（新课改省份专用）2020版高考生物一轮复习第三单元第三讲能量之源__光与光合作用讲义（含解析）.docx

能量之源光与光合作用第1课时绿叶中色素的提取和分离(实验课)1实验原理与过程(1)实验原理(2)实验步骤(3)实验结果2色素种类及吸收光谱色素种类吸收光吸收光谱图示叶绿素(含量约占3/4)叶绿素a吸收红光和蓝紫光叶绿素b类胡萝卜素(含量约占1/4)胡萝卜素吸收蓝紫光叶黄素3叶绿体色素的分布和功能(1)分布：叶绿体类囊体薄膜上。(2)功能：吸收、传递光能(四种色素)，转化光能(只有少量特殊状态的叶绿素a)。1注意事项及原因分析过程注意事项操作目的提取色素选材选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高实验试剂研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素实验操作迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发盛放滤液的试管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素制备滤纸条滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散画滤液细线滤液细线要直、细、齐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分离滤液中色素滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中2绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠滤液细线不直；滤液细线过粗滤纸条无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命题点(一)色素提取和分离实验的过程与结果1(2016江苏高考)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失解析：选B在提取绿叶中的色素时，应先加入少量的CaCO3，再进行研磨，防止研磨过程中酸破坏叶绿素；即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素，只是滤液中色素的含量不多，分离后4条色素带较窄；若要获得总量10 mL的提取液，在研磨时应分次加入10 mL乙醇；层析完毕后应迅速记录结果，这是因为叶绿素在光下容易分解，导致色素条带很快消失，而不是随溶剂挥发消失。2(2015江苏高考，多选)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，右图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述正确的是()A强光照导致了该植物叶绿素含量降低B类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C色素、吸收光谱的吸收峰波长不同D画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次解析：选ABC根据“绿叶中色素的提取和分离实验”的实验结果可知，图中、色素条带分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。由题图可知，正常光照与强光照相比，正常光照下叶绿素含量高，强光照下叶绿素含量低；强光照条件下，类胡萝卜素含量增加，说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照；叶绿素a吸收光谱的吸收峰波长约为430 nm和660 nm，叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长约为460 nm和640 nm；画滤液线时，首先画出一条细线，待滤液干后，再重复画一两次，目的是增加滤液线中的色素含量，以便层析后获得更清晰的色素条带。命题点(二)叶绿体色素的种类和功能3(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640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析：选A类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光；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；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示；叶绿素吸收640660 nm的红光，导致水光解释放O2。4(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解析：选C提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中；叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收；叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光；叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，故黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色。5(2013全国卷)关于叶绿素的叙述，错误的是()A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可用于光合作用C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光解析：选D叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素；叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应；叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b；植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射出来的缘故。归纳拓展影响叶绿素合成的三大因素光照是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄温度温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成必需元素叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄1下列与“绿叶中色素的提取和分离”实验有关的叙述，正确的是()A提取绿叶中的色素时只能用无水乙醇溶解色素B研磨叶片后立即加入碳酸钙可防止色素被破坏C叶绿素b在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素D不同绿叶中的色素在滤纸条上的色带顺序不同解析：选C绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇和丙酮中；叶绿体色素的提取的实验研磨前加入碳酸钙，可以保护叶绿体色素，防止色素被破坏；叶绿素b在层析液中溶解度最小；各色素带顺序是由自身在层析液中的溶解度所决定的，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，与绿叶种类无关。2(2019威海调研)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是()A提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多B胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高C色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小D滤纸条上没有色素带，说明材料可能为黄化叶片解析：选A叶绿体色素中绿色的叶绿素含量约占3/4，所以提取液呈绿色；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方；色素带的宽窄反映了色素含量的多少；用黄化叶片进行绿叶中色素提取与分离实验时，滤纸条上仍然会有胡萝卜素和叶黄素的色素带。3.如图是小明同学利用新鲜菠菜叶片做“叶绿体中色素的提取和分离实验”的结果，老师认为实验结果不理想，则产生此结果最可能的原因是()A误用蒸馏水作提取液和层析液B研磨时未加入SiO2C实验材料自身有问题D研磨时未加入CaCO3解析：选D由于色素不溶于蒸馏水，若用蒸馏水作提取液和层析液，则得不到色素带；研磨时不加SiO2，研磨不充分，各种色素含量都减少，但并不改变色素的比例关系；由于是新鲜菠菜叶，实验材料正常；图示叶绿素a和叶绿素b含量相对较少，而叶黄素最多，胡萝卜素较多，最可能是研磨时未加入CaCO3，导致部分叶绿素被破坏。4.(2019泰安模拟)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述正确的是()A强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C四种色素在层析液中溶解度大小是ID色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间解析：选B根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅；强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成；四种色素在层析液中溶解度大小关系是；色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚，色素会溶解在层析液中，从而不能得到色素带。5利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)。当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确的位置应为()解析：选B在层析液中4种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。6如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断下列说法错误的是()A由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光B用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D土壤中缺乏镁时，植物对420470 nm波长的光的利用量显著减少解析：选C类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，光合色素吸收光能增强，光反应增强，C3的还原加速，叶绿体中C3的量将减少；叶绿素b主要吸收420470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少。7将在黑暗中放置一段时间的叶片均分成4小块，分别置于不同的试管中，按下表进行实验处理，其中着色最浅的叶片所在的试管是()试管编号实验处理CO2溶液光照白光蓝光红光绿光碘液注：“”表示具有该条件ABCD解析：选D在不同的光照条件下，光合作用强度不同，叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光几乎不吸收，故在白光下，叶片光合作用最强，经碘液处理后，着色最深；绿光下，叶片光合作用最弱，着色最浅。8如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是()A提取色素时，要加入SiO2和CaCO3进行充分研磨B色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C实验结果可说明叶绿素合成需要光照D实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多解析：选B提取色素时加入SiO2是为了研磨充分，而加入CaCO3是为了防止色素被破坏；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同；在光下和避光条件下实验结果色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照；实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多。9迁移率是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标，也可用于各种色素的鉴定，迁移率色素移动距离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中各种色素的层析结果(部分数据)，下列相关叙述错误的是()溶剂移动距离色素1移动距离色素2移动距离色素3移动距离色素4移动距离实验组17.81.9实验组28.21.5实验组38.01.4平均移动距离8.07.60.8迁移率0.950.530.10A可用菠菜等绿叶蔬菜的叶片作为该实验的材料B色素3是叶绿素a，其迁移率为0.2C色素4随层析液在滤纸条上的扩散速度最快D色素2在滤纸条上移动的距离大约是4.2解析：选C菠菜等绿叶蔬菜的叶片含有大量的色素，可作为该实验的材料；据表格分析，色素3平均移动距离(1.91.51.4)31.6，迁移率色素移动距离/溶剂移动距离1.68.00.2，通过比较迁移率可知色素3为叶绿素a；色素4表示叶绿素b，溶解度最低，扩散速度最慢；据表格分析，色素2平均移动距离0.538.04.24。10(2017浙江4月选考单科卷)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图所示。回答下列问题：(1)本实验的因变量是_。由图中曲线对比可知，经_处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的_光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇较低温天气，除升温方法外，可对该植物进行_处理以减少叶绿素的损失。(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的_。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第_条色素带均明显变窄。(3)若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定_，可得到叶绿素a的吸收光谱。解析：(1)由图示可知，该实验的自变量是光的有无和温度的高低，因变量是叶绿素的相对含量；经过0 条件下的光照处理，叶绿素含量下降最明显，导致对红光和蓝紫光的吸收减少；在较低温条件下进行遮光处理可以减少叶绿素的损失。(2)研磨绿叶时，加入CaCO3可防止色素被破坏；叶绿素a和叶绿素b分别位于滤纸条从上到下的第三、四色素带。(3)测定叶绿素a对不同波长光的吸收率，可得到叶绿素a的吸收光谱。答案：(1)叶绿素的相对含量0 条件下光照红光和蓝紫遮光(2)CaCO3三、四(3)吸光率11油菜耐寒性强，是我国重要的油料作物。昼夜温差大时有利于油菜积累干物质，提高油菜的产量。 请回答下列问题：(1)昼夜温差大时有利于油菜积累干物质的原因是_。(2)在油菜生长发育时期，如果遇到连绵阴雨，对油菜的产量会产生严重影响，主要是由于_直接影响了油菜的光反应阶段，进而对暗反应阶段_造成影响。(3)在油菜的营养生长过程中，发现部分油菜植株叶片变黄，其原因可能有两种：一是由于镁缺乏导致_缺乏；二是由于类胡萝卜素含量增加。请设计实验确定叶片变黄的原因：实验设计思路：选取质量相等的变黄叶片和正常绿色叶片，分别编号为甲组、乙组；然后采用相同的方法提取和分离甲组、乙组的色素，比较两种叶片色素的种类和含量。预测实验结果：.与乙组相比，如果甲组_，则说明叶片变黄是缺乏镁所致。.与乙组相比，如果甲组_，则说明叶片变黄是类胡萝卜素含量增加所致。解析：(1)昼夜温差大，白天有利于光合作用，夜晚抑制呼吸作用，最终有利于有机物积累，使作物产量提高。(2)阴雨天，光照强度较低，影响光合作用的光反应，进而影响H和ATP的产生，最终影响三碳化合物还原为有机物。(3)探究叶片颜色变黄的原因，可通过纸层析法观察色素带的条数、宽窄和深浅确定。若缺镁造成的叶绿素减少，则在滤纸条上就可能只剩下黄色和橙黄色2条色素带，或即便有4条色素带，离滤液细线较近的蓝绿色和黄绿色的2条色素带颜色较浅；若是由于类胡萝卜素含量增加造成的，则可以得到4条色素带，但距离滤液细线较远的黄色、橙黄色的2条色素带颜色深并且较宽。答案：(1)白天温度较高，有利于光合作用制造有机物，夜晚温度较低，呼吸作用强度低，消耗有机物少(2)光照强度三碳化合物还原(3)叶绿素.滤纸条上只有离滤液细线较远的2条色素带，或有4条色素带，但离滤液细线较近的2条颜色较浅.滤纸条上有4条色素带，但离滤液细线较远的2条色素带较宽第2课时光合作用的过程和影响因素知识体系定内容核心素养定能力生命观念通过比较光反应与暗反应的关系和光合作用元素去向分析，建立生命活动对立统一的观点理性思维通过分析C3、C5等物质变化和影响光合作用的曲线，培养学生能用文字、图表及数学模型准确描述生物学知识的能力科学探究通过“探究光照强度对光合作用强度影响”的实验，培养学生的实验探究能力考点一光合作用的原理和过程重难深化类1连线光合作用的探究历程2图解光合作用的过程(据图填空)图中：是，是H，是，是CO2。光反应()暗反应()场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质变化2H2O4H ADPPiATPCO2C52C32C3(CH2O)C5能量变化光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能基础自测1判断下列叙述的正误(1)类囊体上产生的ATP可用于暗反应()(2)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为热能和ATP()(3)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中()(4)在适宜光照条件下，叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质()(5)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生()(6)光反应为暗反应提供H和H2O()(7)离体叶绿体基质中添加ATP、H(NADPH)和CO2后，可完成暗反应()(8)进入叶绿体的CO2不能被H(NADPH)直接还原()2据光合作用过程图完成下列问题(1)色素的功能是吸收、传递和转化光能，水分解为O2、H的场所是叶绿体类囊体薄膜。(2)进行光反应的条件有光、色素、酶等，产物有ATP、O2和H。(3)暗反应进行的场所是叶绿体基质，参与反应的物质有CO2、ATP、H和C5，进行的条件是多种酶。(4)写出光合作用的总反应式并标出各元素的来源和去向。光合作用总反应式：CO2H2O(CH2O)O2。各元素的去向：a氧元素：H2O；CO2(CH2O)b碳元素：CO2(CH2O)c氢元素：H2OH(CH2O)3学透教材、理清原因、规范答题用语专练(1)土壤中缺乏N，植物的光合作用就会受影响，请分析原因：_。提示：N是组成ATP、NADPH、酶以及类囊体薄膜等与光合作用有关的物质或结构的重要元素(2)若将某种植物密闭在无O2，但其他条件适宜的小室中，光照培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增强，原因是_。提示：该植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增强1明确光反应与暗反应的联系(1)光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。(2)没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。(3)光反应中光能转换为活跃的化学能并非只储存于ATP中，NADPH(H)中也含有能量。(4)光反应产生的ATP只用于C3的还原，不用于植物体的其他生命活动。(5)C3还原消耗的能量不只来自ATP，还可由NADPH提供。2理清光合作用中元素去向(1)反应式(以生成C6H12O6为例)6CO212H2OC6H12O66O26H2O(2)同位素标记元素转移途径H：C：O：3比较光合作用和化能合成作用光合作用化能合成作用区别能量来源光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同点都能将CO2和H2O等无机物合成有机物对点落实1(2018北京高考)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中()A需要ATP提供能量BDCIP被氧化C不需要光合色素参与D会产生氧气解析：选D光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，释放出氧气和形成H，另一方面在有关酶的催化作用下，促使ADP与Pi发生化学反应形成ATP。结合题干信息，加入氧化还原指示剂DCIP后，DCIP会被光反应产生的H还原。2科学家提取植物细胞中的叶绿体，将叶绿体膜破坏，分离出基质和基粒，用来研究光合作用的过程(如下表，表中“”表示有或添加，“”表示无或不添加)。下列条件下能产生葡萄糖的是()选项场所光照CO2ATPHC5A基质B基粒C基质和基粒D基质和基粒解析：选D光合作用分光反应和暗反应两大阶段，光反应在基粒上进行，需要光照，暗反应进行时需要光反应提供的H和ATP，同时还需要叶绿体基质中的C5和大气中的CO2参与。3(2019山东五校冲刺卷)研究者使用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子，加入三组小球藻培养液中，记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例，光照一段时间后，分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例，实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是()组别起始时水中18O的比例(%)起始时HCO中18O的比例(%)释放的O2中18O的比例(%)10.850.410.8420.850.550.8530.850.610.85A18O2是在小球藻叶绿体的类囊体上生成的BHCO可为小球藻的光合作用提供碳元素CHCO中18O的比例不同导致放氧速率不同D释放的O2中18O比例与水相近，推测O2来自水解析：选C光合作用光反应阶段水在光下分解，释放氧气，该过程是在叶绿体的类囊体薄膜上进行；碳酸氢钠释放二氧化碳，为光合作用提供碳元素；据表中数据可知，放氧速率与水中18O起始比例一致，与HCO中18O的比例不同；释放的O2中18O比例与水中18O起始比例一致，与HCO中18O的比例不同，推知O2中的氧原子来自水。1流程图中的物质转化及含量变化典型图示问题设计(1)停止光照时：光停，ATP，ADP，C3，C5，分析如下：过程停止过程停止过程停止过程停止a.ATP不再产生b.原有ATP仍继续分解，直至全部消耗ADP积累，含量增加；ATP减少a.C3不再还原成C5和(CH2O)b.原有C5仍继续参与CO2的固定，直至全部消耗C3积累，含量增加；C5减少(2)停止CO2供应时： CO2停，C5，C3，ATP，ADP，分析如下：过程停止过程停止过程停止过程停止a.不再生成b.原有C3继续还原生成C5和(CH2O)，直至全部消耗积累，含量增加；减少a.ATP不再分解b.原有ADP继续合成ATP，直至全部消耗ATP积累，含量增加；ADP减少2曲线图中的物质含量变化典型图示(1)光照强度变化(2)CO2浓度变化问题设计图1中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、H、ATP。图2中曲线甲表示C5、H、ATP，曲线乙表示C3。图3中曲线甲表示C5、H、ATP，曲线乙表示C3。图4中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、H、ATP。对点落实4(2014全国卷)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降解析：选B黑暗处理后，光反应停止，O2的产生也停止。ATP和NADPH是光反应的产物，同时也是暗反应的原料，黑暗处理后，ATP和NADPH的产生减少，且仍被暗反应所消耗，产生的ADP和NADP增多。光反应产生的ATP和NADPH减少，使得暗反应产生的C5减少，CO2的固定减慢。5用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降，C5的含量上升。NaHSO3溶液的作用可能是()A促进叶绿体中CO2的固定B促进叶绿体中ATP的合成C抑制叶绿体中H的形成D抑制叶绿体中有机物的输出解析：选B若NaHSO3溶液促进叶绿体中CO2的固定，则CO2被C5固定形成的C3增加，则消耗的C5增加，故C5的含量将减少，C3的含量将增加；若NaHSO3溶液促进叶绿体中ATP的合成，则被还原的C3增多，消耗的C3增加，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将减少，C5的含量将增加；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中H的形成，则被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出，意味着暗反应中C3的还原过程变慢，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少。6如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在阶段处于适宜环境条件下，阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是()A图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATPB图中阶段所改变的环境条件是降低了光照强度C阶段甲上升是因为叶绿体中H和ATP的积累D阶段光合速率最大时所需光照强度比阶段低解析：选D根据题意和题图可知，物质甲是C5，物质乙是C3，阶段改变的条件是降低了CO2浓度。阶段改变的条件影响暗反应的进行，所以阶段光合速率最大时所需光照强度比阶段低。类题通法判断C3、C5等物质含量变化的分析思路叶绿体内相关物质含量变化可通过对物质的来路和去路是否平衡进行分析：(1)来路去路，则物质含量相对稳定。(2)来路不变，去路增加，或来路减少，去路不变，则物质含量减少。(3)来路不变，去路减少，或来路增加，去路不变，则物质含量增加。考点二影响光合作用的环境因素及其应用重难深化类探究光照强度对光合作用强度的影响1实验原理叶片含有空气，上浮叶片下沉充满细胞间隙，叶片上浮。2实验装置分析(1)自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。(2)中间盛水的玻璃柱的作用：吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响。(3)因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的小圆形叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。3实验结果分析(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如图：(2)在弱光下，此时的光合作用小于或等于细胞呼吸，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如下图：(3)在中、强光下，光合作用大于细胞呼吸，叶片中会有足够的氧气产生，从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如下图：对点落实1(2019东营六校联考)取生长旺盛的绿叶，用直径为1 cm打孔器打出小圆片若干(注意避开大叶脉)，抽出小圆片内的气体，并在黑暗处用清水处理使小圆片细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的富含不同浓度CO2的溶液的小烧杯中，置于光照强度和温度恒定且适宜的条件下，测得各组小圆片上浮至液面所需平均时间，将记录结果绘制成曲线如图1。(1)与a浓度相比，b浓度时小圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上H的生成速率_(填“快”“相等”或“慢”)，此时小圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有_。(2)当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，小圆片中有机物的积累速率_(填“加快”“不变”或“减慢”)。(3)另取若干相同的小圆片分别置于温度相同且适宜、CO2溶液浓度为a的小烧杯中，选用40 W的台灯作为光源，通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验，根据实验结果绘制成图2曲线(X10)。该实验的目的是_。限制B点净光合速率的主要外界因素是_，C点的含义是_时光源与小烧杯之间的距离。解析：叶圆片在被抽取出空气后沉入水底，在光照下，当光合作用产生O2大于呼吸作用消耗O2时，叶圆片会上浮。台灯距离叶片越近，光照强度越大，叶圆片的光合作用越强，叶圆片上浮的速度越快，数量越多。答案：(1)快叶绿体、线粒体(2)减慢(3)探究光照强度对光合速率的影响CO2浓度小圆片光合速率等于细胞呼吸速率(净光合速率为零)归纳拓展小圆形叶片上浮实验中的三个关注点(1)叶片上浮的原因是光合作用产生O2大于有氧呼吸消耗的O2，不要片面认为只是光合作用产生了O2。(2)打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。(3)为确保溶液中CO2含量充足，小圆形叶片可以放入NaHCO3溶液中。用曲线模型分析影响光合作用的环境因素(据图填表)1光照强度曲线模型模型分析曲线对应点细胞生理活动ATP产生场所植物组织外观表现图示A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用只在细胞质基质和线粒体从外界吸收，向外界排出CO2AB段(不含A、B点)呼吸量光合量细胞质基质、线粒体、叶绿体从外界吸收O2，向外界排出CO2B点光合量呼吸量与外界不发生气体交换B点之后光合量呼吸量从外界吸收CO2，向外界释放O2。此时植物可更新空气应用温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能2CO2浓度原理CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成曲线模型及分析图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B点都表示CO2饱和点应用在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率3温度原理温度通过影响酶的活性影响光合作用曲线模型及分析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 左右光合速率几乎为零应用温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量4矿质元素曲线模型原理矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等曲线分析应用在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率5光照、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用常见曲线模型曲线分析P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子(图1为温度，图2为CO2浓度，图3为光照强度)应用温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率对点落实2(2018江苏高考)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是()A横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度解析：选D随着CO2浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，较高温度下的净光合速率高于较低温度；植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率不应先升高后趋于稳定；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高；随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强度足够时，较高的CO2浓度下净光合速率较大。3.(2018全国卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是_。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_，判断的依据是_。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是_。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_(填“O2”或“CO2”)不足。解析：(1)由曲线图可知，光照强度大于a时，随着光照强度的增加，甲植物的净光合速率增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。(4)夏日晴天中午12点，温度较高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。答案：(1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2易错提醒关于环境因素影响光合速率的两点提醒温度改变对光合作用的影响当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多CO2浓度对光合作用的影响CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用考点三开放环境与密闭容器中光合作用的昼夜变化曲线分析题点精析类1开放环境中光合作用昼夜变化曲线分析(1)曲线分析MN和PQ夜晚植物只进行细胞呼吸；植物体内有机物的总量减少，环境中CO2量增加，O2量减小NP光合作用与呼吸作用同时进行NA和EP清晨和傍晚光照较弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度；植物体内有机物的总量减少，环境中CO2量增加，O2量减少A点和E点光合作用强度等于细胞呼吸强度，CO2的吸收和释放达到动态平衡；植物体内有机物的总量不变，环境中CO2量不变，O2量不变AE光合作用强度大于细胞呼吸强度；植物体内有机物的总量增加；环境中CO2量减少，O2量增加C点叶片表皮气孔部分关闭，出现“光合午休”现象E点光合作用产物的积累量最大(2)一昼夜有机物的积累量的计算方法(用CO2表示)一昼夜有机物的积累量白天从外界吸收的CO2量晚上呼吸作用释放的CO2量，即S3(S1S2)。2密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线(1)曲线分析AB段无光照，植物只进行呼吸作用BC段温度降低，呼吸作用减弱CD段C点后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度呼吸作用强度D点光合作用强度呼吸作用强度DH段光合作用强度呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象H点光合作用强度呼吸作用强度HI段光照继续减弱，光合作用强度呼吸作用强度，直至光合作用完全停止(2)植物生长与否的判断方法I点低于A点说明一昼夜，密闭容器中CO2浓度减小，即光合作用呼吸作用，植物生长若I点高于A点说明光合作用呼吸作用，植物体内有机物总量减少，植物不能生长若I点等于A点说明光合作用呼吸作用，植物体内有机物总量不变，植物不生长题点全练1科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是()A光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因B致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭C致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱D适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施解析：选B早晨日出后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升。大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降；而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因环境温度过高导致部分气孔关闭，吸收CO2减少。15时以后，两种栽培条件下油桃的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致。适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥从而增加环境中CO2浓度是提高大田作物产量的可行性重要措施。2某研究小组进行某植物的栽培实验，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。据图分析，下列说法错误的是() A图1中，当温度达到55 时，植物光合作用相关的酶失活B6 h时，图2叶肉细胞产生H的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质C18 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D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个解析：选D图1中的虚线始终为CO2的释放，从图中看出，当温度达到55 时，光合作用不再吸收CO2，只剩下细胞呼吸释放CO2的曲线，表示植物不再进行光合作用，只进行细胞呼吸；图2中6 h时，CO2的吸收速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，因此叶肉细胞产生H的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质；图2中18 h时，CO2的吸收速率等于0，说明植物的光合速率等于呼吸速率，植株的叶肉细胞的叶绿体产生的O2量必须大于线粒体消耗的O2量，才能保证非叶肉细胞的O2供应，而使植物的光合作用强度等于有氧呼吸