【名师一号】高考生物 第11讲 能量之源——光与光合作用复习与学科能力课件.ppt

1 第11讲能量之源 光与光合作用 2 教材基础回扣一 色素的种类及作用绿叶中的色素有叶绿素和类胡萝卜素两类 前者包括 1 叶绿素a和 2 叶绿素b两种 含量约占3 4 主要吸收 3 红光和蓝紫光 后者包括 4 胡萝卜素和叶黄素两种 含量约占1 4 主要吸收蓝紫光 3 思考1 正常植物的叶片为什么呈绿色 秋天有些植物的叶片变黄的原因是什么 提示 叶绿体中叶绿素的含量多 且对绿光吸收最少 故呈绿色 秋天气温低 叶绿素分解 而类胡萝卜素稳定 呈现黄色 4 二 叶绿体的结构和功能1 结构 1 一般呈扁平的椭球形或球形 具有 5 双层膜 内部有基粒和 6 基质 基粒是由 7 类囊体堆叠而成 2 吸收光能的色素分布于 8 类囊体薄膜 与光合作用有关的酶分布在 9 叶绿体基质和类囊体薄膜上 2 功能 是进行 10 光合作用的场所 5 三 光合作用的探究历程1 直到18世纪中期 人们一直以为只有土壤中的水是植物建造自身的原料 2 1771年 英国的普利斯特利的实验证实 11 植物可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气 2 1779年 荷兰的英格豪斯证明了 12 阳光和绿叶在更新空气中不可缺少 6 4 1864年 德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物还有 13 淀粉 思考2 萨克斯实验是怎么对照的 实验组和对照组分别是什么 提示 萨克斯实验中叶片事先处于黑暗中 对于遮光组 仍处于黑暗状态下 相当于不做处理 故为对照组 而曝光组 从黑暗状态下转变为光照下 相当于给予了光照处理 应为实验组 当然也可如此判断 该实验研究的因素是光照 故用光照处理的即为实验组 7 5 1939年 美国的鲁宾和卡门利用 14 同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水 6 20世纪40年代 美国的卡尔文利用同位素技术最终探明了co2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 8 四 光合作用的过程1 光合作用反应式 9 2 光合作用的过程 1 光反应条件 16 光 色素 酶场所 叶绿体囊状结构薄膜上 能量变化 光能 17 atp中活跃的化学能 10 2 暗反应场所 叶绿体的基质中条件 18 h atp 酶 多种 能量变化 atp中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 11 3 光合作用强度 1 概念 指植物在单位时间内通过光合作用制造有机物的数量 2 影响因素 20 co2浓度 土壤中的水 21 矿质元素和光 光的光照强度 光照时间的长短和光质 12 思考3 暗反应阶段有光无光都可以进行 是否可以说暗反应与光反应没有关系 提示 不可以 因为光反应是暗反应的基础 为暗反应提供atp和 h 如果没有光反应则暗反应不能长时间进行 13 五 化能合成作用1 概念 某些细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造 22 有机物的合成作用 2 实例 硝化细菌能利用 23 nh3氧化成hno2和hno3时所释放的能量 将co2和水合成为糖类 14 3 自养生物和异养生物 1 自养生物 绿色植物和硝化细菌都能将无机物合成有机物 因此属于自养生物 2 异养生物 人 动物 真菌以及大多数细菌只能利用环境中 24 有机物来维持自身的生命活动 属于异养生物 15 思考4 硝化细菌的化能合成作用与绿色植物的光合作用有何异同 提示 相同点 都利用无机物合成有机物 即都是自养生物 不同点 在合成有机物时利用的能量不同 绿色植物利用光能 硝化细菌利用无机物氧化时释放的化学能 16 考点迁移互动考点1 绿叶中色素的提取和分离 实验分析1 原理解读 1 各种色素能溶解在有机溶剂 无水乙醇等 中形成溶液 使色素从生物组织中脱离出来 2 各种色素都能溶解在层析液中 但是在层析液中的溶解度不同 溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快 反之则慢 因而不同色素可以在滤纸上扩散而分开 各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带 17 2 实验流程图示 18 19 20 3 实验疑难点拨 1 实验中几种化学试剂的作用 无水乙醇可溶解叶绿体中的色素 二氧化硅破坏细胞结构 使研磨充分 碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏 21 2 实验成功的关键 叶片要新鲜 颜色要深绿 含有较多色素 研磨要迅速 充分 叶绿素不稳定 易被活细胞内的有机酸破坏 充分研磨使叶绿体完全破裂 提取较多的色素 滤液细线要画得细 齐 直 这样可以防止色素带重叠 且要重复2 3次 以增加色素量 使色素带更加清晰 滤液细线不能触及层析液 否则色素溶解到层析液中 滤纸条上得不到色素带 22 知识拓展 1 植物叶中色素的化学性质与叶色的关系 23 2 用丙酮或其它有机溶剂代替无水乙醇提取色素 但丙酮有毒 研磨时需采取措施防止蒸发 也可用汽油代替层析液进行层析 提取液和层析液不能相互代替 否则实验失败 24 例析1 下图表示叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具 据图回答 25 1 图中步骤 加入研钵内的物质 a 10ml 作用是 b 少许 作用是研磨得充分 c 少许 作用是 2 图中步骤 将糨糊状的研磨液倒入漏斗中 漏斗底部放有 无水乙醇 溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 防止色素被破坏 单层尼龙布 26 3 图中步骤 剪去两角的作用是 画滤液细线的要求是 4 图中步骤 中关键应注意 加盖的目的是 色素带最宽的是 扩散速度最快的是 防止色素带不整齐 细 齐 直 层析液不要没及滤液细线 防止层析液挥发 叶绿素a 胡萝卜素 27 解析 1 研磨时需要加入3种物质 10ml无水乙醇 作用是溶解色素 二氧化硅可以增大摩擦力 使细胞和叶绿体破碎 细胞研磨破碎后 会溢出有机酸 为防止叶绿素中的镁被氢取代 破坏叶绿素 研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸 2 过滤研磨液时 漏斗基部不能用滤纸 因为色素可吸附在滤纸上 一般用一层尼龙布过滤 3 剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快 画滤液细线的要求是细 齐 直 28 4 层析时的关键技术是不能让层析液没及滤液细线 否则 滤液细线会被层析液溶解 不能分离 4种色素溶于层析液中 因溶解度的差异 造成在滤纸条上扩散速度不同 从而达到分离的目的 由于有的层析液有毒 而且可以挥发 所以要加盖 色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的 含量越多 色素带越宽 一般植物叶片中叶绿素a含量最多 所以叶绿素a色素带最宽 扩散速度最快的是胡萝卜素 在色素带的最上一层 29 方法技巧 从色素带的宽度知色素含量的多少依次为 叶绿素a 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素 从色素带的位置知在层析液中溶解度大小依次为 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b 距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素 30 互动探究1 1 甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行 叶绿体色素提取和分离 实验 在滤纸上出现了四条清晰的色素带 其中呈黄绿色的色素带为 2 该同学改变层析液组成后继续进行实验 滤纸条上只出现了黄 绿两条色素带 他用刀片裁出带有色素带的滤纸条 用乙醚分别溶解条带上的色素 浓缩后用一分析仪器检测 通过分析色素溶液的 来判断条带的色素种类 叶绿素b 吸收光谱 31 3 实验结束几天后 乙 丙两同学发现部分预留叶片已变黄 乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的 丙同学则认为某些色素含量增加造成的 根据所学知识 你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确 答案 从预留的叶片中挑选出足量的 份量相等 大小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料 在相同条件下 再次进行叶绿体色素的提取分离实验 测定和记录实验结果 比较这两种叶片各种色素的组成及含量后 得出结论 32 解析 叶绿体的四种色素中 叶绿素b呈黄绿色 黄色色素带含有叶黄素 胡萝卜素 绿色部分含有叶绿素a 叶绿素b 它们的吸收光谱不同 因此可用吸收光谱来判断 要判断叶片变黄是由于某些色素分解还是某些色素增加造成的 可通过变黄叶和未变黄叶色素提取分离的结果作对照 比较两组色素的组成及含量即可 33 考点2叶绿素及吸收光谱1 影响叶绿素形成的外因 1 光是影响叶绿素形成的主要条件 一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素 叶片发黄 例如根不见光 质体为无色素的白色体 故根为无色 然而 藻类 蕨类和松柏科植物在黑暗中可合成叶绿素 但比在光照下合成少 34 2 温度 叶绿素的生物合成过程 绝大部分都有酶的参与 一般来说 叶绿素形成的最低温度是 4 秋天叶片变黄和早春寒潮过后水稻秧苗变白等现象 都与低温抑制叶绿素形成有关 3 矿质元素 植物缺n mg fe mn cu或zn等元素时 就不能形成叶绿素 呈缺绿病 n mg都是组成叶绿素的元素 不可缺少 fe mn cu zn等可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂 在叶绿素形成过程中起间接作用 35 2 荧光现象叶绿素溶液在透射光下呈绿色 但在反射光下呈红色 叶绿素a为血红色 叶绿素b为棕红色 此为荧光现象 因为叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上 辐射出的能量就小 根据波长与光子能量成反比的规律 反射光的波长比入射光的波长要长一些 36 3 叶绿素a与叶绿素b的比较 1 含量 叶绿素a大约是叶绿素b的3倍 2 颜色 叶绿素a为蓝绿色 叶绿素b为黄绿色 3 功能 叶绿素a可以吸收和传递光能 少数处于特殊状态的叶绿素a还可将光能转换成电能 叶绿素b只能吸收和传递光能 37 4 吸收光谱 叶绿素a的吸收光谱在长波光区 640 660nm的红橙光 强于叶绿素b 但在短波光区 430 450nm的蓝紫光 弱于叶绿素b 如图 38 知识拓展 1 连续光谱 可见光 三棱镜 赤 橙 黄 绿 青 蓝 紫 吸收光谱 可见光 色素溶液 三棱镜 红光 蓝光 紫光区出现强暗带 绿光区几乎无变化 说明绿光吸收非常少 应用 1 不同颜色的光线会对植物的生长发育产生不同的影响 2 不同的植物对不同波长的光有不同的反应 所以根据植物不同的品种 选择不同的色膜 就能改善作物的光合品质 39 2 关于影响叶绿素合成的条件及吸收光谱问题 均可作为探究素材考查探究和实验能力 40 例析2 有甲 乙 丙 丁4盆长势均匀的植物置于阳光下 如图所示 甲添加品红色光 乙添加绿色光 丙添加品红色滤光片a 丁添加绿色滤光片b 经过一段时间 各盆中长势最旺和长势最差的依次是下列的哪一组 41 a 甲和乙b 乙和丙c 甲和丁d 丙和丁 解析 植物长势取决于其自身光合作用的强度 植物进行光合作用时主要吸收红橙光和蓝紫光 图甲不仅有正常阳光 还补加了品红色光 因而光合作用最强 长势最旺 丁因阳光透过绿色滤光片b后只有绿色光 而植物光合作用几乎不吸收绿光 因而丁长势最差 答案 c 42 互动探究2 1 将4支盛有等量衣藻溶液的密闭试管 在暗室中放置一定时间后 放在图中a b c d所示位置 经照射1h后 取出衣藻加热脱色 滴加碘液 则呈现蓝色较浅的应是哪支试管中的衣藻 43 a ab bc cd d 解析 光合作用在白光下效率最高 其次是红光和蓝紫光 叶绿素对绿光吸收量最少 图中太阳光经三棱镜折射后照射到b试管的是红光 照射到d试管的是蓝紫光 c试管上的光是绿光 答案 c 44 互动探究2 2 下图表示叶绿体中色素的吸收光谱 颜色深 浅分别表示吸收量多 少 甲 乙两图分别是 45 a 胡萝卜素 叶绿素的吸收光谱b 叶绿素 胡萝卜素的吸收光谱c 叶黄素 叶绿素的吸收光谱d 叶黄素 胡萝卜素的吸收光谱 解析 见本知识点内容 答案 b 46 考点3光合作用的探究历程 47 48 特别提醒 在光合作用的发现中 科学家们利用了对照实验 使结果和结论更科学 准确 1 萨克斯 自身对照 自变量为光照 一半曝光与另一半遮光 因变量为颜色变化 2 恩格尔曼 自身对照 自变量为光照 照光处与不照光处 黑暗与完全曝光 因变量为好氧菌的分布 49 3 鲁宾和卡门 相互对照 自变量为标记物质 h218o与c18o2 因变量为o2的放射性 4 普利斯特利 缺少空白对照 实验结果说服力不强 50 例析3 1 下图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 51 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 52 解析 y1和y3是o2 y2和y4是18o2 因此y2的质量大于y3 中小球藻中含有 ch218o 的有机物 而 中小球藻含有 ch2o 的有机物 故 中小球藻质量大于 和 中的水都为h218o 且含量相同 因此质量相等 在试管 和 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 故剩余重量 大于 答案 c 53 例析3 2 1883年德国生物学家c engelman设计了一个实验研究光合作用的光谱 他将棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上 并在水绵的悬液中放入好氧细菌 观察细菌的聚集情况 如图 他得出光合作用的红光区和蓝光区最强 这个实验的思路是 54 a 细菌对不同的光反应不一 细菌聚集多的地方 细菌光合作用强b 好氧细菌聚集多的地方 o2浓度高 水绵光合作用强 则在该种光照射下植物光合作用强c 好氧细菌聚集多的地方 水绵光合作用产生的有机物多 则在该种光照射下植物光合作用强d 聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物 o2 使水绵的光合作用速度加快 则该种光有利于光合作用 55 解析 好氧细菌的生活中是需要氧气的 因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方 也就是水绵光合作用强的地方 答案 b 56 互动探究3 1 为证实叶绿体有放氧功能 可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验 装片需要给予一定的条件 这些条件是 a 光照 有空气 临时装片中无nahco3稀溶液b 光照 无空气 临时装片中有nahco3稀溶液c 黑暗 有空气 临时装片中无nahco3稀溶液d 黑暗 无空气 临时装片中有nahco3稀溶液 57 解析 叶绿体必须在有光照的条件下 由nahco3稀溶液提供co2和h2o作为原料 通过光合作用才能产生氧气 要通过观察好氧细菌在叶绿体周围分布集中 在其他部位分布稀少而证明水绵光合作用产生了氧气 临时装片必须隔绝空气 才能排除无关变量的干扰 形成对照 答案 b 58 互动探究3 2 普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内 结果小白鼠和植物都能存活很长时间 但后来有人重复这个实验 却有的能成功 有的不能成功 以下关于这一现象的说法 不正确的是 59 a 该实验并不科学 没有可重复性b 该实验的成功与否 要看是否将装置置于阳光下c 该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧达到了平衡d 该实验说明光合作用需要的co2与小白鼠呼出的co2达到了平衡 60 解析 普里斯特利的实验成功与否的关键 是要把装置置于阳光下 普里斯特利的实验虽然把实验装置置于阳光下 取得了成功 但他却忽视了一点 即没有明确地说明将实验装置置于阳光下是取得实验成功的必要条件 所以后来的科学工作者在重复该实验时 置于阳光下的取得了成功 不置于阳光下的则遭到失败 答案 a 61 考点4光合作用的过程分析1 光合作用过程图解 62 2 反应方程式及元素去向 63 3 光照与co2浓度变化对植物细胞的c3 c5 h atp ch2o 合成量的影响当外界因素中光照强度弱 co2浓度骤然变化时 短时间内将直接影响光合作用过程中c3 c5 h atp及c6h12o6生成量 进而影响叶肉细胞中这些物质的含量 它们的关系归纳如下 64 65 特别提醒 1 判断某物质的含量变化时 一定要从外界条件改变时短时间内对该物质来源和去路的影响来考虑 且是相对含量的变化 2 暗反应有光无光都能进行 若光反应停止 暗反应可持续进行一段时间 但时间不长 故晚上一般认为只进行呼吸作用 暗反应不进行 66 3 相同时间内 若光照和黑暗间隔处理就比一直光照的有机物积累多 因为 h atp基本不积累 利用充分 但一直光照会造成 h atp的积累 利用不充分 例如以下两种处理 甲 一直光照10分钟 乙 光照5秒 黑暗5秒 持续20分钟 则光合作用制造的有机物 甲 乙 暗反应时间长 67 例析4 图1表示光合作用部分过程的图解 图2表示改变光照后 与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线 根据图回答 68 1 图1中a表示的物质是 它由 产生 其作用主要是 2 图1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 h 水在光下分解 用于c3的还原 太阳光能 ch2o 69 3 图2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 曲线b表示的化合物是 在无光照时 其含量下降的原因是 c3 co2与c5结合形成c3和c3不能被还原 c5 c5与co2结合形成c3 且c3不能被还原为c5 70 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 14co2的同化途径为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下降 c3的还原减弱直至停止 而co2的固定仍将进行 因此c3含量相对升高 c5含量相对下降 即a表示c3 b表示c5 71 方法技巧 细胞中 h atp c3 c5等物质含量的改变是在外界改变 如停止光照 停止co2供应 的短时间内发生的 且是相对含量的变化 分析时应结合暗反应co2的固定和c3的还原过程图解 从来源和去路两个角度分析 方能得出正确结论 72 互动探究4 有人设计了一个光合作用实验 实验前在溶液中加入破损了外膜和内膜的叶绿体及一定量的atp和 h 然后分连续的 两个阶段 按图所示的条件进行实验 试分析回答 73 1 除糖类外 阶段 积累的物质主要有 2 请在上图中绘出阶段 合成糖的速率的可能曲线 c3adppi 答案 74 考点5影响光合作用的外部因素及其在农业生产上的应用1 单因子影响 75 76 77 78 79 80 81 2 多因子影响 82 83 深化拓展 1 补偿点和饱和点的移动 1 补偿点含义 光合作用等于呼吸作用 若改变某一因素 如光照 co2浓度 使光合作用增大 减小 而呼吸作用不受影响 因此为使光合作用 呼吸作用 则补偿点应左移 右移 若改变某一因素 如温度 使呼吸作用增大 减小 为使二者相等 则补偿点应右移 左移 84 2 饱和点含义 当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时 若改变某一因素使光合作用增大 减小 则饱和点应右 左 移 3 阴生植物的光补偿点前移 光饱和点较低 2 注意晴天 阴天对光合作用坐标曲线的影响 85 例析5 1 2010 浙江理综 试管苗的光合作用能力较弱 需要逐步适应外界环境才能往大田移栽 研究人员进行了 改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程 的实验 实验在适宜温度下进行 图甲和图乙表示其中的两个实验结果 86 请回答 1 图甲的实验是在大气co2浓度下进行的 据图分析 试管苗在不加蔗糖的培养基中 和 更高 2 图乙是试管苗在密闭 无糖培养基条件下测得的24h内co2浓度变化曲线 图中b c段co2浓度升高缓慢是因为 c d段co2浓度急剧下降是因为试管苗 若d点时打开培养瓶塞 试管苗的光合速率 光合速率 光饱和点 co2浓度过高使细胞呼吸减弱 进行光合作用吸收了co2 提高 87 3 根据上述实验结果推知 采用无糖培养基 和 可缩短试管苗的适应过程 适当提高co2浓度 适当提高光照强度 88 解析 本题主要考查植物的新陈代谢 涉及的知识点有光照强度 蔗糖 co2浓度 温度等环境条件下的变化对光合作用和呼吸作用等生理过程的影响 环境条件下对试管苗适应能力的影响等 意在考查考生的理解能力 获取与处理信息的能力和综合运用能力 1 由甲图知 不管是否加入蔗糖 在一定范围内提高光照强度 植物的光合速率都会提高 加了蔗糖后光合速率和光饱和点明显降低 89 2 图乙中b c段为23 00 7 00 此阶段长时间无光照 植物不进行光合作用 只进行呼吸作用 产生的co2积累到一定程度会制约呼吸作用的进行 因此co2浓度上升缓慢 c d段开始有了光照 且最初co2浓度较高 因此有利于植物进行光合作用 这样co2浓度急剧下降 d点时co2浓度很低 如果打开瓶塞 则补充了co2 有利于植物进行光合作用 90 例析5 2 将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室 调节小室co2浓度 在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度 以co2吸收速率表示 测定结果如图 下列相关叙述 正确的是 91 a 如果光照强度适当降低 a点左移 b点左移b 如果光照强度适当降低 a点左移 b点右移c 如果光照强度适当增强 a点右移 b点右移d 如果光照强度适当增强 a点左移 b点右移 答案 d 92 解析 分析图像可知 在a点的co2浓度下 co2吸收速率为0 说明光合作用与呼吸作用速率相等 在b点的co2浓度下光合作用达最高速率 若光照强度降低 则光合作用减弱 而呼吸作用不变 只有适当提高co2浓度以增强光合作用 才能与呼吸作用达平衡 所以a点应右移 光照减弱导致光合作用减弱 所以达最高光合作用强度时所需的co2浓度要减小 所以b点要左移 如果光照强度适当增强 则与上述分析相反 a点应左移 b点应右移 93 互动探究5 图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系 请据图回答 94 1 甲图表示在光照弱的情况下 光合作用随 的增强成正比增强 这种情况下 可以认为此时影响光合作用的 阶段 2 从图甲可见 光照强度超过某一强度时 光合作用速度不再增加 且有稳定发展的趋势 这种变化主要决定于 此时光合作用的 阶段受到限制 3 图乙中c点表示光照强度为b时 植物生长的 出现cd段的原因是 光照强度 光反应 温度 暗反应 最适温度 酶活性降低 光合作用速率降低 95 4 请在图甲中绘制50 时植物光合作用速度变化的曲线 答案 如图 96 5 根据图甲 在图乙绘制光照强度为a时 不同温度下光合作用速率变化曲线 答案 如图 97 解析 光合作用速率受光照强度 温度和co2浓度等影响 本题只研究了光照强度和温度对植物光合作用的影响 由甲图可以看出 光照弱时 光合速率随光照强度的增加而上升 此时外界条件主要影响光反应 而与温度无关 而当光照强度超过某一值时 温度又成了限制因素 由图乙可以看出 在50 时光合速率大于20 而小于30 可在图甲中相应画出 由图甲看出 在光照强度为a时 光合速率与温度变化无关 可在图乙中相应画出 98 考点6化能合成作用1 概念 化能合成作用是一些生物 如硝化细菌 利用化学能 体外环境物质氧化释放的能量 把co2和h2o合成储存能量的有机物的过程 2 实例 硝化细菌主要有两类 一类是亚硝化细菌 可将氨氧化成亚硝酸 另一类是硝化细菌 可以把亚硝酸氧化成硝酸 两者都能利用释放的能量把无机物合成有机物 99 3 光合作用和化能合成作用可用下式表示 100 4 光合作用与化能合成作用的比较 101 例析6 关于化能合成作用的叙述 正确的是 多选 a 进行化能合成的生物为细菌 真菌b 化能合成的生物利用无机物氧化时释放的能量c 硝化细菌能将二氧化碳和水合成糖类d 进行化能合成作用的生物属于异养生物 解析 进行化能合成作用的生物能利用无机物氧化时释放的能量把co2和h2o合成糖类来营养自己 属于自养生物 只有某些细菌属于此类型 答案 bc 102 互动探究6 三种单细胞生物均具有细胞壁 没有核膜 没有成形的细胞核 它们生活所需条件如下表 表示需要 下列说法错误的是 103 a 甲能用叶绿体将co2和h2o转化成有机物b 乙在生态系统的成分中可能是分解者c 丙能进行化能合成作用 能量来源是氨的氧化d 甲 丙是需氧型生物 解析 甲为光能自养 但甲无叶绿体 丙为化能自养 乙是异养生物 答案 a 104 技巧热点探究光合作用和呼吸作用的综合考查在近几年的高考中 光合作用和呼吸作用相结合的题目是考查的重点 而且考查多是通过图 表 信息等方式 并与生产生活相结合 分析解决一些实际问题 对于绿色植物来说 在进行光合作用的同时 还在进行呼吸作用 因此 光下测定的值为净光合速率 而实际光合速率 净光合速率 呼吸速率 105 一般以光合速率和呼吸速率 即单位时间单位叶面积吸收和放出co2的量或放出和吸收o2量 来表示植物光合作用和呼吸作用的强度 并以此间接表示植物合成和分解有机物的量的多少 有关曲线与植物生理状态的关系分析如下 106 107 在实际计算中应注意 1 光合作用实际产氧量 实测的o2释放量 呼吸作用消耗o2量 2 光合作用实际消耗co2量 实测的co2消耗量 呼吸作用的co2释放量 3 光合作用葡萄糖净生产量 即积累量 光合作用葡萄糖实际生产量 呼吸作用葡萄糖消耗量 呼吸速率可在黑暗条件下测得 108 典例 2010 四川理综 有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究 结果如下表 净光合速率以co2的吸收速率表示 其他条件适宜且相对恒定 下列相关分析不正确的是 109 110 a 光强大于0 1mmol光子 m 2 s 1 随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减小b 光强小于0 5mmol光子 m 2 s 1 限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量c 光强大于0 7mmol光子 m 2 s 1 限制净光合速率的主要生态因素是co2浓度d 龙眼的最大光能利用率大于芒果 但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果 答案 b 111 思维导析 本题考查植物的光合作用 呼吸作用以及影响光合作用的因素 意在考查考生获取信息的能力以及综合运用能力 从表中可以看出 芒果的最大光能利用率小于龙眼的最大光能利用率 龙眼的呼吸强度小于芒果的呼吸强度 当光强大于0 1mmol光子 m 2 s 1时 随光照增强 两种果树的光能利用率均呈现逐渐减小的趋势 当光强小于0 5mmol光子 m 2 s 1时 限制净光合速率的主要因素是光照强度 112 当光强大于0 7mmol光子 m 2 s 1时 限制净光合速率的主要生态因素是co2浓度 龙眼的最大光能利用率大于芒果 龙眼的最大光合速率为8 5 0 6 9 1 molco2 m 2 s 1 而芒果的最大光合速率为7 6 2 1 9 7 molco2 m 2 s 1 大于龙眼的最大光合速率 113 应用 拓展以测定的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呼吸作用的影响 结果如图所示 下列分析正确的是 114 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的量开始减少d 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等 答案 a 115 解析 本题以坐标曲线为载体 考查温度对绿色植物光合作用和呼吸作用的影响 图中虚线表示的是co2的吸收量 即光合作用净合成量 在光照时间相同的情况下 30 时光合作用的总量为3 50 净合成量 3 00 呼吸消耗量 6 5mg h 35 时光合作用的总量为3 00 净合成量 3 50 呼吸消耗量 6 5mg h 二者相同 在25 时 co2吸收量最大 即光合作用净合成量最大 两曲线的交点表示光合作用的净合成量等于呼吸作用消耗量 116 高考模拟备选1 2009 安徽理综 1 叶绿体是植物进行光合作用的场所 下列关于叶绿体结构与功能的叙述 正确的是 a 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内b h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在基质中c co2的固定过程发生在类囊体薄膜上d 光合作用的产物 淀粉是在基质中合成的 117 解析 叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上 a选项错误 h2o在光下分解为 h 和o2的过程发生在类囊体的薄膜上 b选项错误 co2的固定过程发生在基质中 c选项错误 光合作用的产物 淀粉是在基质中合成的 d正确 答案 d 118 2 2009 广东理基 40 在晴天中午 密闭的玻璃温室中栽培的玉米 即使温度及水分条件适宜 光合速率仍然较低 其主要原因是 a o2浓度过低b o2浓度过高c co2浓度过低d co2浓度过高 119 解析 虽然阳光充足 温度和水分条件适宜 但玻璃温室是密闭的 温室中的co2浓度随着玉米光合作用的进行逐渐降低 光合速率仍然较低 答案 c 120 3 2009 上海 24 下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中 正确的是 a 适宜光照下 叶绿体和线粒体合成atp都需要o2b 只要提供o2 线粒体就能为叶绿体提供co2和atpc 无光条件下 线粒体和叶绿体都产生atpd 叶绿体和线粒体都有atp合成酶 都能发生氧化还原反应 121 解析 叶绿体合成atp需光照而不需氧气 有o2时线粒体有氧呼吸能为叶绿体光合作用提供co2 但线粒体产生的atp不能用于光合作用 无光条件下叶绿体不能进行光合作用 故不能产生atp 叶绿体 线粒体能合成atp说明含有催化atp合成的酶 而光合作用与呼吸作用实质上是一系列的氧化还原反应 答案 d 122 4 2009 广东 30 在充满n2与co2的密闭容器中 用水培法栽培几株番茄 co2充足 测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图 请回答问题 123 1 6 8h间 光合速率 大于 小于 呼吸速率 容器内的o2含量 co2含量 植株干重 2 9 10h间 光合速率迅速下降 推测最可能发生变化的环境因素是 10h时不再产生atp的细胞器是 若此环境因素维持不变 容器内的o2含量将逐渐下降并完全耗尽 此时另一细胞器即 停止atp的合成 成为atp合成的唯一场所 大于 上升 下降 增加 光照强度 叶绿体 线粒体 细胞质基质 124 3 若在8h时 将容器置于冰浴中 请推测呼吸速率会出现的变化及其原因 答案 呼吸速率下降 相关酶的活性因降温而下降 125 解析 1 由图可知 在6 8h间光合速率大于呼吸速率 容器内o2含量上升 co2含量下降 植物干重增加 2 9 10h间 光合速率下降的最可能原因是co2减少 10h时光合速率为0 不再产生atp的细胞器是叶绿体 o2消耗尽线粒体也不能合成atp 只有细胞质基质合成atp 3 若在8h时 将容器置于冰浴中 酶活性降低 呼吸速率会下降 126 5 2010 全国 理综 请回答下列问题 1 氮 磷 镁3种元素中 构成生命活动所需直接能源物质的元素是 构成细胞膜的元素是 2 缺镁时植物叶片发黄 其原因是 氮 磷 氮 磷 镁是叶绿素的组成成分 缺镁导致叶绿素合成受阻 其他合理答案也给分 127 3 在提取叶绿体色素的过程中 研磨叶片通常需加少量二氧化硅 碳酸钙及适量丙酮 二氧化硅的作用是 碳酸钙的作用是 丙酮的作用是 4 光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的 有助于磨碎植物细胞 防止研磨过程中叶绿体色素被破坏 色素的提取溶剂 其他合理答案也给分 叶绿素a 128 解析 本题属于基础题目 涉及的知识点有 组成生物细胞的元素的作用和功能 叶绿体中色素的提取和分离实验 光合作用中叶绿素a的作用 意在考查考生对课本基础知识的掌握 1 生命活动的直接能源物质是atp 而atp的元素组成是c h o n p 细胞膜的元素组成是c h o n p等 2 镁是构成叶绿素的必要成分 所以缺镁的植物会由于缺少叶绿素而只表现类胡萝卜素的颜色 即叶片发黄 3 研磨叶片时 加二氧化硅可使研磨充分 加碳酸钙可保护叶绿素 加丙酮是充当溶剂以溶解各种色素 129 6 请回答下列有关光合作用的问题 130 1 光合速度受到温度 二氧化碳和光照强度的影响 其中 光照强度直接影响光合作用的 过程 二氧化碳浓度直接影响光合作用的 过程 2 甲图表示二氧化碳充足的条件下 某植物光合速度与光照强度和温度的关系 在温度为10 光照强度大于 千勒克斯时 光合速度不再增加 当温度为30 光照强度小于l3千勒克斯时 光