新高考2024高考生物一轮复习必修部分模块1分子与细胞第3单元细胞的能量供应和利用第3讲能量之源-光与光合作用学案新人教版VIP

PAGE31-第3讲能量之源——光与光合作用▌考纲研读备考定位▌考纲要求核心素养1.说明光合作用及其对它的相识过程。2.探讨影响光合速率的环境因素。3.提取和分别叶绿体色素。1.生命观念——通过分析探讨光合作用的过程，形成物质与能量观。2.科学思维——通过解读光合作用过程及影响因素的模型，形成利用科学的思维解决问题的习惯。3.科学探究——通过光合作用历程的探究及提取和分别叶绿体色素，驾驭试验的原理、思路及操作技能。4.社会责任——通过探讨光合作用的实际应用，形成社会责任感。考点一捕获光能的色素和结构(含绿叶中色素的提取和分别)ZIZHUXUEXITANJIUTISHENG自主学习·探究提升eq\x(基)eq\x(础)eq\x(梳)eq\x(理)1．绿叶中色素的提取和分别(1)试验原理eq\x(提取)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇,中而不溶于水，可用无水乙醇提取色素))eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,))eq\x(分别)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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,使各种色素相互分别))(2)试验流程2．叶绿体中的色素及色素的汲取光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只汲取可见光，而对红外光和紫外光等不汲取。(2)叶绿素对红光和蓝紫光的汲取量大，类胡萝卜素对蓝紫光的汲取量大，对其他波段的光并非不汲取，只是汲取量较少。3．叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外表：①双层膜,内部\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②基质：含有与暗反应有关的酶,③基粒：由类囊体堆叠而成，,分布有色素和与光反应有关,的酶))))↓确定(3)功能：进行光合作用的场所。eq\x(思)eq\x(维)eq\x(辨)eq\x(析)易错整合，推断正误。(1)色素提取时常加入层析液(×)(2)滤纸条上的滤液细线不能浸没层析液中(√)(3)滤纸条上最上端呈黄色的色素带最窄(×)(4)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地汲取绿光(×)(5)叶绿素的形成须要光照(√)(6)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素(√)(7)叶绿素a和叶绿素b在红光区的汲取峰值不同(√)(8)光合作用须要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中(×)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)1．进行色素提取时滤纸条上的滤液细线为何不能被层析液没及？[提示]层析液为脂溶性有机溶剂，倘如层析液没及滤液细线，则会使滤纸条上色素溶解于层析液中，从而导致滤纸条上无色素带。2．提取叶绿体中的色素，也可用下图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？[提示]①——胡萝卜素(橙黄色)②——叶黄素(黄色)③—叶绿素a(蓝绿色)④—叶绿素b(黄绿色)。3．(必修1P99“与社会的联系”改编)温室或大棚种植蔬菜时，最好选择无色透亮的玻璃、塑料薄膜，理由有什么？[提示]有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透亮的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行。KAODIANTUPOPOUXINANDIAN考点突破·剖析难点eq\x(重)eq\x(难)eq\x(精)eq\x(讲)1．留意事项及缘由分析过程留意事项缘由分析提取色素选簇新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研磨充分和爱护色素快速、充分研磨削减乙醇挥发，充分溶解色素盛放滤液的试管口加棉塞削减乙醇挥发和色素氧化分别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、匀使分别出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分别出的色素带清楚分明滤液细线不触及层析液防止色素干脆溶解到层析液中2．绿叶中色素的提取和分别试验中异样现象分析异样现象缘由分析滤液颜色太浅①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分②运用放置数天的菠菜叶，滤液色素(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，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠①滤液细线不直；②滤液细线过粗滤纸条上无色素带①遗忘画滤液细线②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中3．色素与叶片颜色正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光汲取最少，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而变黄叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷渐渐降解，叶片呈现红色4．影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶子变黄。(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的协助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。eq\x(精)eq\x(准)eq\x(命)eq\x(题)考向一色素的提取与分别例1关于叶绿素提取的叙述，错误的是(C)A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B．加入少许CaCO3能避开叶绿素被破坏C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分[解析]叶绿体中的四种色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，它们都溶于无水乙醇，C错误；菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料，研磨时加入SiO2(石英砂)可使叶片研磨更充分，加入少许CaCO3能避开叶绿素被破坏，故A、B、D正确。〔对应训练〕1．(2024·陕西省白水中学高三)下图中①代表簇新菠菜叶的光合色素纸层析结果，则下图②所示结果最有可能来自(D)A．紫色洋葱鳞片叶 B．生长的荔枝幼叶C．簇新的玫瑰花瓣 D．秋天的落叶[解析]图②所示结果对应的色素带为胡萝卜素、叶黄素，最可能来自秋天的落叶，紫色洋葱鳞片叶的色素在液泡内，是紫色，生长的荔枝幼叶含4条色素带，簇新的玫瑰花瓣所含色素在液泡里，是红色，所以选D。考向二捕获光能的色素和结构例2下图是在电子显微镜下视察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述错误的是(C)A．①和②均为选择透过性膜B．③上分布有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光汲取最少C．③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋时这些色素都无法合成D．在③上形成的产物[H]和ATP进入④中为暗反应供应物质和能量[解析]叶绿素分子中含Mg2＋，胡萝卜素、叶黄素中不含Mg2＋。〔对应训练〕2．(2024·湖南郴州一中质检)某同学从杨树叶片中提取并分别得到4种色素样品，经测定得到下列汲取光谱图，其中属于叶绿素b的是(A)[解析]叶绿素a和叶绿素b主要汲取红光和蓝紫光；胡萝卜素和叶黄素主要汲取蓝紫光。红光和蓝紫光位于可见光谱的两端，所以叶绿素b汲取可见光的峰值在可见光谱的两端，A正确。3．(2024·全国卷Ⅲ，3)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)A．类胡萝卜素在红光区汲取的光能可用于光反应中ATP的合成B．叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的汲取速率随光波长的变更来表示D．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的[解析]类胡萝卜素不汲取红光，A错误；叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制，B正确；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2汲取速率随光波长的变更来表示，C正确；叶绿素汲取640～660nm的红光，导致水光说明放氧气，D正确。考点二光合作用的探究历程与光合作用的过程ZIZHUXUEXITANJIUTISHENG自主学习·探究提升eq\x(基)eq\x(础)eq\x(梳)eq\x(理)1．光合作用的探究历程(连线)2．光合作用的过程3．反应式(写出反应式并标出元素的去向)(1)若有机物为(CH2O)：。(2)若有机物为C6H12O6：。巧学妙记：光合作用的过程“一、二、三、四”4．环境变更时间合作用各物质含量的变更分析(1)“过程法”分析各物质变更下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变更时，分析相关物质含量在短时间内的变更：(2)模型法表示C3和C5等物质含量变更eq\x(思)eq\x(维)eq\x(辨)eq\x(析)易错整合，推断正误。(1)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP(×)(2)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生(×)(3)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应(√)(4)进入叶绿体的CO2不能被NADPH干脆还原(√)(5)在叶绿体中发生的生理过程，不须要蛋白质参加的是Mg2＋汲取(×)(6)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP来自细胞呼吸(√)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)如图1、2、3所示为光合作用探究历程中的经典试验的分析及拓展(图1中叶片黄白色部分不含叶绿体)请思索：(1)图1中a～e可构成哪些比照组？其验证的结论分别是什么？进行图1所示试验应事先对叶片作何处理，目的是什么？(2)图2所示试验运用了何种技术？可得出何种推论？(3)图3所示试验在试验材料的选取上有什么奇妙之处？该试验对环境有何特殊要求？其目的是什么？试验结果怎样？可得出何种结论？[提示](1)图1中b和c部位都是绿色叶片，即都含有叶绿体，二者的区分在于有无光照，通过对比可以说明光合作用须要光照；a和b部位都有光照，二者的区分在于有无叶绿体，通过比照可以说明光合作用须要叶绿体；进行图l所示试验应事先将植株置于暗处作饥饿处理，以解除原有淀粉对试验结果的干扰。(2)图2所示试验运用了同位素标记技术，该对比试验说明光合作用产生的O2，来源于H2O，而不是来自CO2。(3)图3试验选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于视察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。该试验要在没有空气的黑暗环境中进行，其目的是解除氧气和除极细光束外的其他光的干扰，试验结果是好氧细菌分布于叶绿体被光束照耀的部位，由此证明叶绿体是光合作用的场所。KAODIANTUPOPOUXINANDIAN考点突破·剖析难点eq\x(重)eq\x(难)eq\x(精)eq\x(讲)1．光合作用过程图解以上图解可简化为：2．光反应与暗反应的比较过程光反应暗反应依据区分必需在光下有光、无光都可以条件光照、色素、酶多种酶实质将光能转化为化学能，并释放出O2同化CO2，合成有机物场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化①水光解2H2Oeq\o(→,\s\up7(光))4[H]＋O2②ATP的合成ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP①CO2固定CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3②C3的还原2C3eq\o(→,\s\up7([H]、ATP),\s\do5(酶))(CH2O)＋C5能量转化光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→(CH2O)等有机物中稳定的化学能关系①光反应为暗反应供应[H]和ATP；暗反应为光反应供应ADP和Pi②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．光合作用发觉史经典试验(1)1771年普里斯特利试验eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(绿色植物＋点燃蜡烛\o(→,\s\up7(玻璃罩密封))蜡烛不易熄灭,绿色植物＋小鼠\o(→,\s\up7(玻璃罩密封))小鼠不易窒息死亡))eq\a\vs4\al(植物更,新空气)缺点：缺乏比照组(记录时漏掉了试验在阳光下进行这一重要条件，后来英格豪斯为其订正)。(2)1864年萨克斯试验提前暗处理——消耗掉叶片中原有的淀粉，避开干扰eq\a\vs4\al(比照组：一半曝光,试验组：一半遮光)eq\o(→,\s\up7(脱色处理),\s\do5(碘蒸气处理))eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(呈深蓝色,不变蓝色))eq\a\vs4\al(光下产生淀粉,运用比照试验)(3)1880年恩格尔曼试验eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(水绵,好氧细菌))eq\o(→,\s\up7(黑暗、无空气),\s\do5(显微镜视察))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(极细光束照耀叶绿体→好氧细菌,集中在照光处,完全曝光→好氧细菌集中在带状,叶绿体处))试验组：极细光束照耀处的叶绿体。比照组：黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体。(4)20世纪30年头鲁宾、卡门试验试验方法：同位素标记法eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(供应H\o\al(18,2)O、CO2→植物释放的氧气全部为18O2,供应H2O、C18O2→植物释放的氧气全部为O2))相互比照【留意】在光合作用的发觉中，大多数科学家们利用了比照试验，使结果和结论更科学、精确。(1)萨克斯：自变量为光照(一半曝光与另一半遮光)，因变量为颜色变更。(2)恩格尔曼：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：相互比照，自变量为标记物质Heq\o\al(18,2)O与C18O2，因变量为O2的放射性。(4)普里斯特利：缺少空白比照，试验结果劝服力不强。eq\x(精)eq\x(准)eq\x(命)eq\x(题)考向一光合作用的探究历程例3(2024·湖北鄂西部分优质中学联考)以下关于叶绿体和光合作用的几个试验，得不到相应试验结果的是(A)A．将叶绿素的无水乙醇提取液置于相宜光源处照耀5h，加碘液处理后溶液呈蓝色B．在暖和晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色C．将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧视察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域D．将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有足够14CO2的密闭透亮的照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C[解析]叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反应，也不能产生淀粉，A错误；光合作用产生淀粉，视察时需对叶片进行脱色处理，B正确；叶绿体中色素主要汲取红光和蓝紫光，导致连续光谱相应区域变暗，C正确；CO2是光合作用的原料，14CO2中的14C元素可转移到淀粉中，故产物中可检测到14〔对应训练〕4．(2024·江西金太阳全国大联考)如图是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的试验示意图，下列有关叙述正确的是(B)A．两试验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉B．两试验均须要光的照耀C．两试验中只有恩格尔曼的试验设置了比照D．两试验均可证明光合作用的产物有氧气[解析]图示的两试验中，只有萨克斯的试验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉，A错误；恩格尔曼试验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯试验的目的是探究光合作用除氧气之外的产物，所以两试验均须要光的照耀，B正确；恩格尔曼的试验中，照光与不照光、黑暗与完全曝光形成比照；萨克斯的试验中，经过暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成比照，C错误；恩格尔曼的试验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的试验可以证明淀粉是光合作用的产物，D错误。考向二光合作用的过程例4(2024·山西太原高三模拟)如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是(B)A．物质b可能是ADP和PiB．物质c干脆被还原生成(CH2O)和C5C．甲中色素不溶于水，易溶于有机溶剂D．乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行[解析]依据图示可看出，甲是叶绿体的类囊体薄膜，其上可发生光合作用的光反应，乙为叶绿体基质，是暗反应的场所，物质b可能是暗反应为光反应供应的ADP和Pi，A项正确；物质c为CO2，不行以干脆被还原生成(CH2O)和C5，B项错误；类囊体薄膜上的色素不溶于水，能溶于有机溶剂，C项正确；乙中进行暗反应不须要光，所以在有光、无光条件下都可进行，D正确。〔对应训练〕5．(2024·山东省济南市高三期末)假如某绿色高等植物光合作用的有机产物为葡萄糖，则光合作用的总反应式如下所示。下列相关叙述正确的是(C)6CO2＋12H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))C6H12O6＋6H2O＋6O2A．该反应式也适用于具有藻蓝素和叶绿素等光合色素的蓝藻B．追踪反应式中CO2的氧原子的转移状况时，该氧原子能转化成O2C．该反应式中，CO2消耗的场所与H2O消耗的位置不同D．当植物体有机物积累量为零时，叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率[解析]蓝藻是原核生物，细胞中没有叶绿体，其光合作用发生在细胞质中，A错误；光合作用过程中，二氧化碳中的氧原子转移到了葡萄糖和水中，B错误；二氧化碳的消耗发生在叶绿体基质中，水的消耗发生在类囊体薄膜上，C正确；当植物体有机物积累量为零时，植株的呼吸作用速率等于光合作用速率，而叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，D错误。6．(2024·临沂一模)下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质。有关分析错误的是(B)A．图中a为氧气，可部分释放到空气中B．图中b为NADPH，外界CO2浓度上升时，b的含量短暂上升C．该过程消耗的NADP＋和c来自叶绿体基质D．该过程将光能转化为化学能储存在b和ATP中[解析]水光解的产物是氧气和H＋，若光合作用强度大于细胞呼吸强度，氧气会部分释放到空气中；图中b是在NADP＋、H＋和电子参加下形成的NADPH，当外界CO2浓度上升时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量短暂降低；叶绿体基质中，暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP＋、ADP和Pi；光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中。考向三环境变更对物质含量变比的影响例5(2024·湖北省孝感市八校高三期末)用肯定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降，C5的含量上升。NaHSO3溶液的作用可能是(C)A．促进叶绿体中CO2的固定B．抑制叶绿体中C3的还原C．促进叶绿体中ATP的合成D．抑制叶绿体中有机物的输出[解析]若NaHSO3溶液促进叶绿体中CO2的固定，则CO2被C5固定形成的C3增加，消耗的C5增加，故C5的含量将削减，C3的含量将增加，A项错误；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中C3的还原，则C3被还原生成的C5削减，消耗的C3削减，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量削减，C3的含量增加，B项错误；若NaHSO3溶液促进叶绿体中ATP的合成，则被还原的C3增加，生成的C5增加，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将增加，C3的含量将削减，C项正确；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出，意味着暗反应中C3的还原过程变慢，生成的C5削减，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将削减，C3的含量将增加，D项错误。归纳总结推断C3、C5等物质含量变更的分析思路叶绿体内相关物质含量变更可通过对物质的来路和去路是否平衡进行分析：(1)来路eq\o(,\s\up7(动态平衡))去路，则物质含量相对稳定。(2)来路不变，去路增加，或来路削减，去路不变，则物质含量削减。(3)来路不变，去路削减，或来路增加，去路不变，则物质含量增加。〔对应训练〕7．在相宜反应条件下，用白光照耀离体的簇新叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照耀。下列是光源与瞬间发生变更的物质，组合正确的是(C)A．红光，ATP下降 B．红光，未被还原的C3上升C．绿光，[H]下降 D．绿光，C5上升[解析]叶绿体中的色素主要汲取红光和蓝紫光等可见光，汲取的绿光很少。将白光改为光照强度相同的红光，光反应增加，叶绿体内产生的ATP和[H]增多，C3的还原增加，导致未被还原的C3削减，A、B项错误；将白光改为光照强度相同的绿光，光反应减弱，叶绿体内产生的ATP和[H]削减，C3的还原量降低，导致C5削减，C项正确、D项错误。8．(不定项选择题)如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素变更的变更状况，下列对这一环境因素变更的分析错误的是(ABC)A．突然停止光照B．突然增加CO2浓度C．降低环境温度D．增加光照强度[解析]增加光照强度，光反应产生的[H]和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将削减、C5的相对含量将增加，D正确，降低环境温度，C3和C5。考点三光合作用速率的影响因素及应用ZIZHUXUEXITANJIUTISHENG自主学习·探究提升eq\x(基)eq\x(础)eq\x(梳)eq\x(理)1．影响光合作用的因素(1)光合作用强度：①含义：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。②指标：肯定时间内eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原料消耗的数量,产物生成的数量))(2)影响光合作用的环境因素有CO2浓度、水分、光照的长短与强弱及光的成分、温度的凹凸等。2．光合作用与化能合成作用的比较光合作用化能合成作用本质都能将CO2和H2O等无机物合成为有机物能量光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌等微生物eq\x(思)eq\x(维)eq\x(辨)eq\x(析)易错整合，推断正误。(1)夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高(×)(2)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长(√)(3)光合作用中叶绿素汲取光能不须要酶的参加(√)(4)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在相宜条件下光照培育，玻璃容器内CO2浓度出现的变更趋势是始终保持稳定，不变更(×)(5)停止供水，植物光合速率下降，这是由于水既是光合作用的原料，又是光合作用产物在植物体内运输的主要介质(√)(6)温室内适当补充CO2，即适当提高CO2浓度，可提高农作物产量(√)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)1．在下面的四幅图中依次标出坐标曲线中的A点，AB段(不包括A、B两点)，B点和B点之后的O2和CO2的转移方向。[提示]2．据图分析多因素对光合作用的影响。(1)三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是什么？(2)三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子还是影响光合速率的主要因素吗？此时的限制因素分别是什么？(3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些好处？[提示]P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，依次为光照强度、光照强度和温度。(2)Q点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素，此时的主要影响因素依次为温度、CO2浓度和光照强度。(3)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，另外还释放出热量和CO2，增加了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行。KAODIANTUPOPOUXINANDIAN考点突破·剖析难点eq\x(重)eq\x(难)eq\x(精)eq\x(讲)影响光合作用因素的模型构建与解读(1)内部因素a．植物自身的遗传特性(如植物品种不同)以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(曲线分析：补偿点、A′<A,饱和点B′<B,应用：间作套种))b．植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(曲线分析：OA段，随叶龄增大，色,素含量增大，酶的含量和活性增,大，光合速率加快。A点之后，随,叶龄增大，色素、酶含量削减，酶活,性减弱，光合速率减慢。,应用：适时摘除老叶))(2)光照强度①曲线分析A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照强度增加，光合作用强度也渐渐增加，CO2释放量渐渐削减，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示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点所示光照强度称为光饱和点。②应用：阴生植物的B点左移，C点降低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。(3)CO2浓度①曲线分析：图1和图2都表示在肯定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到肯定范围后，光合作用速率不再增加。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。图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。②应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。(4)温度①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。②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。(5)必需矿质元素供应①曲线分析：在肯定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过肯定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物因渗透失水而萎蔫。②应用：依据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。(6)水分①影响：水是光合作用的原料，缺水既可干脆影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。②应用：依据作物的需水规律合理浇灌。eq\x(精)eq\x(准)eq\x(命)eq\x(题)考向一单因素对光合作用的影响分析例6植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变更的趋势如图所示。下列叙述错误的是(D)A．植物甲和乙光合作用所须要的能量都来自太阳能B．叶温在36～50℃C．叶温为25℃D．叶温为35℃[解析]植物光合作用所须要的能量都来自太阳能，A项正确；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项正确；光合作用与细胞呼吸强度的差值即净光合速率，叶温为25℃时，植物甲的净光合速率小于植物乙的，C项正确；叶温为易错提示关于环境因素影响光合速率的两点提示温度变更对光合作用的影响当温度变更时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参加暗反应的酶的种类和数量都比参加光反应的多CO2浓度对光合作用的影响CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用〔对应训练〕9．在CO2浓度为0.03%和相宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图。下列有关分析正确的是(D)A．当光照强度为1klx时，植物甲起先进行光合作用B．当光照强度为3klx时，植物乙的总光合速率是0mg/(100cm2叶·h)C．若在c点时突然停止CO2供应，短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会增加D．d点时限制植物乙光合速率增大的主要环境因素是CO2的浓度[解析]光照强度为1klx时，植物甲的光合作用强度等于呼吸作用强度，A错误；当光照强度为3klx时，植物乙的总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝0＋20＝20mg/(100cm2叶·h)，B错误；c点的限制因素主要是CO2浓度，因此突然停止CO2供应，CO2固定受阻，短时间内导致C3的含量削减，C错误；d点时植物乙达到光饱和点，此时间照强度不再是限制因素，而题中又提出“相宜的恒定温度条件”，因此限制植物乙光合速率增大的主要因素是CO2的浓度，D正确。10．(2024·西安八校联考)如图所示，在最适温度和光照强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变更状况，下列说法错误的是(B)A．植物乙比植物甲对CO2浓度变更更敏感B．当CO2汲取量为c时，植物甲与植物乙合成有机物的量相等C．d点甲植物细胞内的C3量比b点高D．适当降低光照强度，b点将向右移动[解析]环境中CO2浓度上升到肯定程度后，植物乙CO2的汲取量降低幅度大，植物甲CO2的汲取量保持不变，因此植物乙对CO2浓度变更更敏感；当CO2汲取量为c时，植物甲与植物乙的净光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，依据实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，因此植物甲合成有机物的量比植物乙多；CO2浓度由b点增加到d点时，甲植物细胞内C3的合成量增加而消耗量不变，因此细胞内C3的含量增加；图中曲线是在最适的光照强度条件下测得的，因此光照强度减弱，CO2的汲取量降低，b点时间合作用强度与呼吸作用强度相等，降低光照强度后，在较高浓度的CO2条件下才能使CO2汲取量与CO2释放量相等，因此b点将右移。考向二多因素对光合作用的影响分析例7下图为某一植物在不同试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(D)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[解析]A错：随着CO2浓度的增大，净光合速领先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，较高温度下的净光合速率高于较低温度。B错：植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度上升，净光合速率不应先上升后趋于稳定。C错：由于光合色素主要汲取红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先上升后趋于稳定的状态，且光波长肯定时，较高温度下的净光合速率不肯定较高。D对：随着光照强度的增加，净光合速领先增大后趋于稳定，在光照强度足够时，较高的CO2浓度下净光合速率较大。科学思维多因素对光合作用影响的曲线分析方法解答受多因素影响的光合作用曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。详细方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变更，将多因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提，如最适温度下测得，则应当考虑温度以外的影响因素。〔对应训练〕11．电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2，蔬菜产量可提高70%左右，这就是闻名的“电场产量倍增效应”。科学家依据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的试验，绘制如下曲线。据图回答下列问题：(1)第1组试验的作用是比照。在饱和光照强度下，该试验的自变量是电场强度和CO2浓度。(2)第1组试验和第2组试验的曲线比较，说明强电场可以提高植物的光合作用强度。(3)依据试验曲线可知，在相同光照强度下，为了最大限度地增加作物产量，可以实行的措施是增补电场和增施CO2。[解析](1)第1组试验的条件为大气电场和大气CO2浓度，属于比照组，起比照作用。饱和光照强度下，试验的自变量是电场强度和CO2浓度。(2)第1组试验和第2组试验对比，二者的自变量为电场强度，第2组试验的净光合作用强度大于第1组试验，而二者的细胞呼吸强度相等，因此说明强电场可以提高植物的光合作用强度。(3)分析曲线可知。同一光照强度下净光合作用强度最大的是第4组试验，因此为了最大限度地增加作物产量，可增加电场强度和提高CO2浓度。考点四探究光照强度对光合作用强度的影响ZIZHUXUEXITANJIUTISHENG自主学习·探究提升eq\x(基)eq\x(础)eq\x(梳)eq\x(理)1．试验原理(1)在光照下，绿色植物通过光合作用产生O2。(2)台灯距烧杯的距离不同，则照耀到不同烧杯叶圆片上的光照强度也不同。(3)光照强度不同，则光反应产生O2的速率不同，叶片上浮的时间也不同。2．试验步骤及主要操作试验步骤主要操作(1)制备小圆形叶片将绿色菠菜叶片用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片(2)排出细胞间隙中的气体将小圆形叶片和适量清水置于注射器中，排出注射器内残留的空气，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出，重复几次(3)分装小圆形叶片将小圆形叶片各10片，分别放入暗处盛有20mL富含CO2的清水的3个小烧杯中。这时的叶片因为细胞间隙充溢了水，所以全部沉到水底(4)限制自变量(光照强度)把3个烧杯分别放在距离台灯位置10cm、20cm、30cm(对应编号为1、2、3)的三个位置上，打开台灯(5)视察并记录肯定时间内小圆形叶片浮起的数量■(1)选择的叶片厚薄、颜色、鲜嫩程度要尽量一样。(2)打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响试验结果的精确性。(3)烧杯放置时前一个烧杯不能给后一个烧杯造成光照阻挡。(4)试验试剂及作用①NaHCO3→供应CO2，缓冲CO2含量稳定。②石蜡→密封。③油层→密封。④开水冷却→解除水中气体。KAODIANTUPOPOUXINANDIAN考点突破·剖析难点eq\x(精)eq\x(准)eq\x(命)eq\x(题)例8取生长旺盛的绿叶，利用打孔器打出一批直径为1cm的叶圆片，将叶圆片细胞间隙中的气体排出后，平均分装到盛有等量的不同浓度NaHCO3溶液的培育皿底部，置于光温恒定且相宜的条件下，如图甲。测得各组培育皿中叶圆片上浮至液面所用的时间如图乙。下列分析不正确的是(D)A．a～b段随着NaHCO3溶液浓度的增加，类囊体薄膜上水的分解速率渐渐增大B．a～d段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶绿体基质中C3的生成速率渐渐减弱C．c～d段随着NaHCO3溶液浓度的增加，单个叶圆片有机物的积累速率渐渐减小D．a～d段假如增加光照强度或温度，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间[解析]a～b段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液面所用的时间不断缩短，说明氧气生成速率不断提高，因此类囊体薄膜上水的分解速率渐渐增大，A正确；c～d段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液面所用的时间不断延长，说明氧气生成速率在降低，即光合速率减弱，因此叶绿体基质中C3的生成速率渐渐减弱，单个叶圆片有机物的积累速率也在渐渐减小，B、C正确；题中装置置于光温恒定且相宜的条件下，假如增加光照强度或温度，都会使光合速率降低，导致叶圆片上浮至液面的时间延长，D错误。〔对应训练〕12．(2024·武汉模拟)如图表示测定金鱼藻光合作用强度的试验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变更，下列叙述错误的是(B)A．该试验探究不同单色光对光合作用强度的影响B．加入NaHCO3溶液是为了汲取细胞呼吸释放的CO2C．拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸强度[解析]分析图示装置可知，自变量是不同的单色光，因变量为盛气装置中O2的多少，因而该试验可探究不同单色光对光合作用强度的影响，A项正确；加入NaHCO3溶液是为了给金鱼藻进行光合作用供应原料CO2，B项错误；拆去滤光片，赐予自然光照，光合作用较任一单色光照的光合作用都强，因而单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度，C项正确；若将此装置放在黑暗处，金鱼藻只进行细胞呼吸，不进行光合作用，因而可通过测定盛气装置中O2的削减量，测定金鱼藻的细胞呼吸强度，D项正确。考点五光合作用与细胞呼吸的关系ZIZHUXUEXITANJIUTISHENG自主学习·探究提升eq\x(基)eq\x(础)eq\x(梳)eq\x(理)1．细胞呼吸与光合作用过程图解(1)物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH([H])，f：C5，g：CO2，h：C3。(2)生理过程及场所序号①②③④⑤生理过程光反应暗反应有氧呼吸第一阶段有氧呼吸其次阶段有氧呼吸第三阶段场所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[特殊提示]①光合作用中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)简化的表示方式，而细胞呼吸中产生的[H]是还原型辅酶I(NADH)简化的表示方式，二者不是一种物质，尽管书写形式相同。②还原氢的书写形式肯定不能写成H、H＋或H2，只能写成[H]、NADH或NADPH。2．光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增加，A点下移，细胞呼吸减弱，A点上移。(2)补偿点(B点)的移动①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的变更使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的变更(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。KAODIANTUPOPOUXINANDIAN考点突破·剖析难点eq\x(重)eq\x(难)eq\x(精)eq\x(讲)1．光合作用和有氧呼吸的区分光合作用有氧呼吸物质变更无机物eq\o(→,\s\up7(合成))有机物有机物eq\o(→,\s\up7(分解))无机物能量变更光能→稳定的化学能(储能)稳定的化学能→ATP中活跃的化学能、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行2．光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源与去路来源去路[H]光合作用光反应中水的光解作为还原剂用于暗反应阶段中C3的还原有氧呼吸第一、其次阶段产生用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放出大量的能量ATP光合作用光反应阶段合成ATP，所需能量来自色素汲取的太阳能用于暗反应阶段C3的还原，以稳定的化学能的形式储存于有机物中有氧呼吸第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的能量最多。能量来自有机物的氧化分解作为能量“通货”，用于各项生命活动3．真正光合作用速率、净光合作用速率与呼吸速率的关系(1)净光合作用速率与真正光合作用速率的关系①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织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细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(2)光合速率与呼吸速率的常用表示方法项目含义表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变更量)O2CO2有机物真正光合速率植物在光下实际合成有机物的速率O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量CO2固定速率或叶绿体汲取CO2量有机物产生(制造、生成)速率净光合速率植物有机物的积累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汲取速率有机物积累速率呼吸速率单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率黑暗中O2汲取速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率(3)计算公式实际光合速率＝表观(净)光合速率＋呼吸速率。4．C18O2、18O2、Heq\o\al(18,2)O、14CO2在光合作用和细胞呼吸中元素转移途径的分析(1)葡萄糖参加的有氧呼吸与光合作用反应式①有氧呼吸：C6H12O6＋6O6＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量②光合作用：6CO2＋12H2Oeq\o(→,\s\up7(叶绿体),\s\do5(光能))C6H12O6＋6O2＋6H2O(2)18O和14C①18O2eq\o(→,\s\up7(有氧),\s\do5(呼吸))Heq\o\al(18,2)Oeq\o(→,\s\up7(有氧),\s\do5(呼吸))C18O2eq\o(→,\s\up7(光合),\s\do5(作用))C6Heq\o\al(18,12)O6eq\x(精)eq\x(准)eq\x(命)eq\x(题)考向一光合作用与细胞呼吸过程例9(2024·天津和平一模)下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是(A)A．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程③只发生在线粒体基质中C．过程①消耗CO2、释放O2，过程③消耗O2、释放CO2D．若叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重必定增加[解析]过程①②③④分别为光反应、暗反应、细胞呼吸和ATP的水解，[H]产生于光反应，用于暗反应，细胞呼吸中，既可产生[H]也可消耗[H]，A正确；暗反应只发生在叶绿体基质，细胞呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，B错误；光反应阶段不消耗CO2，C错误；叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率，但甘蔗植株中非叶肉细胞部分的呼吸作用速率有可能大于叶肉细胞的净光合作用速率，甘蔗干重未必增加，D错误。〔对应训练〕13．(2024年·宿州质检)下图是绿色植物叶肉细胞内部分生命活动示意图，其中①～⑤表示生理过程，A～D表示物质。下列分析错误的是(B)A．在生物膜上发生的生理过程有③和④B．①②⑤过程均发生在细胞质基质中C．A和B分别表示丙酮酸和[H]D．有氧呼吸包括图中的①②③过程[解析]由图可知，①、②、③依次为有氧呼吸的第一、二、三阶段，④为光反应，⑤为暗反应。A为丙酮酸，B为[H]，C为ADP和Pi，D为ATP和[H]；在生物膜上发生的生理过程有有氧呼吸的第三阶段③和光反应④；有氧呼吸的第一阶段①在细胞质基质中完成，有氧呼吸的其次阶段②在线粒体基质中完成，暗反应阶段⑤在叶绿体基质中完成。考向二以叶绿体、线粒体为载体分析光合作用与呼吸作用的关系例10(2024·北京昌平区月考)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，相关叙述错误的是(