第10讲-光与光合作用课件

第10讲

光与光合作用第三单元细胞的能量供应和利用

【内容要求】2.2细胞的功能绝大多数基于化学反应,这些反应发生在细胞的特定区域【素养解读】1.生命观念:运用结构与功能观、物质与能量观等观念说明细胞结构与光合作用的关系,光合作用中物质与能量的转换,从物质和能量的视角探索光合作用的过程与本质。阐明它们对细胞、生物体、生物界以及整个自然界的意义。

【内容要求】2.2.3说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能【素养解读】2.科学思维:基于特定的生物学事实,采用归纳与概括、演绎与推理等方法,用文字或图示等方式表达光合作用等重要概念,用图表等方式解释光合作用中物质和能量间的联系。比较归纳呼吸作用与光合作用的区别与联系。3.科学探究:进行绿叶中色素的提取与分离实验,尝试探究影响光合作用的因素等。第1课时光合作用的色素考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构基础·自主诊断

1.叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a

叶绿素b

类胡萝卜素

黄色

橙黄色蓝绿色黄绿色叶黄素胡萝卜素2.色素的分布与功能(1)功能:

。由图可以看出:①叶绿体中的色素只吸收

光,而对红外光和紫外光等不吸收。

②类胡萝卜素主要吸收

,叶绿素a和叶绿素b主要吸收

,类胡萝卜素和叶绿素吸收

最少。

(2)分布:

。

吸收、传递、转化光能可见蓝紫光红光和蓝紫光绿光叶绿体类囊体薄膜上3.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图光反应暗反应(2)(3)(4)恩格尔曼的实验:好氧细菌只分布于

被光束照射的部位。外膜内膜叶绿体基质暗反应类囊体色素光反应光合作用叶绿体正误辨析(1)叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多。 (

)(2)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。 (

)(3)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。 (

)×[解析]吸收红光的色素主要是叶绿素,叶片黄化后,叶绿素含量减少,叶绿体对红光的吸收减少。√[解析]叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。×(4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和细胞质基质中。 (

)(5)1864年德国植物学家萨克斯的叶片曝光和遮光实验能证明光合作用的产物只有淀粉。 (

)×[解析]叶绿体基粒的类囊体薄膜上和叶绿体基质中分布着光合作用需要的酶,而色素只分布于叶绿体基粒的类囊体薄膜上。×[解析]萨克斯的叶片曝光和遮光实验能证明光合作用产物除了氧气外还有淀粉,同时还能证明光合作用需要光照。教材拓展1.遇到连续阴雨天气,温室或大棚在相同光照强度条件下应补充什么颜色的光源?

2.玉米田里的白化苗,在长出几片叶子时就会死亡。原因是什么?补充红光或蓝紫光,因为这两种颜色的光是植物光合作用吸收最多的。玉米白化苗中不含叶绿素,不能进行光合作用,玉米胚乳中的营养物质被耗尽后,无法产生新的有机物,因此玉米白化苗在长出几片叶子时就会死亡。生命观念识结构明功能1.[2017·全国卷Ⅲ]

植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是 (

)A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的A[解析]

类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,不吸收红光,A项错误。通过测量叶绿素对不同波长光的吸收百分比,可以绘制吸收光谱,B项正确。由题干中信息“植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的”可知,光合作用的作用光谱可用O2的释放速率、CO2的吸收速率表示,C项正确。640~660nm波长的光为红光,叶绿素吸收的红光能用于水的光解,释放O2,D项正确。2.[2016·全国卷Ⅱ]

关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是 (

)A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的C[解析]

叶绿体中的色素能够溶于有机溶剂乙醇、丙酮等物质中,A项正确。根可通过主动运输从土壤中吸收镁,B项正确。2.[2016·全国卷Ⅱ]

关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是 (

)A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的C叶绿体中的色素吸收的是可见光,而不是红外光和紫外光,C项错误。叶绿素的合成需要光照,黑暗中生长的植物幼苗叶片因不能合成叶绿素而呈黄色,D项正确。■易错警示影响叶绿素合成的三大因素考点二实验:叶绿体色素的提取和分离素养·全面提升

1.实验原理2.实验步骤3.实验结果4.实验注意事项及操作目的

注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分、保护色素迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发,充分溶解色素盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中科学探究

抓探究提实践1.[2019·苏北三市三模]

下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是 (

)A.研磨叶片时加入二氧化硅可使叶片研磨更充分B.将滤液收集到试管中,应及时用棉塞将试管口塞严C.若菜叶剪碎不够充分,则提取的色素种类将减少D.色素分离实验中,滤纸条上不同色素带的宽度一般可以表示色素的含量C[解析]

研磨时加入二氧化硅可使叶片研磨更充分,A正确;滤液收集到试管后要将试管口塞严,防止其挥发,B正确;1.[2019·苏北三市三模]

下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是(

)A.研磨叶片时加入二氧化硅可使叶片研磨更充分B.将滤液收集到试管中,应及时用棉塞将试管口塞严C.若菜叶剪碎不够充分,则提取的色素种类将减少D.色素分离实验中,滤纸条上不同色素带的宽度一般可以表示色素的含量C即使菜叶剪碎不够充分,也不明显影响研磨,且色素种类并没有减少,仍可提取出4种光合色素,C错误;色素分离实验中,滤纸条上不同色素带的宽度一般可以表示色素的含量,D正确。2.某班学生完成了对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了以下四种不同的结果。下列分析最不合理的是(

)A.甲可能误用蒸馏水作为提取液和层析液B.乙可能研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能研磨时未加入CaCO3C[解析]

甲图中没有色素的原因可能是误用蒸馏水作为提取液和层析液,A正确;乙图中色素的含量较少,可能是因为研磨时未加入SiO2而导致研磨不充分,B正确;丙、丁图中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低,原因可能是研磨时未加入CaCO3而导致色素被破坏,C错误,D正确。■题后归纳叶绿体中色素提取分离异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶,滤液含色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇)。④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠的原因①滤液细线不直。②滤液细线过粗。(3)滤纸条无色素带的原因①忘记画滤液细线。②滤液细线接触到层析液,或时间较长,色素全部溶解到层析液中。第2课时光合作用的过程及影响因素考点一光合作用过程基础·自主诊断素养·全面提升1.光合作用的探究历程(连一连)①-(a)-(2)

②-(c)-(1)

③-(e)-(5)④-(d)-(3)

⑤-(b)-(4)2.卡尔文的实验(1)实验方法:

。

(2)实验思路:

。

(3)实验结论:光合作用中碳的转移途径:

,这一途径称为

。

同位素标记法用14C标记14CO2,供小球藻进行光合作用,然后追踪其放射性CO2→C3→(CH2O)卡尔文循环3.光合作用的过程(1)反应式:

。

(2)过程图解:a.根据图写出各标号所代表的物质或过程名称①

,②

,③

,④

,

⑤

,⑥

。

CO2+H2O(CH2O)+O2

[H]ATPCO22C3(或C3)光反应阶段暗反应阶段b.光合作用过程①光反应进行的场所是

,物质变化是

;能量变化是将光能转化为

。

②暗反应进行的场所是

,发生的物质变化有

,能量变化是将ATP中活跃的化学能转变成

。

叶绿体类囊体薄膜水的光解、ATP的合成ATP中活跃的化学能叶绿体基质CO2固定、C3还原和ATP水解有机物中稳定的化学能4.光合作用和化能合成作用的比较

光合作用化能合成作用区别能量来源

代表生物绿色植物

相同点都能将

等无机物合成有机物

光能氧化无机物放出的能量硝化细菌CO2和H2O正误辨析(1)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。 (

)(2)光反应必须在光照下进行,暗反应必须在暗处进行。 (

)(3)适宜环境条件下,在离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后,不能完成暗反应过程。 (

)×[解析]H2O在光下分解属于光反应,发生在叶绿体类囊体薄膜上。×[解析]光反应必须在光照下进行,而暗反应只要条件适宜,有光、无光均能进行。×[解析]暗反应需要光反应提供的ATP和[H],叶绿体基质中存在暗反应所需要的酶,适宜环境条件下,在离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]、CO2后,可完成暗反应过程。(4)适宜条件下培养的叶绿体,若突然将照射的白光改为绿光,则短时间内[H]含量会增多。 (

)(5)在其他条件适宜情况下,某植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内,叶绿体中C3和C5含量都迅速增加。(

)×[解析]突然将照射的白光改为绿光,叶绿体吸收的光能减少,光反应减弱,产生的ATP和[H]都减少。×[解析]突然停止光照后,短时间内C3含量增加,C5含量减少。教材拓展银边天竺葵叶片的边缘呈白色,中间呈绿色(如图所示)。不考虑叶片中光合产物的转移,请以银边天竺葵的叶片为材料,设计一组实验,验证叶绿体是进行光合作用的场所,简要写出实验思路并预测结果。实验思路:先把叶片在暗处放置一段时间,然后再将其置于光下一段时间,最后分别检测白色部分和绿色部分中是否有淀粉生成。预测结果:叶片白色部分没有淀粉生成,绿色部分有淀粉生成。项目光反应暗反应条件需要光、色素、酶、H2O、ADP、Pi不需要叶绿素和光,需要多种酶、ATP、[H]、CO2场所叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质物质转化

①水的光解:2H2O4[H]+O2

②ATP的合成:ADP+Pi+能量

ATP

1.光反应和暗反应的区别与联系能量转化光能→活跃的化学能活跃的化学能→有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi等,如下:

2.光合作用过程中元素转移途径分析(1)光合作用总反应式及各元素去向(3)光合作用过程中C的转移途径14CO2

14C3(14CH2O)3.环境骤变对光合作用中间产物含量的影响当外界条件改变时,光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以用图3-10-11进行分析:图3-10-11(1)停止光照时:ATP↓,ADP↑,C3↑,C5↓,分析如图3-10-12所示:图3-10-12(2)CO2供应停止时:C5↑,C3↓,ATP↑,ADP↓,分析如图3-10-13所示:图3-10-13科学探究

抓探究提实践1.下列有关光合作用探究历程的叙述,正确的是 (

)A.英格豪斯认为密闭玻璃罩中蜡烛熄灭的根本原因是缺乏足够的氧气B.萨克斯的实验中叶片曝光的一半变蓝,说明叶绿体在光下产生了淀粉C.鲁宾和卡门只用18O标记H2O,证明了光合作用释放的氧气都来自于水D.恩格尔曼的水绵实验利用了好氧细菌的生理特点作为因变量观测指标D[解析]

英格豪斯认为植物体只有绿叶才能更新污浊的空气,A错误;萨克斯将暗处理的叶片一半曝光、一半遮光,一段时间后用碘蒸汽处理,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半没有颜色变化,证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉,B错误;

2.图3-10-14是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,下列有关叙述正确的是 (

)A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有的淀粉B.两实验均需要光的照射C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气B图3-10-14[解析]

题图所示的两实验中,只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理,目的是消耗掉细胞中原有的淀粉,A错误。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所,萨克斯实验的目的是探究光合作用产物,所以两实验均需要光的照射,B正确。恩格尔曼的实验中,照光处理与不照光处理、黑暗与完全曝光形成对照;萨克斯的实验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照,C错误。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物,萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物,D错误。■题后归纳恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)妙法排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。(3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。生命观念

识结构明功能3.[2019·合肥模拟]

如图3-10-15为叶绿体结构与功能示意图,A、B、C、D表示叶绿体的结构,①②③④⑤表示有关物质。下列叙述中不正确的是 (

)A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.若突然停止光照,C3的含量会升高C.CO2进入叶绿体后,不能直接被固定形成⑤D.参与光合作用的色素位于图中的A部分A图3-10-15[解析]CO2的固定不消耗ATP,A错误;若突然停止光照,光反应产生的[H]和ATP减少,被还原的C3减少,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故短时间内C3的含量会升高,B正确;CO2进入叶绿体后,通过固定形成④三碳化合物,C正确;参与光合作用的色素位于图中的A叶绿体的类囊体薄膜上,D正确。4.通过对光合作用的研究发现:叶绿体接受光照后,类囊体腔内的pH明显下降。下列有关该现象的原因叙述正确的是(

)A.NADPH分解释放H+引起B.大量CO2进入叶绿体基质引起C.与ATP水解后产生磷酸有关D.该现象与H2O的光解有关D[解析]

光反应是在类囊体薄膜上合成ATP和NADPH,NADPH作为还原剂,在叶绿体基质中还原三碳化合物,其中的氢参与构成有机物,不会释放出H+,A错误。CO2进入叶绿体后,参与暗反应,在叶绿体基质中进行,最终被还原为糖类等有机物,不会进入类囊体腔内导致pH下降,B错误。4.通过对光合作用的研究发现:叶绿体接受光照后,类囊体腔内的pH明显下降。下列有关该现象的原因叙述正确的是(

)A.NADPH分解释放H+引起B.大量CO2进入叶绿体基质引起C.与ATP水解后产生磷酸有关D.该现象与H2O的光解有关D光反应产生的ATP参与暗反应,ATP水解发生在叶绿体基质中的,C错误。光反应过程中,H2O在光下分解产生[H]和氧气,[H]可以使类囊体腔内的pH下降,D正确。■易错警示突破光合作用过程的4个误区(1)绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体薄膜上,液泡中的色素不参与光合作用。(2)绿色植物中参与光合作用的酶存在于叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中。(3)不要认为暗反应不需要光。光合作用的过程可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。前者在光下才能进行,并在一定范围内随着光照强度的增加而增强;后者在有光、无光的条件下都可以进行,但需要光反应的产物[H]和ATP,因此暗反应在无光条件下不可以长期进行。(4)叶绿体并不是进行光合作用的必要场所,进行光合作用的细胞不一定含叶绿体,如蓝藻、光合细菌能进行光合作用,但没有叶绿体。科学思维

重理解拓思维5.光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。下列关于改变反应条件而引起的变化,正确的是 (

)A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小B[解析]

突然中断CO2供应导致CO2的固定速率降低,叶绿体中C5含量增加、C3含量减少,C5/C3的值增加,A错误;突然中断CO2供应使C3含量减少,ATP和[H]含量增多,所以ATP/ADP的值增大,B正确;突然将红光改变为绿光,光能利用率降低,ATP和[H]含量减少,进而使C3含量增多、C5含量减少,C3/C5的值增大,C错误;突然将绿光改变为红光,光能利用率提高,ATP和[H]含量增加,ATP/ADP的值增大,D错误。6.[2019·河北衡水中学模拟]

在植物叶肉细胞的叶绿体基质中有R酶,其既能与CO2结合,催化CO2与C5反应生成C3,也能与O2结合,催化C5的分解。CO2和O2在与R酶结合时具有竞争性相互抑制。下列分析正确的是 (

)A.植物叶肉细胞内CO2的固定发生在叶绿体内膜上B.R酶催化CO2与C5反应时需要[H]和ATPC.增大CO2浓度后,植物叶肉细胞内的C3/C5的值增大D.增大O2/CO2的值,有利于提高植物的净光合速率C[解析]

植物叶肉细胞内CO2的固定发生在叶绿体基质中,A错误;R酶催化CO2与C5反应时不需要[H]和ATP,C3还原时需要[H]和ATP,B错误;增大CO2浓度有利于R酶催化CO2与C5反应生成C3,因此植物叶肉细胞内的C3/C5的值增大,C正确;增大O2/CO2的值后,CO2的固定过程减弱,C5的分解加快,植物的净光合速率下降,D错误。■题后归纳利用模型法分析光合作用中物质的量的变化(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。(2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,[H]和ATP含量变化是一致的。(3)具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(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),才能避开试题陷阱。考点二影响光合作用的因素及应用素养·全面提升

1.单因子对光合作用速率的影响(1)光照强度①原理:光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合作用速率。光照强度增强,光反应速率加快,产生的[H]和ATP增多,使暗反应中C3还原过程加快,从而使光合作用产物增加。②曲线分析A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸作用,CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度,该强度不随光照强度的改变而改变。AB段:光照强度加强,光合速率逐渐加强,但细胞呼吸强度大于光合作用强度。B点:光补偿点(光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度),细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用;BC段:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,光合作用强度大于细胞呼吸强度。C点:光饱和点(光合作用强度达到最大时的最低光照强度),继续增加光照强度,光合作用强度不再增加。③应用:阴生植物(适合在弱光下生长的植物)的B点左移,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。(2)CO2浓度①原理:影响暗反应阶段,制约C3的形成。②曲线分析图甲中A点:光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点。图乙中A'点:进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B'点:CO2饱和点(光合作用强度达到最大时的最低CO2浓度),继续增加CO2的浓度,光合速率不再增大。AB段和A'B'段:在一定范围内,光合速率随CO2浓度的增加而增大。③应用a.合理密植,保持作物间良好的通风状态。b.使用农家肥,或采取其他措施增大CO2浓度。(3)温度①原理:通过影响酶的活性来影响光合作用。②曲线分析AB段:在B点之前,随着温度升高,光合速率增大。B点:光合速率最大,此点对应的温度为光合作用有关酶的最适温度。BC段:随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小,50℃左右光合速率几乎为零。③应用:冬天适当提高温室温度,夏天适当降低温室温度。2.多因子对光合作用速率的影响(1)常见曲线(2)曲线分析P点:限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子,随其因子强度的不断加强,光合速率不断提高。Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的限制因素,要提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。3.自然环境中与密闭环境中光合作用的昼夜变化曲线分析(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线①开始进行光合作用的点:b。②光合作用与呼吸作用相等的点:c、e。③开始积累有机物的点:c。④有机物积累量最大的点:e。(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线①曲线分析AB段无光照,植物只进行呼吸作用BC段温度降低,呼吸作用减弱CD段

C点后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度<呼吸作用强度D点光合作用强度=呼吸作用强度DH段光合作用强度>呼吸作用强度,其中FG段表示“光合午休”现象H点光合作用强度=呼吸作用强度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②植物生长与否的判断方法I点低于A点说明一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小,即光合作用>呼吸作用,植物生长若I点高于A点说明光合作用<呼吸作用,植物体内有机物总量减少,植物不能生长若I点等于A点说明光合作用=呼吸作用,植物体内有机物总量不变,植物不生长科学思维

重理解拓思维角度一考查影响光合作用的因素1.[2019·北京东城区期末]

植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图3-10-23所示。下列说法中错误的是(

)A.植物甲和植物乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能B.叶温在36~50℃时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为25℃时,植物甲的光合作用强度与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D.叶温为35℃时,甲、乙两种植物的光合作用强度与呼吸作用强度的差值均为0D图3-10-23[解析]

植物光合作用所需要的能量都来自于太阳能,A正确;分析曲线可知,叶温在36~50℃时,植物甲的净光合速率比植物乙的高,B正确;光合作用强度与呼吸作用强度的差值即净光合作用强度,叶温为25℃时,植物甲的净光合速率小于植物乙,C正确;叶温为35℃时,甲、乙两种植物的光合作用强度与呼吸作用强度的差值相等,均大于0,D错误。2.植物的光合作用受温度和光照强度影响,图3-10-24表明植物在三种不同光照强度下消耗CO2的情况。下列分析正确的是 (

)A.在-5℃~3℃时,温度和光照强度都是限制光合作用的因素B.在10℃~30℃时,温度是限制光合作用的主要因素C.在光照强度相同的情况下,0℃时的光合作用强度一定小于15℃时的光合作用强度D.在温度相同的情况下,4倍光强时的光合作用强度一定大于1倍光强时的光合作用强度图3-10-24C[解析]

在-5℃~3℃时,温度是限制光合作用的因素,光照强度不是,A错误。在10℃~30℃时,光照强度是限制光合作用的主要因素,B错误。在温度相同的情况下,4倍光强时的光合作用强度不一定大于1倍光强时的光合作用强度,例如温度为0℃时,4倍光强时的光合作用强度等于1倍光强时的光合作用强度,D错误。3.[2017·全国卷Ⅰ]

植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是

。

甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率

(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。

植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低大于0[解析](1)植物在适宜条件下照光,光合速率大于呼吸速率,植物光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低。甲种植物净光合速率为0时,此时的CO2浓度为甲种植物CO2补偿点,由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,也就是说此时CO2浓度高于乙种植物的CO2补偿点,所以乙种植物的净光合速率大于0。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是

。

甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加[解析]

将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,题目暗示了密闭小室中有CO2,并且给予了光照,植物可以进行光合作用,放出O2,使得小室中的O2浓度越来越高,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加。角度二考查环境条件改变与光补偿点、光饱和点的关系4.将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2浓度和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是 (

)A.黑暗条件下,①增大、④减小B.光照强度低于光补偿点时,①③增大C.光照强度等于光补偿点时,②③保持不变

D.光照强度等于光饱和点时,②减小、④增大适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图B[解析]

黑暗条件下,图示密闭装置中培养的细胞只进行细胞呼吸而不能进行光合作用,所以①胞外CO2浓度增大,④胞外O2浓度减小,A项正确。光照强度低于光补偿点时,图示细胞的光合作用强度低于细胞呼吸强度,细胞表现为向外界释放CO2、从外界吸收O2,但从外界吸收的O2被有氧呼吸消耗,因此不会导致③胞内O2浓度增大,③很可能减小,B项错误。适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图光照强度等于光补偿点时,图示细胞的光合作用强度等于细胞呼吸强度,胞内CO2浓度和O2浓度保持不变,C项正确。光照强度等于光饱和点时,图示细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度,细胞表现为向外界释放O2、从外界吸收CO2合成有机物,D项正确。适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图5.图甲中试管A与试管B敞口培养相同数量的小球藻,研究光照强度对小球藻氧气产生量的影响,试管A的结果如图乙曲线所示。据图分析,下列叙述正确的是(

)A.Q点O2净释放量为零,此点光合作用强度为零B.在图乙上绘制装置B的曲线,Q点应该向右移C.P为负值是细胞呼吸消耗的氧气;适当降低温度P点将下移D.降低CO2浓度时,在图乙上绘制装置A的曲线,R点应右移B[解析]Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度,光合作用产生的氧气刚好用于呼吸作用,O2净释放量为零,此时光合作用强度大于零,A项错误。B试管中植物生活在缺镁的环境中,合成的叶绿素少,吸收光能较少,Q点右移,B项正确。适当降低温度,相关酶的活性降低,呼吸作用强度降低,P点上移,C项错误。降低二氧化碳浓度时,光饱和点会向左移动,即R点应左移,D项错误。■题后归纳光合作用曲线中补偿点与饱和点移动规律(1)补偿点的移动①呼吸速率增加,其他条件不变时,光(或CO2)补偿点应右移,反之左移。②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光(或CO2)补偿点应右移,反之左移。(2)饱和点的移动相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时,饱和点应右移,反之左移。角度三自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析6.将用完全培养液栽培的植物放入密闭的玻璃瓶内,在室外培养一昼夜,测得瓶内二氧化碳浓度的变化如图。以下分析正确的是 (

)A.植物从培养液中吸收氮和镁,可用于合成叶绿素B.BC段植物只进行呼吸作用,使瓶内CO2浓度上升C.E点时用碘蒸汽处理叶片,叶片不变蓝D.该植物在该密闭玻璃瓶中可正常生长A[解析]

叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg,因此植物从培养液中吸收氮和镁,可用于合成叶绿素,A正确;题图中BC段光合速率小于呼吸速率,因此瓶中二氧化碳浓度上升,B错误;E点时瓶内二氧化碳浓度较A点时低,说明光合作用积累的有机物大于呼吸作用消耗的有机物,即有淀粉的积累,则用碘蒸汽处理叶片,叶片变蓝,C错误;图中F点的二氧化碳浓度高于A点,说明一天内该植物的有机物总量在减少,因此该植物在该密闭玻璃瓶中不能正常生长,D错误。7.[2019·唐山市部分学校质检]

将两棵生长状况相同的同种植物分别置于透明的玻璃罩内,如图中甲、乙所示。在相同自然条件下,测得甲、乙装置一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。下列说法正确的是(

)A.一昼夜中,装置乙的植物积累的有机物多B.e点时,气孔关闭导致光合作用停止C.14点时,与装置乙相比,甲植物叶绿体中C5生成量相对较高D.ab段和cd段,曲线下降的原因相同A[解析]

据图可知,一昼夜中,装置乙中植物积累的有机物比甲多,A正确;e点时,气孔部分关闭导致光合作用下降,但没有停止,B错误;14点时,与装置乙相比,甲植物叶绿体中释放氧气的速率较低,说明其光反应产生的ATP和[H]较少,导致三碳化合物的还原减少,所以三碳化合物的生成量相对较高,而五碳化合物的含量相对较低,C错误;根据以上分析可知,ab段下降的原因是二氧化碳供应下降,cd段下降的原因是光照强度下降,D错误。科学探究

抓探究提实践8.[2019·东北三省三校二模]

袁隆平团队研发的海水稻具有较强的耐盐碱、抗干旱的能力,某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日,观测海水稻得到了光合速率等生理指标日变化趋势,如图所示。请回答下列相关问题:(1)8:00到10:00光合速率升高的原因:①温度升高,光合作用酶活性增强;②光照强度增大,光反应速率加快;③

。

气孔导度增加,CO2吸收量增加,暗反应速率加快[解析]

图中8:00到10:00光合速率升高,可能的原因:①温度升高,光合作用酶活性增强,进而提高了光合速率;②光照强度增大,光反应速率加快,促进暗反应过程中三碳化合物的还原,从而提高了光合速率;③气孔导度增加,CO2吸收量增加,暗反应速率加快,导致光合速率升高。(2)推测导致12:00时光合速率出现低谷的环境因素主要是

(填“光照强度”或“CO2浓度”)。

光照强度[解析]12:00时光合速率出现了低谷,而此时气孔导度最大,说明不是二氧化碳限制了光合作用的进行,因此此时限制光合速率的主要因素是光照强度(3)为验证缺镁对海水稻光合作用的影响,设置完全培养液(A组)和缺镁培养液(B组),在特定条件下培养海水稻,一定时间后检测其光合作用速率。实验结果为B组

A组(填“>”“<”或“=”),说明缺镁影响光合作用的进行,原因是

。

<缺镁影响叶绿素合成,影响光反应[解析]

由于镁是叶绿素的组成元素,缺镁影响叶绿素合成,影响光反应,因此A组光合速率大于B组(缺镁)。(4)CCCP(一种化学物质)能抑制海水稻的光合作用,为探究CCCP、缺镁两种因素对海水稻光合作用的影响及其相互关系,需在(3)的基础上增设两组实验,则其培养液为

和

。

完全培养液加CCCP缺镁培养液加CCCP[解析]

实验目的是探究CCCP、缺镁两种因素对海水稻光合作用的影响及其相互关系,因此在(3)的基础上增设两组实验,其培养液分别为完全培养液加CCCP和缺镁培养液加CCCP。第3课时光合作用与呼吸作用的关系考点一光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用素养·全面提升1.光合作用与细胞呼吸的过程图解(2)[H]的来源和去路比较3.能量转化关系(1)能量形式的转变(2)ATP的来源与去路比较科学思维

重理解拓思维1.[2019·苏北三市三模]

图3-10-34为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。下列相关叙述正确的是 (

)A.发生在生物膜上的过程有②③④B.人体细胞中可发生的过程有②④C.过程①③都消耗ATPD.过程①消耗的CO2普遍少于②产生的CO2B图3-10-34[解析]

②表示有氧呼吸第一、二阶段,发生在细胞质基质和线粒体基质中,③表示光反应,发生在叶绿体的类囊体薄膜上,④表示有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上,A错误;②④表示有氧呼吸,人体细胞中可以发生,B正确;过程③产生ATP,C错误;一般情况下,高等植物细胞的光合作用大于呼吸作用,即图中的过程①消耗的CO2一般大于②产生的CO2,D错误。[解析]图中①由H2O光解生成,同时②转化生成了NADPH,③转化生成了ATP,所以①②③分别代表O2、NADP+、ADP+Pi;④可以将CO2固定成C3,所以④代表C5(五碳化合物);D中[H]代表的物质主要是还原型辅酶Ⅰ,即NADH。2.[2017·全国卷Ⅱ]

下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中①②③④代表的物质依次是

、

、

、

,[H]代表的物质主要是

。

O2NADP+ADP+PiC5NADH(或答:还原型辅酶Ⅰ)(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在

(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。

C和D[解析]B为暗反应阶段,消耗ATP;C代表细胞质基质,是进行有氧呼吸第一阶段的场所;D代表线粒体,是进行有氧呼吸第二、三阶段的场所。有氧呼吸的三个阶段均有ATP生成。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是

。

在缺氧条件下进行无氧呼吸[解析]

在缺氧条件下,丙酮酸在酶的催化下会转变为酒精,并放出二氧化碳。科学探究

抓探究提实践3.用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉,下列结论中错误的是(

)A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2OB.光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2C.有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2D.有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6D[解析]

光合作用过程中O2的产生来自光反应过程中水的光解,因此O2中的O全部来自原料中的H2O,A正确;光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段,其中O全部来自原料中的CO2,B正确;3.用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉,下列结论中错误的是(

)A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2OB.光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2C.有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2D.有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6D有氧呼吸的产物H2O产生于有氧呼吸的第三阶段,是[H]与氧气结合形成的,因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2,C正确;有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的,丙酮酸是葡萄糖分解产生的,因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水,D错误。4.硅藻对蓝光和绿光具有出色的捕获能力,这与其叶绿体中光合色素有关。回答下列问题:(1)在显微镜下观察到硅藻大多偏红色,因而其大量繁殖容易形成“赤潮”,试用所学知识分析,硅藻偏红色的可能原因是

。

硅藻中光合色素对可见光中的红光吸收较少(2)某人制备了三组含有不同18O百分比的碳酸氢盐(提供二氧化碳)和水,在密闭条件下,供给光照并放入硅藻培养物,分析氧产生的情况,结果如图所示:①上述实验结论是

。

光合作用中释放的氧气中,氧元素来自水,而不是二氧化碳[解析]

分析题图可知,在不同实验组中,最终测得产生的氧中18O百分比与碳酸氢盐中18O百分比无关,而与水中18O百分比相同,说明氧气来源于水,而不是二氧化碳。据图可得出的结论是光合作用释放的氧气中,氧元素来自水,而不是二氧化碳。②请用同位素标记法另外设计实验,验证上述结论:(仅写出实验设计思路)。

考点二光合速率、呼吸速率及二者之间的关系素养·全面提升

1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法总光合速率O2产生速率CO2固定(或消耗)速率有机物产生(或制造、生成)速率净光合速率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释放速率黑暗中有机物消耗速率(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(图中A点)。(2)绿色组织在光照条件下,光合作用与呼吸作用同时进行,测得的数值为净光合速率。(3)总光合速率=净光合速率+呼吸速率2.光合作用和细胞呼吸综合曲线解读(1)A点:只进行呼吸作用,不进行光合作用,净光合量小于0,如图甲所示。(2)AB段:真正光合速率小于呼吸速率,净光合量小于0,如图乙所示。(3)B点:真正光合速率等于呼吸速率,净光合量等于0,如图丙所示。(4)B点以后:真正光合速率大于呼吸速率,净光合量大于0,如图丁所示。3.确定净光合速率与植物生长的关系(1)当净光合速率>0时,植物因积累有机物而生长。(2)当净光合速率=0时,植物不能生长。(3)当净光合速率<0时,植物不能生长,长时间处于此状态下,植物将死亡。科学思维

重理解拓思维角度一考查光合速率和呼吸速率的关系1.如图表示温度对某绿色植物光合作用和呼吸作用的影响,下列分析错误的是(

)A.F点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等B.植物有机物积累量最大时对应的最低温度是10℃C.图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为30D.H、J点表示光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗有机物量的2倍C[解析]F点的二氧化碳的吸收量等于0,因此F点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等,A正确;图中植物有机物积累量可以用图中“从空气中吸收的CO2量”表示,所以净光合作用最大时对应的最低温度是10℃,B正确;图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量=净光合作用强度+呼吸作用强度,当温度为30℃时,光合作用单位时间内固定的CO2量最大,此时净光合作用强度=30,呼吸作用强度=30,因此图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量=净光合作用强度+呼吸作用强度=30+30=60,C错误;光合作用制造的有机物量=呼吸作用消耗的有机物量+净光合作用积累的有机物量,当光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗有机物量的2倍时,呼吸作用消耗的有机物量=净光合作用积累的有机物量,图中两曲线交点表示净光合作用强度=呼吸作用强度,因此图中表示光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗有机物量2倍的是H、J两点,D正确。2.如图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图,下列描述错误的是(

)A.图(1)中,若适当增加光照强度,可使a点左移,b点右移B.图(2)中,若适当增大CO2浓度,可使a点左移,b点右移C.图(3)中,与b点相比,a点时叶绿体中C3含量相对较多D.图(4)中,当温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少D[解析]

图(1)中a点为光补偿点,b点为光饱和点,若适当增加光照强度,光合作用增强,则光补偿点a左移,光饱和点b右移,A正确;图(2)中若适当增大CO2浓度,光合作用增强,所以a点左移,b点右移,B正确;图(3)中,a点与b点的光照强度相同,但是a点的二氧化碳的浓度更高,C3含量相对较多,C正确;图(4)中“光照下CO2的吸收量”为植物净光合量(植物有机物积累量),“黑暗中CO2的释放量”为植物呼吸量,所以当温度高于25℃时,植物光合作用积累的有机物的量开始减少,而不是植物光合作用制造的有机物的量(植物总光合量)开始减少,D错误。■题后归纳植物“三率”的判定(1)根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值绝对值代表呼吸速率,该曲线代表净光合速率;当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。(2)根据关键词判定检测指标呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量角度二考查植物生长的条件3.[2019·厦门一检]

如图表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对某植物光合作用速率和呼吸速率的影响。下列叙述正确的是 (

)A.15℃时呼吸作用为暗反应提供的ATP不足B.5℃~37℃范围内,植物均表现为生长状态C.当温度达到50℃时,植物细胞因蛋白质失活而死亡D.温室栽培中温度控制在37℃左右最利于该植物生长B[解析]

暗反应需要的ATP来自于光反应,而不是由呼吸作用提供,A错误;5℃~37℃范围内,实际光合速率始终大于呼吸速率,因此植物均表现为生长状态,B正确;当温度达到50℃时,植物仍然能够进行呼吸作用,说明植物还没有死亡,C错误;在温度为30℃条件下,实际光合作用速率与呼吸作用速率的差值最大,即植物的有机物净积累量最多,最利于该植物生长,D错误。4.(不定选)[2020·山东模拟]

龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类,既能给海洋生态系统提供光合产物,又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响,实验结果如图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%,实验过程中温度等其他条件适宜,下列相关说法错误的是 (

)A.实验中CO2浓度为0.1%的组是对照组B.增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率C.高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快D.选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素AB[解析]

分析题意可知,不同的CO2浓度和不同的光照强度是自变量,龙须菜的相对生长速率和相对光反应速率为因变量。在实验中,不经过处理的组别是对照组,大气的CO2浓度是0.03%,故实验中CO2浓度为0.03%的组是对照组,CO2浓度为0.1%的组是实验组,A错误;分析图甲,在高光时,不同的CO2浓度下龙须菜的生长速率大致相同,在低光时,CO2浓度是0.1%的实验组生长速率小于CO2浓度是0.03%的对照组,可知增加CO2浓度不能提高龙须菜的生长速率,B错误;分析图乙可知,在不同的CO2浓度下高光时都比低光时光反应速率要高,故高光下龙须菜生长速率较快,C正确;由题图分析可知,在高光下不论是生长速率还是光反应速率都高于低光下,所以在龙须菜养殖时应考虑海水的透光率,D正确。真题·新题

五年真题1.[2019·全国卷Ⅰ]

将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40g,其增加的质量来自于 (

)A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气A[解析]

本题考查植物吸收水分和矿质元素及光合作用的相关知识。黄瓜幼苗栽种在光照适宜的环境中,根系细胞吸收土壤中的水分和矿质元素,叶肉细胞中的叶绿体进行光合作用,利用光能把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,因此一段时间后植株达到40g,其增加的质量来自于水、矿质元素和空气,A正确。2.[2019·海南卷]

下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是(

)A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用B[解析]

光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能,但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP,A正确;胡萝卜素不能吸收红光,B错误;光反应中,将光能转变为ATP中活跃的化学能,需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与,C正确;红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用,光能可以转变为ATP中活跃的化学能,D正确。3.[2018·北京卷]

光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中 (

)A.需要ATP提供能量

B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与

D.会产生氧气D[解析]

在光反应过程中,分布在类囊体膜上的光合色素会吸收光能,然后将水分解成[H]和氧气,并将光能转变成化学能储存在ATP中。光反应的能量由光能提供,A项错误;光反应生成的[H]具有还原性,能还原DCIP,使其由蓝色逐渐变成无色,B项错误;光反应需要光合色素吸收、传递和转化光能,C项错误;光反应中水分解成氧气和[H],D项正确。4.[2018·江苏卷]

图3-10-42为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是(

)A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度D图3-10-42[解析]

温度主要通过影响酶的活性间接影响光合作用速率,因此,高温和低温对光合作用速率影响的大小不能确定,A、B、C项错误。在一定范围内,提高二氧化碳浓度和光照强度均可提高光合作用速率,D项正确。5.[2018·全国卷Ⅰ]

甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图3-10-43所示。回答下列问题:(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是

。

图3-10-43甲[解析]

当光照强度大于a时,同一光照强度下,甲的净光合速率大于乙的净光合速率,故对光能的利用率较高的植物是甲。(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是

,判断的依据是

。

甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大[解析]由题图可知,甲曲线的斜率大于乙曲线,即光照强度的变化相同时,甲的净光合速率变化较大。若种植密度过大,光照强度降低,则甲的净光合速率下降幅度比乙大。(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是

。

乙[解析]

从题图可以看出,乙的光饱和点低于甲,更适合在林下种植。(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的

(填“O2”或“CO2”)不足。

CO2[解析]

夏日晴天中午12:00时植物叶片的光合速率明显下降,其原因是外界温度过高,植物会出现“光合午休”现象,此时部分气孔关闭以避免高温对植物的伤害,所以导致叶肉细胞中CO2不足,光合速率下降。6.[2018·全国卷Ⅲ]

回答下列问题:(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的

上,该物质主要捕获可见光中的

。

类囊体膜蓝紫光和红光[解析]

高等植物的叶绿体中含有的与光合作用有关的色素分别是叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)、类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素),它们都位于构成基粒的类囊体薄膜上。叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)主要吸收蓝紫光。(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的