高一生物寒假讲义练习 第05讲 光合作用及光合呼吸的联系（教师卷）

第05讲光合作用及光合呼吸的联系

一、光合作用

(-)绿叶中色素的提取和分离

【基础巩固】

1、实验原理：

(1)提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醉中

(2)分离：不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之

则慢。分离方法：纸层析法。

2、实验步骤

,剪流纸条:格卜煤的定性渔纸到成略小于试管K与立楼的港纸条.

一:井在T的去一

''I7篁,线：住距去用端ICE处用铅里妣•条墙的横纹

取漉液JI”网苧•,吸取少M彼流

:"书!触法浓卿露沿铅能线均匀地㈣出一条耀线

细屐

V

变复燃线：待滤液F后.当画次

分)绿叶中的色*:将适后乂析液倒入试管中.将漆纸条仃幽怨的-

法朝卜轻轻蛹人必析液中,随行用生生基常试管门.

注意不能让处液姗线电及以析液

SiOz作用：破坏细胞结构，使叶片研磨更充分;CaC03作用：防止研磨中色素被破坏。

3、分离结果

―—胡萝卜素-橙黄色

-类胡萝卜素

,…叶黄素--黄色(吸收蓝紫光)

一出绿素a--蓝绿色

一叶绿素

一叶绿素黄绿色_

b—(吸收11>6«1^紫光)

滤纸条上观察到4条色素带,自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、

叶绿素a和叶绿素b。可知胡萝卜素的溶解度最高,叶绿素b的

溶解度最低；叶绿素a的含量最多。

4、注意事项

实验步骤注意事项作用

研磨要迅速、充分提取较多色素、防止溶剂挥发

提取色素盛滤液的试管口加棉塞防止溶剂挥发

滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快

分离色素漉液细线重复画一两次，且要求细直齐使分离的色素带清晰

滤液细线不能触及层析液防止色素溶解到层析液中

5、提取和分离现象异常原因分析

（1）收集到的滤液绿色过浅

原因：①未加SiO」,研磨不充分；

②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）含量一较低；

③一次加入大量的无水乙醉，提取浓度太低；

④未加CaCO；或加入过少,色素分子被破坏。

（2）滤纸条看不见色素带

原因：①忘记画滤液细线；

②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。

（3）滤纸条色素带重叠

原因：①滤液细线画的不直。

6、捕获光能的色素

一麋卜素-橙黄色吸收光能的百分切

-类胡萝卜素

--叶黄素黄色（吸收蓝紫光）•类胡萝卜素.

叶绿素bj

-绿素a--蓝绿色咿素啜

-叶绿素

…叶绿素b—黄绿色一（吸收红光和蓝紫光）0

400450500550600650700

波长/nm

（1）绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类,其中叶绿素含量最多（约占3/4）。

叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素分为胡萝卜素和叶黄素。

（2）叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。叶绿素对绿光吸

收量最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。色素只能吸收可见光进行光合作用。

【考点剖析】

1.为研究光照强度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，用石油醛进行纸层析，下

图为滤纸层析的结果（回、回、回、团为色素条带）。下列叙述不正确的是（）

A.将5克新鲜菠菜叶剪碎后，放入研钵中，加入碳酸钙、二氧化硅和无水乙醇后加以研磨，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.色素回、回吸收光谱的吸收峰值的波长不同，滤纸上相邻色素带间距离最小的是叶绿素a与叶绿素b

D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次，把画好滤液细线的滤纸条插入层析液中，滤液细线不能浸没

在层析液中

【答案】D

【分析】分析题图：滤纸条从上到下依次是：团胡萝卜素、回叶黄素、团叶绿素a（最宽）、回叶绿素b（第2

宽），色素带的宽窄与色素含量相关。

【详解】AB、据图可知，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，可见类胡

萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照，A、B正确；

C、色素团是叶绿素a、回是叶绿素b,叶绿素a和叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长不同，滤纸上相邻色素带

间距离最小的是叶绿素a与叶绿素b,C正确；

D、分离色素时画滤液细线时，重复画线操作应在前一次画线晾干后再进行重复操作，滤液细线不能触及层

析液，以避免色素溶解，D错误。

故选D。

2.（多选题）下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程，相关叙述正确的是（）

A.提取叶绿体中色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同

B.两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色

C.两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域

D.在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响很大

【答案】BC

【分析】绿叶中色素的提取和分离实验的原理：色素能溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇来提取色素；四

种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，所以能用层析液

将四种色素分离。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

【详解】A、四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，所

以能用层析液将四种色素分离，而提取色素是利用无水乙醇可以溶解色素，A错误；

B、韭黄中基本没有叶绿素，"结果①"中共有的色素带是胡萝卜素和叶黄素，它们的颜色分别是橙黄色和黄

色，B正确；

C、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液

放在阳光与三棱镜之间，"结果②〃吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，C正确：

D、碳酸钙可以保护叶绿素，而韭黄几乎不含叶绿素，因此在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液

颜色的影响不大，D错误。

故选BC。

3.下面是甲、乙、丙三位同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的过程，请分析回答下列问题：

⑴甲同学选用新鲜菠菜的绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，甲同学分离色素的方法

是滤纸条上色素带位置的不同主要取决于

⑵乙同学将5g新鲜完整的菠菜叶放在研钵中，加入二氧化硅后，迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现

浅绿色，其原因是—（写出2点）。在提取滤液中的色素时，将收集到滤液倒入试管后，为了防止滤液中

挥发性物质的大量挥发，应该采取的措施有

⑶丙同学想探究蔬菜的不同叶片在叶绿素含量上的区别，分别选择了新鲜菠菜的“绿叶""嫩黄叶"做"绿叶中

色素的提取和分离"实验，色素层析结果如下图所示，请根据实验结果推测:"绿叶"组的滤纸条是—（填字

母），判断依据是o

【答案】（1）纸层析法色素在层析液中溶解度的大小

（2）菠菜叶片研磨前没有剪碎；没有在研钵中加入碳酸钙和无水乙醇，叶绿素分子受到破坏，色素没有溶

解在乙醇中被提取出来及时用棉塞将试管口塞严

（3）AA中的叶绿素a带和叶绿素b带较宽

【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醉（溶解色素）、石英砂（使研磨更充

分）和碳酸钙（防止色素被破坏）：分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着

层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄

色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。

【详解】（1）甲同学分离色素用的是纸层析法；色素在层析液中的溶解度不同，其随着层析液向上扩散的

速度不同，就位于色素带的不同位置，因此滤纸条上色素带位置的不同主要取决于色素在层析液中溶解度

的大小。

（2）在色素的提取过程中，二氧化硅能使研磨更加充分，碳酸钙则可防止色素在研磨过程中被破坏，无水

乙醇可以把色素溶解并提取出来。乙同学加入了二氧化硅但是研磨液呈现浅绿色的糊状原因很可能是菠菜

叶片研磨前没有剪碎：没有加入碳酸钙和无水乙醇，叶绿素分子受到破坏，色素没有溶解在乙醇中被提取

出来。由于有机溶剂容易挥发，所以迅速研磨、及时用棉塞将试管口塞严或用培养皿盖住小烧杯。

（3）A滤纸条中的最下方两条色素带蓝绿色的叶绿素a带和黄绿色的叶绿素b带较宽，说明叶绿素含量高

的是A"绿叶"组，蓝绿色的叶绿素a带和黄绿色的叶绿素b带较窄的，说明叶绿素含量低是B嫩黄叶组。

（-）光合作用

【基础巩固】

1、概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能将二氧化碳和水转化成储存

着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

2、实质：合成有机物，储存能量

3、反应式：CO^H；O-^-*（（ILO）（）.

4、探究历程

（1）恩格尔曼实验证明：是叶绿体释放出来的,是绿色植物进行光合作用的场所。

实验设计的妙处:

①实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察;

用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。

②排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰。

③实验对照设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为有光照和无光

照的部位，相当于一组对照实验。

（3）鲁宾和卡门实验证明：光合作用释放的全部来自水，实验方式

是同位素标记法。

思格尔曼的实物示意图

第一组：C'802和H20

,8

第二组：C02和Hzo

两组产生O2的分子质量之比：

02："02=8:9

结论：光合作用的氧气全部来自水。

(3)卡尔文用14c标记的14co2供小球藻(一种绿藻，真核生物)进行光合作用，然后追踪检测其放射

性。实验探明了C02中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径(即卡尔文循环)。

5、过程

光反应暗反应

条件光照、色素和酶酶(不需要光)

场所类囊体薄膜叶绿体基质

①水光解为02和中①C02的固定

物质变化②ATP的合成②C3的还原

③NADPH的合成③ATP和NADPH的分解

能量变化光能fATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能一(CH2O)中稳定的化学能

联系光反应和暗反应紧密联系：光反应为暗反应提供ATP和\ADPH,暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+。

(1)[H]和ATP的移动方向类囊体薄膜一叶绿体基质

(2)光合作用的光反应合成ATP,暗反应消耗ATP,且光反应产生的ATP只能用于暗反应。

暗反应生成的(OW)中的能量直接来源于ATP和NADPH。

6、条件变化对物质含量的影响

NADPIIC5C3ATP

光照减弱，C02供应不变增加减少减少减少

光照增强，CO,供应不变减少增加增加增加

0)2供应减少，光照不变减少增加增加减少

C0,供应增加，光照不变增加减少减少增加

【考点剖析】

1、图为某植物光合作用过程示意图。请回答:

⑥

①

⑴该反应生成的(CH2O)中的能量直接来源于—。C02经过C5固定并被还原形成三碳糖后，其中一部分

三碳糖再生成C5的反应称为—循环。

(2)若突然停止光照，则短时间内④的含量将—(填增加、减少或不变)。利用纸层析法提取分离叶绿体

中光合色素时:距离划线最近的色素带名称是—；若缺少该色素，则植株对—(颜色)光的吸收能力

会减弱。

⑶研究发现，植物的Rubisco酶具有"两面性"，C02浓度较高时，该酶催化C5与C02反应，完成光合作用；

。2浓度较高时，该酶催化C5与。2反应，产物经一系列变化后到线粒体中会产生C02,这种现象称为光呼吸。

Rubisco酶的存在场所为,Rubisc。酶既可催化Cs与CC>2反应，也可催化Cs与。2反应，这与酶的专一性

相矛盾，其"两面性”可能因为在不同环境中酶—发生变化导致其功能变化。在植物长期处于高浓度"C02

环境中时，Rubisco酶所催化反应的产物是o

【答案】⑴ATP和NADPH卡尔文

(2)减少叶绿素b红光和蓝紫光

(3)叶绿体基质空间结构14c3

【分析】光合作用包括光反应利暗反应阶段：

1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和田，氧直接以氧

分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶团(NADP+)结合，形成还原型辅酶团(NADPH)«还原型辅酶日作为活

泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用

下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。

2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。

在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。•些接受能量

并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化

合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。

①表示氧气；②表示［H］；③表示ATP；④表示C3;⑤表示Cs

【详解】(1)光反应产生的NADPH和ATP是暗反应中将C6还原为(CH2。)的直接能源来源，CCh经过Cs

固定并被还原形成三碳糖后，其中一部分三碳糖再生成C5的反应称为卡尔文循环。

（2）④表示C3，若突然停止光照，NADPH和ATP减少，被还原的C3减少，而CO?被Cs固定形成C3的过

程不变，故在短时间内C3的含量将增加。色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解

度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢.根据这个原理就可以将叶绿

体中不同的色素分离开来，四条色素带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。距离划线

最近的色素带名称是叶绿素b,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。

（3）题意显示Rubisc。酶能催化C5与C02反应，该反应进行的场所是叶绿体基质，故该酶存在场所应为叶

绿体基质，Rubisco酶既可催化Q与C02反应，也可催化Cs与。2反应，根据结构与功能相适应的原理可知，

其"两面性"的原因可能是在不同环境中酶空间结构发生变化导致的。根据C02浓度较高时，Rubisco酶催化

C5与C02反应生成C3，故在植物长期处于高浓度14co2环境中时，Rubisco酶所催化反应的产物是14c3。/、

2、通过光合作用合成淀粉大约需要50多个步骤。人工合成淀粉的过程大致是先进行化学反应一一利用高密

度电/氢能（由低密度太阳能转化而来）将二氧化碳还原为一碳化合物，再进行生物反应一一将一碳化合物

聚合为三碳化合物、六碳化合物（即葡萄糖）直至长链淀粉分子。如图表示甲、乙两种植物在光合作用的

最适温度下，不同光照强度时的净光合速率曲线。

t净光合速率（mgCO2。1OOcm^.h'1）

乙植物

.h/.........................

0y/l,46810,

-2匕光照强度

-4l(klx)

回答下列问题。

⑴根据题干信息可知，高密度电/氢能的来源是o植物细胞内二氧化碳还原的场所是,在此结构

内发生的反应包括。

⑵有人称光合作用是地球上最重要的化学反应，其原因是。

⑶由图可知，在光照较弱时，生长受到显著影响的是（填"甲植物"或"乙植物"），原因是。若提

高环境温度，甲、乙两种植物的光合速率（填吓降""上升""不变"或"不确定"）。

【答案】（1）太阳能叶绿体基质二氧化碳的固定和三碳化合物的还原

（2）光合作用是唯•能够捕获和转化光能的生物学途径

（3）甲植物在光照强度低于6klx时，甲植物的净光合速率低于乙植物的净光合速率下降

【分析】据图分析，本实验的自变量是光照强度和植物类型，因变量是净光合速率，据此分析作答。

【详解】（1）由题干信息可知，高密度电/氢能的来源是太阳能（由低密度太阳能转化而来）；植物细胞内二

氧化碳还原的场所是叶绿体基质；在叶绿体基质内发生的反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。

（2）光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，故有人称光合作用是地球上最重要的化学反应。

（3）在光照强度低于6klx时，甲植物的净光合速率低于乙植物的净光合速率，因此在光照强度较弱时，甲

植物的生长受到显著影响；题图表示甲、乙两种植物在光合作用的最适温度下，不同光照强度时的净光合

速率曲线，因此若提高环境温度，甲、乙两种植物的光合速率均下降。

（三）光合作用的影响因素

【基础巩固】

影响光合作用强度的内因：光合色素的含量、酶是数量和活性

影响光合作用强度的外因：光照强度、C02浓度、温度、水、矿质元素

1、光合速率与光照强度的关系

（1）原理：影响光反应阶段,制约［H］和ATP的产生,进而制约暗反应阶段。

光合速率大于呼吸速率

在一定范围内，光合速率随光照强度的升高而加快，超过这一范围后，光合速率达最大值并保持不变。

①A点：黑喑环境,植物只进行呼吸作用消耗有机物。此时，细胞从外界吸收0一并放出C（L。

A点后有光照，植物光合作用和呼吸作用都进行，叶肉细胞中合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、

叶绿体。

②AB段：弱光，随着光照强度增大，光合作用也逐渐增大，C0?释放量逐渐减少，植物呼吸速率大于光

合速率，即植物呼吸作用有机物消化量光合作用有机物制造量，植物体不能积累有机物。

③B点：对应光照强度称为光补偿点，植物光合速率等于呼吸速率,即植物光合作用有机物制

造量一等于呼吸作用有机物消化量,此时，细胞呼吸产生的CO2全部用于光合作用,光合作用产生

的全部用于呼吸作用,植物不与外界进行气体交换。

@B点后：强光，光合速率大于呼吸速率,即植物光合作用有机物制造量拉呼吸作用有机物

消化量，植物体能积累有机物。

⑤E点：称为光饱和点，含义是光合速率达最大值时的最小光照强度。

⑥限制光合速率的环境因素（外因）：AB段：光照强度；C点后：主要是C合浓度、温度。

⑦阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低。

（4）总光合速率、净光合速率、呼吸速率

①净光合速率：用光照下,单位时间内CO,吸收量、0廨放量或有机物积累量表示。

②呼吸速率：用黑暗环境中,单位时间内CO?释放量、。2吸收量或有机物消耗量表

zj\O

③总光合速率：用单位时间内CO口利用量、02产生量或有机物生成量表示。

三者关系：总光合速率=净光合速率+呼吸速率。

图中：A表示净光合速率,B表示呼吸速率，C表示总光合速率。

(5)应用：合理密植、间作套种、

2、0)2浓度与光照强度的关系

(1)原理：通过影响暗反应影响光合作用,一定范围内，C02浓度越高，光合作用速率越高。

(2)曲线分析

COW,A点：对应的CO.,浓度为能迸行比合作用

M

SB点：CO#K点

W光合作用速率二等吸作用速率

Dco»«

co,.;C点：利皿的Da为COJ8和点

盘C点之后光合速率的限制因累：

盘外因主要为光JMK度和温度.

内因为IK^BJk标触

(3)应用：多施农家肥或有机肥；温室栽培植物时还可使用C02发生器等；大田中还要注意通风透气。

3,夏季一天中，绿色植物光合作用强度变化：

a点：凌晨2〜4时，温度降低，蜉吸作用减弱，CO：释放量减少•

b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用.

be段：由J光照较用，光合作用强度小J呼吸作用覆度.

ce段：上47时至下勺6时左右，光合作用裂度大于呼吸作用强度。

d点：温度对言，失水过多气孔人皇美即,82吸收少.出现“光合午休”现象.

e点：下午6时左右，光合作用强懂等于呼吸作用强度.

ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度，r点之后植物停止光合作用.

温・提示：美于有机物情况：

手那有机构时间段：ce段；

制造有机物时倒段：“段；

消耗有机物时问段：阪段；

一天中有机物枳聚最多的时间点：。启；

一昼夜有机构的枳米里：6-SM-SN

【考点剖析】

1.米研究小组为了探究鄂西北的夏日晴天中午时气温和相对湿度对甲品种小麦净光合作用的影响，将生长

状态一致的甲品种小麦植株分为五组，第一组在田间生长作为对照组，第二组至第五组在人工气候室中生

长作为实验组，并保持其光照和C02浓度等条件与对照组相同。于中午12：30测定各组叶片的净光合速率，

各组实验处理及结果如表所示：

第一组第二组第三组第四组第四组

温度/团

实验3535353025

处理

相对湿度/%1727525252

实验净光合速率11.115.122.123.720.7

备注：在同一温度下的呼吸速率相等

根据本实验结果，（）A.中午时，相对湿度对甲品种小麦净光合速率影响大于气温的影响

B.与第二组相比，第三组小麦的气孔的开放程度大，吸收C02速率快

C.与第三组相比，第四组小麦真光合作用酶的活性较高

D.适当提高第五组气候室的环境温度能提高小麦的净光合速率

【答案】C

【分析】据表分析：对照组、实验组一、实验组二的自变量是相对湿度，根据实验结果可知，相对湿度越

大，小麦光合速率越大；实验组：、实验组三、实验组四的自变量是温度，适当提高温度可增加酶的活性，

提高光合速率。

【详解】A、根据本实验结果可知，相同温度条件下，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，A正确；

B、比较实验组二、三可推知，相对湿度增大，光合速率较高与气孔的开放程度大，吸收CO2快有关，B正

确；

C、比较实验组三、四可推知，第四组小麦的净光合速率大于第三组，但第四组30团时的呼吸速率可能小于

第三组35日时，所以不能确定第三组与第四组真光合速率（=净光合速率+呼吸速率）的大小，C错误；

D、比较实验组三、四、五可推知，小麦光合作用的最适温度在30回左右，而第五组的25回还远低于最适温

度，所以在实验组中，若适当提高第五组的环境温度能提高小麦净光合速率，D正确。

故选C,

2.下图是夏季连续两天内，某植物整体光合速率的日变化曲线图，SrSs表示曲线与横轴围成的面积，由图

不能得出的结论是（）

B.MN段CO2释放量波动明显，主要原因是夜间温度的变化影响了呼吸酶的活性

C.在B、I点时，该植物叶肉细胞光合作用固定的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量

D.若该植物经过这两昼夜仍能生长，则S2+S4<S1+S3+S5

【答案】D

【分析】净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸作用速率。影响光合作用的外界因素有光照强度、温度、CO2

浓度、矿质元素、水等。

【详解】A、分析曲线变化趋势，第2天存在光合午休现象（FGH段），而第1天没有出现，可知第1天可

能是阴天，第2天是晴天，推测造成S2、S’面积差异的因素最可能是光照强度，A不符合题意；

B、MN段是夜晚，没有光照，CO2的释放量来自于细胞呼吸，CO2释放量波动明显，主要原因是夜间温度的

变化影响了呼吸酶的活性，B不符合题意；

C、在B、I点时，植物的COz的吸收量（释放量）是0,即植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，植物通

常叶肉细胞进行光合作用，但所有细胞都进行细胞呼吸，该植物叶肉细胞光合作用固定的CO?量大于呼吸

作用释放的C02量，C不符合题意：

D、若该植物经过这两昼夜仍能生长，则光合作用合成的有机物大于呼吸作用分解的有机物，则S2+S4>Sl+S3+Ss，

D符合题意。

故选D。

3、某小组利用草莓对影响光合作用的因素及果实发育期光合产物的转移进行了相关实验。下图1表示在最

适温度及其它条件保持不变的条件下，草莓叶肉细胞C02释放量随光照强度变化的曲线；下图2表示在适

宜条件下，向密闭温室中充入一定量14co2后，草莓叶片、茎、果实的放射性含量随时间变化的曲线。回答

下列问题：

图I图2

⑴图1中A点表示的含义是叶肉细胞的，此时植物细胞产生ATP的场所是e

⑵如果图1中D点突然变为C点时，短时间内五碳化合物的含量将（填"增加"或"减少"）。

光照强度过高时草莓的光合速率反而降低，其原因是。

⑶由图2可知，有机物在草莓各器官间的转移路径为。（用文字和箭头表示）

⑷用该植物为材料，进行"探究环境因素对光合作用的影响”实验，在测量净光合作用速率时可以用单位时

间单位叶面积的。2释放量表示，另外还可以用表示（答出两点）。

【答案】（1）呼吸速率细胞质基质、线粒体

（2）减少光照强度过高，导致草荏叶片气孔关闭，C02含量降低，暗反应速率下降，进而导致光合速率

下降

⑶叶片今茎好果实

⑷单位时间单位叶面积的C02吸收量、单位时间单位叶面积的有机物积累量

【分析】1、图1是叶肉细胞C02释放量随光照强度变化的曲线：自变量是不同光照强度，因变量是C02的

释放量和C02的吸收量。A点只有细胞呼吸，B点光合速率=呼吸速率，B点之后光合速率大于呼吸速率，D

点为光饱和点。

2、光照和C02浓度变化对细胞中C3、C5含量的影响：细胞中C3的含量取决于C3的生成速率和C3的消耗速

率。C3的生成通过82的固定实现，C3的消耗通过C3的还原实现。由82+C5玲2c3知，C3,C5含量的变化相

反。

【详解】（1）图1中A点光照强度为0,CO2的释放量为最大值，此时叶肉细胞只进行细胞呼吸。细胞呼吸

的过程发生在细胞质基质和线粒体中，CO2的释放量可以反映呼吸速率，此时植物细胞产生ATP的场所是细

胞质基质、线粒体。

（2）当D点突然变为C点时，光照强度减弱，在短时间内C3的还原变慢，而CO?的固定几乎不变，故短时

间内五碳化合物的含量将出现减少。光照强度过高，会导致草莓叶片气孔关闭，C5含量降低，暗反应速率

下降，进而导致总光合速率下降。

（3）由图2放射性出现的先后顺序可知，有机物在草莓各器官间的转移路径为叶片玲茎玲果实。

（4）测定绿色植物净光合作用速率时，将绿色植物置于光下，测定单位时间、单位叶面积的。2释放量、

CO2吸收量或有机物积累量来表示。因此，除了用单位时间单位叶面积的02释放量表示净光合作用速率外，

也可以用单位时间单位叶面积的CO2吸收量、单位时间单位叶面积的有机物积累量表示。

（四）化能合成作用

【基础巩固】

1、概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出的能量（化学能）来制造有机物。

2、实例：生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的氨（Nib）氧化成亚硝酸（HN士,进而将亚硝酸（HN0。

氧化成硝酸（HN0J。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的化学能，将二氧化碳和水合

成为糖类，维持自身生命活动。

【考点剖析】

1.科学家在我国腾冲热泉中分离得到硫细菌，这些细菌通过氧化硫化物和还原C5来制造有机物。下列关

于硫细菌的表述，错误的是（）

A.硫细菌和硝化细菌的同化作用类型均为自养型

B.硫细菌能利用化学能将COz和水合成糖类

C.硫细菌拟核中含有环状DNA

D.硫细菌的生物膜系统实现细胞的区室化和功能专一化

【答案】D

【分析】1、硫细菌属于原核生物，其能通过化能合成作用合成有机物，属于自养型生物。

2、生物膜系统的概念：内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共

同构成细胞的生物膜系统。

3、生物膜系统的功能：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。

（2）为多种酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所。（3）生物膜将细胞区室化，保证细胞生命活动

高效、有序地进行。

【详解】A、硫细菌和硝化细菌都能通过氧化无机物释放能量来还原C02来制造有机物，同化作用类型均为

自养型，A正确；

B、据题意可知，硫细菌通过氧化硫化物产生化学能将C02和水合成糖类，B正确；

C、硫细菌是原核生物，原核细胞没有细胞核，在拟核中含有环状DNA,C正确；

D、硫细菌是原核生物，原核细胞只有细胞膜这个生物膜，不具有生物膜系统，D错误。

故选D。

2.硝化细菌可以将空气中的N电氧化成硝酸，并利用上述氧化过程释放的能量合成有机物，下列说法错误

的是（）

A.硝化细菌和蓝细菌一样属于自养型生物

B.硝化细菌是好氧型细菌，细胞内存在线粒体等能量相关的细胞器

C.硝化细菌可以增加土壤中可利用的氮素营养

D.不同细菌的营养方式不同，体现了细胞的多样性

【答案】B

【分析】化能合成作用：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能

够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有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，

这些细菌也属于自养生物。

【详解】A、硝化细菌属于化能合成型细菌，蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用，两者都属于自

养型生物，A正确；

B、硝化细菌属于原核生物，不含线粒体，B错误；

C、硝化细菌可以利用体外环境中的某些无机物氧化时释放的化学能来制造有机物，将NH3转化为NO?、可

以提高土壤中的氮素营养，有利于植物的生长，C正确；

D、不同细菌的营养方式不同，体现了细胞的多样性，D正确。

故选Bo

二、光合作用与呼吸作用的联系

光能热能ATP

【基础巩固】

配合作用有讽呼吸

1、物质和能量的联系

物质联系:酒化学幽

热能

〃机物中八

元］光反应YH"I'暗反应VFP中川于各

建量联系:活跃的检定的化、

能活跃的一项代命

化学能学能、化学傩活动

光合作用有辄呼吸

2、元素转移路线:

C：C。产反反(CHQ)包逆吸！内酮酸包鲤吸」CO,

o：H,。旭%有氧呼吸川有氧呼吸II

H2OCO>

....c光反应…”“暗反应一”，、、有的呼吸I、H……有氧呼吸”“，、

H:H?O-NADPH・(CHQ)NADH如果给绿色植物浇灌叱。，能在

(CH。中能检测得到180吗？

能，H2O^CO2-»C3-»(CH2O)

3、总光合速率、净光合速率、呼吸速率的测定方法

(1)气体体积变化法

①装置中溶液的作用：NaOH溶液可吸收容器中的CO?:NaHCCh溶液可提供CO?，保证了容器

内CO2浓度的恒定。

②测定原理

a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C02,所以单

位时间内红色液滴左移的距离表示植物吸收02的速率，可代表呼吸速率。

b在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCCh溶液保证了容器内CO?浓度

的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的02释放速率，可代表净光合速率。

(2)黑白瓶法

①原理：黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；"白瓶”透光，给予光照，测定的是净光合作用量。

②计算方式：

a有初始值的情况下，黑瓶中。2的减少量(或CO2的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中。2的增加量(或CCh的

减少量)为净光合作用量;二者之和为真正光合作用量。

b没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量一黑瓶中测得的现有量=真正光合作用量

【考点剖析】

1.（多选题）为研究有机物的积累对苹果叶片光合作用的影响，研究人员将B组苹果叶片上下的枝条进行环

割处理（如图1）以阻断有机物的运输,A组不作处理。然后在白天不同时间测定两组叶片净光合速率的变化，

实验结果如图2所示。下列说法正确的是（）

A.5时B组苹果叶片叶肉细胞内产生ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体

B.分析图2可知，13时B组苹果叶片内有机物的含量最高

C.7时后B组净光合速率明显低于A组，说明叶片中有机物积累会抑制光合作用的进行

D.图2A、B两组曲线的两个峰值中，下午的峰值均比上午低，可能与上午光合作用较强，积累了有机物有

关

【答案】ACD

【分析】1、B组苹果叶片上下枝条进行环割处理使有机物不能运输，A组苹果不作处理则组中有机物不能

往外输出。

2、根据图2分析，图中C02吸收量代表净光合速率，在虚线之上积累有机物，虚线以下消耗有机物。

【详解】A、5时B组净光合速率为0,即光合速率与呼吸速率相等，此时B组叶肉细胞内产生ATP的场所

有线粒体、细胞质基质和叶绿体，A正确；

B,11-1304,B组叶片的净光合速率已小于0,这段时间光合速率小于呼吸速率，有机物被不断消耗，故

13时B组苹果叶片内有机物的含量并非最高，B错误；

C、根据题意分析，B组苹果叶片上下的枝条进行环割处理，其光合产物不能及时输出，7时后B组净光合

速率明显低于A组，说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用的进行，C正确；

D、若上午光合作用较强，积累了有机物，而有机物的积累会抑制下午光合作用的进行，从而会导致A、B

两组曲线中，下午的峰值比上午低，D正确。

故选ACD。

2.研究人员对处于生长期的A、B两种绿色植物进行实验探究。如图1表示植物A与植物B的净光合速率

随C02浓度变化的实验结果，图2是探究光照强度对植物B光合速率的影响，在获取的植物B的叶圆片中，

选取大小、颜色相同的叶圆片若干，放在含有适宜浓度的NaHC03溶液的烧杯中，检测叶圆片开始上浮的时

间。请回答下列问题：

刻度尺

图2

⑴图1所示实验的自变量是。

⑵图1所示实验，在其他条件适宜情况下，若将植物B培养在缺镁的环境中，则a点将向移动。当C02

浓度为b时，植物A叶肉细胞中合成ATP场所为。

⑶如果将植物A、B种植在同一个密封无色并给予适宜光照的玻璃容器中，则（"植物A"或"植物B"）

先停止生长。

⑷将10片叶圆片投放于含有适宜浓度的NaHCS溶液的烧杯中，如图2所示。如果降低NaHCO,溶液的浓

度，短时间内叶圆片内C3含量会,因为，开始叶圆片沉在烧杯底部，将烧杯置于适宜光照

条件下一段时间，发现叶圆片上浮，上浮的原因是。

【答案】（l）C02浓度和植物种类

（2）右细胞质基质、线粒体、叶绿体

⑶植物B

（4）减少NaHCCh溶液的浓度降低，导致C02浓度降低，CO2的固定速率下降，生成的C3减少，而短时

间内C3还原速率不变，所以C3含量减少叶圆片细胞光合作用大于呼吸作用，释放氧气，细胞间隙氧气

积累，叶圆片上浮

【分析】1.叶圆片进行光合作用，释放出的多于呼吸作用消耗的叶圆片细胞间隙中的积累，使叶

圆片上浮。利用注射器抽出细胞间隙的空气，可加快叶圆片的下沉速度。

2.由题意可知，图2的实验目的是探究光照强度与光合速率的关系，实验的自变量是光照强度，可以通过改

变台灯和烧杯之间的距离控制自变量，随着距离增加，光照强度减弱，光合作用强度降低，气泡产生的速

率下降。

【详解】（1）图1表示植物A与植物B的净光合速率随CO2浓度变化的实验，因此自变量是CO2浓度和植

物种类。

（2）若将植物B培养在缺镁的环境中，则叶绿素合成不足导致光合速率降低，而a点为C02的补偿点，即

光合速率与呼吸速率相等，缺镁后，由于温度不变，呼吸速率不变，因此只有在更高COz浓度的条件下，

光合速率才能与呼吸速率相等，故a点右移。当CO?浓度为b时，植物A叶肉细胞中同时进行光合作用和

呼吸作用，因此此时合成ATP场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。

（3）由于植物A能利用较低浓度的C02,所以当容器中CO2浓度降低到•定程度后，首先受影响的是植物

B,如果将植物A、B种植在同一个密封无色并给予适宜光照的玻璃容器中，则植物B先停止生长。

（4）如果降低NaHCCh溶液的浓度，导致C02浓度降低，CO2的固定速率下降，生成的C3减少，而短时间

内C3还原速率不变，所以C3含量减少，故短时间内叶圆片内C3含量会减少，开始叶圆片沉在烧杯底部，将

烧杯置于适宜光照条件下一段时间，发现叶圆片匕孚，这是因为叶圆片细胞光合作用大于呼吸作用，释放

氧气，细胞间隙氧气积累，导致叶圆片上浮。

【跟踪检测】

—'、单选题

1.下图为某同学做"光合色素的提取与分离”实验的改进装置，下列叙述错误的是（