届一轮复习人教版 光合作用Ⅱ 教案适用全国doc.docx
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届一轮复习人教版光合作用Ⅱ教案适用全国doc
第4讲 光合作用（Ⅱ）
考点一|影响光合作用的环境因素及应用
1．光合作用强度
（1）含义：
植物在单位时间单位面积内，通过光合作用制造糖类的数量。
（2）两种表示方法
①一定时间内原料的消耗量。
②一定时间内产物的生成量。
2．影响光合作用强度的因素
（1）空气中CO2浓度。
（2）土壤中水分的多少，温度的高低。
（3）光照的长短与强弱，光的成分。
判断下列有关外界因素对光合作用影响叙述的正误。
（1）生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应。
（√）
（2）延长光照时间能提高光合作用强度。
（×）
【提示】 延长光照时间只能提高光合作用的量，不能提高光合作用强度。
（3）植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。
（×）
【提示】 植物体从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用。
（4）停止供水，植物光合速率下降，这是由于水是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质。
（√）
1．说明光照强度、CO2浓度、温度影响光合作用强度的原理。
【提示】 光照强度通过影响植物的光反应，进而影响光合速率，CO2浓度是通过影响暗反应制约光合速率；温度是通过影响酶的活性来影响光合作用。
2．大棚生产中，为什么多施有机肥能够提高作物的产量？
【提示】 有机肥中的有机物被微生物分解产生了CO2和无机盐，能够增加大棚中的CO2浓度并为作物提供矿质营养。
3．解读光照强度对光合作用强度影响的曲线
A点：
光照强度为0，只进行细胞呼吸；
AB段：
光合作用强度小于细胞呼吸强度；
B点：
光补偿点（光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度）；
BD段：
光合作用强度大于细胞呼吸强度；
C点：
光饱和点（光照强度达到C点后，光合作用强度不再随着光照强度的增大而加强）。
4．解读CO2浓度对光合作用强度影响的曲线
图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
B和B′点都表示CO2饱和点。
5．解读温度对光合作用强度影响的曲线
光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。
一般植物在10～35℃下正常进行光合作用，其中AB段（10～35℃）随温度的升高而逐渐加强，B点（35℃）以上由于光合酶活性下降，光合作用开始下降，50℃左右光合作用停止。
6．举例说明光照强度、温度、CO2浓度影响光合速率的应用
【提示】
（1）光照强度：
温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。
（2）温度：
温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
（3）CO2浓度：
大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。
视角1考查光照强度、CO2浓度对光合作用的影响
1．（2017·高考押题卷）如图表示在适宜温度和一定CO2浓度条件下，光照强度对甲、乙两种绿色植物净光合速率的影响曲线。
请回答下列问题。
（1）在绿色植物细胞中，吸收光能的色素分布在叶绿体的______________。
若甲植物吸收光能的色素被破坏，会使叶绿体中光反应产生的________减少，进而影响暗反应中C3的还原，此时图中A点将向________（填“左”或“右”）移动。
（2）植物光合作用在遇到一定限制因素时，其速率将受到影响。
对于甲植物来说，图中限制Ⅰ和限制Ⅱ分别代表的主要外界因素最可能是__________和____________。
（3）自然条件下，影响图中B点上下移动的主要外界因素是______________。
甲植物从A点对应的光照强度突然转移至C点对应的光照强度下，短时间内叶绿体中C5含量将________（填“增加”或“减少”）。
【解析】
（1）在绿色植物细胞中，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
若甲植物吸收光能的色素被破坏，会使叶绿体中光反应产生的ATP和[H]减少，进而影响暗反应中C3的还原，此时光合速率下降而呼吸速率不变，故A点（光合速率等于呼吸速率）将向右移动。
（2）根据题意，图中限制Ⅰ最可能是光照强度，因为此阶段甲植物净光合速率随光照强度增加而增加；限制Ⅱ不再是光照强度，最可能是CO2浓度。
（3）B点可代表甲植物的呼吸作用强度。
自然条件下，影响B点上下移动的主要外界因素是温度。
甲植物从A点对应的光照强度下突然转移至C点对应的光照强度下，即光照强度增加，光反应为暗反应提供的[H]和ATP增加，短时间内叶绿体中C3含量相对减少，C5含量将增加。
【答案】
（1）类囊体薄膜上 ATP和[H]（NADPH） 右
（2）光照强度 CO2浓度 （3）温度 增加
（1）当在P点时，限制光合速率的因素应为横坐标表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。
（2）当在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
2．（2017·湖北八校联考）取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm打孔器打出小圆片若干（注意避开大叶脉），抽出小叶圆片内的气体，并在黑暗处用清水处理使小叶圆片细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的不同浓度的富含CO2溶液的小烧杯中，置于光温恒定且适宜的条件下，测得各组小叶圆片上浮至液面所需平均时间，将记录结果绘制成曲线如图1。
图1图2
（1）与a浓度相比，b浓度时小叶圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上[H]的生成速率____________（填“快”“相等”或“慢”），此时小圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有________。
（2）当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，小叶圆片中有机物的积累速率________（填“加快”“不变”或“减慢”）。
（3）另取若干相同的小叶圆片分别置于溶液CO2浓度为a的小烧杯中，选用40W的台灯作为光源，通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验（实验温度保持相同且适宜），根据实验结果绘制成图2曲线（X1>0）。
①该实验的目的是____________________________________________。
②限制B点净光合速率的主要外界因素是__________________________，C点的含义是______________时光源与小烧杯之间的距离。
【解析】
（1）小叶圆片上浮的越快，表明光合速率越快，因此，b浓度时小叶圆片叶肉细胞类囊体膜上[H]的生成速率比a浓度时快。
小叶圆片的叶肉细胞光合作用和细胞呼吸同时进行。
（2）CO2浓度大于C时，光合速率减慢。
（3）光源与小烧杯之间的距离越近，小圆片接受的光越强，距离越远，接受的光越弱。
AB段小圆片接受的光较强，限制光合速率的主要外界因素是CO2浓度。
C点O2释放量为0，表明净光速率为0。
【答案】
（1）快 叶绿体、线粒体
（2）减慢 （3）①探究光照强度对光合作用速率的影响
②CO2浓度 小圆片光合作用速率等于呼吸作用速率
外界因素对光合作用影响的实质
影响因素
产生影响
影响过程
光照强度
影响水的光解产生[H]
影响ATP的形成
主要是光反应阶段
CO2浓度
影响C3的合成
主要是暗反应阶段
温度
影响光合作用酶的活性
视角2考查其他因素对光合作用的影响
3．（2017·潍坊期末）探究在适合生长的氮浓度范围内，不同氮素水平对青花菜叶片光合作用的影响，实验结果如下表所示：
氮素水平（mmol·L－1）
叶绿素含量（μg·cm－2）
净光合速率（μmol·m－2·s－1）
气孔导度（mmol·m－2·s－1）
胞间CO2浓度（μL·L－1）
5（低氮）
86
19.4
0.68
308
10（中氮）
99
20.7
0.84
304
15（偏高）
103
21.4
0.85
301
20（高氮）
103
22.0
0.84
295
请回答：
（1）表中净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在____________相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积________________的吸收量。
（2）光合作用过程中，叶绿素主要吸收______________光，光合色素吸收的光能一部分用于将水分解为__________，还有一部分转移到____________中。
（3）从表中可知，随着氮素水平的增高，叶片净光合速率逐渐____________，气孔导度____________（填“限制”或“不限制”）净光合速率的变化。
（4）高氮组比偏高组叶片净光合作用速率高，而叶绿素含量相同，推断其主要原因可能是参与光合作用的酶____________。
（5）为使实验数据更可靠，在控制好无关变量的基础上，应针对每个氮素水平条件下设置____________。
【解析】
（1）由题意知，该系列实验的自变量是不同的氮素水平，因变量是青花菜叶片光合作用速率，因此要控制无关变量叶龄、光照强度、CO2浓度、温度等相同且适宜；净光合作用速率可以用CO2的吸收量、O2的释放量或有机物的积累量来表示。
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；光合作用的光反应阶段，光合色素吸收的光能一部分用于将水分解为O2和[H]即水的光解，另一部分转移到ATP中。
（3）从表中可知，随着氮素水平的增高，叶片净光合作用速率逐渐提高；在中氮、偏高、高氮三种情况下，气孔导度大体相同，而净光合作用速率有所提高，所以说气孔导度不限制净光合作用速率的变化。
（4）由于高氮组和偏高组的叶绿素含量相同，但高氮组比偏高组叶片净光合作用速率高，推断其主要原因可能是参与光合作用的酶数量较多（或活性较强）。
（5）为使实验数据更可靠，在控制好无关变量的基础上，应针对每个氮素水平条件下设置多个重复实验。
【答案】
（1）光照强度、CO2浓度、温度 CO2
（2）红光和蓝紫 O2和[H] ATP
（3）提高 不限制
（4）数量较多（或活性较强）
（5）（至少有3个平行）重复实验
考点二|光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用
1．光合作用与有氧呼吸的区别
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物
有机物
有机物
无机物
能量变化
光能―→稳定的
化学能（储能）
稳定的化学能―→ATP中活跃的化学能、热能（放能）
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
2.光合作用与有氧呼吸的联系
（1）物质方面
C：
CO2
C6H12O6
丙酮酸
CO2
O：
H2O
O2
H2O
H：
H2O
[H]
C6H12O6
[H]
H2O
（2）能量方面
光能
ATP中活跃化学能
C6H12O6中稳定的
化学能
3．光合速率和呼吸速率
（1）净光合速率和总光合速率的关系：
总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
凡是进行光合作用的植物，同时也在进行着呼吸作用。
在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，C点时，OA段代表植物呼吸速率，OD段代表植物净光合速率，OA＋OD表示总光合速率，故总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
图中B点既不吸收也不释放二氧化碳，表示总光合速率＝呼吸速率，净光合速率为_0_。
在考题中，常需根据图表中的信息找出净光合速率和呼吸速率，进而推出总光合速率。
（2）净光合速率和总光合速率的判定方法：
①若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为总光合速率，若是负值则为净光合速率。
②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
③有机物积累量为净光合速率，制造量为总光合速率。
1．判断下列有关光合作用和细胞呼吸说法的正误。
（1）在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是类囊体薄膜和线粒体内膜。
（×）
【提示】 CO2固定的场所是叶绿体基质，CO2产生的场所是线粒体基质。
（2）CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。
（×）
【提示】 C6H12O6的分解发生在细胞质基质和线粒体中。
（3）光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中C6H12O6中的化学能转变成ATP中的化学能。
（×）
【提示】 呼吸作用中C6H12O6中的部分化学能转化成了热能。
（4）净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。
（√）
（5）适宜光照下，植物吸收CO2的总量等于固定的CO2的总量。
（×）
【提示】 适宜光照下，植物固定的CO2总量等于植物吸收CO2的量与细胞呼吸产生CO2的量之和。
2．如图为某绿色植物叶肉细胞中的部分代谢示意图，其中A－D表示生理过程，①－⑦表示物质，请据图回答下列问题：
（1）图中A表示____________过程，D表示____________过程。
（2）物质④表示____________；⑥表示____________
（3）若突然停止光照，短时间内③/②的比值会________（填“上升”“下降”或“不变”）。
【答案】
（1）光反应 有氧呼吸第一阶段
（2）丙酮酸 氧气 （3）上升
1．探究光合作用和有氧呼吸中[H]、ATP来源和去路
比较项目
来源
去路
[H]
光合作用
光反应中水的光解
作为暗反应阶段的还原剂，用于还原C3合成有机物等
有氧呼吸
第一、二阶段产生
用于第三阶段与氧气结合产生水，同时释放大量能量
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、转换的太阳能
用于暗反应阶段C3还原时的能量之需，以稳定的化学能形式储存在有机物中
有氧呼吸
第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，能量来自有机物的分解
作为能量直接用于各项生命活动
2.探究光合作用与细胞呼吸之间的气体变化
下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。
图①：
表示黑暗中，只进行细胞呼吸；
图②：
表示细胞呼吸速率_＞_光合作用速率；
图③：
表示细胞呼吸速率_＝_光合作用速率；
图④：
表示细胞呼吸速率_＜_光合作用速率。
视角1综合考查光合作用和细胞呼吸的过程
1．（2017·潍坊联考）如图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换，下列有关叙述正确的是（ ）
A．在黑暗中A将停止生理作用
B．A结构能产生ATP，B结构不能产生ATP
C．植物正常生长时，B结构产生的O2全部被A结构利用
D．白天适当升温，夜晚适当降温能增加农作物的产量
D [无光照时，植物仍能进行呼吸作用产生CO2；A结构为线粒体，B结构为叶绿体，A、B结构都能产生ATP；植物正常生长时，B结构产生的O2除被A结构利用，还有一部分释放到外界环境中。
]
2．（2017·潍坊检测）能量在生态系统中的变化形式如图所示。
请根据所学知识回答下列问题：
（1）图中过程①主要通过生产者的________实现，将光能首先转化成________________，再转化为________________，对于真核生物，第一次能量转化发生的场所是________________。
（2）②过程主要通过____________________实现，此生理过程释放的能量除以热能的形式散失外，其余少部分储存在________中。
此物质合成过程往往与细胞内的________（填“吸能”或“放能”）反应相联系。
（3）以上过程发生于白天的是________，发生于夜间的是________。
（填写图中序号）
【答案】
（1）光合作用 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 叶绿体类囊体薄膜
（2）各营养级生物的呼吸作用 ATP 放能
（3）①② ②
视角2考查光合速率和呼吸速率的计算
3．下图为从植物的同一叶片上陆续取下面积、厚薄相同的叶圆片，称其干重。
假定在整个实验过程中温度不变，叶片内有机物不向其他部位转移。
以下分析正确的是（ ）
A．三个叶圆片的质量大小关系一定是z＞x＞y
B．叶圆片Z在4小时内的有机物积累量为（z－x－2y）g
C．叶圆片Z在后2小时内的有机物制造量为（z＋x－2y）g
D．整个实验过程中呼吸速率可表示为（x－y）g/4h
C [本题以实验为载体考查光合作用与细胞呼吸的综合。
在上午10时移走的叶圆片的质量为xg，上午10时移动整个装置于黑暗中，中午12时移走的叶圆片质量为yg，在2小时黑暗中，叶圆片只进行细胞呼吸，叶圆片的细胞呼吸量为x－y。
下午14时移走的叶圆片质量为zg，因此在下午2小时叶圆片同时进行光合作用和细胞呼吸，下午2小时叶圆片的净光合量为z－y。
三个叶圆片质量关系为x＞y，z＞y，但z和x的大小没法比较。
叶圆片Z在4小时内的有机物积累量为（z－x）g。
叶圆片Z在后2小时内的有机物制造量为叶圆片的总光合量，叶圆片Z在后2小时内总光合量等于2小时叶圆片的净光合量＋2小时叶圆片的细胞呼吸量，为（z－y＋x－y）g＝（z＋x－2y）g。
整个实验过程中呼吸速率可表示为（x－y）g/2h。
]
4．（2017·云南名校模拟）下表是某生物小组研究光照对植物光合作用影响的实验装置图、实验条件及各实验组玻璃罩内的CO2含量变化，实验过程中室温恒定且适宜，BCD三组中植物生理状况相似，ACD三组中小鼠均健康且生理状况相似。
请分析回答：
组别
A
B
C
D
实验装
置图
实验条件
黑暗
黑暗
光照为
3klx
光照为
6klx
CO2
含量变化
（mg·h－1）
＋3
＋6
＋3
？
（1）B组植物叶肉细胞中能产生ATP的结构有______________________________________________________________。
（2）C组植物光合作用1h固定了________mgCO2。
此状态下钟罩C内的植物能不能正常生长？
答：
____________________________________。
（3）D组钟罩内的CO2含量变化可能________（填“＞”“＜”或“＝”）＋3mg·h－1。
（4）C组中给植物提供H
O，最先在小鼠的________（填物质名称）中检测出放射性标记（不考虑蒸腾作用释放的H2O），该物质产生于________（填细胞结构）。
【解析】
（1）B组植物处于黑暗条件下，叶肉细胞产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。
（2）C组植物和小鼠细胞呼吸会产生6＋3mgCO2，小室中CO2增加3mg，因此植物光合作用1h固定了6mgCO2。
此时，植物光合作用固定的CO2量与细胞呼吸产生的CO2量相等，因此植物不能正常生长。
（3）D组实验的光照为6klx，光照强度大于C组的3klx，植物的光合作用加快，固定的CO2增多，因此，D组钟罩内的CO2含量变化应＜＋3mg·h－1。
（4）C组中给植物提供H
O，在光合作用中水的光解先会在氧气中有放射性，氧气参与小鼠的有氧呼吸形成水。
氧气与[H]结合生成水，发生在线粒体中。
【答案】
（1）细胞质基质、线粒体
（2）6 不能 （3）＜（4）水 线粒体
咬文嚼字确定光合速率的“总”与“净”
项目
表示方法
净光合速率
CO2吸收量、O2释放量、
C6H12O6积累量
真正光合速率
CO2固定量、O2产生量、
C6H12O6制造量
呼吸速率（遮光条件下测得）
CO2释放量、O2吸收量、
C6H12O6消耗量
光合作用和细胞呼吸的实验探究综合
1．实验法测定光合速率与呼吸速率
（1）测定装置
（2）测定方法及解读
①测定呼吸速率
a．装置烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。
b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。
c．置于适宜温度环境中。
d．红色液滴向左移动（单位时间内左移距离代表呼吸速率）。
②测定净光合速率
a．装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。
b．必须给予较强光照处理，且温度适宜。
c．红色液滴向右移动（单位时间内右移距离代表净光合速率）。
2．光合作用、细胞呼吸实验的常用研究方法
（1）“黑白瓶法”：
用黑瓶（无光照的一组）测得呼吸作用强度值，用白瓶（有光照的一组）测得净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。
（2）“半叶法”：
测定时，叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速率。
（3）梯度法：
用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。
（2017·黄冈检测）某同学为探究光照强度和光合作用速率的关系，取几株有5个叶片、株高相近的西红柿植株，分别放在密闭的玻璃容器内。
实验开始先测定CO2浓度，12小时后，再测定CO2浓度，且以7种不同光照强度进行实验。
实验装置如下图，实验结果见表格。
序号
温度
℃
光照强度（%）
开始时CO2浓度（%）
12h后CO2浓度（%）
植物叶片数
1
25
0
0.35
0.368
5
2
25
10
0.35
0.342
5
3
25
20
0.35
0.306
5
4
25
40
0.35
0.289
5
5
25
60
0.35
0.282
5
6
25
80
0.35
0.280
5
7
25
95
0.35
0.279
5
（1）该同学的实验目的是________________________。
实验上表自变量是________，无关变量是________________________等。
（至少回答2点）
（2）表中序号1的目的是________。
序号2至7，实验前后CO2浓度的变化值来表示________________________________________。
（3）若实验中7种光照强度各都只用1株植物，则该同学在实验设计时，遵循了________原则和________原则。
【解析】
（1）根据表格分析可知，实验的单一变量（自变量）是光照强度，因变量是12h后CO2浓度，而温度、开始时的CO2浓度，植物叶片数和高度等在7组实验中都相同，属于无关变量。
根据自变量可知该实验目的是研究光照强度与光合作用速率的关系。
（2）表中序号1的光照强度是0，不能发生光合作用，只有呼吸作用，目的是作为空白对照，以便分析结果。
序号2至7，实验前后CO2浓度的变化值为光合作用与呼吸作用的差值，即表示西红柿植株的净光合速率。
（3）该实验遵循了实验的单一变量原则和对照性原则。
【答案】
（1）研究光照强度与光合作用速率的关系 光照强度 温度、开始时CO2浓度、植物叶片数和高度
（2）作为空白对照，以便分析结果（答“对照”即可） 西红柿植株的净光合速率
（3）单一变量 对照（性）（顺序可交换）
[跟踪练习]
1．某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。
将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。
在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/（
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