高三一輪復(fù)習(xí)生物【知識建構(gòu)+精準(zhǔn)突破】能量之源-光與光合作用課件

第9講能量之源——光與光合作用內(nèi)容考情——知考向內(nèi)容要求1.說明光合作用過程及對它的認(rèn)識過程2.活動：提取和分離葉綠體色素3.活動：探究不同環(huán)境因素對光合作用的影響近三年考情2020·全國卷Ⅰ(30)、2020·全國卷Ⅲ(29)、2019·全國卷Ⅰ(3、29)、2019·全國卷Ⅱ(31)、2018·全國卷Ⅰ(30)、2018·全國卷Ⅱ(30)、2018·全國卷Ⅲ(29)考點一葉綠體中的色素及其提取和分離

1.色素的提取與分離實驗

(1)實驗原理紙層析法層析液材料：新鮮的綠葉（如菠菜的葉子）（2）實驗步驟二氧化硅碳酸鈣無水乙醇研磨充分防止研磨中色素被破壞溶解色素色素擴(kuò)散均勻防止色素在濾紙邊緣擴(kuò)散過快防止乙醇揮發(fā)和色素氧化*畫濾液細(xì)線時，重復(fù)一兩次的目的是什么？目的：積累更多色素，使色素分離效果更明顯。*（2）實驗步驟(3)實驗結(jié)果及分析橙黃色色素種類色素含量溶解度葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素綠葉中色素的種類及含量*CaCO3無水乙醇SiO2甲、乙、丙三位同學(xué)由于研磨綠葉過程漏加了某些試劑或藥品，導(dǎo)致實驗結(jié)果不理想（下圖所示），請分別指出他們漏加的試劑或藥品：甲乙丙正常 (1)濾液顏色均過淺的原因若只是最下面兩條色素帶較淺呢？未加碳酸鈣(2)濾紙條色素帶重疊的原因?qū)嶒灣霈F(xiàn)異常的原因分析①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；②一次加入大量的無水乙醇，提取液濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇)。①濾液細(xì)線不直；②濾液細(xì)線過粗。(3)濾紙條無色素帶的原因①忘記畫濾液細(xì)線；②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。(實驗改進(jìn))：提取葉綠體中的色素，也可用如圖所示的方法：即在圓心處滴加適量濾液，待干燥后再滴加適量層析液進(jìn)行層析，結(jié)果會出現(xiàn)不同顏色的4個同心圓，則①～④依次對應(yīng)哪種色素及顏色？胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b2.葉綠體的結(jié)構(gòu)及其中的色素 (1)光合作用的結(jié)構(gòu)——葉綠體（含有________有關(guān)的酶）暗反應(yīng)（類囊體薄膜含有________和________有關(guān)的酶）光合色素光反應(yīng)功能：進(jìn)行

的場所。光合作用思考：葉綠體是光合作用的唯一場所嗎？為什么？不是，藍(lán)藻、光合細(xì)菌也能進(jìn)行光合作用（沒有葉綠體，但有光合色素）。葉綠體是植物光合作用唯一場所由圖可以看出：(1)葉綠體中的色素只吸收

，而對紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素主要吸收

光，類胡蘿卜素主要吸收

光?？梢姽饧t光和藍(lán)紫藍(lán)紫*(2)色素的吸收光譜光合色素對除了紅光和藍(lán)紫光以外，其他波段的光是不是不吸收？并非不吸收，只是吸收量較少。植物葉片呈現(xiàn)綠色的原因是什么？葉片中的色素對綠光的吸收少，綠光被反射出來。溫室大棚種植蔬菜時，應(yīng)該采取什么措施？應(yīng)選用無色透明的玻璃、塑料薄膜或者補(bǔ)充藍(lán)紫光更有利于植物的光合作用。(P99與社會的聯(lián)系)*注意：植物幼嫩的莖和果實的細(xì)胞中也含有吸收光能的色素。(教材P100拓展題)2.影響葉綠素合成的三大因素3.色素與葉片的顏色2.(2020·云南畢業(yè)班統(tǒng)一檢測)為探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響，某科研小組進(jìn)行了如表實驗。下列敘述錯誤的是(

)組號葉綠素溶液/mLpH處理時間/min溶液顏色①3.08.010綠色②3.07.010綠色③3.06.010黃綠色④3.05.010黃褐色A.葉綠素可用無水乙醇提取B.該實驗設(shè)置了四個實驗組，是一個對照實驗C.該實驗說明葉綠素在酸性條件下不穩(wěn)定，在堿性條件下穩(wěn)定D.由該實驗結(jié)果推測，酸雨可能會造成藻類植物光合作用能力下降C考向2圍繞光合色素考查科學(xué)思維能力3.(2017·全國卷Ⅲ，3)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(

)A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D.葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的A科學(xué)家結(jié)論海爾蒙特普里斯特利英格豪斯1785年梅耶薩克斯恩格爾曼亞里士多德魯賓和卡門卡爾文植物體由“土壤汁”構(gòu)成，即植物生長所需物質(zhì)全來自土壤植物增重主要來自水分５年只澆雨水（不足：沒有考慮到空氣、光照對植物增重的影響）考點二光合作用的過程科學(xué)家結(jié)論海爾蒙特普里斯特利英格豪斯1785年梅耶薩克斯恩格爾曼亞里士多德魯賓和卡門卡爾文植物體由“土壤汁”構(gòu)成，即植物生長所需物質(zhì)全來自土壤植物增重主要來自水分（不足：沒有考慮到空氣、光照對植物增重的影響）植物可以更新空氣（不足：沒有考慮到光在植物更新空氣中的作用）考點二光合作用的過程科學(xué)家結(jié)論海爾蒙特普里斯特利英格豪斯1785年梅耶薩克斯恩格爾曼亞里士多德魯賓和卡門卡爾文植物體由“土壤汁”構(gòu)成，即植物生長所需物質(zhì)全來自土壤植物增重主要來自水分（不足：沒有考慮到空氣、光照對植物增重的影響）植物可以更新空氣（不足：沒有考慮到光在植物更新空氣中的作用）只有在光下植物才能更新空氣考點二光合作用的過程科學(xué)家結(jié)論海爾蒙特普里斯特利英格豪斯1785年梅耶薩克斯恩格爾曼亞里士多德魯賓和卡門卡爾文植物體由“土壤汁”構(gòu)成，即植物生長所需物質(zhì)全來自土壤植物增重主要來自水分（不足：沒有考慮到空氣、光照對植物增重的影響）植物可以更新空氣（不足：沒有考慮到光在植物更新空氣中的作用）只有在光下植物才能更新空氣放出的氣體是O2，吸收的是CO2植物把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來綠色葉片在光下產(chǎn)生了淀粉葉綠體是光合作用的場所產(chǎn)物O2來自原料H2OCO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的途徑考點二光合作用的過程碘液1864年，薩克斯的實驗饑餓處理目的：消耗掉葉片中的有機(jī)物（淀粉），排除原有有機(jī)物干擾目的：設(shè)置了對照實驗

自變量為有無光照

（曝光和遮光）酒精脫色目的：防止葉片中色素顏色對實驗結(jié)果的干擾結(jié)果：曝光的一半呈深藍(lán)色

遮光一半沒有顏色變化結(jié)論：綠色葉片在光合作用下產(chǎn)生了淀粉

極細(xì)光束1880年，恩格爾曼的實驗好氧菌只向葉綠體被光照射到的部位集中好氧菌分布在葉綠體所有受光照射的部位無空氣的黑暗環(huán)境無空氣的暴光環(huán)境思考1：以水綿、好氧細(xì)菌為材料的優(yōu)點？水綿：葉綠體呈帶狀，便于觀察好氧菌：可確定釋放氧氣多的部位思考2：分析實驗結(jié)果可得出什么實驗結(jié)論？①氧氣是葉綠體釋放出來的②葉綠體是綠色植物光合作用的場所思考3：實驗為什么在沒空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行？沒空氣：排除氧氣的干擾黑暗：排除極細(xì)光束外的光的干擾思考4：實驗設(shè)計中如何形成對照？照光處理與不照光形成對照黑暗與完全曝光形成對照1941年，魯賓和卡門的實驗光合作用釋放的02來自H20結(jié)論：研究方法：（放射性）同位素標(biāo)記法用氧的同位素180分別標(biāo)記H20和C02，讓他們分別成為H2180，C18O2思考：該實驗有對照組嗎？無單獨對照組，實驗組相互對照

（對比實驗）20世紀(jì)40年代，卡爾文的實驗研究方法：（放射性）同位素標(biāo)記法

用14C標(biāo)記14CO2，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)CO2中的C的去向：14CO2→14C3→(14CH2O)結(jié)論：

（14CH2O)+H2O14C3C514CO2一般只要求書寫此結(jié)果思考：運(yùn)用了同位素標(biāo)記法的實驗還有哪些？魯賓和卡門的實驗——光合作用產(chǎn)物氧氣來源（180分別標(biāo)記H20和C02）卡爾文實驗——光合作用中碳原素轉(zhuǎn)移途徑（14C標(biāo)記14CO2）分泌蛋白的合成、分泌過程實驗（3H標(biāo)記亮氨酸）噬菌體侵染細(xì)胞實驗—證明DNA是遺傳物質(zhì)（32P標(biāo)記DNA，35S標(biāo)記蛋白質(zhì)）

熒光標(biāo)記法：小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗——細(xì)胞膜具有流動性

（紅、綠熒光分別標(biāo)記人、鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì))光合作用

(光能)H2O(CH2O)糖類等有機(jī)物O2

CO2

(葉綠體）原料產(chǎn)物場所條件場所：條件：水的光解：ATP的合成CO2的固定C3的還原類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)光、色素、酶水、ADP、Pi等多種酶、CO2、ATP、[H]等（有光無光均可進(jìn)行）考點二光合作用的過程物質(zhì)變化：能量變化：①CO2的固定:①水的光解:②ATP的合成：②C3的還原:光能ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能H2O

O2+[H]

光能ADP+Pi+能量

ATP酶NADP+

→NADPH([H])NADPH([H])→NADP+考點二光合作用的過程聯(lián)系：①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP

暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP＋、ADP和Pi②光反應(yīng)會影響暗反應(yīng)，暗反應(yīng)也會影響光反應(yīng)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺乏[H]和ATP無法長時間進(jìn)行；暗反應(yīng)受阻，光反應(yīng)因產(chǎn)物ATP/[H]積累,缺乏ADP/Pi等也不能進(jìn)行考點二光合作用的過程思考：光合作用過程中，葉綠體中的ATP、ADP的運(yùn)輸方向？

ATP:ADP:從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)考點二光合作用的過程1.光合作用既不在葉綠體內(nèi)膜上也不在內(nèi)外膜間隙進(jìn)行，而是在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行3.光合作用相關(guān)的酶，分布在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中4.光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP一般只用于暗反應(yīng)，不為其他生命活動供能（呼吸作用供能）；暗反應(yīng)只能利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H],不能利用呼吸作用產(chǎn)生的ATP、[H]合成有機(jī)物2.葉綠體中色素，只位于類囊體薄膜上，葉綠體基質(zhì)中無色素注意：葉綠體類囊體薄膜葉綠體雙層膜葉綠體基質(zhì)5.光合作用的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的簡寫

呼吸作用的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)的簡寫6、C3和C5并不是只含有3個或5個碳原子，還有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一種三碳化合物3.光合作用和化能合成作用的比較項目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來源________________________________代表生物綠色植物______________相同點都能將_______________等無機(jī)物合成有機(jī)物光能氧化無機(jī)物釋放的能量硝化細(xì)菌CO2和H2O自養(yǎng)生物概念：光合作用使指綠色植物通過

，利用

，把

，轉(zhuǎn)化成儲存著能量的

，并釋放出

的過程反應(yīng)式：葉綠體光能CO2和H20有機(jī)物O2CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體重點疑難突破：光合作用的概念、反應(yīng)式光合作用的產(chǎn)物主要是糖類，還有一些類脂、有機(jī)酸、氨基酸和蛋白質(zhì)等。[3H](C3H2O)14C3(14CH2O)18O2C3(CH218O)3.(2021·河南頂級名校聯(lián)考)追根溯源，對絕大多數(shù)生物來說，活細(xì)胞所需能量的最終源頭是太陽能。高等植物通過光合作用固定太陽能，同時也進(jìn)行細(xì)胞呼吸釋放能量。下列關(guān)于高等植物光合作用和有氧呼吸的說法，正確的是(

)D6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2

光能葉綠體+6H2O6CO2+12H2O+能量

C6H12O6+6O2

酶+6H2O1.光合作用產(chǎn)物中：O2中的氧來自H2O

水中的氧來自CO22.有氧呼吸產(chǎn)物中：水中氧來自？

CO2中氧來自？

思考1：比較元素的來源、去向全來自O(shè)2來自葡萄糖和水思考2：用18O2培養(yǎng)植株，(正常光照)1）最先出現(xiàn)放射性的物質(zhì)是？

2）一段時間后葡萄糖中會含放射性嗎？

3）較長時間后植物附近空氣中含放謝性的物質(zhì)有？水會水、二氧化碳、氧氣思考3：若用H2180來培養(yǎng)植株（正常光照）一段時間后植物體內(nèi)含放射性物質(zhì)有？氧氣、二氧化碳、水、葡萄糖等思考4：3.用C18O2來培養(yǎng)植株，（正常光照）較長時間后附近空氣中含放謝性的物質(zhì)有？二氧化碳、水、氧氣重點疑難突破：環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量變化光照停止時H2O[H]+O2光能

ATP[H]、2C3(CH2O)+C5酶C3消耗減少，積累下來，含量增加C5生成減少，含量減少[H]和ATP生成減少，含量減少ADP＋Pi＋光能

ATPCO2供應(yīng)減少時CO2＋C52C3酶C3生成減少，含量減少C5消耗減少，積累下來，含量增加ATP[H]、2C3(CH2O)+C5酶[H]和ATP消耗減少，含量增加重點疑難突破：環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量變化 (1)“過程法”分析各物質(zhì)變化

如圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化：重點疑難突破：環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量變化注意：1.[H]和ATP的含量變化是一致

C3和C5含量的變化是相反2.達(dá)穩(wěn)定時，C3含量高于C5（正常情況下，1molCO2和1molC5結(jié)合形成2molC3，因此當(dāng)暗反應(yīng)速率達(dá)到穩(wěn)定時，C3的分子數(shù)是C5的2倍）

考向2條件驟變時葉綠體中各物質(zhì)含量變化，考查科學(xué)思維能力4.(2014·全國卷Ⅰ，2改編)在條件適宜的情況下，用自然光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強(qiáng)度與自然光相同的綠色光照射，在照射瞬間葉綠體中的物質(zhì)所發(fā)生的變化錯誤的是(

) 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C變式題：

光合作用處于穩(wěn)定狀態(tài)的植物，在箭頭處突然改變某個條件（降低光照或降低CO2濃度），其結(jié)果如圖變化，則改變的某個條件是？ab分析：1.a表示C3化合物，b表示C5化合物2.C3增加，C5減少原因：降低光照/增加CO2濃度3.C3減少，C5增加原因：C3C5C3C5降低CO2濃度/增加光照降低光照降低CO2濃度/增加CO2濃度/增加光照(2)“模型法”表示C3和C5的含量變化起始值C3高于C5(約其2倍)考點三

影響光合作用的因素和應(yīng)用內(nèi)部因素：外部因素：色素量、酶量、C5量、葉齡、葉面積指數(shù)、自身遺傳特性等光照：光照強(qiáng)度★光照時間光質(zhì)

水土壤中N、Mg等礦質(zhì)元素溫度、pH影響酶活性空氣中CO2的濃度1.內(nèi)部因素 (1)植物自身的遺傳特性(如植物品種不同)，以陰生植物、陽生植物為例，如圖所示。在同一土地上按不同比例種植不同種類植物原理？群落的空間結(jié)構(gòu)意義？充分利用陽光等自然資源(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶增大(3)葉面積指數(shù)（葉片總面積/土地面積）呼吸速率真正光合速率＝凈光合速率＋細(xì)胞呼吸速率凈光合速率真正光合速率①A點：光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行

。細(xì)胞呼吸O2CO22.外部因素 (1)單因子變量對光合作用影響的曲線分析 ①光照強(qiáng)度②AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸

。③B點：為________，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度

細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。減少光補(bǔ)償點等于CO2O2CO2O2呼吸速率凈光合速率真正光合速率CO2O2①光照強(qiáng)度④BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度_____呼吸作用強(qiáng)度，到C點后不再增強(qiáng)。呼吸速率凈光合速率真正光合速率CO2O2CO2O2⑤D點：為_______，即達(dá)到最大光合速率所需的最小光照強(qiáng)度。此時限制光合速率繼續(xù)上升的內(nèi)部因素：光合色素含量，酶的數(shù)量和活性外部因素：CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素光飽和點大于①光照強(qiáng)度凈光合速率（縱坐標(biāo)）常用表示方法：A點：OA線段長度表示:溫度下降A(chǔ)點的移動方向：A點產(chǎn)生ATP的場所：B點：D點：D點時繼續(xù)提高光合速率的方法：只進(jìn)行呼吸作用光補(bǔ)償點（光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度）光飽和點呼吸作用強(qiáng)度上移細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體改變CO2濃度、溫度等因素CO2吸收、O2釋放量、有機(jī)物積累量光質(zhì)（光的波長）光照時間色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光延長光照時間會提高光合作用的產(chǎn)物量呼吸速率凈光合速率真正光合速率①光照強(qiáng)度應(yīng)用：對大棚除霜消霧陰雨天適當(dāng)補(bǔ)充光照

（藍(lán)紫光或紅光）合理密植，增加光合作用面積大棚種植蔬菜選無色薄膜適當(dāng)延長光照光質(zhì)（光的波長）光照時間色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光延長光照時間會提高光合作用的產(chǎn)物量呼吸速率凈光合速率真正光合速率①光照強(qiáng)度實驗：探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響（P104）自變量：因變量：光照強(qiáng)度思考1：本實驗如何設(shè)置不同光照強(qiáng)度？通過調(diào)整臺燈與燒杯間的距離來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小思考2：裝置中間盛水的玻璃柱的作用？吸收燈光的熱量，避免光照對燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響光合作用強(qiáng)度（速率）思考1：如何表示光合作用強(qiáng)度（速率）？單位時間內(nèi)原料消耗量或產(chǎn)物生成量表示單位時間內(nèi)光合作用CO2的固定量單位時間內(nèi)光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量單位時間內(nèi)光合作用O2的產(chǎn)生量思考2：本實驗如何檢測O2的產(chǎn)生量？同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量實驗思路：葉片中含有空氣，上浮抽氣葉片下沉不同光照強(qiáng)度下進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣細(xì)胞間充滿氧氣，葉片上浮檢測相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少或者葉片全部上浮所需時間的長短氧氣釋放量實驗步驟燒杯小圓形葉片光源距離光照強(qiáng)度葉片上浮數(shù)量110片50cm弱210片30cm中310片5cm強(qiáng)在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)，同一時間內(nèi)浮起的葉片數(shù)量________，光合作用強(qiáng)度_________。預(yù)測實驗現(xiàn)象較少較多最多增多逐漸增強(qiáng)實驗結(jié)論②CO2濃度CBB點前限制因素：CO2濃度B點后主要限制因素：光照強(qiáng)度、溫度等ACO2濃度較低，不進(jìn)行光合作用光合作用強(qiáng)度達(dá)最大值CO2飽和點0凈光合速率CO2濃度ACBDV呼CO2償點（V光=V呼）CO2飽和點光合作用強(qiáng)度達(dá)最大值②CO2濃度CBB點前限制因素：CO2濃度B點后主要限制因素：光照強(qiáng)度、溫度等ACO2濃度較低，不進(jìn)行光合作用光合作用強(qiáng)度達(dá)最大值CO2飽和點應(yīng)用：合理密植、通風(fēng)透光增施農(nóng)家肥、投入干冰思考：增施農(nóng)家肥為何能提高光合作用強(qiáng)度？土壤中微生物分解其中的有機(jī)物，釋放出CO2，同時還能為植株提供相應(yīng)的礦質(zhì)元素（“正其行，通其風(fēng)”）③溫度酶的活性④水分缺水導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，從而影響暗反應(yīng)應(yīng)用：合理灌溉注意：光合作用直接消耗水量很少，水一般不會直接影響光合作用，而是影響蒸騰作用，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉而影響CO2供應(yīng)⑤礦質(zhì)元素酶ATP葉綠素的組成元素ATP葉綠體的膜（磷脂）的組成元素葉綠素的組成元素應(yīng)用：合理施肥超過一定濃度后，植物會因土壤溶液濃度過高而滲透失水，出現(xiàn)萎蔫【誤區(qū)警示】關(guān)于環(huán)境因素影響光合速率的幾點提醒（1）溫度改變：當(dāng)溫度改變時，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)都會受影響，但主要是影響暗反應(yīng)，因為參與暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多。而且溫度不但影響光合作用過程中酶的活性，而且低溫會抑制葉綠素的合成，甚至破壞原有的葉綠素分子，從而使葉片發(fā)黃。（2）CO2濃度：CO2濃度很低時，光合作用不能進(jìn)行，但CO2濃度過高時，會抑制植物的細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響光合作用強(qiáng)度。（3）光照：不但影響光反應(yīng)，而且光是葉綠素合成的必要條件，植物在暗處呈黃色。（4）鎂等無機(jī)鹽：缺鎂時葉綠素不能合成，導(dǎo)致葉片發(fā)黃。2.外部因素 (2)多因子對光合速率的影響關(guān)鍵點含義：P點（分叉點）之前：Q點（平衡點）以后：PQ之間：限制因素：橫坐標(biāo)所表示的因子限制因素：除橫坐標(biāo)以外的因子（線上因子）限制因素：橫坐標(biāo)和線上因子1.圖2P點以前：限制因素？2.圖2Q點以后：低光強(qiáng)條件下限制因素？3.圖2Q點以后：高光強(qiáng)條件下限制因素？溫度光照強(qiáng)度等CO2濃度等2.(2020·全國卷Ⅰ，30)(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進(jìn)行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有______________________________________(答出2點即可)。 (2)農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當(dāng)澆水，此時澆水的原因是_____________________________________________________________(答出1點即可)。(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率?，F(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達(dá)到的株高和光飽和點(光合速率達(dá)到最大時所需的光照強(qiáng)度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進(jìn)行間作的兩種作物是________，選擇這兩種作物的理由是______________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光飽和點/(μmol·m－2·s－1)12001180560623減少雜草對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭增加土壤中氧氣含量，促進(jìn)根系的呼吸作用肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收A和C

作物A光飽和點高且長得高，可利用上層較強(qiáng)光照進(jìn)行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進(jìn)行光合作用考點四

光合作用與呼吸作用的綜合應(yīng)用1.光合作用與有氧呼吸的區(qū)別生理過程比較項目光合作用有氧呼吸場所條件物質(zhì)轉(zhuǎn)變能量轉(zhuǎn)變實

質(zhì)反應(yīng)式葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體在光照條件下進(jìn)行有光無光都能進(jìn)行無機(jī)物→有機(jī)物有機(jī)物→無機(jī)物光能→ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍的化學(xué)能、熱能氧化分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP供生命活動所需合成有機(jī)物，儲存能量光合作用實際CO2利用量=細(xì)胞呼吸CO2產(chǎn)生量+CO2吸收量光合作用實際O2產(chǎn)生量=細(xì)胞呼吸O2利用量+O2釋放量

光合作用有機(jī)物制造量=細(xì)胞呼吸有機(jī)物消耗量+有機(jī)物積累量CO2CO2吸收CO2有二O2O2釋放O2有三釋放CO2吸收為負(fù)吸收O2釋放為負(fù)C6H12O6C3H4O3積累C6H12O6有一消耗C6H12O6積累為負(fù)總光合作用強(qiáng)度凈光合作用強(qiáng)度空氣呼吸作用強(qiáng)度2.光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系：光反應(yīng)暗反應(yīng)2.光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系：3.光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP的來源與去路光反應(yīng)水光解還原C3①名稱叫法：總光合速率=實際光合速率=真正光合速率凈光合速率=實測光合速率=表觀光合速率②表示方法：總光合作用與凈光合作用區(qū)別：真正光合速率CO2固定（同化）速率O2產(chǎn)生(制造)速率有機(jī)物產(chǎn)生(制造、合成)速率凈光合速率CO2吸收（減少）速率O2釋放（增加）速率有機(jī)物積累（增加、凈產(chǎn)生）速率呼吸速率黑暗中CO2釋放速率黑暗中O2吸收速率有機(jī)物消耗速率=+（綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細(xì)胞呼吸同時進(jìn)行時，測得的實驗容器中O2的增加量或CO2的減少量）歸納：改變環(huán)境條件（光強(qiáng)或CO2濃度），凈光合曲線上相關(guān)點的移動CO2濃度左圖實驗是在某一光照強(qiáng)度（低于光飽和點光照強(qiáng)度）、25℃（光合作用和呼吸作用最適溫度分別為25℃和30℃）條件某陽生植物進(jìn)行的光合速率曲線圖，結(jié)合曲線思考以下問題：1.適當(dāng)提高光照強(qiáng)度，則B、C、D將如何移動？3.土壤中的Mg缺乏，則B、C、D將如何移動？2.溫度提高到30℃

，則A、B、C、D將如何移動？4.將植物換為陰生植物，A、B、C、D將如何移動？A點將下移，B點將右移，C點將左移，D點左下移B點將左移，C點將右移，D點右上移B點將右移，C點將左移，D點左下移A點將上移，B點將左移，C點將左移，D點下移考向1單因子對光合作用的影響及應(yīng)用1.(2021·江西九江聯(lián)考)如圖表示植物光合速率隨光照強(qiáng)度改變的曲線，請分析選出不正確的一項(

)A.若適當(dāng)提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則補(bǔ)償點B應(yīng)相應(yīng)地向右移動B.若增加二氧化碳濃度，B點左移，C點左移，D點向右上方移動C.D點時，ATP的移動方向從類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)移動D.若圖中為陽生植物，則換為陰生植物，B點和D點均要向左移動B植物光合作用和呼吸作用的日變化曲線分析ac:b:bc:cdde:efc:fgg:gh:只有呼吸作用凌晨低溫呼吸作用最弱c點后某時刻開始光合作用，但V光<V呼V光=V呼光照增強(qiáng)，V光>V呼溫度過高，蒸騰作用過強(qiáng)，氣孔部分關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，V光下降。這叫“光合午休”現(xiàn)象。氣孔開放，V光增強(qiáng)光照減弱，V光下降光照減弱，V光=V呼光照減弱，h后某時刻停止光合作用

(1)自然環(huán)境中一晝夜植物CO2吸收或釋放速率的變化曲線(2)密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線（假設(shè)呼吸速率不變）如何比較CO2釋放/吸收速率？看斜率如AB段斜率>BC，所以CO2釋放速率AB較大曲線上升說明植物______CO2，曲線下降說明植物______CO2釋放吸收AB段（無光照）：BC段（無光照）：CD段：D點：植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱(曲線斜率下降)4時后，微弱光照，開始進(jìn)行光合作用，但光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。隨光照增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。(2)密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線（假設(shè)呼吸速率不變）DH段：H點：HI段：光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。光照繼續(xù)減弱，光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，直至光合作用完全停止，后斷只進(jìn)行呼吸作用。光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。該植物一晝夜，有機(jī)物是否有積累？有，因為終點(I點)比起點(A點)低，表明有CO2吸收?？枷?結(jié)合光合作用與呼吸作用相關(guān)曲線考查科學(xué)思維能力1.(2020·江西南昌四校二聯(lián))如圖為自然環(huán)境中一晝夜測得某植物CO2的吸收速率曲線圖，關(guān)于該圖的敘述錯誤的是(

)A.A點產(chǎn)生的原因是夜溫降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放減少B.開始進(jìn)行光合作用的點是B點，結(jié)束光合作用的點是M點C.光合速率與呼吸速率相等的點是C、H點，有機(jī)物積累量最大的點是M點D.DE段下降的原因是部分氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，F(xiàn)H段下降的原因是光照減弱C1.(2021·安徽三校聯(lián)考)如圖表示20℃時玉米CO2吸收量與光照強(qiáng)度的關(guān)系，SA、SB、SC依次表示有關(guān)物質(zhì)量的相對值，下列說法中錯誤的是(

)A.SA＋SB＋SC表示光合作用總量B.SC－SA表示凈光合作用量C.光照強(qiáng)度從B到D點變化過程中，C3逐漸減少D.若提高CO2濃度，則B點左移A熱點微練92.(2021·貴陽市統(tǒng)考)如圖為有關(guān)環(huán)境因素對植物光合作用影響的關(guān)系圖，下列有關(guān)描述錯誤的是(

)A.圖1中，若光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，A點左移，B點右移B.圖2中，若CO2濃度適當(dāng)增大，A點左移，B點右移C.圖3中，A點與B點相比，A點時葉綠體中C3含量相對較多D.圖4中，當(dāng)溫度高于25℃時，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少D微專題5氣孔與細(xì)胞代謝

氣孔是植物葉片與外界進(jìn)行氣體交換的主要通道。通過氣孔擴(kuò)散的氣體有O2、CO2和水蒸氣。氣孔的運(yùn)動可以影響光合作用、細(xì)胞呼吸及蒸騰作用。1.氣孔的結(jié)構(gòu)及分布

氣孔由兩個腎形的保衛(wèi)細(xì)胞(內(nèi)含葉綠體)構(gòu)成。氣孔一般分布在陸生植物如陽生植物下表皮，浮水植物只在上表皮分布。2.氣孔的開閉植物氣孔的開閉運(yùn)動關(guān)鍵在于保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹變化。由于保衛(wèi)細(xì)胞的內(nèi)外壁厚度不一樣，當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹時，較薄的外壁就會伸長，細(xì)胞向內(nèi)彎曲，于是氣孔就張開；當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞失水時，氣孔就關(guān)閉了。3.調(diào)節(jié)氣孔開閉的因素 (1)光

植物氣孔一般是按晝夜節(jié)律開閉：白天打開氣孔進(jìn)行光合作用，晚上通過關(guān)閉氣孔來減少水分損失。 (2)CO2濃度

低濃度CO2氣孔開啟。 (3)含水量

干旱或蒸騰過強(qiáng)失水多氣孔關(guān)閉。 (4)植物激素

細(xì)胞分裂素促進(jìn)氣孔開放，而脫落酸卻引起氣孔關(guān)閉。12.(2021·太原市質(zhì)檢)若將生長在水分含量正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物體內(nèi)將發(fā)生一系列形態(tài)與生理的適應(yīng)性變化，而脫落酸(ABA)在植物干旱脅迫反應(yīng)中起重要作用?；卮鹣铝袉栴}： (1)干旱處理后葉片氣孔開度變小，減弱________(填過程)。氣孔開度變小是由葉片中ABA作用于保衛(wèi)細(xì)胞(如圖所示)，使其滲透壓改變而________(填“吸水”或“失水”)造成的。蒸騰作用(水分散失)失水(2)干旱處理后根系也將變得更加發(fā)達(dá)(數(shù)目更多，長度更長)，研究表明這也是由ABA引起的。請以該植物ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計實驗驗證該結(jié)論，要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。實驗思路：取正常水分條件下的ABA缺失突變體植株若干，統(tǒng)計根的數(shù)量和長度，隨機(jī)均分為甲、乙兩組，甲組用干旱和適量ABA處理，乙組用干旱處理，一段時間后，測定兩組植株根的長度和數(shù)目(觀察兩組植株根的情況)。預(yù)期結(jié)果：甲組比乙組植株根的長度更長，數(shù)目更多(根系發(fā)達(dá))。2.(2020·福州市質(zhì)檢)植物葉片表皮上分布有大量的氣孔，氣孔結(jié)構(gòu)如圖所示，保衛(wèi)細(xì)胞吸水導(dǎo)致氣孔開放，保衛(wèi)細(xì)胞失水則氣孔關(guān)閉，回答下列問題。(2)已知某植物葉片細(xì)胞液的滲透壓與0.10mol·L－1KNO3溶液的滲透壓相當(dāng)，現(xiàn)撕取該植物葉片表皮，將其置于不同濃度的KNO3溶液中處理，一定時間后測量葉片氣孔內(nèi)徑，得到如下的結(jié)果(內(nèi)徑越大，表明氣孔開放程度越大)

氣孔內(nèi)徑/μm處理液濃度0.05/(mol·L－1)0.10/(mol·L－1)0.20/(mol·L－1)2小時0.791.240.793小時1.551.581.34請回答：用0.20mol·L－1KNO3處理時，較短時間內(nèi)即可觀察到氣孔關(guān)閉，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是保衛(wèi)細(xì)胞________，2小時后，氣孔開放程度增大，原因是_____________________________________。本實驗中，在載玻片上應(yīng)滴加__________________溶液制作表皮臨時裝片，進(jìn)行觀察。滲透失水保衛(wèi)細(xì)胞吸收K＋和NO3(－)，細(xì)胞液滲透壓升高，吸水膨脹相應(yīng)濃度的KNO3微專題6三率測定的6種實驗?zāi)Ｐ湍Ｐ?液滴移動法——測定光合作用O2增加的體積或CO2消耗的體積NaOH溶液（吸收CO2)——遮光處理(排除光合作用干擾)紅色液滴向左移動距離：移動距離代表有氧呼吸的氧氣吸收量

單位時間內(nèi)左移距離代表呼吸速率有氧呼吸速率測定裝置CO2緩沖液（NaHCO3）（保證容器內(nèi)CO2濃度恒定，滿足光合作用需求)——足夠光照處理紅色液滴向右移動距離：移動距離代表光合作用的氧氣釋放量

單位時間內(nèi)右移距離代表凈光合速率凈光合速率測定裝置總光合速率＝凈光合速率＋細(xì)胞呼吸速率將綠色植物換成死亡的綠色植物，其余均與裝置相同思考：為了減少無關(guān)變量（如裝置本身由于氣溫或氣壓等的變化引起氣體體積變化）的干擾，就如何設(shè)置對照裝置？【典例1】(2021·河南九師聯(lián)盟)某興趣小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置若干組，在室溫25℃下進(jìn)行了一系列的實驗，下列對實驗過程中裝置條件及結(jié)果的敘述錯誤的是(

)A.若X溶液為CO2緩沖液并給予光照，液滴移動距離可表示凈光合作用強(qiáng)度大小B.若要測真光合強(qiáng)度，需另加設(shè)一裝置遮光處理，X溶液為NaOH溶液C.若X溶液為清水并給予光照，光合作用大于細(xì)胞呼吸時，液滴右移D.若X溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為脂肪時，液滴左移C光合作用和細(xì)胞呼吸實驗探究中常用實驗條件的控制①增加水中O2——泵入空氣或吹氣或放入綠色水生植物；②減少水中O2——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水；③除去容器中CO2——氫氧化鈉溶液；④除去葉中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境中；⑤除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱；⑥除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光；⑦如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光；⑧線粒體提取——細(xì)胞勻漿離心。模型2黑白瓶法——測溶氧量的變化 (1)“黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測定的是凈光合作用量?？偣夂献饔昧?強(qiáng)度)＝凈光合作用量(強(qiáng)度)＋有氧呼吸量(強(qiáng)度)。 (2)有初始值的情況下，黑瓶中O2的減少量(或CO2的增加量)為有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量(或CO2的減少量)為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。 (3)在沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有量－黑瓶中測得的現(xiàn)有量＝總光合作用量。【典例2】(2019·全國卷Ⅱ，31)(節(jié)選)回答下列與生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的問題。

通常，對于一個水生生態(tài)系統(tǒng)來說，可根據(jù)水體中含氧量的變化計算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量(生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物總量)。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量，可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測定O2含量(A)；另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據(jù)此回答下列問題。

在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下，本實驗中C與A的差值表示這段時間內(nèi)________________________；C與B的差值表示這段時間內(nèi)________________________；A與B的差值表示這段時間內(nèi)________________________。生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量模型3半葉法——測定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量

本方法又叫半葉稱重法，即檢測單位時間、單位葉面積