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第4節(jié) 能量之源——光與光合作用,一、 捕獲光能的色素,葉黃素,類囊體,二、葉綠體的結構和功能,能進行光合作用的生物不一定含有葉綠體，如光合細菌、 藍藻等不含葉綠體，但能進行光合作用。,暗反應,類囊體,光合作用,葉綠體,淀粉,同位素,水,三、光合作用的探究歷程,四、光合作用的過程 1．過程：,光、色素、酶,水的光解,活躍的化學能,ATP、[H]、酶,CO2 固定,穩(wěn)定化學能,2．光反應和暗反應之間的聯(lián)系：光反應為暗反應提供[H] 和能量(ATP)；暗反應產(chǎn)生的 ADP 和 Pi 為光反應合成 ATP 提供,原料。,3．光合作用反應式：,五、影響光合作用強度的環(huán)境因素,1．光合作用強度：,單位時間內(nèi),糖類,產(chǎn)物生成,(1) 概念：植物在__________________ 通過光合作用制造 ________的數(shù)量。 (2)表示方法：一定時間內(nèi)原料消耗的數(shù)量或__________的,數(shù)量。,注射器,(3)探究光照強度對光合作用的影響：,①實驗流程：,用打孔器在生長旺盛的綠葉上打出直徑為 1 cm 的圓形葉 片 30 片。用________抽出小圓形葉片內(nèi)的空氣。,取三個燒杯，分別放入 10 片已抽去空氣的小圓形葉片，并 向三個燒杯分別加入___________的清水，編號 A、B、C，分 別放置在______________三種光照條件下照射，觀察單位時間 內(nèi)__________________(或觀察全部分葉片上浮所需的時間)。 ②實驗結論：_______________________________________,___________________________。,CO2,2．影響光合作用強度的環(huán)境因素：光照強度、溫度、空氣 中________的濃度、土壤中水分的多少和礦質元素含量等。,強、中、弱,葉片上浮數(shù)量,富含CO2,在一定范圍內(nèi)，隨著光照強度不斷增強，光,合作用強度也不斷增強,六、化能合成作用和新陳代謝類型,1．化能合成作用：,無機物氧化時所釋放的能量,(1)概念：某些細菌能夠利用體外環(huán)境中某些 _______________________________制造有機物的過程。 (2)實例：硝化細菌能利用氨氧化成亞硝酸和硝酸時釋放的,__________將二氧化碳和水合成糖類。,化學能,(3)化能合成作用與光合作用的比較：,2.生物的新陳代謝類型：,[判斷正誤] 1．葉綠素 a 和葉綠素 b 主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素,和葉黃素主要吸收藍紫光。(,),2．光反應是在葉綠體類囊體的薄膜上進行的，暗反應是在,葉綠體基質中進行的。(,),3．[H]在光反應和暗反應中都起還原作用，并將能量轉移,到糖類分子中。(,),答案：1.√,2.√,3.×,考點一,光合作用探究歷程中的幾個重要實驗分析,（續(xù)表）,1.普利斯特利的實驗分析：,(1)缺少空白對照，實驗結果說服力不強，應將點燃的蠟燭,和小鼠分別單獨置于玻璃罩內(nèi)，作為空白對照。,(2)沒有認識到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更,新歸因于植物的生長。,(3)限于當時科學發(fā)展水平的限制，沒有明確植物更新氣體,的成分。,2．薩克斯的實驗分析：,(1)設置了自身對照，自變量為光照，因變量是顏色變化。 (2)實驗的關鍵是饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質消耗,掉，增強了實驗的說服力。,(3)本實驗除證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明了光,是光合作用的必要條件。,3．魯賓和卡門的實驗分析：,設置了對照實驗，自變量是標記物質(H218O 和C18O2)，因變,量是 O2 的放射性。,◎ 高考探究 ◎,考向,對光合作用探究實驗的分析,[典例](2013年海南卷)某植物葉片不同部位的顏色不同，將 該植物在黑暗中放置 48 h 后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如下圖 所示。在日光下照光一段時間，去除錫箔紙，用碘染色法處理 葉片，觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍色，有的沒有出現(xiàn)藍色。其,),中，沒有出現(xiàn)藍色的部位是( A．a(chǎn)、b 和 d B．a(chǎn)、c 和 e C．c、d 和 e D．b、c 和 e,[解析]植物葉片黃白色區(qū)域的葉肉細胞中不含葉綠體，不 能進行光合作用；圖中e，c 處葉肉細胞中盡管含有葉綠體，但 被錫箔紙遮住部位不能接受光照，也不能進行光合作用，均不 能產(chǎn)生光合作用產(chǎn)物淀粉，加碘液不會變藍，故B 項符合題意。,[答案]B,【考點練透】 1．(2016 年河北衡水期中)下列實驗中科學家的使用手段或,技術顯著不同于其他的是(,),A．科學家對分泌蛋白的合成和分泌的研究 B．魯賓和卡門證明光合作用釋放的氧氣來自水 C．恩格爾曼證明葉綠體是光合作用的場所 D．卡爾文探明 CO2 中的碳在光合作用中轉化成有機物中 碳的途徑,解析：科學家利用同位素標記法對分泌蛋白的合成和分泌 進行了研究，發(fā)現(xiàn)3H 標記的亮氨酸在細胞內(nèi)出現(xiàn)的先后順序分 別是核糖體→內(nèi)質網(wǎng)→高爾基體→細胞膜外；魯賓和卡門用同 位素標記法證明光合作用釋放的氧氣來自水，即2H18O2→4[H] ＋18O2；恩格爾曼用極細的光束和好氧菌做實驗，證明葉綠體 是光合作用的場所；卡爾文利用同位素標記法探明CO2 中的碳 在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑，即14CO2→14C3→ (14CH2O)。由此可知，C 選項符合題意。,答案：C,2．(2016 年寧夏銀川期中)請按發(fā)生時間的先后排列下列事,件(,),①德國科學家薩克斯證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了 淀粉 ②美國科學家魯賓和卡門采用同位素標記法證明：光合作 用釋放的氧氣全部來自參加反應的水 ③英國科學家普利斯特利指出植物可以更新空氣 ④德國科學家恩格爾曼用水綿做實驗證明：氧氣是由葉綠 體釋放出來的，葉綠體是植物進行光合作用的場所,A．①②③④,B．④③②① C．③①④②,D．①③②④,解析：隨著科技的進步，對光合作用的研究從現(xiàn)象逐步深,入到本質。,答案：C,考點二,光合作用過程,1．光反應與暗反應的比較：,（續(xù)表）,2.外界條件驟變時光合作用過程中各物質含量變化的分析：,（續(xù)表）,◎ 高考探究 ◎,考向,以流程圖的形式考查光合作用的過程,[典例](2015年安徽卷)下圖為大豆葉片光合作用暗反應階,段的示意圖。下列敘述正確的是(,),A．CO2 的固定實質上是將 ATP 中的 化學能轉變?yōu)?C3 中的化學能 B．CO2 可直接被[H]還原，再經(jīng)過一 系列的變化形成糖類 C．被還原的 C3 在有關酶的催化作用下，可再形成 C5 D．光照強度由強變?nèi)鯐r，短時間內(nèi) C5 含量會升高,[解析]C3 的還原實質是將ATP 中的化學能轉變?yōu)?CH2O)中 的化學能，A 錯誤；C3 可直接被[H]和ATP 還原，再經(jīng)過一系 列的變化形成糖類，B 錯誤；據(jù)圖分析，被還原的C3 在有關酶 的催化作用下，可再形成C5，C 正確；光照減弱時，ATP 和[H] 合成減少，C3 還原受阻，C5 生成減少，短時間內(nèi)C5 去路不變， 最終導致 C5 含量降低，D 錯誤。,[答案]C,【考點練透】 3．下圖為光合作用過程示意圖，在適宜條件下栽培的小麥， 如果突然將 c 降低至極低水平(其他條件不變)，則 a、b 在葉綠,),體中的含量變化將會是( A．a(chǎn)、b 都上升 B．a(chǎn) 上升、b 下降 C．a(chǎn)、b 都下降 D．a(chǎn) 下降、b 上升 答案：A,4．(2016 年黑龍江省實驗中學期中)下圖表示某植物細胞內(nèi),的代謝過程，下列有關敘述正確的是(,),A．X、Y 物質分別代表三碳化合物和五碳化合物 B．①④過程可以產(chǎn)生 ATP，②③過程需要消耗 ATP C．①發(fā)生在線粒體基質中，②發(fā)生在葉綠體基質中 D．①②③④四個過程既不消耗氧氣也不產(chǎn)生氧氣,解析：據(jù)圖示分析可知：圖中X、Y 物質分別表示光合作 用暗反應中的三碳化合物、有氧呼吸第一階段的產(chǎn)物丙酮酸， A 錯誤；有氧呼吸的第一階段和第二階段可以產(chǎn)生ATP，②三 碳化合物還原過程需要消耗ATP，而二氧化碳固定過程不需要 消耗ATP，B 錯誤；①過程是有氧呼吸的第一階段，發(fā)生在細 胞質基質中，②過程是暗反應階段，發(fā)生在葉綠體基質，C 錯 誤；光合作用的光反應中產(chǎn)生氧氣，有氧呼吸的第三階段消耗 氧氣，因此①②③④四個過程中既沒有產(chǎn)生氧氣，也沒有消耗 氧氣，D 正確。,答案：D,考點三 影響光合速率的因素及應用 1．影響光合作用的內(nèi)部因素：,,2.影響光合作用的環(huán)境因素： (1)光照強度：,（續(xù)表）,(2)CO2 濃度：,,(3)溫度：,(4)礦質元素：,(5)水分：,①影響：水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作 用，又會導致葉片氣孔關閉，限制 CO2 進入葉片，從而間接影 響光合作用。,②應用：根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉。,影響葉綠素合成的因素,(1)光照：光是影響葉綠素合成的主要因素，一般植物在黑 暗中不能合成葉綠素，但能合成類胡蘿卜素，因而葉片發(fā)黃。 (2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性，進而 影響葉綠素的合成。低溫時，葉綠素分子易被破壞，而使葉子 變黃。,(3)必需元素：葉綠素中含 N、Mg 等必需元素，缺乏 N、 Mg 將導致葉綠素無法合成，葉變黃。另外，F(xiàn)e 是葉綠素合成 過程中某些酶的輔助成分，缺 Fe 也將導致葉綠素合成受阻， 葉變黃。,◎ 高考探究 ◎,考向,影響光合作用的因素及應用,[典例](2014 年四川卷)將桑樹和大豆分別單獨種植(單作)或 兩種隔行種植(間作)，測得兩種植物的光合速率如下圖所示(注： 光飽和點是光合速率達到最大值時所需的最低光照強度)。據(jù)圖,分析，下列敘述正確的是(,),A．與單作相比，間作時兩種植物的呼吸強度均沒有受到,影響,B．與單作相比，間作時兩種植物光合作用的光飽和點均,增大,C．間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合,速率,D．大豆植株開始積累有機物時的最低光照強度單作大于,間作,[解析]由圖曲線分析可知，桑樹間作時比單作時呼吸強度 增大，大豆間作時比單作時呼吸強度減小，均受到影響，故A 錯誤。間作時，桑樹光飽和點增大，大豆光飽和點減小，故B 錯。在某一光照強度范圍內(nèi)，間作也提高了大豆的光合速率， 故 C 錯。從大豆曲線圖中可看到光合速率大于零表示有有機物 的積累，其最低光照強度單作大于間作，D 正確。,[答案]D,(1)當外界條件變化時，CO2(光)補償點移動規(guī)律如下： ①若呼吸速率增加，CO2(光)補償點應右移，反之應左移。 ②若呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時，,CO2(光)補償點應右移，反之應左移。,(2)多個環(huán)境因素對光合速率的綜合影響：,①分析：,a．在 P 點之前，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的 因素。隨著該因素的不斷增強，光合速率不斷提高。 b．在 Q 點之后，橫坐標所表示的因素不再是影響光合速 率的因素，要提高光合速率，可適當提高圖示的其他因素的含 量或強度等。,②應用：溫室栽培時，在一定的光照強度下，白天適當提 高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率。當溫度適宜 時，可適當增加光照強度和CO2 濃度，以提高光合速率。,【考點練透】 5．圖甲和圖乙表示某植物在適宜的 CO2 濃度條件下光合作,用速率與環(huán)境因素之間的關系，下列相關描述錯誤的是(,),A．圖甲中，在 A 點限制光合作用速率的主要因素是光照 強度，在 B 點限制光合作用速率的主要因素是溫度 B．從圖乙可以看出，當超過一定溫度后，光合作用速率 會隨著溫度的升高而降低,C．溫度主要是通過影響酶的活性來影響光合作用速率的 D．若光照強度突然由 A 變?yōu)?B，短時間內(nèi)葉肉細胞中 C3,的含量會增加,解析：圖甲表示光照強度和溫度對光合作用的影響，圖乙 表示溫度對光合作用的影響。分析圖甲中某點的限制因素時， 要看曲線是否達到飽和點。如果沒有達到飽和點(如 A 點)，則 限制因素為橫坐標表示的因素，即光照強度；當達到飽和點以 后(如 B 點)，則限制因素為橫坐標表示的因素以外的其他因素， 如溫度。當光照強度突然增強時，光反應速率加快，產(chǎn)生更多 的[H]和ATP，所以 C3 的還原速率加快，C3 含量會減少，D 項 錯誤。,答案：D,6．(2016 年內(nèi)蒙古赤峰月考)科學家研究小麥 20 ℃時光合 作用強度與光照強度的關系，得到如下圖曲線。下列有關敘述，,錯誤的是(,),A．在 25 ℃條件下研究時， cd 段位置會下移，a 點會上移 B．a(chǎn) 點時，葉肉細胞產(chǎn)生 ATP 的細胞器只有線粒體 C．其他條件適宜，當植物缺 Mg 時，b 點將向右移動 D．c 點之后，小麥光合作用強度不再增加可能與葉綠體中 酶的濃度有關,解析：題中并沒有說明20 ℃是光合作用的最適溫度，在一 定溫度范圍內(nèi)適當提高溫度時，光合速率將增強，cd 段位置會 上移，a 點會下移，A 錯誤；a 點時，只進行呼吸作用，故葉肉 細胞產(chǎn)生 ATP 的細胞器只有線粒體，B 正確；Mg 是葉綠素的 組成元素，當植物缺 Mg 時，葉綠素合成減少，導致光合速率 減慢，因此需要較高強度的光照才能達到光補償點，即 b 點將 向右移動，C 正確；外界條件均適宜時，c 點之后小麥光合作用 強度不再增加是除光照強度外的其他因素造成的，葉綠體中影 響光合作用的因素有色素量、酶的數(shù)量等，D 正確。,答案：A,考點四,總(真)光合速率、凈(表觀)光合速率,1．呼吸速率的測定方法：植物置于黑暗環(huán)境中，測定實驗 容器內(nèi) CO2 增加量、O2 減少量或有機物減少量。,2．總光合速率和凈光合速率的測定方法：,(1)總光合速率：常用一定時間內(nèi) O2 產(chǎn)生量、CO2 固定量或,有機物產(chǎn)生量來表示。,(2)凈光合速率：常用一定時間內(nèi) O2 釋放量、CO2 吸收量或,有機物積累量表示。,(3)凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率。,3．總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的不同描述方式：,4.植物光合速率的實驗測定方法(如下圖所示)：,(1)裝置中溶液的作用：在測細胞呼吸速率時，NaOH 溶液 可吸收容器中細胞呼吸產(chǎn)生的 CO2 ；在測凈光合速率時， NaHCO3 溶液可提供 CO2，保證了容器內(nèi) CO2 濃度的恒定。,(2)測定原理：,①甲裝置在黑暗條件下植物進行細胞呼吸，由于 NaOH 溶 液吸收了細胞呼吸產(chǎn)生的 CO2，所以單位時間內(nèi)紅色液滴左移 的體積為細胞呼吸 O2 的吸收速率，可代表呼吸速率。 ②乙裝置在光照條件下植物進行光合作用和細胞呼吸，由 于 NaHCO3 溶液保證了容器內(nèi) CO2 濃度的恒定，所以單位時 間內(nèi)紅色液滴右移的體積為植物氧氣的釋放速率，可代表凈光 合速率。,③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。,(3)測定方法：,①將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移,動的距離，計算呼吸速率。,②將同一植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴,移動的距離，計算凈光合速率。,③根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。 (4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等因素所引起的誤 差，應設置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗， 根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。,◎ 高考探究 ◎,考向,光合作用、呼吸作用與凈光合速率,[典例](2014年新課標卷Ⅱ)某植物凈光合速率的變化趨勢 如下圖所示。,據(jù)圖回答下列問題：,(1)當 CO2 濃度為 a 時，高光強下該植物的凈光合速率為 ________。CO2 濃度在 a～b 之間時，曲線________表示了凈光 合速率隨 CO2 濃度的增高而增高。,(2)CO2 濃度大于 c 時，曲線 B 和 C 所表示的凈光合速率不,再增加，限制其增加的環(huán)境因素是____________。,(3)當環(huán)境中 CO2 濃度小于 a 時，在圖示的 3 種光強下，該 植物呼吸作用產(chǎn)生的 CO2 量________(填“大于”“等于”或 “小于”)光合作用吸收的 CO2 量。,(4)據(jù)圖可推測，在溫室中，若要采取提高 CO2 濃度的措施 來提高該種植物的產(chǎn)量，還應該同時考慮________這一因素的 影響，并采取相應措施。,[解析](1)據(jù)圖可知CO2 濃度為a 時，高光強(曲線 A)下的縱 坐標為 0，即凈光合速率為0；CO2 濃度在a～b 之間時，曲線 A、B、C 均表現(xiàn)為上升，即凈光合速率均隨CO2 濃度增高而增 高。(2)CO2 濃度大于c 時，高光強條件下(曲線 A)的凈光合速率 仍然能夠隨著CO2 濃度的增加而增加，由此可知限制 B、C 凈 光合速率增加的環(huán)境因素是光強。(3)CO2 濃度小于 a 時，3 種 光強下，凈光合速率均小于0，即呼吸速率大于光合速率，也 就是說呼吸作用產(chǎn)生的CO2 量大于光合作用吸收的CO2 量。(4) 據(jù)圖可知CO2 濃度和光強會影響凈光合速率，從而影響植物的 產(chǎn)量，故要提高植物的產(chǎn)量，應綜合考慮CO2 濃度和光強對植 物的影響。,[答案](1)0 A、B、C,(2)光強,(3)大于,(4)光強,【考點練透】 7．下圖表示兩個分別放置甲、乙品種大豆幼苗的密閉透明 玻璃罩內(nèi) CO2 含量變化，光照強度、溫度等條件適宜且相同。,下列敘述不正確的是(,),A．乙植株比甲植株固定 CO2 的能力強 B．甲植株產(chǎn)生 CO2 的主要場 所是線粒體 C．0～15 min 乙植株釋放 O2 的速率逐漸增大 D．30～45 min 甲植株凈光合速率為零，CO2 含量相對穩(wěn)定,解析：玻璃罩乙比甲中的CO2 下降得快，這說明乙植株比 甲植株固定CO2 的能力強，A 正確；甲植株產(chǎn)生CO2 的主要場 所是線粒體，B 正確；在一定時間內(nèi)，玻璃罩內(nèi)的CO2 濃度隨 著時間的推移而逐漸下降，說明大豆幼苗利用CO2 進行光合作 用并釋放氧氣，隨著玻璃罩內(nèi)CO2 被利用，CO2 濃度越來越低， 光合作用越來越弱，O2 釋放速率越來越慢，C 錯誤；當植物的 光合作用強度與呼吸作用強度相等時，玻璃罩內(nèi)CO2 的濃度保 持相對穩(wěn)定，D 正確。,答案：C,8．(2016 年山東淄博期中)圖甲表示植物在不同光照強度下 單位時間內(nèi) CO2 釋放量和 O2 產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示植物光 合速率與光照強度的關系曲線。假設不同光照強度下細胞呼吸,),強度相等，下列說法正確的是( 甲,乙,A．若圖甲代表水稻，圖乙代表藍藻，則圖甲的 c 時與圖 乙的 C 時細胞中產(chǎn)生 ATP 的場所都有細胞質基質、線粒體和葉 綠體,B．若圖甲與圖乙為同一植物，則相同溫度下，圖甲的 b,相當于圖乙的 B 點,C．圖甲植物的 d 時單位時間內(nèi)細胞從周圍環(huán)境吸收 2 個,單位的 CO2,D．圖乙的 A、B、C 點光合作用限制因素只有光照強度,解析：藍藻為原核生物，原核生物無線粒體和葉綠體，A 錯誤；圖甲顯示的O2 產(chǎn)生總量反映的是真正光合作用的量，CO2 釋放量反映的是呼吸作用量與光合作用量，圖甲中b 表示呼吸 作用量是光合作用量的 2 倍，圖乙中的B 點為光的補償點，光 合速率等于呼吸速率，B 錯誤；d 點時氧氣的產(chǎn)生總量為 8 個 單位，即需吸收 8 個單位的二氧化碳，由于呼吸作用產(chǎn)生的CO2 的量仍為6 個單位，所以細胞要從環(huán)境吸收2 個單位的CO2， C 正確；圖乙中A、B 點光合作用的限制因素主要是光照強度， C 點之后光照強度已經(jīng)不是限制因素，D 錯誤。,答案：C,考點五,光合作用與細胞呼吸的關系,1．區(qū)別：,(1)光合作用只在部分細胞中進行(如植物含葉綠體的細胞 和光合細菌等)，但細胞呼吸則是所有活細胞都能進行的。 (2)光合作用中光反應產(chǎn)生的ATP 只供暗反應利用，而細胞 呼吸產(chǎn)生的ATP 可供各項生命活動利用( 葉綠體的暗反應除 外)。,2．聯(lián)系：,(1)過程圖解：,(2)物質和能量轉化關系： ①物質方面：,3．同一植物在不同條件下，氣體代謝的特點：,(1)黑暗狀況時：植物只進行細胞呼吸，不進行光合作用。 植物從外界吸收 O2，并將細胞呼吸產(chǎn)生的 CO2 釋放到體外。 (2)較強光照時：植物同時進行細胞呼吸和光合作用，且光,合作用強度大于呼吸作用強度。,(3)較弱光照時：光合作用速率等于細胞呼吸速率。葉綠體 產(chǎn)生的 O2 供給線粒體進行細胞呼吸。線粒體產(chǎn)生的 CO2 供給葉 綠體進行光合作用，葉片與外界環(huán)境不進行氣體交換。 (4)微弱光照時：光合作用速率小于細胞呼吸速率。葉綠體 產(chǎn)生的全部 O2 供給線粒體利用不夠，還必須從環(huán)境中攝取一部 分 O2。線粒體產(chǎn)生的 CO2 除供給葉綠體利用外，其余釋放到葉 片外。,◎ 高考探究 ◎,考向,光合作用與呼吸作用的比較,[典例](2014年新課標卷Ⅱ)關于光合作用和呼吸作用的敘,述，錯誤的是(,),A．磷酸是光反應中合成 ATP 所需的反應物 B．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與 C．人體在劇烈運動時所需的能量由乳酸分解提供 D．病毒核酸的復制需要宿主細胞的呼吸作用提供能量,[解析]光反應利用ADP 和磷酸合成ATP；葉綠素等吸收光 能不需要酶的參與；人在劇烈運動時無氧呼吸和有氧呼吸同時 進行，無氧呼吸生成的乳酸在人體內(nèi)不能再分解供能；病毒無 細胞結構，其核酸復制所需能量來自宿主細胞的呼吸作用。,[答案]C,【考點練透】 9．下列關于植物光合作用和細胞呼吸的敘述中，正確的是,(,),A．無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮 B．CO2 的固定過程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6 分解成 CO2 的過程發(fā)生在線粒體中 C．光合作用過程中光能轉變?yōu)榛瘜W能，細胞呼吸過程中 化學能轉變?yōu)?ATP D．夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當增加光照，夜晚適當 降低溫度，可提高作物產(chǎn)量,解析：無氧時細胞會進行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精，對細胞有 毒害作用，零下低溫環(huán)境會使細胞中的水結冰，破壞水果的營 養(yǎng)成分，達不到保鮮的目的；CO2 的固定過程發(fā)生在葉綠體中， C6H12O6 分解發(fā)生在細胞質基質中，CO2 的生成發(fā)生在線粒體 中；光合作用過程中，光能轉變?yōu)榛瘜W能，細胞呼吸過程中化 學能轉變?yōu)闊崮?、ATP 中的化學能；夏季連續(xù)陰天，大棚中白 天適當增加光照(提高光合作用的強度)，夜晚適當降低溫度(降 低酶的活性，從而降低呼吸消耗)，以利于作物產(chǎn)量的提高。,答案：D,10. (2016 年浙江余姚期中)用等體積的三個玻璃瓶甲( 透 光)、乙(透光)、丙(不透光)，同時從某池塘水深 0.5 m 處的同一 位置取滿水樣，立即測得甲瓶中的氧氣含量為 a mg，并將乙、 丙瓶密封后沉回原處。白天光照適宜，一晝夜后取出玻璃瓶， 測得乙、丙瓶中的氧氣含量分別為 b mg 和 c mg。下列分析合,理的是(,),A．丙瓶中浮游植物的細胞產(chǎn)生 ATP 的場所是線粒體 B．乙瓶中光合作用形成的糖類和 O2 可在線粒體中被利用 C．白天丙瓶生物細胞呼吸消耗的氧氣量約為(a－c)mg D．白天乙瓶中生產(chǎn)者實際光合作用釋放的氧氣量約為(b －c)mg,解析：由于丙瓶為不透光的玻璃瓶，里面的浮游植物只能 進行有氧呼吸，產(chǎn)生ATP 的場所有細胞質基質和線粒體基質， A 錯誤；糖類是在細胞質基質被利用，B 錯誤；由于丙瓶中生 物只進行呼吸作用，經(jīng)過一晝夜后，丙瓶中的氧氣減少了(a－ c)mg, C 錯誤；由于丙瓶中氧氣減少了(a－c)mg 為呼吸量，而乙 瓶中氧氣增加了(b－a)mg 為凈光合量，實際上光合作用制造的 氧氣量為：凈光合量＋呼吸量＝(b－a)＋(a－c)＝b－c(mg)，故 D 正確。 答案：D,綠葉中色素的提取和分離,1．實驗原理：,提?。壕G葉中的色素溶于有機溶劑無水乙醇而不溶于水，,可用無水乙醇等有機溶劑提取色素。,分離：葉綠體中的色素在層析液中溶解度不同，溶解度高 的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相 互分離。,2．實驗過程及結果：,觀察與記錄：濾紙條上的色素帶有四條。,實驗中的注意事項及操作目的歸納,[典例]下列關于葉綠體中色素的敘述中，錯誤的是(,),A．葉綠素 a 和葉綠素 b 主要吸收紅光和藍紫光 B．綠葉中葉綠素和類胡蘿卜素含量不同 C．利用紙層析法可分離 4 種葉綠體色素 D．乙醇提取的葉綠體色素不能吸收光能 [解析]葉綠素a 和葉綠素b 主要吸收紅光和藍紫光， A 正 確；葉綠體中葉綠素含量占3/4，類胡蘿卜素含量占 1/4，B 正 確；不同色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙條上的擴散速 度不同，可用紙層析法對其進行分離，C 正確；乙醇提取的葉 綠素只要沒有被破壞，仍是可以吸收光能的。 [答案]D,[舉一反三](2013 年江蘇卷)關于葉綠體中色素的提取和分,離實驗的操作，正確的是(,),A．使用定性濾紙過濾研磨液 B．將干燥處理過的定性濾紙條用于層析 C．在畫出一條濾液細線后緊接著重復畫線 2～3 次 D．研磨葉片時，用體積分數(shù)為 70%的乙醇溶解色素,解析：過濾主要是將濾渣和濾液分開，要用吸水性差的紗 布而不能用吸水性強的濾紙過濾研磨液，A 錯誤；干燥處理定 性濾紙是為了讓層析液能夠更快地擴散，使色素更好地分離， B 正確；畫濾液細線，要等一次畫完干燥后才能重復，防止濾 液細線過粗，C 錯誤；葉綠體中的色素為脂溶性的，要用無水 乙醇溶解，D 錯誤。,答案：B,1．下列關于葉綠體內(nèi)色素提取和分離實驗的說法，不正確,的是 (,),A．實驗中需要加入 SiO2 進行研磨，以破碎細胞和葉綠體 B．在研磨過程中加入 CaCO3 的目的是防止色素被破壞 C．紙層析法分離色素后在濾紙條上形成的 4 條色素帶從 上至下分別呈橙黃色、黃色、藍綠色、黃綠色 D．色素帶的寬度反映了色素在層析液中溶解度的大小,解析：葉綠體內(nèi)色素提取和分離實驗中，需要加入SiO2 進 行研磨，以破碎細胞和葉綠體，A 正確；在研磨過程中加入 CaCO3 的目的是防止色素被破壞，B 正確；紙層析法分離色素 后在濾紙條上形成的4 條色素帶從上至下分別呈橙黃色、黃色、 藍綠色、黃綠色，C 正確；色素帶的寬度反映了葉綠體中該色 素含量的多少，D 錯誤。,答案：D,2．炎熱夏季中午，因失水過多會導致植物氣孔關閉，此時,葉肉細胞,(,),A．三碳化合物含量上升 B．光反應產(chǎn)物不能滿足暗反應的需求 C．有機物積累速率明顯下降 D．葉綠體基質中 ADP 含量增加,解析：炎熱夏季中午，因失水過多會導致植物氣孔關閉， 二氧化碳供應不足，使暗反應減弱，生成的三碳化合物減少， 葉肉細胞內(nèi)三碳化合物含量下降，A 錯誤；暗反應減弱，對光 反應產(chǎn)物消耗量減少，B 錯誤；由于暗反應減弱，導致暗反應 中有機物積累速率明顯下降，C正確；由于暗反應對光反應產(chǎn) 物消耗量減少，葉綠體基質中 ATP 含量增加，ADP 含量減少， D 錯誤。 答案：C,3．下圖表示高等植物有關生理作用與環(huán)境因素的關系曲,線，下列關于圖中各曲線的敘述，正確的是(,),A．曲線ⅠCD 段影響光合作用強度的主要因素是溫度 B．植物在曲線 AB 段只進行呼吸作用，B 點以后開始合成 有機物,C．F 點以后，光合作用強度不再增加是受暗反應速度的限制 D．各曲線表明隨光照強度增加，光合作用增強，呼吸作用減,弱,解析：分析曲線圖可知，導致CD 段CO2 吸收量未達到最大， 主要原因是光照強度較弱，A 錯誤；在AB 段，由于光照較弱， 植物光合速率小于呼吸速率，并不是未進化光合作用，B 錯誤；F 點以后，光合作用強度不再增加是受CO2 濃度的限制，導致暗反 應速度的限制，C 正確；光合作用受光照強度和CO2 濃度以及溫 度的影響，但呼吸作用主要受溫度影響，所以D 錯誤。,答案：C,4．兩棵同種生長狀況基本相同的植物，分別置于透明的玻 璃罩內(nèi)，如下圖甲、乙所示；在相同自然條件下，測得一晝夜 中植物氧氣釋放速率分別如下圖丙、丁曲線所示。下列說法正,確的是(,),丙,丁,A．a(chǎn)b 段和 cd 段，曲線下降的原因相同 B．一晝夜中，裝置乙中植物積累的有機物比甲多 C．e 點時，氣孔關閉導致光合作用基本停止 D．裝置甲的植物葉綠體中，在 14 點時 C5 含量比 10 點時 低,解析：依題意并結合圖示分析可知，甲植物在密閉的透明 玻璃罩內(nèi)，限制光合作用的因素主要是二氧化碳濃度，ab段下 降的原因是二氧化碳供應不足，圖乙植物在自然狀態(tài)下會出現(xiàn) 光合午休現(xiàn)象，cd 段下降的原因是光照不足，A 項錯誤；丙和 丁圖中橫坐標與曲線圍成的面積表示凈光合作用，據(jù)此可知， 一晝夜中，裝置乙中植物積累的有機物比甲多，B 項正確；e 點時，氣孔部分關閉導致光合作用下降，C 項錯誤；裝置甲的 植物葉綠體中，在14 點時，玻璃罩內(nèi)二氧化碳因光合作用的消 耗而含量不足，使得二氧化碳的固定過程減弱，消耗的C5 減少， 導致C5 含量比10 點時高，D 項錯誤。,答案：B,5．為研究不同光照強度下水稻的光合作用，某實驗室將水 稻幼苗固定于無底反應瓶中進行實驗，實驗裝置如下圖一所示。,圖一,圖二,實驗步驟： ①調(diào)節(jié)天平平衡； ②用 100 W 的燈泡作為光源，先將燈泡置于距裝置 20 厘,米處，15 分鐘后觀察并記錄指針偏轉方向和格數(shù)。 ③加大燈泡與裝置間距離，過 15 分鐘再觀察記錄； ④連續(xù)重復步驟③。,實驗結果繪制如上圖二，請回答下列問題：,(1)該實驗的自變量是通過________________進行調(diào)控。 (2)請據(jù)實驗結果分析回答：,①B 點與 A 點比較，光合強度較大的是________點，指針,偏轉的方向：__________。,②C 點表示的是光合作用__________呼吸作用(填寫“小,于”“等于”或“大于”)。,③CD 段形成的原因是_____________________________，,與 C 點相比較，D 點指針向________偏轉。,(3)細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，需要外界的能量供應， 而光合作用和呼吸作用是物質和能量轉變的兩個重要生理過 程。從能量輸入水稻葉肉細胞到能被生命活動所直接利用，其 能量轉移的具體途徑是__________________________________ _____________________________ (用文字和箭頭表示)。 (4)實驗裝置一如此設計，依據(jù)的原理是________________ _____________________________________________________。,解析：(1)由題意“研究不同光照強度下水稻的光合作用” 可知，該實驗的自變量是光照強度；再依據(jù)實驗步驟中“③加 大燈泡與裝置間距離”可推知：調(diào)控光照強度的方法為改變燈 泡與裝置間的距離。(2)分析實驗裝置圖一可知，該實驗依據(jù)的 原理是：A 瓶中活的水稻苗進行光合作用產(chǎn)生的氧氣使 A 瓶的 浮力增大，B 瓶中死的水稻苗因不能進行光合作用而沒有氧氣 產(chǎn)生，所以B 瓶的浮力不變，導致天平指針發(fā)生偏轉。①分析 圖二的實驗結果可知，A點燈泡與裝置間的距離小，光照強度 大，而B 點與之相反，因此A 點的光合作用強度大于B 點，指 針向右偏轉。②C 點之后指針開始回偏，說明A 瓶中的氧氣開,始減少，因此 C 點表示的是光合作用強度等于呼吸作用強度。 ③CD 段隨著燈泡與裝置間的距離不斷增大，光照強度越來越 弱，導致呼吸作用強度大于光合作用強度，所以與 C 點相比較， D 點指針向左偏轉。(3)能量是通過光合作用輸入水稻葉肉細胞 的，再通過呼吸作用轉移到 ATP 中被生命活動所利用，其能量 轉移的具體途徑是光能→ATP 中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定 的化學能→ATP 中活躍的化學能→各種形式的能量。(4)綜上分 析，實驗裝置一如此設計，依據(jù)的原理是：該裝置中水稻光合 作用產(chǎn)生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉。,答案：(1)改變燈泡與裝置間的距離,(2)①A,向右,②等于,③呼吸作用強度大于光合作用強度,左,(3)光能→ATP 中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能 →ATP 中活躍的化學能→各種形式的能量 (4)該裝置中水稻光合作用產(chǎn)生的氣體，可使浮力增大，使 天平指針發(fā)生偏轉,