高三生物浙江选考1轮复习文档 必修1 第3章 第9讲 光合作用Ⅱ 教师用书 Word含答案.docx

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第9讲　光合作用（Ⅱ）

浙江[学考＋选考]考纲确认

考点

知识内容

必考

加试

12.光合作用（Ⅱ）

（5）活动：

探究环境因素对光合作用的影响

c

c

（6）环境因素对光合速率的影响

c

（7）光合作用与细胞呼吸的异同

b

考点一|环境因素影响光合速率

1．光合速率：

又称光合强度。

（1）含义：

一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）。

（2）表示方法：

产生氧气量/单位时间或消耗CO2量/单位时间。

2．影响光合速率的外界因素

（1）光强度：

在一定范围内，光合速率随光强度增加而增加；当光强度达到一定数值后，光强度再增加光合速率也不会增加，此时的光强度称为光饱和点。

（2）温度：

低于最适温度，随着温度升高，光合速率加快；超过最适温度，随着温度升高，酶的活性减弱或丧失，光合速率减慢或停止。

（3）二氧化碳浓度：

一定范围内，空气中二氧化碳浓度的增加会使光合速率加快。

1．（2015·10月浙江选考）某小组进行了探究低温弱光对番茄幼苗光合作用影响的实验，对照组：

25℃，600μmol·m－2s－1（光强单位），处理16天；实验组：

5℃，60μmol·m－2s－1，先处理8天，再恢复到对照组条件处理8天，实验结果如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．实验组植株光合速率与气孔导度呈负相关

B．实验组植株第16天的光饱和点比第8天的高

C．5℃低温处理番茄幼苗，对其光合作用造成的影响是不可恢复的

D．若在第4天给实验组植株提供对照组条件，则瞬间叶肉细胞中核酮糖二磷酸的含量上升

B　[由图分析可知，实验组植株光合速率与气孔导度呈正相关，A错误；由左图分析可知，实验组植株第16天的光饱和点比第8天的高，B正确；由左图分析可知，5℃低温处理番茄幼苗，对其光合作用造成的影响是可恢复的，C错误；若在第4天给实验组植株提供对照组条件，气孔导度变大，二氧化碳吸收量增加，瞬间叶肉细胞中核酮糖二磷酸的含量下降，D错误。

]

2.影响绿色植物光合作用的因素是多方面的，其外界因素有光照强度、CO2含量、温度等，其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物等。

请根据右图分析回答：

（1）如果横轴代表光照强度，光照强度影响光合作用强度，主要是影响__________阶段，该阶段发生的部位是________________。

一天内光合作用强度随光照强度的变化可用曲线________来表示。

（2）如果横轴代表温度，温度主要通过影响________来影响光合作用强度。

（3）如果横轴代表CO2的含量，CO2的含量影响光合作用强度，主要是影响________的产生。

【解析】　

（1）如果横轴代表光照强度，光反应需要光，因此光照强度主要影响光反应过程，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上。

此时光合作用强度随光照强度的变化可用曲线d来表示，因为光合作用强度会随着光照增强而逐渐增强。

（2）如果横轴代表温度，温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用强度。

（3）如果横轴代表CO2的含量，CO2参与暗反应中CO2的固定，CO2和五碳化合物固定成三碳化合物，从而影响三碳化合物的产生。

【答案】　

（1）光反应　叶绿体类囊体薄膜　d　

（2）酶的活性　（3）三碳化合物

3．（2015·10月浙江选考，节选）图甲是探究光对黑藻光合作用影响的实验装置，光源位置固定，且光照时间一定，反应室的溶液中含有适量NaHCO3。

请回答：

甲

（1）本实验中黑藻的光合速率可用单位时间内________表示。

（2）若变换图甲中的光源，可改变光的________或________。

【解析】　

（1）据图分析，该实验的因变量光合速率可以用单位时间内氧气的释放量表示。

（2）该实验的自变量是光照强度或光质，变换图甲中的光源，可改变光的光强或波长。

【答案】　

（1）氧气释放量

（2）强度　波长

1．分析外界因素对光合速率的影响

（1）光强度

①原理：

光强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。

光强度增加，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP多，使碳反应中三碳酸还原过程加快，从而使光合产物增多。

②曲线分析：

解读：

a．A点，光强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的呼吸速率。

b．AC段，随着光强度不断加强，光合速率不断增大，此时的限制因素是光强度。

c．B点的光强度是光补偿点，即植物的光合速率等于植物的呼吸速率，但对于一个叶肉细胞而言，光合速率可能仍大于呼吸速率。

d．C点对应的光强度为光饱和点，继续增加光强度，光合速率不再增加，此时限制因素可能是温度或CO2浓度等。

③应用：

a．欲使植物生长，必须使光强度大于光补偿点；

b．适当增加光强度来提高光合速率（人工光照）。

（2）CO2浓度

①原理：

影响碳反应阶段，制约三碳酸的形成。

②曲线分析：

解读：

a．A′点是进行光合作用所需CO2的最低浓度。

b．AB段和A′B′段表明在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增大。

③应用：

a．大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；

b．温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物的产量。

（3）温度

①原理：

通过影响酶的活性影响光合速率。

②曲线分析：

解读：

a．AB段，随着温度升高，相关酶活性逐渐增强，光合速率增大。

b．B点，酶活性最强，光合速率最快，其对应的温度是光合作用的最适温度。

c．BC段，随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小。

③应用：

温室栽培植物时，白天将温室温度控制在光合作用的最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，增加植物有机物的积累，促进植物生长。

（4）多因子对光合速率影响的分析

图1　　　　　　　　　　　图2

解读：

①据图1可知，在高浓度CO2条件下，增大光强度有利于提高光合速率。

②据图2可知，在弱光下，提高CO2浓度不能加快光合速率，这是因为此时限制光合速率的因素是光强度。

③据图2可知，升高CO2浓度能提高光饱和点，影响光饱和点的因素还有温度、植物长势等。

2．探究光强度对光合速率的影响

（1）实验原理：

a．光合速率通常以一定量的植物在单位时间内有机物的积累量、CO2的吸收量、O2的释放量即表观光合速率来衡量。

b．影响光合速率的主要环境因素：

温度、CO2浓度、光强度。

（2）实验假设：

一定范围内，光合速率随光强度的增加而增强。

（3）变量分析：

a．自变量：

光强度，通过100W灯泡距实验装置的距离远近控制。

b．因变量：

光合速率，通过单位时间内O2的释放量测定，以单位时间内有色液滴的移动距离作为检测指标。

c．无关变量：

各组实验植物（如金鱼藻、小球藻）的数量相同，温度、CO2浓度相同。

（4）实验思路：

a．组装三套下图装置，编号为甲、乙、丙；

b．分别向三支试管内加入等量的小球藻和5%的NaHCO3溶液；

c．记录有色液滴的起始位置；

d．取三只100W灯泡，分别置于距甲、乙、丙10cm、20cm、50cm处，一段时间后，记录液滴位置。

（5）实验分析：

用上述装置探究温度对光合速率的影响，可通过将试管分别置于装有不同温度水的烧杯中控制自变量——温度；用上述装置探究CO2浓度对光合作用的影响，可通过往试管内分别加入不同浓度的NaHCO3溶液来控制自变量——CO2浓度。

1.（2017·台州期末联考）右图曲线Ⅰ表示在最适温度、CO2浓度为0.03%条件下黄豆光合速率与光强度的关系。

在y点时改变某环境条件，曲线变为Ⅱ。

下列叙述正确的是（　　）

A．制约x点光合速率的因素主要是叶绿体中色素的含量

B．制约z点光合速率的因素主要是CO2浓度

C．x点和y点的碳反应速率相同

D．在y点时，升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ

B　[在曲线xy段，随光强度增加，植物光合速率增大，因此制约x点光合速率的因素主要是光强度，A项错误；x点时光合速率小于y点，因此x点的碳反应速率小于y点，C项错误；曲线Ⅰ是在最适温度条件下得到的实验结果，因此曲线Ⅱ不可能是由于升高温度所致，D项错误。

]

2．（2016·3月宁波选考测试卷）为研究NaCl和光强度对植物光合速率的影响，实验者利用三角叶滨藜进行了相关实验，结果如下图所示。

下列相关说法错误的是（　　）

A图1中C组的结果是由植物细胞失水引起气孔开放度下降造成的

B．用NaCl处理后，图1中ATP、NADPH的生成速率为A>B>C

C．用NaCl处理前后，图2中丙组光合速率基本不变，主要受光强度限制

D．在强光照下，NaCl对植物光合速率的影响更明显

B　[图1中C组在较高浓度的NaCl溶液中，光合速率明显降低，这可能是植物细胞失水引起气孔开放度下降造成的，A项正确；NaCl处理后，光照强度不变，ATP、NADPH的生成速率应该不变，光合速率变化主要是气孔开放程度引起的，B项错误；图2中丙组的光强度低，因此NaCl处理前后，其光合速率基本不变，C项正确；据图分析，在弱光照下，NaCl对植物影响较小，植物耐受性更强，强光下，NaCl对植物光合速率的影响更明显，D正确。

]

3．（2017·杭州质检）含水量为80%的土壤为对照（CK），测得耐旱能力较强的大丽花中度缺水（MD）时的叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）如下图所示（气孔导度即气孔开放程度）。

下列叙述正确的是（　　）

A．非气孔因素主要影响Pn—MD的时间段是第12～15天

B．第3～6天Pn—MD的限制因素为叶肉细胞内叶绿体的类囊体膜受损

C．第6～12天Pn—MD的限制因素为还原三碳酸的酶空间结构发生改变

D．第3～15天内中度缺水生长的大丽花叶片，光合作用释放O2的速率上升

A　[分析曲线可知，第3～6天Pn—MD的限制因素为气孔导度（Gs—MD）低，B项错误；第6～12天Pn—MD的限制因素为胞间CO2浓度（Ci—MD）低，C项错误；第3～15天中度缺水生长的大丽花叶片，其净光合速率（Pn—MD）下降，光合作用释放O2的速率下降，D项错误。

]

4．图甲是光合作用过程的示意图，其中a表示结构、①～⑤表示物质；图乙是研究环境因素对光合速率影响的实验装置图。

请据图回答：

甲乙

（1）图甲中物质⑤是________。

（2）光合作用的________阶段发生在图甲结构a上，该阶段生成的物质中除O2外，还有[　]________和[　]________。

（在[　]内填写图中的相应编号，在________上填适当内容）

（3）若将图甲中的光照撤离，则短时间内叶绿体中RuBP的含量将________。

（填“增加”“减少”或“基本不变”）

（4）某兴趣小组用图乙所示的装置进行实验，发现金鱼藻光合作用的最适温度在t1～t2之间。

欲进一步探究金鱼藻光合作用的最适温度，又进行了相关实验。

请回答：

①本实验可通过观察一定时间内________来判断光合速率的大小。

②实验发现，金鱼藻光合作用的最适温度为t0。

请在坐标系中用曲线表示进一步探究金鱼藻光合作用的最适温度的实验结果。

③温度影响光合速率的主要原因是________。

【解析】　

（1）图甲中物质⑤为离开卡尔文循环的三碳糖，会进一步合成其他有机物。

（2）光合作用的光反应阶段发生在图甲结构a类囊体上，产物包括[①]ATP、[③]NADPH和O2。

（3）若将图甲中的光照撤离，则短时间内叶绿体中RuBP的含量将减少。

（4）在探究金鱼藻光合作用的最适温度实验中，可通过观察一定时间内O2释放量来判断光合速率的大小；金鱼藻光合作用的最适温度为t0，则在t0时光合速率达到最大，温度小于t0，随着温度升高光合速率逐渐增强，温度大于t0，光合速率随温度增加而降低；温度主要通过影响相关酶的活性影响光合作用速率。

【答案】　

（1）三碳糖

（2）光反应　①　ATP　③　NADPH（3）减少

（4）①收集的氧气量（O2释放量）②见图

③温度影响酶的活性

考点二|光合作用与细胞呼吸的异同

光合作用和细胞呼吸的区别

光合作用

细胞呼吸

物质变化

无机物

有机物

有机物

无机物

能量变化

光能―→化学能

化学能―→ATP中活跃化学能＋热能

实质

合成有机物，储存能量

分解有机物、释放能量，供细胞利用

场所

叶绿体

活细胞（主要在线粒体）

条件

只在光下进行

有光、无光都能进行

（2016·10月浙江选考）在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源（补光）试验，结果如图所示。

补光的光强度为150μmol·m－2·s－1，补光时间为上午7：

00—10：

00，温度适宜。

下列叙述正确的是（　　）

A．给植株补充580nm光源，对该植株的生长有促进作用

B．若680nm补光后植株的光合色素增加，则光饱和点将下降

C．若450nm补光组在9：

00时突然停止补光，则植株释放的O2量增大

D．当对照组和450nm补光组CO2吸收速率都达到6μmol·m－2·s－1时，450nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少

D　[据图可知：

给植株补充580nm的光源，与对照组比较光合速率是减弱的，对植物的生长没有促进作用；光合色素增加，则光饱和点将增加；突然停止补光，则光反应减弱，释放的O2减少；由D分析，对照组CO2吸收速率达到6时所用的时间长，呼吸作用释放的CO2总量增多。

]

1．NADPH/[H]与ATP来源、去路的比较

来源

去路

NADPH

/[H]

光合作用

光反应中水的光解

作为碳反应阶段的还原剂，用于还原三碳酸

需氧呼吸、

厌氧呼吸

需氧呼吸第一阶段、第二阶段及厌氧呼吸第一阶段产生

需氧呼吸用于第三阶段还原氧气产生水，同时释放大量能量；厌氧呼吸用于第二阶段还原丙酮酸生成相应产物

ATP

光合作用

在光反应阶段合成ATP，其合成所需能量来自色素吸收转化的太阳能

用于碳反应阶段三碳酸还原，其中活跃的化学能最终以稳定的化学能形式贮存在有机物中

需氧呼吸、厌氧呼吸

需氧呼吸第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，其中的能量来自有机物的分解；厌氧呼吸第一阶段产生

分解释放的能量直接用于各项生命活动

2.表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率的区别

（1）表观光合速率与真正光合速率：

在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2的增加量、CO2的减少量或有机物的增加量，可表示为表观光合速率，而植物的真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。

（2）呼吸速率：

将植物置于黑暗环境中，实验容器中CO2的增加量、O2的减少量或有机物的减少量，可表示植物的呼吸速率。

（3）真正光合速率和表观光合速率的判断方法：

①若为坐标曲线形式，当光强度为0时，CO2的吸收值为0，则为真正（实际）光合速率，若是负值则为表观光合速率。

②若所给数值为有光条件下绿色植物的CO2吸收量或O2释放量的测定值，则为表观光合速率。

③有机物积累量为表观光合速率，有机物制造量为真正（实际）光合速率。

3．光合速率的测定方法

（1）以气体体积变化为测量指标

①测定方法

光合作用速率可用上图所示装置进行测定，NaHCO3可以维持瓶内空间CO2浓度稳定，小液滴的移动量表示植物放氧量（表观光合量）。

②物理实验误差的校对

为了防止气压、温度等非光合作用因素引起误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活（如死的幼苗），其他条件均不变。

利用装置进行光合速率的测定，测出的结果是净光合速率，要得到真正的光合速率，还需要在黑暗环境中测出其呼吸速率，二者相加即为真正光合速率。

（2）以有机物变化量为测量指标——半叶法

如图，可在同一片叶主脉两侧对称位置取等大的两部分A、B。

若给B照光，A不照光，将A取下并放置在与B温度、湿度等条件相同，但无光的环境中保存，一段时间后，与取下的B同时烘干、称重，重量差值与时间的比值表示真正的光合速率，假设最初A、B初始重量为Xg，实验处理t时间后A、B称重分别为WA、WB，则（X－WA）表示呼吸消耗量，（WB－X）表示净光合量，真正光合量＝（WB－X）＋（X－WA），真正光合速率＝（WB－WA）/t。

若先将A取下烘干称重，B照光一段时间后再取下烘干称重，则重量差值与时间比值表示净光合速率（A、B初始干重相等，故WB－WA表示有机物积累量）。

1．（2017·嘉兴期末测试）下图是载体中的氢随化合物在生物体内转移的过程，下列叙述错误的是（　　）

A．过程①中氢的载体为NADPH

B．载体中的氢在过程②中用于还原RuBP

C．载体中的氢在过程④中用于还原O2

D．载体中的氢在过程⑤中用于还原丙酮酸

B　[过程①为光合作用的光反应，氢的载体为NADPH，A项正确；过程②为光合作用碳反应中三碳酸的还原，载体中的氢用于还原三碳酸，B项错误；过程④为需氧呼吸的第三阶段反应，载体中的氢在过程④中用于还原O2产生水，C项正确；过程⑤为厌氧呼吸的第二阶段反应将丙酮酸转化为乳酸，载体中的氢在过程⑤中用于还原丙酮酸，D项正确。

]

2．（2016·台州中学统考）下列关于叶绿体与线粒体的叙述，不正确的是（　　）

A．线粒体内膜上和叶绿体基质中都能产生水

B．线粒体内膜和叶绿体内膜上都有ATP合成酶

C．线粒体基质和叶绿体基质中都能合成蛋白质

D．线粒体和叶绿体的单位膜上蛋白质的分布是不对称的

B　[线粒体内膜上发生电子传递链反应，产生水，生成ATP，叶绿体基质中进行碳反应产生水，消耗ATP，A项正确，B项错误；线粒体基质和叶绿体基质中都有少量DNA和核糖体，可合成少量蛋白质，C项正确；生物膜上的蛋白质通常是不对称分布的，D项正确。

]

3．（2017·嘉兴期末测试）下图表示真核细胞中两种生物膜结构及其上所发生的部分生理过程，a、b、c、d代表膜上的成分。

下列叙述错误的是（　　）

图1　　　　　　图2

A．两种生物膜均具有能量转换功能，与此功能有关的膜蛋白是b、d

B．图1所示生物膜是线粒体内膜，a是具有催化功能的膜蛋白

C．图2所示生物膜是类囊体膜，c是分布着光合色素的膜蛋白

D．两种生物膜都能增大相关细胞器的膜面积

A　[图1所示过程为需氧呼吸的电子传递链反应，对应的生物膜为线粒体内膜；图2所示过程为光合作用的光反应，对应的生物膜为类囊体膜，膜上有色素分布；两种生物膜均具有能量转换功能，与此功能有关的膜蛋白包括a、b、c、d等，A项错误。

]

4．（2017·浙江宁波十校联考）在适宜光照条件下、恒温密闭的容器中培养绿色植物并测定植物的光合速率，图甲为密闭容器，图乙为1h内该容器中CO2的变化曲线。

据图分析，下列说法正确的是（　　）

图甲　　　　　　　　　　　　图乙　　　　　

A．B点时，该植物叶肉细胞的净光合速率为0

B．A－B段，叶绿体内ADP含量逐步升高

C．该绿色植物前30min总光合速率（以CO2表示）的平均值为4380μL·L－1/h

D．用图甲装置测植物呼吸速率必须在黑暗条件下，但不必放置适量的NaOH溶液

D　[图中B点时该绿色植物处于黑暗环境，没有光合作用，A错误；细胞中的ATP含量很少，与ADP处于不断的相互转化过程中，所以叶绿体内ADP含量不会变化很大，B错误；分析题图甲曲线可知，前30min净光合速率是（3620－220）μL·L－1÷0.5h＝6800μL·L－1/h，呼吸速率是（1200－220）÷0.5＝1960（μL·L－1/h），因此，该绿色植物前30min总光合速率的平均值为6800＋1960＝8760（μL·L－1/h），C错误；为了避免光合作用的影响，用图甲装置测植物呼吸速率必须在黑暗条件下，但不必放置适量的NaOH溶液，D正确。

]

5．（2016·3月宁波选考测试卷）下图为某绿色植物光合作用和细胞呼吸的有关图像。

图甲为其在适宜光照下叶肉细胞中的部分代谢示意图，其中a、b、c、d、e、f、g、h为某些代谢过程，X、Y为细胞中的某些结构；图乙为不同光强度下，测定该绿色植物对CO2的吸收速率并绘制成的相应曲线。

请据图回答问题：

甲　　　　　　　　　　　　乙

（1）图甲中物质M是________，产生此物质的过程称为_______________。

（2）当植物缺镁时，乙图中B点将________（填“向左”或“向右”）移动。

D点所对应的光强度称为________，此光强度下，对应图甲中的CO2的扩散途径有________（用图中字母表示）。

（3）当植物从光强度为4klx突然降至0时，细胞中RuBP的含量变化是________（填“减少”“增加”或“基本不变”）。

（4）光合作用中碳反应的产物为三碳糖磷酸，其大部分被运至叶绿体外，并且转变为________，供植物体所有细胞利用。

【解析】　

（1）甲图中物质M由葡萄糖分解产生，进入线粒体内被利用，其为丙酮酸和[H]。

产生物质M的过程为细胞呼吸的糖酵解过程。

（2）当植物缺镁时，叶绿素合成减少，光合能力减弱，达到光补偿点所需光强度增大，B点将向右移；光强度达到D点所对应的光强度时，即使光强度继续增加，光合速率也不再增加，D点对应的光强度为光饱和点，此时光合作用强度大于细胞呼吸强度，对应图甲中的CO2的扩散途径有b、c、h。

（3）当植物从光强度为4klx突然降至0时，光反应停止，细胞中三碳酸的还原停止，三碳酸含量增加，RuBP的含量减少。

（4）光合作用中碳反应的产物三碳糖磷酸，大部分运至叶绿体外，并且转变为蔗糖供植物体所有细胞利用。

【答案】　

（1）丙酮酸（和[H]）　糖酵解

（2）向右　光饱和点　b、c、h

（3）减少　　（4）蔗糖