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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,4,节 能量之源,光与,光合作用,绿叶中的色素,颜色,吸收的光能,存在部位,叶绿素,叶绿素,a,蓝绿色,蓝紫光和红光,叶 绿 体 中 的,_,薄膜上,叶绿素,b,黄绿色,类胡萝,卜素,胡萝卜素,橙黄色,蓝紫光,_,黄色,一、捕获光能的色素,叶黄素,类囊体,二、叶绿体的结构和功能,功能：进行,_,的场所,暗反应,类囊体,光合作用,叶绿体,能进行光合作用的生物不一定含有叶绿体，如光合细菌、,蓝藻等不含叶绿体，但能进行光合作用。,科学家,结 论,普利斯特利,植物可以更新污浊的空气,英格豪斯,普利斯特利的实验只有在,_,下才能成功；,植物体只,有绿叶才能更新污浊的空气,梅耶,光合作用把光能转换成,_,储存起来,萨克斯,植物叶片在光合作用中产生,_,恩格尔曼,氧气是,_,释放出来的，,_,是光合作用的,场所,鲁宾和卡门,光合作用释放的氧气全部来自,_,卡尔文,探明了,CO,2,中的碳在光合作用中转化成,_,中,碳的途径,三、光合作用的探究历程,阳光照射,化学能,淀粉,叶绿体,叶绿体,水,有机物,四、光合作用的过程,1,过程,(1),光反应,(2),暗反应,光、色素、酶,水的光解,活跃的化学能,ATP,、,H,、酶,CO,2,固定,稳定的化学能,2,光反应和暗反应之间的联系：光反应为暗反应提供,H,和能量,(ATP),，暗反应产生的,ADP,和,Pi,为光反应合成,ATP,提供,原料。,3,光合作用反应式,CO,2,H,2,O,(CH,2,O),O,2,五、影响光合作用强度的环境因素,1,光合作用强度,(1),概念：植物在,_,通过光合作用制造,_,的数量。,单位时间内,糖类,产物生成,(2),表示方法：一定时间内原料消耗的数量或,_,的,数量。,(3),探究光照强度对光合,作用的影响,实验流程,注射器,用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出直径为,1 cm,的圆形叶,片,30,片。用,_,抽出小圆形叶片内的空气。,取,3,个烧杯，分别放入,10,片已抽去空气的小圆形叶片，并,向,3,个烧杯分别加入,_,的清水，编号,A,、,B,、,C,，分,别放置在,_3,种光照条件下照射，观察单位时间内,_(,或观察全部分叶片上浮所需的时间,),。,实验结论：,_,_,。,2,影响光合作用强度的环境因素：光照强度、温度、空气,中,_,的浓度、土壤中水分的多少和矿质元素含量等。,CO,2,在一定范围内，随着光照强度不断增强，,光合作用强度也不断增强,富含,CO,2,强、中、弱,叶片上浮数量,六、化能合成作用和新陈代谢类型,1,化能合成作用,无机物氧化,(1),概念：某些细菌能够利用体外环境中某些,_,_,制造有机物的过程。,(2),实例：硝化细菌能利用氨氧化,成亚硝酸和硝酸时释放的,_,将二氧化碳和水合成糖类。,化学能,时所释放的能量,项目,化能合成作用,光合作用,能量来源,体外无机物氧化放出的,能量,光能,生物类型,原核生物,(,如硝化细菌等,),主要为绿色植物，还有蓝,藻、光合细菌等,代谢类型,自养需氧型,物质变化,将无机物,(CO,2,等,),转化为储存能量的有机,物,生态地位,生产者,(3),化能合成作用与光合作用的比较,2.,生物的新陈代谢类型,判断正误,1,叶绿素,a,和叶绿素,b,主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素,和叶黄素主要吸收蓝紫光。,(,),2,光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的，暗反应是在,叶绿体基质中进行的。,(,),3,H,在光,反应和暗反应中都起还原作用，并将能量转移,到糖类分子中。,(,),4,离体叶绿体基质中添加,ATP,、,H,和,CO,2,后，适宜条件,下可完成暗反应。,(,),5,光照下叶绿体中的,ATP,主要是由光合作用合成的,糖经,有氧呼吸产生的。,(,),答案：,1.,2.,3.,4.,5.,时间,科学家,实验过程、方法、现象,实验结论,1771,年,普利斯,特利,(,英,),点燃的蜡烛与绿色植物，,密闭，蜡烛不熄灭,小鼠与绿色植物，密闭，,小鼠不易窒息,植物更新空气,1779,年,英格豪斯,(,荷兰,),500,多次植物更新空气的,实验,植物只有在光照,下且只有绿叶才,能更新空气,考点一,光合作用探究历程中的几个重要实验分析,考点梳理,(,续表,),时间,科学家,实验过程、方法、现象,实验结论,1845,年,梅耶,(,德,),根据能量转化和守恒定律推测,植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来,1864,年,萨克斯,(,德,),绿色叶片光合作用产生淀粉,1880,年,恩格尔,曼,(,美,),O,2,是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用场所,1939,年,鲁宾、,卡门,(,美,),光合作用释放的,氧全部来自水,1.,普利斯特利的实验分析,(1),缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛,和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。,(2),没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更,新归因于植物的生长。,(3),限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体,的成分。,2,萨克斯的实验分析,(1),设置了自身对照，自变量为光照，因变量是颜色变化。,(2),实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗,掉，增强了实验的说服力。,(3),本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光,是光合作用的必要条件。,高考探究,考向,对光合作用探究实验的分析,典例,1,(2017,年海南卷,),将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段,时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是,(,),A,离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气,B,若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生,C,若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生,D,水在叶绿体中分解产生氧气需要,ATP,提供能量,解析,光合作,用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光,下通过光反应能将水分解产生氧气，,A,正确。叶绿体中的色素,既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，,B,、,C,错误。水在叶绿体中分,解产生氧气不仅不需要,ATP,提供能量，还能产生,ATP,，,D,错误。,答案,A,考向预测,1,(2017,年新课标,卷,),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,O,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,CO,2,的吸收速率随光波长,的变化来表示,D,叶片在,640,660 nm,波长光下释放,O,2,是由叶绿素参与,光合作用引起的,解析：,类胡萝卜素只吸收蓝紫光，不吸收红光，,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；由于光反应产生的,H,和,ATP,能用于暗反应，直接影响到暗反应阶段对,CO,2,的利用，所,以光合作用的作用光谱也可用,CO,2,的吸收速率随光波长的变化,来表示，,C,正确；根据吸收光谱可知，叶片在,640,660 nm,波,长光下释放,O,2,是由叶绿素参与光合作用引起的，,D,正确。,答案：,A,2,(2016,年河北衡水中学期中,),下列实验中科学家的使用手,段或技术显著不同于其他的是,(,),A,科学家对分泌蛋白的合成和分泌的研究,B,鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水,C,恩格尔曼证明叶绿体是光合作用的场所,D,卡尔文探明,CO,2,中的碳在光合作用中转化成有机物中,碳的途径,解析：,科学家利用同位素标记法对分泌蛋白的合成和分泌,进行了研究，发现,3,H,标记的亮氨酸在细胞内出现的先后顺序分,别是核糖体内质网高尔基体细胞膜外；鲁宾和卡门用同,位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水，即,2H,2,18,O4H,18,O,2,；恩格尔曼用极细的光束和好氧菌做实验，证明叶绿体,是光合作用的场所；卡尔文利用同位素标记法探明,CO,2,中的碳,在光合作用中转化成有机物中碳的途径，即,14,CO,2,14,C,3,(,14,CH,2,O),。由此可知，,C,选项符合题意。,答案：,C,3,(2016,年山东济宁月考,),历经一个多世纪，经过许多科学,家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，,在下面几个著名实验中，相关叙述不正确的是,(,),A,普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气,B,萨克斯的实验可证明光合作用的产物有淀粉,C,恩格尔曼的实验能证明氧气是叶绿体释放出来的,D,卡尔文的实验中，用,18,O,分别标记,H,2,O,和,CO,2,，证明,了光合作用产生的氧气只来自,H,2,O,解析：,证明了光合作用产生的氧气只来自,H,2,O,的科学家是,鲁宾和卡门，卡尔文研究的是暗反应过程中碳的转移途径。,答案：,D,考点二,光合作用过程,考点梳理,1,光反应与暗反应的比较,(1),光反应为暗反应提供,H,、,ATP,，暗反应为光反应提供,ADP,和,Pi,。,(2),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),反应式及元素去向分析,2,外界条件骤变时光合作用过程中各物质含量变化的分析,(1),分析方法,需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。,需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。,如,CO,2,供应正常、光照停止时,C,3,的含量变化：,(2),含量变化分析过程与结果,条件,过程变化,C,3,C,5,H,和,ATP,模型分析,光照由强到弱，,CO,2,供应不变,过程减弱，,过程减弱，,过程正常进行,增加,减少,减少,光照由弱到强，,CO,2,供应不变,过程增强，,过程增强，,过程正常进行,减少,增加,增加,（,续表,）,条件,过程变化,C,3,C,5,H,和,ATP,模型分析,光照不变，,CO,2,由充足到不足,过程减弱，,过程正常进行，随,C,3,减少,减弱，,过程正常,减少,增加,增加,光照不变，,CO,2,由不足到充足,过程增强,正常进行，随,C,3,增加,增强，,过程正常,增加,减少,减少,C,3,、,C,5,含量变化,的两点注意,(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，而非长时间。,(2),以上各物质变化中，,C,3,和,C,5,含量的变化是相反的，,H,和,ATP,的含,量变化是一致的。,高考探究,考向,以流程图的形式考查光合作用的过程,典例,2,(2015,年安徽卷,),下图为大豆叶片光合作用暗反应阶,段的示意图。下列叙述正确的是,(,),A,CO,2,的固定实质上是将,ATP,中的,化学能转变为,C,3,中的化学能,B,CO,2,可直接被,H,还原，再经过一,系列的变化形成糖类,C,被还原的,C,3,在有关酶的催化作用下，可再形成,C,5,D,光照强度由强变弱时，短时间内,C,5,含量会升高,解析,C,3,的还原实质是将,ATP,中的化学能转变为,(CH,2,O),中,的化学能，,A,错误；,C,3,可直接被,H,和,ATP,还原，再经过一系,列的变化形成糖类，,B,错误；据图分析，被还原的,C,3,在有关酶,的催化作用下，可再形成,C,5,，,C,正确；光照减弱时，,ATP,和,H,合成减少，,C,5,生成减少，短时间内,C,5,去路不变，最终导致,C,5,含量降低，,D,错误。,答案,C,考向预测,4,(2017,年海南文昌模拟,),植物气孔由两个保卫细胞组成，,下图为,植物气孔开张度的一种调节机制，以下判断错误的是,(,),A,CO,2,进出保卫细胞的方式为自,由扩散,B,当,SO,2,浓度过高时，植物体内,C,3,的含量上升,C,ABA,在一定程度上可帮助植物免受,SO,2,的破坏,D,当,CO,2,浓度过高时，可能会抑制光合作用,解析：,CO,2,进出细胞的方式是自由扩散，,A,正确；由图可,知，当,SO,2,浓度过高时，会抑制,CO,2,固定酶的活性，进而使植,物体内,C,3,的含量下降，,B,错误；,ABA,可调节气孔的开关，在,一定程度上使植物免受,SO,2,的破坏，,C,正确；,CO,2,浓度过高时，,导致保卫细胞中,CO,2,浓度升高，,ABA,引起气孔关闭，可能会抑,制光合作用，,D,正确。,答案：,B,5,光合作用过程包括光反应和暗反应，下图表示光反应与,暗反应的关系，据图判断下列叙述不正确的是,(,),A,光反应为暗反应提供,ATP,和,NADPH(H),B,停止光照，叶绿体中,ATP,和,NADPH,含量下降,C,ATP,的移动方向是由类囊体到基质,D,植物在暗处可大量合成,(CH,2,O),解析：,光合作用必须在光照条件下进行，在暗处植物不能,大量合成,(CH,2,O),。,答案：,D,6,下面是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说,法正确的是,(,),A,乙过程利用的,ATP,是由甲和丙过程共同提供的,B,乙中的,ATP,用于固定,CO,2,和还原,C,3,C,甲、丙中合成,ATP,所需的能量来源不相同,D,丁中的能量可用于肌肉收缩,、人的红细胞吸收葡萄糖、,兴奋传导等,解析：,从图中发生的变化可判断，甲是光反应，乙是暗反,应，丙是有氧呼吸，丁是,ATP,的水解。有氧呼吸产生的,ATP,不,能用于光合作用的暗反应；光反应过程中产生的,ATP,用于还,原,C,3,，,CO,2,的固定不消耗能量；光反应合成,ATP,所需的能量来,源于光能，而有氧呼吸过程合成,ATP,所需的能量来自有机物中,的化学能；红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，协助扩散需,要载体蛋白但不消耗,ATP,。,答案：,C,考点三,影响光合速率的因素及应用,考点梳理,1,影响光合作用的内部因素,(1),同一植物的不同生长发育阶段曲线分析：在外界条件相,同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长,期、开花期。,应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，,适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。,(2),同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：随幼叶发育为,壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，,光合速率提高；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。,应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶，可降,低其细胞呼吸消耗的有机物。,曲,线,分,析,曲线图,A,点,光照强度为,0,，此时只进行细胞呼吸，释放的,CO,2,量可,表示此时细胞呼吸的强度,2,影响光合作用的环境因素,(1),光照强度,曲,线,分,析,AB,段,随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，,CO,2,释放量,逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的,CO,2,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,CO,2,全部用于光合作用，即,光合作用强度,等于细胞呼吸强度，,B,点所示的光照强度称为光补偿点,BC,段,随光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到,C,点以,后不再加强，,C,点所示的光照强度称为光饱和点。限制,C,点以后光合作用强度增加的内部因素是色素的含量以及,酶的数量和最大活性，外部因素是,CO,2,浓度等除光照强度,之外的环境因素,应用,阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图,中虚线所示,间作套种农作物，可合理利用光能,(,续表,),(2)CO,2,浓度,原理：,CO,2,影响暗反应阶段，制约,C,3,的形成。,曲线分析,图,1,图,2,图,1,中,A,点表示,CO,2,补偿点，即光合速率等于呼吸速率时,的,CO,2,浓度，图,2,中,A,点表示进行光合作用所需,CO,2,的最低,浓度。,B,和,B,点都表示,CO,2,饱和点。,曲线图,分析,温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性来影,响光合作用速率的,应用,温室栽培时，白天调到光合作用最适温度，以提,高光合速率,晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，,减少有机物的消耗，保证植物有机物的积累,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,CO,2,浓度，提高光合速率。,(3),温度,曲线图,分析,在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高,光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶,液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫,应用,根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可,提高农作物产量,(4),矿质元素,(5),水分,影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作,用，又会导致叶片气孔关闭，限制,CO,2,进入叶片，从而间接影,响光合作用。,应用：根据作物的需水规律合理灌溉。,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因素，一般植物在黑,暗中不能合成叶绿素，但能合成类胡萝卜素，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,过程中某些酶的辅助成分，缺,Fe,也将导致叶绿素合成受阻，,叶变黄。,高考探究,考向,影响光合作用的因素及应用,典例,3,(2016,年新课标,卷,)BTB,是一种酸碱指示剂,，,BTB,的弱碱性溶液颜色可随其中,CO,2,浓度的增高而由蓝变绿再变,黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如,下实验：用少量的,NaHCO,3,和,BTB,加水配制成蓝色溶液，并向,溶液中通入一定量的,CO,2,使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿,色溶液分别加入到,7,支试管中，其中,6,支加入生长状况一致的,等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实,验处,理和结果见下表。,试管编号,1,2,3,4,5,6,7,水草,无,有,有,有,有,有,有,距日光灯,的距离,(cm),20,*,遮光,100,80,60,40,20,50 min,后,试管中溶液,的颜色,浅绿,色,X,浅黄,色,黄绿,色,浅绿,色,浅蓝,色,蓝色,*,：遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯,1,00,cm,的地方。,若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：,(1),本实验中，,50 min,后,1,号试管的溶液是浅绿色，则说明,2,至,7,号试管的实验结果是由,_,引起的；若,1,号试管的溶液是蓝色，则说明,2,至,7,号试管的实验结果是,_(,填,“,可靠的,”,或,“,不可靠的,”,),。,(2),表 中,X,代 表 的 颜 色 应 为,_(,填“浅 绿,色,”“,黄色,”,或,“,蓝色,”,),，判断依据是,_,_,。,(3)5,号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此,条件下水草,_,。,解析,(1),依题意并,结合表中信息可知：距日光灯的距离表,示光照的强弱。,2,号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，,但能进行呼吸作用,；,3,7,号试管内的水草在有光的条件下，溶,液颜色的变化是光合作用吸收的,CO,2,量与呼吸作用释放的,CO,2,量的综合反映；,1,号试管为对照组，其中的,NaHCO,3,可维持,CO,2,浓度的相对稳定，,2,7,号试管为实验组。综上所述，若,50 min,后，,1,号试管的溶液是浅绿色，则说明,2,7,号试管的实验结果,是由光合作用与呼吸作用引起的；若,1,号试管的溶液是蓝色，,说明,2,7,号试管的实验结果是不可靠的。,(2)2,号试管因遮光，,其内的水草不能进行光合作用消耗,CO,2,，但能通过呼吸作用释,放,CO,2,，所以试管内,CO,2,浓度比,3,号试管高，,X,代表的颜色应,为黄色。,(3)5,号试管中的溶液颜色与对照组,1,号试管的相同，,均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作,用强度。,答案,(1),光合作用与呼吸作用 不可靠的,(2),黄色,遮光条件下水草不能进行光合作用，只能进行呼,吸作用，溶液中,CO,2,浓度高于,3,号管,(3),光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的,CO,2,量,相等,多个环境因素对光合速率的综合影响,分析,a,在,P,点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的,因素。随着该因素的不断增强，光合速率不断提高。,b,在,Q,点之后，横坐标所表示的因素不再是影响光合速,率的因素，要提高光合速率，可适当提高图示的其他因素的含,量或,强度等。,应用：温室栽培时，在一定的光照强度下，白天适当提,高温度，增加与光合作用相关的酶的活性，提高光合速率。当,温度适宜时，可适当增加光照强度和,CO,2,浓度，以提高光合速,率。,考向预测,7,(2017,年天津卷,),某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野,生型的一半，但固定,CO,2,酶的活性显著高于野生型。下图显示,两者在不同光照强度下的,CO,2,吸收速率。下列叙述错误的是,(,),A,光照强度低于,P,时，突变型的光反应,强度低于野生型,B,光照强度高于,P,时，突变型的暗反应强度高于野生型,C,光照强度低于,P,时，限制突变型光合速率的主要环境,因素是光照强度,D,光照强度高于,P,时，限制突变型光合,速率的主要环境,因素是,CO,2,浓度,解析：,突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型，光照强度,低于,P,时，对光照的吸收能力低于野生型，则光反应强度低于,野,生型，,A,正确；突变型水稻叶片固定,CO,2,酶的活性显著高于,野生型，光照强度高于,P,时，突变型的,CO,2,吸收速率大于野生,型，则暗反应强度高于野生型，,B,正确；光照强度低于,P,时，,由于突变型水稻叶片叶绿素含量低，则限制因素主要是光照强,度，,C,正确；光照强度高于,P,时，由于突变型水稻叶片固定,CO,2,酶的活性高，则限制因素是除,CO,2,浓度外的其他因素，,D,错误。,答案：,D,8,(2017,年湖南浏阳月考,),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,(,),甲,乙,A,Q,点的,O,2,净释放量为,0,，是因为此点光合作用强度为,0,B,P,点为负值的原因是细,胞呼吸消耗氧气；适当降低温度，,P,点将下降,C,在图乙上绘制装置,B,的曲线，,Q,点应右移,D,降低,CO,2,浓度时，在图乙上绘制装置,A,的曲线，,R,点,应右移,解析：,Q,点时净光合速率为,0,，光合速率不为,0,，,A,错误；,P,点对应的数值的绝对值代表呼吸速率，若适当降低温度，呼,吸速率会下降，则,P,点会上移，,B,错误；装置,B,中缺镁，影响,叶绿素的合成，光合速率低，,Q,点应右移，,C,正确；,CO,2,浓度,降低，光合速率下降，,R,点应向左下移动，,D,错误。,答案：,C,9,两棵同种生长状况基本相同的植物，分别置于透明的玻,璃罩内，如下图甲、乙所示；在相同自然条件下，测得一昼夜,中植物氧气释放速率分别如下图丙、丁曲线所示。下列说法正,确的是,(,),丙,丁,A,ab,段和,cd,段，曲线下降的原因相同,B,一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物比甲多,C,e,点时，气孔关闭导致光合作用基本停止,D,装置甲的植物叶绿体中，在,14,点时,C,5,含量比,10,点时,低,解析：,依题意并结合图示分析可知，甲植物在密闭的透明,玻璃罩内，限制光合作用的因素主要是二氧化碳浓度，,ab,段下,降的原因是二氧化碳供应不足，图乙植物在自然状态下会出现,光合午休现象，,cd,段下降的原因是光照不足，,A,项错误；丙和,丁图中横坐标与曲线围成的面积表示净光合作用，据此可知，,一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物比,甲多，,B,项正确；,e,点时，气孔部分关闭导致光合作用下降，,C,项错误；装置甲的,植物叶绿体中，在,14,点时，玻璃罩内二氧化碳因光合作用的消,耗而含量不足，使得二氧化碳的固定过程减弱，消耗的,C,5,减少，,导致,C,5,含量比,10,点时高，,D,项错误。,答案：,B,考点四,总,(,真,),光合速率、净,(,表观,),光合速率,考点梳理,1,呼吸速率的测定方法：植物置于黑暗环境中，测定密闭,实验容器内,CO,2,增加量、,O,2,减少量或有机物减少量。,2,总光合速率和净光合速率的测定方法,(1),总光合速率：常用一定时间内,O,2,产生量、,CO,2,固定量或,有机物产生量来表示。,(2),净光合速率：常用一定时间内,O,2,释放量、,CO,2,吸收量或,有机物积累量表示。,(3),净光合速率总光合速率呼吸速率,3,总光合速率、净光合速率和呼吸速率的不同描述方式,总光合,速率,O,2,产生,(,生成,),速率,CO,2,固定速率或单位时间的消耗量,有机物产生,(,制造、生成,),速率,净光合,速率,O,2,释放速率,CO,2,吸收速率,有机物积累速率,呼吸速率,黑暗中,O,2,吸收速率,黑暗中,CO,2,释放速率,黑暗中有机物消耗速率,4.,植物光合速率的实验测定方法,(,如下图所示,),(1),装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，,NaOH,溶液,可吸收容器中细胞呼吸产生的,CO,2,；在测净光合速率时，,NaHCO,3,溶液可提供,CO,2,，保证了容器内,CO,2,浓度的恒定。,(2),测定原理,甲装置：在黑暗条件下植物进行细胞呼吸，由于,NaOH,溶液吸收了细胞呼吸产生的,CO,2,，所以单位时间内红色液滴左,移的体积为细胞呼吸吸收,O,2,的速率，可代表呼吸速率。,乙装置：在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，,由于,NaHCO,3,溶液保证了容器内,CO,2,浓度的恒定，所以单位,时间内红色液滴右移的体积为植物氧气的释放速率，可代表净,光合速率。,真正光合速率净光合速率呼吸速率,(3),测定方法,将植物,(,甲装置,),置于黑暗中一定时,间，记录红色液滴移,动的距离，计算呼吸速率。,将同一植物,(,乙装置,),置于光下一定时间，记,录红色液滴,移动的距离，计算净光合速率。,根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。,(4),物理误差的校正：为防止气压、温度等因素所引起的误,差，,应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。,高考探究,考向,光合作用、呼吸作用与净光合速率,典例,4,(2014,年新课标,卷,),某植物净光合速率的变化趋势,如下,图所示。,据图回答下列问题：,(1),当,CO,2,浓度为,a,时，高光强下该植物的净光合速率为,_,。,CO,2,浓度在,a,b,之间时，曲线,_,表示了净光,合速率随,CO,2,浓度的增高而增高。,(2)CO,2,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,_,。,(3),当环境中,CO,2,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,CO,2,量,_(,填,“,大于,”“,等于,”,或,“,小于,”,),光合作用吸收的,CO,2,量。,(4),据图可推测，在温室中，若要采取提高,CO,2,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。,解析,(1),据图可知,CO,2,浓度为,a,时，曲线,A(,高光强下,),的纵,坐标为,0,，即净光合速率为,0,；,CO,2,浓度在,a,b,之间时，曲线,A,、,B,、,C,均表现为上升，即净光合速率均随,CO,2,浓度增高而增,高。,(2)CO,2,浓度大于,c,时，高光强条件下,(,曲线,A),的净光合速率,仍然能够随着,CO,2,浓度的增加而增加，由此可知限制曲线,B,、,C,净光合速率增加的环境因素是光强。,(3)CO,2,浓度小于,a,时，,3,种光强下，净光合速率均小于,0,，即呼吸速率大于光合速率，,也就是说呼吸作用产生的,CO,2,量大于光合作用吸收的,CO,2,量。,(4),据图可知,CO,2,浓度和光强会影响净光合速率，从而影响植物,的产量，故要提高植物的产量，应综合考虑,CO,2,浓度和光强对,植物的影响。,答案,(1)0 A,、,B,、,C,(2),光强,(3),大于,(4),光强,透光玻璃瓶甲,透光玻璃瓶乙,不透光玻璃瓶丙,4.9 mg,5.6 mg,3.8 mg,考向预测,10,(2017,年安徽黄山一模,),用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、,丙，同时从某池塘水深,0.5 m,处的同一位置取满水样，立即测,定甲瓶中的氧气含量，并,将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜,后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下,(,不考虑,化能合成作用,),。下列有关分析不合理的是,(,),A.,丙瓶中浮游植物的细胞产生,H,的场所是细胞质基质和,线粒体基质,B,在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为,1.1 mg,C,在一昼夜后，乙瓶水样的,pH,比丙瓶的低,D,在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气,量约为,1.8 mg,解析：,本题主要考查细胞呼吸、光合作用以及影响它们的,因素。丙瓶不透光，生物只能进行细胞呼吸，产生,H,的场所有,细胞质基质和线粒体基质，,A,正确；甲瓶与丙瓶氧气量的差表,示丙瓶细胞呼吸消耗氧气的,量，,B,正确；丙瓶不透光，一昼夜,的时间内水样中生物均在进行呼吸作用，乙瓶透光，有光照时,水样中生物会进行光合作用，消耗部分呼吸作用产生的二氧化,碳，因此一昼夜后，乙瓶水样,pH,比丙瓶的高，,C,错误；乙、丙,瓶取自同一处，生物的种类和数量基本相同，细胞呼吸速率相,同，乙瓶一昼夜的净光合量用氧气表示为,0.7 mg,，细胞呼吸的,量用氧气表示为,1.1 mg,，所以一昼夜乙瓶中生产者实际光合作,用释放的氧气量为,1.8 mg,，,D,正确。,答案：,C,11,(2016,年山东淄博期中,),图甲表示植物在不同光照强度,下单位时间内,CO,2,释放量和,O,2,产生总量的变化。图乙表示植物,光合速率与光照强度的关系曲线。假,设不同光照强度下细胞呼,),吸强度相等，下列说法正确的是,(,甲,乙,A,若图甲代表水稻，图乙代表蓝藻，则图甲的,c,时与图,乙的,C,时细胞中产生,ATP,的场所都有细胞质基质、线粒体和叶,绿体,B,若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的,b,相当于图乙的,B,点,C,图甲植物的,d,时单位时间内细胞从周围环境吸收,2,个,单位的,CO,2,D,图乙的,A,、,B,、,C,点光合作用限制因素只,有光照强度,解析：,蓝藻为原核生物，原核生物无线粒体和叶绿体，,A,错误；图甲显示的,O,2,产生总量反映的是真正光合作用的量，,CO,2,释放量反映的是呼吸作用量与光合作用量的差，图甲中,b,表示,呼吸作用量是光合作用量的,2,倍，图乙中的,B,点为光的补偿点，,光合速率等于呼吸速率，,B,错误；,d,点时,O,2,的产生总量为,8,个,单位，即需吸收,8,个单位的,CO,2,，由于呼吸作用产生的,CO,2,的,量仍为,6,个单位，所以细胞要从环境吸收,2,个单位的,CO,2,，,C,正确；图乙中,A,、,B,点光合作用的限制因素主要是光照强度，,C,点之后光照强度已经不是限制因素，,D,错误。,答案：,C,比较项目,光合作用,细胞呼吸,发生范围,含光合色素的细胞,所有活细胞,与光的关系,在光照下才能进行,与光无关，每时每刻都,在进行,场所,叶绿体,(,原核细胞除外,),细胞质基质和线粒体,物质变化,将无机物合成有机物,分解有机物,能量变化,储能，光能化学能,放能，,实质,合成有机物，储存能量,分解有机物，释放能量,考点五,光合作用与细胞呼吸的关系,考点梳理,1,区别,(1),光合作用只在部分细胞中进行,(,如植物含叶绿体的细胞,和光合细菌等,),，但细胞呼吸则是所有活细胞都能进行的。,(2),光合作用中光反应产生的,ATP,只供暗反应利用，而细胞,呼吸产生的,AT,P,可供各项生命活动利用,(,叶绿体的暗反应,除外)。,2,联系,(1),过程图解,(2),物质和能量转化关系,物质方面,3,同一植物在不同条件下气体代谢的特点,(1),黑暗状况时：植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。,植物从外界吸收,O,2,，并将细胞呼吸产生的,CO,2,释放到体外。,(2),较强光照时：植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且光,合作用强度大于呼吸作用强度。叶绿体产生的,O,2,，一部分供给,线粒体进行细胞呼吸，其余的,O,2,释放到体外。线粒体产生的,CO,2,供给叶绿体进行光合作用，同时叶绿体还必须从环境中摄,取一部分,CO,2,。,(3),较弱光照时：光合作用速率等于细胞呼吸速率。叶绿体,产生的,O,2,供给线粒体进行细胞呼吸。线粒体产生的,CO,2,供给叶,绿体进行光合作用，叶片与外界环境不进行气体交换。,(4),微弱光照时：光合作用速率小于细胞呼吸速率。叶绿体,产生的,O,2,全部供给线粒体利用，还必须从环境中摄取一部分,O,2,。线粒体产生的,CO,2,除供给叶绿体利用外，其余释放到叶片,外。,高考探究,考向,光合作用与呼吸作用的比较,典例,5,(2017,年北京卷,),某植物光合作用、呼吸作用与温度,的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是,(,),A,呼吸作用的最适温度比光合作用的高,B,净光合作用的最适温度约为,25,C,在,0,25,范围内，温,度变化对光合速率的影响比对,呼吸速率的大,D,适合该植物生长的温度范围是,10,50,解析,由题目所给曲线可以看出，呼吸作用的最适温度约,为,53,，而光合作用的最适温度约为,30,，,A,正确；净光合,速率达到最大值对应的温度,(,即最适温度,),约为,25,，,B,正确。,在,0,25,范围内，与呼吸速率变化曲线相比，光合速率变化,曲线升高得更快，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速,率的大，,C,正确。超过,45,，呼吸作用产生的二氧化碳多于光,合作用消耗的二氧化碳，说明呼吸作用消耗的有机物多于光合,作用产生的有机物，没有有机物的积累，不,适合该植物的生长，,D,错误。,答案,D,考向预测,12,(2017,年安徽六校一联,),如图表示在适宜的光照,、,CO,2,浓度等条件下，某植物在不同温度下的净光合作用速率和细胞,呼吸速率曲线，下列叙述错误的是,(,),A,光合作用中温度主要影响暗反应阶段,B,光合作用、细胞呼吸都受到温度的影响，其中与细胞,呼吸有关的酶的适宜温度更高,C,温度在,30,左右时真正,光合作用速率最大,D,若温度保持在,25,，长时间每天交替进行,12 h,光照、,12 h,黑暗，该植物不能正常生长,解析：,光合作用暗反应阶段需要更多的酶参加，因此温度,主要影响暗反应阶段，,A,正确；由图示可知光合作用最适温度,为,30,，细胞呼吸的最适温度为,40,，,B,正确；由图示可知,温度为,30,时，净光合作用速率与细胞呼吸速率之和最大，,C,正确；温度保持在,25,时，光照条件下净光合速率为,4,，黑暗,条件下的呼吸速率为,2.5,，因此，长时间每天交替进行,12 h,光,照、,12 h,黑暗，该植物能正常生长，,D,错误。,答案：,D,13,(2016,年山东青岛质检,),夏季某晴朗的一天对一密闭蔬,菜大棚中的某种气体的含量进行,24,小时的检测，结果如下图,1,。,图,2,是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。请分析下列,说法中错误的是,(,),图,1,图,2,A,图,1,中所测气,体为氧气，且该大棚内的蔬菜经过一昼,夜后积累了一定量的有机物,B,图,1,中,CD,段变化的原因可能,是光照过强，使温度升高，,部分气孔关闭,C,与它们各自前一段相比，,EC,段和,DB,段叶肉细胞中的,C,3,含,量变化趋势分别是增加、减少,D,处于图,1,中的,B,点时，图,2,中应该进行的气体转移途,径有,A,、,C,、,D,、,E,解析：,EC,段与其前一阶段相比，光照强度增强，产生的,H,和,ATP,增多，则,C,3,被还原的速率增大，,C,3,将减少；,DB,段与其,前一段,(,光合午休时
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