【创新设计】高考生物一轮复习 33 能量之源 光与光合作用课时训练 新人教版必修1.doc

第3讲能量之源光与光合作用光合作用的基本过程()影响光合作用速率的环境因素()实验：叶绿体色素的提取和分离知识点一捕获光能的色素和叶绿体结构实验：绿叶中色素的提取和分离(纸层析法)分布于叶绿体议一议：(1)海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？(2)在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？知识点二光合作用的探索历程(连一连)普利斯特里a点燃的蜡烛(或小鼠)与绿色植物，密闭蜡烛不易熄灭(小鼠不易死亡)a只有在阳光下，植物才更新空气英格豪斯 b. b植物可以更新空气梅耶 c500多次实验确认实验条件 c光合作用的产物除o2外，还有淀粉萨克斯 d光合作用释放的o2来自于水鲁宾和卡门 e根据能量转化与守恒定律 e光合作用把光能转换为化学能知识点三光合作用的过程及总反应式1总反应式2过程知识点四光合作用原理的应用1光合作用强度(1)概念：植物在_内通过光合作用制造_的数量。(2)表示方法：用一定时间内_或_来定量表示。2影响因素(1)原料：空气中_、土壤中_和_(2)光照条件：包括_、光照时间和光的成分(3)_的高低(通过影响酶的活性而影响光合作用速率)3应用控制_和温度的高低，适当增加作物环境中_来提高光合作用强度。想一想：什么叫光合速率？它分为几种类型，关系如何？类囊体膜上的色素及吸收光谱闪记：色素的功能：转换光能的色素只有少数处于特殊状态的叶绿素a。吸收、传递光能，四种色素都可以。巧记：光合作用过程“一二三四”叶绿体光反应、暗反应判一判1叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上()。2光合作用酶只分布在叶绿体的基质中()。3叶绿体是光合作用的主要场所()。 自我校对：红光和蓝紫光蓝紫光暗反应所需的酶色素和光反应所需的酶叶绿体是光合作用的场所光、色素、酶类囊体薄膜ho2atpatp中活跃的化学能酶、h、atp叶绿体基质2c3(ch2o)c5h2o有机物中稳定的化学能单位时间、单位面积有机物co2的吸收量o2的释放量co2h2o矿质离子光照强度温度光照强弱co2浓度议一议：(1)不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。(2)红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光谱，因此可以补充这两种光达到增产的目的。连一连：abcaeedcbd想一想：光合速率或称光合强度是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用的量(如释放多少氧，消耗多少co2)。它分为表观光合速率和真正光合速率两种类型，在光照条件下，人们测得的co2吸收量是植物从外界环境吸收的co2总量，叫表观光合速率。真正光合速率是指植物在光照条件下，植物从外界环境中吸收的co2的量加上呼吸作用释放的co2的量，即植物实际同化的co2的量。表观光合速率小于真正光合速率。判一判：1.2.3.光合作用发现史中的经典实验分析温馨提示：近几年生物命题借鉴科学史上的经典实验成为趋势，应倍加重视(本书特别归纳如下)。11771年普里斯特利实验植物更新空气缺点：缺乏对照组(记录时漏掉了实验在阳光下进行这一重要条件，后来英格豪斯为其纠正)。21864年萨克斯实验提前暗处理消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰。31880年恩格尔曼实验实验组：极细光束照射处的叶绿体。对照组：黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体。420世纪30年代鲁宾、卡门实验实验方法：同位素标记法。反应式：6co212h 218o c6h12o66h2o618o2 在光合作用的发现中，大多数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。(3)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(ho与c18o2)，因变量为o2的放射性。(4)普里斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。本考点单独命题概率低，往往是借鉴经典实验的方法手段在综合题或探究题中体现。【典例1】 (2012南昌市一模)德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是()。本实验未设对照组有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态实验证明叶绿体利用光照将co2转变成了淀粉a全部 b只有c只有 d只有解析该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照，错误。该实验只能证明有淀粉的生成，但不能证明叶绿体利用光照将co2转变成了淀粉，错误。答案d【思考与评价】 恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪儿？提示主要表现在以下四个方面：选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体呈螺旋状地分布在细胞中，便于观察、分析研究。将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。光合作用过程分析1识图领悟光合作用过程2光反应与暗反应的比较(结合上图分析)过 程光反应暗反应图 解条 件必须在光下有光、无光都可以场 所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化水光解2h2o4ho2atp的合成adppiatp能量转化光能电能活跃化学能，并储存在atp中atp中活跃的化学能(ch2o)中稳定的化学能关 系光反应为暗反应提供h和atp；暗反应为光反应提供adp和pi；没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成本考点是历年高考命题的重要内容，试题侧重考查考生对光合作用过程图解的理解与分析，如光反应与暗反应的场所、条件、物质变化、能量变化、相互关系以及在某种环境因素突然发生变化的情况下，细胞中c3和c5的含量变化情况等。【典例2】 (改编题)绿色植物是主要的能量转换者，是因为它们均含有叶绿体(图甲)这一完成能量转换的细胞器，图乙是图甲中的色素分离结果，图丙是在图甲结构中进行的生化反应，分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中，不正确的是()。a图乙中的色素带由1到4分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，这些色素存在于图甲中b光照条件下，图甲中的上能进行光反应，产生h、atp、o2c图甲中和的成分和结构相似d环境条件相对稳定的条件下，图甲中的c3含量多于c5e如果突然降低co2的浓度，图丙中的c3含量会一直下降解析图乙中左侧有滤液细线，色素的扩散是从左向右的，所以14分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。图甲中的和分别是叶绿体的内膜和外膜，它们的成分和结构相似。光照条件下，类囊体膜上能发生光反应，产生h、atp、o2。分析图丙中的过程要从两个方面进行：一是环境条件相对稳定时，暗反应中的两个过程、光反应与暗反应之间均处于一种相对平衡的状态，由于一个c5对应着两个c3，所以c3含量要比c5高；另一方面，当环境条件突然改变时，如co2浓度突然降低时，短时间内由于co2固定过程减弱而c3的还原过程仍在进行，故c3含量降低而c5含量升高，但一段时间后，反应过程又达到一个新的平衡状态，所以c3含量不会一直下降。答案e影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用 温馨提示：以下内容为难点，高考时又为出题热点，望认真复习，真正掌握。一、内部因素对光合作用速率的影响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，光合速率增大；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、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。二、单因子变量对光合作用的影响(外界因素)1光照光合作用的动力光照时间越长，产生的光合产物越多。光质，由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少，故不同波长的光对光合作用的影响不一样，建温室时，选用无色透明的玻璃(或塑料薄膜)做顶棚，能提高光能利用率。光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。曲线分析：a点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放co2量表示此时的呼吸强度。ab段表明光照强度加强，光合作用速率逐渐加强，co2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到b点时，细胞呼吸释放的co2全部用于光合作用，即光合作用强度细胞呼吸强度，b点对应的光照强度称为光补偿点。bc段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到c点以上不再加强了。c点对应的光照强度称为光饱和点。应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。2光照面积曲线分析：oa段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，a点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。ob段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于a点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(oc段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(bc段)。应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。3co2浓度曲线分析：图1中a点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的co2浓度，即co2补偿点；图2中的a点表示进行光合作用所需co2的最低浓度。两图中的b和b点都表示co2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随co2浓度增加而增大。应用：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充co2，即适当提高co2浓度可提高农作物产量。4必需矿质元素曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。5温度曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。三、多因子变量对光合作用速率影响的分析(外界因素)曲线分析：op段限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其op段不断加强，光合速率不断提高。pq段，图中标出的双因子共同起作用。当到q点之后，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的另一因子的方法。应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的co2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适当提高光照强度和co2浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过提高光照强度、调节温度或增加co2浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的。 各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合作用。但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。影响光合作用速率的环境因素是高考必考的内容。考查形式可以是选择题也可以是非选择题，选择题的考查侧重于对实验结果的分析，而非选择题的考查往往结合实验设计来进行。【典例3】 (2012全国大纲理综，31)金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放o2的微摩尔数表示)。据图回答下列问题。(1)该研究探讨了_对金鱼藻_的影响。其中，因变量是_。(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为_lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气_mol。(3)该研究中净光合速率随ph变化而变化的主要原因是_。破题关键解析本题主要考查环境因素对光合作用影响的相关知识。(1)由图示信息知：实验研究了光照度、nahco3浓度、ph对金鱼藻净光合速率的影响。因变量随自变量变化而变化，曲线图的横、纵坐标分别表示自变量和因变量。(2)由图b知：金鱼藻达到最大净光合速率所对应的光照度处于10.0103 lx和15.0103 lx之间，即12.5103lx。由图a知：曲线与纵轴的交点即为金鱼藻在黑暗环境中的耗氧速率。(3)因ph能影响酶的活性，故净光合速率随ph变化而变化。答案(1)光照度、ph、nahco3浓度净光合速率净光合速率(2)12.51038(3)酶活性受ph的影响【训练】 (2012日照测试)如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中af代表o2或co2。图乙表示该植物在适宜条件下o2净产量(光合作用的o2产生量呼吸作用的o2消耗量)与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题。(1)在图甲中，b可代表_，物质b进入箭头所指的结构后与_结合，生成大量的_。(2)在适宜的条件下，若用co2、ho供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是_。(3)在图乙中，a点时叶肉细胞内生成的物质有_，在n点后o2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是_、_。(4)在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中n点向_(左、右)移动。(5)在图乙p点所处的状态时，叶绿体内atp移动的方向是_。解析该题以图解和坐标曲线的形式考查光合作用、呼吸作用的过程。两者互相提供原料，光合作用需要线粒体中呼吸作用释放的co2来合成有机物，线粒体中呼吸作用要消耗光合作用产生的o2，同时会分解光合作用合成的有机物为生物生命活动提供直接的能源物质。曲线的a点光照强度为零，此时只进行呼吸作用，p点表示光合作用强度等于呼吸作用强度。答案(1)o2hatp和水(2)18o2(3)co2和h2o叶绿体的数量等二氧化碳浓度(或温度)等(4)左(5)从类囊体的薄膜到叶绿体基质常考易错点：光照与co2浓度骤然变化时，因光合作用中间产物(c3、c5、h、atp)及终产物(c6h12o6、o2)的动态分析不到位而出错。【典例】 离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断co2的供应，下列关于短时间内叶绿体中atp与o2的相对含量变化的示意图中，正确的是()。解析光合作用稳定时，atp与adp的转化也相对稳定；突然中断co2的供给使c3骤减，atp因失去作用对象而终止水解，此时的光反应继续利用adp合成atp。当adp和nadp耗尽后，光反应也停止，不再产生o2。答案b错因分析本题易错之处是不能对光合作用(包括光反应和暗反应)过程涉及的诸多物质含量的变化进行相互联系、动态分析，如本题中co2供应的减少，导致暗反应减弱，从而影响光反应的进行。当外界因素中光照强弱、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：(1)即：停止光照(强弱)时，h，atp，c3，c5，(ch2o)。(如图甲)(2)同理：突然增强光照时，h，atp，c3，c5，(ch2o)。(如图乙)(3)即：停止(减少)co2供应时，c3，c5，h，atp，(ch2o)。(如图丙)(4)同理：突然增加co2供应时，c3，c5，h，atp，(ch2o)。(如图丁)纠错演练(2011全国新课标卷，29)在光照等适宜条件下，将培养在co2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到co2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中c3和c5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答下列问题。 (1)图中物质a是_(c3化合物、c5化合物)。(2)在co2浓度为1%的环境中，物质b的浓度比a的低，原因是_；将co2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质b浓度升高的原因是_。(3)若使该植物继续处于co2浓度为0.003%的环境中，暗反应中c3和c5化合物浓度达到稳定时，物质a的浓度将比b的_(低、高)。(4)co2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比co2浓度为1%时的_(高、低)，其原因是_。解析本题考查光合作用过程及同学们从曲线中获取有效信息的能力。当环境中二氧化碳浓度降低时，c5(物质b)和co2结合生成c3(物质a)的速率减慢，而c3(物质a)的还原生成c5(物质b)不受影响，c5(物质b)的含量升高，c3(物质a)的含量降低。当达到新的平衡后，由于一分子的c5(物质b)和co2结合可以生成两分子的c3(物质a)，最终物质a的浓度比物质b高。答案(1)c3化合物(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即c3和c5化合物的含量稳定。根据暗反应特点，此时c3化合物的分子数是c5化合物的2倍当环境中co2浓度突然降低时，c5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致c5化合物积累(3)高(4)低co2浓度低时，暗反应强度减弱，所需要atp和h少绿叶中色素的提取和分离1实验原理(1)提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。(2)分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。 关键词及其与试剂的对应关系提取色素无水乙醇；分离色素层析液。2实验程序 整理、洗手3实验成功的关键(1)叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。(2)研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。(3)制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。(4)滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画12次。(5)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或色素较少。 (1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少；(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度大小；(3)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。本考点以往高考命题侧重于以选择题的形式考查实验的方法步骤以及对实验结果的分析。但近两年的试题回避了惯常实验考查的形式，而是以简答题形式对选材、实验步骤分析、变量分析和推测实验结果的原因进行了考查应重视。【典例】 (2012上海单科，17)右图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()。a红色 b黄色 c绿色 d紫色解析本题主要考查叶绿体色素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位置、粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。b选项正确。答案b【训练1】 (2011广东理综，29)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。.提取叶绿素.探究ph对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 )下进行实验，方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液/ ml调ph至处理时间/min溶液颜色3.0y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答问题。(1)提取食用叶绿素的x应该为_，原因是_。(2)表中y应该为_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。_。解析叶绿素易溶于有机溶剂，如丙酮或无水乙醇中；探究ph对叶绿素稳定性的影响时，要有酸性、中性和碱性等不同条件；由表格信息可知，酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色；可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。答案(1)对人无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性ph对叶绿素稳定性的影响(3)酸性由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质(4)纸层析法。其主要步骤：制备滤纸条，画色素液细线，用层析液分离色素，观察色素带【训练2】 (2012海南单科，9)关于叶绿体色素的叙述，错误的是()。a叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光b绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同c利用纸层析法可分离4种叶绿体色素d乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能解析本题主要考查叶绿体色素的种类、含量、吸收光的种类等方面的知识。叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占，类胡萝卜素约占。利用层析液可分离叶绿体色素，提取的叶绿体色素仍可吸收光能，但叶绿体结构被破坏，导致不能进行完整的光合作用。答案d光合作用原理及应用1.(2012海南单科，8)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内co2浓度可出现的变化趋势是()。a一直降低，直至为零b一直保持稳定，不变化c降低至一定水平时保持相对稳定d升高至一定水平时保持相对稳定解析本题考查植物光合作用与呼吸作用相互关系方面的知识。在适宜条件下光照培养，植物能进行光合作用且光合作用速率大于呼吸作用速率，这样会导致密闭的玻璃容器内的co2逐渐减少，光合作用速率随密闭玻璃容器内co2的减少而降低，直至光合作用速率降低到与呼吸作用速率相等，此时co2浓度在一定水平保持相对稳定。答案c2(2012山东理综，2)夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下co2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是()。a甲植株在a点开始进行光合作用b乙植株在e点有机物积累量最多c曲线bc段和de段下降的原因相同d两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭解析本题主要考查了环境因素对植物光合速率影响的相关知识。图中两曲线可表示植物的净光合速率，a点时光合速率等于呼吸速率，说明甲植株在a点前就已经开始进行光合作用，a错误；乙植株在18时后净光合速率小于0，该植株在18时有机物的积累量最多，b错误；曲线bc段下降的原因是气孔关闭，乙植株因二氧化碳供应不足导致光合速率下降，曲线de段光合速率下降的原因则是光照强度减弱，c错误；分析两曲线bd段可知，中午时乙植株出现净光合速率先下降后上升的现象，这可能是由于乙植株气孔发生关闭造成的，而甲植株没有发生类似的现象可能是甲植株气孔无法关闭，d正确。答案d3(2012广东理综，26节选)荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表。叶片发育时期叶面积(最大面积/%)气孔相对开放度/%a新叶展开前192.8b新叶展开中871.1551.6c新叶展开完成1002.9812.7d新叶已成熟10011.11005.8注：“”表示未测数据。 (1)b的净光合速率较低，推测原因可能是：叶绿素含量低，导致光能吸收不足；_，导致_。(2)将a、d分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，a的叶肉细胞中，将开始积累_；d的叶肉细胞中，atp含量将_。(3)与c相比，d的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是_。解析本题主要考查光合作用的原理及影响光合速率的外界因素的相关知识。(1)通过分析可知b的总叶绿素含量低，并且气孔相对开放度较小，前者导致光能吸收不足，后者使二氧化碳供应不足，所以b的净光合速率较低。(2)a的净光合速率小于0，说明细胞呼吸吸收的氧气量高于光合作用产生的氧气量，一段时间后密闭容器中氧气含量不足，叶肉细胞由于进行无氧呼吸而开始积累酒精；d的叶肉细胞中由于净光合速率大于0，一段时间后密闭装置中的二氧化碳浓度降低，c3合成不足，c3的还原量减少，atp的含量增多。(3)与c相比，d叶片的总叶绿素含量较高，由此可判断d的叶肉细胞的叶绿体中基粒(类囊体)的数量较多。答案(1)气孔相对开放度小co2吸收不足(2)乙醇增加(3)类囊体(基粒)4(2012浙江理综，30节选)某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示，请回答下列问题。(1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水是_的原料，又是光合产物在植物体内_的主要介质。(2)在温度、光照相同的条件下，图中a点与b点相比，光饱和点低的是_点，其主要原因是_。(3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是_。此时类囊体结构破坏，提供给暗反应的_减少。解析此题考查光合作用的相关知识。(1)水是光合作用光反应阶段的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质，停止供水，植物光合速率下降。(2)光饱和点是指达到最大光合速率时的光照强度，在一定co2浓度范围内，co2浓度越低，光饱和点越低。停止供水后，植物蒸腾作用降低，气孔开度变小，co2吸收减少，故b点的光饱和点较a点低。(3)停止供水一段时间后，细胞内自由水减少，叶绿素合成速度变慢或停止，类胡萝卜素的颜色显露出来，故叶片发黄。此时类囊体结构破坏，光反应减弱，提供给暗反应的h和atp减少。答案(1)光合作用运输(2)b气孔开度降低，co2吸收减少(答出一项即可)(3)叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项即可)h和atp光合色素的作用及其提取实验5.(2011江苏单科，4)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()。a光吸收差异显著，色素带缺第2条b光吸收差异不显著，色素带缺第2条c光吸收差异显著，色素带缺第3条d光吸收差异不显著，色素带缺第3条解析叶绿体中的叶绿素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，所以当水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时，光吸收差异不显著；对正常叶片叶绿体中的色素提取后，层析的结果自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，故b正确。答案b6(2012四川理综，30，)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答下列有关问题。(1)提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入_，以防止色素被破坏。用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的_。(2)该突变体和野生型水稻的o2释放速率与光照强度的关系如上图所示。当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率_。当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定co2形成_的速率更快，对光反应产生的_消耗也更快，进而提高了光合放氧速率。(3)如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变，将无法进行光合作用，其原因是_。解析本题主要考查叶绿体色素的提取、分离、色素作用等有关知识。(1)叶绿体色素的提取和分离实验中，研磨叶片时加入碳酸钙可防止色素被破坏。纸层析法分离色素得到的色素带自上而下为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。故突变体缺失的色素带位于滤纸条最下端。(2)叶绿体产氧速率净产氧速率呼吸速率。光强为n时，突变体与野生型水稻净产氧速率相等，但突变体呼吸速率较大，故突变体叶片中叶绿体产氧速率较大。光强为m时，突变体叶片气孔开放程度更大，吸收、固定co2速率更高，故c3产生速率及其被还原过程中的h、atp的消耗速率也较大。(3)因只有少数特殊状态下的叶绿素a可完成光能转换，故叶绿素a缺失突变体将无法进行光合作用。答案(1)caco3最下端(2)较大c3h、atp(3)缺失叶绿素a不能完成光能转换光合作用相关实验的考查7.(2011全国卷)为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片，平均分成8组，实验处理如下表所示。一段时间后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表。编号组1组2组3组4组5组6组7组8处理葡萄糖溶液浸泡溶液中通入空气葡萄糖溶液浸泡溶液中通入co2和n2蒸馏水浸泡水中通入空气蒸馏水浸泡水中通入co2和n2光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗检测结果有淀粉有淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉 回答下列问题。(1)光照条件下，组5叶片通过_作用产生淀粉； 叶肉细胞释放出的氧气来自于_的光解。(2)在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是_。(3)组2叶片中合成淀粉的原料是_，直接能源物质是_，后者是通过_产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的原因是_。(4)如果组7的蒸馏水中只通入n2，预期实验结果是叶片中_(有、无)淀粉。解析本题综合考查了光合作用和呼吸作用及同学们的实验分析能力。(1)植物体通过光合作用合成有机物；h2o光解后产生氧气。(2)有氧呼吸离不开氧气的供应，组2和组6有氧气的供应，可以进行有氧呼吸。(4)如果组7的蒸馏水中只通入n2，叶片会因缺少二氧化碳的供应而不能进行光合作用，不能合成有机物。答案(1)光合h2o(2)组2和组6(3)葡萄糖atp有氧呼吸组4无氧气，叶片不能进行有氧呼吸，淀粉合成缺少atp(4)无疑难聚焦，专讲专练(一)光合作用和细胞呼吸综合题型专训一、光合呼吸中“co2与o2交换”的物理模型绿色植物的光合作用是在叶绿体内完成的，而细胞呼吸主要在线粒体内进行。两者之间的关系从物质交换的角度来看，主要涉及的是o2和co2的去路与来源问题。通过构建物理模型可以进一步加深对光合作用强度与呼吸作用强度之间的内在联系的理解和认识。1模型构建2模型解读绿色植物进行光合呼吸过程中，o2和co2的去路与来源：(1)叶绿体光合作用产生o2的去路：用于植物呼吸作用；释放到周围的环境中。(2)叶绿体光合作用利用co2的来源：来自植物自身的呼吸作用；从外界环境中吸收(若是水生植物，则从周围的水中吸收)。光合作用强度与呼吸作用强度间的关系，可参见下表：光照条件生理过程气体进出图解生物学含义无光照(或黑暗)和只进行呼吸作用弱光照光合作用强度小于呼吸作用强度较强光照光合作用强度等于呼吸作用强度强光照光合作用强度大于呼吸作用强度二、光合呼吸中“光合速率与光照、温度”的数学模型 更多的曲线参见前面所讲内容！模型解读1界定总光合速率、呼吸速率与表观(净)光合速率(1)呼吸速率概念：是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。表示方法：单位时间内，释放的co2量或吸收的o2量。测定条件：黑暗条件下。(2)表观(净)光合速率：光照下测定的co2吸收速率(或o2释放速率)。(3)实际(总)光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式：实际光合速率表观(净)光合速率呼吸速率。具体可表示为：实际光合速率从外界吸收co2的速率呼吸释放co2的速率，或实际光合速率释放o2的速率呼吸消耗o2的速率。(4)真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法(如下表)真正光合速率o2产生(生成)速率或叶绿体释放o2量co2固定速率或叶绿体吸收co2量有机物产生(制造、生成)速率净光合速率植物或叶片或叶肉细胞o2释放速率植物或叶片或叶肉细胞co2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中o2吸收速率黑暗中co2释放速率有机物消耗速率2.光合速率与植物生长的关系(1)当净(表观)光合速率0时，植物积累有机物而生长；(2)净光合速率0时，植物不能生长；(3)净光合速率n2。(6)农家肥即有机肥，分解后可为农作物提供co2和矿质元素，有利于光合作用的进行。答案(1)a(2)a植物的呼吸速率向右(3)叶绿体基质类囊体薄膜d(4)低高(5)(6)农家肥被微生物分解为农作物提供co2；提供矿质元素；促进土壤微生物的活动，提高土壤的通气性，促进植物对矿质元素的吸收(答出任意两项即可)【训练1】 如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图。以下相关叙述错误的是()。a细胞处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间释放的co2量即为呼吸速率b细胞没有与外界发生o2和co2交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率c细胞处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的co2量为n1与n2的和d分析细胞可得出，此时的光照强度较弱且n1小于m2解析细胞中，线粒体利用的o2除来自叶绿体外，还要从细胞外吸收，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中，o2的净消耗量(吸收量)m2与co2的净生成量n1相等，d错误。答案d三、光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置1.表观(净)光合速率的测定方法(1)nahco3溶液作用：玻璃瓶中的nahco3溶液保证了容器内co2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。(3)条件：整个装置必须在光下。动态分析：当外界条件变