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文档简介
第4节能量之源 光与光合作用 一 捕获光能的色素 叶黄素 类囊体 二 叶绿体的结构和功能 功能 进行 的场所 暗反应 类囊体 光合作用 叶绿体 能进行光合作用的生物不一定含有叶绿体 如光合细菌 蓝藻等不含叶绿体 但能进行光合作用 三 光合作用的探究历程 阳光照射 化学能 淀粉 叶绿体 叶绿体 水 有机物 四 光合作用的过程1 过程 1 光反应 2 暗反应 光 色素 酶 水的光解 活跃的化学能 atp h 酶 co2固定 稳定的化学能 2 光反应和暗反应之间的联系 光反应为暗反应提供 h 和能量 atp 暗反应产生的adp和pi为光反应合成atp提供原料 3 光合作用反应式 co2 h2o ch2o o2 五 影响光合作用强度的环境因素1 光合作用强度 1 概念 植物在 通过光合作用制造 的数量 单位时间内 糖类 产物生成 2 表示方法 一定时间内原料消耗的数量或 的数量 3 探究光照强度对光合作用的影响 实验流程 注射器 用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出直径为1cm的圆形叶片30片 用 抽出小圆形叶片内的空气 取3个烧杯 分别放入10片已抽去空气的小圆形叶片 并向3个烧杯分别加入 的清水 编号a b c 分别放置在 3种光照条件下照射 观察单位时间内 或观察全部分叶片上浮所需的时间 实验结论 2 影响光合作用强度的环境因素 光照强度 温度 空气中 的浓度 土壤中水分的多少和矿质元素含量等 co2 在一定范围内 随着光照强度不断增强 光合作用强度也不断增强 富含co2 强 中 弱 叶片上浮数量 六 化能合成作用和新陈代谢类型 1 化能合成作用 无机物氧化 1 概念 某些细菌能够利用体外环境中某些 制造有机物的过程 2 实例 硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸和硝酸时释放的 将二氧化碳和水合成糖类 化学能 时所释放的能量 3 化能合成作用与光合作用的比较 2 生物的新陈代谢类型 判断正误 1 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光 胡萝卜素 和叶黄素主要吸收蓝紫光 2 光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的 暗反应是在 叶绿体基质中进行的 3 h 在光反应和暗反应中都起还原作用 并将能量转移 到糖类分子中 4 离体叶绿体基质中添加atp h 和co2后 适宜条件 下可完成暗反应 5 光照下叶绿体中的atp主要是由光合作用合成的糖经 有氧呼吸产生的 答案 1 2 3 4 5 考点一 光合作用探究历程中的几个重要实验分析 考点梳理 续表 1 普利斯特利的实验分析 1 缺少空白对照 实验结果说服力不强 应将点燃的蜡烛 和小鼠分别单独置于玻璃罩内 作为空白对照 2 没有认识到光在植物更新空气中的作用 而将空气的更 新归因于植物的生长 3 限于当时科学发展水平的限制 没有明确植物更新气体 的成分 2 萨克斯的实验分析 1 设置了自身对照 自变量为光照 因变量是颜色变化 2 实验的关键是饥饿处理 以使叶片中的营养物质消耗 掉 增强了实验的说服力 3 本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外 还证明了光 是光合作用的必要条件 高考探究 考向 对光合作用探究实验的分析 典例1 2017年海南卷 将叶绿体悬浮液置于阳光下 一段 时间后发现有氧气放出 下列相关说法正确的是 a 离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气b 若将叶绿体置于红光下 则不会有氧气产生c 若将叶绿体置于蓝紫光下 则不会有氧气产生d 水在叶绿体中分解产生氧气需要atp提供能量 解析 光合作用的场所是叶绿体 离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气 a正确 叶绿体中的色素既能吸收红光 也能吸收蓝紫光 b c错误 水在叶绿体中分解产生氧气不仅不需要atp提供能量 还能产生atp d错误 答案 a 考向预测 1 2017年新课标 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640 660nm波长光下释放o2是由叶绿素参与光合作用引起的 解析 类胡萝卜素只吸收蓝紫光 不吸收红光 a错误 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 b正确 由于光反应产生的 h 和atp能用于暗反应 直接影响到暗反应阶段对co2的利用 所以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 c正确 根据吸收光谱可知 叶片在640 660nm波长光下释放o2是由叶绿素参与光合作用引起的 d正确 答案 a 2 2016年河北衡水中学期中 下列实验中科学家的使用手 段或技术显著不同于其他的是 a 科学家对分泌蛋白的合成和分泌的研究b 鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水c 恩格尔曼证明叶绿体是光合作用的场所d 卡尔文探明co2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 解析 科学家利用同位素标记法对分泌蛋白的合成和分泌进行了研究 发现3h标记的亮氨酸在细胞内出现的先后顺序分别是核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜外 鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水 即2h218o 4 h 18o2 恩格尔曼用极细的光束和好氧菌做实验 证明叶绿体是光合作用的场所 卡尔文利用同位素标记法探明co2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 即14co2 14c3 14ch2o 由此可知 c选项符合题意 答案 c 3 2016年山东济宁月考 历经一个多世纪 经过许多科学家的实验 才逐渐发现光合作用的场所 条件 原料和产物 在下面几个著名实验中 相关叙述不正确的是 a 普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气b 萨克斯的实验可证明光合作用的产物有淀粉c 恩格尔曼的实验能证明氧气是叶绿体释放出来的d 卡尔文的实验中 用18o分别标记h2o和co2 证明了光合作用产生的氧气只来自h2o解析 证明了光合作用产生的氧气只来自h2o的科学家是鲁宾和卡门 卡尔文研究的是暗反应过程中碳的转移途径 答案 d 考点二 光合作用过程 考点梳理 1 光反应与暗反应的比较 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 反应式及元素去向分析 2 外界条件骤变时光合作用过程中各物质含量变化的分析 1 分析方法 需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析 需从物质的生成和消耗两个方面综合分析 如co2供应正常 光照停止时c3的含量变化 2 含量变化分析过程与结果 续表 c3 c5含量变化的两点注意 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的含量变化是一致的 高考探究 考向 以流程图的形式考查光合作用的过程 典例2 2015年安徽卷 下图为大豆叶片光合作用暗反应阶 段的示意图 下列叙述正确的是 a co2的固定实质上是将atp中的化学能转变为c3中的化学能b co2可直接被 h 还原 再经过一系列的变化形成糖类c 被还原的c3在有关酶的催化作用下 可再形成c5d 光照强度由强变弱时 短时间内c5含量会升高 解析 c3的还原实质是将atp中的化学能转变为 ch2o 中的化学能 a错误 c3可直接被 h 和atp还原 再经过一系列的变化形成糖类 b错误 据图分析 被还原的c3在有关酶的催化作用下 可再形成c5 c正确 光照减弱时 atp和 h 合成减少 c5生成减少 短时间内c5去路不变 最终导致c5含量降低 d错误 答案 c 考向预测 4 2017年海南文昌模拟 植物气孔由两个保卫细胞组成 下图为植物气孔开张度的一种调节机制 以下判断错误的是 a co2进出保卫细胞的方式为自由扩散b 当so2浓度过高时 植物体内c3的含量上升c aba在一定程度上可帮助植物免受so2的破坏d 当co2浓度过高时 可能会抑制光合作用 解析 co2进出细胞的方式是自由扩散 a正确 由图可知 当so2浓度过高时 会抑制co2固定酶的活性 进而使植物体内c3的含量下降 b错误 aba可调节气孔的开关 在一定程度上使植物免受so2的破坏 c正确 co2浓度过高时 导致保卫细胞中co2浓度升高 aba引起气孔关闭 可能会抑制光合作用 d正确 答案 b 5 光合作用过程包括光反应和暗反应 下图表示光反应与 暗反应的关系 据图判断下列叙述不正确的是 a 光反应为暗反应提供atp和nadph h b 停止光照 叶绿体中atp和nadph含量下降c atp的移动方向是由类囊体到基质d 植物在暗处可大量合成 ch2o 解析 光合作用必须在光照条件下进行 在暗处植物不能大量合成 ch2o 答案 d 6 下面是绿色植物体内能量供应及利用的示意图 下列说 法正确的是 a 乙过程利用的atp是由甲和丙过程共同提供的b 乙中的atp用于固定co2和还原c3c 甲 丙中合成atp所需的能量来源不相同d 丁中的能量可用于肌肉收缩 人的红细胞吸收葡萄糖 兴奋传导等 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 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用于还原c3 co2的固定不消耗能量 光反应合成atp所需的能量来源于光能 而有氧呼吸过程合成atp所需的能量来自有机物中的化学能 红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散 协助扩散需要载体蛋白但不消耗atp 答案 c 考点三 影响光合速率的因素及应用 考点梳理 1 影响光合作用的内部因素 1 同一植物的不同生长发育阶段曲线分析 在外界条件相同的情况下 光合作用速率由弱到强依次是幼苗期 营养生长期 开花期 应用 根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同 适时 适量地提供水肥及其他环境条件 以使植物茁壮成长 2 同一叶片的不同生长发育时期曲线分析 随幼叶发育为壮叶 叶面积增大 叶绿体不断增多 叶绿素含量不断增加 光合速率提高 老叶内叶绿素被破坏 光合速率随之下降 应用 农作物 果树管理后期适当摘除老叶 残叶 可降 低其细胞呼吸消耗的有机物 2 影响光合作用的环境因素 1 光照强度 续表 2 co2浓度 原理 co2影响暗反应阶段 制约c3的形成 曲线分析 图1 图2 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 4 矿质元素 5 水分 影响 水是光合作用的原料 缺水既可直接影响光合作用 又会导致叶片气孔关闭 限制co2进入叶片 从而间接影响光合作用 应用 根据作物的需水规律合理灌溉 影响叶绿素合成的因素 1 光照 光是影响叶绿素合成的主要因素 一般植物在黑暗中不能合成叶绿素 但能合成类胡萝卜素 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 叶变黄 高考探究 考向 影响光合作用的因素及应用 典例3 2016年新课标 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100 cm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 解析 1 依题意并结合表中信息可知 距日光灯的距离表示光照的强弱 2号试管遮光 其内的水草不能进行光合作用 但能进行呼吸作用 3 7号试管内的水草在有光的条件下 溶液颜色的变化是光合作用吸收的co2量与呼吸作用释放的co2量的综合反映 1号试管为对照组 其中的nahco3可维持co2浓度的相对稳定 2 7号试管为实验组 综上所述 若50min后 1号试管的溶液是浅绿色 则说明2 7号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的 若1号试管的溶液是蓝色 说明2 7号试管的实验结果是不可靠的 2 2号试管因遮光 其内的水草不能进行光合作用消耗co2 但能通过呼吸作用释放co2 所以试管内co2浓度比3号试管高 x代表的颜色应为黄色 3 5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同 均为浅绿色 说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度 答案 1 光合作用与呼吸作用不可靠的 2 黄色 遮光条件下水草不能进行光合作用 只能进行呼 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 多个环境因素对光合速率的综合影响 分析 a 在p点之前 限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素 随着该因素的不断增强 光合速率不断提高 b 在q点之后 横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素 要提高光合速率 可适当提高图示的其他因素的含量或强度等 应用 温室栽培时 在一定的光照强度下 白天适当提高温度 增加与光合作用相关的酶的活性 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 考向预测 7 2017年天津卷 某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半 但固定co2酶的活性显著高于野生型 下图显示两者在不同光照强度下的co2吸收速率 下列叙述错误的是 a 光照强度低于p时 突变型的光反应强度低于野生型b 光照强度高于p时 突变型的暗反应强度高于野生型c 光照强度低于p时 限制突变型光合速率的主要环境 因素是光照强度 d 光照强度高于p时 限制突变型光合速率的主要环境 因素是co2浓度 解析 突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型 光照强度低于p时 对光照的吸收能力低于野生型 则光反应强度低于野生型 a正确 突变型水稻叶片固定co2酶的活性显著高于野生型 光照强度高于p时 突变型的co2吸收速率大于野生型 则暗反应强度高于野生型 b正确 光照强度低于p时 由于突变型水稻叶片叶绿素含量低 则限制因素主要是光照强度 c正确 光照强度高于p时 由于突变型水稻叶片固定co2酶的活性高 则限制因素是除co2浓度外的其他因素 d错误 答案 d 8 2017年湖南浏阳月考 图甲中试管a与试管b敞口培养相同数量的小球藻 研究光照强度对小球藻氧气产生量的影响 试管a的结果如图乙曲线所示 据图分析 下列叙述正确 的是 甲 乙 a q点的o2净释放量为0 是因为此点光合作用强度为0b p点为负值的原因是细胞呼吸消耗氧气 适当降低温度 p点将下降 c 在图乙上绘制装置b的曲线 q点应右移 d 降低co2浓度时 在图乙上绘制装置a的曲线 r点 应右移 解析 q点时净光合速率为0 光合速率不为0 a错误 p点对应的数值的绝对值代表呼吸速率 若适当降低温度 呼吸速率会下降 则p点会上移 b错误 装置b中缺镁 影响叶绿素的合成 光合速率低 q点应右移 c正确 co2浓度降低 光合速率下降 r点应向左下移动 d错误 答案 c 9 两棵同种生长状况基本相同的植物 分别置于透明的玻璃罩内 如下图甲 乙所示 在相同自然条件下 测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如下图丙 丁曲线所示 下列说法正 确的是 丙 丁 a ab段和cd段 曲线下降的原因相同b 一昼夜中 装置乙中植物积累的有机物比甲多c e点时 气孔关闭导致光合作用基本停止d 装置甲的植物叶绿体中 在14点时c5含量比10点时低 解析 依题意并结合图示分析可知 甲植物在密闭的透明玻璃罩内 限制光合作用的因素主要是二氧化碳浓度 ab段下降的原因是二氧化碳供应不足 图乙植物在自然状态下会出现光合午休现象 cd段下降的原因是光照不足 a项错误 丙和丁图中横坐标与曲线围成的面积表示净光合作用 据此可知 一昼夜中 装置乙中植物积累的有机物比甲多 b项正确 e点时 气孔部分关闭导致光合作用下降 c项错误 装置甲的植物叶绿体中 在14点时 玻璃罩内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过程减弱 消耗的c5减少 导致c5含量比10点时高 d项错误 答案 b 考点四 总 真 光合速率 净 表观 光合速率 考点梳理 1 呼吸速率的测定方法 植物置于黑暗环境中 测定密闭实验容器内co2增加量 o2减少量或有机物减少量 2 总光合速率和净光合速率的测定方法 1 总光合速率 常用一定时间内o2产生量 co2固定量或 有机物产生量来表示 2 净光合速率 常用一定时间内o2释放量 co2吸收量或 有机物积累量表示 3 净光合速率 总光合速率 呼吸速率 3 总光合速率 净光合速率和呼吸速率的不同描述方式 4 植物光合速率的实验测定方法 如下图所示 1 装置中溶液的作用 在测细胞呼吸速率时 naoh溶液可吸收容器中细胞呼吸产生的co2 在测净光合速率时 nahco3溶液可提供co2 保证了容器内co2浓度的恒定 2 测定原理 甲装置 在黑暗条件下植物进行细胞呼吸 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滴左移的体积为细胞呼吸吸收o2的速率 可代表呼吸速率 乙装置 在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸 由于nahco3溶液保证了容器内co2浓度的恒定 所以单位时间内红色液滴右移的体积为植物氧气的释放速率 可代表净光合速率 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 3 测定方法 将植物 甲装置 置于黑暗中一定时间 记录红色液滴移 动的距离 计算呼吸速率 将同一植物 乙装置 置于光下一定时间 记录红色液滴 移动的距离 计算净光合速率 根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率 4 物理误差的校正 为防止气压 温度等因素所引起的误差 应设置对照实验 即用死亡的绿色植物分别进行上述实验 根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正 高考探究 考向 光合作用 呼吸作用与净光合速率 典例4 2014年新课标 卷 某植物净光合速率的变化趋势如下图所示 据图回答下列问题 1 当co2浓度为a时 高光强下该植物的净光合速率为 co2浓度在a b之间时 曲线 表示了净光合速率随co2浓度的增高而增高 2 co2浓度大于c时 曲线b和c所表示的净光合速率不 再增加 限制其增加的环境因素是 3 当环境中co2浓度小于a时 在图示的3种光强下 该植物呼吸作用产生的co2量 填 大于 等于 或 小于 光合作用吸收的co2量 4 据图可推测 在温室中 若要采取提高co2浓度的措施来提高该种植物的产量 还应该同时考虑 这一因素的影响 并采取相应措施 解析 1 据图可知co2浓度为a时 曲线a 高光强下 的纵坐标为0 即净光合速率为0 co2浓度在a b之间时 曲线a b c均表现为上升 即净光合速率均随co2浓度增高而增高 2 co2浓度大于c时 高光强条件下 曲线a 的净光合速率仍然能够随着co2浓度的增加而增加 由此可知限制曲线b c净光合速率增加的环境因素是光强 3 co2浓度小于a时 3种光强下 净光合速率均小于0 即呼吸速率大于光合速率 也就是说呼吸作用产生的co2量大于光合作用吸收的co2量 4 据图可知co2浓度和光强会影响净光合速率 从而影响植物的产量 故要提高植物的产量 应综合考虑co2浓度和光强对植物的影响 答案 1 0a b c 2 光强 3 大于 4 光强 考向预测 10 2017年安徽黄山一模 用等体积的三个玻璃瓶甲 乙 丙 同时从某池塘水深0 5m处的同一位置取满水样 立即测定甲瓶中的氧气含量 并将乙 丙瓶密封后沉回原处 一昼夜后取出玻璃瓶 分别测定两瓶中的氧气含量 结果如下 不考虑 化能合成作用 下列有关分析不合理的是 a 丙瓶中浮游植物的细胞产生 h 的场所是细胞质基质和 线粒体基质 b 在一昼夜内 丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为 1 1mg c 在一昼夜后 乙瓶水样的ph比丙瓶的低 d 在一昼夜内 乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气 量约为1 8mg 解析 本题主要考查细胞呼吸 光合作用以及影响它们的因素 丙瓶不透光 生物只能进行细胞呼吸 产生 h 的场所有细胞质基质和线粒体基质 a正确 甲瓶与丙瓶氧气量的差表示丙瓶细胞呼吸消耗氧气的量 b正确 丙瓶不透光 一昼夜的时间内水样中生物均在进行呼吸作用 乙瓶透光 有光照时水样中生物会进行光合作用 消耗部分呼吸作用产生的二氧化碳 因此一昼夜后 乙瓶水样ph比丙瓶的高 c错误 乙 丙瓶取自同一处 生物的种类和数量基本相同 细胞呼吸速率相同 乙瓶一昼夜的净光合量用氧气表示为0 7mg 细胞呼吸的量用氧气表示为1 1mg 所以一昼夜乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量为1 8mg d正确 答案 c 11 2016年山东淄博期中 图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内co2释放量和o2产生总量的变化 图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线 假设不同光照强度下细胞呼 吸强度相等 下列说法正确的是 甲 乙 a 若图甲代表水稻 图乙代表蓝藻 则图甲的c时与图乙的c时细胞中产生atp的场所都有细胞质基质 线粒体和叶绿体 b 若图甲与图乙为同一植物 则相同温度下 图甲的b 相当于图乙的b点 c 图甲植物的d时单位时间内细胞从周围环境吸收2个 单位的co2 d 图乙的a b c点光合作用限制因素只有光照强度 解析 蓝藻为原核生物 原核生物无线粒体和叶绿体 a错误 图甲显示的o2产生总量反映的是真正光合作用的量 co2释放量反映的是呼吸作用量与光合作用量的差 图甲中b表示呼吸作用量是光合作用量的2倍 图乙中的b点为光的补偿点 光合速率等于呼吸速率 b错误 d点时o2的产生总量为8个单位 即需吸收8个单位的co2 由于呼吸作用产生的co2的量仍为6个单位 所以细胞要从环境吸收2个单位的co2 c正确 图乙中a b点光合作用的限制因素主要是光照强度 c点之后光照强度已经不是限制因素 d错误 答案 c 考点五 光合作用与细胞呼吸的关系 考点梳理 1 区别 1 光合作用只在部分细胞中进行 如植物含叶绿体的细胞和光合细菌等 但细胞呼吸则是所有活细胞都能进行的 2 光合作用中光反应产生的atp只供暗反应利用 而细胞呼吸产生的atp可供各项生命活动利用 叶绿体的暗反应除外 2 联系 1 过程图解 2 物质和能量转化关系 物质方面 3 同一植物在不同条件下气体代谢的特点 1 黑暗状况时 植物只进行细胞呼吸 不进行光合作用 植物从外界吸收o2 并将细胞呼吸产生的co2释放到体外 2 较强光照时 植物同时进行细胞呼吸和光合作用 且光合作用强度大于呼吸作用强度 叶绿体产生的o2 一部分供给线粒体进行细胞呼吸 其余的o2释放到体外 线粒体产生的co2供给叶绿体进行光合作用 同时叶绿体还必须从环境中摄取一部分co2 3 较弱光照时 光合作用速率等于细胞呼吸速率 叶绿体产生的o2供给线粒体进行细胞呼吸 线粒体产生的co2供给叶绿体进行光合作用 叶片与外界环境不进行气体交换 4 微弱光照时 光合作用速率小于细胞呼吸速率 叶绿体产生的o2全部供给线粒体利用 还必须从环境中摄取一部分o2 线粒体产生的co2除供给叶绿体利用外 其余释放到叶片外 高考探究 考向 光合作用与呼吸作用的比较 典例5 2017年北京卷 某植物光合作用 呼吸作用与温度 的关系如图 据此 对该植物生理特性理解错误的是 a 呼吸作用的最适温度比光合作用的高b 净光合作用的最适温度约为25 c 在0 25 范围内 温度变化对光合速率的影响比对 呼吸速率的大 d 适合该植物生长的温度范围是10 50 解析 由题目所给曲线可以看出 呼吸作用的最适温度约为53 而光合作用的最适温度约为30 a正确 净光合速率达到最大值对应的温度 即最适温度 约为25 b正确 在0 25 范围内 与呼吸速率变化曲线相比 光合速率变化曲线升高得更快 说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 c正确 超过45 呼吸作用产生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳 说明呼吸作用消耗的有机物多于光合作用产生的有机物 没有有机物的积累 不适合该植物的生长 d错误 答案 d 考向预测 12 2017年安徽六校一联 如图表示在适宜的光照 co2浓度等条件下 某植物在不同温度下的净光合作用速率和细胞 呼吸速率曲线 下列叙述错误的是 a 光合作用中温度主要影响暗反应阶段 b 光合作用 细胞呼吸都受到温度的影响 其中与细胞 呼吸有关的酶的适宜温度更高 c 温度在30 左右时真正光合作用速率最大 d 若温度保持在25 长时间每天交替进行12h光照 12h黑暗 该植物不能正常生长 解析 光合作用暗反应阶段需要更多的酶参加 因此温度主要影响暗反应阶段 a正确 由图示可知光合作用最适温度为30 细胞呼吸的最适温度为40 b正确 由图示可知温度为30 时 净光合作用速率与细胞呼吸速率之和最大 c正确 温度保持在25 时 光照条件下净光合速率为4 黑暗条件下的呼吸速率为2 5 因此 长时间每天交替进行12h光照 12h黑暗 该植物能正常生长 d错误 答案 d 13 2016年山东青岛质检 夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行24小时的检测 结果如下图1 图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解 请分析下列 说法中错误的是 图1 图2 a 图1中所测气体为氧气 且该大棚内的蔬菜经过一昼 夜后积累了一定量的有机物 b 图1中cd段变化的原因可能是光照过强 使温度升高 部分气孔关闭 c 与它们各自前一段相比 ec段和db段叶肉细胞中的 c3含量变化趋势分别是增加 减少 d 处于图1中的b点时 图2中应该进行的气体转移途 径有a c d e 解析 ec段与其前一阶段相比 光照强度增强 产生的 h 和atp增多 则c3被还原的速率增大 c3将减少 db段与其前一段 光合午休时段 相比细胞中co2浓度
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