高考生物一輪復(fù)習(xí) 3-3 能量之源 光與光合作用課時(shí)訓(xùn)練 新人教版必修1

第3講能量之源——光與光合作用光合作用的基本過程(Ⅱ)影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離知識(shí)點(diǎn)一捕獲光能的色素和葉綠體結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離(紙層析法)eq\a\vs4\al(色素的種,類和功能)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(葉綠素\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)))\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(葉綠素a藍(lán)綠色,葉綠素b黃綠色))主要吸收①,類胡蘿卜素\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(胡蘿卜素橙黃色,葉黃素黃色))主要吸收②)) 分 布 于葉綠體eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(結(jié)構(gòu))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外表：雙層膜,內(nèi)部\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(基質(zhì)：含③,基粒：由類囊體疊加而成，增大膜面積，分布著④)))),功能⑤,恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)))議一議：(1)海洋中藻類有分層現(xiàn)象，與植物中的色素吸收光的顏色有什么關(guān)系？(2)在溫室內(nèi)自然光照射基礎(chǔ)上，給植物人工補(bǔ)充哪些單色光對(duì)增產(chǎn)有利？知識(shí)點(diǎn)二光合作用的探索歷程(連一連)eq\x(科學(xué)家)eq\x(探索歷程的關(guān)鍵設(shè)計(jì))eq\x(實(shí)驗(yàn)結(jié)論或觀點(diǎn))①普利斯特里A．點(diǎn)燃的蠟燭(或小鼠)與綠色植物，密閉——蠟燭不易熄滅(小鼠不易死亡)a．只有在陽(yáng)光下，植物才更新空氣②英格豪斯B.eq\a\vs4\al(向植物,提供)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H\o\al(18,2)O、CO2——釋放18O2,H2O、C18O2——釋放O2))b．植物可以更新空氣③梅耶C．500多次實(shí)驗(yàn)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)條件c．光合作用的產(chǎn)物除O2外，還有淀粉④薩克斯eq\a\vs4\al(D.綠葉\o(→,\s\up7(黑暗),\s\do5(12h))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(曝光\o(→,\s\up7(碘蒸氣))深藍(lán)色,遮光\o(→,\s\up7(碘蒸氣))無(wú)顏色變化)))d．光合作用釋放的O2來自于水⑤魯賓和卡門E．根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律e．光合作用把光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能知識(shí)點(diǎn)三光合作用的過程及總反應(yīng)式1．總反應(yīng)式2．過程知識(shí)點(diǎn)四光合作用原理的應(yīng)用1．光合作用強(qiáng)度(1)概念：植物在?________內(nèi)通過光合作用制造?________的數(shù)量。(2)表示方法：用一定時(shí)間內(nèi)?________或?________來定量表示。2．影響因素(1)原料：空氣中?________、土壤中eq\o(○,\s\up1(21))________和eq\o(○,\s\up1(22))________(2)光照條件：包括eq\o(○,\s\up1(23))________、光照時(shí)間和光的成分(3)eq\o(○,\s\up1(24))________的高低(通過影響酶的活性而影響光合作用速率)3．應(yīng)用控制eq\o(○,\s\up1(25))________和溫度的高低，適當(dāng)增加作物環(huán)境中eq\o(○,\s\up1(26))________來提高光合作用強(qiáng)度。想一想：什么叫光合速率？它分為幾種類型，關(guān)系如何？類囊體膜上的色素及吸收光譜閃記：色素的功能：轉(zhuǎn)換光能的色素只有少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a。吸收、傳遞光能，四種色素都可以。巧記：光合作用過程“一·二·三·四”eq\f(場(chǎng),所)葉綠體eq\f(階,段)光反應(yīng)、暗反應(yīng)eq\f(能,量)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光能→ATP中活躍化,學(xué)能→CH2O中穩(wěn),定化學(xué)能))eq\f(物質(zhì),變化)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水光解、ATP形成、,CO2固定、C3還原))判一判1．葉綠體中的色素主要分布在類囊體薄膜上()。2．光合作用酶只分布在葉綠體的基質(zhì)中()。3．葉綠體是光合作用的主要場(chǎng)所()。自我校對(duì)：①紅光和藍(lán)紫光②藍(lán)紫光③暗反應(yīng)所需的酶④色素和光反應(yīng)所需的酶⑤葉綠體是光合作用的場(chǎng)所⑥光、色素、酶⑦類囊體薄膜⑧[H]＋O2⑨ATP⑩ATP中活躍的化學(xué)能?酶、[H]、ATP?葉綠體基質(zhì)?2C3?(CH2O)＋C5＋H2O?有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能?單位時(shí)間、單位面積?有機(jī)物?CO2的吸收量?O2的釋放量?CO2eq\o(○,\s\up1(21))H2Oeq\o(○,\s\up1(22))礦質(zhì)離子eq\o(○,\s\up1(23))光照強(qiáng)度eq\o(○,\s\up1(24))溫度eq\o(○,\s\up1(25))光照強(qiáng)弱eq\o(○,\s\up1(26))CO2濃度議一議：(1)不同波長(zhǎng)的光穿透性不同，不同藻類吸收不同波長(zhǎng)的光。(2)紅光、藍(lán)紫光屬于對(duì)植物光合作用最有效的光譜，因此可以補(bǔ)充這兩種光達(dá)到增產(chǎn)的目的。連一連：①－A－b②－C－a③－E－e④－D－c⑤－B－d想一想：光合速率或稱光合強(qiáng)度是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行光合作用的量(如釋放多少氧，消耗多少CO2)。它分為表觀光合速率和真正光合速率兩種類型，在光照條件下，人們測(cè)得的CO2吸收量是植物從外界環(huán)境吸收的CO2總量，叫表觀光合速率。真正光合速率是指植物在光照條件下，植物從外界環(huán)境中吸收的CO2的量加上呼吸作用釋放的CO2的量，即植物實(shí)際同化的CO2的量。表觀光合速率小于真正光合速率。判一判：1.√2.×3.×光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析溫馨提示：近幾年生物命題借鑒科學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)成為趨勢(shì)，應(yīng)倍加重視本書特別歸納如下。1．1771年普里斯特利實(shí)驗(yàn)eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(綠色植物＋點(diǎn)燃蠟燭\o(→,\s\up7(玻璃罩密封))蠟燭不易熄滅,綠色植物＋小鼠\o(→,\s\up7(玻璃罩密封))小鼠不易窒息死亡))植物更新空氣缺點(diǎn)：缺乏對(duì)照組(記錄時(shí)漏掉了實(shí)驗(yàn)在陽(yáng)光下進(jìn)行這一重要條件，后來英格豪斯為其糾正)。2．1864年薩克斯實(shí)驗(yàn)提前暗處理——消耗掉葉片中原有的淀粉，避免干擾。eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(實(shí)驗(yàn)組：一半曝光,對(duì)照組：一半遮光))\o(→,\s\up7(脫色處理),\s\do5(碘蒸氣處理))\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(呈深藍(lán)色,不變藍(lán)色))\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(光下產(chǎn)生淀粉,運(yùn)用對(duì)照實(shí)驗(yàn)))))3．1880年恩格爾曼實(shí)驗(yàn)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(水綿,好氧細(xì)菌))eq\o(→,\s\up7(黑暗、無(wú)空氣),\s\do5(顯微鏡觀察))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(極細(xì)光束照射葉綠體→好氧細(xì)菌集中在照光處,完全曝光→好氧細(xì)菌集中在帶狀葉綠體處))實(shí)驗(yàn)組：極細(xì)光束照射處的葉綠體。對(duì)照組：黑暗處的葉綠體和完全曝光的葉綠體。4．20世紀(jì)30年代魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記法。eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(提供H\o\al(18,2)O、CO2→植物釋放的氧氣全部為18O2,提供H2O、C18O2→植物釋放的氧氣全部為O2))eq\a\vs4\al(相互,對(duì)照)反應(yīng)式：6CO2＋12H218Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))C6H12O6＋6H2O＋618O2在光合作用的發(fā)現(xiàn)中，大多數(shù)科學(xué)家們利用了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，使結(jié)果和結(jié)論更科學(xué)、準(zhǔn)確。(1)薩克斯：自身對(duì)照，自變量為光照(一半曝光與另一半遮光)，因變量為顏色變化。(2)恩格爾曼：自身對(duì)照，自變量為光照(照光處與不照光處；黑暗與完全曝光)，因變量為好氧菌的分布。(3)魯賓和卡門：相互對(duì)照，自變量為標(biāo)記物質(zhì)(Heq\o\al(18,2)O與C18O2)，因變量為O2的放射性。(4)普里斯特利：缺少空白對(duì)照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說服力不強(qiáng)。本考點(diǎn)單獨(dú)命題概率低，往往是借鑒經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的方法手段在綜合題或探究題中體現(xiàn)?！镜淅?】(·南昌市一模)德國(guó)科學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處數(shù)小時(shí)“饑餓”處理(消耗掉葉片中的淀粉)后，再把葉片的一部分遮光，其余部分曝光。一段時(shí)間后，將該葉片經(jīng)脫色、漂洗后再用碘液處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遮光部分不變藍(lán)，曝光部分變藍(lán)。下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的分析及結(jié)論合理的是()。①本實(shí)驗(yàn)未設(shè)對(duì)照組②有無(wú)光照是遮光和曝光區(qū)域表現(xiàn)不同結(jié)果的唯一原因③實(shí)驗(yàn)初始時(shí)遮光和曝光區(qū)域均達(dá)到無(wú)淀粉狀態(tài)④實(shí)驗(yàn)證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉A．①～④全部B．只有②③④C．只有①②③D．只有②③解析該實(shí)驗(yàn)中曝光部分與遮光部分形成了對(duì)照，①錯(cuò)誤。該實(shí)驗(yàn)只能證明有淀粉的生成，但不能證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉，④錯(cuò)誤。答案D【思考與評(píng)價(jià)】恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙之處在哪兒？提示主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：①選材方面，選用水綿為實(shí)驗(yàn)材料。水綿不僅具有細(xì)長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且葉綠體呈螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察、分析研究。②將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了光線和氧氣的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。③選用了極細(xì)光束照射，并且選用好氧細(xì)菌檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。④進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的。光合作用過程分析eq\x(\a\vs4\al(高考地位：5年14考)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(天津卷、廣東卷，全國(guó)新課標(biāo)卷、浙江卷、江蘇卷……))))1．識(shí)圖領(lǐng)悟光合作用過程2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較(結(jié)合上圖分析)過程光反應(yīng)暗反應(yīng)圖解條件必須在光下有光、無(wú)光都可以場(chǎng)所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化①水光解2H2Oeq\o(→,\s\up7(光))4[H]＋O2↑②ATP的合成ADP＋Pieq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5(能量))ATP能量轉(zhuǎn)化光能→電能→活躍化學(xué)能，并儲(chǔ)存在ATP中ATP中活躍的化學(xué)能→(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能關(guān)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ADP和Pi；②沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無(wú)法合成★★★本考點(diǎn)是歷年高考命題的重要內(nèi)容，試題側(cè)重考查考生對(duì)光合作用過程圖解的理解與分析，如光反應(yīng)與暗反應(yīng)的場(chǎng)所、條件、物質(zhì)變化、能量變化、相互關(guān)系以及在某種環(huán)境因素突然發(fā)生變化的情況下，細(xì)胞中C3和C5的含量變化情況等?！镜淅?】(改編題)綠色植物是主要的能量轉(zhuǎn)換者，是因?yàn)樗鼈兙腥~綠體(圖甲)這一完成能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器，圖乙是圖甲中的色素分離結(jié)果，圖丙是在圖甲④結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的生化反應(yīng)，①～④分別代表圖甲中葉綠體的結(jié)構(gòu)。下列相關(guān)敘述中，不正確的是()。A．圖乙中的色素帶由1到4分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，這些色素存在于圖甲②中B．光照條件下，圖甲中的②上能進(jìn)行光反應(yīng)，產(chǎn)生[H]、ATP、O2C．圖甲中①和③的成分和結(jié)構(gòu)相似D．環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定的條件下，圖甲④中的C3含量多于C5E．如果突然降低CO2的濃度，圖丙中的C3含量會(huì)一直下降解析圖乙中左側(cè)有濾液細(xì)線，色素的擴(kuò)散是從左向右的，所以1～4分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。圖甲中的①和③分別是葉綠體的內(nèi)膜和外膜，它們的成分和結(jié)構(gòu)相似。光照條件下，②類囊體膜上能發(fā)生光反應(yīng)，產(chǎn)生[H]、ATP、O2。分析圖丙中的過程要從兩個(gè)方面進(jìn)行：一是環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，暗反應(yīng)中的兩個(gè)過程、光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間均處于一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，由于一個(gè)C5對(duì)應(yīng)著兩個(gè)C3，所以C3含量要比C5高；另一方面，當(dāng)環(huán)境條件突然改變時(shí)，如CO2濃度突然降低時(shí)，短時(shí)間內(nèi)由于CO2固定過程減弱而C3的還原過程仍在進(jìn)行，故C3含量降低而C5含量升高，但一段時(shí)間后，反應(yīng)過程又達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，所以C3含量不會(huì)一直下降。答案E影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用eq\a\vs4\al(高考地位：5年26考)eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(山東卷、浙江卷、海南卷，全國(guó)課標(biāo)卷、江蘇卷、福建卷、安徽卷……))溫馨提示：以下內(nèi)容為難點(diǎn)，高考時(shí)又為出題熱點(diǎn)，望認(rèn)真復(fù)習(xí)，真正掌握。一、內(nèi)部因素對(duì)光合作用速率的影響1．同一植物的不同生長(zhǎng)發(fā)育階段曲線分析：在外界條件相同的情況下，光合作用速率由弱到強(qiáng)依次是幼苗期、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期、開花期。應(yīng)用：根據(jù)植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段光合作用速率不同，適時(shí)、適量地提供水肥及其他環(huán)境條件，以使植物茁壯成長(zhǎng)。2．同一葉片的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期曲線分析：隨幼葉發(fā)育為壯葉，葉面積增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合速率增大；老葉內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時(shí)換新葉，都是根據(jù)其原理，可降低其細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物。二、單因子變量對(duì)光合作用的影響(外界因素)1．光照——光合作用的動(dòng)力①光照時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多。②光質(zhì)，由于色素吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光最多，吸收綠光最少，故不同波長(zhǎng)的光對(duì)光合作用的影響不一樣，建溫室時(shí)，選用無(wú)色透明的玻璃(或塑料薄膜)做頂棚，能提高光能利用率。③光照強(qiáng)度：在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，增加光照強(qiáng)度可提高光合作用速率。曲線分析：A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放CO2量表示此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。AB段表明光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合作用速率逐漸加強(qiáng)，CO2的釋放量逐漸減少，有一部分用于光合作用；而到B點(diǎn)時(shí)，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，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比較低，如上圖虛線所示。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置，冬季溫室栽培避免高溫等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。2．光照面積曲線分析：OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn)為光合作用面積的飽和點(diǎn)。隨葉面積的增大，光合作用強(qiáng)度不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照不足。OB段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加，呼吸量(OC段)不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長(zhǎng)。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。3．CO2濃度曲線分析：圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)；圖2中的A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。兩圖中的B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。應(yīng)用：大田要“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥；溫室內(nèi)可適當(dāng)補(bǔ)充CO2，即適當(dāng)提高CO2濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。4．必需礦質(zhì)元素曲線分析：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會(huì)因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降。應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。5．溫度曲線分析：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。三、多因子變量對(duì)光合作用速率影響的分析(外界因素)曲線分析：O～P段限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其O～P段不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。P～Q段，圖中標(biāo)出的雙因子共同起作用。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)之后，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的另一因子的方法。應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)充入適量的CO2，進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時(shí)，要適當(dāng)提高光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率?？傊筛鶕?jù)具體情況，通過提高光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度等來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。各種環(huán)境因子對(duì)植物光合作用并不是單獨(dú)地發(fā)揮作用，而是綜合作用。但各種因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子為關(guān)鍵因子，因此在分析相關(guān)問題時(shí)，應(yīng)抓關(guān)鍵因子?！铩铩铩镉绊懝夂献饔盟俾实沫h(huán)境因素是高考必考的內(nèi)容?？疾樾问娇梢允沁x擇題也可以是非選擇題，選擇題的考查側(cè)重于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，而非選擇題的考查往往結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來進(jìn)行?！镜淅?】(·全國(guó)大綱理綜，31)金魚藻是一種高等沉水植物，有關(guān)研究結(jié)果如下圖所示(圖中凈光合速率是指實(shí)際光合速率與呼吸速率之差，以每克鮮重每小時(shí)釋放O2的微摩爾數(shù)表示)。據(jù)圖回答下列問題。(1)該研究探討了________________對(duì)金魚藻________的影響。其中，因變量是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)該研究中凈光合速率達(dá)到最大時(shí)的光照度為________lx。在黑暗中，金魚藻的呼吸速率是每克鮮重每小時(shí)消耗氧氣________μmol。(3)該研究中凈光合速率隨pH變化而變化的主要原因是________________________________________________________________________。破題關(guān)鍵解析本題主要考查環(huán)境因素對(duì)光合作用影響的相關(guān)知識(shí)。(1)由圖示信息知：實(shí)驗(yàn)研究了光照度、NaHCO3濃度、pH對(duì)金魚藻凈光合速率的影響。因變量隨自變量變化而變化，曲線圖的橫、縱坐標(biāo)分別表示自變量和因變量。(2)由圖b知：金魚藻達(dá)到最大凈光合速率所對(duì)應(yīng)的光照度處于10.0×103lx和15.0×103lx之間，即12.5×103lx。由圖a知：曲線與縱軸的交點(diǎn)即為金魚藻在黑暗環(huán)境中的耗氧速率。(3)因pH能影響酶的活性，故凈光合速率隨pH變化而變化。答案(1)光照度、pH、NaHCO3濃度凈光合速率凈光合速率(2)12.5×1038(3)酶活性受pH的影響【訓(xùn)練】(·日照測(cè)試)如下圖所示，圖甲表示某大棚蔬菜葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)和相關(guān)代謝情況，其中a～f代表O2或CO2。圖乙表示該植物在適宜條件下O2凈產(chǎn)量(光合作用的O2產(chǎn)生量－呼吸作用的O2消耗量)與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系曲線。據(jù)圖回答下列問題。(1)在圖甲中，b可代表______，物質(zhì)b進(jìn)入箭頭所指的結(jié)構(gòu)后與______結(jié)合，生成大量的________。(2)在適宜的條件下，若用CO2、Heq\o\al(18,2)O供給植物進(jìn)行代謝，則甲圖中的d所代表的物質(zhì)應(yīng)是________。(3)在圖乙中，A點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)生成的物質(zhì)有________________，在N點(diǎn)后O2凈產(chǎn)量的增長(zhǎng)逐漸減慢并趨向平衡，其制約的內(nèi)在和外在因素分別是________________、__________________。(4)在其他條件不變的情況下，適當(dāng)提高棚內(nèi)的溫度，可以提高蔬菜的產(chǎn)量，此時(shí)乙圖中N點(diǎn)向________(左、右)移動(dòng)。(5)在圖乙P點(diǎn)所處的狀態(tài)時(shí)，葉綠體內(nèi)ATP移動(dòng)的方向是______________________。解析該題以圖解和坐標(biāo)曲線的形式考查光合作用、呼吸作用的過程。兩者互相提供原料，光合作用需要線粒體中呼吸作用釋放的CO2來合成有機(jī)物，線粒體中呼吸作用要消耗光合作用產(chǎn)生的O2，同時(shí)會(huì)分解光合作用合成的有機(jī)物為生物生命活動(dòng)提供直接的能源物質(zhì)。曲線的A點(diǎn)光照強(qiáng)度為零，此時(shí)只進(jìn)行呼吸作用，P點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度。答案(1)O2[H]ATP和水(2)18O2(3)CO2和H2O葉綠體的數(shù)量等二氧化碳濃度(或溫度)等(4)左(5)從類囊體的薄膜到葉綠體基質(zhì)?？家族e(cuò)點(diǎn)：光照與CO2濃度驟然變化時(shí)，因光合作用中間產(chǎn)物(C3、C5、[H]、ATP)及終產(chǎn)物(C6H12O6、O2)的動(dòng)態(tài)分析不到位而出錯(cuò)?！镜淅侩x體葉綠體在光下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，如果突然中斷CO2的供應(yīng)，下列關(guān)于短時(shí)間內(nèi)葉綠體中ATP與O2的相對(duì)含量變化的示意圖中，正確的是()。解析光合作用穩(wěn)定時(shí)，ATP與ADP的轉(zhuǎn)化也相對(duì)穩(wěn)定；突然中斷CO2的供給使C3驟減，ATP因失去作用對(duì)象而終止水解，此時(shí)的光反應(yīng)繼續(xù)利用ADP合成ATP。當(dāng)ADP和NADP＋耗盡后，光反應(yīng)也停止，不再產(chǎn)生O2。答案B錯(cuò)因分析本題易錯(cuò)之處是不能對(duì)光合作用(包括光反應(yīng)和暗反應(yīng))過程涉及的諸多物質(zhì)含量的變化進(jìn)行相互聯(lián)系、動(dòng)態(tài)分析，如本題中CO2供應(yīng)的減少，導(dǎo)致暗反應(yīng)減弱，從而影響光反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)外界因素中光照強(qiáng)弱、CO2濃度驟然變化時(shí)，短時(shí)間內(nèi)將直接影響光合作用過程中C3、C5、[H]、ATP及C6H12O6生成量，進(jìn)而影響葉肉細(xì)胞中這些物質(zhì)的含量，它們的關(guān)系歸納如下：(1)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光照強(qiáng)→弱,CO2供應(yīng)不變))eq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)減弱))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1([H]減少,ATP減少))eq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3還原減弱,CO2固定仍正常進(jìn)行))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量上升,C5含量下降))→eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(CH2O合,成量減少))即：停止光照(強(qiáng)→弱)時(shí)，[H]↓，ATP↓，C3↑，C5↓，(CH2O)↓。(如圖甲)(2)同理：突然增強(qiáng)光照時(shí)，[H]↑，ATP↑，C3↓，C5↑，(CH2O)↑。(如圖乙)(3)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光照不變,減少CO2供應(yīng)))eq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(CO2固定減弱,C3還原仍正常進(jìn)行))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量下降,C5含量上升))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1([H]相對(duì)增加,ATP相對(duì)增加))→eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(CH2O合成,量相對(duì)減少))即：停止(減少)CO2供應(yīng)時(shí)，C3↓，C5↑，[H]↑，ATP↑，(CH2O)↓。(如圖丙)(4)同理：突然增加CO2供應(yīng)時(shí)，C3↑，C5↓，[H]↓，ATP↓，(CH2O)↑。(如圖丁)糾錯(cuò)演練(·全國(guó)新課標(biāo)卷，29)在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢(shì)如下圖?；卮鹣铝袉栴}。(1)圖中物質(zhì)A是________(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是________________；將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是___________________。(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，物質(zhì)A的濃度將比B的________(低、高)。(4)CO2濃度為0.003%時(shí)，該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時(shí)的________(高、低)，其原因是________________________。解析本題考查光合作用過程及同學(xué)們從曲線中獲取有效信息的能力。當(dāng)環(huán)境中二氧化碳濃度降低時(shí)，C5(物質(zhì)B)和CO2結(jié)合生成C3(物質(zhì)A)的速率減慢，而C3(物質(zhì)A)的還原生成C5(物質(zhì)B)不受影響，C5(物質(zhì)B)的含量升高，C3(物質(zhì)A)的含量降低。當(dāng)達(dá)到新的平衡后，由于一分子的C5(物質(zhì)B)和CO2結(jié)合可以生成兩分子的C3(物質(zhì)A)，最終物質(zhì)A的濃度比物質(zhì)B高。答案(1)C3化合物(2)暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定，即C3和C5化合物的含量穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)特點(diǎn)，此時(shí)C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍當(dāng)環(huán)境中CO2濃度突然降低時(shí)，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導(dǎo)致C5化合物積累(3)高(4)低CO2濃度低時(shí)，暗反應(yīng)強(qiáng)度減弱，所需要ATP和[H]少綠葉中色素的提取和分離eq\x(\a\vs4\al(高考地位：5年8考)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(四川卷、海南卷、上海卷，廣東卷、江蘇卷))))1．實(shí)驗(yàn)原理(1)提?。喝~綠體中的色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。(2)分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。關(guān)鍵詞及其與試劑的對(duì)應(yīng)關(guān)系提取色素——無(wú)水乙醇；分離色素——層析液。2．實(shí)驗(yàn)程序eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(稱量5g綠色葉片并剪碎加入少量,SiO2、CaCO3和10mL無(wú)水乙醇)\a\vs4\al(→研缽→),研磨→過濾→收集到試管內(nèi)并塞緊管口))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①將干燥的濾紙剪成長(zhǎng)與寬略小于試管長(zhǎng)與直徑的濾紙條，剪去一端兩個(gè)角,②在距離剪角一端1cm處用鉛筆畫線))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線處均勻地畫一條直的濾液細(xì)線,②干燥后，再重復(fù)畫1～2次))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(①將適量的層析液倒入試管中層析液高度不超過濾液細(xì)線,②將濾紙條尖端朝下輕輕插入層析液,③用棉塞塞緊試管口)))eq\o(→,\s\up7(紙),\s\do5(層析))—eq\a\vs4\al(濾紙條上出現(xiàn)四條寬度、顏色不同的色素帶)整理、洗手3．實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵(1)葉片要新鮮、顏色要深綠，含有較多色素。(2)研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被活細(xì)胞內(nèi)的葉綠素酶水解。充分研磨使葉綠體完全破裂，提取較多的色素。(3)制備濾紙條時(shí)，要將濾紙條的一端剪去兩角，這樣可以使色素在濾紙條上擴(kuò)散均勻，便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(4)濾液細(xì)線不僅要求細(xì)、直，而且要求含有較多的色素，所以要求待濾液干后再畫1～2次。(5)濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶或色素較少。(1)從色素帶的寬度可推知色素含量的多少；(2)從色素帶的位置可推知色素在層析液中溶解度大??；(3)在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠(yuǎn)的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。本考點(diǎn)以往高考命題側(cè)重于以選擇題的形式考查實(shí)驗(yàn)的方法步驟以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。但近兩年的試題回避了慣常實(shí)驗(yàn)考查的形式，而是以簡(jiǎn)答題形式對(duì)選材、實(shí)驗(yàn)步驟分析、變量分析和推測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因進(jìn)行了考查應(yīng)重視?！镜淅?·上海單科，17)右圖表示葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)中紙層析的結(jié)果，據(jù)圖判斷用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片顏色為()。A．紅色B．黃色C．綠色D．紫色解析本題主要考查葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)及濾紙條上各色素帶的位置、粗細(xì)(含量)、顏色等方面的相關(guān)知識(shí)。在葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中，濾紙條上的四條色素帶距點(diǎn)樣處的距離由近及遠(yuǎn)分別是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，由圖可知，葉綠素含量比類胡蘿卜素含量少，用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片應(yīng)呈黃色。B選項(xiàng)正確。答案B【訓(xùn)練1】(·廣東理綜，29)中國(guó)的飲食講究“色香味”，顏色會(huì)影響消費(fèi)。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長(zhǎng)很快的入侵植物水葫蘆為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。Ⅰ.提取葉綠素eq\x(\a\al(綠色,葉片))eq\o(→,\s\up7(X),\s\do5(碳酸鈣))eq\x(\a\al(提取,液))→eq\x(\a\al(過濾,液))→eq\x(\a\al(濃縮,液))→eq\x(\a\al(葉綠素,粗產(chǎn)品))Ⅱ.探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25℃)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方法和結(jié)果如下表。實(shí)驗(yàn)組號(hào)葉綠素溶液/mL調(diào)pH至處理時(shí)間/min溶液顏色①3.0Y10綠色②3.07.010綠色③3.06.010黃綠色④3.05.010黃褐色注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)回答問題。(1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)表中Y應(yīng)該為________，原因是________________________________________________________________________。(3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于________食品，否則________________________________________________________________________。(4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請(qǐng)你提供檢測(cè)方法并寫出主要步驟。________________________________________________________________________。解析葉綠素易溶于有機(jī)溶劑，如丙酮或無(wú)水乙醇中；探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響時(shí)，要有酸性、中性和堿性等不同條件；由表格信息可知，酸性條件下可使葉綠素變成黃褐色；可借鑒課本中色素的分離方法進(jìn)行色素種類的鑒定。答案(1)對(duì)人無(wú)害的有機(jī)溶劑(食用酒精)葉綠素溶于有機(jī)溶劑和應(yīng)考慮溶劑對(duì)人體的影響(2)8.0實(shí)驗(yàn)中自變量的變化應(yīng)有規(guī)律和應(yīng)考慮堿性pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響(3)酸性由于葉綠素被破壞造成食品失綠而影響品質(zhì)(4)紙層析法。其主要步驟：①制備濾紙條，②畫色素液細(xì)線，③用層析液分離色素，④觀察色素帶【訓(xùn)練2】(·海南單科，9)關(guān)于葉綠體色素的敘述，錯(cuò)誤的是()。A．葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光B．綠葉中葉綠素和類胡蘿卜素含量不同C．利用紙層析法可分離4種葉綠體色素D．乙醇提取的葉綠體色素不能吸收光能解析本題主要考查葉綠體色素的種類、含量、吸收光的種類等方面的知識(shí)。葉綠素a、葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。綠葉中葉綠素約占eq\f(3,4)，類胡蘿卜素約占eq\f(1,4)。利用層析液可分離葉綠體色素，提取的葉綠體色素仍可吸收光能，但葉綠體結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致不能進(jìn)行完整的光合作用。答案D光合作用原理及應(yīng)用1.(·海南單科，8)將一株生長(zhǎng)正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，玻璃容器內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢(shì)是()。A．一直降低，直至為零B．一直保持穩(wěn)定，不變化C．降低至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定D．升高至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定解析本題考查植物光合作用與呼吸作用相互關(guān)系方面的知識(shí)。在適宜條件下光照培養(yǎng)，植物能進(jìn)行光合作用且光合作用速率大于呼吸作用速率，這樣會(huì)導(dǎo)致密閉的玻璃容器內(nèi)的CO2逐漸減少，光合作用速率隨密閉玻璃容器內(nèi)CO2的減少而降低，直至光合作用速率降低到與呼吸作用速率相等，此時(shí)CO2濃度在一定水平保持相對(duì)穩(wěn)定。答案C2．(·山東理綜，2)夏季晴朗的一天，甲、乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說法正確的是()。A．甲植株在A點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用B．乙植株在E點(diǎn)有機(jī)物積累量最多C．曲線B～C段和D～E段下降的原因相同D．兩曲線B～D段不同的原因可能是甲植株氣孔無(wú)法關(guān)閉解析本題主要考查了環(huán)境因素對(duì)植物光合速率影響的相關(guān)知識(shí)。圖中兩曲線可表示植物的凈光合速率，A點(diǎn)時(shí)光合速率等于呼吸速率，說明甲植株在A點(diǎn)前就已經(jīng)開始進(jìn)行光合作用，A錯(cuò)誤；乙植株在18時(shí)后凈光合速率小于0，該植株在18時(shí)有機(jī)物的積累量最多，B錯(cuò)誤；曲線B～C段下降的原因是氣孔關(guān)閉，乙植株因二氧化碳供應(yīng)不足導(dǎo)致光合速率下降，曲線D～E段光合速率下降的原因則是光照強(qiáng)度減弱，C錯(cuò)誤；分析兩曲線B～D段可知，中午時(shí)乙植株出現(xiàn)凈光合速率先下降后上升的現(xiàn)象，這可能是由于乙植株氣孔發(fā)生關(guān)閉造成的，而甲植株沒有發(fā)生類似的現(xiàn)象可能是甲植株氣孔無(wú)法關(guān)閉，D正確。答案D3．(·廣東理綜，26節(jié)選)荔枝葉片發(fā)育過程中，凈光合速率及相關(guān)指標(biāo)的變化見下表。葉片發(fā)育時(shí)期葉面積(最大面積/%)eq\f(總?cè)~綠素含量,mg·g－1·fw－1)氣孔相對(duì)開放度/%eq\f(凈光合速率,μmolCO2·m－2·s－1)A新葉展開前19－－－2.8B新葉展開中871.1551.6C新葉展開完成1002.9812.7D新葉已成熟10011.11005.8注：“－”表示未測(cè)數(shù)據(jù)。(1)B的凈光合速率較低，推測(cè)原因可能是：①葉綠素含量低，導(dǎo)致光能吸收不足；②________，導(dǎo)致________。(2)將A、D分別置于光溫恒定的密閉容器中，一段時(shí)間后，A的葉肉細(xì)胞中，將開始積累________；D的葉肉細(xì)胞中，ATP含量將________。(3)與C相比，D的葉肉細(xì)胞的葉綠體中，數(shù)量明顯增多的結(jié)構(gòu)是________。解析本題主要考查光合作用的原理及影響光合速率的外界因素的相關(guān)知識(shí)。(1)通過分析可知B的總?cè)~綠素含量低，并且氣孔相對(duì)開放度較小，前者導(dǎo)致光能吸收不足，后者使二氧化碳供應(yīng)不足，所以B的凈光合速率較低。(2)A的凈光合速率小于0，說明細(xì)胞呼吸吸收的氧氣量高于光合作用產(chǎn)生的氧氣量，一段時(shí)間后密閉容器中氧氣含量不足，葉肉細(xì)胞由于進(jìn)行無(wú)氧呼吸而開始積累酒精；D的葉肉細(xì)胞中由于凈光合速率大于0，一段時(shí)間后密閉裝置中的二氧化碳濃度降低，C3合成不足，C3的還原量減少，ATP的含量增多。(3)與C相比，D葉片的總?cè)~綠素含量較高，由此可判斷D的葉肉細(xì)胞的葉綠體中基粒(類囊體)的數(shù)量較多。答案(1)氣孔相對(duì)開放度小CO2吸收不足(2)乙醇增加(3)類囊體(基粒)4．(·浙江理綜，30節(jié)選)某植物在停止供水和恢復(fù)供水條件下，氣孔開度(即氣孔開放程度)與光合速率的變化如圖所示，請(qǐng)回答下列問題。(1)停止供水后，光合速率下降。這是由于水是________的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)________的主要介質(zhì)。(2)在溫度、光照相同的條件下，圖中A點(diǎn)與B點(diǎn)相比，光飽和點(diǎn)低的是________點(diǎn)，其主要原因是________________________________________________________________________。(3)停止供水一段時(shí)間后，葉片發(fā)黃，原因是__________________________________________________________。此時(shí)類囊體結(jié)構(gòu)破壞，提供給暗反應(yīng)的______________減少。解析此題考查光合作用的相關(guān)知識(shí)。(1)水是光合作用光反應(yīng)階段的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕橘|(zhì)，停止供水，植物光合速率下降。(2)光飽和點(diǎn)是指達(dá)到最大光合速率時(shí)的光照強(qiáng)度，在一定CO2濃度范圍內(nèi)，CO2濃度越低，光飽和點(diǎn)越低。停止供水后，植物蒸騰作用降低，氣孔開度變小，CO2吸收減少，故B點(diǎn)的光飽和點(diǎn)較A點(diǎn)低。(3)停止供水一段時(shí)間后，細(xì)胞內(nèi)自由水減少，葉綠素合成速度變慢或停止，類胡蘿卜素的顏色顯露出來，故葉片發(fā)黃。此時(shí)類囊體結(jié)構(gòu)破壞，光反應(yīng)減弱，提供給暗反應(yīng)的[H]和ATP減少。答案(1)光合作用運(yùn)輸(2)B氣孔開度降低，CO2吸收減少(答出一項(xiàng)即可)(3)葉綠素合成速度變慢或停止(或葉綠素分解)，類胡蘿卜素的顏色顯露出來(答出一項(xiàng)即可)[H]和ATP光合色素的作用及其提取實(shí)驗(yàn)5.(·江蘇單科，4)某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進(jìn)行了紅光照射光吸收測(cè)定和色素層析條帶分析(從上至下)，與正常葉片相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是()。A．光吸收差異顯著，色素帶缺第2條B．光吸收差異不顯著，色素帶缺第2條C．光吸收差異顯著，色素帶缺第3條D．光吸收差異不顯著，色素帶缺第3條解析葉綠體中的葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光，所以當(dāng)水稻葉黃素缺失突變體進(jìn)行紅光照射時(shí)，光吸收差異不顯著；對(duì)正常葉片葉綠體中的色素提取后，層析的結(jié)果自上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，故B正確。答案B6．(·四川理綜，30，Ⅰ)科研人員獲得一種葉綠素b完全缺失的水稻突變體，該突變體對(duì)強(qiáng)光照環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題。(1)提取水稻突變體的光合色素，應(yīng)在研磨葉片時(shí)加入________，以防止色素被破壞。用紙層析法分離該突變體葉片的光合色素，缺失的色素帶應(yīng)位于濾紙條的________。(2)該突變體和野生型水稻的O2釋放速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系如上圖所示。當(dāng)光照強(qiáng)度為n時(shí)，與野生型相比，突變體單位面積葉片中葉綠體的氧氣產(chǎn)生速率________。當(dāng)光照強(qiáng)度為m時(shí)，測(cè)得突變體葉片氣孔開放程度比野生型更大，據(jù)此推測(cè)，突變體固定CO2形成________的速率更快，對(duì)光反應(yīng)產(chǎn)生的________消耗也更快，進(jìn)而提高了光合放氧速率。(3)如果水稻出現(xiàn)葉綠素a完全缺失的突變，將無(wú)法進(jìn)行光合作用，其原因是________________________________________________________________________。解析本題主要考查葉綠體色素的提取、分離、色素作用等有關(guān)知識(shí)。(1)葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，研磨葉片時(shí)加入碳酸鈣可防止色素被破壞。紙層析法分離色素得到的色素帶自上而下為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。故突變體缺失的色素帶位于濾紙條最下端。(2)葉綠體產(chǎn)氧速率＝凈產(chǎn)氧速率＋呼吸速率。光強(qiáng)為n時(shí)，突變體與野生型水稻凈產(chǎn)氧速率相等，但突變體呼吸速率較大，故突變體葉片中葉綠體產(chǎn)氧速率較大。光強(qiáng)為m時(shí)，突變體葉片氣孔開放程度更大，吸收、固定CO2速率更高，故C3產(chǎn)生速率及其被還原過程中的[H]、ATP的消耗速率也較大。(3)因只有少數(shù)特殊狀態(tài)下的葉綠素a可完成光能轉(zhuǎn)換，故葉綠素a缺失突變體將無(wú)法進(jìn)行光合作用。答案(1)CaCO3最下端(2)較大C3[H]、ATP(3)缺失葉綠素a不能完成光能轉(zhuǎn)換光合作用相關(guān)實(shí)驗(yàn)的考查7.(·全國(guó)卷)為探究不同條件對(duì)葉片中淀粉合成的影響，將某植物在黑暗中放置一段時(shí)間，耗盡葉片中的淀粉。然后取生理狀態(tài)一致的葉片，平均分成8組，實(shí)驗(yàn)處理如下表所示。一段時(shí)間后，檢測(cè)葉片中有無(wú)淀粉，結(jié)果如下表。編號(hào)組1組2組3組4組5組6組7組8處理葡萄糖溶液浸泡溶液中通入空氣葡萄糖溶液浸泡溶液中通入CO2和N2蒸餾水浸泡水中通入空氣蒸餾水浸泡水中通入CO2和N2光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗檢測(cè)結(jié)果有淀粉有淀粉有淀粉無(wú)淀粉有淀粉無(wú)淀粉有淀粉無(wú)淀粉回答下列問題。(1)光照條件下，組5葉片通過________________作用產(chǎn)生淀粉；葉肉細(xì)胞釋放出的氧氣來自于________________的光解。(2)在黑暗條件下，葉片能進(jìn)行有氧呼吸的組別是________。(3)組2葉片中合成淀粉的原料是________，直接能源物質(zhì)是________，后者是通過________產(chǎn)生的。與組2相比，組4葉片無(wú)淀粉的原因是________________________。(4)如果組7的蒸餾水中只通入N2，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果是葉片中________(有、無(wú))淀粉。解析本題綜合考查了光合作用和呼吸作用及同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)分析能力。(1)植物體通過光合作用合成有機(jī)物；H2O光解后產(chǎn)生氧氣。(2)有氧呼吸離不開氧氣的供應(yīng)，組2和組6有氧氣的供應(yīng)，可以進(jìn)行有氧呼吸。(4)如果組7的蒸餾水中只通入N2，葉片會(huì)因缺少二氧化碳的供應(yīng)而不能進(jìn)行光合作用，不能合成有機(jī)物。答案(1)光合H2O(2)組2和組6(3)葡萄糖ATP有氧呼吸組4無(wú)氧氣，葉片不能進(jìn)行有氧呼吸，淀粉合成缺少ATP(4)無(wú)疑難聚焦，專講專練一——光合作用和細(xì)胞呼吸綜合題型專訓(xùn)一、光合——呼吸中“CO2與O2交換”的物理模型綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)完成的，而細(xì)胞呼吸主要在線粒體內(nèi)進(jìn)行。兩者之間的關(guān)系從物質(zhì)交換的角度來看，主要涉及的是O2和CO2的去路與來源問題。通過構(gòu)建物理模型可以進(jìn)一步加深對(duì)光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度之間的內(nèi)在聯(lián)系的理解和認(rèn)識(shí)。1．模型構(gòu)建2．模型解讀綠色植物進(jìn)行光合——呼吸過程中，O2和CO2的去路與來源：(1)葉綠體光合作用產(chǎn)生O2的去路：①用于植物呼吸作用；②釋放到周圍的環(huán)境中。(2)葉綠體光合作用利用CO2的來源：①來自植物自身的呼吸作用；②從外界環(huán)境中吸收(若是水生植物，則從周圍的水中吸收)。光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度間的關(guān)系，可參見下表：光照條件生理過程氣體進(jìn)出圖解生物學(xué)含義無(wú)光照(或黑暗)⑤和⑥只進(jìn)行呼吸作用弱光照①②⑤⑥光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度較強(qiáng)光照①②光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度強(qiáng)光照①②③④光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度二、光合——呼吸中“光合速率與光照、溫度”的數(shù)學(xué)模型更多的曲線參見前面所講內(nèi)容！模型解讀1．界定總光合速率、呼吸速率與表觀(凈)光合速率(1)呼吸速率①概念：是指單位面積的葉片在單位時(shí)間內(nèi)分解有機(jī)物的速率。②表示方法：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，釋放的CO2量或吸收的O2量。③測(cè)定條件：黑暗條件下。(2)表觀(凈)光合速率：光照下測(cè)定的CO2吸收速率(或O2釋放速率)。(3)實(shí)際(總)光合速率：植物在光下實(shí)際合成有機(jī)物的速率。計(jì)算公式：實(shí)際光合速率＝表觀(凈)光合速率＋呼吸速率。具體可表示為：實(shí)際光合速率＝從外界吸收CO2的速率＋呼吸釋放CO2的速率，或?qū)嶋H光合速率＝釋放O2的速率＋呼吸消耗O2的速率。(4)真正光合速率、凈光合速率與呼吸速率的常用表示方法(如下表)真正光合速率O2產(chǎn)生(生成)速率或葉綠體釋放O2量CO2固定速率或葉綠體吸收CO2量有機(jī)物產(chǎn)生(制造、生成)速率凈光合速率植物或葉片或葉肉細(xì)胞O2釋放速率植物或葉片或葉肉細(xì)胞CO2吸收速率有機(jī)物積累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2釋放速率有機(jī)物消耗速率2.光合速率與植物生長(zhǎng)的關(guān)系(1)當(dāng)凈(表觀)光合速率>0時(shí)，植物積累有機(jī)物而生長(zhǎng)；(2)凈光合速率＝0時(shí)，植物不能生長(zhǎng)；(3)凈光合速率<0時(shí)，植物不能生長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間處于此種狀態(tài)，植物將死亡。由圖乙可看出，最有利于植物生長(zhǎng)的應(yīng)為凈光合速率的至高點(diǎn)，而非真正光合速率的至高點(diǎn)?！镜淅?】如圖甲表示a、b兩種植物光合速率隨光照強(qiáng)度改變的變化曲線，圖乙表示將a植物放在不同濃度CO2環(huán)境條件下，a植物光合速率受光照強(qiáng)度影響的變化曲線。請(qǐng)分析回答下列問題。(1)在較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)陰雨的環(huán)境中，生長(zhǎng)受到顯著影響的植物是________。(2)圖甲中的A點(diǎn)表示________。如果以缺鎂的完全營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)a植物幼苗，則B點(diǎn)的移動(dòng)方向是________________________________________________________________________。(3)在C點(diǎn)時(shí)，葉綠體中ADP的移動(dòng)方向是從________向________移動(dòng)。如圖所示中與C點(diǎn)相符合的是________________________________。(4)與D點(diǎn)相比，E點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中C3的含量________；與F點(diǎn)相比，E點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中C3的含量________。(填“高”“低”或“基本一致”)(5)當(dāng)光照強(qiáng)度為g時(shí)，比較植物a、b的有機(jī)物積累速率M1、M2的大小和有機(jī)物合成速率N1、N2的大小，結(jié)果應(yīng)分別為M1________M2、N1________N2。(6)增施農(nóng)家肥可以提高光合效率的原因是____________________________________________________________________________________________。解析根據(jù)坐標(biāo)曲線的含義可知，圖甲是以光照強(qiáng)度和植物種類為自變量的多變量模型，圖乙是以光照強(qiáng)度和CO2濃度為自變量的多變量模型。(1)在較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)陰雨的環(huán)境中，由于光照不足，a植物生長(zhǎng)受到顯著影響。(2)圖甲中，A點(diǎn)光照強(qiáng)度為零，植物不能進(jìn)行光合作用，此時(shí)A點(diǎn)表示a植物的呼吸速率。若缺Mg，a植物中的葉綠素減少，使光反應(yīng)受到抑制，只有通過增加光照強(qiáng)度來提高光合速率，才能使光合速率與呼吸速率相等，即B點(diǎn)右移。(3)C點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度最大，在葉綠體基質(zhì)中ATP不斷被分解產(chǎn)生ADP，并移向類囊體薄膜參與ATP的合成。(4)E點(diǎn)與D點(diǎn)相比，兩者CO2濃度相等，所以C3的來源不變，但E點(diǎn)的光照強(qiáng)度較大，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]多，有利于C3的還原，使其去路增多，所以C3含量降低；E點(diǎn)與F點(diǎn)相比，光照強(qiáng)度相同，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]相等，所以C3的去路不變，但E點(diǎn)CO2濃度較大，即有利于C3的生成，故C3的含量增加。(5)G點(diǎn)是a與b曲線的交點(diǎn)，所以此時(shí)M1＝M2，而a植物的呼吸速率大于b植物的，因此N1>N2。(6)農(nóng)家肥即有機(jī)肥，分解后可為農(nóng)作物提供CO2和礦質(zhì)元素，有利于光合作用的進(jìn)行。答案(1)a(2)a植物的呼吸速率向右(3)葉綠體基質(zhì)類囊體薄膜D(4)低高(5)＝>(6)農(nóng)家肥被微生物分解為農(nóng)作物提供CO2；提供礦質(zhì)元素；促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)，提高土壤的通氣性，促進(jìn)植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收(答出任意兩項(xiàng)即可)【訓(xùn)練1】如圖是葉肉細(xì)胞在不同光照強(qiáng)度下葉綠體與線粒體的代謝簡(jiǎn)圖。以下相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()。A．細(xì)胞①處于黑暗環(huán)境中，那么該細(xì)胞單位時(shí)間釋放的CO2量即為呼吸速率B．細(xì)胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2交換，可斷定此時(shí)光合速率等于呼吸速率C．細(xì)胞③處在較強(qiáng)光照條件下，細(xì)胞光合作用所利用的CO2量為n1與n2的和D．分析細(xì)胞④可得出，此時(shí)的光照強(qiáng)度較弱且n1小于m2解析細(xì)胞④中，線粒體利用的O2除來自葉綠體外，還要從細(xì)胞外吸收，說明細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸和光合作用的過程中，O2的凈消耗量(吸收量)m2與CO2的凈生成量n1相等，D錯(cuò)誤。答案D三、光合作用、細(xì)胞呼吸的測(cè)定方法及實(shí)驗(yàn)裝置1.表觀(凈)光合速率的測(cè)定方法(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指標(biāo)：植物光合作用釋放氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，毛細(xì)管內(nèi)的水滴右移。單位時(shí)間內(nèi)水滴右移的體積即是光合速率。(3)條件：整個(gè)裝置必須在光下。動(dòng)態(tài)分析：當(dāng)外界條件變化時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律①若呼吸速率增加，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。②若呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。③陰生植物與陽(yáng)生植物相比，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都相應(yīng)向左移動(dòng)。2．細(xì)胞呼吸狀況的實(shí)驗(yàn)測(cè)定歸納欲測(cè)定與確認(rèn)某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，兩套呼吸裝置中的單一變量為NaOH與蒸餾水，即用等量的蒸餾水取代實(shí)驗(yàn)組的NaOH溶液，其他所有項(xiàng)目均應(yīng)一致，加蒸餾水的裝置內(nèi)氣壓變化應(yīng)由CO2與O2共同決定。兩套裝置可如下圖所示，當(dāng)然，此時(shí)仍有必要設(shè)置另一組作誤差校正之用。結(jié)果與分析①若裝置1液滴左移，裝置2液滴不動(dòng)，則表明所測(cè)生物只進(jìn)行有氧呼吸(因有氧呼吸產(chǎn)CO2量與耗O2量相等)。②若裝置1液滴不動(dòng)，裝置2液滴右移，則表明所測(cè)生物只進(jìn)行無(wú)氧呼吸(因無(wú)氧呼吸只產(chǎn)CO2，不耗O2)。③若裝置1液滴左移，裝置2液滴右移，則表明該生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。④裝置1與裝置2液滴均左移，則呼吸過程中O2吸收量大于CO2釋放量，呼吸底物中可能有脂質(zhì)參與。a．為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確，排除實(shí)驗(yàn)誤差還應(yīng)設(shè)置如圖裝置3，以便校正。b．進(jìn)行結(jié)果與結(jié)論的描述時(shí)應(yīng)“先結(jié)果后結(jié)論”，而不是“先結(jié)論后結(jié)果”，如上?！镜淅?】(·孝感統(tǒng)考)以小球藻為材料做下列兩組實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答下列問題。實(shí)驗(yàn)一小球藻在適宜條件下進(jìn)行光合作用時(shí)，其繁殖速度較快。在相同培養(yǎng)液中，以圖中的裝置Ⅰ和Ⅱ(密封環(huán)境)分別培養(yǎng)相同品質(zhì)和數(shù)量的小球藻。將兩個(gè)裝置都放在陽(yáng)光下，一定時(shí)間后，觀察裝置Ⅰ和Ⅱ發(fā)生的變化。(1)比較B、C兩試管中的小球藻的繁殖速度，可以發(fā)現(xiàn)________試管的繁殖速度較快，其原因在于________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)二如果用圖中E試管和F試管敞開口培養(yǎng)小球藻，E試管用完全培養(yǎng)液，F(xiàn)試管用缺鎂的營(yíng)養(yǎng)液，研究光照強(qiáng)度對(duì)E、F兩試管中小球藻產(chǎn)生氧氣量的影響，結(jié)果如圖。據(jù)圖回答問題。(2)P點(diǎn)的坐標(biāo)值表示的意義是____________________。(3)Q點(diǎn)小球藻釋放的氧氣量為________，其原因是____________________。(4)當(dāng)光照強(qiáng)度小于M時(shí)，限制試管中小球藻光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素是________________________________________________________________________。(5)當(dāng)光照強(qiáng)度沿Q→M方向移動(dòng)時(shí)，造成E、F兩試管氧氣增加量差異的原因是________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)三將若干小球藻、水草及一條小魚放在一個(gè)盛有水的玻璃容器內(nèi)，使之處于氣體密閉狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)在溫度適宜的暗室中進(jìn)行，將玻璃容器用黑紙包裹遮光，在距玻璃容器0.3m處用不同功率的燈泡給予光照1h時(shí)(每換一次燈泡有一個(gè)間歇期，間歇期間足以使玻璃容器內(nèi)的含氧量恢復(fù)到初始實(shí)驗(yàn)狀態(tài))，其間用儀器記錄該容器內(nèi)氧氣濃度的變化(濃度單位：g/m3)。遮光實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，去掉黑紙，實(shí)施上述同樣的實(shí)驗(yàn)操作步驟．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。15W20W25W30W35W40W45W遮光－10－10－10－10－10－10－10不遮光－6－4－20＋2＋5＋10(6)不遮光的容器在光照為25W時(shí)產(chǎn)生的氧氣量是________g/m3，消耗的氧氣量是________g/m3。(7)當(dāng)光照強(qiáng)度大于________W時(shí)，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)才有可能得以長(zhǎng)期維持。(8)實(shí)驗(yàn)中黑紙包裹容器的作用是用來測(cè)定______________________。解析(1)A燒瓶中的酵母菌是兼性厭氧型生物，通過呼吸作用可產(chǎn)生CO2，而D燒瓶進(jìn)行的是乳酸發(fā)酵，乳酸發(fā)酵不產(chǎn)生CO2，因此B試管小球藻能進(jìn)行光合作用，繁殖的速度較快。(2)P點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度為零，小球藻只進(jìn)行呼吸作用不進(jìn)行光合作用，因此P點(diǎn)表示光照強(qiáng)度為零時(shí)，E試管內(nèi)小球藻呼吸作用吸收的氧氣量。(3)Q點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)凈光合速率為0，(4)分析坐標(biāo)圖可知，當(dāng)光照強(qiáng)度小于M時(shí)，限制試管中小球藻光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度。(5)F試管的培養(yǎng)液中缺少鎂元素，影響葉綠素的正常合成，因此其中小球藻的光合作用效率比E試管低。(6)分析表可知，小球藻的呼吸速率為10g/m3，當(dāng)光照強(qiáng)度為25W時(shí)，產(chǎn)生的氧氣量是8g/m3。(7)當(dāng)光照強(qiáng)度大于30W時(shí)，凈光合速率大于0，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有可能得以長(zhǎng)期維持。(8)測(cè)定呼吸作用強(qiáng)度需要在黑暗條件下進(jìn)行，這樣可以排除光合作用對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。答案(1)BA瓶產(chǎn)生CO2，D瓶產(chǎn)生乳酸時(shí)不產(chǎn)生CO2(2)在光照強(qiáng)度為零時(shí)，E試管內(nèi)小球藻呼吸作用吸收的氧氣量(3)0呼吸作用消耗的氧氣量等于光合作用產(chǎn)生的氧氣量(4)光照強(qiáng)度(5)F試管的培養(yǎng)液中缺少鎂元素，影響葉綠素的正常合成，其中小球藻的光合作用效率比E試管低(6)810(7)30(8)呼吸作用消耗的氧氣量【訓(xùn)練2】(·湖南重點(diǎn)中學(xué)調(diào)研)下面三個(gè)裝置可用于研究萌發(fā)的種子的呼吸作用的方式及其產(chǎn)物，有關(guān)分析不正確的是()。A．三個(gè)裝置中的種子都必須進(jìn)行消毒處理，都不需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)B．甲裝置可用于探究呼吸作用是否產(chǎn)生熱量C．乙裝置可用于探究萌發(fā)的種子是否進(jìn)行有氧呼吸D．丙裝置可用于探究萌發(fā)的種子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2解析為排除微生物呼吸作用的影響，種子必須進(jìn)行消毒處理，為排除無(wú)關(guān)變量(外界溫度、氣壓等)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，上述實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。若乙裝置中種子進(jìn)行有氧呼吸，就會(huì)有氧氣的消耗，產(chǎn)生的等體積的二氧化碳被NaOH溶液吸收，裝置瓶?jī)?nèi)氣體體積減小，液滴左移；若只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，則沒有氧氣的消耗，液滴不移動(dòng)。答案A專項(xiàng)集訓(xùn)光合作用、細(xì)胞呼吸綜合題型光合作用、細(xì)胞呼吸關(guān)系的綜合題1.(·湖北八校聯(lián)考)下圖表示某高等綠色植物體內(nèi)的部分生理過程，有關(guān)分析正確的是()。A．能夠在葉肉細(xì)胞生物膜上進(jìn)行的生理過程有Ⅰ、ⅢB．階段Ⅰ生成的[H]可作為還原劑用于⑤過程生成水C．過程①④⑤可為葉肉細(xì)胞吸收Mg2＋等提供動(dòng)力D．過程③④⑤進(jìn)行的場(chǎng)所分別是葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體解析據(jù)圖可知，階段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表光反應(yīng)、暗反應(yīng)、細(xì)胞呼吸，①表示光反應(yīng)產(chǎn)生ATP，②表示C3的還原，③④⑤分別表示二氧化碳的固定、無(wú)氧呼吸、有氧呼吸。能夠在葉肉細(xì)胞生物膜上進(jìn)行的生理過程有Ⅰ(光反應(yīng)發(fā)生于類囊體薄膜)、Ⅲ中的⑤(有氧呼吸的第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上)，故A正確。答案A2．(·山西省四校聯(lián)考)圖1為某植物在不同O2濃度條件下，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸的CO2釋放量變化曲線。圖2為不同光照強(qiáng)度條件下，CO2體積變化量曲線。假定圖2情況下與圖1呼吸速率相同，呼吸底物全部為葡萄糖；圖1中氧氣的吸收量用a表示，有氧呼吸與無(wú)氧呼吸共同釋放的二氧化碳總量用b表示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。(1)圖1中，當(dāng)O2濃度在________范圍時(shí)(填字母)，a＝b。O2濃度為A時(shí)，a與b的關(guān)系式是____________。(2)圖2為氧濃度為A點(diǎn)時(shí)開始測(cè)量的光合速率隨光照強(qiáng)度變化的曲線。當(dāng)光照強(qiáng)度為F時(shí)，光合作用固定的CO2量可表示為________(僅用字母a表示)。(3)圖2中G點(diǎn)處葉肉細(xì)胞進(jìn)行的生理活動(dòng)是_______________。(4)在黑暗條件下，葉肉細(xì)胞中消耗ADP的場(chǎng)所有_____________。解析(1)當(dāng)細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，O2的吸收量等于CO2的釋放量，即a＝b。當(dāng)O2濃度為A時(shí)，由圖可知，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸釋放的CO2量相等，且與有氧呼吸消耗的O2量相同，故b＝2a。(2)O2濃度為A時(shí)，植物呼吸作用釋放的CO2量為2a。光照強(qiáng)度為F時(shí)，光合作用固定的CO2量＝CO2的吸收量＋呼吸作用CO2釋放量＝7a。(3)G點(diǎn)時(shí)，凈光合速率為0，此時(shí)植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，但光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度。(4)葉肉細(xì)胞中消耗的ADP用于合成ATP，黑暗時(shí)不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，故合成ATP的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體。答案(1)C～Eb＝2a(2)7a(3)光合作用、呼吸作用(4)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體3．植物細(xì)胞光合作用與細(xì)胞呼吸之間有密切的聯(lián)系。如圖表示了兩者之間的關(guān)系，請(qǐng)根據(jù)圖示分析回答下面的問題。(1)表示光合作用的是圖①～⑤過程中的________過程。(2)表示有氧呼吸的是圖①～⑤過程中的________過程，在真核細(xì)胞中其發(fā)生場(chǎng)所是________________________________________________________________________。(3)①過程正常進(jìn)行所必需的外界條件是________。(4)有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的共同途徑是________過程。(用圖中數(shù)字表示)(5)如果用同位素3H標(biāo)記參加①過程的水，則同位素3H在上圖光合作用過程中最可能的轉(zhuǎn)移途徑是________________________________________________________________________。(6)在光照最強(qiáng)的夏季中午，由于________(用圖中數(shù)字表示)過程部分受阻，會(huì)導(dǎo)致光合作用速率下降。(7)對(duì)溫室栽培的植物而言，當(dāng)陰雨連綿、光照不足時(shí)，為避免大量減產(chǎn)，應(yīng)設(shè)法降低農(nóng)作物的________(用圖中數(shù)字表示)過程。解析本題綜合考查了光合作用與細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的變化關(guān)系。首先明確圖解中①～⑤過程分別代表“光合－呼吸”中的哪一生理過程是解題的切入點(diǎn)，然后從物質(zhì)轉(zhuǎn)化的“起點(diǎn)”與“終點(diǎn)”及其中的條件來分析判斷。①和②過程分別為光合作用過程中的光反應(yīng)階段——H2O的光解和暗反應(yīng)階段——CO2的固定、還原過程；③④⑤過程分別代表有氧呼吸的第一階段、第二階段和第三階段。有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的相同之處在于第一階段都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成的。①過程中3H標(biāo)記的水光解后會(huì)產(chǎn)生[3H]，[3H]作為還原劑參與暗反應(yīng)中C3的還原，最終進(jìn)入葡萄糖中。夏季中午，光照最強(qiáng)時(shí)，植物氣孔會(huì)關(guān)閉以避免水分的過度散失，這樣外界空氣中的CO2無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致暗反應(yīng)受阻，而出現(xiàn)“午休現(xiàn)象”。處于光照不足條件下的溫室植物，可通過適當(dāng)降低細(xì)胞呼吸以減少植物對(duì)有機(jī)物的消耗。答案(1)①②(2)③④⑤細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(3)光照(4)③(5)3H2O→[3H]→Ceq\o\al(3,6)H12O6(6)②(7)③④⑤側(cè)重坐標(biāo)曲線、柱狀圖、表格的試題4.某同學(xué)為了探究不同條件對(duì)植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響，做了如下實(shí)驗(yàn)：將8株各有20片葉片、大小和長(zhǎng)勢(shì)相似的天竺葵盆栽植株，分別放在密閉的玻璃容器中，在不同實(shí)驗(yàn)條件下，利用傳感器定時(shí)測(cè)定密閉容器中CO2含量的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表，請(qǐng)分析回答下列問題。編號(hào)12345678溫度/℃1010202030304040光照強(qiáng)度/lx10000100001000010000開始時(shí)CO2量/g5.05.05.05.05.05.05.05.012h后CO2量/g4.55.13.55.41.95.92.05.8(1)表中序號(hào)1、3、5、7可構(gòu)成另一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，在該實(shí)驗(yàn)組合中，自變量是________，無(wú)關(guān)變量是____________(至少答兩個(gè))。(2)序號(hào)2、4、6、8可構(gòu)成另一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，則該實(shí)驗(yàn)組合研究的主題是_____________________。(3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖中的坐標(biāo)上標(biāo)出光照強(qiáng)度為1000lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時(shí)的光合作用速率(標(biāo)出相應(yīng)的點(diǎn)即可)，并請(qǐng)注明橫坐標(biāo)所表示的變量和具體數(shù)值。(4)在光照強(qiáng)度為1000lx，溫度為30℃時(shí)，12h每株天竺葵可積累葡萄糖約________g。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。相對(duì)原子質(zhì)量C—12，H—1，O—16)解析(1)表中序號(hào)1、3、5、7可構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，在該實(shí)驗(yàn)組合中，探究的是溫度對(duì)光合作用速率的影響，根據(jù)單一變量原則，自變量是溫度，因變量是密閉容器中二氧化碳含量的變化，無(wú)關(guān)變量有光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、天竺葵盆栽植株的大小和長(zhǎng)勢(shì)、葉片的數(shù)目等。(2)序號(hào)2、4、6、8可構(gòu)成另一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，該實(shí)驗(yàn)的自變量也是溫度，但沒有光照，所以該實(shí)驗(yàn)組合研究的主題是溫度對(duì)植物呼吸作用速率的影響。(3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，光照強(qiáng)度為1000lx，溫度為10℃時(shí)的實(shí)際光合作用速率為凈光合作用速率＋此溫度下的呼吸作用速率，即(5.0－4.5)＋(5.1－5.0)＝0.6(g/12h)，以此類推20℃、30℃和40℃時(shí)的實(shí)際光合作用速率分別為1.9g/12h、4.0g/12h和3.8g/12h。(4)根據(jù)光合作用的反應(yīng)式：6CO2＋12H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))C6H12O6＋6O2＋6H2O，在光照強(qiáng)度為1000lx，溫度為30℃時(shí)，12h每株天竺葵可積累葡萄糖eq\f(180×3.1,6×44)≈2.1(g)。答案(1)溫度光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度(2)溫度對(duì)植物呼吸作用速率的影響(3)見下圖(四個(gè)點(diǎn)正確，橫坐標(biāo)含義正確，不得連線，四個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值依次為0.6、1.9、4.0、3.8)(4)2.15．(·豫北五校教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))屋頂種植植物既利于室內(nèi)降溫又利于改善空氣質(zhì)量。為了提高屋頂植物的生態(tài)效益，有人做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，繪出下列四圖。請(qǐng)回答有關(guān)的問題。(1)圖甲中a物質(zhì)的形成過程中，位于葉綠體的類囊體薄膜上的________將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能。(2)圖乙表示在二氧化碳充足的條件下，某植物光合速率與光照強(qiáng)度和溫度的關(guān)系。在溫度為10℃，光照強(qiáng)度大于________klx后，該植株光合速率不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加。當(dāng)溫度為20℃時(shí)，光照強(qiáng)度由4klx瞬時(shí)上升至12klx，此刻該植株葉綠體內(nèi)C5的含量將________。當(dāng)溫度為30℃、光照強(qiáng)度小于12klx，限制該植株光合速率的主要外界因素是________。(3)圖丙表示某植物的非綠色器官在O2濃度為a、b、c、d時(shí)，CO2釋放量和O2吸收量的關(guān)系圖。若細(xì)胞呼吸的底物是葡萄糖，則在O2濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖量的________倍。(4)圖丁表示在適宜的條件下，一定時(shí)間內(nèi)某無(wú)機(jī)鹽離子從大麥幼根不同部位向莖葉的輸出量和在大麥幼根相應(yīng)部位積累量的變化。在自然情況下，土壤中該無(wú)機(jī)鹽離子的濃度比根細(xì)胞中該無(wú)機(jī)鹽離子的濃度________(填“低”或“高”)，幼根表皮細(xì)胞通過________方式吸收土壤中該無(wú)機(jī)鹽離子。只依據(jù)“幼根相應(yīng)部位積累量”變化的曲線不能確定幼根20～60mm部位對(duì)該無(wú)機(jī)鹽離子的吸收量，理由是___________________________。解析(1)光合色素吸收的光能，在有關(guān)酶的作用下，促進(jìn)ATP的形成。(2)由圖乙可知，溫度為10℃時(shí)，當(dāng)光照強(qiáng)度大于4klx時(shí)，植株光合速率不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加。溫度為20℃時(shí)，當(dāng)光照強(qiáng)度突然增強(qiáng)時(shí)，光反應(yīng)增加，被還原的C3增多，生成的C5增多，而消耗的C5量不變。當(dāng)溫度為30℃、光照強(qiáng)度小于12klx時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，光合速率增加，因此，此時(shí)限制光合速率的外界因素主要是光照強(qiáng)度。(3)氧氣濃度為b時(shí)，O2的吸收量為3個(gè)單位，有氧呼吸消耗的葡萄糖為0.5個(gè)單位，釋放的CO2為3個(gè)單位；CO2總的釋放量為8個(gè)單位，說明還有5個(gè)單位的CO2由無(wú)氧呼吸產(chǎn)生，因此無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖為2.5個(gè)單位。故無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖量的5倍。(4)一般情況下，根對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子的吸收方式是主動(dòng)運(yùn)輸，因此，在自然情況下，土壤中該無(wú)機(jī)鹽離子的濃度比根細(xì)胞中該無(wú)機(jī)鹽離子的濃度低。幼根吸收的無(wú)機(jī)鹽離子一部分向莖葉輸出，一部分在幼根相應(yīng)部位積累，因此，無(wú)機(jī)鹽離子的吸收量等于積累量和輸出量之和。答案(1)色素(2)4升高(或增加)光照強(qiáng)度(3)5(4)低主動(dòng)運(yùn)輸吸收量＝積累量＋輸出量光合作用、細(xì)胞呼吸相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究6.某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用能力。某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了對(duì)該轉(zhuǎn)基因作物光合強(qiáng)度測(cè)試的研究課題。研究中設(shè)計(jì)了下圖所示的裝置。請(qǐng)利用以上裝置完成對(duì)該轉(zhuǎn)基因作物光合作用強(qiáng)度的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)步驟(1)測(cè)定植物的呼吸作用強(qiáng)度，方法步驟：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________