胞呼吸,因此產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞溶膠、線粒體、葉綠體,C項(xiàng)正確;根據(jù)題意可知,圖中曲線是在最適光強(qiáng)度條件下測(cè)得的,因此若光強(qiáng)度減弱,CO2吸收量降低,b點(diǎn)時(shí)光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等,降低光強(qiáng)度后,需要環(huán)境中提供較高濃度的CO2才能使光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等,因此b點(diǎn)將向右移動(dòng),D項(xiàng)正確。 2.下列為有關(guān)環(huán)境因素對(duì)植物光合作用影響的關(guān)系圖,有關(guān)描述錯(cuò)誤的是( ) A.圖1中,若光強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng),則a點(diǎn)左移,b點(diǎn)右移 B.圖2中,若CO2濃度適
10、當(dāng)增大,則a點(diǎn)左移,b點(diǎn)右移 C.圖3中,a點(diǎn)與b點(diǎn)相比,a點(diǎn)時(shí)葉綠體中三碳酸分子含量相對(duì)較多 D.圖4中,當(dāng)溫度高于25 ℃時(shí),光合作用制造的有機(jī)物的量開(kāi)始減少 答案 D 解析 圖4中“光照下CO2的吸收量”為植物凈光合量(植物有機(jī)物積累量),“黑暗中CO2的釋放量”為植物呼吸量,故當(dāng)溫度高于25 ℃時(shí),只是植物光合作用積累的有機(jī)物的量開(kāi)始減少,而不是植物光合作用制造的有機(jī)物的量(植物總光合量)開(kāi)始減少。 光合作用坐標(biāo)圖中關(guān)鍵點(diǎn)移動(dòng)分析 如圖1是光強(qiáng)度對(duì)某一植物光合作用強(qiáng)度的影響,適當(dāng)改變CO2濃度,則會(huì)引起關(guān)鍵點(diǎn)的移動(dòng):適當(dāng)提高CO2濃度,細(xì)胞呼吸不變,光合作用增強(qiáng),對(duì)光合
11、作用有利,A點(diǎn)的光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,此點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn),要維持兩者相等,則不需要那么高的光強(qiáng)度,故A點(diǎn)左移;B點(diǎn)是光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大值所需的最低的光強(qiáng)度,此點(diǎn)為光飽和點(diǎn),此時(shí)該植物需要更大的光照才能達(dá)到飽和,故B點(diǎn)右移;C點(diǎn)為光合作用最強(qiáng)的點(diǎn),同時(shí)該植物需要更大的光強(qiáng)度才能達(dá)到飽和,故C點(diǎn)右上移;反之,當(dāng)適當(dāng)降低CO2濃度時(shí),則情況相反。 (1)模型構(gòu)建 通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)在圖1中存在著這樣的變化:適當(dāng)提高CO2濃度時(shí),A點(diǎn)左移、B點(diǎn)右移和C點(diǎn)右上移,A、B、C三點(diǎn)圍成的三角形膨脹變大;適當(dāng)降低CO2濃度時(shí),A點(diǎn)右移、B點(diǎn)左移和C點(diǎn)左下移,A、B、C三點(diǎn)圍成的三角形變小如圖2。
12、 若圖1所示內(nèi)容為CO2濃度對(duì)某一植物光合作用強(qiáng)度的影響,當(dāng)改變光強(qiáng)度時(shí),關(guān)鍵點(diǎn)的移動(dòng)同上,即適當(dāng)提高光強(qiáng)度時(shí),A點(diǎn)左移、B點(diǎn)右移和C點(diǎn)右上移,A、B、C三點(diǎn)圍成的三角形膨脹變大;適當(dāng)降低光強(qiáng)度時(shí),A點(diǎn)右移、B點(diǎn)左移和C點(diǎn)左下移,A、B、C三點(diǎn)圍成的三角形皺縮變小。該規(guī)律在此類(lèi)型題中普遍存在。 (2)觀點(diǎn)呈現(xiàn) ①在有關(guān)光合作用的坐標(biāo)圖中,若某條件的改變使光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的差值增大,即條件的改變有利于光合作用,則A、B、C三點(diǎn)圍成的三角形表現(xiàn)出膨脹變大的趨勢(shì),即A點(diǎn)左移、B點(diǎn)右移和C點(diǎn)右上移,如適當(dāng)提高CO2濃度、適當(dāng)提高光強(qiáng)度。 ②若某條件的改變使光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的差
13、值減小,即條件的改變不利于光合作用,則A、B、C三點(diǎn)圍成的三角形表現(xiàn)出皺縮變小的趨勢(shì),即A點(diǎn)右移、B點(diǎn)左移和C點(diǎn)左下移。如適當(dāng)降低CO2濃度、適當(dāng)降低光強(qiáng)度。 題型二 多因子對(duì)光合速率的影響 3.(2017·浙江模擬)為探索多種環(huán)境因子對(duì)馬鈴薯植株光合作用的影響,某生物興趣小組做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果(數(shù)據(jù)表示測(cè)得植株在不同條件下二氧化碳的吸收速率mg/h)如圖所示。則據(jù)圖分析正確的是( ) A.圖中影響馬鈴薯植株光合作用速率的因素有CO2濃度和溫度 B.在弱光、CO2濃度為0.03%、20 ℃條件下,馬鈴薯植株葉肉細(xì)胞的葉綠體中無(wú)氧氣產(chǎn)生 C.馬鈴薯植株在適當(dāng)遮蔭、CO2濃
14、度為0.03%、40 ℃條件下,光強(qiáng)度不是限制因素 D.實(shí)驗(yàn)中馬鈴薯植株二氧化碳固定速率最大所需的條件是全光照、CO2濃度為1.22%和35 ℃ 答案 D 解析 分析曲線圖可知,圖中影響馬鈴薯植株光合作用速率的因素有CO2濃度、溫度和光強(qiáng)度,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在弱光、CO2濃度為0.03%、20 ℃條件下,曲線中顯示此時(shí)的二氧化碳吸收速率為0,表示此時(shí)植物的光合作用等于細(xì)胞呼吸,即馬鈴薯植株葉肉細(xì)胞的葉綠體可以進(jìn)行光合作用,因此其葉綠體中有氧氣產(chǎn)生,B項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2濃度為0.03%、40 ℃條件下,在弱光、適當(dāng)遮蔭以及全光照三種條件下,植物的二氧化碳吸收速率不同,說(shuō)明光強(qiáng)度仍然是限制光合速率的因
15、素,C項(xiàng)錯(cuò)誤;曲線縱軸的CO2吸收速率表示凈光合速率,而CO2固定速率表示總光合速率,總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,黑暗條件下的曲線為測(cè)得的呼吸速率,則全光照、CO2濃度為1.22%和35 ℃時(shí),總光合速率最大,D項(xiàng)正確。 4.植物的光合作用受溫度(T)和光強(qiáng)度(L)影響。如圖表明植物在三種不同光強(qiáng)度下消耗CO2的情況。請(qǐng)分析在-5 ℃~0 ℃和20 ℃~30 ℃的溫度范圍內(nèi),光合作用的限制因素分別是( ) 選項(xiàng) -5 ℃~0 ℃ 20 ℃~30 ℃ A T和L都是限制因素 T和L都不是限制因素 B T是限制因素,而L不是限制因素 T不是限制因素,而L是限制因素
16、 C T是限制因素,而L不是限制因素 T是限制因素,而L不是限制因素 D T不是限制因素,而L是限制因素 T是限制因素,而L不是限制因素 答案 B 解析 據(jù)圖可知:在-5 ℃~0 ℃的溫度范圍內(nèi),三種不同的光強(qiáng)度下,植物的光合作用強(qiáng)度相同,說(shuō)明此條件下溫度太低,是限制光合作用的主要因素,而光強(qiáng)度的改變對(duì)光合作用強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響。在20 ℃~30 ℃的溫度范圍內(nèi),三種光照條件下,光合作用強(qiáng)度都不再隨溫度的升高而增強(qiáng),但不同光強(qiáng)度下,植物光合作用強(qiáng)度不同,說(shuō)明此時(shí)光強(qiáng)度是光合作用的限制因素。 考點(diǎn)二 光合作用與細(xì)胞呼吸的異同(加試) 1.光合作用與需氧呼吸的區(qū)別 項(xiàng)目
17、 光合作用 需氧呼吸 物質(zhì)變化 無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物 有機(jī)物被分解成無(wú)機(jī)物 能量變化 光能→穩(wěn)定的化學(xué)能 穩(wěn)定的化學(xué)能→熱能、ATP中活躍的化學(xué)能 實(shí)質(zhì) 合成有機(jī)物,貯存能量 分解有機(jī)物、釋放能量,供細(xì)胞利用 場(chǎng)所 主要是葉綠體 細(xì)胞溶膠和線粒體 條件 只在光下進(jìn)行 時(shí)刻都能進(jìn)行 2.光合作用與需氧呼吸的聯(lián)系 (1)物質(zhì)方面:C:CO2C6H12O6 C3H4O3CO2。 O:H2OO2H2O。 H:H2ONADPHC6H12O6NADHH2O。 (2)能量方面:光能ATP中活躍的化學(xué)能C6H12O6中穩(wěn)定的化學(xué)能 思考討論 1.在葉肉細(xì)
18、胞中,CO2的固定和產(chǎn)生場(chǎng)所分別是什么? 提示 葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。 2.單位時(shí)間內(nèi)葉綠體吸收CO2的量屬于實(shí)際(真正)光合速率還是凈光合速率? 提示 實(shí)際光合速率。 3.光合作用與細(xì)胞呼吸之間的氣體變化 下面為葉肉細(xì)胞內(nèi)線粒體與葉綠體之間的氣體變化圖,據(jù)圖判斷生理過(guò)程。 圖①:表示黑暗中,只進(jìn)行細(xì)胞呼吸; 圖②:表示呼吸速率>光合速率; 圖③:表示呼吸速率=光合速率; 圖④:表示呼吸速率<光合速率。 題型一 比較光合作用與細(xì)胞呼吸的過(guò)程 1.下圖是綠色植物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖,下列說(shuō)法正確的是( ) A.乙過(guò)程利用的ATP是由甲和丙過(guò)程共同提
19、供的 B.乙中的ATP用于固定二氧化碳和還原三碳酸分子 C.甲、丙中合成ATP所需的能量來(lái)源不相同 D.丁中的能量可用于肌肉收縮、人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖、興奮傳導(dǎo)等 答案 C 解析 從圖中發(fā)生的變化可判斷,甲是光反應(yīng),乙是碳反應(yīng),丙是需氧呼吸,丁是ATP的水解。需氧呼吸產(chǎn)生的ATP不能用于光合作用的碳反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;光反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的ATP用于還原三碳酸分子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;光反應(yīng)合成ATP所需的能量來(lái)源于光能,而丙過(guò)程合成ATP所需的能量來(lái)自有機(jī)物中的化學(xué)能,C項(xiàng)正確;紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是易化擴(kuò)散,易化擴(kuò)散需要載體蛋白但不消耗ATP,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.如圖為植物的某個(gè)葉肉細(xì)胞中兩種膜結(jié)
20、構(gòu)及其上發(fā)生的生化反應(yīng)模式圖。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.圖1、2中的兩種生物膜依次存在于線粒體和葉綠體中 B.圖1中的[H]來(lái)自水,圖2中的[H]來(lái)自丙酮酸 C.兩種生物膜除產(chǎn)生上述物質(zhì)外,還均可產(chǎn)生ATP D.影響圖1、2中兩種膜上生化反應(yīng)的主要外界因素分別是溫度和光照 答案 C 解析 根據(jù)題圖所示信息可判斷,圖1所示是葉綠體的類(lèi)囊體膜,其上進(jìn)行的是光合作用的光反應(yīng),圖示生化反應(yīng)是水的光解,[H]來(lái)自水。圖2所示是線粒體內(nèi)膜,其上進(jìn)行的是需氧呼吸的第三階段,[H]來(lái)自葡萄糖、丙酮酸和H2O。 題型二 光合作用與細(xì)胞呼吸的物質(zhì)和能量變化 3.(原創(chuàng))細(xì)胞中許多結(jié)構(gòu)產(chǎn)
21、生NADPH、NADH([H])與ATP,下列關(guān)于NADPH、NADH和ATP的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.葉綠體內(nèi)的NADPH來(lái)自水,NADPH用于還原三碳酸分子 B.線粒體內(nèi)的NADH部分來(lái)自丙酮酸,NADH用于還原氧氣 C.葉綠體、線粒體內(nèi)的ATP均可用于植物的各種生命活動(dòng) D.適宜光照下葉肉細(xì)胞的細(xì)胞溶膠、線粒體和葉綠體中都有ATP合成 答案 C 解析 葉綠體內(nèi)NADPH來(lái)自水的光解,用于還原三碳酸分子,A項(xiàng)正確;線粒體內(nèi)的NADH一部分來(lái)自于葡萄糖的分解,一部分來(lái)自丙酮酸和水反應(yīng)的過(guò)程,兩過(guò)程產(chǎn)生的NADH用于還原氧氣生成水,B項(xiàng)正確;葉綠體中產(chǎn)生的ATP只能用于碳反應(yīng),
22、不能用于其他生命活動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;葉肉細(xì)胞的線粒體、葉綠體和細(xì)胞溶膠中都含有與合成ATP相關(guān)的酶,都能產(chǎn)生ATP,D項(xiàng)正確。 4.(原創(chuàng))用同位素標(biāo)記法研究光合作用和需氧呼吸過(guò)程中氧原子的來(lái)源和去路,下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( ) A.光合作用的產(chǎn)物O2中的O全部來(lái)自原料中的H2O B.光合作用的產(chǎn)物C6H12O6中的O全部來(lái)自原料中的CO2 C.需氧呼吸的產(chǎn)物H2O中的O全部來(lái)自原料中的O2 D.需氧呼吸的產(chǎn)物CO2中的O全部來(lái)自原料中的C6H12O6 答案 D 解析 光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的氧氣來(lái)自于光反應(yīng)過(guò)程中水的光解,因此產(chǎn)物O2中的O全部來(lái)自原料中的H2O,A項(xiàng)正確;光合作用過(guò)程中
23、葡萄糖產(chǎn)生于碳反應(yīng)階段,其中的O全部來(lái)自原料中的CO2,B項(xiàng)正確;需氧呼吸的產(chǎn)物H2O是由需氧呼吸的第三階段,氫與氧氣結(jié)合形成的,因此需氧呼吸的產(chǎn)物H2O中的O全部來(lái)自原料中的O2,C項(xiàng)正確;需氧呼吸過(guò)程中二氧化碳是丙酮酸與水反應(yīng)產(chǎn)生的,丙酮酸是葡萄糖酵解產(chǎn)生的,因此需氧呼吸的產(chǎn)物CO2中的O來(lái)自原料中的C6H12O6和水,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)三 活動(dòng):探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響 1.實(shí)驗(yàn)原理 (1)光合速率通常以一定量的植物在單位時(shí)間內(nèi)有機(jī)物的積累量、CO2的吸收量、O2的釋放量即表觀光合速率來(lái)衡量。 (2)影響光合作用的主要環(huán)境因素:溫度、CO2濃度、光強(qiáng)度。 2.實(shí)驗(yàn)步驟
24、(1)實(shí)驗(yàn)假設(shè):一定范圍內(nèi),光合速率隨光強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。 (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ①組裝下圖裝置三套,編號(hào)為甲、乙、丙。 ②分別向三支試管內(nèi)加入等量的小球藻和5%的NaHCO3溶液。 ③記錄有色液滴的起始位置。 ④取三只100 W聚光燈,分別置于距甲、乙、丙10 cm、20 cm、50 cm處,一段時(shí)間后,記錄液滴位置。 思考討論 1.三支試管內(nèi)加入等量的小球藻,為什么? 提示 等量原則和單一變量原則。 2.通過(guò)本實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫叫∏蛟宓淖钸m光強(qiáng)度嗎?為什么? 提示 不能;應(yīng)設(shè)置較小梯度的光強(qiáng)度。 1.變量分析 (1)自變量:光強(qiáng)度,通過(guò)100 W聚光燈與實(shí)驗(yàn)裝置的距離
25、遠(yuǎn)近控制。 (2)因變量:光合速率,通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)O2的釋放量測(cè)定,以單位時(shí)間內(nèi)有色液滴的移動(dòng)距離作為檢測(cè)指標(biāo)。 (3)無(wú)關(guān)變量:各組實(shí)驗(yàn)植物(如金魚(yú)藻、小球藻)的數(shù)量相同,溫度、CO2濃度相同。 2.實(shí)驗(yàn)拓展 (1)設(shè)置溫度作為自變量:用上述裝置探究溫度對(duì)光合速率的影響,可通過(guò)將試管分別置于裝有不同溫度水的燒杯中控制自變量——溫度。 (2)設(shè)置CO2濃度作為自變量:用上述裝置探究CO2濃度對(duì)光合作用的影響,可通過(guò)往試管內(nèi)分別加入不同濃度的NaHCO3溶液來(lái)控制自變量——CO2濃度。 題型一 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 1.利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行與光合作用有關(guān)的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是(
26、) A.試管中收集的氣體量代表了光合作用產(chǎn)生的氧氣量 B.在光下,如果有氣泡產(chǎn)生,可以說(shuō)明光合作用產(chǎn)生氧氣 C.為了探究二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響,可以用不同濃度的NaHCO3溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn) D.為了探究光強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響,用一套裝置慢慢向光源靠近,觀察氣泡產(chǎn)生速率的變化 答案 C 解析 試管中收集的氣體的量表示光合作用產(chǎn)生的氧氣量減去呼吸作用消耗的氧氣量的剩余量;光下產(chǎn)生氣泡,可能是溫度增加,使氣體的溶解度下降導(dǎo)致的,產(chǎn)生的也不一定是氧氣;探究光強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響時(shí),用一套裝置慢慢向光源靠近,觀察氣泡產(chǎn)生速率的變化是不正確的,因?yàn)楫a(chǎn)生的氧氣是一個(gè)累加的過(guò)程,應(yīng)該用多套裝
27、置,其他條件相同,只是距離光源的位置不同。 2.如圖甲為某校生物興趣小組探究光強(qiáng)度對(duì)茉莉花光合作用強(qiáng)度影響的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,圖乙為每小時(shí)所測(cè)得的結(jié)果,據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是( ) A.本實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)改變燈泡功率或燈與廣口瓶的距離來(lái)完成自變量的控制 B.本實(shí)驗(yàn)利用甲裝置即可測(cè)得圖乙結(jié)果,無(wú)需另設(shè)對(duì)照組 C.甲裝置不能測(cè)得圖乙中的A點(diǎn)數(shù)據(jù) D.該實(shí)驗(yàn)不能用白熾燈作為光源 答案 B 解析 本實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)改變燈泡功率或燈與廣口瓶的距離來(lái)完成自變量的控制,A正確;該實(shí)驗(yàn)通過(guò)液滴移動(dòng)的距離表示光合作用強(qiáng)度,由于氣壓變化等物理因素也可以導(dǎo)致液滴移動(dòng),因此為了消除物理因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,可
28、以將裝置中的茉莉花換成死花,其他設(shè)置與裝置甲一樣,糾正無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,B錯(cuò)誤;光照條件下既進(jìn)行光合作用,也進(jìn)行呼吸作用,測(cè)得的數(shù)值是凈光合作用,為了測(cè)得實(shí)際光合作用強(qiáng)度,需要將其中的NaHCO3溶液換為NaOH溶液,且將裝置放在黑暗條件下測(cè)出呼吸作用強(qiáng)度,C正確;由于白熾燈產(chǎn)熱,故該實(shí)驗(yàn)不能用白熾燈作為光源,D正確。 題型二 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用 3.如圖表示測(cè)定金魚(yú)藻光合作用強(qiáng)度的密閉實(shí)驗(yàn)裝置,氧氣傳感器可監(jiān)測(cè)O2濃度的變化,下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.該實(shí)驗(yàn)探究不同單色光對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響 B.加入NaHCO3溶液是為了吸收呼吸作用釋放的CO2 C.拆去濾光片,單位時(shí)間內(nèi)氧
29、氣傳感器測(cè)到的O2濃度高于單色光下O2濃度 D.若將此裝置放在黑暗處,用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,可測(cè)定金魚(yú)藻的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 答案 B 解析 密閉裝置中加入NaHCO3溶液是為金魚(yú)藻光合作用提供CO2,B項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.下圖哪支試管中氧氣含量下降得最快( ) 答案 A 解析 試管A中水草不能進(jìn)行光合作用,無(wú)氧氣產(chǎn)生,而小魚(yú)和水草都要進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗氧氣,故其氧氣含量下降得最快。 模擬演練 1.光合作用的直接產(chǎn)物中不可能有( ) A.氧 B.脂肪和蛋白質(zhì) C.葡萄糖 D.乙醇和丙酮酸 答案 D 解析 光合作用的實(shí)質(zhì)是綠色植物通過(guò)葉綠體,利用光能把二氧
30、化碳和水轉(zhuǎn)化成貯存著能量的有機(jī)物(如淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)等),并且釋放出氧氣的過(guò)程。 2.光合作用、需氧呼吸和厭氧呼吸過(guò)程中共有的是( ) A.產(chǎn)生CO2 B.分解葡萄糖 C.產(chǎn)生ATP D.放出O2 答案 C 解析 光合作用消耗CO2,產(chǎn)生有機(jī)物和氧氣,需氧呼吸可以產(chǎn)生CO2,而厭氧呼吸的乙醇發(fā)酵產(chǎn)CO2,乳酸發(fā)酵不產(chǎn)CO2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;需氧呼吸和厭氧呼吸分解葡萄糖,而光合作用合成葡萄糖,B項(xiàng)錯(cuò)誤;光合作用光反應(yīng)能產(chǎn)生ATP供碳反應(yīng)使用,需氧呼吸和厭氧呼吸都可以產(chǎn)生ATP供給細(xì)胞內(nèi)各項(xiàng)需要能量的生命活動(dòng),C項(xiàng)正確;光合作用消耗CO2,產(chǎn)生O2,而需氧呼吸是消耗O2,產(chǎn)生CO2
31、,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.將如圖所示細(xì)胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光強(qiáng)度下,細(xì)胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) 注:適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細(xì)胞示意圖。 A.黑暗條件下,①增大、④減小 B.光強(qiáng)度低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí),①、③增大 C.光強(qiáng)度等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí),②、③保持不變 D.光強(qiáng)度等于光飽和點(diǎn)時(shí),②減小、④增大 答案 B 解析 黑暗條件下,葉肉細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用,不進(jìn)行光合作用,細(xì)胞吸收O2,釋放CO2,故①增大、④減小,A項(xiàng)正確;光補(bǔ)償點(diǎn)是指光合速率與呼吸速率相等時(shí)的光強(qiáng)度,當(dāng)光強(qiáng)度低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí),光合速率小于呼吸速率,細(xì)胞吸收O2,釋放C
32、O2,故①增大、③減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)光強(qiáng)度等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí),光合速率等于呼吸速率,細(xì)胞不吸收O2,也不釋放CO2,②、③保持不變,C項(xiàng)正確;光飽和點(diǎn)是指光合速率達(dá)到最大時(shí)的最低光強(qiáng)度,當(dāng)光強(qiáng)度等于光飽和點(diǎn)時(shí),光合速率大于呼吸速率,細(xì)胞吸收CO2,釋放O2,②減小、④增大,D項(xiàng)正確。 4.(加試)將生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的某經(jīng)濟(jì)作物分為兩組,Ⅰ組用遮光網(wǎng)處理以降低光強(qiáng)度,Ⅱ組不做處理,分別測(cè)定凈光合速率的日變化情況,結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是( ) A.ac段植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生氫的場(chǎng)所有細(xì)胞溶膠、線粒體和葉綠體 B.f點(diǎn)較e點(diǎn)葉綠體內(nèi)的ATP含量較低 C.Ⅰ組植物在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)a點(diǎn)時(shí)體內(nèi)的
33、有機(jī)物積累量最少 D.d點(diǎn)時(shí)兩組植物的真正光合速率相同 答案 A 5.(2017·浙江模擬)如圖1表示不同強(qiáng)度的光對(duì)水生黑藻光合作用影響的實(shí)驗(yàn)裝置圖,請(qǐng)回答下列問(wèn)題: 注:本實(shí)驗(yàn)中燈泡為熒光燈燈泡。 (1)若不更換燈泡且位置固定,則可通過(guò)移動(dòng) 來(lái)改變光強(qiáng)度大小,實(shí)驗(yàn)中要測(cè)定黑藻是否進(jìn)行了光反應(yīng),最好是通過(guò)肉眼觀察裝置中是否有 出現(xiàn),光反應(yīng)的產(chǎn)物 能為三碳酸還原提供能量。 (2)若突然使圖中S變小,則短時(shí)間內(nèi)RuBP的含量 ,一段時(shí)間后光合作用達(dá)到穩(wěn)定
34、狀態(tài),此時(shí)RuBP和3-磷酸甘油酸之間的含量比為 。 (3)已知光能主要由葉綠素吸收,如圖2表示兩種光強(qiáng)度下黑藻中色素的紙層析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,說(shuō)明強(qiáng)光照導(dǎo)致黑藻 含量減少,從而導(dǎo)致光合速率 。 答案 (1)試管 氣泡 ATP和NADPH (2)上升 1∶2 (3)葉綠素 下降 解析 (1)若不更換燈泡且位置固定,則可通過(guò)移動(dòng)試管來(lái)改變光強(qiáng)度大小,實(shí)驗(yàn)中要測(cè)定黑藻是否進(jìn)行了光反應(yīng),最好是通過(guò)肉眼觀察裝置中是否有氣泡出現(xiàn),光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和NADPH能為三碳酸還原提供能量。 (2)若突然使圖中S變小,光照增強(qiáng),光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH增多
35、,碳反應(yīng)中三碳酸的還原量增多,故短時(shí)間內(nèi)RuBP的含量上升,碳反應(yīng)中CO2+RuBP→2三碳酸(3-磷酸甘油酸),一段時(shí)間后光合作用達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí)RuBP和3-磷酸甘油酸之間的含量比為1∶2。 (3)已知光能主要由葉綠素吸收,圖2中兩種光強(qiáng)度下黑藻色素的紙層析實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,強(qiáng)光照導(dǎo)致黑藻葉綠素含量減少,從而導(dǎo)致光合速率下降。 課時(shí)訓(xùn)練 一、學(xué)考選擇題 1.下列與大棚種植蔬菜相關(guān)的措施及分析中,正確的是( ) A.施用農(nóng)家肥,可提高大棚中CO2的濃度 B.加大蔬菜的種植密度,可不斷提高蔬菜的產(chǎn)量 C.陰雨天適當(dāng)提高大棚內(nèi)溫度,可明顯增加有機(jī)物的積累量 D.用紅色塑料薄膜代替
36、無(wú)色塑料薄膜,可提高蔬菜的光合作用速率 答案 A 解析 農(nóng)家肥含有大量微生物和有機(jī)物,其分解農(nóng)家肥產(chǎn)生二氧化碳,可提高大棚中二氧化碳濃度,從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,A項(xiàng)正確;種植蔬菜要合理密植,如果過(guò)密,植物葉片就會(huì)相互遮擋,并且呼吸作用消耗的有機(jī)物增多,反而會(huì)使產(chǎn)量下降,B項(xiàng)錯(cuò)誤;陰雨天光合作用較弱,要降低大棚溫度,減少呼吸作用消耗的有機(jī)物才有利于有機(jī)物的積累,C項(xiàng)錯(cuò)誤;雖然光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,但是對(duì)其他光也有吸收,用紅色塑料薄膜代替無(wú)色塑料薄膜,只允許紅光透過(guò),反而會(huì)降低蔬菜的光合作用速率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.在葉綠體中,NADPH和NADP+的運(yùn)動(dòng)方向是( ) A.NADPH
37、與NADP+同時(shí)由類(lèi)囊體膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動(dòng) B.NADPH與NADP+同時(shí)由葉綠體基質(zhì)向類(lèi)囊體膜運(yùn)動(dòng) C.NADPH由類(lèi)囊體膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動(dòng),NADP+則是向相反方向運(yùn)動(dòng) D.NADP+由類(lèi)囊體膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動(dòng),NADPH則是向相反方向運(yùn)動(dòng) 答案 C 解析 NADPH在類(lèi)囊體膜上合成,轉(zhuǎn)移到葉綠體基質(zhì)中為三碳酸還原提供還原劑,NADP+移動(dòng)方向相反,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。 3.已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃,如圖表示植物在25 ℃時(shí)光合作用強(qiáng)度與光強(qiáng)度的關(guān)系,若將溫度提高到30 ℃的條件下,其他條件不變,理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)情況是( )
38、 A.a點(diǎn)上移,b點(diǎn)右移,c點(diǎn)右移,d點(diǎn)上移 B.a點(diǎn)下移,b點(diǎn)右移,c點(diǎn)左移,d點(diǎn)下移 C.a點(diǎn)上移,b點(diǎn)左移,c點(diǎn)右移,d點(diǎn)上移 D.a點(diǎn)下移,b點(diǎn)左移,c點(diǎn)左移,d點(diǎn)下移 答案 B 解析 根據(jù)題意和圖示分析可知:溫度從25 ℃提高到30 ℃后,光合速率減慢,呼吸速率加快。圖中a點(diǎn)代表呼吸速率,現(xiàn)呼吸速率加快,故a點(diǎn)下移;b點(diǎn)呼吸速率等于光合速率,現(xiàn)呼吸速率加快,光合作用減慢,故b點(diǎn)右移;c點(diǎn)表示光飽和點(diǎn),現(xiàn)光合速率減慢,故c點(diǎn)將左移;d點(diǎn)表示最大光合速率,現(xiàn)光合速率減慢,故d點(diǎn)下移。故選B項(xiàng)。 4.(2017·金華高三模擬)研究者探究不同光照條件下,兩種不同濃度CO2對(duì)某
39、種藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)的影響,結(jié)果如圖所示。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的敘述,不正確的是( ) A.“●”和“▲”分別表示高濃度和低濃度CO2下的測(cè)量結(jié)果 B.若相同條件下測(cè)量O2的釋放量,可得到相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 C.低光強(qiáng)時(shí),不同的CO2濃度對(duì)干重增加的影響不顯著 D.高濃度CO2時(shí),不同的光強(qiáng)對(duì)干重增加的影響不顯著 答案 D 解析 分析題圖曲線可知,高光強(qiáng)度下“●”有機(jī)物積累多于“▲”,因此“●”為高二氧化碳濃度下的測(cè)量結(jié)果,“▲”為低二氧化碳濃度下的測(cè)量結(jié)果,A項(xiàng)正確;凈光合速率也可用O2的釋放量表示,可得到相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B項(xiàng)正確;低光強(qiáng)時(shí),限制光合作用的外界因素主要是光強(qiáng)度,不是二氧化碳濃
40、度,因此不同的CO2濃度對(duì)干重增加的影響不顯著,C項(xiàng)正確;高二氧化碳濃度時(shí),一定的范圍內(nèi)隨光強(qiáng)度增加,光合作用強(qiáng)度增強(qiáng),干重增加速度增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、加試選擇題 5.(2017·北京,2)某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如圖。據(jù)此,對(duì)該植物生理特性理解錯(cuò)誤的是( ) A.呼吸作用的最適溫度比光合作用的高 B.凈光合作用的最適溫度約為25 ℃ C.在0~25 ℃范圍內(nèi),溫度變化對(duì)光合速率的影響比對(duì)呼吸速率的大 D.適合該植物生長(zhǎng)的溫度范圍是10~50 ℃ 答案 D 解析 由圖可知,呼吸作用的最適溫度約為50 ℃,總光合作用的最適溫度約為30 ℃,A項(xiàng)正確;由上圖可知
41、,植物體在25 ℃時(shí),凈光合速率最高,說(shuō)明該溫度為凈光合作用的最適溫度,B項(xiàng)正確;在0~25 ℃范圍內(nèi),隨溫度升高光合速率曲線的升高幅度要遠(yuǎn)大于呼吸速率,說(shuō)明溫度變化對(duì)光合速率的影響比對(duì)呼吸速率的大,C項(xiàng)正確;由圖可知,超過(guò)45 ℃,凈光合速率為負(fù)值,沒(méi)有有機(jī)物的積累,不適合生長(zhǎng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.(2016·浙江10月選考)在玻璃溫室中,研究小組分別用三種單色光對(duì)某種綠葉蔬菜進(jìn)行補(bǔ)充光源(補(bǔ)光)實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示。補(bǔ)光的光強(qiáng)度為150 μ mol·m-2·s-1,補(bǔ)光時(shí)間為上午7:00~10:00,溫度適宜。 下列敘述正確的是( ) A.給植株補(bǔ)充580 nm光源,對(duì)該植株的生長(zhǎng)有
42、促進(jìn)作用 B.若680 nm補(bǔ)光后植株的光合色素增加,則光飽和點(diǎn)將下降 C.若450 nm補(bǔ)光組在9:00時(shí)突然停止補(bǔ)光,則植株釋放的O2量增大 D.當(dāng)對(duì)照組和450 nm補(bǔ)光組CO2吸收速率都達(dá)到6 μ mol·m-2·s-1時(shí),450 nm補(bǔ)光組從溫室中吸收的CO2總量比對(duì)照組少 答案 D 解析 分析曲線比較,給植株補(bǔ)充580 nm光源,對(duì)該植株有抑制作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤;光合色素增加,則光飽和點(diǎn)將增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;停止補(bǔ)光,則植株釋放的O2量不再產(chǎn)生,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 7.適宜的光照、溫度條件下,在0.003%CO2和1%CO2兩種不同環(huán)境中某植物葉肉細(xì)胞卡爾文循環(huán)中三碳酸和RuBP微摩爾
43、濃度的變化趨勢(shì)如圖所示。據(jù)圖分析合理的是( ) A.ab段碳反應(yīng)速率越來(lái)越小 B.bc段甲物質(zhì)濃度降低是因?yàn)樯伤俾首冃? C.cd段光合作用較弱是因?yàn)楣夥磻?yīng)產(chǎn)物不足 D.ae段葉肉細(xì)胞的光飽和點(diǎn)穩(wěn)定不變 答案 B 解析 ab段甲、乙兩物質(zhì)的量相對(duì)穩(wěn)定,碳反應(yīng)速率不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;二氧化碳含量變小,底物不足會(huì)導(dǎo)致二氧化碳的固定速率減慢,生成物三碳酸(甲物質(zhì))的含量下降,B項(xiàng)正確;cd段光合作用較弱是因?yàn)樘挤磻?yīng)的原料二氧化碳不足,C項(xiàng)錯(cuò)誤;不同環(huán)境條件下,葉肉細(xì)胞的光飽和點(diǎn)不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下,測(cè)得某森林中林冠層四種主要喬木的幼苗葉片的生理指標(biāo)(
44、見(jiàn)表)。下列分析正確的是( ) 物種 指標(biāo) 馬尾松 苦櫧 石櫟 青岡 光補(bǔ)償點(diǎn)(μmol·m-2·s-1) 140 66 37 22 光飽和點(diǎn)(μmol·m-2·s-1) 1 425 1 255 976 924 注:光補(bǔ)償點(diǎn):光合速率等于呼吸速率時(shí)的光強(qiáng);光飽和點(diǎn):達(dá)到最大光合速率所需的最小光強(qiáng)。 A.光強(qiáng)大于140 μ mol·m-2·s-1,馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的O2全部進(jìn)入線粒體 B.光強(qiáng)小于1 255 μ mol·m-2·s-1,影響苦櫧幼苗光合速率的環(huán)境因素是CO2濃度 C.森林中生產(chǎn)者積累有機(jī)物的能量
45、總和,即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 D.在群落演替過(guò)程中,隨著林冠密集程度增大,青岡的種群密度將會(huì)增加 答案 D 解析 140 μ mol·m-2·s-1為馬尾松植株的光補(bǔ)償點(diǎn),當(dāng)光強(qiáng)大于140 μ mol·m-2·s-1時(shí)馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的O2除進(jìn)入線粒體外,還擴(kuò)散至細(xì)胞外,A項(xiàng)錯(cuò)誤;光強(qiáng)小于1 255 μ mol·m-2·s-1,影響苦櫧幼苗光合速率的主要環(huán)境因素是光強(qiáng)度,B項(xiàng)錯(cuò)誤;森林中生產(chǎn)者制造有機(jī)物的能量總和,即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由表格信息可知,青岡的光補(bǔ)償點(diǎn)較低,因而更適應(yīng)弱光環(huán)境,在群落演替過(guò)程中,隨著林冠密集程度增大,青岡的種群密度將會(huì)增加,D項(xiàng)正
46、確。 三、非選擇題 9.(2016·浙江10月選考)在高光強(qiáng)環(huán)境下,將某突變型植株與野生型植株分別施以低氮肥與高氮肥,一段時(shí)間后測(cè)定其葉綠素和Rubisco酶(該酶催化CO2和RuBP反應(yīng))的含量,結(jié)果如圖所示。 請(qǐng)回答: (1)實(shí)驗(yàn)表明,突變型的 含量比野生型低,采用 法分離突變型植株葉片色素,與野生型相比濾紙條上有的色素帶顏色變淺,變淺的色素帶位于濾紙條從上到下的第 條。 (2)光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化為ATP與NADPH中的 ,其中NADPH是NADP+被水中的 還原而成的。NADPH參與
47、 的還原,形成碳反應(yīng)的第一個(gè)糖。 (3)高氮肥下,突變型植株的光合速率大于野生型植株。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,限制野生型植株光合速率的因素是 。 答案 (1)葉綠素a 紙層析 三 (2)化學(xué)能 氫(或H++e-) 3-磷酸甘油酸 (3)Rubisco酶含量 解析 (1)由圖可知,在低氮肥和高氮肥條件下,突變型植株比野生型植株葉綠素a含量低,葉綠素b含量相同;根據(jù)色素在層析液中溶解度的不同,溶解度大的在濾紙條上擴(kuò)散得快,故分離植株中葉片色素我們常使用紙層析法;紙層析法最終形成的色素條帶,從上至下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素
48、a、葉綠素b,由于突變型植株比野生型植株葉綠素a含量低,故變淺的色素帶位于濾紙條從上至下的第三條。(2)光反應(yīng)的能量變化是光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能;光反應(yīng)中,水中的氫(H++e-)在光下將NADP+還原為NADPH;NADPH是一種強(qiáng)還原劑,參與3-磷酸甘油酸的還原,形成碳反應(yīng)中的第一個(gè)糖。(3)高氮肥條件下,突變型植株的光合速率遠(yuǎn)大于野生型植株,但由圖可知,突變型植株比野生型植株葉綠素a含量低,故影響因素不是葉綠素a的含量。由圖可知,突變型植株的Rubisco酶含量高于野生型植株,因?yàn)镽ubisco酶催化CO2和RuBP反應(yīng),從而提高突變型植株的光合速率,故限制野生型植株光
49、合速率的因素是Rubisco酶的含量。 10.(加試)下面是某植物葉肉細(xì)胞中光合作用和細(xì)胞呼吸的物質(zhì)變化示意簡(jiǎn)圖,其中①~⑤為生理過(guò)程,a~h為物質(zhì)名稱(chēng),請(qǐng)回答: (1)物質(zhì)a分布在葉綠體的 ,提取該物質(zhì)時(shí)加入CaCO3的目的是 。 (2)過(guò)程②和③發(fā)生的場(chǎng)所分別是 、 。 (3)上述①~⑤過(guò)程中,必須有氧氣參與進(jìn)行的是 ,圖中能夠產(chǎn)生ATP的生理過(guò)程是 (兩空均用圖中數(shù)字回答)。
50、 (4)在光合作用過(guò)程中,二氧化碳被還原成糖類(lèi)等有機(jī)物時(shí),既要接受 釋放的能量,又要被 還原(兩空均用圖中字母回答)。突然停止光照,三碳酸分子和RuBP將如何變化: 。 答案 (1)類(lèi)囊體膜上 防止葉綠體中的色素被破壞 (2)葉綠體基質(zhì) 細(xì)胞溶膠 (3)⑤?、佗邰堍?多寫(xiě)少寫(xiě)均不可) (4)c和e e 前者增加,后者減少 11.(2017·金華十校模擬)如圖甲表示某高等植物光合作用的部分過(guò)程,圖乙為“探究環(huán)境因素對(duì)光合
51、作用的影響”活動(dòng)所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請(qǐng)分析回答: (1)發(fā)生圖甲所示過(guò)程的部位是葉綠體內(nèi)的 ,其物質(zhì)①是 ,物質(zhì)③將用于光合作用的 階段。 (2)圖甲中的物質(zhì)④多數(shù)將形成 。 (3)依據(jù)圖乙分析可知,影響光合速率的因素為 ,當(dāng)光強(qiáng)度為A時(shí),限制光合速率的因素為 ;在溫室栽培中,若光強(qiáng)度處于BC區(qū)段時(shí)可以通過(guò)采取 的措施,提高作物產(chǎn)量。 答案 (1)基質(zhì) RuBP(核酮糖二磷酸) 光反應(yīng) (2)蔗糖 (3)光強(qiáng)度和溫度 光強(qiáng)度 適當(dāng)改變溫度 解析 (1)圖
52、甲屬于光合作用的碳反應(yīng),發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中,①是RuBP,③為NADP+,將在光合作用的光反應(yīng)階段生成NADPH。(3)圖乙中有光強(qiáng)度和溫度兩個(gè)因素影響光合速率,當(dāng)光強(qiáng)度為A時(shí),不同溫度對(duì)應(yīng)的光合速率相同,說(shuō)明限制因素不是溫度而是光強(qiáng)度。在BC段,光強(qiáng)度增加而光合速率不再增加,應(yīng)該將溫度調(diào)節(jié)到25 ℃。 12.(2017·浙江11月選考)為探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響,進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。取去除淀粉的某植物葉片打成大小相等的圓片,并將相同數(shù)量的葉圓片分別放入A~D四組燒杯中,在25 ℃環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果見(jiàn)下表。 組別 燒杯中液體成分 處理?xiàng)l件 檢測(cè)結(jié)果 A 富含CO2
53、的純水 光照 + B 富含CO2的純水 黑暗 - C 富含CO2的葡萄糖溶液 光照 ++ D 富含CO2的葡萄糖溶液 黑暗 + 注:“+”表示檢出淀粉,“++”表示檢出淀粉含量較高,“-”表示未檢出淀粉。 回答下列問(wèn)題: (1)本實(shí)驗(yàn)的可變因素是 。 (2)如何去除植物葉片中的淀粉? 。 (3)據(jù)表分析,將CO2作為光合作用原料的是 組。在植物體內(nèi),CO2轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物的途徑為 循環(huán),其產(chǎn)物可運(yùn)至葉綠體外轉(zhuǎn)變成 ,并運(yùn)到植物體其他部位供細(xì)胞利用。 (4)檢測(cè)結(jié)果表明離體葉肉細(xì)胞可直接
54、利用葡萄糖合成淀粉。葉肉細(xì)胞合成淀粉的場(chǎng)所是 ,而在塊莖中,淀粉長(zhǎng)期儲(chǔ)存在 中。 答案 (1)葡萄糖和光照 (2)暗處理 (3)A、C 卡爾文 蔗糖 (4)葉綠體基質(zhì) 白色體 解析 (1)本實(shí)驗(yàn)探究的是葡萄糖和光照對(duì)光合作用的影響,由表可知設(shè)置的變量有兩個(gè):葡萄糖和光照的有無(wú)。 (2)實(shí)驗(yàn)之前可進(jìn)行一段時(shí)間的暗處理,耗盡植物葉片中的淀粉。 (3)據(jù)表分析,A、C組都有光照條件,可以進(jìn)行光合作用,所以吸收CO2作為光合作用原料。在植物體內(nèi),CO2轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物的途徑為卡爾文循環(huán),其產(chǎn)物可運(yùn)至葉綠體外轉(zhuǎn)變成蔗糖,并運(yùn)到植物體其他部位供細(xì)胞利用。 (4)D組葉片在黑暗條件下,因此不能進(jìn)行光合作用,但可以直接利用葡萄糖合成淀粉,此過(guò)程需要需氧呼吸產(chǎn)生的ATP作為直接能源物質(zhì)。葉肉細(xì)胞合成淀粉的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。而在不見(jiàn)光的塊莖中,白色體是長(zhǎng)期儲(chǔ)存淀粉的場(chǎng)所。 24
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