生物二轮专题复习专题三细胞呼吸与光合作用考点2光合作用讲练新人教版Word格式.docx
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在原题坐标图1中绘出40℃之前和40℃之后的真正的光合作用的相对强度。
答案 40℃时光合速率与细胞呼吸速率相等。
40℃之前某温度条件下真正的光合作用的相对强度等于该温度条件下两曲线纵坐标值之和，40℃之后某温度条件下真正的光合作用的相对强度等于虚线纵坐标值减掉实线所对应的纵坐标值，如图所示。
（8）图1中，40℃与60℃时，CO2的吸收量均为0，二者的机理有区别吗？
答案 有区别，前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均为0（植物死亡）。
一、光反应、碳反应的过程和物质变化
1．光合作用的原理
（1）光合作用基本过程图解
（2）光反应与碳反应的关系
①光反应为碳反应提供NADPH、ATP，碳反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。
②没有光反应，碳反应无法进行；
没有碳反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。
2．外界条件变化对光合作用产物的影响
变化条件
三碳酸
RuBP
NADPH和ATP
三碳糖
CO2供
应不变
光照强→弱
↑
↓
光照弱→强
光照不变
CO2充足→不足
CO2不足→充足
注：
此表只是对变化后短时间内各物质的相对量的变化作讨论，而不是长时间。
用“↑”代表上升，“↓”代表下降。
二、叶绿体色素的种类及提取与分离
1．填写滤纸条上色素的种类
2．填写图中3条曲线代表的3种色素的吸收光谱
3．光合色素的提取与分离的原理、试剂
（1）实验原理
①提取：
绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用95%的乙醇等有机溶剂提取色素。
②分离：
各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。
（2）“光合色素的提取与分离”实验中的试剂、材料的作用
95%的乙醇：
溶解叶绿体色素；
层析液：
分离色素；
SiO2：
增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨更充分；
CaCO3：
防止研磨过程中色素被破坏。
4．光合色素提取与分离实验的异常现象分析
（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。
②使用放置数天的叶片，滤液色素（叶绿素）太少。
③一次加入大量95%的乙醇（正确做法：
分次加入少量95%的乙醇提取色素）。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
（2）滤纸条色素带重叠：
滤纸条上的滤液细线画的不整齐或较粗。
（3）滤纸条看不见色素带
①忘记画滤液细线或没有提取出色素。
②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。
三、环境因素对光合速率的影响（加试）
1．光强度对光合速率的影响
（1）图像分析：
A点时，只进行细胞呼吸；
AB段随着光强度的增强，光合速率也增强，但仍小于细胞呼吸强度；
B点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度，即光补偿点；
BC段随着光强度的增强，光合速率增强；
C点对应的光强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
（2）下面的四幅图表示A点、AB段、B点和B点之后的O2和CO2转移方向，但顺序已打乱，请具体填出对应区段。
（3）应用分析：
欲使植物正常生长，则必须使光强度大于光补偿点；
适当提高光强度可增加大棚作物产量。
2．CO2浓度
图1中纵坐标表示净光合速率，A点时光合速率等于细胞呼吸速率，即CO2补偿点，而图2中纵坐标表示总光合速率，A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
两图中的B和B′点都表示CO2饱和点；
两图都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大。
（2）应用分析：
大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；
在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合速率。
3．温度
（1）原理分析：
通过影响酶活性进而影响光合作用。
（2）图像分析：
低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高，进而引起光合速率也增强；
温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。
温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；
晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物的有机物积累。
四、关于光合作用的易错点分析
1．涉及光合作用的过程与条件虽然基础，但易错，主要有以下几个方面：
（l）叶绿体中ATP与ADP的转移场所：
在光反应中，合成ATP，所以ADP由叶绿体基质中转移到类囊体膜上；
在碳反应中，ATP被水解利用，所以ATP由类囊体膜上转移到叶绿体基质中。
（2）光反应与碳反应的关系：
这是两个既相对独立又相互联系的生理过程。
光反应必须在有光的条件下进行，碳反应在有光无光条件下都可以进行。
光反应为碳反应提供ATP和NADPH，还原三碳酸，碳反应为光反应提供ADP、磷酸、NADP＋等物质。
如果没有光反应产物的提供，尽管CO2充足也不能进行光合作用。
同样如果缺乏CO2，即使有较强的光照也不能大量地产生O2。
（3）分析三碳酸、RuBP相对含量变化的技巧是当光强度变化时，主要分析：
2三碳酸→RuBP＋三碳糖；
当CO2含量变化时，主要分析RuBP＋CO2→三碳酸。
2．基本知识易错、易混点主要表现在：
（1）对于植物来说，只有绿色部分可进行光合作用，非绿色部分不能进行光合作用，如根细胞、萌发的种子等，而任何器官均可进行细胞呼吸。
（2）只有在光照条件下才可进行光合作用，但细胞呼吸一天24h均可进行。
（3）植物一般在白天进行光合作用吸收二氧化碳，但是有的沙漠植物或有的植物在非常干旱的时候会出现夜晚气孔开放吸收二氧化碳，而白天会呈现二氧化碳吸收量出现负值的情况。
这类植物白天气孔关闭是为了减少水分散失，晚上吸收的二氧化碳暂时储存在细胞内，仍是在白天有光的时候才进行光合作用。
题型一 光合作用的过程及其影响因素
1．将小麦植株置于密闭玻璃罩内，下图是在不同温度条件下测定小麦对氧气的吸收或释放量随光强度的变化，实验结果如图所示。
请回答下列问题：
（1）b点的生物学含义是_________________________________________________________
___________________________________________。
此时小麦根尖细胞中产生ATP的场所为____________________________。
适当提高CO2浓度后再测定，图中的b点将向________移动。
（2）由图可知，影响c点变动的主要因素是__________________。
（3）若适当提高CO2浓度，d点将向________移动。
此时叶绿体产生的O2的去向是______________（填“线粒体”“细胞外”或“两者都有”）。
答案
（1）光合作用产生氧气的速率等于需氧呼吸消耗氧气的速率 细胞溶胶和线粒体 左
（2）光强度和温度 （3）右下 两者都有
解析
（1）分析题图发现，纵坐标表示氧气吸收速率即净光合速率，横坐标表示光强度；
b点氧气吸收速率为0，即净光合速率为0，其含义为：
光合作用产生氧气的速率等于需氧呼吸消耗氧气的速率；
此时小麦根尖（根尖中无叶绿体）只能进行呼吸作用产生ATP，呼吸作用产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体。
图中适当提高CO2浓度后，光合速率增加，光补偿点减小，b点将向左移动。
（2）由题图可知，变量只有两个：
光强度、温度。
分析25℃曲线可知，随着光强度增强，氧气释放速率增强，光强度是限制因素影响c点变动；
分析15℃曲线可知，c点时虽然二者温度不同，但净光合速率相同，由于二者的呼吸速率不同，说明二者总光合速率不同，进而说明温度也影响光合速率，进而影响c点的变动。
（3）提高二氧化碳浓度后，植物的最大光合速率增加，d点会向下移，最大光合速率增加，需要的光强度会增加，所以d点会向右移；
因此d点向右下移。
思维延伸
（1）原题中若b点时玻璃罩内该气体量保持不变的情况下，其叶肉细胞中该气体的产生量________（填“大于”“等于”或“小于”）消耗量。
已知该植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，若将温度从25℃提高到30℃时，a点将________移。
答案 大于 上
（2）将生长发育状况相同的某经济作物分为两组，Ⅰ组用遮光网处理以降低光强度，Ⅱ组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如图，则________点时体内有机物总量最少；
若增加Ⅰ组的透光量（其他条件不变），c点应向________移。
答案 c 左
（3）如图表示棉田内，棉叶在一天内吸收二氧化碳速率的情况，如果C、F时间所合成的葡萄糖速率相等，均为36mg·
dm－2·
h－1，则A、C、F三点的呼吸强度的比较结果是___________，如果土壤中长期缺乏Mg2＋，则图中G点向________移动。
答案 F>
C>
A 左
（4）如图1是在图2的m点对应的条件下测得的曲线，图2是在图1的c点对应的条件下测得的阳生植物的光合作用曲线，若在图2的n点条件下，测绘阳生植物光强度与光合CO2同化速率关系曲线，则该曲线与图1的阳生植物曲线比较b点向____（”左”或“右”）移，a点上下移动的主要影响因素是________。
答案 左 温度
面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光（CO2）补偿点到光（CO2）饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。
改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。
具体分析如下表所示：
条件改变
△面积
光（CO2）补偿点
光（CO2）饱和点
适当提高温度
减小
右移
左移
适当增大光强度（CO2浓度）
增加
适当减少光强度（CO2浓度）
植物缺少Mg元素
适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；
光强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
题型二 总光合速率与净光合速率的相关计算
2．（2017·
嘉兴模拟）以CO2的吸收量与释放量为指标，研究温度对某植物光合作用与呼吸作用的影响（其余实验条件均适宜），结果如下表。
下列对该表数据分析正确的是（ ）
温度（℃）
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2（mg/h）
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗下释放CO2（mg/h）
0.50
0.75
1.50
2.25
A.昼夜不停地光照，温度在35℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30℃
C．在恒温条件下，每天光照、黑暗各12小时，20℃时该植物积累的有机物最多
D．每天光照、黑暗各12小时，在35℃、5℃的昼夜温差下，该植物积累的有机物最多
答案 C
解析 题表中“光照下吸收CO2（mg/h）”代表的是净光合速率，“黑暗中释放CO2（mg/h）”代表的是呼吸速率。
由题表可知，在昼夜不停地光照条件下，只要净光合速率大于0，植物就可以正常生长，A错误；
昼夜不停地光照，该植物生长的最适温度为净光合速率最大点，故最适温度为25℃，B错误；
有机物积累量＝光照下积累的有机物量－黑暗下消耗的有机物量，故每天光照12小时，黑暗12小时，在20℃时该植物的有机物积累量最大，C正确；
植物积累的有机物最多，要求白天积累的有机物最多，夜间消耗的有机物最少。
25℃时净光合速率最大，说明积累的有机物最多，5℃呼吸速率最低，说明消耗的有机物最少。
因此每天光照、黑暗各12小时，在25℃、5℃的昼夜温差下，该植物积累的有机物最多，D错误。
3．某科研小组为研究温度变化对某栽培植物生长的影响，在光照、CO2浓度及其他外界条件适宜且恒定的条件下，测得植物叶肉细胞净光合速率及在黑暗条件下呼吸速率的相对值如下表；
在不同温度下该植物叶肉细胞间的CO2浓度相对值如下图。
请分析回答：
40
45
50
55
净光合速率相对值
2
4
3
－4
－3
－2
呼吸速率相对值
3.5
4.5
（1）表中数据表明：
该植物在温度为________℃时，光合产物的积累最快；
温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同，其原因是__________________________。
（2）在40℃条件下，该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应处在图中的________点，判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
图中d点时，叶肉细胞所处的温度是________℃（填表中温度）。
（3）每天交替进行12h光照、12h黑暗，该植物能长期正常生长的温度为________（填表中温度），理由是______________________________________。
答案
（1）30 光合酶和呼吸酶的最适温度不同
（2）c 因40℃条件下光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞无CO2的吸收和释放 45
（3）25℃和30℃ 24h内有机物的积累量大于零
解析
（1）净光合速率最大时，光合产物的积累最快，此时对应的温度是表中的30℃。
表中数据显示：
40℃时呼吸速率的相对值最大，说明呼吸酶的最适温度是40℃左右；
实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，分析表中各温度下的数据可知，30℃时，实际光合速率为5＋3.5＝8.5，高于其他温度，说明光合酶的最适温度是30℃左右。
综上所述，光合酶和呼吸酶的最适温度不同，所以温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同。
（2）在40℃条件下，净光合速率相对值为零，说明此时光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞无CO2的吸收和释放，所以该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应处在图中的c点。
图中d点时，胞间CO2的相对值最高，说明净光合速率的相对值最小，所以叶肉细胞所处的温度是45℃。
（3）只有一昼夜有有机物积累，植物才能正常生长。
若每天交替进行12h光照、12h黑暗，则该植物有机物积累量＝净光合速率×
12－呼吸速率×
12＝（净光合速率－呼吸速率）×
12，据此分析表中数据可知：
在25℃和30℃时，24h内有机物积累量均大于零，该植物能长期正常生长。
题型三 光合作用相关实验探究与分析
4．（2016·
全国甲，31）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2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NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅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
6
7
水草
无
有
距日光灯的
距离（cm）
遮光*
100
80
60
50min后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
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100cm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，50min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________________
____________________________________________。
答案
（1）不同光强度下水草的光合作用与呼吸作用 不可靠的
（2）黄色 水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管
（3）光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等
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CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合作用的结果；
1号试管为对照组，其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定，2～7号试管为实验组。
综上所述，若50min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水草在不同光强度下光合作用与呼吸作用引起的；
若1号试管的溶液是蓝色，表明即使无水草，也会引起溶液颜色变化，因而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CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，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并未引起溶液中CO2含量变化，这意味着其光合作用强度与呼吸作用强度相等。
专题强化练
一、选择题
1．（加试）（2018·
“七彩阳光”联盟）为了研究两个小麦新品种P1、P2的光合作用特性，研究人员分别测定了新品种与原种（对照）叶片的净光合速率，结果如图所示。
以下说法错误的是（ ）
A．实验过程中光强度和CO2初始浓度必须一致
B．可用单位时间内进入叶绿体的CO2量表示净光合速率
C．每组实验应重复多次，并取平均值作为绘图数据
D．三个品种达到最大净光合速率时的温度没有显著差异
答案 B
2．植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．图中H＋通过主动转运从类囊体膜内运到膜外
B．通常，在光强度达到全日照之前，物质A的释放速率已达到最大值
C．每个三碳酸分子接受来自物质N的氢和来自ATP的磷酸基团
D．叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收绿光，而几乎不吸收其他颜色的光
解析 图中H＋从类囊体膜内运到膜外为易化扩散，A错误；
通常，在光强度达到全日照之前，物质A（O2）的释放速率已达到最大值，B正确；
每个三碳酸分子接受来自物质NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团，C错误；
叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，D错误。
3．（2017·
“吴越联盟”）下列关于叶绿体内光合色素的描述，正确的是（ ）
A．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
B．叶绿素a吸收的光能可在类囊体膜上转化为ATP和NADPH中的化学能
C．层析液中溶解度最大的光合色素是叶绿素a
D．叶绿素呈绿色是因为它大量吸收绿光，几乎不吸收其他颜色的光
解析 植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例是会发生变化的，秋天叶子变黄，说明叶绿素分解了，叶黄素没有分解，比例明显发生了改变，A项错误；
叶绿素a等色素吸收的光能可在类囊体膜上转化为ATP和NADPH中的化学能，B项正确；
层析液中溶解度最大的光合色素是胡萝卜素，C项错误；
叶绿素呈绿色是因为它几乎不吸收绿光，绿光被反射回来，D项错误。
4．（加试）（2017·
宁波模拟）为探究某植物生长的最佳光强度，设计如图所示的实验装置进行有关实验，下列叙述正确的是（ ）
A．光合作用产生O2的速率可以用单位时间内装置中液滴移动距离来表示
B．给予黑暗条件，图中液滴移动距离即为细胞呼吸消耗的O2量
C．为使测得的O2变
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