（通用版）高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第10讲 光合作用课件-人教版高三全册生物课件.ppt

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1、第第1010讲光合作用讲光合作用考情分析备考导航考情分析备考导航考考纲纲解解读读全国卷五年考全国卷五年考题统计题统计最新考最新考纲纲核心内容核心内容光合作用的基本光合作用的基本过过程程()()1.1.叶叶绿绿体体结结构及色素的种构及色素的种类类2.2.光合作用的探索光合作用的探索历历程程3.3.光反光反应应、暗反、暗反应应的的过过程程20142014全国全国卷卷T6;T6;20142014全国全国卷卷T2;T2;20132013全国全国卷卷T2T2影响光合作用速影响光合作用速率的率的环环境因素境因素()()1.1.影响光合作用的影响光合作用的环环境因素境因素2.2.光合作用原理的光合作用原理的

2、应应用用3.3.光合作用与光合作用与细细胞呼吸的关系胞呼吸的关系20152015全国全国卷卷T29;T29;20142014全国全国卷卷T29;T29;20132013全国全国卷卷T29;T29;20112011全国卷全国卷T3T3、T29T29实验实验:叶叶绿绿体色素体色素的提取和分离的提取和分离1.1.色素提取的原理色素提取的原理2.2.色素提取的色素提取的过过程及注意事程及注意事项项考点一捕获光能的色素和叶绿体的考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构结构知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础1.1.叶绿体中色素的种类、含量及功能叶绿体中色素的种类、含量及功能(1)(1)色素的种

3、类、含量色素的种类、含量 连一连连一连(2)(2)功能功能:和转换光能。和转换光能。吸收、传递吸收、传递2.2.叶绿体的结构和功能叶绿体的结构和功能(1)(1)结构模式图结构模式图(3)(3)功能功能:进行进行 的场所的场所(4)(4)恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验:好氧细菌只分布于好氧细菌只分布于 被光束照射的部位。被光束照射的部位。光合作用光合作用叶绿体叶绿体【深挖教材深挖教材】红枫叶片呈红色是因为叶绿体中的色素吸收红光和蓝紫光吗红枫叶片呈红色是因为叶绿体中的色素吸收红光和蓝紫光吗?提示提示:不是不是,枫叶呈红色是因为叶绿素被破坏枫叶呈红色是因为叶绿素被破坏,叶绿体中的类胡萝卜素及液叶绿体中

4、的类胡萝卜素及液泡中的花青素的颜色显现出来。泡中的花青素的颜色显现出来。重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.影响叶绿素合成的因素分析影响叶绿素合成的因素分析(1)(1)光照光照:光是影响叶绿素合成的主要条件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一般植物在黑暗中不能合成叶绿素绿素,因而叶片发黄。因而叶片发黄。(2)(2)温度温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性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进而影响叶绿素的合成。低温时成。低温时,叶绿素分子易被破坏叶绿素分子易被破坏,而使叶子变黄。而使叶子变黄。(3)(3)必需元素必需元素:

5、叶绿素中含叶绿素中含N N、MgMg等必需元素等必需元素,缺乏缺乏N N、MgMg将导致叶绿素无法将导致叶绿素无法合成合成,叶子变黄。另外叶子变黄。另外,Fe,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺缺FeFe也也将导致叶绿素合成受阻将导致叶绿素合成受阻,叶子变黄。叶子变黄。2.2.恩格尔曼实验分析恩格尔曼实验分析(1)(1)恩格尔曼实验过程、现象及结论恩格尔曼实验过程、现象及结论(2)(2)恩格尔曼实验设计巧妙之处恩格尔曼实验设计巧妙之处实验材料选择水绵和好氧细菌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水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察便于观察

6、;用好氧细菌可确定释放氧气的部位。用好氧细菌可确定释放氧气的部位。没有空气的黑暗环境没有空气的黑暗环境:排除了氧气和光的干扰。排除了氧气和光的干扰。用极细的光束点状投射用极细的光束点状投射:叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位,相相当于一组对照实验。当于一组对照实验。进行黑暗进行黑暗(局部光照局部光照)和完全暴露在光下的对照实验和完全暴露在光下的对照实验:明确实验结果完全明确实验结果完全是由光照引起的等。是由光照引起的等。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 色素的种类及作用色素的种类及作用1.(20131.(2013全国全国卷卷

7、)关于叶绿素的叙述关于叶绿素的叙述,错误的是错误的是()A.A.叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b都含有镁元素都含有镁元素B.B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用被叶绿素吸收的光可用于光合作用C.C.叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b在红光区的吸收峰值不同在红光区的吸收峰值不同D.D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光解析解析:叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b都是由都是由C C、H H、O O、N N、MgMg等元素组成的等元素组成的,故故A A项正确。项正确。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,通过光合作用将光

8、能转化为化学能储存在通过光合作用将光能转化为化学能储存在有机物中有机物中,故故B B项正确。叶绿素项正确。叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b在红光区的吸收峰值分别约为在红光区的吸收峰值分别约为663 nm663 nm、645 nm,645 nm,故叶绿素故叶绿素a a在红光区吸收峰值大于叶绿素在红光区吸收峰值大于叶绿素b,b,故故C C项正确。项正确。绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光,对绿光的吸收极少对绿光的吸收极少,绝大多数绿光绝大多数绿光被反射出来被反射出来,使植物呈现绿色使植物呈现绿色,故故D D项错误项错误。D D2.2.下图表示叶绿体中色素的吸收光谱。

9、甲、乙两图分别是下图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两图分别是()A.A.类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B.B.叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱C.C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱叶黄素、叶绿素的吸收光谱D.D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱B B解析解析:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,在光谱上有两个吸收区域在光谱上有两个吸收区域;类胡萝卜类胡萝卜素主要吸收蓝紫光素主要吸收蓝紫光,在光谱上有一个吸收区域在光谱上有一个吸收区域,据此可做出正确判断据此可做出正确判断。题组二题组二 叶绿体的结构与功能叶绿体

10、的结构与功能3.3.为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生,某学者设计了以下实验某学者设计了以下实验:制制作载有水绵和好氧性细菌的临时装片作载有水绵和好氧性细菌的临时装片,用极细光束照射水绵用极细光束照射水绵,同时放在显同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析微镜下观察。下列关于该实验的分析,不正确的是不正确的是()A.A.光束在照射前光束在照射前,用三棱镜将其分解成单色光用三棱镜将其分解成单色光B.B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中C.C.好氧性细菌起指示作用好氧性细菌起指示作用D.D.水绵的带状叶绿体有利于设置对

11、照条件水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件A A解析解析:用极细的光束照射到水绵用极细的光束照射到水绵,不需要用三棱镜将其分解成单色光不需要用三棱镜将其分解成单色光,故故A A错误。错误。4.4.如图甲为叶绿体结构模式图如图甲为叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述下列相关叙述,正确的是正确的是()A.A.图乙所示结构取自图甲中的图乙所示结构取自图甲中的或或B.B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上C.C.图乙所示的结构是合成图乙所示的结构是合成HH并消耗并消耗ATPATP的场所的场

12、所D.D.叶绿体以图甲叶绿体以图甲的形式扩大膜的表面积的形式扩大膜的表面积D D解析解析:图乙所示结构是叶绿体类囊体薄膜图乙所示结构是叶绿体类囊体薄膜,来自来自叶绿体基粒中的类囊体叶绿体基粒中的类囊体,不来自不来自叶绿体内膜叶绿体内膜,A,A描述错误描述错误;光合作用分光反应阶段和暗反应阶段光合作用分光反应阶段和暗反应阶段,光反应的场所是类囊体薄膜光反应的场所是类囊体薄膜,与光反应有关的酶分布在图乙类囊体薄膜上与光反应有关的酶分布在图乙类囊体薄膜上,暗反应的场所是叶绿体基质暗反应的场所是叶绿体基质,与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中,B,B描描述错误述错误;图

13、乙是光反应的场所图乙是光反应的场所,水光解后生成水光解后生成HH并合成并合成ATP,CATP,C描述错误描述错误;叶叶绿体内含有大量基粒绿体内含有大量基粒,一个基粒由很多类囊体堆叠而成一个基粒由很多类囊体堆叠而成,以此增大膜面积以此增大膜面积,D,D描述正确。描述正确。考点二光合作用的探索历程及基本考点二光合作用的探索历程及基本过程过程知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础1.1.光合作用的探索历程光合作用的探索历程2.2.光合作用的基本过程光合作用的基本过程【深挖教材深挖教材】1.1.光反应产生的光反应产生的HH与细胞呼吸产生的与细胞呼吸产生的HH是否为同一类物质是否为同一类物

14、质?提示提示:光反应产生的光反应产生的HH为为NADPH(NADPH(还原型辅酶还原型辅酶),),细胞呼吸产生的细胞呼吸产生的HH为为NADH(NADH(还原型辅酶还原型辅酶)。2.2.叶绿体中三碳化合物的分子数量为什么多于五碳化合物的分子数量叶绿体中三碳化合物的分子数量为什么多于五碳化合物的分子数量?提示提示:暗反应暗反应COCO2 2固定时固定时,每消耗每消耗1 1分子分子C C5 5,产生产生2 2分子分子C C3 3;C;C3 3还原时还原时,每还原每还原2 2分子分子C C3 3,产生产生1 1分子分子C C5 5,因此当暗反应速率达到稳定时因此当暗反应速率达到稳定时,C,C3 3化

15、合物的分子数是化合物的分子数是C C5 5化合物的化合物的2 2倍。倍。重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.高考常考的高考常考的3 3个光合作用探索历程的经典实验分析个光合作用探索历程的经典实验分析(1)(1)萨克斯实验萨克斯实验:对照类型为自身对照对照类型为自身对照,自变量为光的有无自变量为光的有无,因变量为颜色变化因变量为颜色变化(有无淀粉生成有无淀粉生成),),实验组是遮光处理组实验组是遮光处理组,对照组为曝光处理组。对照组为曝光处理组。该实验的关键是要进行饥饿处理该实验的关键是要进行饥饿处理,以使叶片中的营养物质消耗掉以使叶片中的营养物质消耗掉,增强实验的说增强

16、实验的说服力。服力。(2)(2)恩格尔曼实验中恩格尔曼实验中将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O O2 2的影响。的影响。设置极细光束和好氧细菌的好处设置极细光束和好氧细菌的好处:能够准确判断水绵细胞中产生氧气的部位。能够准确判断水绵细胞中产生氧气的部位。好氧细菌的作用好氧细菌的作用:作为观察的指标作为观察的指标,可通过好氧细菌的移动判断可通过好氧细菌的移动判断O O2 2的产生部位。的产生部位。(3)(3)鲁宾和卡门实验中鲁宾和卡门实验中应用同位素标记法追踪应用同位素标记法追踪COCO2 2和和H H2 2O O中

17、的中的O O元素在光合作用中的转移途径。元素在光合作用中的转移途径。2.2.光反应和暗反应的区别与联系光反应和暗反应的区别与联系3.3.光合作用过程中元素转移途径分析光合作用过程中元素转移途径分析(1)(1)光合作用总反应式及各元素去向光合作用总反应式及各元素去向【清错破疑清错破疑】(1)(1)用光照射从叶绿体中提取的色素不能发生光反应用光照射从叶绿体中提取的色素不能发生光反应,叶绿叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用,但发生光反应除色素、光但发生光反应除色素、光照之外照之外,还需还需ADPADP、PiPi、H H2 2O O、NADPNADP+

18、、酶等。、酶等。(2)(2)当暗反应被阻断时当暗反应被阻断时,光反应光反应也会被阻断当暗反应被阻断时也会被阻断当暗反应被阻断时,光反应产生的光反应产生的HH、ATPATP出现积累而使光反出现积累而使光反应受到抑制。同理应受到抑制。同理,绝大多数植物若光反应停止绝大多数植物若光反应停止,暗反应可持续进行一段暗反应可持续进行一段时间时间(但时间不长但时间不长)之后也会停止之后也会停止,故晚上一般认为只进行呼吸作用故晚上一般认为只进行呼吸作用,不进不进行光合作用。行光合作用。(3)(3)光合作用光反应产生的光合作用光反应产生的ATPATP只用于暗反应阶段。光反应只用于暗反应阶段。光反应产生的产生的A

19、TPATP不能用于其他生命活动不能用于其他生命活动,其他生命活动所需其他生命活动所需ATPATP只能来自细胞呼只能来自细胞呼吸。吸。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 探究光合作用历程的实验方法探究光合作用历程的实验方法1.(20151.(2015陕西咸阳二模陕西咸阳二模)德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿饥饿”处理处理(消耗掉叶片中的淀粉消耗掉叶片中的淀粉)后后,再把叶片的再把叶片的一部分遮光一部分遮光,其他部其他部分曝光分曝光。一段时间后。一段时间后,将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理将该叶片经脱色、漂洗再用碘

20、液处理,结果结果遮光遮光部分不变蓝部分不变蓝,曝光部分变蓝曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是。下列有关本实验的分析及结论合理的是()本实验未设对照组本实验未设对照组有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因一原因实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态实验证明实验证明叶绿体利用光照将叶绿体利用光照将COCO2 2转变成了淀粉转变成了淀粉A.A.只有只有B.B.只有只有C.C.只有只有D.D.全部全部A A【解题关键解题关键】1.1.说明实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态。说明实验初始时遮光和

21、曝光区域均达到无淀粉状态。2.2.说明实验的自变量为是否遮光。说明实验的自变量为是否遮光。3.3.说明光合作用需要光且产物是淀粉。说明光合作用需要光且产物是淀粉。解析解析:本实验中设置了一组对照实验本实验中设置了一组对照实验,实验的自变量为是否遮光实验的自变量为是否遮光,而其他无而其他无关变量均保持相同且适宜关变量均保持相同且适宜,遮光的为实验组遮光的为实验组,曝光的为对照组曝光的为对照组,有无光照是有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因;实验开始之前实验开始之前,萨克斯将叶片萨克斯将叶片放在暗处几小时放在暗处几小时,目的是消耗掉叶片中原有的淀粉目的

22、是消耗掉叶片中原有的淀粉,因此初始时遮光和曝因此初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态光区域均达到无淀粉状态,正确正确;实验只能证明叶片光合作用能产生淀实验只能证明叶片光合作用能产生淀粉粉,并不能证明光合作用将并不能证明光合作用将COCO2 2转变成了淀粉转变成了淀粉,错误。错误。2.(20152.(2015江苏南通一模江苏南通一模)同位素标记法是生物学研究中常用的方法之一同位素标记法是生物学研究中常用的方法之一,下下列生物学实验中没用到该方法的是列生物学实验中没用到该方法的是()A.A.鲁宾和卡门利用小球藻探索光合作用中鲁宾和卡门利用小球藻探索光合作用中O O2 2的来源的来源B.B.萨克斯利

23、用天竺葵证明叶片在光下能产生淀粉萨克斯利用天竺葵证明叶片在光下能产生淀粉C.C.卡尔文发现了暗反应过程中的物质变化卡尔文发现了暗反应过程中的物质变化D.D.科学家研究分泌蛋白合成和分泌的过程科学家研究分泌蛋白合成和分泌的过程B B题组二题组二 光合作用过程及分析光合作用过程及分析3.(20153.(2015山东济宁模拟山东济宁模拟)如图为绿色植物光合作用过程示意图如图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示物质转换用实线表示,能量传能量传递用虚线表示递用虚线表示,图中图中a ag g为物质为物质,为反应过程为反应过程)。下列判断错误的是。下列判断错误的是()A.A.图中图中a a物质主

24、要吸收红光和蓝紫光物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c c中中B.B.图中图中表示水分的吸收表示水分的吸收,表示水的光解表示水的光解C.C.将将b b物质用物质用1818O O标记标记,最终在最终在(CH(CH2 2O)O)中能检测到放射性中能检测到放射性1818O OD.D.在在g g物质供应充足时物质供应充足时,突然停止光照突然停止光照,C,C3 3的含量将迅速下降的含量将迅速下降D D4.(20154.(2015湖南岳阳二模湖南岳阳二模)如图表示绿色植物细胞部分结构中的某些代谢过程如图表示绿色植物细胞部分

25、结构中的某些代谢过程,图中图中代表各种物质。有关叙述与事实不符的是代表各种物质。有关叙述与事实不符的是()A.A.在有光的条件下在有光的条件下,图中物质图中物质可由可由分解而来分解而来B.B.图中图中代表的是细胞生命活动可直接利用的一种能源物质代表的是细胞生命活动可直接利用的一种能源物质C.C.若该绿色植物长时间处于黑暗状态若该绿色植物长时间处于黑暗状态,则图中则图中的循环不能进行的循环不能进行D.D.进入相应结构的物质进入相应结构的物质中可能包含有图中的物质中可能包含有图中的物质B B解析解析:在有光条件下在有光条件下,植物的光合作用光反应阶段水的光解将植物的光合作用光反应阶段水的光解将水分

26、解生成水分解生成氧气氧气;细胞生命活动可以直接利用的能源物质是细胞生命活动可以直接利用的能源物质是ATP,ATP,是是ADPADP和和Pi,BPi,B错误错误;若植物长若植物长时间处于黑暗状态时间处于黑暗状态,光反应不能进行光反应不能进行,无法为暗反应提供无法为暗反应提供ATPATP和和H,H,使暗反应也不使暗反应也不能进行能进行;光合作用产生的氧气也可以直接进入线粒体参与呼吸作用。光合作用产生的氧气也可以直接进入线粒体参与呼吸作用。题组三题组三 分析条件骤变对光合作用物质含量变化的影响分析条件骤变对光合作用物质含量变化的影响5.(20165.(2016四川雅安月考四川雅安月考)如图为光合作用

27、过程的示意图。在适宜条件下栽如图为光合作用过程的示意图。在适宜条件下栽培的小麦培的小麦,如果突然将如果突然将c c降低至极低水平降低至极低水平(其他条件不变其他条件不变),),则则a a、b b在叶绿体在叶绿体中的含量变化将会是中的含量变化将会是()A.aA.a上升、上升、b b下降下降 B.aB.a、b b都上升都上升C.aC.a、b b都下降都下降 D.aD.a下降、下降、b b上升上升解析解析:图中图中c c表示二氧化碳表示二氧化碳,a,a、b b表示表示ATPATP和和HH。如果突然将二氧化碳降低。如果突然将二氧化碳降低至极低水平至极低水平,则二氧化碳的固定速率减慢则二氧化碳的固定速率

28、减慢,生成的三碳化合物减少生成的三碳化合物减少,进而使进而使三碳化合物的还原速率减慢三碳化合物的还原速率减慢,消耗的消耗的ATPATP和和HH减少减少,所以叶绿体中所以叶绿体中ATPATP和和HH的含量升高。的含量升高。B B6.(20146.(2014全国全国卷卷)正常生长的绿藻正常生长的绿藻,照光培养一段时间后照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养用黑布迅速将培养瓶罩上瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()A.OA.O2 2的产生停止的产生停止B.COB.CO2 2的固定加快的固定加快C.ATP/ADPC.ATP/ADP比值下降比值下降D

29、.NADPH/NADPD.NADPH/NADP+比值下降比值下降解析解析:黑暗处理后黑暗处理后,光反应停止光反应停止,O,O2 2的产生停止的产生停止,A,A项正确。项正确。ATPATP和和NADPHNADPH是光反应是光反应的产物的产物,同时也是暗反应的原料同时也是暗反应的原料,黑暗处理后黑暗处理后,ATP,ATP和和NADPHNADPH的产生减少的产生减少,且仍被且仍被暗反应所消耗暗反应所消耗,产生的产生的ADPADP和和NADPNADP+增多增多,C,C、D D项正确。光反应产生的项正确。光反应产生的ATPATP和和NADPHNADPH减少减少,使得暗反应产生的使得暗反应产生的C C5

30、5减少减少,CO,CO2 2的固定减慢的固定减慢,B,B项错误。项错误。B B方法突破方法突破环境因素骤变时光合作用中环境因素骤变时光合作用中C C3 3、C C5 5、HH、ATPATP等物质含量变化的判断方法等物质含量变化的判断方法(1)(1)当光照由强当光照由强弱时弱时,光反应减弱光反应减弱,H,H和和ATPATP减少减少,C,C3 3还原减弱还原减弱,C,C3 3消耗减少消耗减少,C,C5 5产生减少产生减少,结果使结果使C C3 3含量增加含量增加,C,C5 5含量减少。当光照由弱含量减少。当光照由弱强时情况与强时情况与之相反。模型如图所示之相反。模型如图所示:(2)(2)当当COC

31、O2 2供应充足供应充足不充足时不充足时,CO,CO2 2固定减弱固定减弱,C,C3 3产生减少产生减少,C,C5 5消耗减少消耗减少,结果使结果使C C3 3含量减少含量减少,C,C5 5含量增多。当含量增多。当COCO2 2供应不足供应不足充足时情况与之相反。模型如图充足时情况与之相反。模型如图所示所示:考点三影响光合作用的因素及应用考点三影响光合作用的因素及应用知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础1.1.单因子变量对光合作用速率的影响单因子变量对光合作用速率的影响(1)(1)光照强度光照强度(如图如图)重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化应用应用:阴生植物

32、的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如图中虚线所如图中虚线所示。间作套种农作物示。间作套种农作物,可合理利用光能。可合理利用光能。(2)CO(2)CO2 2浓度浓度曲线分析曲线分析:图图1 1中中A A点表示点表示COCO2 2补偿点补偿点,即光合作用速率等于细胞呼吸速率时的即光合作用速率等于细胞呼吸速率时的COCO2 2浓度浓度,图图2 2中中AA点表示进行光合作用所需点表示进行光合作用所需COCO2 2的最低浓度。的最低浓度。B B和和BB点都表示点都表示COCO2 2饱饱和点。和点。应用应用:在农业生产上可以通过在农业生产上可以通过“正其行正其行

33、,通其风通其风”,增施农家肥等增大增施农家肥等增大COCO2 2浓度浓度,提高光合作用速率。提高光合作用速率。(3)(3)温度温度曲线分析曲线分析:温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。应用应用:冬季冬季,温室栽培可适当提高温度温室栽培可适当提高温度;晚上可适当降低温度晚上可适当降低温度,以降低细以降低细胞呼吸消耗有机物胞呼吸消耗有机物。2.2.多因子变量对光合作用速率的影响多因子变量对光合作用速率的影响(1)(1)曲线分析曲线分析P P点点:限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子限制光合速率的因素应为横坐标所表示的

34、因子,随着该因子的不断加随着该因子的不断加强强,光合速率不断提高。光合速率不断提高。Q Q点点:横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子,影响因素主要为各影响因素主要为各曲线所表示的因子。曲线所表示的因子。(2)(2)应用应用:温室栽培时温室栽培时,在一定光照强度下在一定光照强度下,白天适当提高温度白天适当提高温度,增加光合酶增加光合酶的活性的活性,提高光合速率提高光合速率,也可同时适当增加也可同时适当增加COCO2 2,进一步提高光合速率进一步提高光合速率;当温当温度适宜时度适宜时,要适当增加光照强度和要适当增加光照强度和COCO2 2浓度以提高光

35、合速率。浓度以提高光合速率。3.3.一昼夜中植物代谢强度变化的曲线分析一昼夜中植物代谢强度变化的曲线分析(1)(1)曲线的各点含义及形成原因分析曲线的各点含义及形成原因分析a a点点:凌晨温度降低凌晨温度降低,呼吸作用减弱呼吸作用减弱,CO,CO2 2释放减少释放减少;b b点点:上午开始有光照上午开始有光照,植物进行光合作用植物进行光合作用;bcbc段段:光合作用小于呼吸作用光合作用小于呼吸作用;c c点点:上午光合作用等于呼吸作用上午光合作用等于呼吸作用;cece段段:光合作用大于呼吸作用光合作用大于呼吸作用;d d点点:温度过高温度过高,部分气孔关闭部分气孔关闭,出现出现“光合午休光合午

36、休”现象现象;e e点点:下午光合作用等于呼吸作用下午光合作用等于呼吸作用;efef段段:光合作用小于呼吸作用光合作用小于呼吸作用;fgfg段段:无光照无光照,植物停止光合作用植物停止光合作用,只进行呼吸作用只进行呼吸作用。(2)(2)有关有机物情况的分析有关有机物情况的分析积累有机物时间段积累有机物时间段:cece段段;制造有机物时间段制造有机物时间段:bf:bf段段;消耗有机物时间段消耗有机物时间段:OgOg段段;一天中有机物积累最多的时间点一天中有机物积累最多的时间点:e:e点。点。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 单一因素对光合速率的影响单一因素对光合速

37、率的影响1.(20151.(2015山东师大附中一模山东师大附中一模)如图为植物光合作用强度随光照强度变化的如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图坐标图,下列叙述中错误的是下列叙述中错误的是()A.aA.a点叶肉细胞产生点叶肉细胞产生ATPATP的细胞器只有线粒体的细胞器只有线粒体B.bB.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等C.C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为分别为25 25 和和30,30,如图表示该植物处于如图表示该植物处于25 25 环境中环境中,则将温度提高到则将温度提高到30 30 时时,

38、a,a点上移点上移,b,b点左移点左移,d,d点下移点下移D.D.当植物缺镁时当植物缺镁时,b,b点将向右移点将向右移C C解析解析:a a点时叶肉细胞只进行呼吸作用点时叶肉细胞只进行呼吸作用,因此叶肉细胞产生因此叶肉细胞产生ATPATP的细胞器只的细胞器只有线粒体有线粒体;b;b点时氧气的吸收量和释放量为点时氧气的吸收量和释放量为0,0,表明叶绿体产生的氧气刚好表明叶绿体产生的氧气刚好用于线粒体的呼吸作用用于线粒体的呼吸作用,因此光合作用强度等于呼吸作用强度因此光合作用强度等于呼吸作用强度;根据题意根据题意可知可知:温度从温度从25 25 提高到提高到30 30 后后,光合速率减慢光合速率减

39、慢,呼吸速率加快。图中呼吸速率加快。图中a a点代表呼吸速率点代表呼吸速率,现呼吸速率加快现呼吸速率加快,a,a点上移点上移;由于光合速率减慢由于光合速率减慢,呼吸速率呼吸速率加快加快,因此因此b b点右移点右移;d;d点表示最大净光合速率点表示最大净光合速率,总光合速率减慢总光合速率减慢,呼吸速率呼吸速率增强增强,故故d d点上移点上移,C,C错误错误;b;b点表示光合速率等于呼吸速率点表示光合速率等于呼吸速率,当植物缺当植物缺MgMg时时,光合速率降低光合速率降低,只有增大光照强度提高光合速率才能与呼吸速率相等只有增大光照强度提高光合速率才能与呼吸速率相等,即即植物缺植物缺MgMg时时,b

40、,b点将向右移动。点将向右移动。2.(20152.(2015甘肃天水高考模拟甘肃天水高考模拟)光质光质(不同波长的光不同波长的光)会影响叶绿素会影响叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b对对于光的吸收于光的吸收,从而影响光合作用的光反应阶段。某生物小组为检测光质对金从而影响光合作用的光反应阶段。某生物小组为检测光质对金鱼藻光合作用强度的影响鱼藻光合作用强度的影响,利用提供不同光源的利用提供不同光源的40 W40 W的灯泡数个的灯泡数个,试管数支、试管数支、金鱼藻、金鱼藻、NaHCONaHCO3 3溶液等实验材料溶液等实验材料,1,1小时后测定记录数据如下小时后测定记录数据如下:注注:O:O2 2相

41、对变化量相对变化量,+,+表示增加表示增加,-,-表示减少。表示减少。组别组别1 12 23 34 45 56 67 78 89 9光光质质自然光自然光 红红光光 蓝蓝光光 橙光橙光 紫光紫光 黄光黄光 靛光靛光 绿绿光光 无光无光O O2 2相相对对变变化量化量+18+18+15+15+13+13+11+11+12+12+3+3+8+8-1-1-4-4(1)(1)叶绿体中色素的功能是叶绿体中色素的功能是 。实验中加入实验中加入NaHCONaHCO3 3溶液的作用是溶液的作用是 ,无关变量有无关变量有。(至少写至少写2 2个个)(2)(2)在绿光条件下在绿光条件下,金鱼藻叶肉细胞产生金鱼藻叶肉

42、细胞产生ATPATP的场所有的场所有.;消耗消耗HH的场所是的场所是。(3)(3)图为叶绿素图为叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b的吸收光谱的吸收光谱(暗带部分表示被吸收的光线暗带部分表示被吸收的光线),),已已知在漫射光环境中知在漫射光环境中,光线以较短波长的光占优势光线以较短波长的光占优势,与阳生植物相比与阳生植物相比,推测阴推测阴生植物叶绿体中生植物叶绿体中(色素色素)含量较高。含量较高。(4)(4)在红光条件下在红光条件下,该植物经过该植物经过2 2小时光合作用小时光合作用,产生氧气总量相对值是产生氧气总量相对值是 .,(5)(5)根据实验结果根据实验结果,推测在大棚种菜时推测在大棚种

43、菜时,为提高产量需要用为提高产量需要用 的的玻璃玻璃。解析解析:(1)(1)光合作用过程中色素具有吸收、传递和转化光能的作用。光合作用过程中色素具有吸收、传递和转化光能的作用。NaHCONaHCO3 3分分解可产生解可产生COCO2 2,实验中加入实验中加入NaHCONaHCO3 3溶液的作用是为光合作用提供溶液的作用是为光合作用提供COCO2 2。该实验的。该实验的自变量是光质自变量是光质,故无关变量主要有温度、故无关变量主要有温度、NaHCONaHCO3 3溶液浓度等。溶液浓度等。(2)(2)在绿光条件在绿光条件下下,金鱼藻叶肉细胞金鱼藻叶肉细胞O O2 2相对变化量低于无光条件相对变化量

44、低于无光条件,说明叶肉细胞能进行光合作说明叶肉细胞能进行光合作用用,但较弱。光合作用与呼吸作用过程都可以产生但较弱。光合作用与呼吸作用过程都可以产生ATP,ATP,所以产生所以产生ATPATP的场所有的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体。光合作用的暗反应和有氧呼吸的第三阶段可叶绿体、细胞质基质和线粒体。光合作用的暗反应和有氧呼吸的第三阶段可以消耗以消耗H,H,发生的场所分别是叶绿体基质、线粒体内膜。发生的场所分别是叶绿体基质、线粒体内膜。(3)(3)根据叶绿素根据叶绿素a a和和叶绿素叶绿素b b的吸收光谱可知的吸收光谱可知,阴生植物叶绿体中叶绿素阴生植物叶绿体中叶绿素b b含量较高。含量较高。

45、(4)(4)据表分析据表分析,呼吸作用速率相对值为呼吸作用速率相对值为4,4,红光条件下净光合作用速率相对值为红光条件下净光合作用速率相对值为15,15,真正的光真正的光合作用速率相对值为合作用速率相对值为15+4=19,15+4=19,植物经过植物经过2 2小时光合作用小时光合作用,产生氧气总量相对值产生氧气总量相对值为为19192=382=38。(5)(5)据表分析据表分析,在大棚种菜时在大棚种菜时,自然光的光合作用速率最大自然光的光合作用速率最大,所以所以为提高产量需要用无色的玻璃。为提高产量需要用无色的玻璃。答案答案:(1)(1)吸收、传递和转化光能提供二氧化碳温度、吸收、传递和转化光

46、能提供二氧化碳温度、NaHCONaHCO3 3溶液浓度溶液浓度(2)(2)叶绿体、细胞质基质和线粒体叶绿体基质、线粒体内膜叶绿体、细胞质基质和线粒体叶绿体基质、线粒体内膜(3)(3)叶绿素叶绿素b b(4)38(4)38(5)(5)无色无色方法突破方法突破光合作用、细胞呼吸曲线中关键点移动方向的判断方法光合作用、细胞呼吸曲线中关键点移动方向的判断方法(1)CO(1)CO2 2(或光或光)补偿点和饱和点的移动方向补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分一般有左移、右移之分,其中其中COCO2 2(或光或光)补偿点补偿点B B是曲线与横轴的交点是曲线与横轴的交点,CO,CO2 2(或光或光)

47、饱和点饱和点C C则是最大光合速率对应的则是最大光合速率对应的COCO2 2浓度浓度(或光照强度或光照强度)。呼吸速率增加呼吸速率增加,其他条件不变时其他条件不变时,CO,CO2 2(或光或光)补偿点补偿点B B应右移应右移,反之左移。反之左移。呼吸速率基本不变呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时相关条件的改变使光合速率下降时,CO,CO2 2(或光或光)补偿点补偿点B B应右应右移移,反之左移。反之左移。阴生植物与阳生植物相比阴生植物与阳生植物相比,CO,CO2 2(或光或光)补偿点和饱和点都应向左移动。补偿点和饱和点都应向左移动。(2)(2)曲线上其他点曲线上其他点(补偿点之外

48、的点补偿点之外的点)的移动方向的移动方向:在外界条件的影响下在外界条件的影响下,通通过分析光合速率和呼吸速率的变化过分析光合速率和呼吸速率的变化,进而对曲线上某一点的纵、横坐标进进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析行具体分析,确定横坐标左移或右移确定横坐标左移或右移,纵坐标上移或下移纵坐标上移或下移,最后得到该点的最后得到该点的移动方向。移动方向。呼吸速率增加呼吸速率增加,其他条件不变时其他条件不变时,曲线上的曲线上的A A点下移点下移,B,B点向右移动点向右移动,反之反之A A点上移点上移,B,B点向左移动。点向左移动。呼吸速率基本不变呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时相

49、关条件的改变使光合速率下降时,曲线上的曲线上的A A点不点不动动,B,B点向右移动点向右移动,反之反之B B点向左移动。点向左移动。题组二题组二 多因素对光合速率的影响多因素对光合速率的影响3.(20153.(2015海南文昌模拟海南文昌模拟)如图影响情况分别表示两个自变量对光合速率的影响如图影响情况分别表示两个自变量对光合速率的影响情况情况,除各图中所示因素外除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析不正确的其他因素均控制在最适范围。下列分析不正确的是是()A.A.甲图中甲图中a a点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素

50、的数量不足B.B.乙图中乙图中d d点与点与c c点相比点相比,相同时间内叶肉细胞中相同时间内叶肉细胞中C C3 3与与C C5 5的生成量都多的生成量都多C.C.丙图中丙图中,随着温度的升高随着温度的升高,曲线走势将稳定不变曲线走势将稳定不变D.D.图中图中M M、N N点的限制因素是光照强度点的限制因素是光照强度,P,P点的限制因素是温度点的限制因素是温度C C解析解析:甲图中可以看出甲图中可以看出,a,a点随着光照强度的增加点随着光照强度的增加,光合作用速率不变光合作用速率不变,此时限此时限制光合作用速率增加的内部因素可能是酶的数量或色素的数量制光合作用速率增加的内部因素可能是酶的数量或