《高三生物第一輪復習 第5章 第4節(jié) 能量之源-光與光合作用課件 新人教版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三生物第一輪復習 第5章 第4節(jié) 能量之源-光與光合作用課件 新人教版必修1.ppt（133頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第4節(jié) 能量之源——光與光合作用,【知識梳理】 一、葉綠體的結(jié)構(gòu)和捕獲光能的色素 1.葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖：,雙層膜 ③_____：含有與暗反應有關(guān)的酶。 ④_____：由類囊體堆疊而成，分布有_____和與光反應有關(guān)的酶。,①_____ ②_____,,外膜,內(nèi)膜,基質(zhì),基粒,色素,2.葉綠體中色素的種類和功能(連線)：,,,,,,,,,二、光合作用的探究歷程,陽光照射,化學能,淀粉,葉綠體,葉綠體,水,有機物,三、光合作用的過程,葉綠體類囊體薄膜,光照、色素、酶,O2,［H］,ATP,ATP,葉綠體基質(zhì),CO2、酶、ATP、［H］,CO2,C3,C3,(CH2O),ATP,有機物,光反應,暗反應,四、光合作用原理的應用 1.光合作用強度： (1)含義：植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造_____的數(shù)量。 (2)兩種表示方法。 ①一定時間內(nèi)原料的_______； ②一定時間內(nèi)產(chǎn)物的_______。,糖類,消耗量,生成量,2.影響光合作用強度的因素： (1)空氣中_______________。 (2)土壤中水分的_____，溫度的_____。 (3)光照的_____與_____，光的成分。,二氧化碳的濃度,多少,高低,長短,強弱,【小題快練】 1.考題診斷： (1)(2014海南高考T6D)生長在植株上的黃綠色葉片在光反應中不 會產(chǎn)生ATP。 ( ) 【分析】黃綠色葉片的葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，在光反 應中也會產(chǎn)生ATP。 (2)(2013海南高考T2D)光合作用光反應階段產(chǎn)生的[H]可在葉綠體 基質(zhì)中作為還原劑。 ( ) 【分析】光反應階段產(chǎn)生的[H]，用于暗反應中C3的還原。,,√,(3)(2012福建高考T1D)葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多。 ( ) 【分析】葉片黃化后，葉綠素減少，剩余類胡蘿卜素，主要吸收藍 紫光。 (4)(2012北京高考T1B)細胞中不能合成ATP的部位是葉綠體中進行 光反應的膜結(jié)構(gòu)。 ( ) 【分析】綠色植物光合作用的光反應階段在葉綠體類囊體薄膜上將 光能轉(zhuǎn)化為儲存在ATP中的活躍化學能。,,,2.易錯診斷： (1)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。 ( ) 【分析】葉綠體基粒的類囊體的薄膜上和葉綠體基質(zhì)中分布著光合 作用需要的酶，而色素只分布于葉綠體基粒的類囊體薄膜上。 (2)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反應過程。 ( ) 【分析】暗反應需要光反應提供的ATP和[H]，在葉綠體基質(zhì)中存在 暗反應進行所需要的酶，當添加ATP、[H]、CO2后，可完成暗反應過 程。,,√,(3)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比， 其葉片光合作用強度下降的原因是光反應強度和暗反應強度都降 低。 ( ) 【分析】Mg是葉綠素的組成成分，而葉綠素存在于葉綠體的類囊體薄 膜上，光反應也在類囊體薄膜上進行，因此在缺Mg的培養(yǎng)液中光反應 受影響，暗反應在葉綠體基質(zhì)中進行，需要光反應提供能量，因此光 反應強度降低，暗反應強度也降低。,√,(4)無色透明塑料大棚比綠色塑料大棚光合作用效率高。 ( ) 【分析】無色透明塑料大棚各色光均能透過，綠色大棚主要透過綠 色光，其他光被吸收，所以用無色透明大棚的光合作用效率高。,√,3.教材研習： (1)(必修1 P100基礎(chǔ)題T3改編)恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)大量的好氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，該實驗能得出的結(jié)論主要是( ) A.葉綠體主要吸收紅光和藍紫光用于光合作用，放出氧氣 B.光合作用釋放氧氣的部位是葉綠體的類囊體 C.葉綠素主要吸收紅光和藍紫光 D.好氧細菌沒有線粒體也能進行有氧呼吸,【解析】選A。好氧細菌需要氧氣，集中在紅光和藍紫光區(qū)域，說明此處有氧氣產(chǎn)生；此實驗既不能說明光合作用釋放氧氣的部位是葉綠體的類囊體，也沒有對照實驗說明葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，更不能說明好氧細菌沒有線粒體。,(2)(必修1 P106基礎(chǔ)題T6改編)下圖是利用小球藻進行光合作用實驗的示意圖，關(guān)于甲物質(zhì)和乙物質(zhì)的相對分子質(zhì)量的比較，正確的是 ( ) A.甲乙 B.甲乙 C.甲=乙 D.無法確定,【解析】選B。小球藻在光照下進行光合作用，而光合作用產(chǎn)生氧氣，氧氣中的氧元素全部來自水中的氧元素，所以第一支試管中產(chǎn)生的物質(zhì)是O2，相對分子質(zhì)量是32；第二支試管中產(chǎn)生的物質(zhì)是18O2，相對分子質(zhì)量是36；所以相對分子質(zhì)量的比較為甲物質(zhì)小于乙物質(zhì)。,4.在葉肉細胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是( ) ①葉綠體基質(zhì) ②類囊體薄膜 ③線粒體基質(zhì) ④線粒體內(nèi)膜 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 【解析】選A。在葉肉細胞中，CO2的固定發(fā)生在光合作用的暗反應階段，在葉綠體基質(zhì)中完成；CO2是有氧呼吸第二階段產(chǎn)生的，其場所是線粒體基質(zhì)。,5.右下圖為葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)圖，下列關(guān)于其結(jié)構(gòu)與功能的敘述不正確的是( ) A.①和②均為選擇透過性膜 B.③上分布有與光反應有關(guān)的色素和酶 C.在③上形成的產(chǎn)物[H]和ATP進入④中，為 暗反應提供物質(zhì)和能量 D.④中進行的反應使ATP進入糖類等有機物中,【解析】選D。①和②表示葉綠體的外膜和內(nèi)膜，為生物膜，具有選擇透過性。③為基粒，其上分布著光反應所需的色素和酶。光反應的產(chǎn)物[H]和ATP進入[④]葉綠體基質(zhì)中，為暗反應提供還原劑[H]和能源物質(zhì)ATP。ATP水解后將活躍的化學能轉(zhuǎn)變成有機物中穩(wěn)定的化學能，而非直接將ATP轉(zhuǎn)移到有機物中。,6.生長于較弱光照條件下的植物，當提高CO2濃度時，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是( ) A.細胞呼吸和暗反應 B.光反應 C.暗反應 D.細胞呼吸 【解析】選B。弱光條件下光反應產(chǎn)生的ATP、[H]較少，還原的C3也少，有機物的產(chǎn)量低。增加二氧化碳濃度，光反應的產(chǎn)物并未隨之增加，所以光合速率未發(fā)生改變。,7.在光合作用中，不需要酶參與的過程是( ) A.CO2的固定 B.葉綠素吸收光能 C.三碳化合物的還原 D.ATP的形成 【解析】選B。葉綠素吸收光能的過程中，光能轉(zhuǎn)化成電能并不是化學變化，也不需要酶的催化作用。,【速記卡片】 1.光合作用探究歷程中的2種同位素： (1)18O：魯賓和卡門利用H218O和C18O2證明光合作用釋放的氧氣來自水。 (2)14C：卡爾文利用14CO2探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。 2.光合作用的2個場所： (1)光反應：葉綠體類囊體薄膜。 (2)暗反應：葉綠體基質(zhì)。,3.光合作用過程中的3種能量變化： 光能→活躍的化學能(ATP)→穩(wěn)定的化學能(糖類) 4.光合作用2個過程中的物質(zhì)變化： (1)光反應。 ①水的光解：2H2O 4[H]+O2 ②ATP形成：ADP+Pi+能量 ATP (2)暗反應。 ①CO2的固定：CO2+C5 2C3 ②C3的還原：2C3,C5 (CH2O),,5.提高光合作用強度的2種措施： (1)控制光照強弱和溫度的高低。 (2)適當增加環(huán)境中的CO2濃度。,考點一 光合作用的過程分析 1.光合作用簡圖：,2.光反應和暗反應之間的關(guān)系： (1)光反應為暗反應提供[H]、ATP，暗反應為光反應提供ADP和Pi。 (2)沒有光反應，暗反應無法進行；沒有暗反應，有機物無法合成，光反應也會受到抑制。,3.光照和CO2濃度變化對光合作用物質(zhì)變化的影響：,【提分技法】分析C3和C5含量變化的方法 (1)明確C3和C5的來源與去路：在限定條件下，根據(jù)圖示明確C3和C5的來源與去路，分析C3和C5含量的變化。,①CO2供應不變，而光照變化。 a.分析思路：主要通過圖中Ⅰ過程分析[H]和ATP含量的變化，然后通過Ⅲ過程分析C3和C5含量的變化。 b.含量變化：當光照由強→弱時，光反應減弱，[H]和ATP減少，C3還原減弱，C3消耗減少，C5產(chǎn)生減少，結(jié)果使C3含量增加，C5含量減少。當光照由弱→強時情況與之相反。,②光照不變，而CO2供應變化。 a.分析思路：主要通過過程Ⅱ分析C3和C5含量的變化，然后根據(jù)C3還原過程來分析[H]和ATP含量的變化。 b.含量變化：當CO2供應充足→不充足時，CO2固定減弱，C3產(chǎn)生減少，C5消耗減少，結(jié)果使C3含量減少，C5含量增多。當CO2供應不足→充足時情況與之相反。,(2)C3和C5含量變化趨勢相反：當環(huán)境中某一因素如光照或CO2供應發(fā)生變化時，C3和C5含量變化趨勢總是相反的，如圖所示：,【考題回訪】 1.(2014海南高考)關(guān)于小麥光合作用的敘述，錯誤的是( ) A.類囊體(薄)膜上產(chǎn)生的ATP可用于暗反應 B.夏季晴天光照最強時，小麥光合速率最高 C.進入葉綠體的CO2不能被NADPH([H])直接還原 D.凈光合速率長期為零時會導致幼苗停止生長,【解析】選B。本題主要考查光合作用過程中的相關(guān)知識。A項中，類囊體(薄)膜上產(chǎn)生的ATP用于暗反應，故A項正確。B項中，夏季晴天光照最強時，小麥葉片的氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)午休現(xiàn)象，導致光合作用的原料減少，小麥光合速率反而下降，故B項錯誤。C項中，進入葉綠體的CO2不能被NADPH([H])直接還原，而是首先與C5結(jié)合形成C3，此過程為CO2的固定，故C項正確。D項中，凈光合速率長期為零時，沒有光合產(chǎn)物的積累，會導致幼苗停止生長，故D項正確。,【易錯提醒】不能正確理解光合速率和凈光合速率與植物生長的關(guān)系，而錯選D。植物生長不是取決于光合速率是否大于零，而是取決于凈光合速率是否大于零。 (1)當凈光合速率等于或小于零時：植物不能生長。 (2)當凈光合速率大于零時：植物能生長。,2.(2014新課標全國卷Ⅰ)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是( ) A.O2的產(chǎn)生停止 B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP+比值下降 【解題指南】(1)題干關(guān)鍵詞：“正常生長”“用黑布”“將培養(yǎng)瓶罩上”。 (2)隱含信息：綠藻細胞光合作用過程中突然停止光照，直接影響光反應階段。,【解析】選B。本題主要考查光合作用過程中光反應階段與暗反應階段相關(guān)物質(zhì)的變化。由于用黑布將培養(yǎng)瓶罩住，綠藻細胞光合作用過程中光反應停止，O2的產(chǎn)生停止，A項正確。C、D項中，光反應停止，NADPH和ATP的產(chǎn)生停止，而暗反應階段繼續(xù)消耗ATP生成ADP，ATP/ADP比值下降；暗反應階段C3的還原繼續(xù)消耗NADPH生成NADP+，使NADPH/NADP+比值下降，C、D正確。暗反應階段會因為光反應階段的停止，供應ATP與NADPH停止，使C3的還原速度減慢，C3在葉綠體內(nèi)積累而導致CO2的固定速度減慢，B項錯誤。,3.(2015武漢模擬)如圖表示光合作用示意圖。下列說法錯誤的是 ( ) A.①表示O2，④表示CO2 B.暗反應中，CO2首先與C5結(jié)合生成C3，然后被還原為(CH2O) C.C3的還原過程中，需要光反應提供的能源物質(zhì)只有② D.(CH2O)可以轉(zhuǎn)化為多糖、脂質(zhì),【解析】選C。圖中①②③④分別表示O2、ATP、NADPH、CO2。在暗反應過程中，CO2首先與C5結(jié)合生成C3，在C3還原過程中，需要光反應為暗反應提供的能源物質(zhì)有ATP、NADPH。C3被NADPH還原為(CH2O)，(CH2O)可轉(zhuǎn)化為多糖、脂質(zhì)。,【延伸探究】 (1)圖中C3還原為(CH2O)主要有哪些條件？ 提示：C3、ATP、[H]、酶和溫度。 (2)圖中H2O若用18O標記，18O出現(xiàn)在哪種物質(zhì)中？ 提示：圖中的①，即氧氣。,4.(2015煙臺模擬)下圖為光合作用過程示意圖，在適宜條件下栽培小麥，如果突然將c降低至極低水平(其他條件不變)，則a、b在葉綠體中含量的變化將會是( ) A.a上升、b下降 B.a、b都上升 C.a、b都下降 D.a下降、b上升,【解析】選B。由圖解分析，c是CO2，a和b分別是[H]、ATP，若在其他條件不變的情況下，將c降低至極低水平，CO2的固定減弱，C3還原減慢，消耗[H]和ATP減少，則a、b在葉綠體中含量將會都上升。,5.(2015信陽模擬)利用小球藻培養(yǎng)液進行光合作用實驗時，發(fā)現(xiàn)在其中加入抑制暗反應的藥物后，在同樣的光照條件下釋放氧氣的速率下降。原因主要是( ) A.葉綠素吸收光能的速率下降 B.[H]的積累，水的光解減慢 C.ATP合成所需的酶的活性受到抑制 D.暗反應中生成的水減少，使得光反應的原料不足,【解析】選B。光照條件相同，光反應速率基本不變，葉綠素分子吸收光能的速率不變，ATP合成酶的活性不變；加入抑制暗反應的藥物后，暗反應減弱，消耗的[H]、ATP減少，剩余的[H]、ATP增多，故[H]積累，水的光解減慢。,【加固訓練】 1.關(guān)于光合作用，下列說法中正確的是( ) A.葉綠體的類囊體薄膜上可進行光反應和暗反應 B.ATP的移動方向為葉綠體基質(zhì)→類囊體薄膜 C.暗反應的產(chǎn)物為三碳化合物和O2 D.光反應為暗反應提供ATP和[H],【解析】選D。葉綠體的光反應在類囊體薄膜上進行，暗反應在葉綠體基質(zhì)中進行；ATP產(chǎn)生于類囊體薄膜上，在葉綠體基質(zhì)中被消耗；暗反應的產(chǎn)物為有機物，O2是光反應的產(chǎn)物；光反應為暗反應提供ATP和[H]。,2.下圖表示植物光合作用的一個階段，下列各項敘述正確的是( ) A.該反應的場所是葉綠體的類囊體 B.C3生成(CH2O)需要[H]、ATP和多種酶 C.提高溫度一定能促進(CH2O)的生成 D.無光條件有利于暗反應進行,【解析】選B。該圖示階段是暗反應，在葉綠體基質(zhì)中進行；溫度、CO2濃度、光照等都影響暗反應，單純提高溫度，不一定能促進(CH2O)的生成；暗反應是在光照下，產(chǎn)生ATP和[H]才能進行的。,考點二 單因子變量影響光合速率及其應用 1.光照強度： (1)原理：光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速度加快，產(chǎn)生的[H]和ATP多，使暗反應中還原過程加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。,(2)曲線分析：,(3)應用。 ①間作套種時農(nóng)作物的種類搭配。 ②林間帶樹種的配置。 ③冬季溫室栽培等。,2.CO2濃度： (1)原理：影響暗反應階段，制約C3的形成。 (2)曲線分析：,(3)應用。 ①大田要“正其行，通其風”，多施有機肥。 ②溫室內(nèi)可適當補充CO2，即適當提高CO2濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。,3.溫度： (1)原理：通過影響酶的活性來影響光合作用。 (2)曲線分析：,(3)應用：溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低溫室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。,4.含水量和礦質(zhì)元素： (1)原理。 ①水是光合作用的原料，當H2O散失過多時，植物葉片的氣孔關(guān)閉，CO2無法進入植物體內(nèi)，從而影響光合速率。 ②礦質(zhì)元素也與光合作用有密切關(guān)系，如Mg是合成葉綠素的必要成分。,(2)曲線分析： 在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應，可提高光合速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導致植物光合速率下降。 (3)應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。,【高考警示】關(guān)于環(huán)境因素影響光合速率的兩點提醒 (1)溫度改變對光合作用強度的影響：當溫度改變時，不管是光反應還是暗反應都會受影響，但主要是影響暗反應，因為參與暗反應的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應的多。 (2)CO2濃度對光合作用強度的影響：CO2濃度很低時，光合作用不能進行，但CO2濃度過高時，會抑制植物的細胞呼吸，進而影響光合作用強度。,【考題回訪】 1.(2014四川高考)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 【解題指南】(1)圖示信息：圖中各條曲線均為光照強度對光合速率的影響，比較每種植物的兩條曲線可知同一光照強度下單作和間作對該植物光合速率的影響。 (2)關(guān)鍵知識：圖中曲線與縱軸的交點表示呼吸強度，與橫軸的交點表示光補償點，光合速率不再增大時的光照強度即為光飽和點。,【解析】選D。本題考查光合速率的影響因素。A項中，圖中各條曲線與縱軸的交點值代表呼吸強度，比較該值可知，間作時兩種植物的呼吸強度都受到了影響，故A項錯誤；B項中，比較大豆的單作與間作曲線，大豆的光飽和點間作時較單作時減小，故B項錯誤；C項中，分析大豆的兩條曲線，兩條曲線相交前，即大豆在低光強時的光合速率間作時較單作時高，故C項錯誤；D項中，大豆開始積累有機物是指圖中曲線與橫坐標的交點之后，大豆的單作所需的最低光照強度較大，故D項正確。,【知識總結(jié)】單作與間作套種,2.(2015南寧模擬)有人把玉米和向日葵的葉片從植株上切下后，分別放在保持高濕度、光照充足的容器內(nèi)(保持葉片的生活狀態(tài))，葉片的含水量由于蒸騰作用而逐漸減少，然后測定葉片在水分虧缺情況下的相對光合作用強度，結(jié)果如下圖所示。據(jù)圖分析，水分虧缺對光合作用產(chǎn)生影響的原因最可能是( ),A.水分虧缺直接影響植物的光合作用 B.水分虧缺對不同植物光合作用的影響程度和影響方式不同 C.水分虧缺影響光合作用是因為水分是光合作用的原料之一 D.水分虧缺影響光合作用主要是通過影響CO2進入葉內(nèi)而起作用的,【解析】選D。由圖可知，在水分虧缺為30%和50%時，向日葵和玉米已分別停止光合作用；植物所吸收的水分絕大部分用于蒸騰作用，可知水分虧缺對光合作用的影響不是原料水的不足(因為此時葉片的含水量是可以滿足光合作用對水的需求的)，而是光合作用的另一原料CO2(CO2主要通過氣孔從外界獲取，而水分虧缺會導致氣孔關(guān)閉)，結(jié)合玉米對CO2的利用效率高，可知水分虧缺主要是通過影響CO2進入葉內(nèi)而影響光合作用的。,【易錯提醒】本題易錯選A，原因主要有兩個： (1)思維定式的影響，水作為光合作用的原料，誤認為水分虧缺會直接影響光合作用。 (2)忽略題中的關(guān)鍵信息，水分虧缺與蒸騰作用的關(guān)系，沒有意識到氣孔的作用。,3.(2015欽州模擬)下表是在適宜條件下測得的某植物葉綠體色素吸收光能的情況，有關(guān)分析不正確的是( ),A.O2的釋放速率變化與全部色素吸收光能百分比變化基本一致 B.由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光時，葉綠體中C3的量會減少 C.該植物缺乏Mg時，葉綠素a吸收的光能百分比的減少幅度更大 D.環(huán)境溫度降低，該植物對光能的利用能力升高,【解析】選D。色素分子吸收光能進行光反應釋放O2，所以O2的釋放速率變化與全部色素吸收光能百分比變化基本一致；由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光時，光反應增強，葉綠體中C3的還原會增強，所以C3的含量會減少；該植物缺乏Mg時，影響葉綠素的合成，所以葉綠素a吸收的光能百分比的減少幅度更大；環(huán)境溫度降低，影響酶的活性，該植物對光能的利用能力會降低。,【加固訓練】某研究性學習小組采用盆栽實驗，探究土壤干旱對某種植物葉片光合速率的影響。實驗開始時土壤水分充足，然后實驗組停止?jié)菜?，對照組土壤水分條件保持適宜，實驗結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)分析不正確的是( ),A.葉片光合速率隨干旱時間延長而呈下降趨勢 B.葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降 C.實驗2～4 d，光合速率下降是由葉片葉綠素含量下降引起的 D.實驗2～4 d，光合速率下降可能是由葉片內(nèi)CO2濃度下降引起的,【解析】選C。由圖示曲線信息可知，實驗條件下，隨干旱時間的延長葉片的光合速率呈下降趨勢；對比甲、乙圖示可知，葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降；由于2～4 d光合速率下降早于葉綠素含量下降，因此，光合速率的下降不是葉綠素含量下降引起的；實驗條件下，隨時間推移，植物缺水嚴重、葉片失水、氣孔關(guān)閉，導致CO2吸收減少，使光合速率下降。,考點三 多因子變量影響光合作用 1.曲線分析：,P點：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。 Q點：橫坐標所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，影響因子主要為各曲線所表示的因子。 2.應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2，進一步提高光合速率。當溫度適宜時，要適當提高光照強度和CO2濃度以提高光合速率。,【提分技法】影響光合作用多因子變量的分析方法 (1)分解思想：將多因子變量轉(zhuǎn)化為多個單因子變量，如上圖可以分解為光照強度影響光合作用，溫度或CO2影響光合作用。 (2)聯(lián)系觀點：找出多個因素影響的共同點，如上圖中的P點，溫度、光照強度和CO2濃度都比較低時，光合速率都比較低，說明此時光合作用較弱。 (3)綜合分析：各種環(huán)境因子對植物光合作用并不是單獨地發(fā)揮作用，而是綜合作用。但各種因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子為關(guān)鍵因子，因此在分析相關(guān)問題時，應抓關(guān)鍵因子。,【考題回訪】 1.(2013重慶高考)下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是( ),A.t1→t2，葉綠體類囊體(薄)膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多 B.t2→t3，暗反應限制光合作用。若在t2時刻增加光照，光合速率將再提高 C.t3→t4，光照強度不變，光合速率的提高是由于光反應速率不變、暗反應增強的結(jié)果 D.t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3還原后的直接產(chǎn)物含量降低,【解題指南】解答本題應注意以下兩點： (1)理解圖中條件的變化對光合作用的影響。光照主要影響光反應階段，CO2主要影響暗反應階段。 (2)理解光反應與暗反應之間的區(qū)別和聯(lián)系。光反應為暗反應提供[H]和ATP，暗反應同時為光反應提供ADP和Pi。,【解析】選D。本題以坐標圖為信息載體，考查光照、溫度、CO2濃度對光合作用的影響及光合作用的過程。水的光解、O2釋放發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，而不是葉綠體基質(zhì)，A項錯誤；t2→t3，限制光合速率的因素為CO2濃度，此時光照充足且恒定(即達到光飽和)，若增加光照，光合速率不會提高，B項錯誤；t3→t4，暗反應增強，一定程度上加快ATP和ADP的轉(zhuǎn)化，同時促進了光反應，C項錯誤；突然停止光照，光反應停止，葉綠體類囊體薄膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，被還原的C3減少，直接產(chǎn)物糖類、C5含量降低，D項正確。,2.(2015洛陽模擬)下圖曲線Ⅰ表示黃豆光合作用速率與光照強度的關(guān)系(適宜溫度、CO2濃度為0.03%)。在y點時改變某條件，曲線變?yōu)棰颉Ｏ铝蟹治龊侠淼氖? ),A.與y點相比，x點葉綠體中的C3含量較低 B.在y點時，升高溫度導致曲線由Ⅰ變?yōu)棰?C.制約x點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量 D.制約z點光合作用的因素可能是CO2濃度,【解析】選D。x點的光照強度比y點弱，所以x點的C3含量較y點高；本來處于適宜溫度下的y點，升高溫度會導致酶的活性降低，則曲線Ⅱ應在曲線Ⅰ的下方；x點限制其光合作用的因素主要是光照強度；在大于光飽和點的光照強度處增加CO2濃度，會加大光合作用強度。,3.(2015吉林模擬)下列為有關(guān)環(huán)境因素對植物光合作用影響的關(guān)系圖，有關(guān)描述錯誤的是( ),A.圖1中，若光照強度適當增強，a點左移，b點右移 B.圖2中，若CO2濃度適當增大，a點左移，b點右移 C.圖3中，a點與b點相比，a點時葉綠體中C3含量相對較多 D.圖4中，當溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少 【解析】選D。圖4中“光照下CO2的吸收量”為植物凈光合量(植物有機物積累量)，“黑暗中CO2的釋放量”為植物呼吸量，故當溫度高于25℃時，只是植物光合作用積累的有機物的量開始減少，而不是植物光合作用制造的有機物的量(植物總光合量)開始減少。,【方法技巧】CO2(光)補償點移動方向的判斷方法 植物的光(CO2)補償點和光(CO2)飽和點受外界環(huán)境影響，當外界環(huán)境變化時，光(CO2)補償點和飽和點都會發(fā)生相應變化，規(guī)律如下：,(1)呼吸速率增加，CO2(光)補償點B應右移。 (2)呼吸速率減小，CO2(光)補償點B應左移。 (3)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B右移；條件的改變使光合速率上升時，CO2(光)補償點B左移。,4.(2014新課標全國卷Ⅱ)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。,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。 【解題指南】(1)關(guān)鍵知識：凈光合速率=光合速率-呼吸速率。 (2)圖示信息：坐標圖中凈光合速率小于0時，光合速率小于呼吸速率；凈光合速率為0時，光合速率=呼吸速率；凈光合速率大于0時，光合速率大于呼吸速率。,【解析】本題考查環(huán)境因素對光合速率的影響。 (1)圖中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時，曲線A、B、C均表現(xiàn)為上升，即凈光合速率均隨CO2濃度的增高而增高。 (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)圖中CO2濃度和光強會影響凈光合速率從而影響植物的產(chǎn)量，故為提高植物的產(chǎn)量，應綜合考慮CO2濃度和光強對植物產(chǎn)量的影響。 答案：(1)0 A、B和C (2)光強 (3)大于 (4)光強,【加固訓練】 1.某學校生物興趣小組用伊樂藻進行光合作用的實驗，將一枝伊樂藻浸在加有適宜培養(yǎng)液的大試管中，以白熾燈作為光源，移動白熾燈調(diào)節(jié)其與大試管的距離，分別在10℃、20℃和30℃下進行實驗，觀察并記錄不同距離下單位時間枝條產(chǎn)生的氣泡數(shù)目，結(jié)果如下圖所示。下列相關(guān)敘述不正確的是( ),A.該實驗研究的是光照強度和溫度對光合速率的影響 B.A點和C點的限制因素分別為溫度和光照強度 C.B點條件下伊樂藻能進行光合作用 D.若在缺鎂的培養(yǎng)液中進行此實驗，則B點向右移動,【解析】選D。白熾燈與大試管間距離的遠近影響光照強度，設置10℃、20℃和30℃，表示不同溫度對光合速率的影響；A點時，三條曲線光照強度相同，影響氣泡產(chǎn)生的因素是溫度；C點時，不同的溫度下氣泡產(chǎn)生量相同，影響因素是光照強度；B點時，光合作用強度等于細胞呼吸強度；在缺鎂的培養(yǎng)液中進行此實驗，葉綠素的合成減少，吸收的光能減少，B點向左移動。,2.下圖表示環(huán)境因素對綠色植物光合速率的影響，據(jù)圖分析正確的 是( ),A.當處于a或b點時，葉肉細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中均可產(chǎn)生ATP B.當所處環(huán)境中缺鎂時，在CO2含量不變的情況下，a點可能降到b點 C.與a點相比，b點時葉綠體中C3含量較多 D.a點與b點光合速率不同的原因是光照強度和CO2濃度的不同,【解析】選B。葉肉細胞每時每刻都要進行細胞呼吸，所以細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)可產(chǎn)生ATP，而光合作用產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體中的類囊體薄膜上。環(huán)境中缺鎂時葉綠素的合成減少，相同光照強度等條件下光合速率會下降。b點與a點相比處于相同光照強度但CO2濃度低，所以合成C3的量較少，而二者產(chǎn)生的[H]和ATP一樣多，故還原消耗的C3量相同，所以b點時葉綠體中C3含量較少。從圖中可知，a點與b點光合速率不同的原因是CO2濃度的不同。,考點四 光合作用和細胞呼吸的關(guān)系 1.光合作用和有氧呼吸的區(qū)別：,2.光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系：,(1)物質(zhì)方面。,(2)能量方面。,(3)氣體交換模式圖分析：,【高考警示】對于光合作用與細胞呼吸的兩個認識誤區(qū) 誤區(qū)一：誤以為白天植物只進行光合作用。細胞呼吸無論是在有光還是無光條件下，都會一直進行，即使在進行光合作用時，細胞呼吸也沒有停止。 誤區(qū)二：誤以為光合作用與細胞呼吸是兩個獨立的過程。光合作用積累的有機物被細胞呼吸利用，儲存的能量通過細胞呼吸釋放出來，細胞呼吸產(chǎn)生的CO2等物質(zhì)可以被光合作用利用。,【考題回訪】 1.(2014天津高考)下圖是細胞中糖類合成與分解過程示意圖。 下列敘述正確的是( ) (CH2O)+O2 CO2+H2O+能量 A.過程①只在線粒體中進行，過程②只在葉綠體中進行 B.過程①產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中 C.過程②產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自H2O D.過程①和②中均能產(chǎn)生[H]，二者還原的物質(zhì)不同,【解題指南】(1)圖示信息：過程①表示糖類的徹底氧化分解，是有氧呼吸；過程②表示有機物的生成，是光合作用。 (2)關(guān)鍵知識：線粒體是有氧呼吸的主要場所、有些原核生物無葉綠體也能進行光合作用、有氧呼吸中[H]和O2生成H2O。,【解析】選D。本題考查呼吸作用和光合作用的過程。過程①為有氧呼吸過程，真核細胞的反應場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，過程②為光合作用，綠色植物在葉綠體中進行，藍藻無葉綠體也能進行光合作用，故A項錯誤；有氧呼吸產(chǎn)生的能量大部分以熱能的形式散失，少部分儲存在ATP中，故B項錯誤；光合作用所產(chǎn)生的糖類中的氧來自CO2，故C項錯誤；過程①和②都能產(chǎn)生[H]，前者產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合產(chǎn)生水并釋放大量能量，后者產(chǎn)生的[H]用于C3的還原，故D項正確。,2.(2014新課標全國卷Ⅱ)關(guān)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要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,【解題指南】(1)隱含信息：人體在劇烈運動時以有氧呼吸為主，同時進行無氧呼吸提供能量；核酸的復制需要能量。 (2)關(guān)鍵知識：光合作用的過程、細胞呼吸的方式、病毒的生理特點。,【解析】選C。本題主要考查光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識。A項中，ATP是由ADP和磷酸合成的，所以磷酸是光反應中合成ATP所需的反應物，正確。B項中，光合作用中吸收光能是由色素蛋白復合體來完成的，此過程不需要酶的參與，正確。C項中，人體在劇烈運動時，氧氣供應不能滿足要求，細胞會進行無氧呼吸，此時乳酸是其產(chǎn)物而不是反應物，乳酸不會被分解釋放能量，錯誤。D項中，病毒核酸的復制是在宿主細胞內(nèi)完成的，所需能量由宿主細胞呼吸作用提供，正確。,3.(2015長春模擬)下圖表示某高等植物光合作用和呼吸作用的部分過程及二者間的關(guān)系，下列說法正確的是( ) A.過程①②進行的場所是葉綠體基質(zhì) B.屬于光合作用過程的有①②③⑤ C.X物質(zhì)和Y物質(zhì)分別表示C5和丙酮酸 D.完成過程②還需要ATP參與,【解析】選D。過程①②分別是光反應中水的光解和暗反應中C3的還原，它們分別在葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中進行；屬于光合作用過程的有①②⑤，③屬于細胞呼吸；X物質(zhì)和Y物質(zhì)分別表示C3和丙酮酸；過程②是C3的還原，需要[H]和ATP參與。,4.(2015菏澤模擬)下圖①～④表示不同條件下，植物葉肉細胞的CO2轉(zhuǎn)移途徑。某小組在密閉玻璃溫室中進行植物栽培實驗，他們對室內(nèi)空氣中的CO2含量進行24小時監(jiān)測，并根據(jù)數(shù)據(jù)繪制了如下圖所示的曲線。下列分析正確的是(忽略土壤微生物代謝活動產(chǎn)生的CO2量)( ),A.①與曲線中a點相符 B.②與曲線中b點相符 C.③與曲線中c點相符 D.④與曲線中d點相符,【解析】選C。①表示細胞呼吸大于光合作用，a點只進行細胞呼吸，故A項錯誤；②表示只進行細胞呼吸，b點表示光合作用與細胞呼吸相等，故B項錯誤；③表示光合作用與細胞呼吸相等，c點也表示光合作用與細胞呼吸相等，故C項正確；④表示光合作用大于細胞呼吸，d表示只進行細胞呼吸，故D項錯誤。,【方法技巧】光合作用與細胞呼吸的典型曲線分析 有關(guān)光合作用和細胞呼吸關(guān)系曲線圖中，最典型的是夏季的一天中CO2的吸收和變化曲線圖，圖中各點與各時間段含義及形成原因分析如下：,a點：凌晨3時～4時，溫度降低，細胞呼吸強度減弱，CO2釋放減少。 b點：上午6時前，太陽出來，開始進行光合作用。 bc段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。 c點：上午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。 d點：溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。 e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。 fg段：太陽落山，光合作用停止，只進行細胞呼吸。,【加固訓練】 1.下列與綠色植物葉肉細胞代謝有關(guān)的敘述，正確的是( ) A.線粒體可為葉綠體提供CO2和ATP B.葉綠體可為線粒體提供O2和[H] C.線粒體和葉綠體產(chǎn)生的[H]都能與O2結(jié)合 D.細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體都消耗ADP,【解析】選D。線粒體可為葉綠體提供CO2，但不提供ATP，葉綠體所需ATP由葉綠體自身通過光反應提供，A項錯誤。葉綠體可為線粒體提供O2，但不需為線粒體提供[H]，線粒體所需的[H]由細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體提供，B項錯誤。線粒體產(chǎn)生的[H]都能與O2結(jié)合生成水，葉綠體產(chǎn)生的[H]用于還原三碳化合物，生成糖類，C項錯誤。細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體都能利用ADP和Pi合成ATP，D項正確。,2.甲圖表示某種植物從外界吸收二氧化碳的速率與光照強度和溫度 的關(guān)系，乙圖表示植物體內(nèi)兩種生理活動，則下列說法不正確的是 ( ),A.在甲圖a點之前(不含a點)表示光照太弱，植物沒有進行光合作用 B.與乙圖所對應的狀態(tài)是甲圖中的a點 C.在10℃時，限制甲圖b點二氧化碳吸收速率的環(huán)境因素主要是二氧化碳濃度 D.溫度對二氧化碳吸收速率有影響是由于溫度影響了有關(guān)生命活動中酶的活性 【解析】選A。a點時光合速率與呼吸速率相等，因此，在a點之前植物已經(jīng)進行光合作用，只是光合速率小于呼吸速率。,【滿分答題規(guī)則】 1.關(guān)鍵字詞、專業(yè)名詞書寫既不能出現(xiàn)錯字，也不能遺漏關(guān)鍵字。 如“類囊體薄膜”屬于生物學專業(yè)名詞，只要出現(xiàn)一個錯字，如把“囊”寫成“嚢”則不得分。常見易錯字或?qū)I(yè)名詞示例如下(括號內(nèi)為易混字詞)：斐(菲)林試劑、吡(比)羅紅、基(集)團、苯丙(苪)氨酸、液泡(胞)、異養(yǎng)(氧)型、紡錘(綞)體、測(側(cè))交、組織胺(氨)、競(竟)爭、協(xié)(諧)同作用、心率(律)加快等。,2.特別關(guān)注題設條件的要求、限定詞等，注意隱含答題角度，避免答案不準確。 (1)括號中的要求：如本題回答②時若不注意括號中的特殊要求“填溶劑名稱”，答成籠統(tǒng)答案“有機溶劑”則不得分。 (2)限定詞的要求：如本題回答⑥時若忽略“細胞器”的要求，按照“細胞結(jié)構(gòu)”作答則不得分。 (3)隱含答題角度的要求：如“F2中重組類型中能穩(wěn)定遺傳的個體所占比例”和“F2中能穩(wěn)定遺傳的個體所占比例”回答問題的角度是不同的。,3.挖掘分析圖形的隱含信息，根據(jù)圖示信息準確描述生理過程。 如圖乙中不能從坐標圖中獲取隱含信息，8：00～12：00氣孔導度變化不明顯，變化最明顯、影響最大的是溫度升高，使細胞呼吸強度增加，引起凈光合速率降低。,【解析】(1)葉綠體中的葉綠素主要分布在類囊體薄膜上，綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中，因此可以利用無水乙醇(或丙酮)作為提取液提取綠葉中的色素。色素在濾紙條上的擴散速度與色素在層析液中的溶解度呈正相關(guān)，因此溶解度大的色素隨層析液在濾紙上擴散得快，層析后濾紙條上的色素帶自上而下分別是橙黃色的胡蘿卜素、黃色的葉黃素、藍綠色的葉綠素a和黃綠色的葉綠素b，葉綠素a比葉綠素b擴散得更遠，說明葉綠素a比葉綠素b在層析液中溶解度大。由圖甲可知，葉綠素含量隨著遮光程度的增加而升高，說明植物可以通過增加葉綠素含量來增加對弱光的適應能力。,(2)植物的凈光合速率是由實際光合速率和呼吸速率共同決定的，因此導致凈光合速率下降的原因可能有實際光合速率下降或呼吸速率上升，結(jié)合圖乙可知，在8：00到12：00時氣溫和光照強度升高，氣孔導度相對穩(wěn)定。由于光照強度升高會促進光合作用，氣孔導度穩(wěn)定對光合速率的影響較小，因此只能考慮溫度的升高對細胞呼吸的促進比對光合作用的促進作用更強，使光合速率與呼吸速率的差值減小，凈光合速率降低。由圖乙可知，18：00時凈光合速率為0，可以判斷此時光合速率等于呼吸速率，故葉肉細胞中的ATP可來自線粒體和葉綠體兩種細胞器。,(3)若突然去除遮光物，則對植物來說，光照增強，進而促進光反應，光反應產(chǎn)生的ATP和[H]增多，從而促進暗反應中的C3的還原過程，消耗的C3增多，而CO2的固定正常，因此短時間內(nèi)葉肉細胞的葉綠體中C3化合物含量會減少。,