专题6 光合作用 (共72张PPT)

目录Contents考情精解读考点1考点2A.知识全通关B.题型全突破C.能力大提升考法1考法2考法4考法3方法1方法2考情精解读考纲解读命题规律命题趋势考情精解读1生物专题一细胞的分子组成1.光合作用的基本过程Ⅱ;2.影响光合作用速率的环境因素Ⅱ;3.实验:叶绿体色素的提取和分离知识体系构建考纲解读命题规律命题趋势知识体系构建考情精解读2生物专题一细胞的分子组成考点2016全国2015全国2014全国自主命题地区叶绿体的结构与色素的提取和分离【40%】·全国Ⅱ4,6分

·2016江苏,17,2分·2016上海,16,2分·2015上海,21,2分·2015江苏,21,3分光合作用的原理及其应用【100%】·全国Ⅰ30,8分·全国Ⅱ31,8分·全国Ⅲ29,10分·全国Ⅰ29,9分·全国Ⅰ,2,6分·全国Ⅱ,6,6分·全国Ⅱ,29,10分·2016四川,1,6分·2016四川,5,6分·2016北京,5,6分·2016天津,2,6分·2016浙江,30,14分·2016江苏,32,8分·2016上海,24,2分·2015江苏,27,8分·2015浙江,30,14分·2015北京,31,12分·2015天津,7(4),8分·2014浙江,30,14分·2014天津,2,6分考纲解读命题规律命题趋势知识体系构建考情精解读31.热点预测光合作用的基本过程、影响因素都是高考的重点,对光合作用基础知识的考查多以选择题形式呈现,一般是2~6分;光合作用的影响因素和应用多以非选择题形式呈现,约占10分。2.趋势分析预计将光合作用与细胞呼吸综合、设置新情境、试题实验化仍是未来高考的命题趋势生物专题一细胞的分子组成考纲解读命题规律命题趋势知识体系构建考情精解读4返回目录生物专题一细胞的分子组成知识全通关知识全通关1考点1叶绿体的结构与色素的提取和分离继续学习一、叶绿体的结构及其中的色素1.捕获光能的色素和结构(1)色素的种类生物专题六光合作用名称颜色吸收光谱分布功能类胡萝卜素(1/4)胡萝卜素橙黄色主要吸收蓝

紫光叶绿体的类囊体薄膜上吸收、传递(四种色素)、转化(少数处于特殊状态的叶绿素a)光能叶黄素黄色叶绿素(3/4)叶绿素a蓝绿色主要吸收

红光和蓝紫光叶绿素b黄绿色知识全通关2考点1叶绿体的结构与色素的提取和分离继续学习(2)光合作用的结构——叶绿体①结构示意图生物专题六光合作用②结构功能:进行光合作用的场所决定知识全通关3考点1叶绿体的结构与色素的提取和分离继续学习二、实验:绿叶中色素的提取和分离1.实验原理(1)色素的提取:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂(无水乙醇或丙酮)中,因此,可以用无水乙醇等有机溶剂来提取叶绿体中的色素。(2)色素的分离:纸层析法。根据绿叶中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,从而在扩散过程中将色素分离开来。生物专题六光合作用知识全通关4考点1叶绿体的结构与色素的提取和分离继续学习2.实验流程

提取绿叶中的色素:生物专题六光合作用称取5g绿色叶片并剪碎充分、迅速研磨色素滤液棉塞封口制备滤纸条:取干燥的定性滤纸,将其剪成长与宽略小于试管长与直径的滤纸条,在一端剪去两角,并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画一条细线。干燥后,重复画一两次分离绿叶中的色素:将适量层析液倒入试管中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中,随后用棉塞塞紧试管口。注意,不能让滤液细线触及层析液观察结果:滤纸条上的色素带有四条,分别是橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a及黄绿色的叶绿素b(从上到下)知识全通关5考点1叶绿体的结构与色素的提取和分离继续学习3.实验结果及分析(1)经层析后在滤纸条上出现四条色素带,通过观察色素带的分布、宽窄、颜色可以判断色素的种类、含量和溶解度。生物专题六光合作用色素种类主要吸收的光色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素蓝紫色橙黄色最少最高最快叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a红光和蓝紫光蓝绿色最多较低较慢叶绿素b黄绿色较多最低最慢知识全通关6考点1叶绿体的结构与色素的提取和分离继续学习(2)结果分析①色素带的条数与色素种类有关,四条色素带说明有四种色素。②色素带的宽窄与色素含量有关,色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素,叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。③色素带扩散速度与溶解度有关,扩散速度越快说明溶解度越高。④相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素,最近的是叶绿素a和叶绿素b。4.实验改进如果用圆形滤纸替代滤纸条做层析实验,应在圆心处点样。滤液在圆形滤纸上的扩散结果是出现4个同心圆,最外面的是胡萝卜素,向内依次为叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。生物专题六光合作用返回目录实验失败的原因分析(1)色素提取液色浅,原因是没有加二氧化硅,研磨不充分;一次加入大量无水乙醇,提取液浓度低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素);使用放置数天的叶片,色素含量少。(2)色素提取液发黄,原因是未加碳酸钙或加入量过少,叶绿素分子部分被破坏。(3)没有提取到色素,原因是没有加有机溶剂(无水乙醇)。(4)色素没有分开,原因是没有塞紧试管口,滤纸上的层析液挥发掉了。(5)滤纸条看不见色素带,原因是忘记画滤液细线;滤液细线触及了层析液,色素全部溶解到层析液中。【名师提醒】生物专题六光合作用知识全通关7考点1叶绿体的结构与色素的提取和分离知识全通关8考点2光合作用的原理及其应用继续学习一、光合作用的探究历程生物专题六光合作用时间及科学家实验过程(方法)及现象实验分析1771年英国科学家普利斯特利点燃蜡烛+绿色植物

蜡烛不熄灭;小鼠+绿色植物

小鼠不易窒息死亡①没有发现光在植物更新空气中的作用,而将空气的更新归因于植物的生长。②由于当时科学发展水平的限制,没有明确植物更新气体的成分1864年德国植物学家萨克斯①该实验设置了自身对照,自变量为光,因变量是颜色变化(有无淀粉生成)。②该实验的关键是饥饿处理,以使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显,在用碘蒸气处理之前应用热酒精对叶片进行脱色处理。③本实验除了证明光合作用的产物有淀粉,还证明光是光合作用的必要条件曝光处变蓝,遮光处无颜色变化知识全通关9考点2光合作用的原理及其应用继续学习一、光合作用的探究历程生物专题六光合作用时间及科学家实验过程(方法)及现象实验分析1880年德国科学家恩格尔曼①结论:叶绿体是光合作用的场所,光合作用过程能产生氧气。②该实验设置极细光束和黑暗、完全曝光和黑暗两组对照。自变量为光照,因变量为好氧菌聚集的部位1939年美国科学家鲁宾和卡门

知识全通关10继续学习恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)实验材料选得妙:用水绵作实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中,便于观察和分析研究。(2)排除干扰的方法妙:实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量,恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排除了环境中光线和氧的影响,从而确保实验的准确怀。(3)观测指标设计得妙:通过好氧细菌的分布进行检测,从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。(4)实验对照设计得妙:进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验,从而明确实验结果完全是由光照引起的。生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用【名师提醒】知识全通关11继续学习英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功,则只要有光照,植物一定能更新空气,对吗?提示:不对,植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率,即净光合速率>0,倘若光照强度不够充分(在光补偿点以下),则植物不但不能更新空气,反而会使空气变得更污浊。二、光合作用1.光合作用的概念:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把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。生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用【深度思考】知识全通关12继续学习2.光合作用的过程生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用比较项目光反应暗反应过程模型实质光能转换为化学能,并放出O2同化CO2形成有机物(酶促反应)时间短促,以微秒计较缓慢条件色素、光、酶、水、ADP、Pi多种酶、ATP、[H]、CO2、C5场所在叶绿体内的类囊体薄膜上进行在叶绿体基质中进行知识全通关13继续学习2.光合作用的过程生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用比较项目光反应暗反应物质转化(1)水的光解:2H2O4[H]+O2;(2)ATP的合成:ADP+Pi+能量

ATP(1)CO2的固定:CO2+C5

2C3;(2)C3的还原:2C3

(CH2O)+C5能量转化光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能关系(1)光反应为暗反应提供[H]和ATP;暗反应为光反应提供ADP和Pi;(2)没有光反应,暗反应无法进行;没有暗反应,有机物无法合成;(3)光反应是暗反应的物质和能量准备阶段,暗反应是光反应的继续,是物质和能量转化的完成阶段知识全通关14继续学习3.光合作用的总反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2。光合作用过程中原子的去路分析(1)O2中的氧全部来自水的光解;(2)C的转移途径为:CO2C3(CH2O);

(3)H的转移途径:H2O[H](CH2O)+H2O。生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用知识全通关15继续学习三、影响光合作用的因素及应用1.内部因素(1)与植物自身的遗传特性有关,以阴生植物、阳生植物为例,如图1所示。(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数也会影响光合作用,如图2、3所示。生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用图1图2图3知识全通关16继续学习2.其他因素对光合作用速率的影响生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用因素图像及原理分析关键点及线段应用光照强度光照强度通过影响光反应速率,影响ATP及[H]的产生速率,进而影响暗反应速率①A—细胞呼吸强度,B—光补偿点,C—光饱和点;②AC段,光合作用速率随光照强度的增加而增加;③C点后光合作用速率不再随光照强度的增加而变化;④阴生植物的B点前移,C点较低,如图中虚线所示间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置等都是这一原理的具体运用知识全通关17继续学习2.其他因素对光合作用速率的影响生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用因素图像及原理分析关键点及线段应用温度温度通过影响酶的活性进而影响光合作用速率(主要是暗反应)①B点对应的温度为最适生长温度;②AB段,随温度升高光合作用速率升高;③BC段,随温度升高光合作用速率降低①冬天利用温室大棚提高温度,促进植物生长;②温室中,增加昼夜温差,减少夜晚有机物的消耗,有利于有机物的积累知识全通关18继续学习2.其他因素对光合作用速率的影响生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用因素图像及原理分析关键点及线段应用CO2浓度、矿质离子浓度CO2浓度影响暗反应中CO2的固定,矿质离子影响与光合作用有关的色素、酶、膜结构的形成①AB段,随CO2浓度或矿质离子浓度的增加光合作用速率升高;②B点后,随CO2浓度的增加光合作用速率不再升高;③B点后,随矿质离子浓度的增加光合作用速率下降(细胞失水)①增加大田中的空气流动,以增加CO2浓度;②温室中可使用CO2发生器,以增加CO2浓度;③合理施肥,补充土壤中的矿质元素知识全通关19继续学习2.其他因素对光合作用速率的影响生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用因素图像及原理分析关键点及线段应用水分水既是光合作用的原料,又是化学反应的媒介;水分通过影响气孔关闭间接影响光合作用图1中OA段,随着水分增加,光合速率增加。图2中E处光合作用强度暂时降低,是因为温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了CO2的供应根据作物的需水规律,合理灌溉知识全通关20继续学习提高作物产量的途径生物专题六光合作用考点2光合作用的原理及其应用【名师提醒】途径措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率提供适宜光照强度、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素)提高净光合作用速率维持适当昼夜温差(白天适当升温,晚上适当降温)返回目录生物专题六光合作用知识全通关21考点2光合作用的原理及其应用提高作物产量的途径四、化能合成作用1.化能合成作用的概念:自然界中还有一些微生物利用无机物氧化过程释放的化学能作能源,将CO2还原成有机物,此过程称为化能合成作用,此类生物属化能自养型。2.光合作用与化能合成作用的比较项目化能合成作用光合作用不同能量来源体外无机物氧化放出的能量光能生物类型原核生物(如硝化细菌等)主要为绿色植物,还有蓝藻等相同代谢类型自养需氧型物质变化将无机物(CO2和H2O等)转化为储存能量的有机物生态地位生产者题型全突破题型全突破1考法1绿叶中色素的提取和分离实验继续学习考法综述有关色素的提取和分离实验在近年的高考中有增加的趋势,主要涉及色素的种类、颜色、含量、吸收光谱、分布以及提取色素的原理和分离方法、实验操作过程、有关试剂的使用等内容,对这部分内容加强记忆和梳理是解题的关键。考法指导

1.色素与叶片颜色生物专题六光合作用色素与叶片的颜色正常绿色正常叶片中叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1,且对绿光吸收量少,所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄寒冷时,叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素较稳定,叶片显示出类胡萝卜素的颜色,叶片变黄叶色变红秋天时,低温和植物体内积累的可溶性糖有利于花青素的形成,花青素在酸性的叶肉细胞中变成红色,而叶绿素逐渐降解,叶片呈现红色题型全突破2考法1绿叶中色素的提取和分离实验继续学习2.叶绿素的提取与分离生物专题六光合作用实验过程注意事项操作目的提取色素①选取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高②研磨时加入10mL无水乙醇溶解叶片中的色素③研磨时加入少许SiO2和CaCO3使研磨充分和保护叶绿素④迅速、充分研磨防止有机溶剂挥发,并充分溶解色素⑤盛放滤液的试管管口加棉塞防止有机溶剂挥发制备滤纸条①滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸条上的扩散速度快②滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快画滤液细线①滤液细线要直、细、齐使分离的色素带平整、不重叠②滤液细线干燥后重复画2~3次使分离的色素带清晰,便于观察分离色素①滤液细线不能触及层析液防止色素直接溶解到试管内的层析液中②覆盖试管口防止层析液挥发题型全突破3考法1绿叶中色素的提取和分离实验继续学习生物专题六光合作用注意：(1)关键词与试剂的对应关系不能混淆。提取色素——无水乙醇,分离色素——层析液。(2)目的和原理的对应关系不能颠倒。提取的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素;分离的原理是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,反之则慢。(3)可用丙酮或其他有机溶剂代替无水乙醇提取色素,但丙酮有毒,研磨时需采取措施防止挥发;也可用汽油代替层析液进行层析。(4)可用其他绿色叶片代替菠菜,但不能用不含叶绿素的材料。题型全突破4考法1绿叶中色素的提取和分离实验继续学习某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时,进行了以下操作:

①将5g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中,加入无水乙醇后直接进行研磨;②将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1cm处用钢笔画一条横线;③为增强实验效果,将滤液细线画粗些;④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是A.① B.①② C.①②③ D.①②③④生物专题六光合作用【考法示例1】返回目录生物专题六光合作用题型全突破5考法1绿叶中色素的提取和分离实验解析实验操作中,正确的做法:①提取绿色叶片中的色素时,在将5g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后,应加入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入10mL无水乙醇,进行迅速、充分的研磨;②制备滤纸条时,应将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1cm处用铅笔画一条横线,而不是用钢笔;③画滤液细线时,为确保色素带分离整齐、不重叠,应保证滤液细线细、直、齐,为增强实验效果,应重复画线使滤液细线处积累较多色素;④分离色素时,应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,略微斜靠着烧杯的内壁,轻轻插入层析液中,随后盖上培养皿盖,为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中,不能让滤液细线触及层析液。答案D题型全突破6考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析继续学习考法综述影响光合速率的环境因素是高考的必考内容,题目常常以曲线图、表格为载体分析外界因素对光合作用的影响或以实验探究的形式考查外界因素对光合作用的影响。主要考査考生对光合作用的过程和各种因素对光合作用的影响的掌握情况,以及考生的理解能力、灵活运用实验原理和方法对实验现象和数据进行分析的能力、识图能力和图文转换能力。考法指导

1.单一因素对光合速率影响的分析与探究解答这类问题的基础是熟练掌握各因素对光合速率的影响。试题常结合光合作用的过程等相关知识,以实验探究题的形式出现,可应用探究实验的思路和原则解题;也经常以坐标图的形式进行考查,首先要认清坐标图的含义,理解横纵坐标的意义,并注意特殊点,如:生物专题六光合作用题型全突破7考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析继续学习(1)补偿点的含义及变化规律:在补偿点,植物光合作用强度等于呼吸作用强度。若改变某一因素(如光照、CO2浓度)使光合作用增大(减小),而呼吸作用不受影响,为使光合作用与呼吸作用强度相等,则补偿点应左移(右移);若改变某一因素(如温度)使呼吸作用增大(减小),为使二者相等,则补偿点应右移(左移)。(2)饱和点的变化规律:当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时,若改变某一因素(如CO2浓度)使光合作用增大(减小),则饱和点应右(左)移。生物专题六光合作用题型全突破8考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析继续学习2.多因素对光合速率影响的分析多因素对光合速率影响的曲线变化规律分析如图所示,P点前,限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因素不再是限制光合速率的因子,要想继续提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子的强度。PQ间的主要因素有两个:一是横坐标表示的因素,二是多条曲线上标注的因素。表面上看这类题目很复杂,但在解答这类试题时,仍然是依据单一变量原则,每次只分析一个自变量的变化对实验结果的影响。生物专题六光合作用题型全突破9考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析继续学习3.光合作用的昼夜变化曲线的分析(1)曲线解读①MN和PQ:夜晚植物只进行细胞呼吸;植物体内有机物的总量减少,环境中CO2量增加,O2量减小。②N~P:光合作用与呼吸作用同时进行。③NA和EP:清晨和傍晚光照较弱,光合作用强度小于细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量减少,环境中CO2量增加,O2量减少。④A点和E点:光合作用强度等于细胞呼吸强度,CO2的吸收和释放达到动态平衡;植物体内有机物的总量不变,环境中CO2量不变,O2量不变。⑤A~E:光合作用强度大于细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量增加;环境中CO2量减少,O2量增加。⑥C点:叶片表皮气孔部分关闭,出现“光合午休”现象。⑦E点:光合作用产物的积累量最大。生物专题六光合作用题型全突破10考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析继续学习(2)一昼夜有机物的积累量(用CO2表示)的计算方法方法1:一昼夜有机物的积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸作用释放的CO2量,即S3-(S1+S4)。方法2:一昼夜有机物的积累量=白天固定的CO2量-24h呼吸作用释放的CO2量,即多边形NBCDP的面积-矩形OMQF的面积=(S2+S3)-(S1+S2+S4)=S3-(S1+S4)。注:方法1中用的是净光合作用量,方法2中用的是总光合作用量。生物专题六光合作用题型全突破11考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析继续学习4.密闭玻璃钟罩内CO2浓度与时间的关系曲线各点含义及形成原因的分析:(1)AB段:无光照,植物只进行呼吸作用。(2)BC段:温度降低,呼吸作用减弱。(3)CD段:4时后,微弱光照,植物开始进行光合作用,但光合作用强度<呼吸作用强度。(4)D点:随光照增强,光合作用强度=呼吸作用强度。(5)DH段:光照强度较强,光合作用强度>呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象。(6)H点:随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强度=呼吸作用强度。(7)HI段:光照继续减弱,光合作用强度<呼吸作用强度,直至光合作用完全停止。生物专题六光合作用题型全突破12继续学习为探究CO2浓度倍增和干旱胁迫对紫花苜蓿光合生理特性的影响,研究者在适宜温度等条件下采用人工气候室和控水实验室模拟CO2浓度倍增和干旱胁迫,实验结果如下:生物专题六光合作用【考法示例2】考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析组别处理(光照强度为Q)净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1)相对气孔开度(%)水分利用效率A对照大气CO2浓度27.05501.78B干旱22.55351.87C对照CO2浓度倍增31.65402.45D干旱23.95302.55题型全突破13考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析继续学习根据实验结果,回答下列问题:(1)在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是

,进而影响光合作用暗反应阶段中

的速率;在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增能使光饱和点

(填“增大”或“减小”)。光照强度大于Q点时,限制B组光合作用的环境因素主要有

。

(2)由实验结果可知,在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可使苜蓿叶片相对气孔开度

;干旱胁迫可导致叶肉细胞中光合色素等含量减少,使光反应减弱,供给暗反应的

减少,从而使光合作用过程减弱。

(3)实验结果表明,当干旱胁迫发生时,CO2浓度倍增不仅能提高

,还能通过提高

,从而缓解干旱胁迫对苜蓿的伤害,增强抗旱能力。

生物专题六光合作用返回目录生物专题六光合作用题型全突破14考法2影响光合速率的因素及相关曲线分析解析(1)分析表中数据可知,与对照组相比,干旱胁迫条件下相对气孔开度降低,CO2吸收减少,进而影响光合作用暗反应阶段中CO2固定的速率,净光合速率降低。题图的4条曲线中,D组与B组均处于干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增能使光饱和点增大。光照强度大于Q点对应的值时,B组净光合速率不再随光照强度的增强而增大,因此限制B组光合作用的环境因素主要有水分和CO2浓度。(2)对比D、B两组实验数据可知,在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增使苜蓿叶片相对气孔开度降低;干旱胁迫可导致叶肉细胞中光合色素等含量减少,使光反应减弱,供给暗反应的ATP和[H]减少,从而使光合作用过程减弱。(3)分析表中的实验数据可知,当干旱胁迫发生时,CO2浓度倍增可使净光合速率和水分利用效率得到提高。答案(1)相对气孔开度降低,CO2吸收减少CO2固定

增大

水分和CO2浓度

(2)降低ATP和[H]

(3)净光合速率水分利用效率题型全突破15考法3光合作用与呼吸作用过程的综合分析继续学习考法综述高考中单独考查光合作用过程的试题不多,常将光合作用与呼吸作用的过程、影响光合作用和呼吸作用的因素相结合进行考查。题型有选择题也有非选择题,以非选择题的形式进行综合考查的情况比较多见。解题时要抓住二者的区别和联系。考法指导

1.光合作用与呼吸作用的区别与联系生物专题六光合作用项目光合作用呼吸作用发生范围含叶绿体的植物细胞;蓝藻、光合细菌等所有活细胞发生场所叶绿体(真核生物);细胞质(原核生物)细胞质基质、线粒体发生条件光下时时刻刻进行实质无机物

有机物;储存能量有机物

无机物(或简单有机物);释放能量题型全突破16考法3光合作用与呼吸作用过程的综合分析继续学习考法指导

1.光合作用与呼吸作用的区别与联系生物专题六光合作用项目光合作用呼吸作用能量转化的联系元素转移的联系C:CO2

(CH2O)丙酮酸

CO2O:H2O

O2H2OH:H2O[H](CH2O)

[H]H2O过程联系题型全突破17考法3光合作用与呼吸作用过程的综合分析继续学习2.光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源与去路生物专题六光合作用项目来源去路[H]光合作用光反应中水的光解还原C3有氧呼吸第一、二阶段产生用于第三阶段还原O2ATP光合作用光反应阶段产生用于暗反应阶段C3的还原有氧呼吸第一、二、三阶段均能产生,第三阶段产生的能量最多作为能量“通货”,用于各项生命活动继续学习研究者用仪器检测拟南芥叶片在光—暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。(1)在开始检测后的200s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解

,同化CO2。而在实验的整个过程中,叶片可通过

将储藏在有机物中稳定的化学能转化为

和热能。

(2)图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在

μmol·m-2·s-1范围内,在300s时CO2

达到

2.2μmol·m-2·s-1。由此得出,叶片的总(真正)光合速率大约是

μmolCO2·m-2·s-1。(本小题所填数值保留至小数点后一位)

(3)从图中还可看出,在转入黑暗条件下100s以后,叶片的CO2释放

,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。

(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用

技术进行研究。

生物专题六光合作用【考法示例3】题型全突破18考法3光合作用与呼吸作用过程的综合分析返回目录生物专题六光合作用解析(1)细胞进行光合作用时可利用光能分解H2O产生O2和[H]。细胞呼吸可将储存在有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。(2)据图分析,照光条件下CO2吸收量为0.2~0.6μmol·m-2·s-1。在300s时CO2吸收量为负值,即CO2释放量可达到2.2μmol·m-2·s-1。总光合速率=净光合速率+呼吸速率,所以总光合速率为2.4~2.8μmol·m-2·s-1。(3)根据题中所给信息“转入黑暗条件下100s以后”得出,需要分析的是300s之后的曲线变化趋势,由图可知300s后CO2释放量逐渐减少,最后达到一个相对稳定水平。(4)利用同位素示踪技术可以追踪生物体内某元素或某物质的来源和去路。答案(1)水细胞呼吸ATP中的化学能(2)0.2~0.6释放量2.4~2.8

(3)逐渐减少(4)14C同位素示踪题型全突破19考法3光合作用与呼吸作用过程的综合分析题型全突破20考法4光合速率与呼吸速率的综合分析继续学习考法综述从近几年的高考看,对光合作用和呼吸作用的考查多集中在总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系上,多以曲线图、坐标图或表格的形式进行综合考查。常以非选择题的形式出现。题目有一定的难度,需认真分析。考法指导

1.植物的“三率”(1)植物“三率”间的内在关系①呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。②净光合速率:植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。③真光合速率=净光合速率+呼吸速率。生物专题六光合作用题型全突破21考法4光合速率与呼吸速率的综合分析继续学习(2)植物“三率”的判定①根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,CO2吸收值为0,则该曲线表示总(真)光合速率曲线;若CO2吸收值为负值,该值的绝对值表示呼吸速率,该曲线表示净光合速率曲线。②根据关键词判定生物专题六光合作用真光合速率O2产生(生成)速率CO2固定速率有机物产生(制造、生成)速率净(表观)光合速率O2释放速率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题型全突破22考法4光合速率与呼吸速率的综合分析继续学习2.在不同的光照条件下,光合速率与呼吸速率的相关曲线分析(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(A点)。(2)绿色组织在有光条件下,光合作用与呼吸作用同时进行,测得的数据为净光合速率。生物专题六光合作用题型全突破23考法4光合速率与呼吸速率的综合分析继续学习(3)各点(段)的光合作用和呼吸作用分析生物专题六光合作用曲线对应点细胞生理活动ATP产生场所植物组织外观表现图示A点只进行呼吸作用,不进行光合作用细胞质基质和线粒体从外界吸收O2,向外界释放CO2AB段(不含A、B点)呼吸作用量>光合作用量细胞质基质、线粒体、叶绿体从外界吸收O2,向外界释放CO2B点光合作用量=呼吸作用量与外界不发生气体交换B点之后光合作用量>呼吸作用量从外界吸收CO2,向外界释放O2题型全突破24考法4光合速率与呼吸速率的综合分析继续学习3.光合速率和呼吸速率的相关计算。光合作用方程式:6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O。有氧呼吸方程式:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。(1)光合作用释放6molO2需要消耗12molH2O。(2)光反应阶段,12molH2O光解产生24mol[H],在暗反应中用于还原6molCO2,并产生6molH2O。(3)每分解1molC6H12O6,需要消耗6molO2,产生6molCO2。(4)光合作用和呼吸作用的综合计算①光合作用实际O2产生量=实测的O2释放量+呼吸作用O2消耗量。②光合作用实际CO2消耗量=实测的CO2消耗量+呼吸作用CO2释放量。③光合作用C6H12O6积累量=光合作用实际C6H12O6生成量-呼吸作用C6H12O6消耗量。生物专题六光合作用继续学习为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响,在不同浓度NaCl条件下,对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定,结果如图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题:生物专题六光合作用【考法示例4】题型全突破25考法4光合速率与呼吸速率的综合分析题型全突破26考法4光合速率与呼吸速率的综合分析继续学习(1)叶绿体中色素的功能是

。

(2)大气中的CO2可通过植物叶片表面的

进入植物体内。光合作用产生的有机物(C6H12O6)中的氧来源于原料中的

,有机物(C6H12O6)中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物

中。

(3)当NaCl浓度在200~250mmol/L时净光合速率显著下降,自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于

,后者主要是由于

。(4)总光合速率可用单位时间内单位叶面积上

表示。请在所给坐标图上绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图。

生物专题六光合作用返回目录生物专题六光合作用解析(1)叶绿体中的色素能够吸收、传递、转换光能。(2)大气中的CO2通过叶片表面的气孔进入植物体内。根据光合作用的反应式,光合作用产生的C6H12O6中的氧来源于CO2。根据有氧呼吸的反应式,C6H12O6中的氧经细胞有氧呼吸后到CO2中。(3)当NaCl浓度在200~250mmol/L时,叶绿体中光合色素含量降低,净光合作用速率显著下降。自然条件下,夏季晴朗的中午由于气孔关闭,使胞间CO2浓度降低,净光合作用速率显著下降。(4)利用图示中的数据绘出曲线图即可。答案(1)吸收、传递、转换光能(2)气孔CO2

CO2

(3)光合色素含量降低胞间CO2浓度降低(4)光合作用消耗的CO2量(光合作用产生的O2量或光合作用产生的有机物的量)如图题型全突破27考法4光合速率与呼吸速率的综合分析能力大提升能力大提升1方法1模型法分析外界条件骤变时光合作用过程中各物质量的变化继续学习1.分析方法(1)需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。(2)需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化:生物专题六光合作用能力大提升2方法1模型法分析外界条件骤变时光合作用过程中各物质量的变化继续学习2.含量变化(1)含量变化的比较生物专题六光合作用条件光照由强到弱,CO2供应不变光照由弱到强,CO2供应不变CO2供应由充足到不足,光照不变CO2供应由不足到充足,光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少[H]和ATP的含量减少增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加能力大提升3方法1模型法分析外界条件骤变时光合作用过程中各物质量的变化继续学习(2)模型图分析生物专题六光合作用注:在以上各物质的含量变化中,C3和C5含量的变化是相反的,若C3含量增加,则C5含量减少;[H]、ATP和C5的含量变化是一致的,都增加,或都减少。能力大提升4方法1模型法分析外界条件骤变时光合作用过程中各物质量的变化继续学习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微摩尔浓度的变化趋势如图。回答问题:(1)图中物质A是

(填“C3”或“C5”)。

(2)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)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

(填“高”或“低”),其原因是

。

生物专题六光合作用【考法示例5】能力大提升5方法1模型法分析外界条件骤变时光合作用过程中各物质量的变化继续学习解析(1)CO2浓度降低时,C3的产生减少而消耗不变,故C3的含量降低,与物质A的变化趋势一致;C5的产生不变而消耗减少,故C5的含量增加,与物质B的变化趋势一致。(2)CO2浓度迅速下降后,C5的产生不变而消耗减少,故C5的浓度升高。(3)CO2浓度较低时,暗反应强度低,需要的[H]和ATP的量少,故在较低的光照强度时就能达到此CO2浓度时的最大光合速率。答案(1)C3

(2)当CO2浓度突然降低时,C5的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5积累(3)低CO2浓度低时,暗反应强度低,所需ATP和[H]少生物专题六光合作用返回目录分析光照强度和CO2浓度突然改变后C3、C5含量变化的思路分析光照强度和CO2浓度突然改变后C3、C5含量变化时,要将光反应和暗反应过程结合起来。C3产生于CO2的固定,消耗于C3的还原;C5产生于C3的还原,消耗于CO2的固定;某因素改变后,只要分析是影响消耗过程还是影响产生过程,就可以判断出C3或C5的含量变化。【突破攻略】生物专题六光合作用能力大提升5方法1模型法分析外界条件骤变时光合作用过程中各物质量的变化能力大提升6方法2植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法继续学习1.气体体积变化法——测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积(1)装置中溶液的作用:在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2;在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2,保证了容器内CO2浓度的恒定。(2)测定原理①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CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表呼吸速率。生物专题六光合作用能力大提升7方法2植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法继续学习②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NaHCO3溶液保证了容器内CO2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O2释放速率,可代表净光合速率。③真光合速率=净光合速率+呼吸速率。(3)测定方法①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真光合速率。(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。生物专题六光合作用继续学习某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题,设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验,并分析回答有关问题。(1)先测定植物的呼吸作用强度,方法步骤如下:①甲、乙两装置的D中都放入

,装置乙作为对照。

②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行

处理,放在温度等相同且适宜的环境中。

③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。生物专题六光合作用【考法示例6】能力大提升8方法2植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法能力大提升9方法2植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法继续学习(2)测定植物的净光合作用强度,方法步骤如下:①甲、乙两装置的D中放入

。

②把甲、乙装置放在

。

③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。(3)实验进行30分钟后,记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表:(4)假设红墨水滴每移动1cm,植物体内的葡萄糖增加或减少1g,那么该植物的呼吸速率是

g/h;白天光照15h,一昼夜葡萄糖的积累量是

g(不考虑昼夜温差的影响)。生物专题六光合作用

实验30分钟后红墨水滴移动情况测定植物呼吸作用强度甲装置

(填“左”或“右”)移1.5cm

乙装置右移0.5cm测定植物净光合作用强度甲装置

(填