第10講光與光合作用
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1、第1 0講能量之源光與光合作用第三單元 細胞的能量供應與利用 1捕獲光能的色素和葉綠體的結構(1 )色素的種類和功能色素顏色功能濾紙條上的位置葉綠素_:藍綠色吸收藍紫光和紅光中下層_:黃綠色最下層類胡蘿卜素葉黃素:黃色吸收藍紫光中上層胡蘿卜素:_最上層葉綠素a葉綠素b橙黃色 (2 )葉綠體中色素的吸收光譜分析色素的功能:葉綠素主要吸收_,類胡蘿卜素主要吸收_。色素吸收光的范圍:可見光的波長范圍大約是3 9 07 6 0 nm,葉綠體中的色素只吸收_,對紅外光和紫外 光等不吸收。紅光和藍紫光藍紫光可見光 (3 )葉綠體結構示意圖a. _層膜b.基質:含有與暗反應有關的酶和少量DNA和RNAc.基
2、粒:由類囊體堆疊而成,分布有_ 和_ 結構功能:進行_的場所證明 恩格爾曼的實驗:好氧細菌只分布于葉綠體被光束照射的部位決定雙與光合作用有關的酶色素光合作用 2光合作用的探究歷程連一連普利斯特利A點燃的蠟燭(或小鼠)與綠色a只有在陽光下, 植物,密閉蠟燭不易熄滅 植物才更新空氣 (小鼠不易死亡)英格豪斯B.向植物提供 b植物可以更新空氣梅耶薩克斯 魯賓和卡門C.5 0 0多次實驗確認實驗條件c.光合作用的產物除O2外,還有淀粉e.光合作用把光能轉換為化學能E根據(jù)能量轉化與守恒定律AbCaEeDcBd 【小提醒】恩格爾曼實驗方法的巧妙之處(1 )巧選實驗材料:選擇水綿和好氧細菌,水綿的葉綠體呈螺
3、旋式帶狀,便于觀察;用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。(2 )妙法排除干擾因素:沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。(3 )巧妙設計對照實驗:用極細的光束照射,葉綠體上可分為光照多和光照少的部位,相當于一組對照實驗;臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果。 葉綠體基質(CH2 O)ATP中活躍的化學能 【巧記小口訣】巧記光合作用過程的“一、二、三、四” 1光合作用強度(1 )含義單位時間內光合作用制造_的數(shù)量。(2 )表示方法一定時間內原料的_。一定時間內產物的_。2影響光合作用強度的因素糖類消耗量生成量CO2濃度強弱溫度 水分 1實驗原理(1 )提?。壕G葉中的色素溶于有機溶劑_而不
4、溶于水,可用_提取色素。(2 )分離:各種色素在層析液中溶解度不同,_的隨層析液在濾紙上擴散得快,反之則慢,從而使各種色素相互分離。2實驗步驟稱取5 g綠葉,剪碎,放入研缽中,加入_和1 0 mL無水乙醇研磨過濾收集到試管內并塞嚴試管口將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條,將濾紙條一端剪去兩角,在距離剪角一端1 cm處用_畫一條細的橫線用_吸取少量的濾液,沿鉛筆線均勻地 _,待濾液干后,再畫12次無水乙醇無水乙醇溶解度高少量二氧化硅、碳酸鈣鉛筆毛細吸管畫一條細線 將適量的層析液倒入試管中,將濾紙輕輕插入層析液中用棉塞塞緊試管口,裝置如圖所示濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶 3實
5、驗現(xiàn)象胡蘿卜素葉綠素b 1葉綠素a和b主要吸收紅光和藍紫光。()2液泡中色素吸收的光能用于光合作用。()【點撥】液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用。3光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質中。()【點撥】基質中有酶分布,但沒有色素。4離體的葉綠體基質中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成暗反應。()5生長于較弱光照條件下的植物,當提高CO2濃度時,其光合速率未隨之增加,主要限制因素是光照。() 6延長光照時間能提高光合作用強度。()【點撥】延長光照時間只能提高光合作用的量,不能提高光合作用強度。7葉片黃化,葉綠體對紅光的吸收增多。()【點撥】葉片黃化,說明葉綠體中的葉綠素減少,所以
6、吸收紅光減少。8停止供水,植物光合速率下降,這是由于水是光合作用的原料,又是光合產物在植物體內運輸?shù)闹饕橘|。() 1光合作用探究歷程中的2種同位素(1 )1 8 O:魯賓和卡門利用H2 1 8 O和C1 8 O2證明光合作用釋放的氧氣來自水。(2 )1 4 C:卡爾文利用1 4 CO2探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑。2光合作用的2個場所(1 )光反應:葉綠體類囊體薄膜。(2 )暗反應:葉綠體基質。3光合作用過程中的3種能量變化光能活躍的化學能(ATP)穩(wěn)定的化學能(糖類)4光合作用2個過程中的物質變化(1 )光反應水的光解:2 H 2 O 4 HO2 ATP形成:ADP
7、Pi能量ATP(2 )暗反應CO2的固定:CO2C5 2 C3C3的還原:2 C3ATP水解:ATP ADPPi能量5提高光合作用強度的2種措施 (1 )控制光照強弱和溫度的高低。(2 )適當增加環(huán)境中的CO2濃度。 考點一光合作用的基本過程(高考熱度:)1光反應與暗反應的比較過程圖解階段光反應暗反應場所在葉綠體類囊體薄膜上在葉綠體基質中物質轉化水的光解;ATP的形成CO 2的固定和C3的還原能量轉化光能ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能聯(lián)系光反應為暗反應提供H和ATP,暗反應為光反應提供ADP和Pi、NADP 2 .光合作用過程中元素轉移途徑分析(1 )光合作用中H
8、元素的轉移途徑(2 )光合作用過程中O元素的轉移途徑 (3 )光合作用過程中C元素的轉移途徑3光合作用中間產物在環(huán)境因素驟變時的含量動態(tài)變化曲線 當外界條件改變時,光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量變化可以采用以下過程分析:(1 )建立模型需在繪制光合作用模式簡圖的基礎上借助圖形進行分析。需從物質的生成和消耗兩個方面綜合分析。如CO 2供應正常、光照停止時C3的含量變化: (2 )含量變化分析過程與結果條件過程變化H和ATP C3 C5 (CH2 O) 合成速率光照由強到弱,CO2供應不變(圖1 ) 過程減弱,H、ATP減少,導致過程減弱,過程正常進行減少增加減少減小光照由弱到強,CO2
9、供應不變(圖2 ) 過程增強,H、ATP增加,導致過程增強,過程正常進行增加減少增加增大光照不變,CO 2由充足到不足(圖3 ) 過程減弱,C3減少,C5增加,導致過程減弱,過程正常進行增加減少增加減小光照不變,CO2由不足到充足(圖4 ) 過程增強,C3增加,C5減少,導致過程增強,過程正常進行減少增加減少增大 典例印證(2 0 1 8吉林實驗中學第三次月考,5 )如圖為光合作用示意圖。下列說法錯誤的是()A表示O2,表示還原型輔酶(NADPH),表示CO2B暗反應中,CO2首先與C5結合生成C3,然后被還原為(CH2 O)C光反應中的合成與色素對光的吸收兩個過程均需酶催化D增加光照強度或降
10、低CO2濃度,C3的含量都將減少C【解析】圖中是水在葉綠體類囊體薄膜上光解的產物,并釋放到葉綠體外,所以表示O 2,表示光反應產生的還原型輔酶(NADPH)用于暗反應,表示暗反應中與C5反應的CO2,故A正確;暗反應中,CO2首先與C5結合生成C3,然后C3在光反應提供的ATP和H的參與下被還原為(CH2 O),B正確;表示ATP,光反應中ATP的合成過程需要酶催化,但色素對光的吸收不需要酶的催化,故C錯誤;增加光照強度,光反應產生的ATP和H增多,則在暗反應中有更多的C3被還原,故增加光照強度,C3含量減少,并且CO2濃度降低與C5結合生成的C3減少,所以降低CO2濃度,C3含量減少,故D正
11、確。 【解析】圖中是水在葉綠體類囊體薄膜上光解的產物,并釋放到葉綠體外,所以表示O2,表示光反應產生的還原型輔酶(NADPH)用于暗反應,表示暗反應中與C5反應的CO2,故A正確;暗反應中,CO2首先與C5結合生成C3,然后C3在光反應提供的ATP和H的參與下被還原為(CH2 O),B正確;表示ATP,光反應中ATP的合成過程需要酶催化,但色素對光的吸收不需要酶的催化,故C錯誤;增加光照強度,光反應產生的ATP和H增多,則在暗反應中有更多的C3被還原,故增加光照強度,C3含量減少,并且CO2濃度降低與C5結合生成的C3減少,所以降低CO2濃度,C3含量減少,故D正確。 (1 )誤認為光反應中產
12、生的ATP,可用于各項生命活動。光合作用光反應產生的ATP只用于暗反應階段,不能用于其他生命活動,其他生命活動所需ATP只能來自細胞呼吸。(2 )誤認為沒有暗反應,光反應能獨立進行。光反應為暗反應提供H和ATP,因此沒有光反應,暗反應不能進行。在暗反應不能進行時,因光反應產生的H和ATP的積累,光反應也要停止。(3 )誤認為光合作用只能在葉綠體中進行。藍藻無葉綠體,但藍藻細胞中含有能吸收光能的色素和催化光合作用的酶,也可進行光合作用。 考向1考查光合作用過程分析1如圖表示植物光合作用的一個階段,下列各項敘述正確的是()A該反應的場所是葉綠體的類囊體BC3生成(CH2 O)需要H、ATP和多種酶
13、C提高溫度一定能促進(CH2 O)的生成D無光條件有利于暗反應進行B【解析】圖示為光合作用的暗反應,該反應發(fā)生的場所是葉綠體基質,A錯誤;該過程在有光、無光的條件下均可進行,其物質變化為CO 2的固定和C3的還原,其中C3還原需要光反應提供H和ATP,此外還需多種酶的參與,B正確;溫度通過影響該過程中酶的活性影響(CH2 O)的生成,因此在最適溫度以上,提高溫度不能促進(CH2 O)的生成,C錯誤;無光時不能為暗反應提供H、ATP,D錯誤。 2(2 0 1 8北京第四中學統(tǒng)練,4 5 )Calvin等人研究光合作用進行了以下實驗:在某綠藻培養(yǎng)液中通入1 4 CO2,在給予不同的光照時間后從培養(yǎng)
14、液中提取并分析放射性物質。預測實驗結果合理的是()A光照時間越長,葉綠體中積累的三碳化合物越多B在一定時間內光照時間越長,產生的放射性物質種類越多C無論光照時間長短,放射性物質都會分布在葉綠體的類囊體薄 膜上D只要給予光照,放射性就會出現(xiàn)在NADPH中B【解析】由于往綠藻培養(yǎng)液中通入1 4 CO 2的量一定,在一定的時間里隨著光照時間的延長,1 4 CO2先用于固定形成三碳化合物,再合成有機物,因此產生的放射性物質的種類會越來越多,B正確;但是隨著光照時間的延長,1 4 CO2被大量利用而不足時,固定產生的三碳化合物將減少,A錯誤;在葉綠體的類囊體薄膜上進行的是光反應,不會出現(xiàn)放射性物質,NA
15、DPH中也不會出現(xiàn),C、D錯誤。 考向1考查光合作用過程分析 3(2 0 1 8安徽明光中學階段性考試,2 3 )將小球藻細胞中的葉綠體采用一定方法分離后,加入盛有適宜濃度NaHC1 8 O3溶液的試管中,當處于光照充足且其他條件適宜的環(huán)境中后,試管內產生氣泡。下列分析正確的是()A氣泡是光合作用光反應和喑反應產生的氧氣B葉綠體釋放的氣體(氧氣)中含有放射性1 8 OC加入抑制反應的藥物后,釋放氧氣的速率下降D持續(xù)增加光照強度,氣體的釋放速率會不斷上升C【解析】氣泡是光合作用光反應產生的氧氣,A錯誤;葉綠體釋放的氣體(氧氣)來自于參加反應的水,而不是二氧化碳,不會含有放射性 1 8 O,B錯誤
16、;加入抑制反應的藥物后,光合作用減慢,釋放氧氣的速率下降,C正確;持續(xù)增加光照強度,受色素、酶量的限制,氣體的釋放速率不會無限上升,D錯誤。 考向1考查光合作用過程分析 4如圖表示植物細胞代謝的過程,下列有關敘述正確的是()A過程表示滲透吸水,對過程研究,發(fā)現(xiàn)產生的能量全部儲存于ATP中B過程發(fā)生在細胞質基質,過程產生的能量可用于礦質元素離子的吸收過程C過程產生的C6 H1 2 O6中的氧來自水和CO2,過程可在根尖細胞中發(fā)生D就整個植株來說,若過程O2的釋放量小于過程O2的吸收量,則該植物體內有機物的量將減少D考向1考查光合作用過程分析 【解析】表示細胞滲透吸水,表示無氧呼吸的第二階段,表示
17、有氧呼吸的第二、第三階段,對過程研究,發(fā)現(xiàn)產生的能量一部分儲存于ATP中,其余以熱能形式散失,A錯誤;表示有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段,發(fā)生在細胞質基質,表示光反應階段,光反應產生的ATP只能用于暗反應,不能用于植物對礦質元素離子的吸收,B錯誤;過程產生的C6 H1 2 O6中的氧全部來自CO2,過程(有氧呼吸的第二階段)可在根尖細胞中發(fā)生,C錯誤;若圖中過程(光反應階段)O2的釋放量小于過程(有氧呼吸的第三階段)O2的吸收量,即凈光合作用量0,則該植物體內有機物的量將減少,D正確??枷?考查光合作用過程分析 考向2考查環(huán)境因素驟變對光合作用物質含量變化的影響5如圖是一晴朗夏日某植物光合作用強
18、度隨時間變化的曲線圖,C點和B點相比較,葉肉細胞內的C3、C5、ATP和H的含量發(fā)生的變化依次是()A升、升、升、升 B降、降、降、降C降、升、升、升 D升、升、降、降C【解析】分析圖解可知,C點和B點相比較,C點光照強度大于B點,但是由于光照過強導致植物氣孔關閉,使C點CO 2濃度降低,將使暗反應中CO2的固定減少,導致C3含量降低,而C5含量升高,C3含量降低后,利用光反應提供的ATP和H減少,從而導致ATP和H的含量升高。 6(2 0 1 8江西南昌第三次月考,1 5 )光合作用通過密切關聯(lián)的兩大階段光反應和暗反應實現(xiàn)。對于改變反應條件而引起的變化,說法正確的是()A突然中斷CO2供應會
19、暫時引起葉綠體基質中C5 /C3比值減小B突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP比值增加C突然將紅光改變?yōu)榫G光會暫時引起葉綠體基質中C3 /C5比值減小D突然將綠光改變?yōu)榧t光會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP比值減小B【解析】突然中斷CO2供應導致CO2的固定速率降低,葉綠體中C5含量增加、C3含量減少,A錯誤;突然中斷CO2供應使C3含量減少,C 3還原消耗H、ATP減少,進而使ATP和H含量增多,所以ATP/ADP比值增加,B正確;突然將紅光改變?yōu)榫G光后光能利用率降低,ATP和H含量減少,進而使C3含量增多、C5含量減少,C錯誤;突然將綠光改變?yōu)榧t光后光能利用率提高,AT
20、P和H含量增加,ATP/ADP比值增加,D錯誤。 考向2考查環(huán)境因素驟變對光合作用物質含量變化的影響 考點二影響光合作用的因素及應用(高考熱度:)1光照強度(1 )原理光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率。光照強度增加,光反應速率加快,產生的H和ATP增多,使暗反應中還原過程加快,從而使光合作用產物增加。(2 )曲線分析 A點:光照強度為0,此時只進行細胞呼吸。AB段:隨光照強度增強,光合作用強度也逐漸增強,CO2釋放量逐漸減少。B點:為光補償點,細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用,即光合作用強度等于細胞呼吸強度。BC段:表明隨著光照強度不斷增強,光合作用強度不斷增強,到C點后不再增
21、強了。C點:為光飽和點,限制C點以后光合作用強度不再增加的內部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性,外部因素是CO2濃度等除光照強度之外的環(huán)境因素。(3 )應用溫室生產中,適當增加光照強度,以提高光合速率,使作物增產;陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低,間作套種農作物,可合理利用光能。 2CO2濃度(1 )原理:CO2影響暗反應階段,制約C3的形成。(2 )曲線分析圖1中A點表示CO 2補償點,即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度,圖2中A點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。B點和B點都表示CO2飽和點。(3 )應用:在農業(yè)生產上可以通過“正其行,通其風”,增施農家肥等增大CO2濃度
22、,提高光合速率。 3溫度(1 )原理:溫度通過影響酶的活性影響光合作用。(2 )曲線分析AB段在B點之前,隨著溫度升高,光合速率逐漸增大B點酶的最適溫度,光合速率最大BC段隨著溫度升高,酶的活性下降,光合速率逐漸減小,5 0 左右光合速率幾乎為零 (3 )應用:溫室栽培植物時,白天調到光合作用最適溫度,以提高光合速率;晚上適當降低溫室內溫度,以降低細胞呼吸速率,保證植物有機物的積累。 4水分(1 )原理:水既是光合作用的原料,又是體內各種化學反應的介質,如植物缺水導致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分還能影響氣孔的開閉,間接影響CO2進入植物體內。(2 )曲線分析圖1表明在農業(yè)生產中,可根據(jù)作物
23、的需水規(guī)律,合理灌溉。圖2曲線中間E處光合作用強度暫時降低,是因為溫度高,蒸騰 作用過強,氣孔關閉,影響了CO2的供應。 5光照強度、CO2濃度和溫度對光合作用的綜合作用(1 )常見曲線(2 )曲線分析P點:限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子,P點前隨著該因子的不斷加強,光合速率不斷提高。Q點:橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素,影響因素主要為各曲線所表示的因子。 (3 )應用:溫室栽培時,在一定光照強度下,白天適當提高溫度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同時適當增加CO2濃度,進一步提高光合速率;當溫度適宜時,可適當增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。 真題印證(2
24、0 1 7天津卷,6 )某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半,但固定CO2的酶的活性顯著高于野生型。如圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2吸收速率。下列敘述錯誤的是()A光照強度低于P時,突變型的光反應強度低于野生型B光照強度高于P時,突變型的暗反應強度高于野生型C光照強度低于P時,限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度D光照強度高于P時,限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度D 【解題引導】【解析】本題考查影響光合作用的因素及光反應與暗反應的特點。光合作用的光反應與暗反應相互制約,相互影響。從圖示P點前后野生型與突變型水稻光合速率的關系,判斷P點前,野生型水稻光反應速率較高,
25、P點后,突變型水稻暗反應速率較高,A、B正確;在P點前和P點后至光飽和點前,突變型水稻光合速率隨光照強度增加而增加,即限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度,當光照強度大于光飽和點時,限制光合速率的主要因素是CO2濃度,C 正確,D錯誤。 提分技巧光合作用影響因素的兩點提醒(1 )光照強度:隨光照強度增大,光反應生成的H和ATP增多,但是由于受到CO2濃度及內在因素的限制,光合作用速率不會無限增大。(2 )限制光合作用的內部因素:酶的活性、色素的數(shù)量、C5的含量等。 考向1單因子變量對光合作用的影響C1(2 0 1 8安徽明光中學階段性考試,2 5 )研究小組將某綠色植物置于一密閉玻璃容器
26、內,在適宜條件下,經黑暗和光照處理,測量容器內CO2量的變化(mgL1 ),結果如圖所示(實驗期間控制容器內溫度保持穩(wěn)定)。下列有關敘述正確的是()AAC段CO2的變化表示該植物的有氧呼吸強度為1 0 mgL1 h1BCD段CO2量的變化表示該時間段的凈光合強度與呼吸強度相等CF點時葉肉細胞內C3物質的合成與C5物質的再生速率均低于DDEF段該植物葉肉細胞的光合作用強度等于其呼吸作用強度 考向1單因子變量對光合作用的影響【解析】AC段CO2的變化表示該植物的有氧呼吸強度為(3 02 0 )/25 (mgL1 h1 ),A錯誤;CD段CO2量的變化表示該時間段的凈光合強度為3 02 01 0 (
27、mgL1 h1 ),與呼吸強度不相等,B錯誤;F點時容器內CO2量低于D點,葉肉細胞內C3物質的合成與C5物質的再生速率均低于D,C正確;EF段容器內CO2量不變,說明該植物光合作用強度等于其呼吸作用強度,由于根部等部位的細胞只進行呼吸作用,該植物葉肉細胞的光合作用強度應大于其呼吸作用強度,D錯誤。 2(2 0 1 8黑龍江哈爾濱第六中學期中,3 9 )植物的光合作用受CO2濃度、光照強度和溫度的影響。如圖為在一定CO2濃度和適宜溫度條件下,測定某植物在不同光照強度下的光合作用速率。下列有關說法正確的是()A在A點所示條件下,該植物細胞只進行呼吸作用,產生ATP的場所是線粒體BB點時該植物的實
28、際光合作用速率為0C若將該植物置于C點條件下光照9小時,其余時間置于黑暗中,則每平方米葉片一晝夜CO2的凈吸收量為1 5 mgD適當提高CO2濃度,則圖中A點下移,B點左移,C點上移C考向1單因子變量對光合作用的影響 考向1單因子變量對光合作用的影響【解析】A點沒有光照,此時植物細胞只進行呼吸作用,產生ATP的場所是細胞質基質和線粒體,故A錯誤;B點時光合速率等于呼吸速率,即凈光合速率為0,實際光合速率不是0,故B錯誤;在C點對應光照強度下光照9小時,該葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為1 095 1 51 5 (mg),故C正確;適當提高CO2濃度,光合速率增大,呼吸作用速率減弱,則A點上移,B
29、點左移,C點上移,故D錯誤。 3(2 0 1 8屆湖南四大名校高三聯(lián)考,7 )如圖是某種植物光合作用受CO2濃度、光照強度影響的變化曲線,下列關于圖1、圖2兩圖的敘述,錯誤的是()A導致圖1中B點出現(xiàn)的原因可能是葉綠素量有限B土壤溶液中鎂離子增加,圖1中B點右移C隨著葉芽萌發(fā)、張開,圖2中OB距離可延長D落葉植物由夏季到秋季,DC距離將縮短C考向1單因子變量對光合作用的影響 【解析】圖1中B點的含義是CO2飽和點,B點以后限制光合作用的因素不是CO2,而是CO2以外的因素,如溫度、葉綠素量有限等,A正確;鎂離子是合成葉綠素必不可少的離子,土壤溶液中鎂離子增加,合成葉綠素增多,從而使光合作用強度
30、增加,圖1中B點右移,B正確;圖2中的B點的含義是CO2補償點,即光合作用與呼吸作用強度相等,隨著葉芽萌發(fā)、張開,光合作用強度增加,呼吸作用也增加,圖2中OB距離變化不確定,C錯誤;落葉植物由夏季到秋季,溫度降低,色素減少,光合作用減弱,DC距離將縮短,D正確。 考向2多因子變量對光合作用的影響4(2 0 1 8屆河南漯河第三次模擬考試,2 0 )為研究CO2濃度對針葉樹光合作用的影響,研究人員將紅松、紅皮云杉和長白落葉松的幼苗盆栽于模擬自然光照和人工調節(jié)CO2濃度為4 0 0 molmol1和7 0 0 molmol1的氣室內,利用儀器測定了各樹種的相關數(shù)值,結果如下表。下列敘述不正確的是(
31、)A.隨著環(huán)境中CO2濃度的升高,三種植物均在更弱的光照下達到光補償點B當環(huán)境CO2濃度為4 0 0 molmol1時,長白落葉松有機物積累量最多C隨著環(huán)境中CO2濃度的增加,最大凈光合速率增加幅度最大的是紅松D從光飽和點的變化推測,CO2濃度的增加會使光合速率因暗反應速率的加快而提高相關數(shù)值 最大凈光合速率/(molCO 2 m2 s1 )光補償點/(molCO2 m2 s1 )光飽和點/(molCO2 m2 s1 )4 0 0 7 0 0 4 0 0 7 0 0 4 0 0 7 0 0紅松 1 .6 6 4 .5 4 2 6 1 9 5 9 5 7 1 3 5 0紅皮云杉 1 .9 2 5
32、 .6 3 2 0 0 1 3 5 8 5 0 1 3 0 0長白落葉松 5 .7 6 .8 7 1 2 5 1 2 0 1 1 5 0 1 5 0 0C 【解析】讀表中數(shù)據(jù)知,隨CO2濃度升高,三種植物達到光補償點時的光照強度均降低,A正確;CO2為4 0 0 molmol1時,長白落葉松的最大凈光合速率最大即5 .7 mol CO2 m2 s1,有機物的積累量最多,B正確;從光合產量上看,CO2濃度增高,會提供更多的原料進行暗反應,提高最大凈光合速率,讀圖知最大凈光合速率增加幅度最大的是紅皮云杉,增加了3 .7 1 mol CO2 m2 s1,C錯誤;由表中數(shù)據(jù)可知,CO2濃度增加,光飽和
33、點增大,可推測暗反應速率加快,使光合速率提高,D正確??枷?多因子變量對光合作用的影響 5(2 0 1 8吉林實驗中學第三次月考,2 3 )植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢如圖所示,錯誤的是()A植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自于太陽能B葉溫為3 5 時,甲、乙兩種植物的光合作用與呼吸作用強度的差值均為0C葉溫為2 5 時,植物甲的光合作用與呼吸作用強度的差值不同于植物乙的D葉溫在3 64 5 時,植物甲的凈光合速率比植物乙的低B【解析】植物光合作用所需要的能量都來自于太陽能,A正確;據(jù)圖可知,葉溫為3 5 時,甲、乙兩種植物的光合作用與呼吸作用強度的差值相等,均大于
34、0,B錯誤;葉溫為2 5 時,植物甲的凈光合速率小于植物乙,C正確;葉溫在3 64 5 時,植物甲的凈光合速率比植物乙的低,D正確。考向2多因子變量對光合作用的影響 圖1 B 考向2多因子變量對光合作用的影響6(2 0 1 8吉林百校聯(lián)盟聯(lián)考,7 )將某種植物置于CO2濃度適宜、水分充足的環(huán)境中,溫度分別保持在5 、1 5 、2 5 和3 5 條件下,改變光照強度,測定CO2的吸收速率,得到圖1所示的結果。處理圖1中有關數(shù)據(jù)得到圖2、圖3。下列敘述不正確的是()A圖1中的自變量是溫度和光照強度B當光照強度大于7時,2 5 與1 5 條件下植物的有機物的合成速率相同C圖2表示在53 5 條件下該
35、植物光飽和點的變化D圖3表示在53 5 條件下該植物呼吸速率的變化 【解析】題圖中CO2的吸收速率指的是凈光合速率,有機物的合成速率應該是凈光合速率加上呼吸速率。當光照強度大于7時,2 5 與1 5 條件下植物的凈光合速率相等,但由于呼吸速率不同,故有機物的合成速率也不相同。 7(2 0 1 6全國卷,3 0 )為了探究生長條件對植物光合作用的影響,某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組,置于人工氣候室中,甲組模擬自然光照,乙組提供低光照,其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時間(T)后,測定兩組植株葉片的光合作用強度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)隨光照強度的變化,光合作用強度隨光照
36、強度的變化趨勢如圖所示?;卮鹣铝袉栴}??枷?多因子變量對光合作用的影響 (1 )據(jù)圖判斷,光照強度低于a時,影響甲組植物光合作用的限制因子是_。(2 )b光照強度下,要使甲組的光合作用強度升高,可以考慮的措施是提高_(填“CO2濃度”或“O2濃度”)。(3 )播種乙組植株產生的種子,得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后,再測定植株葉片的光合作用強度隨光照強度的變化,得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結果能夠得到的初步結論是_。 光照強度CO2濃度乙組光合作用強度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的,而非遺傳物質的改變造成的【解析】(1 )題圖顯示光照強度低于a時,甲組植物的光合作用強度隨光照強
37、度的增加而增加,由此可知光照強度低于a時,影響甲組植物光合作用的限制因子是光照強度。(2 )氧氣濃度主要影響植物的呼吸速率,因此b光照強度下要使甲組的光合作用強度升高,可以考慮的措施是提高CO 2濃度。(3 )依題意可知:導致曲線圖中甲、乙兩組光合作用強度差異的原因是光照強度不同,即甲組模擬自然光照,乙組提供低光照;播種乙組植株產生的種子所得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后,其植株葉片的光合作用強度隨光照強度變化曲線與甲組的相同。據(jù)此能夠得到的初步結論是乙組光合作用強度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的,而非遺傳物質的改變造成的。 考點三光合作用與細胞呼吸的關系(高考熱度:)1光合作用與
38、細胞呼吸的物質與能量的轉化關系 (1 ) 光合作用和有氧呼吸中H、ATP的來源和去路比較項目來源去路 H 光合作用光反應中水的光解作為暗反應階段的還原劑,用于還原C3合成有機物等有氧呼吸第一、二階段產生用于第三階段與氧氣結合產生水,同時釋放大量能量ATP 光合作用在光反應階段合成ATP,其合成所需能量來自色素吸收、轉換的太陽能用于暗反應階段C3還原時的能量之需,以穩(wěn)定的化學能形式儲存在有機物中有氧 呼吸第一、二、三階段均產生,其中第三階段產生最多,能量來自有機物的分解作為能量直接用于各項生命活動 (2 ) 光合作用與細胞呼吸之間的氣體變化下列為葉肉細胞內線粒體與葉綠體之間的氣體變化圖示。圖1表
39、示黑暗中,只進行細胞呼吸;圖2表示細胞呼吸速率光合作用速率;圖3表示細胞呼吸速率光合作用速率;圖4表示細胞呼吸速率光合作用速率。 2密閉容器及自然環(huán)境中植物光合作用曲線的分析(1 )圖1中各點含義及形成原因分析a點:凌晨24時,溫度降低,呼吸作用減弱,CO 2釋放減少。b點:有微弱光照,植物開始進行光合作用。bc段:光合作用小于呼吸作用。c點:上午7時左右,光合作用等于呼吸作用。ce段:光合作用大于呼吸作用。d點:溫度過高,部分氣孔關閉,出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。e點:下午6時左右,光合作用等于呼吸作用。ef段:光合作用小于呼吸作用。fg段:沒有光照,停止光合作用,只進行呼吸作用。 (2 )圖2中各點
40、含義及形成原因分析AB段:無光照,植物只進行呼吸作用。BC段:溫度降低,呼吸作用減弱。CD段:4時后,微弱光照,開始進行光合作用,但光合作用呼吸作用。其中FG段表示“午休”現(xiàn)象。H點:隨光照減弱,光合作用下降,光合作用呼吸作用。HI段:光照繼續(xù)減弱,光合作用呼吸作用,直至光合作用完全停止。 3光合作用、細胞呼吸曲線中關鍵點的移動CO2 (或光)補償點和飽和點的移動方向:一般有左移、右移之分,其中CO2 (或光)補償點是曲線與橫軸的交點,CO2 (或光)飽和點則是最大光合速率對應的CO2濃度(或光照強度),位于橫軸上。(1 )呼吸速率增加,其他條件不變時,CO2 (或光)補償點應右移,反之左移。
41、(2 )呼吸速率基本不變,相關條件的改變使光合速率下降時,CO2 (或光)補償點應右移,反之左移。(3 )陰生植物與陽生植物相比,CO2 (或光)補償點和飽和點都應向左移動。4光合作用與細胞呼吸的相關計算(1 )圖表分析項目表示方法凈光合速率CO 2吸收量、O2釋放量、C6 H1 2 O6積累量真正光合速率CO2固定量、O2產生量、C6 H1 2 O6制造量呼吸速率(遮光條件下測得) CO2釋放量、O2吸收量、C6 H1 2 O6消耗量 (2 )相關計算植物的光合作用與細胞呼吸同時進行時,存在如下關系:光合作用實際產氧量(葉綠體產氧量)實測植物氧氣釋放量細胞呼吸耗氧量。光合作用實際CO2消耗量
42、(葉綠體消耗CO2量)實測植物CO2吸收量細胞呼吸CO2釋放量。光合作用葡萄糖凈生產量(葡萄糖積累量)光合作用實際葡萄糖生產量(葉綠體產生或合成的葡萄糖量)細胞呼吸葡萄糖消耗量。 真題印證(2 0 1 7北京卷,2 )某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關系如圖。據(jù)此,對該植物生理特性理解錯誤的是()A呼吸作用的最適溫度比光合作用的高B凈光合作用的最適溫度約為2 5 C在02 5 范圍內,溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大D適合該植物生長的溫度范圍是1 05 0 D 【解題引導】【解析】本題主要考查影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素以及識圖能力。由圖可知,該植物呼吸作用的最適溫度約為5 5 ,
43、而光合作用的最適溫度約為3 0 ,呼吸作用的最適溫度比光合作用的最適溫度高,A正確;由圖可知,凈光合作用的最適溫度約為2 5 ,B正確;觀察題圖中曲線可知,在02 5 范圍內,總光合速率上升快于呼吸速率,溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大,C正確;凈光合速率大于零時,植物才能生長,溫度為5 0 時,凈光合速率為負值,植物不能生長,D錯誤。 本題常因基礎知識不扎實,弄不清溫度變化對呼吸作用、光合作用的影響應與曲線的斜率有關,造成錯選;不知道應該用上圖4 5 這個關鍵點來解釋高于此溫度,植物無有機物積累,造成錯選。 考向1光合作用與有氧呼吸的內在關系1(2 0 1 7湖南六校聯(lián)盟聯(lián)考,4 )
44、如圖表示光合作用和有氧呼吸過程中C、H、O三種元素的轉移途徑以及能量轉換過程,圖中序號表示相關的生理過程。下列敘述錯誤的是()A在元素轉移途徑中,與、與表示的生理過程相同B在元素轉移途徑中,能在小麥根尖成熟區(qū)細胞中發(fā)生的生理過程有C在有氧呼吸過程中,產生能量最多的過程是和DATP中的能量不僅可以來自光能,也可以來自有機物中的化學能;ATP中的化學能可以轉變?yōu)榛瘜W能而不能轉變?yōu)楣饽蹹 【解析】光合作用中,和表示光反應中水的光解,表示暗反應,表示暗反應中C3的還原;有氧呼吸中,表示第一階段,表示第二階段,表示第一、二階段,和表示第三階段。A正確。在小麥根尖成熟區(qū)細胞中不能進行光合作用,但能進行有氧
45、呼吸,能發(fā)生等生理過程,B正確。在有氧呼吸過程中,產生能量最多的是第三階段,即和,C正確。ATP中的能量可以來自光能(光合作用)或有機物中的化學能(細胞呼吸),也可轉變?yōu)楣饽?生物的發(fā)光)或化學能(物質合成代謝),D錯誤??枷?光合作用與有氧呼吸的內在關系 2綠色植物的光合作用與細胞呼吸之間有密切的聯(lián)系,如圖表示了兩者之間的部分關系。相關分析正確的是()A圖中過程進行的部位是線粒體基質B過程中發(fā)生的能量變化是光能轉變成穩(wěn)定的化學能C過程中能使ADP含量增多的是和D將陽光下正常生長的植物迅速移入暗室,X物質含量增加D【解析】過程(細胞呼吸第一階段)發(fā)生的場所是細胞質基質,A錯誤;過程(光反應)將
46、光能轉化成ATP中活躍的化學能,B錯誤;可表示有氧呼吸第二階段,可產生ATP,ADP含量會減少,C錯誤;將陽光下的植物移入暗室,光照減弱,X物質(C 3 )含量增加,D正確。 考向1光合作用與有氧呼吸的內在關系 3(2 0 1 8陜西榆林二中第三次模擬考試,1 7 )如圖曲線表示在適宜溫度、水分和一定的光照強度下,甲、乙兩種植物葉片的CO2凈吸收速率與CO2濃度的關系。下列分析正確的是()ACO2濃度小于a時,甲不能進行光合作用B適當增加光照強度,a點將左移CCO2濃度為b時,甲、乙總光合作用強度相等D甲、乙光合作用強度隨CO2濃度的增大而不斷增強B考向1光合作用與有氧呼吸的內在關系【解析】圖
47、中a點時甲葉片的CO2凈吸收速率為0,此時光合速率等于呼吸速率,說明 a點之前就已經進行了光合作用,A錯誤;適當增加光照強度,光合速率會加快,a點將向左移動,B正確;CO 2濃度為b時,甲、乙凈光合作用強度相等但呼吸速率不一定相等,所以總光合速率不一定相等,C錯誤;CO2濃度達到飽和點后,光合作用強度不再增加,D錯誤。 4下列為有關環(huán)境因素對植物光合作用影響的關系圖,有關描述錯誤的是()A圖1中,若光照強度適當增強,a點左移,b點右移B圖2中,若CO2濃度適當增大,a點左移,b點右移C圖3中,a點與b點相比,a點時葉綠體中C3含量相對較多D圖4中,當溫度高于2 5 時,光合作用制造的有機物的量
48、開始減少圖1圖2D考向1光合作用與有氧呼吸的內在關系 【解析】圖4中“光照下CO2的吸收量”為植物凈光合量(植物有機積累量),“黑暗中CO2的釋放量”為植物呼吸量,因此當溫度高于2 5 時,植物的凈光合速率開始減少,而不是植物光合作用制造的有機物的量(植物總光合量)開始減少。 考向3光合作用與細胞呼吸的相關計算5(2 0 1 7江蘇南通全真模擬四,4 )某生物興趣小組為探究溫度對某綠色植物光合速率與呼吸速率的影響進行了相關實驗,結果如圖所示。下面說法正確的是()A5 時,光合速率約為呼吸速率的3倍B2 5 時,光合速率最大C3 0 時,增強光照,葉綠體內C3的量會增多D3 5 時,光照一段時間
49、,植物體中干物質量將減少A 【解析】圖中的光照下吸收CO2量表示凈光合速率,黑暗中釋放CO2量表示呼吸速率,凈光合速率(實際)光合速率呼吸速率。在5 時凈光合速率為1 .0 mgh1,呼吸速率為0 .5 mgh1,因此(實際)光合速率為1 .00 .51 .5 (mgh1 ),是呼吸速率的3倍,A正確;同理可計算出1 0 、1 5 、2 0 、2 5 、3 0 、3 5 時的光合速率依次約為2 .5、3 .5、5 .0、6 .0、6 .5、6 .0 mgh1,因此3 0 時光合速率最大,B錯誤;3 0 時,增強光照,光反應產生的H和ATP增多,C3的還原過程加快,葉綠體內C3的量會減少,C錯誤
50、;3 5 時,凈光合速率大于零,因此光照一段時間,植物體中干物質量將增加,D錯誤??枷?光合作用與細胞呼吸的相關計算 6將生長狀況相同的輪藻葉片分成4等份,在不同的溫度下先暗處理1 h,再光照1 h(光照強度相同),測其質量變化,得到如下的數(shù)據(jù)。以下說法錯誤的是()A.輪藻細胞內呼吸酶最適溫度約為2 9 B第三組輪藻光合作用產生的氧氣量最多C第四組輪藻2 h合成的有機物總量為2 mgD四個組中的輪藻光合作用強度都大于呼吸作用強度組別1 2 3 4溫度/ 2 7 2 8 2 9 3 0暗處理后的質量變化/mg1231光照后和暗處理前的質量變化/mg3331C考向3光合作用與細胞呼吸的相關計算 【
51、解析】暗處理后質量變化代表1 h呼吸消耗有機物量,光處理后和暗處理前的質量變化值加2 h的呼吸消耗有機物的量等于光處理1 h合成的有機物總量,故輪藻細胞內呼吸酶的最適溫度約為2 9 ,A正確;第三組輪藻合成有機物總量最多,光合產氧量也最大,B正確;第四組輪藻2 h合成有機物總量為3 mg,C錯誤;四個組中的輪藻的光合作用強度都大于呼吸作用強度,D正確??枷?光合作用與細胞呼吸的相關計算 7(2 0 1 8北京第四中學統(tǒng)練,5 2 )以測定的CO2吸收量與釋放量為指標,研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響,結果如圖所示。下列分析正確的是()A2 5 開始,酶活性降低光合作用下降B光照相同
52、時間,在2 6 條件下植物合成的有機物量最多C光照相同時間,1 5 時光合作用制造的有機物量與2 5 時相等D兩曲線交點表示光合作用制造有機物是呼吸作用消耗有機物的2倍D考向3光合作用與細胞呼吸的相關計算 考向3光合作用與細胞呼吸的相關計算【解析】據(jù)圖分析可知,光照下CO2的吸收量表示凈光合速率,黑暗中CO2的釋放量表示呼吸速率,總光合速率應為光照下CO2吸收量與黑暗中CO2釋放量之和。2 5 開始,隨著溫度的升高,凈光合速率下降,說明酶活性降低限制了光合作用強度,A正確;在2 6 條件下凈光合速率最大即植物積累的有機物的量最多,B正確;1 5 時光合作用制造的有機物(總光合作用)約為1 mg
53、/h 2 .5 mg/h 3 .5 (mg/h),2 5 時光合作用制造的有機物約為3 .7 mg/h2 .3 mg/h6 .0 0 (mg/h),C錯誤;圖中兩曲線的交點應表示光合作用積累的與呼吸作用消耗的有機物的量相等,即光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的2倍,D正確。 考點四綠葉中色素的提取與分離(實驗)(高考熱度:)1注意事項及原因分析過程注意事項操作目的提取色素(1 )選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高(2 )研磨時加無水乙醇溶解色素(3 )加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素(4 )迅速、充分研磨防止乙醇過度揮發(fā),充分溶解色素(5 )盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇
54、揮發(fā)和色素氧化 分離色素(1 )濾紙預先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散(2 )濾液細線要直、細、勻使分離出的色素帶平整不重疊(3 )濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明(4 )濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中 2 .葉綠體中色素的提取和分離實驗異?,F(xiàn)象分析(1 )收集到的濾液綠色過淺的原因分析未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉,濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無水乙醇,提取濃度太低(正確做法:分次加入少量無水乙醇提取色素)。未加碳酸鈣或加入過少,色素分子被破壞。(2 )濾紙條上色素帶重疊濾紙條上的濾液細線接觸到層析液。(3 )濾紙條上看不
55、到色素帶忘記畫濾液細線。濾液細線接觸到層析液,且時間較長,色素全部溶解到層析液中。(4 )濾紙條上只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素的色素帶。忘記加碳酸鈣導致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。 真題印證(2 0 1 6江蘇卷,1 7 )下列用鮮菠菜進行色素提取、分離實驗的敘述,正確的是()A應該在研磨葉片后立即加入CaCO3,防止酸破壞葉綠素B即使菜葉剪碎不夠充分,也可以提取出4種光合色素C為獲得1 0 mL提取液,研磨時一次性加入1 0 mL乙醇研磨效果最好D層析完畢后應迅速記錄結果,否則葉綠素條帶會很快隨溶劑揮發(fā)消失B【解析】應該在研磨葉片前加入碳酸鈣,A錯誤;即使菜葉剪碎不夠充分,葉綠體色素也可以溶
56、解在無水乙醇中進而提取光合色素,B正確;鮮菠菜中含有較多水分,因此不能為獲得1 0 mL提取液而一次性加入1 0 mL乙醇,C錯誤;層析完畢后,葉綠素條帶不會隨 溶劑揮發(fā)而消失, D錯誤。 1(2 0 1 7江蘇鎮(zhèn)江一模,5 )某同學在進行光合色素的提取和分離實驗時,取一圓形濾紙,在濾紙中央滴一滴色素提取液,再滴一滴層析液,將會得到近似同心的四個色素環(huán)。下列說法錯誤的是()A通常提取液呈現(xiàn)綠色是因為葉片中葉綠素含量比類胡蘿卜素高B色素能彼此分離是因為不同色素在層析液中的溶解度不同C最外側兩圈色素環(huán)的色素主要吸收藍紫光D若提取液取自缺鎂葉片,最外側兩圈色素環(huán)顏色較淡D【解析】提取液呈現(xiàn)綠色是因為
57、葉片中葉綠素的含量比類胡蘿卜素高,A正確;色素能夠在濾紙上彼此分離的原因是色素在層析液中的溶解度不同,B正確;最外側兩圈色素環(huán)的色素為葉黃素和胡蘿卜素,主要吸收藍紫光,C正確;如果葉片取自缺鎂葉片,最內側兩圈色素環(huán)顏色較淡,D錯誤。 2(2 0 1 8安徽明光中學階段性考試,6 )在做“葉綠體中色素提取和分離”實驗時,某同學發(fā)現(xiàn)濾紙條上層析出的四條色素帶的顏色都較淺,分析其中的原因不正確的是()A提取色素時忘了加少量的二氧化硅B提取色素時加的無水乙醇量偏多C所用材料不新鮮,放置時間過久D畫濾液細線時沒有重復畫12次C【解析】提取色素時忘了加少量的二氧化硅,會使研磨不充分,色素提取量少;提取色素
58、時加的無水乙醇量偏多,會使色素提取液濃度偏低;畫濾液細線時沒有重復畫23次,會使濾液細線中色素含量較低。上述三者均會使濾紙條上層析出的四條色素帶的顏色較淺。所用材料不新鮮,放置時間過久,會使葉綠素分解,導致葉綠素 帶較淺。選C。 3某生物興趣小組想探究蔬菜不同葉片在葉綠素含量上的區(qū)別,選擇了新鮮菠菜的“綠葉”“嫩黃葉”,做“綠葉中色素的提取和分離”實驗。實驗結果如圖所示,下列判斷正確的是()選項組別濾紙條編號判斷依據(jù)A綠葉組甲葉綠素a帶和葉綠素b帶較寬B嫩黃葉組甲葉綠素a帶和葉綠素b帶較寬C綠葉組乙從上到下的第一和第二條帶較窄D嫩黃葉組乙從上到下的第一和第二條帶較窄A【解析】綠葉較嫩黃葉含有更
59、多的葉綠素a和葉綠素b。在濾紙條上,從上往下的第三和第四條帶分別代表葉綠素a和葉綠素b,綠葉組中葉綠素a和葉綠素b兩條色素帶更寬。 五法測定與光合速率有關的實驗模型技法必備1“裝置圖法”測定光合速率(1 )測定裝置(2 )測定凈光合速率a裝置燒杯中放入適宜濃度的CO 2緩沖液,用于保證容器內CO2濃度恒定,滿足光合作用需求。b必須給予較強光照處理,且溫度適宜。c紅色液滴向右移動(單位時間內右移距離代表凈光合速率)。 2“黑白瓶法”測定光合速率與呼吸速率黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶,其中只有呼吸作用,而白瓶中既能進行光合作用又能進行呼吸作用,所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為呼吸作用強度值,用白瓶(有
60、光照的一組)測得的為表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。3“半葉法”測光合作用有機物的生產量將葉片一半遮光,一半曝光,遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表呼吸作用強度值,曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者可計算出真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理,以防止有機物向另一半運輸。4“葉片上浮法”探究影響光合作用的因素利用“真空滲入法”排除葉肉細胞間隙的空氣,充以水分,使葉片沉于水中。在光合作用過程中,植物吸收CO 2放出O2,由于O2在水中溶解度很小而在細胞間積累,結果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內上浮葉片
61、數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短),即能比較光合作用的強弱。 5“梯度法”探究影響光合作用的因素用一系列不同光照強度、溫度或CO2濃度的裝置,可探究光照強度、溫度或CO2濃度對光合作用強度的影響?!咎貏e提醒】(1 )注意變量的控制手段。如光照強度的大小可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡,但與植物的距離不同)進行控制,不同溫度可用不同的恒溫裝置控制,CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液調節(jié)。(2 )不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進行對照實驗,而應該用一系列裝置進行相互對照。(3 )無論哪種裝置,在光下測得的數(shù)值均為“凈光合作用強度值”。 典例印證(2 0 1 7江蘇南京、鹽
62、城二模,2 7 )圖1為在水分充足的白天,測得的某植物幼苗的光合速率、蒸騰作用強度和氣孔導度(氣孔導度越大,氣孔開放程度越大)的日變化趨勢曲線;圖2是某興趣小組取株高、生理狀態(tài)等相近的該種植物若干,分別放在密閉的玻璃容器內進行的實驗示意圖。CO2傳感器用于測量裝置內CO2的含量已知。請回答下列問題。 圖1圖2 (1 )據(jù)圖1分析直接導致蒸騰速率變化的生理指標是_。某同學推測導致1 2:0 0光合速率降低的環(huán)境因素是CO2濃度下降,你認為他的判斷是否正確?_。理由是_。(2 )已知藥物AMI可以明顯減小氣孔導度,有利于植物度過干旱環(huán)境,但使用AMI同時會直接影響光合作用的_階段。(3 )圖2實驗
63、中對光照強度的控制可通過調節(jié)燈泡的亮度來實現(xiàn),也可通過調節(jié)_來實現(xiàn),裝置中熱屏障的作用是_。(4 )如表為圖2實驗中的相關數(shù)據(jù),序號27所對應的實驗前后CO 2濃度的變化值表示的生理指標是1 2 h內_,在第_組所對應的光照強度下,給植物以光下和黑暗各1 2 h處理后裝置中的CO2濃度保持不變。 氣孔導度不正確1 2:0 0時氣孔導度最大暗反應燈泡與熱屏障(或玻璃罩)之間的距離防止光照改變密閉容器中的溫度,從而改變光合作用強度植物的凈光合作用量(吸收的CO 2量)3 序號溫度/光照強度/%開始時CO2濃度/% 1 2 h后CO2濃度/%植物葉片數(shù)1 2 5 0 0 .3 5 0 0 .3 6
64、8 52 2 5 1 0 0 .3 5 0 0 .3 5 0 53 2 5 2 0 0 .3 5 0 0 .3 3 2 54 2 5 4 0 0 .3 5 0 0 .2 8 9 55 2 5 6 0 0 .3 5 0 0 .2 8 2 56 2 5 8 0 0 .3 5 0 0 .2 8 0 57 2 5 9 5 0 .3 5 0 0 .2 7 9 5 【解題引導】根據(jù)題干信息正確審題根據(jù)題意和圖1分析可知:在1 0:0 0左右,光合速率相對量最大,但是在1 2:0 0時出現(xiàn)低谷,正常情況下這可能是由于氣孔關閉導致的,但是此時的氣孔導度最大,因此可排除二氧化碳的影響。蒸騰作用和氣孔導度均在1
65、2:0 0時達到最高點,從圖中可看出,這兩條曲線存在著一定的平行關系。分析表格:表中對應的數(shù)據(jù)表明這幾個實驗組溫度和CO2量是相同的,不同的是光照強度,所以光照強度是自變量,溫度是無關變量?!窘馕觥?1 )氣孔導度的大小直接引起蒸騰速率大小的變化,并且曲線中氣孔導度和蒸騰速率錯時同步,即直接導致蒸騰速率變化的生理指標是氣孔導度。從曲線中可看出,1 2:0 0時氣孔導度最大,因此導致1 2:0 0光合速率降低的環(huán)境因素不是CO2濃度下降。(2 )藥物AMI可以明顯減小氣孔導度,有利于植物度過干旱環(huán)境,但同時使植物吸收CO2減少,CO2是暗反應的原料,即使用AMI會直接影響光合作用的暗反應階段。(
66、3 )圖2實驗中對光照強度的控制可通過調節(jié)燈泡的亮度來實現(xiàn),也可通過調節(jié)燈泡與熱屏障(或玻璃罩)之間的距離來實現(xiàn),裝置中熱屏障的作用是防止光照改變密閉容器中的溫度,從而改變光合作用強度。(4 )由于植物同時進行光合作用和呼吸作用,序號27所對應的實驗前后CO2濃度的變化值表示的生理指標是1 2 h內植物的凈光合作用量(吸收的CO2量)。光照強度為0時,只進行呼吸作用,因此1 2小時的呼吸作用量為0 .3 6 80 .3 5 00 .0 1 8,結合第3組數(shù)據(jù)可知,該組的凈光合作用量也為0 .0 1 8,即在第3組所對應的光照強度下,給植物以光下和黑暗各1 2 h處理后裝置中的CO2濃度保持不變。 1(2 0 1 8屆河南漯河市第三次模擬考試,6 )圖1為研究光合作用的實驗裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個葉圓片,再用氣泵抽出氣體直至葉片沉入水底,然后將等量的葉圓片轉至不同濃度的NaHCO3溶液中,給予一定的光照,測量每個培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時間(見圖2 ),以研究光合作用速率與NaHCO3溶液濃度的關系。下列有關分析正確的是()A在AB段,隨著NaHCO3溶液濃度的增
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