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文档简介

新教材新高考高三一轮复习第12-14讲

光合作用考点由高考知核心知识点预测光合作用与能量转化(2023·天津)光合作用的过程及应用(2023·山西)光合作用的过程及应用(2023·湖北)影响光合作用的因素(2022·广东)影响光合作用的因素(2021·广东)影响光合作用的因素(2022·福建)光合作用的过程及应用(2022·天津)光合作用的过程及应用(2022·浙江)光合作用的过程及应用(2022·重庆)光合作用的过程及应用(2022·全国)光合作用的过程及应用(2022·北京)影响光合作用的因素(2022·海南)影响光合作用的因素本专题为高频考点,考查的知识点非常多,包括色素的种类与作用、叶绿体色素的提取与分离、光合作用的过程。本专题高考试题多为非选择题,多结合曲线分析进行考查。考纲要求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:(1)叶绿体色素的提取和分离。

1、绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理有机溶剂(如无水乙醇)溶解度(可用体积分数95%的乙醇,加入适量无水碳酸钠,除去乙醇中水分)纸层析法(2022年1月·浙江·高考真题节选)(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素,常用____________方法分离。一、捕获光能的色素(2)实验步骤研磨充分保护色素溶解色素使扩散均匀A1A2A3B单层尼龙布C11cm铅笔线滤液细线橙黄色蓝绿色为何要用棉塞或盖上培养皿?(防止层析液挥发,因其易挥发且有毒)胡爷爱币叶绿素CHONMg

(占总量3/4)类胡萝卜素(占总量1/4)溶解度最大,扩散最快溶解度最小,扩散最慢含量最高演示视频:绿叶中色素的提取和分离(大书P72)2.(2020·高考江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是(

)

1234B(大书P71)1.某同学用绿色菠菜叶和黄化菠菜叶进行了光合色素的提取和分离实验,实验操作过程相同,分别得到滤纸条甲和乙,如图所示。下列叙述正确的是(

)A.分离色素利用了光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇的原理B.滤纸条甲与乙上的色素带不会随着层析液的挥发而消失C.滤液细线若没入层析液的液面将得到宽度变窄的色素带D.滤纸条乙缺少2条色素带的原因是未加碳酸钙B变式、下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是[

]A.水稻在收获时节,叶片中色素含量是(甲十乙)<(丙十丁)

B.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发

C.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大

D.四种色素中,丙和丁主要吸收红光A(2022·山东·高考真题节选)(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析,液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。蓝紫光2、色素捕获光能的情况光谱吸收光谱思考:叶片为什么呈绿色?植物工厂里为什么不用发绿光的光源?对绿光吸收量最少叶绿素主要吸收___________类胡萝卜素主要吸收________蓝紫光蓝紫光、红光学科交叉:叶绿体中的色素只吸收

P99,

而对红外光和紫外光等不吸收。可见光

应选择无色的玻璃或塑料薄膜;

应补充红光光源或蓝紫光光源;(课本P101)1、海洋中的藻类,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻,它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗?请解释。有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光,即红藻反射出了红光,绿藻反射出绿光,褐藻反射出黄色的光。水对红、橙光的吸收显著多于对蓝、绿光的吸收,即到达深水层的光线主要是短波长的光,所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层,吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。(大书P71)3.(2023·梅州高三月考)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,正确的是(

)A.图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上B.利用纸层析法分离色素时,②应位于滤纸条的最下端C.植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光D.弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用D(大书P72)5.在适宜条件下对黄瓜施以不同氮含量的肥料,测定不同生育期叶片中叶绿素含量,结果如下表所示。由数据可知,下列推测或叙述不正确的是(

)苗期开花坐果期盛果期末果期1003.387.309.527.121803.387.5311.377.883603.488.0612.318.345403.547.2311.489.62A.叶片中叶绿素含量常用来表示作物的生长状况B.盛果期叶绿素含量较高可能与有机物在果实中积累有关C.肥料中氮和镁含量越高,越有利于黄瓜叶片中叶绿素的形成D.叶绿素含量与光照有关,随着生育期的推进呈现先增加后下降的趋势C影响叶绿素合成的因素:

光、温度、矿质元素(Mg、N等)3、影响叶绿素合成的因素

(1)光影响原理:在受到光照射时,光敏色素的结构发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。控制叶绿素合成的相关基因的表达

(2)温度

(3)矿质元素(Mg、N等)

(4)水干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成,脱落酸促进叶绿素的降解,降低叶片的光合速率。思考、入秋后,叶片逐渐变黄,原因是什么?

入秋后,气温逐渐降低,低温可导致叶绿素被破坏,而类胡萝卜素比较稳定,叶片中叶绿素含量减少,类胡萝卜素相对含量增加。二、捕获光能的结构——叶绿体1、叶绿体的结构电镜照片模式图叶绿体适于进行光合作用的结构特点?由许多囊状结构(类囊体)堆叠而成。吸收光能的色素和催化光反应的酶就分布在类囊体的薄膜上。催化暗反应的酶分布在基质中②在类囊体膜上分布着许多吸收光能的色素分子,在类囊体膜上和基质中含有进行光合作用所必需的酶。①叶绿体内含有大量的基粒和类囊体,极大地扩展了受光面积;恩格尔曼实验一实验材料:水绵:需氧细菌:自变量:因变量:有无光照、光照方式需氧菌分布情况没有空气的黑暗环境,极细光束照射暴露在光下排除O2和光的干扰目的?水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察。

结论:水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)2、探究叶绿体功能的实验(恩格尔曼实验)光照下叶绿体能释放氧气好氧细菌可确定释放O2的部位。

恩格尔曼实验二实验二

用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。(1)实验中的变量自变量是

,因变量是

。不同波长的光好氧细菌聚集的部位(2)实验结论?光合作用主要吸收红光和蓝紫光(3)综合这两个实验,你认为叶绿体具有什么功能?叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧(4)恩格尔曼实验能得出“叶绿体是光合作用的

场所”这一结论吗?不能。这一结论的得出还要结合其他的实验证据三、光合作用探索历程实验结论科学界认知希尔鲁宾、卡门阿尔农卡尔文光合作用释放的氧来自水光合产物中有机物的碳来自CO2光照下,离体的叶绿体发生

水的光解,产生氧气甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气在光照下,叶绿体可合成ATP。这一过程总是与水的光解相伴随。叶绿体中水的光解过程伴随ATP合成用14CO2供小球藻进行光合作用,追踪14C的去向14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5

1、光合作用的概念

光合作用是指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能量的有机物,并且释放出氧气的过程。四、光合作用的原理根据是否需要光能,光合作用过程分为:光反应和暗反应(碳反应)。阅读课文P103—104思考:光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、场所、物质变化、能量转换方面的内容。四、光合作用的原理2、光合作用的过程(1)光反应阶段①条件:有光才能进行②场所:类囊体薄膜上③物质变化水的光解:

ATP合成:ADP+Pi+能量→ATP

注:NADPH不简写成[H]。在暗反应中,NADPH除了作为还原剂,还能提供能量。④能量变化NADP++H++2e-→NADPHH2O1/2O2

+2H++2e-光、色素酶酶光能转变为ATP和NADPH中的化学能

CO2的固定:CO2+C5→2C3(2)暗反应阶段①条件:有光无光都能进行②场所:叶绿体基质中③物质变化

C3的还原:④能量变化注:①C3化合物:3-磷酸甘油酸;C5化合物:核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)②ATP和NADPH是在C3还原的过程中被消耗,产生ADP和Pi、NADP+,继续参与光反应。ATP和NADPH中的化学能

糖类等化合物中稳定的化学能酶ATPNADPH2C3

(CH2O)+C5酶①能量变化:

能力训练(课本P106)1、构建光合作用过程的模式图,并比较光反应和暗反应之间的区别与联系。O2NADPHATPNADP+ADP+Pi2C3C5光合色素光能转变糖类等有机物中稳定的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能转变②物质变化:无机物转变有机物(CH2O)1.光反应和暗反应之间的关系:光反应为暗反应提供________________,暗反应为光反应提供__________________。NADPH、ATPADP和Pi和NADP+2.光合作用的实质(作业)光反应与暗反应的比较反应阶段反应部位反应条件物质变化能量变化产物联系光合作用实质光反应暗反应类囊体薄膜上叶绿体基质必须有光、光合色素、酶有光或无光均可,多种酶光能→ATP和NADPH中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能→稳定的化学能NADPH、ATP、O2ADP、Pi、(CH2O)、C5、NADP+光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+把无机物转变成有机物,把光能转变成化学能贮存起来2442光合作用中元素的转移①H的转移:H2O→NADPH→(CH2O)②C的转移:CO2→C3→(CH2O)③O的转移:CO2→C3→(CH2O)H2O→O2

CO2+H2O光能叶绿体(CH2O)+O2(大书P77)2.(2021·高考广东卷)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco,下列叙述正确的是(

)A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合D

A考向2

光合作用过程拓展

B(大书P75)

D(大书P75)5.(2023·广东联考)景天科植物(如景天、落地生根)的叶子有一个很特殊的CO2同化方式:夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸(一种有机酸)储存在液泡中,白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用,其部分代谢途径如图所示。下列有关分析错误的是(

)A.景天科植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于苹果酸的分解B.由景天科植物特殊的CO2同化方式推测其可能生活在高温干旱地区C.如果白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率基本不变D.白天景天科植物叶肉细胞内有机酸和葡萄糖的含量变化趋势可能相反A(大书P76)6.小麦体内只有一条固定CO2的途径,即卡尔文循环,也称为C3途径;甘蔗除具有C3途径外,还有另外一条途径,即C4途径。比较甘蔗和小麦的叶片结构发现,小麦的维管束鞘细胞不含叶绿体,光合作用的全过程在叶肉细胞的叶绿体中完成。而甘蔗的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达,维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。甘蔗细胞暗反应中CO2固定过程如图所示,能有效利用较低浓度的CO2。下列叙述错误的是(

)A.干旱环境中小麦光合作用速率比甘蔗大B.甘蔗叶肉细胞能通过卡尔文循环产生有机物C.甘蔗、小麦光反应的场所都发生在叶肉细胞中D.甘蔗、小麦暗反应过程中CO2的受体不完全相同A(大书P74)1.下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中a~g为物质,①~⑥为反应过程),下列判断错误的是(

)A.绿色植物能利用a物质将光能转换成化学能储存在c中B.e中不储存化学能,所以e只能充当还原剂C.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解

D.在g物质供应充足时,突然停止光照,C3的含量将会上升B能力训练1、条件改变后,叶绿体内相关物质含量的变化情况分析。C3的含量C5的含量ATP的含量NADPH的含量光照突然减弱光照突然增强CO2浓度突然降低CO2浓度突然升高升高降低降低升高降低降低降低升高升高升高升高升高升高降低降低降低规律:C3、C5含量变化相反(大书P74)2.(2023.汕头高三检测)光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。下列对于改变反应条件而引起的变化的说法,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五、光合作用和细胞呼吸的关系1.关系图解物质a-g分别是什么?生理过程①—⑤分别是?场所?O2光合色素ATP

ADP

NADPHCO2CO2O2光反应暗反应有氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜

总结:光合作用与细胞呼吸的关系比较项目光合作用有氧呼吸区别场所C的变化H变化O2

的变化能量变化ATP作用影响因素叶绿体细胞质基质和线粒体CO2→C3→C6H12O6C6H12O3→C3H4O3→CO2H2O→NADPH→C6H12O6C6H12O6→[H]→H2OH2O→O2O2→H2OC6H12O6中的化学能→ATP中的能量和热能光能→C6H12O6

中的化学能用于生命活动光照、温度、CO2浓度O2

浓度、温度等用于C3

化合物还原NADH1.下列有关水稻叶肉细胞内NADH和NADPH的叙述,正确的是(

)A.有氧条件下,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体中被消耗B.无氧条件下,NADH在细胞质基质中产生,但不被消耗C.光照条件下,NADPH在叶绿体的类囊体薄膜上产生

D.黑暗条件下,NADPH在叶绿体基质中产生2.关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述,正确的是()A.无氧条件下,光合作用是细胞ATP的唯一来源B.有氧条件下,线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATPC.线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体CB典例(大书P76)8.(2023·梅州期末)下图①~⑦为某植物细胞代谢的相关生理过程。下列有关叙述错误的是(

)A.在适宜的光照下,若用

浇灌植物,则18O会出现在葡萄糖中B.②的进行与⑤⑥密切相关,与③⑦无直接关系C.蓝细菌细胞中③发生在类囊体薄膜上,④发生在叶绿体基质中D.叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量,则该细胞内有机物的总量将减少C六、光合作用的影响因素及其应用1、光合作用强度

(1)光合作用强度(也叫光合速率):用

来表示在单位时间内,植物光合作用制造糖类的数量能直接测得的是糖类积累量、

CO2吸收量、O2释放量,即净光合速率实际光合速率=净光合速率+呼吸速率三种速率表示方法(单位时间内)实际光合速率呼吸速率净光合速率注:叶绿体单位时间内释放O2量、吸收CO2量表示实际光合速率。(课本P105)或固定CO2的量,或产生O2的量CO2吸收量CO2释放量CO2固定量O2释放量O2吸收量O2产生量有机物制造量有机物消耗量有机物积累量线粒体基质类囊体薄膜光照Mg、N等矿质元素温度,PH环境中CO2浓度含水量、温度影响气孔的开放程度光合作用的影响因素内因:外因:色素、酶的数量和活性、气孔开度光照、CO2浓度、温度、矿质元素、水分等2影响光合作用的因素

(1)光照强度对光合速率的影响光照强度光合速率光饱和点AB段的限制因素是:

B点及B点后的限制因素:外因

内因ACO2浓度温度色素的量有限酶的活性和酶的数量有限B光照强度A点:只进行细胞呼吸,CO2释放量表明此时的呼吸强度。B点:光补偿点,光合速率=呼吸速率

C点:光饱和点,增加光照强度光合作用强度不再增加。AB段:光合速率<呼吸速率B点后:光合速率>呼吸速率m呼吸速率其大小主要受温度影响光补偿点光饱和点最大净光合速率最大真光合速率纵坐标的值实指净光合速率思考1:若CO2浓度适当升高,B、C、D点

将如何移动?(B点左移,C点右移,D点上移)思考2:若上图检测的是某植物体,则在B点时,那它的叶肉细胞的光合作用强度

呼吸作用强度。(大于、等于、小于)大于限制因素:CO2浓度、温度、色素、酶、等D经典习题.请根据图分析下列有关植物进行光合作用和细胞呼吸的叙述中,正确的是 (

)。A.植物长时间处于黑暗中时,②③④⑥过程都会发生B.晴朗夏天的上午10点左右,北方植物的叶肉细胞中①多于⑥C.晴朗夏天的中午,③④将减弱D.进行②和③时,物质从产生部位到利用部位都将穿过4层磷脂分子C3.(2023·深圳联考)下图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线,下列叙述不正确的是(

)

B(大书P82)阴生植物和阳生植物的判断

真题体验(2022·广东·高考真题)我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中,与植物生长调节剂使用直接相关的是(

)A.秸秆还田 B.间作套种 C.水旱轮作 D.尿泥促根D套种:在一块田地上同时、间隔种植两种作物。如:玉米下种大豆。玉米——大豆在同一块田地上,在某作物的生长后期,在其株、行间种植另一作物。优点:a.两种植物高矮结合,充分利用了不同层次的阳光;b.两种植物的根系深浅搭配,合理利用了不同层次土壤内水分和养分。间种(间作):果园套种油菜优点:主要通过延长光照时间提高光能利用率。一高一矮、一阴一阳、一深一浅套种“麦套棉”典例.西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比,其优点有________________________(答出两点即可)。充分利用土壤中的矿质资源、改善土壤、减少大面积病虫害发生辨析:间作套种轮作的区分轮作:在同一块田地上,在一定年限内按一定顺序逐年轮换种植不同作物。玉米、花生轮作(大书P83)3.(2020·全国卷Ⅰ)(3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是________,选择这两种作物的理由是___________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/μmol·m-2·s-112001180560623作物A光饱和点高且长得高,可利用上层光照进行光合作用;作物C光饱和点低且长得矮,与作物A间作后,能利用下层的弱光进行光合作用A和C(大书P83)1.[2018·全国Ⅱ,T30(1)]为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:从图可知,A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是____________________________________________________。下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片

光合速率的日变化曲线分析甲图

夏季某植物一昼夜CO2吸收速率的变化甲图中,光合速率与呼吸速率相等的时刻:

。d、h植物能积累有机物的区段:

。d~h甲图ef段植物光合速率下降的原因是:

。温度过高,部分气孔关闭,CO2吸收减少gh段植物光合速率下降的原因是:

。光照减弱,NADPH和ATP产生减少在甲图中,如何判断植物是否能正常生长?S1

S2S3

S2-S1-S3是否为正值;(大书P87)4.(2022·山东济宁高三检测)科学家研究发现:在强光下,激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体,然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素,起到保护叶绿体的作用。下图是夏季连续两昼夜内,某杏树CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1~S5表示曲线与横轴围成的面积。请据图回答下列问题:(1)图中MN段杏树叶肉细胞合成ATP的场所有____________________,造成MN段波动的主要外界因素是________。细胞质基质和线粒体温度(2)图中B点时,该杏树的叶肉细胞中光合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。大于(3)经过这两昼夜,该杏树仍正常生长,则有机物的积累量在图示_____(填字母)时刻达到最大值。图中S2明显小于S4,造成这种情况的主要外界因素最可能是___________,图中FG段CO2吸收量下降,造成这一变化的主要原因是________________________________。光照强度部分气孔关闭,CO2供应量减少I(4)在强光条件下,与正常植株相比,缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率______(填“上升”“不变”或“下降”),原因是__________________________________________________________________________________________________________。

该突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损,同时缺乏类胡萝卜素会导致吸收的蓝紫光减少,影响光合作用下降一昼夜中植物代谢强度变化曲线(1)甲图中,光合速率等于呼吸速率的点是

。D、HAD段:CO2浓度上升,DH段:CO2浓度下降,HI段:CO2浓度上升,光合速率<呼吸速率;光合速率>呼吸速率;光合速率<呼吸速率.有机物积累最多的点:H起因

结果一昼夜中植物代谢强度变化曲线(2)图甲中BC段变化的原因是

。由于温度下降,呼吸酶活性降低,呼吸速率有所下降,CO2释放速率下降逻辑关系(媒介)

呼吸酶活性降低,温度下降CO2释放速率下降

呼吸速率降低,即一昼夜中植物代谢强度变化曲线(3)图甲中FG段变化的原因是

。由于温度上升,部分气孔关闭,CO2吸收减少,光合速率下降。起因

结果逻辑关系(媒介)CO2吸收减少,温度上升

光合速率降低,即部分气孔关闭CO2吸收速率下降(4)甲图中I点低于A点,植物一昼夜表现为生长,其原因是

。一昼夜中植物代谢强度变化曲线I点低于A点

总光合量大于总呼吸量,密闭容器中CO2浓度降低,植物生长

有机物积累,I点低于A点,说明容器中的CO2浓度降低,植物的总光合量大于总呼吸量,积累有机物,因此植物表现为生长。(大书P82)6.(2023·东莞期中)将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。下列说法不正确的是()

B密封容器中植物光合作用曲线分析(1)光合速率等于呼吸速率的点?

A和C(2)如何判断植物是否生长?

D点低于最初CO2浓度(3)有机物积累最少和最多的点?

积累最少:A最多:C

自然环境中一昼夜植物光合作用曲线分析(1)光合速率等于呼吸速率的点?

C和E(2)有机物积累最少和最多的点?

积累最少:C最多:E(3)开始和结束光合作用的点?

开始:B结束:F

ad段的限制因素是:

d点及d点后的限制因素:外因

内因aC02浓度CCO2补偿点CO2饱和点(2)CO2的浓度对光合速率的影响m和A点:表示进行光合作用所需CO2的最低浓度;光照强度温度酶的活性和酶的数量有限CO2浓度应用:a.多施有机肥b.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等c.大田中还要注意通风透气

在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处?(至少说出两点)①有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素,增加了土壤的肥力;②另外还释放出热量和CO2,增加了大棚内的温度和CO2浓度,有利于光合作用。(大书P83)5.[2017·全国Ⅰ,T30(1)改编]已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。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____________________________________________________________________________。植物在光下进行光合作用吸收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起因

结果逻辑关系(媒介)密闭小室适宜光照光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量光合速率下降CO2浓度降低,①原理1:温度通过影响

影响光合作用。酶的活性(3)温度“光合午休”现象盛夏的中午,温度过高,部分气孔关闭,植物因为缺少CO2而光合速率下降②原理2:影响气孔开闭③应用:农作物增产措施a适时播种b温室栽培C白天适当升温,晚上适当降温以保持较高的昼夜温差(大书P87)2.植物叶片表皮上分布有大量的气孔,气孔结构如右图所示,保卫细胞吸水导致气孔开放,保卫细胞失水则气孔关闭,回答下列问题:(1)在高温、强光照条件下植物光合速率反而下降的现象称作“光合午休”。某些植物可观察到表皮上大量气孔关闭,此类“光合午休”产生的原因是_____________________________________________。大量气孔关闭,CO2供应减少,暗反应速率下降(2)已知某植物叶片细胞液的渗透压与0.10mol·L-1KNO3溶液的渗透压相当,现撕取该植物叶片表皮,将其置于不同浓度的KNO3溶液中处理,一定时间后测量叶片气孔内径,得到如下的结果(内径越大,表明气孔开放程度越大)。

气孔内径/μm处理液浓度0.05/(mol·L-1)0.01/(mol·L-1)0.20/(mol·L-1)2小时0.791.240.793小时1.551.581.34用0.20mol·L-1KNO3处理时,较短时间内即可观察到气孔关闭,产生该现象的原因是保卫细胞____________,2小时后,气孔开放程度增大,原因是____________________________________________________。本实验中,在载玻片上应滴加__________________溶液制作表皮临时装片,进行观察。

渗透失水保卫细胞吸收K+和NO3-,细胞液渗透压升高,吸水膨胀相应浓度的KNO3(双选)(2022·湖南·高考真题)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是()A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降AD3.(2021·高考北京卷)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后,测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率,结果如图。由图不能得出的结论是(

)A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近B.35℃时两组植株的真正(总)光合速率相等C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能D.HT植株表现出对高温环境的适应性B(4)水分和矿质元素

①原理

a.水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,还影响气孔开放影响CO2吸收量从而影响光合速率b.矿质元素通过影响叶绿素等相关化合物的合成,对光合作用产生直接或间接的影响。②应用:合理灌溉和合理施肥。经典考题:施肥的同时,往往适当浇水,小麦的光合速率会更大,此时浇水的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。

肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作根系吸收。同时可以保证小麦吸收充足的水分,保证叶肉细胞中CO2的供应(大书P83)4.[2019·全国Ⅰ,T29(2)]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会________,出现这种变化的主要原因是__________________。气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少降低气孔开度与CO2供应关系引起气孔关闭的因素:①“午休”现象——温度过高②干旱——水分减少③某些化学物质,例如水杨酸外界溶液浓度过高细胞失水……(大书P86)答题关键语句部分气孔关闭,CO2供应不足(CO2进入细胞减少/CO2吸收减少等),暗反应速率下降(大书P81)2.(2023·佛山九江中学高三摸底)盐胁迫对植物光合作用的限制包括气孔限制和非气孔限制,气孔限制是指气孔导度下降,CO2供应不足,非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质活性的降低。研究小组将长势均一的春小麦幼苗分组,实验组分别添加植物营养液配制的不同浓度NaCl溶液,在适宜条件下培养一周后,测定春小麦幼苗的光合特性,实验结果如下表所示。处理光合速率(CO2)(μmol·m-2·s-1)叶绿素(mg·g-1)气孔导度(μmol·m-2·s-1)胞间CO2浓度(μmol·m-2·s-1)对照组3.171.30244.49435.1925mmol·L-1NaC12.631.37221.30468.06100mmol·L-1NaC12.121.37208.46473.75200mmol·L-1NaCl1.311.2895.09475.07回答下列问题:(1)春小麦幼苗叶片的叶绿素分布在________________上,在光反应中,可将光能转化为________________中的化学能。类囊体薄膜ATP、NADPH处理光合速率(CO2)(μmol·m-2·s-1)叶绿素(mg·g-1)气孔导度(μmol·m-2·s-1)胞间CO2浓度(μmol·m-2·s-1)对照组3.171.30244.49435.1925mmol·L-1NaC12.631.37221.30468.06100mmol·L-1NaC12.121.37208.46473.75200mmol·L-1NaCl1.311.2895.09475.07(2)对照组的处理是__________________________,200mmol·L-1NaCl处理组的气孔导度比100mmol·L-1NaCl处理组的气孔导度明显降低,但两组的胞间CO2浓度并无显著差异,据表分析原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________________。对200mmol·L-1NaCl处理组喷施促进气孔开放的细胞分裂素________(填“能”或“不能”)提高光合速率。200mmol·L-lNaCl处理组叶片的叶绿素含量降低,光反应速率降低,生成的ATP、NADPH减少,导致暗反应速率降低,对胞间CO2的吸收利用减少添加等量的植物营养液不能(大书P81)2.(2023·佛山九江中学高三摸底)盐胁迫对植物光合作用的限制包括气孔限制和非气孔限制,气孔限制是指气孔导度下降,CO2供应不足,非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质活性的降低。研究小组将长势均一的春小麦幼苗分组,实验组分别添加植物营养液配制的不同浓度NaCl溶液,在适宜条件下培养一周后,测定春小麦幼苗的光合特性,实验结果如下表所示。(大书P81)2.(2023·佛山九江中学高三摸底)盐胁迫对植物光合作用的限制包括气孔限制和非气孔限制,气孔限制是指气孔导度下降,CO2供应不足,非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质活性的降低。研究小组将长势均一的春小麦幼苗分组,实验组分别添加植物营养液配制的不同浓度NaCl溶液,在适宜条件下培养一周后,测定春小麦幼苗的光合特性,实验结果如下表所示。处理光合速率(CO2)(μmol·m-2·s-1)叶绿素(mg·g-1)气孔导度(μmol·m-2·s-1)胞间CO2浓度(μmol·m-2·s-1)对照组3.171.30244.49435.1925mmol·L-1NaC12.631.37221.30468.06100mmol·L-1NaC12.121.37208.46473.75200mmol·L-1NaCl1.311.2895.09475.07(3)100mmol·L-lNaCl处理组的叶绿素含量高于对照组,净光合速率却低于对照组,限制其净光合速率的是_______________(填“气孔限制”或“非气孔限制”),据表分析理由是_________________________________________________________________。非气孔限制100mmol·L-lNaCl处理组的胞间CO2浓度高于对照组,说明CO2供应充足(大书P86)4.(2021·河北,19)为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12g·m-2);(3)水+氮组,补充尿素(12g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m-2·s-1)8565196叶绿素含量(mg·g-1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)316640716光合速率(μmol·m-2·s-1)6.58.511.4注:气孔导度反映气孔开放的程度。生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m-2·s-1)8565196叶绿素含量(mg·g-1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)316640716光合速率(μmol·m-2·s-1)6.58.511.4回答下列问题:(1)植物细胞中自由水的生理作用包括______________________________________________________________________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的______,提高植株氮供应水平。细胞内良好的溶剂;能够参与生化反应;能为细胞提供液体环境;能运送营养物质和代谢废物吸收(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与____离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能,用于驱动______________两种物质的合成以及____的分解;RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到____________分子上,反应形成的产物被还原为糖类。镁ATP和NADPH水C5(或RuBP)生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m-2·s-1)8565196叶绿素含量(mg·g-1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)316640716光合速率(μmol·m-2·s-1)6.58.511.4(3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需要足量的CO2供应。据实验结果分析,叶肉细胞CO2供应量增加的原因是_____________________________________________________________________________。生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m-2·s-1)8565196叶绿素含量(mg·g-1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)316640716光合速率(μmol·m-2·s-1)6.58.511.4气孔导度增加,CO2吸收量增多,同时RuBP羧化酶活性增大,使固定CO2的效率增大(5)多因子变量对光合速率的影响真题体验

[2023北京]

在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是()A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大C(6)内部因素:植物自身的遗传特性、叶面积指数、叶龄不同对光能利用能力不同

图中AB段相对光合速率上升,从光反应角度分析,原因是_________________________________________,CD段相对光合速率明显下降的原因是____________________________。例:1.如图表示该作物相对光合速率(即不同叶龄叶片的净光合速率与B点对应光合速率的比值)与叶龄的关系,A点表示幼叶呈折叠状,B点表示叶片充分展开;叶片衰老,叶绿素含量减少,相关酶活性降低幼叶逐渐展开,叶片受光面积增大,光合色素含量增多2.同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱,其内部原因最可能是

。应用:成熟的叶片光合作用能力最强。(适当摘除老叶、残叶,减少呼吸消耗,提高产量)

同一植株的底部叶片衰老,酶活性降低,所以呼吸作用强度比顶部叶片弱3.[2018·全国ⅢT29(2)]植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如下图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均_____。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是

。增加群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低应用:适当的叶面积指数(合理密植、适时剪苗)有利于有机物的积累。叶面积叶龄光照强度CO2浓度酶合理灌溉合理施肥自变量

控制自变量通过调整

之间的距离来进行控制因变量

检测因变量

对无关变量进行控制

光照强度光合作用强度单位时间内叶片上浮的数量或者浮起相同数量的叶片所用时长台灯与烧杯叶片大小、溶液的量等保持一致吸收光的热量,避免光照时实验装置中温度的变化对实验结果造成干扰思考、叶片上浮的原因是?

光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2,释放氧气,使叶肉细胞间隙充满了气体,浮力增大,叶片上浮。实验一、探究环境因素对光合作用强度的影响实验一、探究环境因素对光合作用强度的影响1、

打孔制作小圆形叶片30片2、

排气

3、

黑暗处理后的等量小圆叶片置于等量富含CO2的清水中典例、通过观察叶片在相应液体中的上升、下沉,可以验证光合作用和细胞呼吸过程中有气体的产生和消耗。下列相关叙述错误的是 (

)A.实验前可用真空泵抽出液体和叶片中的气体,以减少无关变量对实验的影响B.实验中应该进行光暗条件的变换,以改变叶片的代谢过程C.抽气后,放在盛有NaHCO3稀溶液试管中的叶片,在适宜

光照下会因为进行光合作用产生气体,而从试管底部缓缓上升D.抽气后,放在盛有蒸馏水试管中的叶片,在黑暗中会因为进行有氧呼吸产生气体,而从试管底部缓缓上升D

D实验二

光合速率的测定

方法一气体体积变化法液滴移动的距离表示氧气的释放量,即净光合速率黑暗液滴移动的距离表示氧气的吸收量,即呼吸速率光照为植物光合作用提供CO2,维持装置中CO2含量的稳定。吸收CO2方法二叶圆片称重法——测定单位时间、单位面积叶片中有机物生成量

叶圆片的呼吸速率为

,叶圆片的净光合速率为

。(x-y)/m(z-y)/n(大书P90)4.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率,做了下图所示实验。在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出),在不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2

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