高考生物一轮复习（基础知识巩固+考点互动探究+考例考法直击+教师备用习题）第3单元 细胞的能量供应与利用 第10讲 光与光合作用课件.ppt

第1课时 第2课时 第3课时 拓展微课 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 色素的提取与分离及光合作用的探究历程 基础知识巩固 考点互动探究 1 结构 其中 是由 堆叠形成的 2 色素和酶的分布 吸收光能的色素分布于 上 与光合作用有关的酶分布在 和 中 3 功能 叶绿体是绿色植物进行 的场所 链接教材 外膜 基质 基粒 类囊体 类囊体薄膜 光合作用 基质 类囊体薄膜 内膜 链接教材 有机溶剂 无水乙醇 层析液 层析液 层析液 溶解度高 溶解度 2 实验步骤 观察与记录 滤纸条上出现四条宽度 颜色不同的色素带 3 分离结果 链接教材 提取色素 sio2caco3 画滤液细线 分离色素 最高 黄色 橙黄色 最多 蓝绿色 最低 较多 黄绿色 3 色素的分布与功能 1 功能 图3 10 2由图可以看出 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 链接教材 吸收 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 二 光合作用的探究历程 连一连 链接教材 a 2 c 1 e 5 d 3 b 4 衔接课堂 1 正误辨析 1 叶片黄化 叶绿体对红光的吸收增多 2 光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中 3 用纸层析法可分离4种叶绿体色素 4 液泡中的色素吸收的光能用于光合作用 5 滤液细线接触到层析液 会导致色素全部溶解到层析液中 6 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 答案 1 2 3 4 5 6 解析 1 叶片黄化后 叶绿素减少 剩余类胡萝卜素 主要吸收蓝紫光 2 叶绿体的类囊体薄膜上和叶绿体基质中分布着光合作用需要的酶 而色素只分布于叶绿体的类囊体薄膜上 4 液泡中的色素没有吸收光能的作用 衔接课堂 2 联系生活 1 遇到连续阴雨天气 温室或大棚补充光源在相同光强条件下补充什么颜色的光 2 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 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 而相同强度的白光中只有一定比例的红光和蓝紫光 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 考向1光合作用的结构基础及相关考查1 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 典例追踪 答案 d 解析 镁是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 用于光合作用的光反应过程 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 叶绿素不能有效地吸收绿光 绿光被反射出去 使植物呈现绿色 典例追踪 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 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 归纳总结影响叶绿素合成的因素分析 1 光照 光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 2 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 低温时 叶绿素分子易被破坏 而使叶子变黄 3 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 叶子变黄 另外 fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分 缺fe也将导致叶绿素合成受阻 叶子变黄 典例追踪 考向2色素的提取与分离实验的过程及结果3 关于叶绿体中色素的提取和分离实验的叙述 正确的是 a 提取色素的原理是色素易溶于层析液中b 使用定性滤纸过滤研磨液c 在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2 3次d 滤纸条上最宽的色素带呈蓝绿色 答案 d 解析 提取色素的原理是色素易溶于有机溶剂 无水乙醇 中 a项错误 过滤时应使用尼龙布 b项错误 在画出一条滤液细线后 应待滤液细线干后再画1 2次 c项错误 最宽的色素带是叶绿素a 呈蓝绿色 d项正确 典例追踪 4 甲 乙 丙 丁四位同学 在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料 用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时 由于操作不同 而得到了以下四种不同的层析结果 下列分析错误的是 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加入无水乙醇过多c 丙可能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 答案 b 解析 叶绿体中的色素属于有机物 易溶于酒精等有机溶剂 难溶于水 所以不能用蒸馏水作提取液和层析液 a项正确 乙中每种色素都有 但含量很少 可能是无水乙醇过多 色素浓度太低导致的 b项正确 丙中每种色素都有 但是胡萝卜素和叶黄素含量较多 叶绿素a和叶绿素b含量较少 这不是正确操作得到的理想结果 c项错误 丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少 可能是研磨时未加入caco3导致叶绿素被破坏 因为与类胡萝卜素相比 叶绿素更易受到破坏 d项正确 图3 10 3 方法提炼1 叶绿体色素的提取与分离实验异常现象分析 1 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 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 2 叶绿体色素的提取与分离实验注意事项及原因分析 典例追踪 考向3光合作用的探究历程5 图3 10 4是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图 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 答案 b 解析 两实验都需 黑暗 处理 但恩格尔曼的实验是为了与极细光束照射部位形成对比 萨克斯的实验是为了消耗细胞中原有淀粉 叶绿体在光下才能合成淀粉和产生氧气 所以两实验都需要光照 两实验都设置了对照 萨克斯的实验是叶片的遮光部分和曝光部分形成对照 萨克斯的实验证明光合作用产生了淀粉 不能证明光合作用产生了氧气 图3 10 4 典例追踪 6 如图3 10 5表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下 小球藻进行光合作用的实验示意图 一段时间后 以下相关比较不正确的是 a y2的质量大于y3的质量b 中小球藻的质量大于 中小球藻的质量c 中水的质量大于 中水的质量d 试管 的质量大于试管 的质量 答案 c 解析 y1和y3是o2 y2和y4是18o2 因此y2的质量大于y3的质量 中小球藻含有 cho 而 中小球藻含有 ch2o 故 中小球藻的质量大于 中小球藻的质量 试管中通入的是co2 试管中通入的是c18o2 故 中水的质量不大于 中水的质量 在试管 和 中原有质量相等的情况下 中释放出的是18o2 而 中释放出的是o2 故剩余质量 大于 图3 10 5 方法提炼1 恩格尔曼的实验 1 选择水绵作为实验材料的原因 水绵有带状叶绿体 螺旋分布在细胞中 便于观察和分析 2 将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光和o2的影响 3 设置极细光束和好氧细菌的好处 能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位 2 萨克斯的实验 1 该实验的对照类型为自身对照 自变量为光的有无 因变量为颜色变化 有无淀粉生成 实验组是遮光处理组 对照组为曝光处理组 2 该实验的关键是要进行饥饿处理 以使叶片中的营养物质被消耗掉 增强实验的说服力 3 鲁宾和卡门实验的设计 1 鲁宾和卡门应用同位素标记法追踪co2和h2o中的氧元素在光合作用中的转移途径 2 该实验设置了对照 自变量是标记物质 ho和c18o2 因变量是释放的o2有无放射性 4 卡尔文实验 1 实验方法 同位素标记法 2 实验思路 用14c标记的14co2供小球藻进行光合作用 然后追踪检测其放射性 3 实验结论 光合作用中碳的转移途径为co2 c3 ch2o 第2课时 光合作用过程及其影响因素 基础知识巩固 考点互动探究 二 光合作用的强度及影响因素1 光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造 的数量 2 影响光合作用强度的因素包括空气中 的浓度 土壤中的 和矿质元素的多少 光的 以及温度的高低等 链接教材 叶绿体类囊体薄膜 atp 叶绿体基质 co2 c5 稳定的化学能 adp pi ch2o c5 h o2 co2 水分 强弱 糖类 链接教材 光能 糖类 某些无机物氧化时释放的能量 硝化细菌 衔接课堂 1 正误辨析 1 光合作用光反应阶段产生的 h 可在叶绿体基质中作为还原剂 2 如果光照强度突然降低 短时间内叶绿体中c5的含量会降低 3 化能合成作用所利用的能量是化学能 而光合作用所利用的能量是光能 4 h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在叶绿体基质中 5 在离体的叶绿体基质中添加atp h 和co2后 可完成暗反应过程 6 正常生长的绿藻 光照条件下培养一段时间后 用黑布迅速将培养瓶罩上 绿藻细胞的叶绿体中co2的固定加快 atp adp的值下降 7 夏季晴天光照最强时 小麦光合速率最高 8 co2是光合作用暗反应的原料 因此co2浓度越大 光合速率越高 9 温室栽培时 晴朗的白天应适当提高温度 晚上适当降低温度 10 通过 正其行 通其风 可提高大田中co2浓度 提高产量 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 4 h2o在光下分解属于光反应 发生在类囊体膜上 5 暗反应的进行需要光反应提供的atp和 h 叶绿体基质中存在暗反应进行所需要的酶 因此在离体的叶绿体基质中添加atp h co2后 可完成暗反应过程 6 用黑布将培养瓶罩住 光反应停止 氧气的产生停止 h 和atp的产生停止 导致暗反应中c3的还原速度减慢 c3在叶绿体基质内积累导致co2的固定减慢 光反应停止 atp的生成减少 atp adp的值下降 7 夏季晴天光照最强时 为减少水分的散失 植物叶片部分气孔关闭 co2供应不足 导致光合速率降低 8 达到co2饱和点后 光合速率不再随co2浓度的增大而增大 9 温室栽培时 晴朗的白天适当提高温度利于光合作用的进行 晚上适当降低温度 降低呼吸消耗 这样可提高有机物的积累量 提高产量 10 正其行 通其风 可促进大田中空气流通 提高co2浓度 提高产量 衔接课堂 2 热图解读回答下列有关光合作用的问题 1 图中的甲表示 阶段 乙表示 阶段 2 图中的物质a是 物质c是 3 图中的atp 填 能 或 不能 运出所在的细胞器 用于其他生命活动 4 如果突然停止co2的供应 c5含量在短时间内会 图3 10 7 h 光反应 co2 暗反应 增加 不能 考点一光合作用的过程及部分物质含量变化分析 1 光反应和暗反应的比较 2 光合作用过程中一些物质含量变化的分析 1 需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析 3 光合作用过程中物质含量变化分析 2 需从物质的生成和消耗两个方面综合分析 图3 10 8 3 光合作用过程中物质含量变化分析 3 光合作用过程中物质含量变化分析 易错警示 1 以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化 而非长时间 2 以上各物质变化中 c3和c5含量的变化是相反的 h 和atp含量变化是一致的 3 具体分析时只有理清c3 c5的 来源 与 去路 c3产生于co2的固定 消耗于c3的还原 c5产生于c3的还原 消耗于co2的固定 才能避开试题陷阱 典例追踪 答案 b 解析 根据光合作用图解可知 图中 是光合色素 分布在叶绿体类囊体薄膜上 是氧气 产生的场所是类囊体薄膜 是三碳化合物 在 h 和atp的作用下被还原为 ch2o 是atp 用于三碳化合物的还原 考向1光合作用中物质和能量的转化1 图3 10 9为高等绿色植物光合作用图解 以下说法正确的是 a 是光合色素 分布在叶绿体和细胞质基质中b 产生的场所是类囊体薄膜c 是三碳化合物 能被氧化为 ch2o d 是atp 用于co2的固定和还原 图3 10 9 典例追踪 2 越来越多的学者认为 应把光合作用的 暗反应 称为 碳反应 会更准确 原因是 暗反应中c3的还原也需要光能直接作能源动力 暗反应利用光反应提供的条件 将co2同化成糖类 暗反应虽然是光反应的逆转反应 但是中间产物不同 暗反应也必须具备光照条件 只是不需要光直接参与a b c d 答案 d 解析 暗反应中c3的还原需要atp直接作能源动力 错误 光反应为暗反应提供 h 和atp 正确 暗反应不是光反应的逆转反应 错误 暗反应不需要光直接参与 需要光反应提供的 h 和atp 正确 典例追踪 答案 a 解析 突然停止供给co2 则暗反应受阻 h 的消耗减少 h 因积累而含量增加 由于暗反应减弱 光反应也会受到抑制 从而导致 h 的生成量减少 典例追踪 4 图甲表示光合作用部分过程的图解 图乙表示改变光照后与光合作用有关的c5和c3在细胞内的变化曲线 据图回答下列问题 1 图甲中a表示的物质是 它由 产生 其作用主要是 2 图甲中atp形成所需的能量最终来自于 若用放射性同位素标记14co2 则14c最终进入的物质是 3 图乙中曲线a表示的化合物是 在无光照时 其含量迅速上升的原因是 4 图乙中曲线b表示的化合物是 在无光照时 其含量迅速下降的原因是 图3 10 11 答案 1 h 水在光下分解用于c3的还原 2 太阳光能 14ch2o 3 c3co2与c5结合形成c3 而c3不能被还原 4 c5c5与co2结合形成c3且c3不能被还原为c5 解析 1 光反应为暗反应提供的物质是 h 和atp 由此可确定a是 h h 是由水光解后经一系列过程产生的 其作用主要是用于c3的还原 2 光反应中 光能转换为活跃的化学能储存于atp等化合物中 14c的转移途经为14co2 14c3 14ch2o 3 4 题干中已说明曲线a b表示c3和c5的含量变化 光照停止后 光反应停止 h 和atp含量下降 c3的还原减弱直至停止 而co2的固定仍将进行一段时间 因此c3含量相对升高 c5含量相对下降 即曲线a表示的化合物是c3 曲线b表示的化合物是c5 考点二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 一定范围内 光照强度增加 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 12 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 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 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 12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 考向1影响光合作用的环境因素1 如图3 10 16中曲线 表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系 适宜温度 co2浓度为0 03 在b点时改变某条件 曲线变为 下列分析合理的是 a 与b点相比 a点叶绿体中的c3含量较低b 在b点时 升高温度导致曲线由 变为 c 制约a点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量d 制约c点光合作用的因素可能是co2浓度 典例追踪 答案 d 解析 a点的光照强度比b点弱 所以a点的c3含量较b点处高 a项错误 本来处于适宜温度下 升高温度会导致酶的活性降低 则曲线 应在曲线 的下方 b项错误 限制a点光合作用的因素主要是光照强度 c项错误 由题中分析可知 限制c点光合作用的因素可能是co2浓度 d项正确 图3 10 16 2 2016 南京一模 图3 10 17中曲线表示在适宜温度 水分和一定的光照强度下 甲 乙两种植物叶片的co2净吸收速率与co2浓度的关系 下列分析正确的是 a co2浓度小于a时 甲不能进行光合作用b 乙利用低浓度的co2的能力强于甲c co2浓度为b时 甲 乙总光合作用强度相等d 甲 乙光合作用强度随co2浓度的增大而不断增强 典例追踪 答案 b 解析 图中a点时甲叶片的co2吸收速率为0 此时光合速率等于呼吸速率 说明a点之前就已经进行了光合作用 a项错误 从图中可以看出 低浓度co2的条件下 乙co2的吸收速率大于甲 b项正确 co2浓度为b时 甲 乙净光合作用强度相等但呼吸强度不一定相等 所以总光合强度不一定相等 c项错误 co2浓度达到饱和点后 光合作用强度不再随co2浓度的增大而增加 d项错误 图3 10 17 3 2016 全国卷 为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对a品种小麦光合作用的影响 某研究小组将生长状态一致的a品种小麦植株分为5组 1组在田间生长作为对照组 另4组在人工气候室中生长作为实验组 并保持其光照和co2浓度等条件与对照组相同 于中午12 30测定各组叶片的光合速率 各组实验处理及结果如下表所示 典例追踪 回答下列问题 1 根据本实验结果 可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是 其依据是 并可推测 填 增加 或 降低 麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用 午休 的程度 2 在实验组中 若适当提高第 组的环境温度能提高小麦的光合速率 其原因是 3 小麦叶片气孔开放时 co2进入叶肉细胞的过程 填 需要 或 不需要 载体蛋白 填 需要 或 不需要 消耗atp 典例追踪 答案 1 湿度 或答相对湿度 在相同温度条件下 相对湿度改变时光合速率变化较大增加 2 四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度 3 不需要不需要 解析 本题考查光合作用的影响因素 1 分析实验结果可知 温度相同时 一定范围内小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快 但相对湿度相同时 小麦光合速率随温度的变化不明显 由此可推知 中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度 并可推测 增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用 午休 的程度 2 比较实验组二 三 四可推知 小麦光合作用的最适温度在31 左右 而第四组的25 低于最适温度 所以在实验组中 若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率 3 co2以自由扩散的方式进入叶肉细胞 不需要载体蛋白 也不需要消耗atp 考向2环境条件改变与补偿点 饱和点移动的关系4 图3 10 18为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图 有关描述错误的是 a 图甲中 若光照强度适当增强至最适状态 则a点左移 b点右移b 图乙中 若co2浓度适当增大至最适状态 则a点右移 b点左移c 图丙中 a点与b点相比 a点时叶绿体中c3含量相对较多d 图丙中 限制b点光合作用的主要因素是光照强度和co2浓度 典例追踪 图3 10 18 答案 b 解析 图甲和图乙中的a点代表光合作用强度和呼吸作用强度相等时的点 在达到最适条件之前 光照强度和co2浓度都是限制光合作用强度的因素 当其中一个因素增大 要达到相同的生理状态 另一个因素在其相对较弱时即可满足 故图甲中光照强度适当增大至最适状态时 a点会左移 图乙中co2浓度适当增大至最适状态时 a点也会左移 图甲和图乙中的b点代表饱和点 限制因素光照强度和co2浓度适当增大时 光合作用强度也会增大 所需的co2浓度和光照强度也会增大 b点右移 图丙中 b点时 光照强度和co2浓度均是光合作用的限制因素 a点和b点的光照强度相同 故a点时叶绿体中c3含量比b点多 5 已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 如图3 10 19表示该植物在25 时光合强度与光照强度的关系 若将温度提高到30 原光照强度和co2浓度等不变 从理论上分析图中相应点的移动应该是 a a点上移 b点左移 m值增加b a点不移 b点左移 m值不变c a点下移 b点右移 m值下降d a点下移 b点不移 m值上升 典例追踪 答案 c 解析 明确曲线图中各字母所代表的含义是解答本题的关键 分析题图曲线 a点表示植物在一定温度下的呼吸强度 b点表示植物的光补偿点 即此时光合作用强度等于呼吸作用强度 m表示在一定条件下的最大光合强度 由于细胞呼吸的最适温度为30 因此当温度由25 提高到30 时 呼吸速率增大 a点下移 而光合作用的最适温度为25 当温度提高到30 时 超过了最适温度 因此植物的光合作用强度降低 m值下降 光补偿点应右移 图3 10 19 题后反思光合作用曲线中补偿点和饱和点的移动规律 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 考点三密闭环境中昼夜co2 o2含量变化过程分析 1 夏季的一天中co2吸收量和释放量变化曲线分析有关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中 最典型的就是夏季的一天中co2吸收量和释放量变化曲线图 曲线的各点含义及形成原因分析如下 1 a点 凌晨3时 4时 温度降低 呼吸作用减弱 co2释放减少 2 b点 上午6时左右 太阳出来 开始进行光合作用 3 bc段 光合作用强度小于呼吸作用强度 4 c点 上午7时左右 光合作用强度等于呼吸作用强度 5 ce段 光合作用强度大于呼吸作用强度 6 d点 温度过高 部分气孔关闭 出现 午休 现象 7 e点 下午6时左右 光合作用强度等于呼吸作用强度 8 ef段 光合作用强度小于呼吸作用强度 9 fg段 太阳落山 停止光合作用 只进行呼吸作用 图3 10 20 2 在相对密闭的环境中 一昼夜co2含量的变化曲线图和o2含量的变化曲线图的比较 典例追踪 1 将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内 在适宜条件下光照培养 从照光开始 净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0 之后保持不变 在上述时间段内 玻璃容器内co2浓度表现出的变化趋势是 a 降低至一定水平时再升高b 持续保持相对稳定状态c 降低至一定水平时保持不变d 升高至一定水平时保持相对稳定 典例追踪 答案 c 解析 密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行有氧呼吸 植物净光合速率 实际光合速率 呼吸速率 净光合速率只要大于0 则光合作用消耗的co2量就大于有氧呼吸释放的co2量 根据题意 从照光开始 净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0 之后保持不变 说明密闭容器内的co2浓度从照光开始就下降 当净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0时 密闭容器内的co2浓度停止下降 然后净光合速率为0 保持不变 密闭容器内的co2浓度保持不变 典例追踪 2 将某植物放置在密闭的玻璃钟罩中 首先将其放在光照下 然后突然置于黑暗室内一段时间 然后再开启室内光源 测得密闭容器中co2含量的变化如图3 10 21所示 则下列叙述不正确的是 a bc段表示植物处于黑暗中玻璃钟罩内的co2含量的变化b de段表示该植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等c b点植物积累的有机物比d点多d b至c的过程中 光合作用产生的 h 的含量是上升的 解析 分析图形可知 ab段是处于光照条件下co2含量的变化 bc段是处于黑暗中co2含量的变化 ce段是开启室内光源后co2含量的变化 de段co2含量不变 此时光合作用强度等于细胞呼吸强度 b点co2含量比d点低 故b点植物积累的有机物比d点多 bc段无光照 之前光反应产生的 h 被消耗 此时光合作用产生的 h 的含量降低 答案 d 图3 10 21 第3课时 光合作用与细胞呼吸的关系 考点互动探究 考例考法直击 教师备用习题 考点一光合作用与细胞呼吸的物质和能量转化关系 1 光合作用和有氧呼吸的区别 2 光合作用与有氧呼吸的联系 图3 10 22 1 物质方面 2 能量方面 3 光合作用过程中物质含量变化分析 3 光合作用与细胞呼吸中 h 和atp的来源 去路 图3 10 23 典例追踪 典例追踪 答案 b 解析 由图可知 为有氧呼吸的第一阶段 为有氧呼吸的第二阶段 为有氧呼吸的第三阶段 为光反应阶段 为暗反应阶段 a为丙酮酸 b为 h c为adp和pi d为atp和 h c d项正确 在生物膜上发生的生理过程有 和 a项正确 过程发生在细胞质基质中 过程发生在线粒体基质中 过程发生在叶绿体基质中 b项错误 考向1巧识图形 明察光合作用与呼吸作用的关系1 图3 10 24是绿色植物叶肉细胞内部分生命活动示意图 其中 表示生理过程 a d表示物质 下列相关分析错误的是 a 在生物膜上发生的生理过程有 和 b 过程均发生在细胞质基质中c a和b分别表示丙酮酸和 h d 有氧呼吸包括图中的 过程 图3 10 24 典例追踪 2 图3 10 25是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解 其中a d表示相关过程 a e表示有关物质 据图判断相关说法错误的是 a a过程表示光反应 它为b过程提供了 h 和atpb c过程进行的场所是线粒体 在其内膜上物质b被利用c 在黑暗的环境中 物质c可通过叶片的气孔释放到外界d 若用18o标记物质b 则不会在c6h12o6中出现18o标记 答案 d 解析 由题干及题图可知 a d分别表示光反应 暗反应 有氧呼吸第二和第三阶段 有氧呼吸第一阶段 a e分别表示h2o o2 co2 h atp o2参与有氧呼吸第三阶段的反应 场所是线粒体内膜 黑暗环境中仅能进行呼吸作用 co2可通过叶片的气孔释放到外界 用18o标记o2后 经 18o2 ho c18o2 c6ho6 途径可在c6h12o6中出现18o标记 图3 10 25 典例追踪 答案 b 解析 从图中发生的变化可判断 甲是光反应 乙是暗反应 丙是有氧呼吸 丁是atp的水解 乙过程利用的atp是由甲过程提供的 光反应合成atp所需的能量来源于光能 而丙过程合成atp所需的能量来自有机物中的化学能 有氧呼吸产生的atp不能用于光合作用的暗反应 光反应过程中产生的atp仅用于还原三碳化合物而不能用于其他生命活动 丁中的能量可用于肌肉收缩 但人的红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散 不消耗atp 考点二光合速率 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 图3 10 27 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 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 4 关系图解分析 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 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 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 b点以后 真正光合速率大于呼吸速率 净光合量大于0 如图丁所示 考向1通过气体交换情况考查光合速率与呼吸速率1 图3 10 28是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图 以下相关叙述错误的是 a 若细胞 处于黑暗环境中 那么该细胞单位时间放出的co2量为呼吸速率b 细胞 没有与外界发生o2和co2交换 可断定此时光合作用速率等于呼吸作用速率c 细胞 处在较强光照条件下 细胞光合作用所利用的co2量为n1与n2的和d 对细胞 的分析可得出 此时的光照强度较弱且物质的量n1小于m2 典例追踪 图3 10 28 解析 黑暗中叶肉细胞只能进行细胞呼吸 不能进行光合作用 单位时间放出的co2量为呼吸速率 a项正确 细胞 中线粒体释放的co2正好用于叶绿体的光合作用 而叶绿体光合作用释放的o2正好用于线粒体的有氧呼吸 此时光合作用速率等于呼吸作用速率 b项正确 细胞 需要不断从外界吸收co2 可见光合作用速率大于呼吸作用速率 细胞光合作用利用的co2为线粒体释放co2量与从外界吸收co2量之和 c项正确 细胞 需要不断从外界吸收o2 可见其光合作用释放的o2不足以供给线粒体用于呼吸作用 分析可知n1等于m2 d项错误 答案 d 考向2光合作用与呼吸作用的曲线问题2 以测定的co2吸收量与释放量为指标 研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响 结果如图3 10 29所示 下列分析正确的是 a 光照相同时间 35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等b 光照相同时间 在20 条件下植物积累的有机物的量最多c 温度高于25 时 光合作用制造的有机物开始减少d 两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有机物的量相等 典例追踪 图3 10 29 答案 a 解析 在光照条件下绿色植物同时进行光合作用与细胞呼吸 解题的关键在于明确 测定的co2吸收量 的含义 其是指真正光合速率与细胞呼吸速率的差值 是净光合速率或表观光合速率 真正光合速率 表观光合速率 呼吸速率 从图中可以看出 35 时光合作用制造的有机物 净光合速率 细胞呼吸速率 的相对值是3 0 3 5 6 5mg h 30 时是3 5 3 0 6 5mg h 二者相等 a项正确 光照相同时间 在25 条件下植物积累的有机物的量最多 b项错误 由a项分析可知 c项错误 d项中 两曲线的交点表示的含义应是该点对应温度下表观光合作用速率与细胞呼吸速率相等 d项错误 3 2015 江苏泰州姜堰期中 在co2浓度为0 03 和适宜的恒定温度条件下 测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率 结果如图3 10 30所示 下列有关分析正确的是 a 当光照强度为1klx时 植物甲开始进行光合作用b 当光照强度为3klx时 植物乙的总光合速率是0mg 100cm2叶 h c c点时甲 乙两植物固定co2的速率相等d d点时限制植物乙光合速率增大的主要环境因素是co2的浓度 典例追踪 答案 d 解析 当光照强度为1klx时 植物甲的光合作用强度等于细胞呼吸强度 a项错误 当光照强度为3klx时 植物乙的总光合速率 净光合速率 呼吸速率 0 20 20mg 100cm2叶 h b项错误 c点时两植物的净光合速率相等 但二者呼吸速率不同 所以二者固定co2的速率即总光合速率不相等 c项错误 d点时植物乙达到光饱和点 因此光照强度不再是光合速率的限制因素 而题中又提出 适宜的恒定温度条件 因此此时限制植物乙光合速率增大的主要因素是co2的浓度 d项正确 图3 10 19 技法提炼净光合速率和总光合速率的判定方法 1 若为坐标曲线形式 当光照强度为0时 co2吸收值为0 则为总 真正 光合速率 若是负值 则为净 表观 光合速率 2 若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值 则为净光合速率 3 有机物积累量或co2的释放量为净光合速率 有机物的制造量 合成量 或co2的利用量 同化量 为总光合速率 1 2016 四川卷 叶肉细胞内的下列生理过程 一定在生物膜上进行的是 a o2的产生b h2o的生成c h 的消耗d atp的合成 答案 a 解析 本题以叶肉细胞为背景 考查了光合作用 细胞呼吸 生物膜等相关知识 叶肉细胞产生o2发生在光合作用的光反应阶段 该反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜 a项符合题意 叶肉细胞内有许多生化反应生成h2o 如氨基酸在核糖体上的脱水缩合等 不在生物膜上进行 b项不符合题意 有氧呼吸和光合作用中都有 h 的消耗 在光合作用中 h 的消耗发生于暗反应阶段 场所是叶绿体基质 c项不符合题意 atp的合成可发生在细胞呼吸中 也可发生在光合作用的光反应阶段 而细胞呼吸中只有有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行 其他反应都不在生物膜上进行 d项不符合题意 2 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 答案 c 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 3 2016 四川卷 三倍体西瓜由于含糖量高且无籽 备受人们青睐 图3 10 31是三倍体西瓜叶片净光合速率 pn 以co2吸收速率表示 与胞间co2浓度 ci 的日变化曲线 以下分析正确的是 a 与11 00时相比 13 00时叶绿体中合成c3的速率相对较高b 14 00后叶片的pn下降 导致植株积累有机物的量开始减少c 17 00后叶片的ci快速上升 导致叶片暗反应速率远高于光反应速率d 叶片的pn先后两次下降 主要限制因素分别是co2浓度和光照强度 图3 10 31 解析 本题考查光合作用的过程和学生从图中获取信息的能力 c3的合成速率与胞间co2浓度呈正相关 与11 00时相比 13 00时胞间co2浓度相对较低 合成c3的速率也相对较低 a项错误 净光合速率大于0 有机物的积累量增加 14 00后叶片的pn虽然下降 但大于0 有机物的积累量仍增加 b项错误 暗反应要利用光反应产生的 h 和atp 17 00后限制光合作用速率的因素是光照强度 co2浓度增加 并不会使暗反应速率加快 c项错误 根据图中信息可知 叶片的pn第一次下降是由于ci下降 而第二次下降是下午14 00 是由于光照强度降低 d项正确 答案 d 4 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 答案 c 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 atp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 1 光照强度 2 co2浓度 3 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的 而非遗传物质的改变造成的 解析 本题考查光照强度对光合作用强度的影响 主要考查学生的识图与分析应用能力 1 光照强度低于a时 影响甲组植物光合作用的限制因子为光照强度 2 由图可知 b光照强度下甲组光合作用强度达到最大值 此时限制因素不再是光照强度 而可能是co2浓度等 提高co2浓度可进一步提高光合作用强度 3 乙组结果的出现是由于低光照的影响 植物的遗传物质并未改变 6 2016 全国卷 btb是一种酸碱指示剂 btb的弱碱性溶液颜色可随其中co2浓度的增高而由蓝变绿再变黄 某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用 进行了如下实验 用少量的nahco3和btb加水配制成蓝色溶液 并向溶液中通入一定量的co2使溶液变成浅绿色 之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中 其中6支加入生长状况一致的等量水草 另一支不加水草 密闭所有试管 各试管的实验处理和结果见下表 遮光是指用黑纸将试管包裹起来 并放在距日光灯100cm的地方 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响 回答下列问题 1 本实验中 50min后1号试管的溶液是浅绿色 则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的 若1号试管的溶液是蓝色 则说明2至7号试管的实验结果是 填 可靠的 或 不可靠的 2 表中x代表的颜色应为 填 浅绿色 黄色 或 蓝色 判断依据是 3 5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化 说明在此条件下水草 答案 1 不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的 2 黄色水草不进行光合作用 只进行呼吸作用 溶液中co2浓度高于3号管 3 光合作用强度等于呼吸作用强度 吸收与释放的co2量相等 解析 本题考查光照强度对某种水草光合作用和呼吸作用的影响 1 题中1号试管是对照组 与2至7号试管相比可知 水草的有无和光照强弱都会影响溶液中co2的浓度 导致溶液的颜色发生变化 1号和7号试管光照强度相同 若它们的溶液均为蓝色 则有无水草对溶液的颜色没有影响 说明2至7号试管的实验结果不可靠 2 2号试管遮光后 水草不进行光合作用而只进行呼吸作用 溶液中co2浓度增高 颜色变黄 3 5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化 说明溶液中co2的浓度不变 此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度 1 2016 银川一中四模 绿叶中色素的提取和分离实验中 在层析液中溶解度最大和绿叶中含量最多的色素分别是 a 叶绿素a 胡萝卜素b 叶绿素b 胡萝卜素c 胡萝卜素 叶绿素bd 胡萝卜素 叶绿素a 解析 d该实验中 胡萝卜素的溶解度最大 扩散速度最快 叶绿素a色素带最宽 含量最多 2 如图表示某细胞中发生的物质代谢过程 表示不同过程 有关叙述错误的是 a 过程可在线粒体中进行 也可在细胞质基质中进行b 过程可产生 h 也可消耗 h c 过程可消耗atp 也可储存能量d 过程可在叶绿体中进行 也可不在叶绿体中进行 解析 a 过程是葡萄糖分解成丙酮酸 只可在细胞质基质中进行 不可在线粒体中进行 a项错误 过程表示有氧呼吸的第二 三阶段 其中在第二阶段产生 h 第三阶段消耗 h b项正确 过程为暗反应阶段c3的还原 发生在叶绿体基质中 既可消耗atp 又可将能量储存在有机物中 c项正确 蓝藻不含叶绿体 也能进行光合作用 进行 过程 d项正确 3 图甲中 a b分别为培植于无色透明气球内 质量相等的某植物幼苗 气球可膨胀 收缩 其中b已死亡 气球内的培养液中均含co2缓冲液 维持气球内co2浓度不变 初始时指针指向正中央零的位置 图乙为相同时间内测得的灯泡到水面的距离与指针偏转格数的关系曲线 每次实验后指针恢复零 下列相关描述不正确的是 a 在适宜光照条件下 指针将向右偏转b 该实验的自变量为光照强度 c点的含义为o2释放量最大c ce段说明随灯泡到水面距离的增大 o2释放量减少d f点与a b c d点的指针的偏转方向相同 但数值较小 解析 d在适宜光照条件下 光合作用大于呼吸作用 有氧气释放 此时a侧浮力增大 指针将向右偏转 a正确 实验研究光照强度对光合作用的影响 实验的自变量为光照强度 c点表示o2释放量最大 净光合速率最大 b正确 据曲线图分析可知 ce段随灯泡到水面距离的增大 o2释放量减少 c正确 与a b c d点相比 f点细胞呼吸速率大于光合速率 气球内气体量减少 因此指针的偏转方向相反 d错误 4 植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素 科学实验发现土壤中缺磷 会导致植株矮小 叶色暗绿 依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素 试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致 实验所需主要用具 试剂 烧杯 漏斗 试管 研钵 完全培养液 仅缺磷的缺素培养液 无水乙醇 sio2 caco3 层析液等 实验材料 正常生长的黄瓜幼苗 实验假设 缺磷导致类胡萝卜素缺乏 引起叶色暗绿 实验步骤 第一步 取两个烧杯并编号为a b 各放入同样数量 的黄瓜幼苗 第二步 a烧杯中加入完全培养液 b烧杯中加入等量 置于相同且适宜的条件下培养 培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止 第三步 分别从a b两组中选取 用 提取叶片色素 用 法分离色素 观察比较 实验结果预测 1 若a b两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致 说明缺磷导致的叶色暗绿不是由于类胡萝卜素缺乏所致 2 答案 实验步骤 第一步 同一品种且长势相近 苗龄相同第二步 仅缺磷的缺素培养液第三步 等量叶片无水乙醇纸层析a b两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅实验结果预测 2 若a组比b组类胡萝卜素色素带宽度大 颜色深 或b组缺少类胡萝卜素色素带 说明缺磷导致的叶色暗绿是由于类胡萝卜素缺乏所致 解析 利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗 实验时要遵循对照原则和单一变量原则 等到完全培养液中和缺磷的缺素培养液中黄瓜叶片出现颜色差异时进行色素的提取和分离实验 最终比较色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立 5 2016 山东邹城一中模拟 某生物兴趣小组在探究多种环境因素对马铃薯光合作用影响的活动中 测得的部分数据如下表所示 其中a组为黑暗条件下马铃薯呼吸速率随温度变化的数据 b c d e组分别为不同光照强度和不同co2浓度条件下 马铃薯吸收 用 表示 或释放 用 表示 co2速率 mg h 随温度变化的数据 请分析回答 1 若探究马铃薯新鲜叶片中色素的种类及相对含量 可采用 法对提取的色素进行分离 通过观察 来判断叶绿素a 叶绿素b的含量多少 2 由表可知 影响马铃薯光合作用速率的外界因素有 除表中所示外界因素外 影响光合作用的外界因素还有 列举两项 3 在表中实验所给条件中 马铃薯的光合作用强度最强时的条件是 4 由表中数据可知 马铃薯呼吸作用强度达到最大时所需的温度高于光合作用强度最大时所需的温度 原因是 答案 1 纸层析色素带的宽度 或色素带颜色的深浅 2 光照强度 温度 co2浓度土壤中的水分和无机盐离子 3 全光照 co2浓度为1 22 温度为35 4 呼吸作用酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度 解析 1 分离和提取新鲜叶片中色素的实验中 可采用纸层析法对提取的色素进行分离 通过观察色素带的宽度 或色素带颜色的深浅 来判断叶绿素a 叶绿素b的含量多少 2 从表格可知 影响光合作用速率的外界因素有光照强度 co2浓度 温度 除表中所示外界因素外 影响光合作用的外界因素还有土壤中的水分和无机盐离子等 3 在表中实验所给条件中 马铃薯的光合作用强度最强时的条件是全光照 co2浓度为1 22 温度为35 4 由表中数据可知 马铃薯呼吸作用强度达到最大时所需的温度高于光合作用强度最大时所需的温度 原因是呼吸作用酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度 拓展微课 光合速率的测定方法及计算 专题讲解 2 测定原理 在黑暗条件下 甲装置中的植物只进行细胞呼吸 由于naoh溶液吸收了细胞呼吸产生的co2 所以单位时间内红色液