2020版高考生物 第四單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用 第8講 光能的捕獲和利用學(xué)案 中圖版必修1

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1、第8講　光能的捕獲和利用 考綱考情——知考向 核心素養(yǎng)——提考能 最新考綱 1.光合作用的基本過程(Ⅱ) 2.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取與分離 生命觀念 通過比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)及它們之間的關(guān)系，建立對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn) 近三年 考情 2018全國卷Ⅰ(30)、2018全國卷Ⅱ(30)、 2018全國卷Ⅲ(30)、2017全國卷Ⅰ(30)、 2016全國卷Ⅰ(30) 科學(xué)思維 理解C3、C5等物質(zhì)變化和光合作用的相關(guān)曲線 科學(xué)探究 探究光照強(qiáng)度、CO2濃度等對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響 考點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)：葉綠體中色素的提取和分離 1.色素的提取與分離 (1)實(shí)驗(yàn)原理 (

2、2)實(shí)驗(yàn)流程 2.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能 (1)結(jié)構(gòu)模式圖 3.色素的種類與吸收光譜 (1)分布：葉綠體類囊體薄膜上。 (2)功能：吸收、傳遞(四種色素)和轉(zhuǎn)換光能(只有少量葉綠素a)。 由圖可以看出： ①葉綠體中的色素只吸收可見光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。 ②葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大。 1.進(jìn)行色素提取時(shí)濾紙條上的濾液細(xì)線為何不能被層析液沒及？ 提示　層析液為脂溶性有機(jī)溶劑，倘若層析液沒及濾液細(xì)線，則會(huì)使濾紙條上色素溶解于層析液中，從而導(dǎo)致濾紙條上無色素帶。 2.提取葉綠體中的色素，也可用下圖所示的方法：即在圓

3、心處滴加適量濾液，待干燥后再滴加適量層析液進(jìn)行層析，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)不同顏色的4個(gè)同心圓，則①～④依次對(duì)應(yīng)哪種色素及顏色？ 提示?、佟}卜素(橙黃色)　②——葉黃素(黃色)?、邸~綠素a(藍(lán)綠色)　④——葉綠素b(黃綠色)。 　結(jié)合色素的提取與分離，考查科學(xué)思維和科學(xué)探究能力 1.(2016·全國卷Ⅱ，4)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中 B.構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C.通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 解析　

4、葉綠體中的色素能夠溶解在包括無水乙醇在內(nèi)的有機(jī)溶劑中，A正確；葉綠素分子中含有鎂元素，可以離子狀態(tài)由植物的根從土壤中吸收，進(jìn)而參與葉綠素的合成，B正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，可見光不包括紅外光和紫外光，C錯(cuò)誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長的植物幼苗，因沒有光照而導(dǎo)致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來，因而葉片呈黃色，D正確。 答案　C 2.(2019·焦作市新高三入學(xué)檢測(cè))遷移率(Rf)是用紙層析法分離混合色素中各種成分的重要指標(biāo)，也可用于各色素的鑒定，遷移率＝色素移動(dòng)距離/溶劑移動(dòng)距離。下表是葉綠體中色素層析結(jié)果(部分?jǐn)?shù)據(jù))。相關(guān)敘述正確的是(　　) 葉綠

5、體中色素層析結(jié)果(部分?jǐn)?shù)據(jù)) 項(xiàng)目 溶劑移動(dòng)距離 色素1移動(dòng)距離 色素2移動(dòng)距離 色素3移動(dòng)距離 色素4移動(dòng)距離 實(shí)驗(yàn)組1 7.8 1.9 實(shí)驗(yàn)組2 8.2 1.5 實(shí)驗(yàn)組3 8.0 1.4 平均移動(dòng)距離 8.0 7.6 0.8 遷移率 0.95 0.53 0.10 A.可用無水乙醇、丙酮、石油醚等的混合試劑對(duì)色素進(jìn)行分離 B.色素3的遷移率為0.2，若植物體缺Mg2＋，其含量會(huì)減少 C.在層析液中的溶解度最大的是色素1，在濾紙條上擴(kuò)散速度最快的是色素4 D.可用根尖細(xì)胞作為該實(shí)驗(yàn)的材料

6、 解析　無水乙醇和丙酮是提取色素使用的試劑，應(yīng)用層析液分離色素，A錯(cuò)誤；根據(jù)色素3的實(shí)驗(yàn)組1、2、3三組數(shù)據(jù)可求出平均移動(dòng)距離為1.6，即Rf為0.2。根據(jù)Rf的大小可知，色素1是胡蘿卜素，色素2是葉黃素，色素3是葉綠素a，色素4是葉綠素b，鎂是合成葉綠素的原料，缺鎂時(shí)葉綠素的含量會(huì)減少，B正確；溶解度越高，隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散速度越快，即胡蘿卜素的溶解度最高，擴(kuò)散速度最快，C錯(cuò)誤；根尖細(xì)胞沒有葉綠體，因此不含有進(jìn)行光合作用的色素，不能用來作為提取和分離色素的實(shí)驗(yàn)材料，D錯(cuò)誤。 答案　B 色素提取分離四個(gè)常見異?，F(xiàn)象原因分析 1.濾液綠色過淺的原因 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨

7、不充分； ②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少； ③一次加入大量的無水乙醇，提取液濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇)； ④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞 2.濾紙條色素帶重疊的原因 ①濾液細(xì)線不直；②濾液細(xì)線過粗。 3.濾紙條無色素帶的原因 ①忘記畫濾液細(xì)線； ②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)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、葉黃素色素帶的原因 ①忘記加CaCO3，導(dǎo)致葉綠素被破壞； ②所用葉片為黃葉?！　　? 　圍繞捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)，考查科學(xué)思維能力 3.(2017·全國卷Ⅲ，3)植物光合作用的作用光譜是通過測(cè)量光合

8、作用對(duì)不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成 B.葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長光的吸收值來繪制 C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D.葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 解析　類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，不吸收紅光，所以在藍(lán)紫光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成，A錯(cuò)誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，其吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長光的吸收值來繪制，B正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長的變化均可表示光合作用的

9、作用光譜，C正確；根據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知，葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D正確。 答案　A 4.(2019·山東濰坊模擬)葉綠體中的類囊體有兩種：基粒類囊體和基質(zhì)類囊體(如下圖)，基質(zhì)類囊體能將單個(gè)基粒類囊體連接起來。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A.葉綠體中的色素主要分布于類囊體腔內(nèi) B.H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)類囊體上 C.CO2的固定過程發(fā)生在基粒類囊體上 D.在類囊體上含有與光反應(yīng)有關(guān)的酶和色素 解析　葉綠體中的色素分布于類囊體薄膜上，A錯(cuò)誤；H2O的光解在兩種類囊體上都能發(fā)生，因?yàn)轭惸殷w上

10、含有與光反應(yīng)有關(guān)的酶和色素，B錯(cuò)誤，D正確；CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，C錯(cuò)誤。 答案　D 影響葉綠素合成的三大因素 　　　 考點(diǎn)二　光合作用的探究歷程與光合作用的過程 1.光合作用的探究歷程(連線) 答案　①—A—b?、凇狢—a?、邸狤—f　④—D—c?、荨狥——e　⑥—B—d?、摺狦—g 如圖1、2、3所示為光合作用探索歷程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析及拓展(圖1中葉片黃白色部分不含葉綠體)請(qǐng)思考： (1)圖1中a～e可構(gòu)成哪些對(duì)照組？其驗(yàn)證的結(jié)論分別是什么？進(jìn)行圖1所示實(shí)驗(yàn)應(yīng)事先對(duì)葉片作何處理，目的是什么？ (2)圖2所示實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了何種技術(shù)？可得出何種推

11、論？ (3)圖3所示實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)材料的選取上有什么巧妙之處？該實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境有何特殊要求？其目的是什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)果怎樣？可得出何種結(jié)論？ 提示　(1)圖1中b和c部位都是綠色葉片，即都含有葉綠體，二者的區(qū)別在于有無光照，通過對(duì)比可以說明光合作用需要光照；a和b部位都有光照，二者的區(qū)別在于有無葉綠體，通過對(duì)照可以說明光合作用需要葉綠體；進(jìn)行圖1所示實(shí)驗(yàn)應(yīng)事先將植株置于暗處作饑餓處理，以排除原有淀粉對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。 (2)圖2所示實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù)，該對(duì)比實(shí)驗(yàn)說明光合作用產(chǎn)生的O2來源于H2O，而不是來自CO2。 (3)圖3實(shí)驗(yàn)選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧

12、細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。該實(shí)驗(yàn)要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行以排除氧氣和極細(xì)光束外的其他光的干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是好氧細(xì)菌分布于葉綠體被光束照射的部位，由此證明葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，氧氣是由葉綠體釋放出來的。 2.光合作用的過程 (1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成。 (2)光合作用反應(yīng)式及元素去向分析： ①O：HOO C18O2C3(CHO)＋HO ②C：14CO214C3(14CH2O) ③H：H2O→[H]→(CH2O)＋H2O [巧學(xué)助記]　光合作用過程的“一、二、三、

13、四” 3.環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析 (1)“過程法”分析各物質(zhì)變化 下圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化： (2)“模型法”表示C3和C5的含量變化 ■助學(xué)巧記 　結(jié)合光合作用的探究歷程，考查科學(xué)探究能力 1.(2019·安陽市新高三定位考試)下列有關(guān)探究光合作用過程實(shí)驗(yàn)的描述 ，正確的是(　　) A.將充分暗處理后的綠葉一半遮光，光照一段時(shí)間，遮光部分遇碘變藍(lán) B.載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片，用透過三棱鏡的光照射一段時(shí)間，綠光區(qū)域聚集的好氧細(xì)

14、菌最多 C.向綠色植物提供HO和CO2，光照一段時(shí)間，釋放的氣體為18O2 D.向小球藻提供14CO2，光照一段時(shí)間，14C5化合物先于14C3化合物出現(xiàn) 解析　將充分暗處理后的綠葉一半遮光，光照一段時(shí)間，光照部分遇碘變藍(lán)，A錯(cuò)誤；載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片，用透過三棱鏡的光照射一段時(shí)間，紅光和藍(lán)紫光區(qū)域聚集的好氧細(xì)菌最多，B錯(cuò)誤；魯賓和卡門利用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，使它們分別成為HO和C18O2，然后進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)：第一組向植物提供H2O和C18O2；第二組向同種植物提供HO和CO2。在其他條件都相同的情況下，他們分析了兩組實(shí)驗(yàn)釋放的氧氣。結(jié)果表明，第一組釋放的氧氣全部是O2；

15、第二組釋放的氧氣全部是18O2。這一實(shí)驗(yàn)有力地證明光合作用釋放的氧氣來自水，C正確；向小球藻提供14CO2，光照一段時(shí)間，14C5化合物后于14C3化合物出現(xiàn)，D錯(cuò)誤。 答案　C 2.(2019·長郡中學(xué)新高三實(shí)驗(yàn)班選拔考試)銀邊天竺葵葉片的邊緣呈白色，中間呈綠色(如圖所示)。不考慮葉片中光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移，請(qǐng)以銀邊天竺葵的葉片為材料，設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，簡(jiǎn)要寫出(1)實(shí)驗(yàn)思路，(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果即可。 解析　為了排除葉片內(nèi)原來所含有的淀粉對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，應(yīng)先將葉片置于暗處一段時(shí)間進(jìn)行“饑餓”處理，以消耗原來積累的淀粉；然后將葉片置于光照下一段時(shí)間，最后分別檢測(cè)白

16、色部分和綠色部分中是否有淀粉生成。綠色部分含有葉綠體，而白色部分不含葉綠體，因此，在光照下應(yīng)只有綠色部分生成淀粉。 答案　(1)實(shí)驗(yàn)思路： 先把葉片在暗處放置一段時(shí)間，然后再將其置于光下一段時(shí)間，最后用碘液分別檢測(cè)白色部分和綠色部分中是否有淀粉生成 (2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 葉片白色部分不變藍(lán)，沒有淀粉生成，綠色部分變藍(lán)，有淀粉生成。 　圍繞光合作用過程的分析，考查科學(xué)思維能力 3.(2018·北京卷，3)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。該反應(yīng)過程中(　　) A.需要ATP提供能量 B.DCIP被

17、氧化 C.不需要光合色素參與 D.會(huì)產(chǎn)生氧氣 解析　光合作用中的光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，釋放出氧氣和形成[H]，另一方面在有關(guān)酶的催化作用下，促使ADP與Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成ATP，D正確，A、C錯(cuò)誤；結(jié)合題干信息，加入氧化還原指示劑DCIP后，DCIP會(huì)被[H]還原，B錯(cuò)誤。 答案　D 4.(2019·廣東省中山市調(diào)研)如圖所示為葉肉細(xì)胞中葉綠體進(jìn)行光合作用的過程，A、B代表物質(zhì)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.葉綠體能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中 B.①上產(chǎn)生的B物質(zhì)移動(dòng)到②參與C3的還原 C.②中產(chǎn)生的NADP＋移動(dòng)到①上參與水的

18、光解 D.①上產(chǎn)生的A物質(zhì)可用于CO2的固定和C3的還原 解析　光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，葉綠體通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中，A正確；①類囊體膜上產(chǎn)生的B物質(zhì)[H]移動(dòng)到②葉綠體基質(zhì)中，參與C3的還原，形成糖類等有機(jī)物，B正確；②葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)生的NADP＋移動(dòng)到①類囊體膜上參與水的光解，C正確；①類囊體膜上產(chǎn)生的A物質(zhì)ATP可用于C3的還原，而CO2的固定不需要消耗能量，D錯(cuò)誤。 答案　D 突破光合作用過程的4個(gè)誤區(qū) (1)綠色植物中參與光合作用的色素只存在于葉綠體類囊體薄膜上，液泡中的色素不參與光合作用。 (2)綠色植物中參與光合作用的酶存在于葉綠體類囊體薄膜

19、上和葉綠體基質(zhì)中。 (3)不要認(rèn)為暗反應(yīng)不需要光。光合作用的過程可以分為兩個(gè)階段，即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。前者在光下才能進(jìn)行，并在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)；后者在有光、無光的條件下都可以進(jìn)行，但需要光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]和ATP，因此在無光條件下不可以長期進(jìn)行。 (4)葉綠體并不是進(jìn)行光合作用的必要場(chǎng)所：進(jìn)行光合作用的細(xì)胞不一定含葉綠體，如藍(lán)藻、光合細(xì)菌能進(jìn)行光合作用，但沒有葉綠體?！　　? 　圍繞條件驟變時(shí)對(duì)葉綠體中物質(zhì)含量的影響，考查科學(xué)思維的能力 5.(2019·長春市質(zhì)檢)光合作用通過密切關(guān)聯(lián)的兩大階段——光反應(yīng)和暗反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于改變反應(yīng)條件而引起的變化，說法正確的是(　　)

20、A.突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3比值減小 B.突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP比值增加 C.突然將紅光改變?yōu)榫G光會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C3/C5比值減小 D.突然將綠光改變?yōu)榧t光會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP比值減小 解析　突然中斷CO2供應(yīng)導(dǎo)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(cuò)誤；突然中斷CO2供應(yīng)使C3含量減少，進(jìn)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(jìn)而使C3含量增多、C5含量減少，C錯(cuò)誤；突然將綠光改變?yōu)榧t光后光能

21、利用率提高，ATP和[H]含量增加，ATP/ADP比值增加，D錯(cuò)誤。 答案　B 考點(diǎn)三　影響光合作用的因素及應(yīng)用 1.內(nèi)部因素 (1)植物自身的遺傳特性(如植物品種不同)以陰生植物、陽生植物為例，如圖所示。 (2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶 2.外部因素 (1)單因子變量對(duì)光合作用影響的曲線分析 ①光照強(qiáng)度 ②CO2濃度 ③溫度 ④水分和礦質(zhì)元素 (2)多因子對(duì)光合速率的影響 　單因子對(duì)光合作用的影響 1.(2018·全國卷Ⅰ，30)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示。回答下列問題： (1)當(dāng)光照強(qiáng)

22、度大于A時(shí)，甲、乙兩種植物中，對(duì)光能的利用率較高的植物是________。 (2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據(jù)是________。 (3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是________。 (4)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。 解析　(1)由題圖可知，乙的光飽和點(diǎn)及光補(bǔ)償點(diǎn)都比甲低，因此甲、乙兩種植物在光照強(qiáng)度較低時(shí)乙更具有生長優(yōu)勢(shì)。當(dāng)光照強(qiáng)度大于A時(shí)，甲種植物光合作用強(qiáng)度高于乙種植物，因此甲種植物對(duì)光能的利用

23、率較高。(2)根據(jù)曲線圖可知，甲種植物的光飽和點(diǎn)較高，對(duì)光照的需求大。當(dāng)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，甲種植物凈光合速率下降幅度較大。(3)乙種植物的光補(bǔ)償點(diǎn)較低，所以更適合在光照較弱的林下種植。(4)夏日晴天中午溫度過高，氣孔部分關(guān)閉，因此進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2不足，葉片的光合速率明顯下降。 答案　(1)甲　(2)甲　光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大 (3)乙　(4)CO2 2.(2019·天一大聯(lián)考)溫度是影響植物光合作用的一個(gè)重要的外部因素。在一定溫度范圍內(nèi)

24、，隨著溫度的變化，植物的光合速率呈“鐘形”曲線(如圖所示)。據(jù)圖回答下列相關(guān)問題： (1)溫度主要通過影響光合作用的________階段來影響光合速率。據(jù)圖可知，影響光合作用的溫度應(yīng)該存在三個(gè)重要的基點(diǎn)，即最低溫度、最適溫度和最高溫度，超過最適溫度，光合速率下降的主要原因是___________________________________________________________________。 (2)據(jù)圖可知，影響光合作用的另一個(gè)外部因素是________。對(duì)圖中兩條光合速率曲線進(jìn)行比較，可以得出的結(jié)論是________________________。所以大田種植時(shí)，在

25、光照充足、溫度適宜的情況下，可以采取________的措施提高光合速率。 (3)炎熱的夏季，某些多肉植物在一段時(shí)期內(nèi)幾乎停止生長，處于“休眠”期，據(jù)圖推測(cè)，可能的原因是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)水是植物生長不可缺少的物質(zhì)。深夜時(shí)我們把一盆綠色植物放在透明玻璃鐘罩內(nèi)，給它提供一定量的18O2，第二天再把該裝置放在陽光下，夜晚在根系的有機(jī)物中

26、檢測(cè)到了放射性物質(zhì)，請(qǐng)用簡(jiǎn)單的文字或箭頭加簡(jiǎn)單文字的方式說明原因。_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 解析　(1)由題干可知，在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的變化，植物的光合速率呈“鐘形”，表示有起點(diǎn)、終點(diǎn)和最高點(diǎn)，相對(duì)于溫度而言，對(duì)應(yīng)著“最低”“最高”和“最適”溫度。溫度會(huì)影響酶的活性，因而主要影響光合作用的暗反應(yīng)階段，超過最適溫度，光合速率下降的原因

27、主要是(與光合作用有關(guān)的)酶的活性下降。(2)一定范圍內(nèi)，提高CO2濃度能提高光合速率，但是大田種植面積大，最好的提高光合速率的辦法就是增施農(nóng)家肥，既能提供一定量的CO2，還能補(bǔ)充無機(jī)鹽。(3)植物通過光合作用合成有機(jī)物，同時(shí)也要不斷呼吸消耗有機(jī)物，只有凈光合作用大于零時(shí)，植物才會(huì)生長。所以夏季溫度過高，植物休眠，說明其光合作用減弱，凈光合作用為零。(4)植物體是一個(gè)統(tǒng)一的整體，植物細(xì)胞在有氧呼吸的第三階段消耗了18O2，產(chǎn)生了HO；這些HO再用于有氧呼吸的第二階段，于是HO中的氧元素轉(zhuǎn)移到C18O2中；在光下，植物葉片利用C18O2進(jìn)行光合作用，C18O2中的氧元素轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中，然后這些有

28、機(jī)物由莖運(yùn)輸?shù)礁? 答案　(1)暗反應(yīng)　(與光合作用有關(guān)的)酶的活性下降 (2)CO2濃度　一定范圍內(nèi)，提高CO2濃度能提高光合速率　增施農(nóng)家肥(或增加CO2濃度，答案合理即可) (3)溫度過高，導(dǎo)致光合速率下降，光合作用減弱，凈光合作用為零 (4)植物細(xì)胞在有氧呼吸的第三階段消耗了18O2，產(chǎn)生了HO；這些HO再用于有氧呼吸的第二階段，于是HO中的氧元素轉(zhuǎn)移到C18O2中；在光下植物葉片利用C18O2進(jìn)行光合作用，C18O2中的氧元素轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中，然后這些有機(jī)物由莖運(yùn)輸?shù)礁?或18O2＋[H]HOC18O2有機(jī)物中18O根) 　結(jié)合多因素對(duì)光合作用的影響，考查綜合分析問題能力

29、3.(2014·全國卷Ⅱ，29)某植物凈光合速率的變化趨勢(shì)如圖所示。 據(jù)圖回答下列問題： (1)當(dāng)CO2濃度為A時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在A～B之間時(shí)，曲線________表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。 (2)CO2濃度大于C時(shí)，曲線b和c所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素是________________________________________________________ _________________________________________________________________。

30、(3)當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于A時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量________(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測(cè)，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)該同時(shí)考慮____________這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。 [慧眼識(shí)圖　獲取信息] 答案　(1)0　a、b、c　(2)光強(qiáng)　(3)大于　(4)光強(qiáng) 　結(jié)合教材實(shí)驗(yàn)拓展，考查科學(xué)探究能力 4.(2018·河南頂級(jí)名?？记白詈笠痪?為探究氮元素對(duì)小麥植株成熟葉片光合速率的影響，一科技小組在外界環(huán)境因素適宜的條件下測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示(假設(shè)

31、不同實(shí)驗(yàn)組中小麥植株的呼吸速率相同)。請(qǐng)回答下列問題： 氮素水平/ (mmol·L－1) 5(低氮) 10 (中氮) 15(中高氮) 20(高氮) 葉綠素含量/ (μg·cm－2) 86 99 103 103 凈光合速率/ (O2μmol·m2·s－1) 19.4 20.7 21.4 22.0 (1)實(shí)驗(yàn)中光照強(qiáng)度和CO2濃度屬于________，故需要保持相同且適宜；實(shí)驗(yàn)中各組需要測(cè)量多株小麥并進(jìn)行多次測(cè)定，其目的是____________________________________________________________________。 (2

32、)從表格分析可知，低氮條件下小麥植株凈光合速率較低，其機(jī)理為：①缺乏氮元素，影響葉綠素含量和葉綠體膜的形成；②缺乏氮元素，影響________的合成，進(jìn)而影響光合作用中的能量轉(zhuǎn)化；③缺乏氮元素會(huì)影響合成與光合作用有關(guān)的酶及________的合成進(jìn)而影響葉綠體內(nèi)遺傳信息傳遞。 (3)實(shí)驗(yàn)中若要測(cè)定各組實(shí)驗(yàn)條件下小麥植株的總光合速率，還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)為____________________________________________________________________。 (4)為增加小麥產(chǎn)量，給小麥植株增施氮肥時(shí)，施肥濃度過大會(huì)引起小麥植株萎蔫甚至死亡，其原因是________

33、__________________________________________ ____________________________________________________________________。 解析　(1)實(shí)驗(yàn)中光照強(qiáng)度和CO2濃度均適宜，屬于無關(guān)變量；實(shí)驗(yàn)中各組需要測(cè)量多株小麥并進(jìn)行多次測(cè)定，其目的是排除偶然誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。(2)缺乏氮元素會(huì)降低光合速率，主要原因有：①缺乏氮元素，影響葉綠素含量和葉綠體膜的形成；②缺乏氮元素，影響ATP和NADPH的合成，進(jìn)而影響光合作用中的能量轉(zhuǎn)化；③缺乏氮元素會(huì)影響合成與光合作用有關(guān)的酶及DNA與RNA的合成。(

34、3)總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，實(shí)驗(yàn)中若要測(cè)定各組實(shí)驗(yàn)條件下小麥植株的總光合速率，還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)為在黑暗條件下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)出各組實(shí)驗(yàn)條件下的細(xì)胞呼吸速率。(4)給小麥植株增施氮肥時(shí)，施肥濃度過大會(huì)引起小麥植株萎蔫甚至死亡，原因是土壤中氮肥濃度過大使小麥根細(xì)胞滲透失水而影響正常的生理活動(dòng)。 答案　(1)無關(guān)變量　排除偶然誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響　(2)ATP和NADPH　DNA與RNA (3)在黑暗條件下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)出各組實(shí)驗(yàn)條件下的細(xì)胞呼吸速率 (4)土壤中氮肥濃度過大使小麥根細(xì)胞滲透失水而影響正常的生理活動(dòng) 澄清易錯(cuò)易混·強(qiáng)化科學(xué)思維 [易錯(cuò)易混] 易錯(cuò)點(diǎn)1　混淆塑料大

35、棚中“塑料顏色”與“補(bǔ)光類型”的選擇 點(diǎn)撥　為提高光能利用率，塑料大棚栽培時(shí)常選擇“無色塑料”以便透過各色光。然而，為避免白熾燈光中黃、綠光利用率較低，陰天或夜間給溫室大棚“人工補(bǔ)光”時(shí)，則宜選擇植物吸收利用效率最高的“紅光或藍(lán)紫光”燈泡。 易錯(cuò)點(diǎn)2　同一植物光照時(shí)間相等光合產(chǎn)量不一定相等 點(diǎn)撥　若同一植物處于兩種不同情況下進(jìn)行光合作用。甲：一直光照10分鐘(暗反應(yīng)時(shí)間為10分鐘)；乙：光照5秒，黑暗5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機(jī)物：甲<乙(暗反應(yīng)時(shí)間為20分鐘)。 易錯(cuò)點(diǎn)3　CO2中C進(jìn)入C3但一定不進(jìn)入C5 點(diǎn)撥　可用放射性同位素標(biāo)記法證明，CO2中的C進(jìn)入C3但一定不

36、進(jìn)入C5，最后進(jìn)入(CH2O)，C5中的C一定不進(jìn)入(CH2O)。即：14CO2→14C3→14(CH2O) 易錯(cuò)點(diǎn)4　光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]≠細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H] 點(diǎn)撥　光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]為還原型輔酶Ⅱ(NADPH)，其可還原C3細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]為還原型輔酶Ⅰ(NADH)，其可還原O2。 [規(guī)范答題] (2015·全國卷Ⅰ，29改編)回答下列問題： (1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的________上，該物質(zhì)主要捕獲可見光中的________。由此，在大棚生產(chǎn)中為保證作物的最大光合速率常選用(如遇陰雨天)________色塑料或玻璃作棚頂，室內(nèi)補(bǔ)光時(shí)則宜選用___

37、_____(填“白熾”“綠色”或“紅色與藍(lán)紫色”)燈泡。 (2)為研究補(bǔ)光措施與效率，科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)，每組處理的總時(shí)間均為135秒，請(qǐng)分析： ①單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是___________________________________________________________________。 ②A、B、C三組處理相比，隨著________________的增加，使光下產(chǎn)生的ATP和________(填“NADH”或“NADPH”)能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 答卷采樣 錯(cuò)因分析 忽略大棚“補(bǔ)光效率”與照光“成本”的關(guān)系 正確答案：紅色與藍(lán)紫色 誤認(rèn)為C組摻雜黑暗處理導(dǎo)致合成有機(jī)物大量減少 正確答案：高于　C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94% 混淆光合作用與細(xì)胞呼吸中“[H]” 正確答案：NADPH 20