第11讲能量之源——光与光合作用

1、第第1111讲能量之源讲能量之源光与光合作用光与光合作用第三单元第三单元 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用2014最新考纲最新考纲1.光合作用的基本过程光合作用的基本过程()2.影响光合作用速率的环境因素影响光合作用速率的环境因素()3.实验实验:叶绿体色素的提取和分离叶绿体色素的提取和分离考点突破考点突破基础整合基础整合实验平台实验平台题组演练题组演练一、捕获光能的色素和叶绿体的结构一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1.叶绿体叶绿体(1)结构模式图结构模式图:双层膜双层膜暗反应暗反应色素色素光反应有关的酶光反应有关的酶(3)功能功能:进行进行 的场所的场所(4)恩格尔曼的实验恩格尔曼的

2、实验:好氧细菌只分布于好氧细菌只分布于 被光束照射的部被光束照射的部 光合作用光合作用叶绿体叶绿体2.叶绿体中色素的种类、含量及功能叶绿体中色素的种类、含量及功能(1)色素的种类、含量色素的种类、含量连一连连一连(2)功能功能: 和转换光能。和转换光能。【思维激活【思维激活1 1】 植物体内所含有的色素都参与光合作用吗植物体内所含有的色素都参与光合作用吗? ?提示提示: :不一定。叶绿体中色素都参与光合作用不一定。叶绿体中色素都参与光合作用, ,液泡中色素不参与光合作用。液泡中色素不参与光合作用。吸收、传递吸收、传递二、光合作用的探索历程二、光合作用的探索历程 连一连连一连 三、光合作用的过程

3、三、光合作用的过程H+OH+O2 2叶绿体类囊体薄膜叶绿体类囊体薄膜ATPATP叶绿体基质叶绿体基质(CH(CH2 20)+C0)+C5 5ADP+PiADP+Pi稳定的化学能稳定的化学能【巧学助记【巧学助记】 光合作用过程一、二、三、四光合作用过程一、二、三、四一个场所一个场所(叶绿体叶绿体)两个阶段两个阶段(光反应、暗反应光反应、暗反应)三种能量三种能量(光能光能ATP中活跃化学能中活跃化学能(CH2O)中稳定化学能中稳定化学能)四个物质变化四个物质变化:水光解、水光解、ATP形成、形成、CO2固定、固定、C3还原。还原。【思维激活【思维激活2 2】 光合作用过程中光合作用过程中, ,各种

4、中间产物的量是相对稳定的各种中间产物的量是相对稳定的, ,为什么为什么? ?提示提示: :光合作用是一个动态过程光合作用是一个动态过程, ,某一物质既是上一个反应的产物某一物质既是上一个反应的产物, ,又是下一个反应的又是下一个反应的底物底物, ,各种物质相互制约各种物质相互制约, ,达到动态稳定。达到动态稳定。四、光合作用原理的应用四、光合作用原理的应用1.光合作用强度光合作用强度(1)概念概念:植物在植物在 内通过光合作用制造内通过光合作用制造糖类糖类的数量。的数量。(2)表示方法表示方法:用一定时间内用一定时间内 或或 的数量来定量表示。的数量来定量表示。2.影响因素影响因素(1)空气中

5、空气中 。 (2)土壤中土壤中 。(3)光照的光照的 、 以及光的以及光的 。 (4) 的高低。的高低。3.应用：控制应用：控制 和温度的高低、适当增加作物环境中和温度的高低、适当增加作物环境中 来提来提高光合作用强度。高光合作用强度。单位时间单位时间原料消耗原料消耗产物生成产物生成CO2CO2浓度浓度时间时间强度强度成分成分温度温度光照的强弱光照的强弱CO2CO2的浓度的浓度水分含量水分含量体验式自评体验式自评1.(1.(20132013新课标全国理综新课标全国理综) )关于叶绿素的叙述关于叶绿素的叙述, ,错误的是错误的是( ( ) ) A. A.叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b都

6、含有镁元素都含有镁元素 B.B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C.C.叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b在红光区的吸收峰值不同在红光区的吸收峰值不同 D.D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光2.2.判断下列有关叶绿体色素叙述的正误。判断下列有关叶绿体色素叙述的正误。 (1)(1)利用纸层析法可分离利用纸层析法可分离4 4种叶绿体色素。种叶绿体色素。( (20122012海南生物海南生物)()( ) ) (2) (2)叶绿素叶绿素a a和和b b主要吸收红光和蓝紫光。主要吸收红光和蓝紫光。( (20122012

7、海南生物海南生物)()( ) ) (3) (3)红枫叶片呈红色是因为吸收了红光。红枫叶片呈红色是因为吸收了红光。( (20112011海南生物海南生物)()( ) ) (4) (4)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。液泡中色素吸收的光能用于光合作用。( (20112011海南生物海南生物)()() ) (5) (5)叶片黄化叶片黄化, ,叶绿体对红光的吸收增多。叶绿体对红光的吸收增多。( (20122012福建理综福建理综)()() )3.3.下列有关叶绿体和光合作用的过程说法错误的是下列有关叶绿体和光合作用的过程说法错误的是( () ) 破坏叶绿体外膜后破坏叶绿体外膜后,O,O2 2不能产生

8、不能产生( (20112011浙江理综浙江理综) ) 离体的叶绿体基质中添加离体的叶绿体基质中添加ATPATP、NADPHNADPH和和COCO2 2后后, ,可完成碳反应可完成碳反应( (20112011浙江理综浙江理综) ) 叶绿体中进行光反应的膜结构不能合成叶绿体中进行光反应的膜结构不能合成ATP(2012ATP(2012北京理综北京理综) ) 水是光合作用的原料水是光合作用的原料, ,又是光合产物在植物体内运输的主要介质又是光合产物在植物体内运输的主要介质( (20122012浙江理综浙江理综) )D D体验式自评体验式自评4.2,6-4.2,6-二氯酚靛酚是一种蓝色染料二氯酚靛酚是一

9、种蓝色染料, ,能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分离出类囊能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分离出类囊 体体, ,置于置于2,6-2,6-二氯酚靛酚溶液中二氯酚靛酚溶液中, ,对其进行光照对其进行光照, ,发现溶液变成无色发现溶液变成无色, ,并有并有O2O2释放。释放。 此实验证明此实验证明 () A. A.光合作用在类囊体上进行光合作用在类囊体上进行 B.B.光合作用产物光合作用产物O2O2中的氧元素来自中的氧元素来自CO2CO2 C. C.光反应能产生还原剂和光反应能产生还原剂和O2O2 D. D.光合作用与叶绿体基质无关光合作用与叶绿体基质无关5.(20115.(2011新课标全国理综新

10、课标全国理综) )番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后, ,与对照组相与对照组相 比比, ,其叶片光合作用强度下降其叶片光合作用强度下降, ,原因是原因是 ( () ) A. A.光反应强度升高光反应强度升高, ,暗反应强度降低暗反应强度降低 B.B.光反应强度降低光反应强度降低, ,暗反应强度降低暗反应强度降低 C.C.光反应强度不变光反应强度不变, ,暗反应强度降低暗反应强度降低 D.D.光反应强度降低光反应强度降低, ,暗反应强度不变暗反应强度不变6.6.生长于较弱阳光下的植物生长于较弱阳光下的植物, ,当提高当提高CO2CO2浓度时浓度时, ,光

11、合速率并未加快。对这一现象最可光合速率并未加快。对这一现象最可 能的解释是能的解释是 ( () ) A. A.呼吸作用受阻影响光合作用呼吸作用受阻影响光合作用 B.B.使使C3C3还原的还原剂和还原的还原剂和ATPATP不足不足 C.C.暗反应过程所需的酶在弱光条件下活性低暗反应过程所需的酶在弱光条件下活性低 D.D.呼吸作用强呼吸作用强, ,大量消耗光合作用产物大量消耗光合作用产物CBB网络图构建网络图构建色素、酶、色素、酶、DNA、RNA、ATP、ADP、Pi光照光照温度温度光照光照光反应光反应暗反应暗反应有光无光均可有光无光均可光能光能ATP中中活跃的化学能活跃的化学能ATP中活跃的化学

12、能中活跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能 情景引领情景引领 绿色植物是主要的能量转换者绿色植物是主要的能量转换者,是因为它们均含有叶绿体是因为它们均含有叶绿体(图甲图甲)这一完成这一完成能量转换的细胞器能量转换的细胞器,图乙是图甲中的色素分离结果图乙是图甲中的色素分离结果,图丙是在图甲图丙是在图甲结构中进行的生化结构中进行的生化反应反应,分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中,不正确的是不正确的是()A.图乙中的色素带由图乙中的色素带由1到到4分别是叶绿素分别是叶绿素b、叶绿素、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素,这些色素

13、存这些色素存在于图甲在于图甲中中B.光照条件下光照条件下,图甲中的图甲中的上能进行光反应上能进行光反应,产生产生H、ATP、O2C.图甲中图甲中和和的成分和结构相似的成分和结构相似D.环境条件相对稳定的条件下环境条件相对稳定的条件下,图甲图甲中的中的C3含量多于含量多于C5E.如果突然降低如果突然降低CO2的浓度的浓度,图丙中的图丙中的C3含量会一直下降含量会一直下降考点一考点一 叶绿体内的色素及光合作用的过程叶绿体内的色素及光合作用的过程 E思考思考: :(1)(1)图乙中色素图乙中色素3 3、4 4主要吸收什么光主要吸收什么光? ?答案提示答案提示: :蓝紫光。蓝紫光。考点归纳考点归纳1.

14、色素的种类和吸收光谱色素的种类和吸收光谱色素种类色素种类叶绿素叶绿素( (3/43/4) )类胡萝卜素类胡萝卜素( (1/41/4) )叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素分布分布吸收光谱吸收光谱A A为叶绿素为叶绿素, ,主要吸收红光和蓝紫光主要吸收红光和蓝紫光; ;B B为类胡萝卜素为类胡萝卜素, ,主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色橙黄色橙黄色黄色黄色叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的类囊体薄膜上 情景引领情景引领 绿色植物是主要的能量转换者绿色植物是主要的能量转换者,是因为它们均含有叶绿体是因为它们均含有叶绿体(图甲图甲)这一完成这一完成能量转换

15、的细胞器能量转换的细胞器,图乙是图甲中的色素分离结果图乙是图甲中的色素分离结果,图丙是在图甲图丙是在图甲结构中进行的生化结构中进行的生化反应反应,分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中,不正确的是不正确的是()A.图乙中的色素带由图乙中的色素带由1到到4分别是叶绿素分别是叶绿素b、叶绿素、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素,这些色素存这些色素存在于图甲在于图甲中中B.光照条件下光照条件下,图甲中的图甲中的上能进行光反应上能进行光反应,产生产生H、ATP、O2C.图甲中图甲中和和的成分和结构相似的成分和结构相似D.环境条件相对稳定的条件下环

16、境条件相对稳定的条件下,图甲图甲中的中的C3含量多于含量多于C5E.如果突然降低如果突然降低CO2的浓度的浓度,图丙中的图丙中的C3含量会一直下降含量会一直下降考点一考点一 叶绿体内的色素及光合作用的过程叶绿体内的色素及光合作用的过程 E考点一考点一 叶绿体内的色素及光合作用的过程叶绿体内的色素及光合作用的过程 2.光合作用过程光合作用过程(1)光反应与暗反应的比较光反应与暗反应的比较 情景引领情景引领 绿色植物是主要的能量转换者绿色植物是主要的能量转换者,是因为它们均含有叶绿体是因为它们均含有叶绿体(图甲图甲)这一完成这一完成能量转换的细胞器能量转换的细胞器,图乙是图甲中的色素分离结果图乙是

17、图甲中的色素分离结果,图丙是在图甲图丙是在图甲结构中进行的生化结构中进行的生化反应反应,分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中,不正确的是不正确的是()A.图乙中的色素带由图乙中的色素带由1到到4分别是叶绿素分别是叶绿素b、叶绿素、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素,这些色素存这些色素存在于图甲在于图甲中中B.光照条件下光照条件下,图甲中的图甲中的上能进行光反应上能进行光反应,产生产生H、ATP、O2C.图甲中图甲中和和的成分和结构相似的成分和结构相似D.环境条件相对稳定的条件下环境条件相对稳定的条件下,图甲图甲中的中的C3含量多于含量多

18、于C5E.如果突然降低如果突然降低CO2的浓度的浓度,图丙中的图丙中的C3含量会一直下降含量会一直下降考点一考点一 叶绿体内的色素及光合作用的过程叶绿体内的色素及光合作用的过程 E思考思考: :(2)(2)若在光反应条件适宜的情况下若在光反应条件适宜的情况下, ,若不再供应若不再供应COCO2 2, ,光反应还能继续产生光反应还能继续产生O O2 2吗吗? ?答案提示答案提示: :不能。会抑制光反应的进行。不能。会抑制光反应的进行。考点一考点一 叶绿体内的色素及光合作用的过程叶绿体内的色素及光合作用的过程 【易错提醒【易错提醒】 与光合作用过程有关的与光合作用过程有关的3 3个易错点个易错点若

19、同一植物处于两种不同情况下进行光合作用若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用甲甲: :一直光照一直光照1010分钟分钟; ;乙乙: :光照光照5 5秒秒, ,黑暗黑暗5 5秒秒, ,持续持续2020分钟分钟, ,则光合作用制造的有机物则光合作用制造的有机物: :甲甲 光合光合;植物释放植物释放CO2;吸收吸收O2。B点点:光合光合=呼吸呼吸;植物外观上不与外界发生气体交换。植物外观上不与外界发生气体交换。B点后点后:光合光合呼吸呼吸;植物吸收植物吸收CO2;释放释放O2。应用应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如图中虚线所示。间作如图中

20、虚线所示。间作套种农作物套种农作物,可合理利用光能。可合理利用光能。考点二考点二 环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用 2.单因子变量对光合作用的影响单因子变量对光合作用的影响(外界因素外界因素)考点归纳考点归纳(1)光照强度与光合作用速率的关系曲线光照强度与光合作用速率的关系曲线曲线分析曲线分析(如图如图):考点二考点二 环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用 (2)CO2(2)CO2浓度浓度曲线分析曲线分析:图图1中中A点表示点表示 ,即光合作用速率等于呼吸作用即光合作用速率等于呼吸作用速

21、率时的速率时的CO2浓度浓度,图图2中中A点表示进行光合作用所需点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。的最低浓度。B和和B点都点都表示表示 。应用应用:在农业生产上可以通过在农业生产上可以通过“正其行正其行,通其风通其风”,增施农家肥等增大增施农家肥等增大CO2浓度浓度,提提高光合作用速率。高光合作用速率。CO2补偿点补偿点CO2饱和点饱和点(3)温度温度曲线分析曲线分析:温度主要通过影响与光合作用有关温度主要通过影响与光合作用有关 而而影响光合作用速率。影响光合作用速率。应用应用:冬季冬季,温室栽培可适当温室栽培可适当 温度温度;晚上可适当降低温度晚上可适当降低温度,以降低细胞呼吸以降低细

22、胞呼吸消耗有机物。消耗有机物。酶的活性酶的活性提高提高3.多因子因素多因子因素 (1)曲线分析曲线分析:P点时点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加随其因子的不断加强强,光合速率不断提高。当到光合速率不断提高。当到Q点时点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,要想提高光合速率要想提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法。可采取适当提高图示中的其他因子的方法。(2)应用应用:温室栽培时温室栽培时,在一定光照强度下在一定光照强度下,白天适当提高温度白天适当提高温度,增加光

23、合作用酶的活性增加光合作用酶的活性,提提高光合速率高光合速率,也可同时充入适量的也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率进一步提高光合速率,当温度适宜时当温度适宜时,要适当提高要适当提高光照强度和光照强度和CO2浓度以提高光合速率。浓度以提高光合速率。考点二考点二 环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用 【易错提醒【易错提醒】 混淆外界因素对光合作用影响的实质混淆外界因素对光合作用影响的实质影响因素影响因素产生影响产生影响影响过程影响过程光照强度光照强度影响水的光解产生影响水的光解产生 H H 影影响响ATPATP的形成的形成主要是光反应阶段

24、主要是光反应阶段COCO2 2浓度浓度影响影响C C3 3的合成的合成主要是暗反应阶段主要是暗反应阶段温度温度影响光合作用酶的活性影响光合作用酶的活性 典例训练典例训练 3.下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析正确的是其他因素均控制在最适范围。下列分析正确的是()A.乙图中与乙图中与c点相比点相比,d点相同时间内叶肉细胞中点相同时间内叶肉细胞中C5的生成较少的生成较少B.图中图中M、N、P点的限制因素分别是点的限制因素分别是CO2浓度、温度、光照强度浓度、温度、光照强度C.

25、丙图中丙图中,随着温度的继续升高随着温度的继续升高,曲线走势将稳定不变曲线走势将稳定不变D.甲图中甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中色素的含量点的限制因素可能是叶绿体中色素的含量【解题指导】【解题指导】 乙图中乙图中d d点与点与c c点相比点相比, ,由于由于d d点光照强点光照强, ,光合速率大光合速率大, ,相同时间内叶肉细相同时间内叶肉细胞中胞中C5C5的生成较多的生成较多; ;图中图中M M、N N点的限制因素都是光照强度点的限制因素都是光照强度,P,P点的限制因素是温度点的限制因素是温度; ;丙图丙图中中, ,如果温度过高如果温度过高, ,曲线走势将下降曲线走势将下降; ;甲图中甲

26、图中a a点时点时, ,光照强度增强光照强度增强, ,光合速率不再增加光合速率不再增加, ,其内部限制因素可能是叶绿体中色素的含量。其内部限制因素可能是叶绿体中色素的含量。考点二考点二 环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用 D考点二考点二 环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用 典例训练典例训练 4.(2014山东临沂沂水高三模拟山东临沂沂水高三模拟)阳光穿过森林中的空隙形成阳光穿过森林中的空隙形成“光斑光斑”,它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。如图它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。如图表

27、示一株生长旺盛的植物在表示一株生长旺盛的植物在“光斑光斑”照射前照射前后的光合作用过程中吸收后的光合作用过程中吸收CO2和释放和释放O2的有的有关曲线关曲线,此曲线说明此曲线说明()A.“光斑光斑”照射前照射前,光合作用无法进行光合作用无法进行B.“光斑光斑”照射开始后照射开始后,光反应先增加光反应先增加,然后保持不变然后保持不变C.“光斑光斑”照射后照射后O2释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用D.CO2曲线曲线AB段的变化说明暗反应的进行与光照无关段的变化说明暗反应的进行与光照无关【解题指导】【解题指导】 从这个图上可以看出从这个图上可以看出

28、, ,这株植物在没有光的情况下这株植物在没有光的情况下, ,也是可以产生氧也是可以产生氧气的。光斑开始照射时气的。光斑开始照射时, ,光强度增强可使光反应迅速增强光强度增强可使光反应迅速增强, ,而暗反应因而暗反应因ATPATP和和HH的的增多也逐渐增强增多也逐渐增强, ,但不能及时消耗光反应产生的但不能及时消耗光反应产生的ATPATP和和H,H,而抑制光反应而抑制光反应, ,使氧气的使氧气的释放量减少。说明暗反应可抑制光反应的进行。光斑移开后释放量减少。说明暗反应可抑制光反应的进行。光斑移开后, ,光反应迅速下降光反应迅速下降, ,但但A A点时点时ATPATP和和HH含量较高含量较高, ,

29、可继续供给暗反应需要。随着可继续供给暗反应需要。随着ATPATP和和HH浓度逐渐降低浓度逐渐降低, ,暗暗反应也逐渐减弱。说明光反应为暗反应提供条件。反应也逐渐减弱。说明光反应为暗反应提供条件。C考点三考点三 光合作用与细胞呼吸光合作用与细胞呼吸 情景引领情景引领 下图表示光合作用和呼吸作用过程中下图表示光合作用和呼吸作用过程中CO2和和H的变化。有关叙述正确的是的变化。有关叙述正确的是 ()A.过程过程发生在叶绿体内的囊状结构薄膜上发生在叶绿体内的囊状结构薄膜上,过程过程发生在叶绿体基质中发生在叶绿体基质中B.过程过程发生在细胞质基质中发生在细胞质基质中,过程过程发生在线粒体中发生在线粒体中

30、C.过程过程均需要均需要H和和ATP提供还原剂和能量提供还原剂和能量D.过程产生的过程产生的H都将与氧结合产生水都将与氧结合产生水,过程过程仅在线粒体中进行仅在线粒体中进行思考思考: :(1)(1)光合作用、呼吸作用的实质分别是什么光合作用、呼吸作用的实质分别是什么? ?答案提示答案提示: :光合作用的实质是制造有机物光合作用的实质是制造有机物, ,呼吸作用的实质是分解有机物。呼吸作用的实质是分解有机物。(2)(2)光合作用、呼吸作用过程中能量变化形式相同吗光合作用、呼吸作用过程中能量变化形式相同吗? ?答案提示答案提示: :不同。光合作用是将光能转化为稳定的化学能储存在有机物中不同。光合作用

31、是将光能转化为稳定的化学能储存在有机物中, ,呼吸作用是呼吸作用是将有机物中的稳定化学能释放出来将有机物中的稳定化学能释放出来, ,转变成热能和转变成热能和ATPATP。A考点三考点三 光合作用与细胞呼吸光合作用与细胞呼吸 考点归纳考点归纳1.联系联系考点三考点三 光合作用与细胞呼吸光合作用与细胞呼吸 2.区别区别合成有机物合成有机物, ,储存能量储存能量分解有机物、释放能量分解有机物、释放能量, ,供细胞利用供细胞利用叶绿体叶绿体活细胞活细胞( (主要在线粒体主要在线粒体) )【易错提醒【易错提醒】 白天植物并不只进行光合作用白天植物并不只进行光合作用植物在白天时同时进行光合作用和呼吸作用。

32、植物在白天时同时进行光合作用和呼吸作用。COCO2 2的吸收量是指植物从外界环境中的吸收量是指植物从外界环境中吸收的吸收的COCO2 2量量, ,代表植物的净光合速率代表植物的净光合速率, ,植物实际光合速率应该包含植物呼吸产生的植物实际光合速率应该包含植物呼吸产生的COCO2 2量和从外界环境中吸收的量和从外界环境中吸收的COCO2 2量。量。考点三考点三 光合作用与细胞呼吸光合作用与细胞呼吸 典例训练典例训练 5.5.下图为光合作用和呼吸作用之间的能量、物质转变图解。下列对该图的分析中下图为光合作用和呼吸作用之间的能量、物质转变图解。下列对该图的分析中正确的是正确的是( () )A.A.从

33、能量分析从能量分析,“,“光能光能”最终要变成最终要变成“供生命活动需要的能量供生命活动需要的能量”, ,其途径为其途径为: :光能光能ATPATP中的化中的化学能学能(CH(CH2 2O)O)中的化学能中的化学能ATPATP中的化学能中的化学能供生命活动需要的能量供生命活动需要的能量B.B.从物质分析从物质分析, ,光合作用光反应阶段产生的氢只来自水光合作用光反应阶段产生的氢只来自水, ,而呼吸作用产生的氢只来自有机物而呼吸作用产生的氢只来自有机物C.C.从图中可知从图中可知, ,光合作用产生的有机物光合作用产生的有机物(CH(CH2 2O)O)并不需要穿膜并不需要穿膜, ,可直接进入线粒体

34、被分解可直接进入线粒体被分解D.D.在整个植株有机物积累为在整个植株有机物积累为0 0时时, ,绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物与通过呼吸作绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物与通过呼吸作用消耗的有机物是相等的用消耗的有机物是相等的【解题指导】【解题指导】 本题考查光合作用和呼吸作用之间的能量、物质的转变。从能量分析本题考查光合作用和呼吸作用之间的能量、物质的转变。从能量分析, ,光能为生光能为生物最终的能量来源物最终的能量来源,“,“光能光能”最终要变成最终要变成“供生命活动需要的能量供生命活动需要的能量”, ,其途径为其途径为: :光能光能ATPATP中活中活跃的化学能跃的

35、化学能(CH(CH2 2O)O)中稳定的化学能中稳定的化学能ATPATP中的活跃化学能中的活跃化学能供生命活动需要的能量供生命活动需要的能量; ;从物质分从物质分析析, ,光合作用光反应阶段产生的氢只来自水光合作用光反应阶段产生的氢只来自水, ,而呼吸作用产生的氢除了来自有机物外而呼吸作用产生的氢除了来自有机物外, ,还来自水还来自水; ;光合作用产生的有机物光合作用产生的有机物(CH(CH2 2O)O)首先在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解首先在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解; ;在在整个植株中整个植株中, ,只有叶肉细胞能进行光合作用只有叶肉细胞能进行光合

36、作用, ,而所有的细胞均可进行呼吸作用而所有的细胞均可进行呼吸作用, ,因而整个植株有机因而整个植株有机物积累量为物积累量为0 0时时, ,绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物要多于叶肉细胞通过呼吸作用绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物要多于叶肉细胞通过呼吸作用消耗的有机物。消耗的有机物。 A【前连后挂【前连后挂】 (1)(1)无机物中的水作为原料分别参与了光合作用、有氧呼吸的哪些阶段无机物中的水作为原料分别参与了光合作用、有氧呼吸的哪些阶段? ?答案提示答案提示: :水参与光合作用过程中的光反应阶段水参与光合作用过程中的光反应阶段, ,参与有氧呼吸的第二阶段。参与有氧呼吸的第二

37、阶段。(2)(2)非生物界的碳元素进入生物群落的途径是什么非生物界的碳元素进入生物群落的途径是什么? ?绿色植物在生态系统中属于什么绿色植物在生态系统中属于什么成分成分? ?答案提示答案提示: :植物的光合作用植物的光合作用; ;生产者。生产者。 典例训练典例训练 6.(20136.(2013北京丰台区高三上学期期末考试北京丰台区高三上学期期末考试) )下图下图 表示不同条件下表示不同条件下, ,植植物叶肉细胞的物叶肉细胞的COCO2 2转移途径。某小组在密闭玻璃温室中进行植物栽培实验转移途径。某小组在密闭玻璃温室中进行植物栽培实验, ,他们对室内他们对室内空气中的空气中的COCO2 2含量进

38、行含量进行2424小时监测小时监测, ,并根据数据绘制了如下图所示的曲线。下列分析正并根据数据绘制了如下图所示的曲线。下列分析正确的是确的是 ( (忽略土壤微生物代谢活动产生的忽略土壤微生物代谢活动产生的COCO2 2量量)()() )A.A.与曲线中与曲线中a a点相符点相符B.B.与曲线中与曲线中b b点相符点相符C.C.与曲线中与曲线中c c点相符点相符D.D.与曲线中与曲线中d d点相符点相符【解题指导】【解题指导】 图图表示呼吸作用强度大于光合作用强度表示呼吸作用强度大于光合作用强度, ,图图只进行呼吸作用只进行呼吸作用, ,图图表示光合作用强度等于呼吸作用强度表示光合作用强度等于呼

39、吸作用强度, ,图图表示光合作用强度大于呼吸作用强度表示光合作用强度大于呼吸作用强度; ;坐坐标曲线中标曲线中b b、c c两点表示光合作用强度等于呼吸作用强度两点表示光合作用强度等于呼吸作用强度, ,对应图对应图,ab,ab、cdcd段光合作段光合作用强度小于呼吸作用强度用强度小于呼吸作用强度,a,a点只进行呼吸作用点只进行呼吸作用, ,对应对应,bc,bc段光合作用强度大于呼吸段光合作用强度大于呼吸作用强度作用强度, ,对应图对应图, ,所以所以C C选项正确。选项正确。考点三考点三 光合作用与细胞呼吸光合作用与细胞呼吸 C实验实验: :绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离实验基础

40、实验基础黄绿色黄绿色有机溶剂（如无水乙醇有机溶剂（如无水乙醇 ）能溶解色素）能溶解色素因溶解度不同而扩散速度不同因溶解度不同而扩散速度不同二氧化硅、碳酸钙二氧化硅、碳酸钙无水乙醇无水乙醇收集滤液收集滤液两角两角铅笔铅笔层析液层析液橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色【易错提醒【易错提醒】 实验中的注意事项及操作目的实验中的注意事项及操作目的过程过程注意事项注意事项操作目的操作目的提提取取色色素素( (1 1) )选新鲜绿色的叶片选新鲜绿色的叶片( (2 2) )研磨时加无水乙醇研磨时加无水乙醇( (3 3) )加少量加少量SiOSiO2 2和和CaCOCaCO3 3( (4 4) )迅速、充分研磨

41、迅速、充分研磨( (5 5) )盛放滤液的试管管口加棉塞盛放滤液的试管管口加棉塞分分离离色色素素( (1 1) )滤纸预先干燥处理滤纸预先干燥处理( (2 2) )滤液细线要直、细、匀滤液细线要直、细、匀( (3 3) )滤液细线干燥后再画一两次滤液细线干燥后再画一两次( (4 4) )滤液细线不触及层析液滤液细线不触及层析液使滤液中色素含量高使滤液中色素含量高溶解色素溶解色素研磨充分和保护色素研磨充分和保护色素防止乙醇挥发防止乙醇挥发, ,充分溶解色素充分溶解色素防止乙醇挥发和色素氧化防止乙醇挥发和色素氧化使层析液在滤纸上快速扩散使层析液在滤纸上快速扩散使分离出的色素带平整不重叠使分离出的色

42、素带平整不重叠使分离出的色素带清晰分明使分离出的色素带清晰分明防止色素直接溶解到层析液中防止色素直接溶解到层析液中实验方略实验方略收集到的滤液绿色过浅的原因及滤纸条上看不到色素带的原因分析收集到的滤液绿色过浅的原因及滤纸条上看不到色素带的原因分析 (1)收集到的滤液绿色过浅的原因收集到的滤液绿色过浅的原因:未加未加 (二氧化硅二氧化硅),研磨不充分。研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶使用放置数天的菠菜叶,滤液色素滤液色素(叶绿素叶绿素)太少。太少。一次加入大量的一次加入大量的 ,提取浓度太低提取浓度太低 (正确做法正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加未加 或

43、加入过少或加入过少,色素分子被破坏。色素分子被破坏。(2)滤纸条看不见色素带的原因滤纸条看不见色素带的原因:忘记画滤液细线。忘记画滤液细线。滤液细线接触到滤液细线接触到 ,且时间较长且时间较长,色素全部溶解到层析液中。色素全部溶解到层析液中。石英砂石英砂无水乙醇无水乙醇碳酸钙碳酸钙层析液层析液命题设计命题设计下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题, ,分析回答分析回答: :(1)(1)剪碎剪碎5 g5 g新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中, ,加入加入SiOSiO2 2后后, ,

44、迅速研磨成糊状迅速研磨成糊状, ,发现糊状的发现糊状的研磨液呈现浅绿色研磨液呈现浅绿色, ,其原因是没有加入其原因是没有加入, ,使得使得 。【解题指导】【解题指导】 (1)(1)在色素的提取过程中在色素的提取过程中, ,研磨时要加入碳酸钙研磨时要加入碳酸钙, ,防止叶绿素在研磨过程防止叶绿素在研磨过程中被破坏中被破坏, ,加入无水乙醇加入无水乙醇, ,让色素溶解并提取出来。让色素溶解并提取出来。答案答案:(1):(1)碳酸钙和无水乙醇叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来碳酸钙和无水乙醇叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来(2)(2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条甲同学在实验过程

45、中将画有滤液细线的滤纸条( (已重复几次画线已重复几次画线) )插入层析液插入层析液, ,几分几分钟后取出观察钟后取出观察, ,发现滤纸条上无色素分带现象发现滤纸条上无色素分带现象, ,而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是上却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是 。【解题指导】【解题指导】(2)(2)乙同学滤纸条上无色素带乙同学滤纸条上无色素带, ,说明滤液细线中的色素溶解到层析液中说明滤液细线中的色素溶解到层析液中, ,即即层析液触及滤液细线。层析液触及滤液细线。答案答案(2)(2)层析液触及滤液细线层析液触及滤

46、液细线(3)(3)若选用在缺若选用在缺MgMg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料, ,层析后滤纸条上只出现层析后滤纸条上只出现了两条色素带了两条色素带, ,其原因是其原因是 。【解题指导】【解题指导】(3)Mg(3)Mg是合成叶绿素的必需元素是合成叶绿素的必需元素, ,无无MgMg不能合成叶绿素不能合成叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b。答案答案(3)(3)缺缺MgMg植物不能合成叶绿素植物不能合成叶绿素下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题,分析回答分析回答

47、:命题设计命题设计(4)实验结束几天后实验结束几天后,甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。甲同学认为这是由于甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。甲同学认为这是由于叶片中叶绿素降解所造成的叶片中叶绿素降解所造成的,乙同学则认为是类胡萝卜素含量增加所致。根据所学知乙同学则认为是类胡萝卜素含量增加所致。根据所学知识识,设计实验来判断哪个同学的观点正确。设计实验来判断哪个同学的观点正确。实验过程实验过程:从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄叶片和绿色鲜嫩的从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄叶片和绿色鲜嫩的叶片叶片,分别编号为分别编号为A、B两组。两组。 。 实验结

48、论实验结论:与与B组相比组相比,若若A组滤纸条只有上面两条色素带或下面两条色素带较组滤纸条只有上面两条色素带或下面两条色素带较B组的窄组的窄,则则的观点是正确的。的观点是正确的。 , 则则的观点是正确的。的观点是正确的。 【解题指导】通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降解而减少【解题指导】通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降解而减少, ,某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片, ,实验组选取已变黄的叶片实验组选取已变黄的叶片, ,通过提取分离这两种叶片中的色素通过提取分离这两种叶片中的色素, ,比较各种色素的

49、含量比较各种色素的含量, ,得出结论。得出结论。在相同条件下在相同条件下, ,进行绿叶中色素的提取和分离实验进行绿叶中色素的提取和分离实验, ,测定和记录实验结果测定和记录实验结果, ,比较这两种叶片色素的组成和含量比较这两种叶片色素的组成和含量甲同学甲同学与与B组相比组相比,若若A组滤纸条上面的两条色素带较宽组滤纸条上面的两条色素带较宽乙同学乙同学题组一光合作用的发现历程及过程题组一光合作用的发现历程及过程1.(20141.(2014安徽合肥第一次教学质量检测安徽合肥第一次教学质量检测) )在光合作用的探究历程中在光合作用的探究历程中, ,德国科学家梅耶德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律根

50、据能量转化和守恒定律, ,曾提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。以下曾提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。以下哪项科学实验能证明这一假说哪项科学实验能证明这一假说( () )A.A.英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验B.B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光的实验恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光的实验C.C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验D.D.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实

51、验解析解析: :英格豪斯的实验结论是只有在光下植物才能更新空气英格豪斯的实验结论是只有在光下植物才能更新空气, ,植物体只有绿叶才能植物体只有绿叶才能更新空气更新空气, ,发现了空气的组成发现了空气的组成: :植物体的绿叶在光下放出的气体是氧气植物体的绿叶在光下放出的气体是氧气, ,吸收的是二吸收的是二氧化碳氧化碳; ;德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律指出德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律指出, ,植物在进行光合作用时把植物在进行光合作用时把光能转换成化学能储存起来光能转换成化学能储存起来; ;萨克斯的实验证明了光合作用中光能转化为稳定的化萨克斯的实验证明了光合作用中光能转化为稳定的化学

52、能学能, ,其他实验均无。其他实验均无。C题组一光合作用的发现历程及过程题组一光合作用的发现历程及过程2.(20142.(2014潍坊模拟潍坊模拟) )如图为光合作用过程示意图如图为光合作用过程示意图, ,在适宜条件下栽培小麦在适宜条件下栽培小麦, ,如果突然将如果突然将c c降低至极低水平降低至极低水平( (其他条件不变其他条件不变),),则则a a、b b在叶绿体中含量的变化将会是在叶绿体中含量的变化将会是( () )A.aA.a上升、上升、b b下降下降B.aB.a、b b都上升都上升C.aC.a、b b都下降都下降D.aD.a下降、下降、b b上升上升解析解析: :分析题图可知分析题图

53、可知:a:a、b b代表代表HH和和ATP,cATP,c代表代表COCO2 2。在暗反应阶段。在暗反应阶段,CO,CO2 2含量突然降低含量突然降低, ,则则C C3 3的含量降低的含量降低,H,H和和ATPATP的消耗速率减小的消耗速率减小, ,因此总体来说因此总体来说, ,其他条件不变的情况下其他条件不变的情况下,H,H和和ATPATP含量会上升含量会上升, ,即即a a和和b b的含量都会上升。的含量都会上升。B题组二叶绿体色素的提取和分离题组二叶绿体色素的提取和分离3.3.某同学在做叶绿体色素的提取和分离的实验中某同学在做叶绿体色素的提取和分离的实验中, ,观察到的色素带颜色较浅观察到

54、的色素带颜色较浅, ,其可其可能原因是能原因是( () )无水乙醇加入量太多无水乙醇加入量太多未加未加CaCOCaCO3 3未加未加SiOSiO2 2使用放置了两天的菠菜叶使用放置了两天的菠菜叶只画了一次滤液细线只画了一次滤液细线A.2A.2种种B.3B.3种种C.4C.4种种D.5D.5种种解析解析: :无水乙醇加入量过多无水乙醇加入量过多, ,造成乙醇中的叶绿素含量浓度小造成乙醇中的叶绿素含量浓度小, ,导致色素带颜色浅导致色素带颜色浅; ;不加不加CaCOCaCO3 3, ,研磨时会使叶绿素遭到破坏研磨时会使叶绿素遭到破坏, ,提取到的叶绿素少提取到的叶绿素少, ,导致色素带颜色浅导致色

55、素带颜色浅; ;未未加加SiOSiO2 2导致研磨得不充分导致研磨得不充分, ,使色素带浅使色素带浅; ;菠菜叶失绿菠菜叶失绿, ,导致色素带颜色浅导致色素带颜色浅; ;画滤液细画滤液细线次数少线次数少, ,导致色素带浅。导致色素带浅。D题组三光合作用的影响因素及应用题组三光合作用的影响因素及应用4.(20134.(2013黄冈模拟黄冈模拟) )如图表示如图表示20 20 时玉米光合作用强度与光照强度的关系时玉米光合作用强度与光照强度的关系,S1,S1、S2S2、S3S3表示图中所示区域的面积表示图中所示区域的面积, ,下列说法中错误的是下列说法中错误的是( ( ) )A.S1+S3A.S1+S3表示玉米呼吸消耗的有机物量表示玉米呼吸消耗的有机物量B.S2+S3B.S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量表示玉米光合作用产生的有机物总量C.C.若土壤中缺若土壤中缺Mg,Mg,则则B B点右移点右移,D,D点左移点左移D.S2-S3D.S2-S3表示玉米光合作用有机物的净积累量表示玉米光合作用有机物的净积累量解析解析: :题图所示题图所示, ,纵坐标纵坐标COCO2 2吸收量表示光合