光合作用与能量转化考点复习讲义.pdf

第9讲 光合作用与能量转化考点一绿叶中色素的提取和分离内容比较知考向核心素养提考能内容要求1.说明光合作用过程及其对它的认识过程2.活动：提取和分离叶绿体色素3.活动：探究不同环境因素对光合作用的影响生命观念通过比较光反应与暗反应及它们之间的关系，建立对立统一、结构决定功能的观点科学思维理解C 3、C5等物质变化和光合作用的相关曲线科学探究探究光照强度、C 0 2 浓度等对光合作用强度的影响社会责任关注光合作用与农业生产及生活的联系与旧教材对比增：光谱概念；希尔实验和阿尔农实验；影响光合作用的因素。删：叶片呈现绿色的原因；普利斯特利实验；英格豪斯实验；梅耶实验；萨克斯实验。改：水分解为氧和H ，H+与 N A D P,结合形成N A D P H；C 3 还原过程中 N A D P H 既提供能量又作还原剂；化能合成作用改为小字介绍(弱化)。考 点自主梳理 预习教材夯基础1.色素的提取与分.离实验 可看作两个实验哦!(1)实验原理如果贸验里没有无心乙西学，也可以用十外的乙庭，但甯型加、量的尢水涨碱钠石、邛用无泵乙醇或丙酮提取提 取 尸IETTW -一 1M 叶 绿体中的色素不溶于水,相W4目溶原理A溶于有机溶剂;G 纸层析法乙 少 也 也 叶 绿 体 中的色素在层析液中的溶解度不同.色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同、护故速度越区说明善溶解皮越大(2)实验流程二氧化硅碳酸钙无水乙醇提取色素过滤色素的提取 棉塞制备滤纸条、画滤液细线 _ 干燥的定一性滤纸/铅笔线一剪两角或斤卜滤纸条 试管J 7 虑液细线电J 层析液/铁 架 台色素的分离厂选：选择浓绿叶片 一 色 素 含 量 高一剪：剪碎叶片 石英砂：增 大 摩 擦，使研磨更加充分步 骤 一 加:碳 酸 钙：防止色素被破坏也 可 用 丙 酮(5色素i无水乙醇：溶解色素一 磨：迅 速 研 雇.-源：用单层尼龙布过滤,结 果 一 多 种 光 合 色 素 的 混 合 溶 液或浮节汽，由v代，但不可用“水”收集滤液 制：制备滤纸条户止在滤纸条剪去两角的一端1 cm操 作 一 处 用 铅 笔 画 线1-目 的 一 为 画 滤 液 细 线 标 明 位 置公 益 _ 步 _ 画：画更 少 骤 一 一 滤 液 细 线用毛细吸管吸取色素滤液.厂 操 作 一 沿 铅 笔 线 均 匀画一条细线，待滤液干后再画一两次保 证 滤 液 细 线 细、直-目 的-使 滤 液 细 线 含 有 较 多 色 素,.同 时 保 证 各 色 素 扩 散 的 起点相同(3)实验结果及分析 析：色素纸层析 将 适 量 的 层 析 液 倒 入 试 管 一插入滤纸条用棉塞塞紧试管口加棉塞是为了防止层析液挥发滤 液 细 线 不 触 及 层 析 液，是为 了 防 止 色素溶解在层析液中，而导致滤纸条 上 无 色 素逍金 营 最 九 扩 散 最 快“、”卜重知结果一 滤纸条上呈现 四 条 颜 色、,宽度不同的I色素带t导素-4覆 间二一叶绿素a：蓝绿色-、言一叶绿素b：黄绿色令量最夕 色 素 带 的 条 数 与 色 素 种 类 有关,一明有四种色素&杰 色 素 带 的 宽 窄 与 色 素 含 量 有关,色即明 此 种 色 素 含 量 越 多 色 素 带 扩 散 速 度 与 渣 解 度 有 关,说 明 溶 解 度 越 高四 条 色 素 带 说色 素 带 越 宽 说扩 散 速 度 越 快2.叶绿体的结构及其中的色素山宜作用的结构=z i t绿便并非光合作用的必要条件，蓝细菌、光合细菌也能进行光合作用，但没有叶绿体。叶绿林外膜、内膜和美豪林薄膜均昊从病服双分子层为基本带架的生物膜处 鹿 将 叶 绿 体 内 部 与 细 胞 质 基 质 分 隔 开内 膜 保 证 光 合 作 用 高 效 有 序 的 进 行基 粒：由一系列囊状结构堆 在厂广叠 而 成，扩 大了膜面积，有“髭;言.利于光合色素和与光反应相关的酶的附着基 质:分 布 着 大 量 与 噎 反 应 暗反应相关的酶 的 场 所J叶绿体是进行光合作用的场所(2)色素的吸收光谱 阳光穿过三棱镜时形成的不同颜色的光带吸收光能的百分比由图可以看出：色素的功能：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光;类 胡 萝 卜 素主要吸收蓝紫光。色素吸收光的范围：一般叶绿体中的色素只吸收可见光(可见光的波长范围大约是400760 n m),对红外光和紫外光不吸收。参看必修1 教材P99学科交叉”提 醒 植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。植物的液泡中含有的色素(花青素)不参与光合作用。植物幼嫩的茎和果实的细胞中也含有吸收光能的色素。易错辨析叶绿素a 和叶绿素b 都含有镁元素(V)(2)叶绿素a 和叶绿素b 在红光区的吸收峰值不同(J)(3)秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的(X)(4)光合作用需要的色素和酶只分布在叶绿体基粒中(X)(5)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(J)|深挖教材1.植物工厂里为什么不用发绿光的光源？必修P99 旁栏思考题”提 示 绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线很少被光合色素吸收，因此光合作用中制造有机物较少。2.(实验改进)提取叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法：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，则依次对应哪种色素及颜色？提 示 胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）重点疑难突破E _突破疑难提考能.1.色素提取分离四个常见异常现象原因分析（1）滤液颜色过浅的原因未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分；一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低（正确做法：分次加入少量无水乙醇）。（2）滤纸条色素带重叠的原因滤液细线不直；滤液细线过粗。（3）滤纸条无色素带的原因忘记画滤液细线；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。（4）滤纸条色素带较浅的原因若仅最下面两条色素带较浅呢？滤液中色素含量少；划滤液细线时次数太少。2.影响叶绿素合成的三大因素3.色素与叶片的颜色正常绿色叶片变葭叶色正常叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的比例为3:1.且对绿光吸收最少，反射较多，所以正常叶片总是呈现绿色寒冷时，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.花青素在酸性的细胞液中变成红色，而叶绿素逐渐降解，叶片呈现红色命题-规律探究 感 悟 高 考 找 规 考 向 1结合实验原理及过程，考查科学探究能力1.（2020.江苏卷，6）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（）A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散答 案 B解 析 叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A 正确；研磨时加入CaCCh可以防止叶绿素被破坏，B 错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C 正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D 正确。2.（2020 云南毕业班统一检测）为探究pH 对叶绿素稳定性的影响，某科研小组进行了如表实验。下列叙述错误的是（）组号叶绿素溶液/mLPH处理时间/min溶液颜色3.08.010绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色A.叶绿素可用无水乙醇提取B.该实验设置了四个实验组，是一个对照实验C.该实验说明叶绿素在酸性条件下不稳定，在碱性条件下稳定D.由该实验结果推测，酸雨可能会造成藻类植物光合作用能力下降答 案 C解析 叶绿体色素易溶于有机溶剂，可以加入无水乙醇进行叶绿素的提取，A 正确；该实验设置了四个实验组，每个组别之间形成对照关系，是一个对照实验，B 正确；根据表中数据可知，酸性环境下叶绿素溶液的颜色变成黄绿色或黄褐色，说明酸性环境下的叶绿素可能因稳定性较差而被分解，在 pH 为 7 或 8 的环境中，叶绿素溶液的颜色均为绿色，但这不能排除碱性增强时色素可能会被破坏，C 错误；结 合 C 项分析，可知酸性条件下叶绿素含量降低，因此酸雨可能会造成藻类植物光合作用能力下降，D 正确。考向2围绕光合色素作用考查科学思维能力3.（2017全国卷m,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0 2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CCh的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640660 nm波长光下释放O?是由叶绿素参与光合作用引起的答 案 A解析 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成，A 错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B 正确；CCh的吸收速率和。2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C 正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640 660nm波长光下释放是由叶绿素参与光合作用引起的，D 正确。4.（2021.长沙一中质检）用叶绿素完全缺失的水稻叶片进行相关实验，下列叙述正确的是（）A.叶绿素完全缺失的水稻叶片不能吸收红光B.叶绿体内部巨大的膜面积为暗反应的酶提供了附着位点C.用该水稻叶片进行光合色素的分离实验，圆形滤纸片上会出现两个直径较小的圆D.Fe参与叶绿素的组成答 案 A解析 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以叶绿素完全缺失的水稻叶片不能吸收红光，A正确；叶绿体内部巨大的膜面积（类囊体膜）为光反应的酶提供了附着位点，B错误；用该水稻叶片（叶绿素完全缺失）进行光合色素分离实验，圆形滤纸片上会出现两个直径较大的圆，即出现胡萝卜素和叶黄素的色素带，C错误；F e不参与叶绿素的组成，M g参与叶绿素的组成，D错误。考点二光合作用的过程考点-自主梳理 预习教材夯基础1.验证叶绿体功能及探究光合作用原理的部分实验:实 验 过 程；:（方法）及现象:年份、:科学家V水 绵 黑暗需氧菌j 霹 比极细光束需氧尚只分布在叶绿体被 光 照 射 到.的部位，周国完全曝光需氧次分布在叶 绿 体 所 有受 光 的 部 位用透过三棱镜的光照射水绵临 时 装 片，观-察需氧细菌的分布该实验设置极细光束和a 黑 暗、完全曝光和黑暗两组对照。自变量为光照,.因变量为需氧性细菌聚集的部位；结 论:叶绿体是光合作用 的 场 所.光 合作用过程能产生氧气1880年德国科学家恩格尔星（第二个实脸）需氧细菌聚集在红光和篮紫光照射的区域推 出这两个区域水绵释放的氧气较多 推 出这两个区域水绵的光合作用较强推 出（水 绵）叶绿体主要吸收红光和蓝紫光在光合作用用,CO2分子的C和O被分开,0?被释放.C与H.,o结合施甲醛.然后甲醛分子缩合成糖甲醛对植物有毒害作用.而且甲醛 不 能 通 过 比 金作用转化成糖在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其 他 辄 化 剂（悬浮液 中 有 水，无二氧化 碳）,在光照下可1937年 美国植物 学家系尔J离体叶绿体在 适 当 条 件 F发生水的光解，产生氧气的化学反应称作希尔反应以释放出氧气H2O+C,aO2-植物一*0?H2O+CO2-*植 物 1 8。21941年美国科学家鲁宾和卡门该实验利用了同位素标匣 法.是 对 比 实 验；结论：光合作用释放的o?全部来自水19541957年，光 照 下,叶 绿 体 可 合 成美国科学家阿 A T P,并总是与水的光尔农解相伴随用“c 标记的c o.供小球藻进行光合 作 用,追 踪 检测其放射性:“c o,-*nC3-*（HCH2O）20世纪4（）年代美国科学家卡尔文Q 光 合 产 物 中 的 碳 来 自 三氧化碳2.光合作用的过程 条件:光、色素、酉鼠水、ADP、Pi、NADP+等光仪应为暗旅应摄件WADPr若转移为美从美叠袜薄膜到叶绿林基族光 场所：类囊体薄膜 水的光解：H2O *H+O2物质.ATP的合成：青花 ADP+Pi+能 量 电 ATPH.O川 绿 体 出的色弱02光反-应H+N A%ATPADP+PiNADHP2C还原 固定、多种酶参加催化d(CH.O)sco2暗，反 应NADPH的合成：、NADP+H+*NADPH能量变化:光能-ATP和NADPH中活跃的化势条件:需多种酶、CO”ATP、NADPH等场所:叶绿体基质喑仪应洵光无光萍能遂行,方先仅皮件上，暗衣.应可持续迸行一段H间，但时间不长物质变化CO?的固定：酶C O +CL2c3c：；的还原：,酶 _?C：S A T PTN A D P HC5+(CH2O)能量变化:ATP、NADPH中活跃的、化学能一 有机物中稳定的化学能3.光合作用的概念及反应式(1)概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能，将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。(2)反应式：4.光合作用和化能合成作用的比较并打匕CO2+H2O 砌(CH2O)+O2项目光合作用化能合成作用不同点生物类型绿色植物和光合细菌硝化细菌等能量来源光能体外物质氧化时释放的化学能相同点代谢类型自养需氧型物质变化将无机物(CQ1和旦2Q等)转化为储存能量的有机物提 醒 同位素标记法中使用的同位素不都具有放射性，如 出 0、I5N就没有放射性，不能检测其放射性；而 14c有放射性，可被追踪检测。绿色植物和化能合成菌为自养生物，人、动物、真菌以及大多数细菌属于异养生物。C3是指三碳化合物3-磷酸甘油酸；C5是指五碳化合物核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。易错辨析(1)光反应必须在光照下进行，暗反应必须在暗处进行(X)(2)H2O 在光下分解为H 和 O2的过程发生在叶绿体基质中(X)(3)光合作用光反应阶段产生的NADPH可在叶绿体基质中作为还原剂(J)(4)适宜条件下培养的叶绿体，突然将原来的白光改为绿光照射，则短时间内NADPH含量会增多(X)(5)叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉(X)(6)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和 CCh后，可完成暗反应过程(。)(7)土壤中的硝化细菌可利用CO2和 H20 合成糖类(J)深挖教材1.下面是验证叶绿体功能实验中恩格尔曼所做的实验示意图，请分析：必修Pioo 思考 讨论”恩格尔曼的实脸示意图400 45()50()550 60()650 700波长/nm恩格尔曼第二个实验的示意图(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？提示 选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？提 示 排除氧气和极细光束外的其他光的干扰。(3)在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？提示 这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。(4)如果对恩格尔曼的第二个实验进行改进，用透过三棱镜的光先通过叶绿体色素提取液，再照射到载有水绵和需氧细菌的临时装片上，一段时间后，需氧细菌分布有何特点？提 示 三棱镜将光分为七色光，叶绿体色素提取液主要吸收红光和蓝紫光，故先透过三棱镜，再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵临时装片上的光中没有红光和蓝紫光，水绵不同部位的光合作用强度相差不大，产生氧气的量大致相同，因此水绵周围需氧细菌分布无显著差别。2 .光反应中，水分解为氧和H+的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于N A D P+与 H+结合形成N A D P H o必修P I 0 3 相关信息”3 .叶绿体中C 3 的分子数量为什么多于C5的分子数量？必修P|(M “文字信息”提示 暗反应C O 2 固定时，每消耗1分 子 C 5,产 生 2分子C 3；C 3 还原时，每还原2分子C 3 产 生 1 分子C 5,因此当暗反应速率达到稳定时，C 3 的分子数是C 5 的 2倍。重 点疑难突破突 破 疑 难 提 考 能：1.光合作用反应式及元素去向分析光 令作用产生的洵机物不H有糖类H2O+c o2光能叶绿体(CH.,O)+O9J-O：H o生 生*02C O C 6 的 固 定 心G 的 还 原 H炉o)C：14co2-14c3f(ICHzO)H：FhO f NADPHf(C H 2O)为还原型辅酶 H(NADPH)2.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化下图中I表示光反应，I I表 示C 0 2的固定，I I I表 示C 3的还原，当外界条件(如光照、C 02)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：光变弱c o,供应不变I 变弱NADPHl ATP|C：,消耗减少,合成暂不变.m减弱n暂不变C s消耗哲不变，合成减少c,合成减少,消耗暂不变光不变c o?供应减少n减弱出暂不变m随后减弱c,消耗减少，合成暂不变.J 暂不变NADPHf ATPf(2)“模型法”表示二组最的含量变化起始值C3高于C5（约其2倍）光照强一一G、NADPH、ATP JCH,O)合 成 量-讯幽会光-光照；照弱 强Cs、NADPH、ATP.(CH2O)合成量时间。时间co.,c o,充 电不足 Cs、NADPH、-ATP-，、-C,(CH.,O):合成量时而c o,.c o,充足不 由，-C34C H,O)合 成 量-_ Cs、NADPH、|ATP 时间命 题规律探究 感悟高考找规律考 向1结合光合作用的过程，考查科学思维能力和科学探究能力1.（2020天津等级考，5）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（）A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C.类囊体产生的ATP和02参与CO2固定与还原D.与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素答 案A解析 题干信息 该反应体系在光照条件下可实现连续的c o2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸”说明，乙醇酸是在暗反应中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用16种酶等物质进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有CCh、H2O等，B错误；类囊体上进行的光反应为暗反应中C3的还原提供了 NADPH和ATP,光反应产生的0 2不参与暗反应，C错误；该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的CCh固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。2.（2021.天津河西区期末）下列关于科学家对光合作用的探索历程的叙述错误的是（）A.恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用发生在叶绿体的受光部位B.希尔以离体叶绿体为实验材料，发现其在适当条件下可以发生水的光解并产生氧气C.鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用释放的氧气来自二氧化碳D.阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随答 案 C解 析 鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用释放的氧气来自水，C 错误。考向2围绕条件骤变时叶绿体中各物质含量变化，考查科学思维能力3.（2014全国卷I,2 改编）在条件适宜的情况下，用自然光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与自然光相同的绿色光照射，在照射瞬间叶绿体中的物质所发生的变化错误的是（）A.ATP含量下降B.C3的含量上升C.合成C5的速率加快D.NADPH的含量下降答 案 C解析 叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光，若由自然光突然改用光照强度与自然光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的NADPH和 ATP减少，A、D 正确；由于 NADPH和 ATP含量下降，导致C3被还原的速率减慢，而短时间内暗反应中CO2的固定仍在消耗C 5,生成C 3,故短时间内C3的含量会上升，合成Cs的速率减慢，B 正确，C 错误。4.（2021重庆一中调研）如图表示植物光合作用的某阶段，下列相关叙述正确的是（）A.该反应的场所是叶绿体的类囊体B.无光条件下，有利于该反应的进行C.突然中断CO2的供应，短时间内C5的量会减少D.突然中断光照，短时间内（CHzO）的量会减少，C3的量会增多答 案 D解 析 图示过程包括了 CO2的固定和C3的还原，为光合作用暗反应过程，发生在叶绿体基质中，A错误；无光条件下，光反应产生的ATP和NADPH不足，暗反应会因NADPH和ATP的缺乏受到限制，B错误；突然中断C02的供应，短时间内C5的消耗减少，C5的生成不变，C5的量会增加，C错误；突然中断光照，光反应产生的ATP和NADPH不足，导致短时间内C3的还原受阻，而CO2的固定过程正常进行，则（CHz。）的量会减少，C3的量会增多，D正确。易 错 警 示 光反应制约暗反应，暗反应也制约光反应光反应为暗反应提供NADPH和A T P,故光反应停止时，暗反应无法进行，然而光反应也需暗反应为之提供ADP、P i和NADP+等，故暗反应停止（如停止CO2供应）时，光反应也将受制约，从而导致Ch产生速率下降。考 点 三 影响光合作用的因素及应用考点-自主梳理 预习教材夯基础1.内部因素 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。美在资光环境中生长发声建壮，左甫菽和弱先条件下生长发育不良的植物.AA/蜩与MOJOcflsdu光补偿点、光饱和点、最大光合作用强度均高于阴生植物K、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _/阳生植物;阳生植物的细胞呼吸强度、一 阴 生 植 物/B ，r 力 光 幅 强 度：/、KJ应用:阳生农作物与阴生农作物美在较既的光巡条件卜目作或套种下生长自好的植物.（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶光合速率O A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:农作物果树管理后期,适时摘除老叶（3）叶面积指数物质量A点前:随叶面积指数增大，光合效率总 光 合 即 增 大呼吸量”；干物质量A点后:虽然总光合量上升，但因呼吸量上升更快，导致干物质量下降O A叶面积指数、应用:适当摘除林冠下层叶;合|理密植，增加光合面积2.外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析光照强度龙学w.ou(l?e#d。光补偿点免饱和点:甯_ _ _ _ _ _川.01.A黑暗条件下.呼吸所放出的CO?量光照强度影响光反应，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应应用:温室大棚阴天时补光可以提高光合速率;适当延长光照时间;合理密植,增加光合作用面积等。CO2浓度A点与A，点意义不同,B点与夕点对应的CO2浓度都表示CO?的饱和点6。号3odu轻巽翻堂五世V遂行先令作B，用为,吊最价一浓皮CO2浓版图2应用:农业生产上“正其行，通其风”；增施农家肥，增大CO?浓度温度温度通过影响酶的活性进而影响光合作用(主要制约暗反应)先令作用与喏吸作用电的最迂温皮不同量光色 呼吸,/勺 G 应用:大出中适时播种I 、：温室中，适当增加昼夜温差，保O DI温度/咕|证植物有机物的积累水分或矿 质 元 素影响气孔的开闭超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失水，出现萎惹。光合速率水分是光合作用的原料，矿质元素影响叶绿素等有关化合物的合成水分或矿质元素4应用:合理灌溉和施肥(2)多因子对光合速率的影响P点:限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强，光合速率不断提直。Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。ssOXT自变量2温度自变量2光照强度)t(t)t3(2(1(SSA自变量1CO2浓 度 0自变量1强强强光光光高中低目变量2 CO?浓度高c。,浓度中COz浓度低co?浓度p Q 光照强度C自变量1应用温室栽培时，当光照强度适宜时，适当提高温度,同时增加CO?浓度或当温度适宜时，适当增加光照强度和CO?浓度都可以提高光合速率易错辨析(1)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO?浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应(V)(2)延长光照时间能提高光合作用强度(X)(3)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用(X)(4)停止供水，植物光合速率下降，这是由于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(J)长句应答1.(生产实践)土壤板结，光合速率下降的原因是土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生的A TP减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶数量减少，光合作用减弱。2.(生产实践)北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是：光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CCh供应不足，光合作用减弱。3.(生产实践)大棚种植使用有机肥有利于增产，请从影响光合作用的因素分析原因。提 示 有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放C O 2,促进光合作用。命 题.规律探究 感悟高考找规律考 向1单因子对光合作用的影响及应用1.(2020 海南学业水平考试，21)在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题。服笔云毕如米O据图分析，与1 0时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是;从10时 到12时，该 蔬 菜 的 光 合 作 用 强 度。(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，1014时 在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（3）小组成员又将相同条件的C 菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B 菜地高，一段时间后比较B、C 两块菜地的蔬菜产量。与 B 菜地相比，C 菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是答 案（1）光照强度 降 低（2）B 地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低（3）C的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C 的净光合作用降低，产量下降，因此C 的蔬菜产量低于B解 析（1）光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，与 1 0时相比，7 时光照强度弱，此时，影响光合作用的主要因素是光照强度。从图中分析可知，1 0时到1 2时光合作用强度在降低。（2）光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，当光照强度持续增大且温度上升，会使植物叶片部分气孔关闭，导致植物从外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反应受到限制，光合作用速率降低。（3）当温度升高后，与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低，光合作用强度降低，呼吸作用有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度，呼吸速率上升，最终导致净光合速率降低，蔬菜的有机物积累减少，产量降低。2.（2020全国卷I ,3 0）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有（答出2 点即可）。（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（答 出 点即可）。（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/(pmotm 2-s!)1 2001 180560623答 案（1）减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤中氧气含量，促进根系的呼吸作 用（2）肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收（3）A 和 C作物A 光饱和点高且长得高，可利用上层较强光照进行光合作用；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解 析（1）除去杂草可以减少杂草和农作物之间对水分、矿质元素和光的竞争，使能量更多地流向农作物；松土可以使土壤中02含量增多，有利于根细胞进行有氧呼吸，进而增强根对矿质元素的吸收等活动。（2）肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而农田施肥的同时常适当浇水，以使肥料中的矿质元素溶解在水中；另外，浇水还可以降低土壤溶液的渗透压，防止细胞液渗透压低于土壤溶液渗透压，导致细胞作物因过度失水而死亡。（3）为了更充分地利用光照资源，间作过程中要确保高低作物的合理搭配。株高较高的作物获取的光照充足，应选择光饱和点较高的作物（作物A）；株高较低的作物获取的光照较少，应选择光饱和点较低的作物（作物C）。考向2结合多因素对光合作用的影响，考查综合分析问题能力3.（2014.全国卷II,29）某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：（1）当CO2浓度为A时,高 光 强 下 该 植 物 的 净 光 合 速 率 为 CO2浓度在A B之间时，曲线 表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。（2）CO2浓度大于C时，曲线b和 c 所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是o（3）当环境中CO2浓度小于A 时，在图示的3 种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量（填“大于”“等于”或“小于”）光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高C C h浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑 这一因素的影响，并采取相应措施。答 案(1)0 a、b、c光强(3)大 于(4)光强I 慧眼 识 图 获 取 信 息 Ia、b、c 三线的变量在于“光强”不同,CO,浓度大于C 时.6、c 已超过CO,饱和点，表明CO,已不再为限制因子，但净光合速率却为abc故“光强”应为限制因子。三线变化CO?浓度小于A 时a、b、c三线均处于0 以下,表明光合速率&呼吸速率高 光 强，八-中 光 强:低光强：厂涉及两种变量一c o,浓度及北强，故当c o.,浓度较高时只有较高的fco,-/光强，方:可提高产一 七y 量浓 野CO2浓度在AB之间时，曲线a、鼠c 不同光强下的净光合速率均随CO2浓度增大而增加考点四光合作用与细胞呼吸的综合考 点自主梳理预习教材夯基础1.光合作用与有氧呼吸的区别项目光合作用有氧呼吸物质变化无 机 物 有 机 物有 机 物 卫 无 机 物能量变化光能一稳定的化学能(储能)稳定的化学能f A T P 中活跃化学能及热能(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细胞质基质、线粒体条件只在光下进行有光、无光都能进行2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系(1)过程联系光 能 I 0,一帮匕A.CQ2 MI.Il f e l-H,X)，O光 合 产 用 一 (C H O-细 啊 呼 吸 用、法H&检I1-CO2+H2O-1 0，劭(2)物质联系 C：8 2 眸(O W)有氧呼吸 有氧呼吸U。2O：H2O型。2有 氧 呼 吸%H2。H：H20 NADPH(CH2O)苞氧嘴-L.1 H 有氧呼吸”，H2O(3)能量联系光)光区台匕HLA TP、NADPH中活跃的化学能暗反应 有机物稳定的化厚 能、活跃的用于各-项生命活动应)【化学 同X光合作用细胞呼吸3.光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路NADH来源有 氧-丽T1去路第一阶段(葡萄糖)、第二阶段(丙酮酸和水)第三阶段还原0?,产 生 也 0(释放大量能量)光 合 举 光 反 应 水 光 解 所产生丽血1 用 于 暗 反 应 回有氧来 源三 阶 段 均 底 生 第 三 的 较 产 生 最 多赳 基 里-作 为 各 项 薪 活 动 的“直接”能源物质 I光合 光反应 除 喑 欠 应 从 外作用1去 路可用于C,的还原重 点 疑难突破 突破疑难提考能1 .辨析净光合速率与总光合速率(1)微观辨析V净光合速率呼吸速率进入空气I的释放出V-净光口速率O,以光合速率关于呼吸速率为例（2）结合曲线辨析B点:光 合 速 宿受率=呼吸速率B点后：光合速率 呼吸速率真正光合速率茅6。第净速AB段：光合速率（呼A点：只呼吸不光合（3）从语言文字中辨析还 有“叶绿体吸收”也表示总光合速率总（真正）光合速率净（表观）光合速率呼吸速率“同化”“固定”或“消耗”的C02的量“从环境（容器）中吸收”或“环境（容器）中减少”的CO2的量黑暗中释放的CO2的量“产生”或“制造”的。2的量“释放至容器（环境）中”或“容器（环境）中增加”的。2的量黑暗中吸收的02的量“产生”“合成”或“制造”的有机物的量“积累”“增加”或“净产生”的有机物的量黑暗中消耗的有机物的量注真正光合速率=净光合速率+呼吸速率光合作用消耗的（：0 2 量=从环境中吸收的C O?量+呼吸释放的C 0 2 量光合作用产生的。2 量=释放到环境中的。2 量+呼吸作用消耗的。2 量2 .光合作用曲线中的“关键点”移动希附轻微5好理MMW,OU（1）A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。（2）8 点与C点的变化（注：只有横坐标为自变量，其他条件不变）B点（补偿点）C点（饱和点）适当增大C O 2 浓度（光照强度）左移右移适当减小C O 2 浓度（光照强度）右移左移土壤缺M g2+右移左移注意：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，C C 2（或光）补偿点应右移，反之左移。（3）。点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大C O 2 浓度使光合速率增大时，。点向右上方移动；反之，移动方向相反。3 .自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较好眼里3c0O此段下除缘于丸北部分女闭，C O,攻收感少一自然环境中产 植 株 生 长上&植株未生长 植 侏 呈 负 生 长终 点/与 母点/比 较Ab、h 一（光合作用开始点和消失点）一B、Hab Jti（只进行呼吸作用的时间段 ）AB,Hic、g 一（光合速率等于呼吸速率的时间点）一C、G.be、gh（光合速率小于呼吸速率的时间闺一B e、egegC G注种况的情G H /时去公植株:尢今=野攻对叶内细胞:、尢合 呼反bh （制造有机物的时间段）B Hde 一（出 现“午休”现象的时间段）一 面g 一（有 机 物 积 累 最 多 的 时 间 点 一）一G命 题规律探究 感悟 高 考 找 规 律；考 向1结合光合作用与呼吸作用相关曲线，考查科学思维能力1.（2020江西南昌四校二联）如图为自然环境中一昼夜测得某植物CO2的吸收速率曲线图，关于该图的叙述错误的是（）A.A点产生的原因是夜温降低，细胞呼吸减弱，CO?释放减少B.开始进行光合作用的点是B点，结束光合作用的点是M点C.光合速率与呼吸速率相等的点是C、H点,有机物积累量最大的点是加点D.OE段下降的原因是部分气孔关闭，CO?吸收减少，FH段下降的原因是光照减弱答 案C解 析A点释放CO2的速率减小，是