2022年高考生物基礎(chǔ)知識(shí)綜合復(fù)習(xí)第二單元細(xì)胞的代謝專題6光合作用課件

1、專題6光合作用課標(biāo)解讀教材內(nèi)容學(xué)業(yè)水平說(shuō)明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽(yáng)光中捕獲能量,這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過(guò)程中,轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能(1)光合作用在葉綠體中進(jìn)行(2)光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,并產(chǎn)生氧氣(3)碳反應(yīng)將二氧化碳還原成糖(4)光合作用受環(huán)境因素的影響水平二知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3葉綠體的結(jié)構(gòu)、功能及光合色素的提取與分離1.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能(1)結(jié)構(gòu)模式圖知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(2)結(jié)構(gòu) (3)功能:進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 種類色素本身的顏色吸收光譜主要吸收的光能功能類胡蘿卜素胡蘿卜素橙色藍(lán)紫光吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能葉黃素黃色葉綠素葉綠素a藍(lán)綠色紅光和藍(lán)紫光知識(shí)點(diǎn)1

2、知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)32.光合色素的種類、顏色及功能 知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)33.光合色素的提取與分離(1)實(shí)驗(yàn)原理提取色素:光合色素是一類脂溶性物質(zhì),可用95%的酒精等脂溶劑溶解、提取光合色素。分離色素:各種色素在層析液中的溶解度不同,溶解度大的色素隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散得快,反之則擴(kuò)散得慢,從而使各種色素相互分離。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(2)實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象分析 知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向1葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能典例1如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.1與2均有選擇透過(guò)性B.4中進(jìn)行的活動(dòng)能使NADP+增加,不能使ADP增加C.與光合作用有關(guān)的色素存在于3上D.碳反應(yīng)是在4中進(jìn)行,

3、二氧化碳通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入葉綠體知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 B解析 葉綠體外膜和內(nèi)膜都是選擇透過(guò)性膜,A項(xiàng)正確;4是葉綠體基質(zhì),是碳反應(yīng)的場(chǎng)所,碳反應(yīng)需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的NDAPH和ATP,因此4中碳反應(yīng)能使NADP+和ADP均增加,B項(xiàng)錯(cuò)誤;3是葉綠體基粒,是光反應(yīng)的場(chǎng)所,與光合作用有關(guān)的色素分布在基粒的類囊體膜上,C項(xiàng)正確;碳反應(yīng)的場(chǎng)所是4葉綠體基質(zhì),二氧化碳通過(guò)生物膜的方式是擴(kuò)散,D項(xiàng)正確。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向2光合色素的吸收光譜典例2如圖為葉綠體內(nèi)的不同色素的吸收光譜。結(jié)合圖示分析若遇到連續(xù)陰雨天氣,種植蔬菜的大棚里最好選擇補(bǔ)充的光源為()A.紅光或藍(lán)紫光B.綠光C.紫外光和紅外光

4、D.黃光或橙光知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 A解析 圖中顯示葉綠素和類胡蘿卜素在藍(lán)紫光區(qū)都有吸收峰,葉綠素在紅光區(qū)也有吸收峰,故在陰雨天氣中,為了提高植物光合速率應(yīng)該補(bǔ)充有效光,即紅光或藍(lán)紫光,A項(xiàng)正確。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向3光合色素的提取與分離典例3-1(2021浙江臺(tái)州臨海期中)以新鮮綠葉為材料進(jìn)行葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中,色素分離后,觀察濾紙條上的色素帶,從上到下依次是()A.葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素B.胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素bC.葉綠素b、葉綠素a、胡蘿卜素、葉黃素D.葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素答案 B解析 在各種色素中,胡蘿卜素的溶解度最

5、大,葉綠素b的溶解度最小,在濾紙條上從上至下依次是:胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3典例3-2下列有關(guān)“光合色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是()A.研磨時(shí)加入碳酸鈣可防止葉綠素被破壞B.可以用定性濾紙來(lái)過(guò)濾研磨液C.為避免色素?fù)]發(fā),畫濾液細(xì)線時(shí)要緊接著畫34次D.進(jìn)行光合色素分離時(shí),層析液液面要高于濾液細(xì)線答案 A解析 研磨時(shí)為防止葉綠素被破壞而加入碳酸鈣,A項(xiàng)正確;過(guò)濾研磨液時(shí)用的是尼龍布,而不是濾紙,B項(xiàng)錯(cuò)誤;為提高濾紙條上色素的含量,需要在濾紙條上多畫幾次,畫濾液細(xì)線時(shí)需要待濾液干后,才可再畫,C項(xiàng)錯(cuò)誤;層析時(shí),層析液液面不能超過(guò)濾紙條上的濾液細(xì)線,否

6、則會(huì)使色素溶于層析液中,D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)目光反應(yīng)碳反應(yīng)反應(yīng)場(chǎng)所葉綠體類囊體膜中葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化水光解:水在光下裂解為H+、e-和O2ATP的合成:ADP+Pi ATPNADPH的合成:H+和e-將NADP+還原為NADPHCO2被固定:1個(gè)CO2分子和1個(gè)五碳糖結(jié)合1個(gè)六碳分子2個(gè)三碳酸分子三碳酸被還原:三碳酸分子接受來(lái)自NADPH的氫和來(lái)自ATP的能量被還原成三碳糖(卡爾文循環(huán)中形成的第一個(gè)糖)再生五碳糖:三碳糖形成后,卡爾文循環(huán)的許多反應(yīng)都是為了再生五碳糖,以保證此循環(huán)的不斷進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3光合作用的基本過(guò)程光合作用的過(guò)程知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3項(xiàng)目光反應(yīng)碳反應(yīng)能量變化光能轉(zhuǎn)化為

7、ATP和NADPH中的化學(xué)能。ATP的功能:碳反應(yīng)中將CO2還原為糖的能源物質(zhì)NADPH的功能:碳反應(yīng)中將CO2還原為糖的能源物質(zhì),也作為該反應(yīng)中的還原劑ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為三碳糖中化學(xué)能。三碳糖在葉綠體內(nèi)能作為合成淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的原料被利用,但大部分運(yùn)至葉綠體外,轉(zhuǎn)變成蔗糖,供植物體所有細(xì)胞利用知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3對(duì)光反應(yīng)與碳反應(yīng)認(rèn)識(shí)的易錯(cuò)點(diǎn)(1)光合作用中光反應(yīng)和碳反應(yīng)不是獨(dú)立的,而是息息相關(guān)的兩個(gè)過(guò)程,沒(méi)有光反應(yīng),碳反應(yīng)也無(wú)法進(jìn)行。(2)光合作用的場(chǎng)所在真核生物中一定為葉綠體,在原核生物中為光合膜。(3)水光解的產(chǎn)物為H+、e-及O2,而光反應(yīng)的產(chǎn)物為ATP、NAD

8、PH、O2。其中ATP的生成需要H+濃度差推動(dòng),而NADPH的生成則直接需要H+和e-的參與。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(4)注意元素的構(gòu)成:三碳糖或五碳糖組成元素中含有磷。(5)注意C原子的轉(zhuǎn)移路徑:CO2中的C進(jìn)入三碳酸分子但不進(jìn)入五碳糖,最后進(jìn)入三碳糖,五碳糖中C不進(jìn)入三碳糖,可以通過(guò)同位素示蹤實(shí)驗(yàn)證明。(6)注意區(qū)分不同階段三碳糖的“大部分”和“少部分”:在卡爾文循環(huán)中,大部分三碳糖用于再生五碳糖,少部分離開(kāi)卡爾文循環(huán)去合成各種有機(jī)物(比例為15);離開(kāi)卡爾文循環(huán)的三碳糖,大部分運(yùn)至葉綠體外合成蔗糖供細(xì)胞利用,少部分留在葉綠體內(nèi)合成淀粉、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向1光反應(yīng)

9、的過(guò)程典例1(2021浙江北斗星盟適應(yīng)考)在光合作用的探究歷程中,人們利用離體的葉綠體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),逐漸探明了水的光解和NADPH的產(chǎn)生過(guò)程,如圖所示(e-為電子)。下列分析錯(cuò)誤的是()A.完成過(guò)程需要葉綠體中色素發(fā)揮作用B.過(guò)程發(fā)生在類囊體膜上并存在能量的轉(zhuǎn)換C.NADPH進(jìn)入葉綠體基質(zhì)并參與三碳酸的合成D.自養(yǎng)生物細(xì)胞的過(guò)程可以不發(fā)生在葉綠體中知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 C解析 過(guò)程是水在光下分解,需要葉綠體中色素分子吸收的光能,A項(xiàng)正確;過(guò)程是NADPH形成,發(fā)生在類囊體膜上,可將色素分子吸收的光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能,B項(xiàng)正確;NADPH進(jìn)入葉綠體基質(zhì)并參與三碳酸的還原,C項(xiàng)錯(cuò)誤;自養(yǎng)生物

10、藍(lán)細(xì)菌為原核生物,沒(méi)有葉綠體,但也可以進(jìn)行光合作用,因此過(guò)程可以不在葉綠體中進(jìn)行,D項(xiàng)正確。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向2碳反應(yīng)的過(guò)程典例2如圖為光合作用某階段示意圖,下列敘述正確的是()A.該反應(yīng)階段必須無(wú)光B.反應(yīng)場(chǎng)所為類囊體膜C.該反應(yīng)階段伴隨ATP的合成D.該反應(yīng)階段需要多種酶參與知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 D解析 分析圖示可知,該反應(yīng)階段為光合作用的碳反應(yīng)階段,不需要光照,有光和無(wú)光都可以進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤;碳反應(yīng)階段場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì),光合作用的光反應(yīng)階段場(chǎng)所為類囊體膜,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)階段需要光反應(yīng)提供的ATP和NADPH,所以伴隨ATP的水解,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)階段除需要光反應(yīng)提供的

11、ATP和NADPH外,還需要多種酶參與催化,D項(xiàng)正確。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向3基于非選擇題考查光合作用的基本過(guò)程典例3-1(2021浙江1月學(xué)考改編)下列示意圖中,甲為光合色素分離裝置,乙為卡爾文循環(huán)?；卮鹣铝袉?wèn)題。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(1)圖甲分離光合色素的方法是,分離后濾紙條上離濾液細(xì)線最近的色素帶呈色。(2)光合色素的種類和含量直接影響光合作用中的階段,此階段產(chǎn)生的ATP和NADPH可用于碳反應(yīng)中的(填“”或“”)過(guò)程,ATP和NADPH能為該過(guò)程提供的物質(zhì)是。(3)卡爾文循環(huán)中,CO2與五碳糖結(jié)合為六碳分子,進(jìn)而生成。若有3 mol CO2進(jìn)入卡爾文循環(huán),則還原形成的三碳糖為

12、 mol。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 (1)紙層析法黃綠(2)光反應(yīng)磷酸基團(tuán)和氫(3)三碳酸6解析 (1)圖甲分離光合色素的方法是紙層析法,分離后濾紙條上離濾液細(xì)線最近的色素是葉綠素b,呈黃綠色。(2)光合色素的作用是吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能,故光合色素的種類和含量直接影響光合作用中的光反應(yīng)階段,該階段產(chǎn)生的ATP和NADPH可用于碳反應(yīng)中三碳酸還原產(chǎn)生三碳糖的過(guò)程,即圖乙中的過(guò)程,ATP為該過(guò)程提供的物質(zhì)是磷酸基團(tuán),NADPH能為該過(guò)程提供的物質(zhì)是氫。(3)卡爾文循環(huán)中,CO2與五碳糖結(jié)合為六碳分子,進(jìn)而生成三碳酸。若有3 mol CO2進(jìn)入卡爾文循環(huán),則還原形成的三碳糖為6 mol。知識(shí)點(diǎn)1

13、知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3典例3-2如圖為菠菜葉肉細(xì)胞在環(huán)境CO2濃度為0.035%,其他條件適宜的情況下,光合作用的部分過(guò)程示意圖。圖中表示過(guò)程,W代表膜上物質(zhì),甲、乙代表結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(1)結(jié)構(gòu)甲由層膜構(gòu)成,其中光合色素常用進(jìn)行提取,用法進(jìn)行分離。從分離結(jié)果分析,(填顏色)的色素溶解度最高。(2)ATP為PGAL的產(chǎn)生提供了和。(3)H+借助W通過(guò)膜結(jié)構(gòu)(填“消耗”或“產(chǎn)生”)ATP;若突然增加CO2的濃度,短時(shí)間內(nèi)五碳糖含量將。(4)碳反應(yīng)產(chǎn)物PGAL可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞溶膠中合成蔗糖,合成1分子蔗糖至少需要碳反應(yīng)循環(huán)次(假設(shè)每次循環(huán)僅有一個(gè)CO2分子進(jìn)入碳反應(yīng))。知識(shí)點(diǎn)

14、1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 (1)195%的酒精紙層析橙色(2)能量磷酸基團(tuán)(答案位置可換)(3)產(chǎn)生減少(4)12解析 (1)結(jié)構(gòu)甲為葉綠體中的類囊體,由1層膜構(gòu)成,其中光合色素常用95%的酒精進(jìn)行提取,用紙層析法進(jìn)行分離。從分離結(jié)果分析,胡蘿卜素在濾紙條上的擴(kuò)散速度最快,溶解度最高,胡蘿卜素為橙色的色素。(2)圖中的PGAL是三碳糖,ATP為PGAL的產(chǎn)生提供了能量和磷酸基團(tuán)。(3)H+借助W通過(guò)膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生ATP;若突然增加CO2的濃度,CO2與五碳糖結(jié)合形成的三碳酸增多,即五碳糖消耗增多,而在短時(shí)間內(nèi),三碳酸被還原生成三碳糖進(jìn)而再生五碳糖的速率并沒(méi)有加快,因此短時(shí)間內(nèi)五碳糖含量將減少。(4)

15、1分子蔗糖中含有12個(gè)碳原子,1次循環(huán)僅有一個(gè)CO2分子進(jìn)入碳反應(yīng),因此要合成1分子含有12個(gè)碳原子的蔗糖至少需要碳反應(yīng)循環(huán)12次。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向4基于科學(xué)史考查光反應(yīng)(以希爾反應(yīng)為例)典例4希爾反應(yīng)是測(cè)定葉綠體活力的常用方法。希爾反應(yīng)基本原理:光照下,葉綠體釋放O2,同時(shí)氧化型DCIP(2,6-二氯酚靛酚)被還原,顏色由藍(lán)色變成無(wú)色。DCIP顏色變化引起的吸光率變化可反映葉綠體活力。研究小組利用菠菜葉進(jìn)行了葉綠體活力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)。回答下列問(wèn)題。(1)制備葉綠體懸液:選取10 g新鮮的菠菜葉加入研缽,研磨前加入適量的0.35 mol/L NaCl溶液和pH7.8的酸堿緩沖液等;研磨

16、成勻漿后,用紗布過(guò)濾,取濾液進(jìn)行,分離得到葉綠體;將葉綠體置于溶液中,以保證葉綠體的正常形態(tài),獲得葉綠體懸液。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(2)測(cè)定葉綠體活力:分組如下,并按下表加入試劑;測(cè)定各組吸光率。試管號(hào)磷酸緩沖液/mL葉綠體懸液/mL煮沸/minDCIP/mL19.40.10.529.40.150.539.90.1注:“”表示不處理或不加入。希爾反應(yīng)模擬了光合作用中階段的部分變化,該階段在葉綠體的中進(jìn)行。氧化型DCIP在希爾反應(yīng)中的作用,相當(dāng)于在該階段中的作用。煮沸處理后,需向2號(hào)試管中加入一定量的,以保證各試管中液體的量相等。3號(hào)試管的作用是。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 (1)離心0.

17、35 mol/L NaCl(或等滲)(2)光反應(yīng)類囊體膜NADP+蒸餾水測(cè)定該濃度葉綠體懸液自身的吸光率作為對(duì)照解析 (1)分離獲取細(xì)胞器的方法是對(duì)含有細(xì)胞器的濾液進(jìn)行離心處理。獲取的葉綠體是雙層膜包裹的細(xì)胞器,若想維持其形態(tài),需要將其置于等滲溶液中。(2)希爾反應(yīng)模擬了光合作用中光反應(yīng)階段的部分變化。光反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所為葉綠體的類囊體膜。DCIP屬于氧化劑,與光反應(yīng)中NADP+的作用相似。2號(hào)試管進(jìn)行煮沸處理,可能會(huì)造成溶液體積的減小,因此需加入少量蒸餾水保持不同試管中懸液含量的體積相等。3號(hào)試管為對(duì)照,目的是測(cè)定該濃度下葉綠體懸液自身的吸光率情況。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向5光反應(yīng)與碳反應(yīng)

18、的聯(lián)系(以間歇光實(shí)驗(yàn)為例)典例5研究人員以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的綠色植物為材料,在相同的條件下進(jìn)行了四組實(shí)驗(yàn),如下圖所示。其中d組連續(xù)光照T秒,a、b、c組依次加大光照黑暗的交替頻率,每組處理的總時(shí)間均為T秒,發(fā)現(xiàn)單位光照時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量從a到c依次越來(lái)越大。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)說(shuō)明白天給予一定頻率的遮光有利于農(nóng)作物增產(chǎn)B.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中c組積累的有機(jī)物最多C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后立即檢測(cè)植物體內(nèi)NADPH含量,d組最高D.實(shí)驗(yàn)組由黑暗變?yōu)楣庹諘r(shí),光反應(yīng)速率增加,碳反應(yīng)速率變小知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 C解析 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明增大光照黑暗的交替頻率,光合速率可以提高,但白天遮光會(huì)縮短光照時(shí)間,同

19、樣不利于農(nóng)作物增產(chǎn),A項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中d組光照時(shí)間最長(zhǎng),d組積累的有機(jī)物最多,B項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)閐組持續(xù)光照,有NADPH積累,故實(shí)驗(yàn)結(jié)束后d組NADPH最高,C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)組由黑暗變?yōu)楣庹諘r(shí),光反應(yīng)速率增加,碳反應(yīng)速率增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3希爾反應(yīng)的原理(1)希爾反應(yīng)模擬光合作用中光反應(yīng)的部分過(guò)程。DICP為氧化劑,相當(dāng)于光反應(yīng)中的NADP+,還原態(tài)DCIP(DCIP red)相當(dāng)于光反應(yīng)中的NADPH。(2)通過(guò)光照和黑暗對(duì)照實(shí)驗(yàn),照光時(shí)葉綠體產(chǎn)生e-和H+,可使DCIP由藍(lán)色轉(zhuǎn)無(wú)色,而不照光時(shí)葉綠體不產(chǎn)生e-和H+,不可使DCIP改變,仍是藍(lán)色。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3影

20、響光合作用的因素及光合作用、細(xì)胞呼吸的比較1.光合速率(又稱光合強(qiáng)度)(1)含義:一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的光合作用,如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳。(2)表示方法:產(chǎn)生氧氣量/單位時(shí)間或消耗二氧化碳量/單位時(shí)間。(3)表觀光合速率:光照條件下,測(cè)得的植物從外界環(huán)境吸收的CO2總量。(4)真正光合速率:光照條件下,植物從外界環(huán)境吸收的CO2的量,加上細(xì)胞呼吸釋放的CO2的量。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)32.影響光合作用的常見(jiàn)環(huán)境因素 影響因素說(shuō)明光強(qiáng)度光合速率隨光強(qiáng)度的增加而增加,但在強(qiáng)度達(dá)到全日照之前,光合作用已達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)的速率,即光強(qiáng)度再增加,光合速率也不會(huì)增加溫度

21、光合作用有一個(gè)最適溫度,和酶反應(yīng)有最適溫度一樣。表現(xiàn)為光合速率隨溫度的升高而加快,超過(guò)最適溫度后光合速率下降CO2濃度空氣中CO2濃度的增加會(huì)使光合速率加快。大氣中CO2的濃度約為0.035%,CO2濃度在1%以內(nèi)時(shí),光合速率會(huì)隨CO2濃度的增加而增加知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)33.探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理光合速率通常以一定量的植物在單位時(shí)間內(nèi)有機(jī)物的積累量、CO2的吸收量、O2的釋放量,即表觀光合速率來(lái)衡量。影響的主要環(huán)境因素:溫度、CO2濃度、光強(qiáng)度。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(2)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)假設(shè):一定范圍內(nèi),光合速率隨光強(qiáng)度的增加而增加。實(shí)驗(yàn)過(guò)程a.組裝下圖裝置三套,編號(hào)為

22、甲、乙、丙;b.分別向三支試管內(nèi)加入等量的小球藻和5%的NaHCO3溶液;c.記錄有色液滴的起始位置;d.取三只100 W燈泡,分別置于距甲、乙、丙10 cm、20 cm、50 cm處,一段時(shí)間后,記錄液滴位置。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向1環(huán)境因素改變與物質(zhì)含量變化典例1離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí),如果突然中斷CO2氣體的供應(yīng),短時(shí)間內(nèi)葉綠體中三碳酸、五碳糖及ATP相對(duì)含量的變化是()A.上升、下降、上升B.上升、下降、下降C.下降、上升、下降D.下降、上升、上升知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 D解析 CO2含量的改變直接影響的是碳反應(yīng)中CO2的固定過(guò)程,CO2含量由高到低時(shí),C

23、O2的固定過(guò)程變?nèi)?該反應(yīng)的反應(yīng)物五碳糖消耗減少,剩余的五碳糖相對(duì)增多;生成物三碳酸減少,由于三碳酸的減少,則又影響了三碳酸的還原,使得三碳酸的還原反應(yīng)減弱,則消耗的NADPH和ATP減少,所以NADPH和ATP剩余的量增多。所以突然中斷CO2氣體的供應(yīng),短時(shí)間內(nèi)葉綠體中三碳酸的相對(duì)含量下降、五碳糖的相對(duì)含量上升、ATP的相對(duì)含量上升。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向2影響光合作用的環(huán)境因素分析典例2-1(2020浙江7月選考)將某植物葉片分離得到的葉綠體,分別置于含不同蔗糖濃度的反應(yīng)介質(zhì)溶液中,測(cè)量其光合速率,結(jié)果如圖所示。圖中光合速率用單位時(shí)間內(nèi)單位葉綠素含量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確

24、的是()知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3A.測(cè)得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率B.若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體,測(cè)得的光合速率與無(wú)破碎葉綠體的相比,光合速率偏大C.若該植物較長(zhǎng)時(shí)間處于遮陰環(huán)境,葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中BC段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似D.若該植物處于開(kāi)花期,人為摘除花朵,葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中AB段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 A解析 測(cè)得植物葉片的光合速率是葉片的總光合速率減去葉片的呼吸速率,而分離得到的葉綠體的光合速率,就是總光合速率,A項(xiàng)正確;破碎葉綠體,其葉綠素釋放出來(lái),被破壞,導(dǎo)致消耗二氧化碳減少,測(cè)得的光合

25、速率與無(wú)破碎葉綠體的相比,光合速率偏小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若該植物較長(zhǎng)時(shí)間處于遮陰環(huán)境,光照不足,光反應(yīng)減弱,影響碳反應(yīng)速率,蔗糖合成一直較少,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若該植物處于開(kāi)花期,人為摘除花朵,葉片光合作用產(chǎn)生的蔗糖不能運(yùn)到花瓣,在葉片積累,光合速率下降,葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中BC段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似,D項(xiàng)錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3典例2-2(2021浙江7月學(xué)考)塑料大棚具有保溫、增溫和透光等功能。為了研究如何提高大棚內(nèi)農(nóng)作物的產(chǎn)量,科研工作者將某種蔬菜分別進(jìn)行露天種植(甲組)和大棚種植(乙組)。在春末晴朗的白天,測(cè)定蔬菜的CO2吸收速率,結(jié)果如圖所示。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3回答下列問(wèn)題。

26、(1)大棚一般選用(填“無(wú)色”或“綠色”)透明的薄膜。(2)測(cè)得的CO2吸收速率是植物進(jìn)行光合作用消耗CO2的速率與之差。15:0018:00,甲組CO2吸收速率下降,是由于光強(qiáng)度減弱,光反應(yīng)產(chǎn)生的減少, 影響了碳反應(yīng)過(guò)程,導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱。(3)6:009:00和15:0018:00,乙組CO2吸收速率均大于甲組,其共同的原因主要是大棚具有功能, 6:009:00乙組CO2吸收速率大于甲組的可能原因還有。 11:00 乙組的CO2吸收速率小于甲組,此時(shí)若要提高大棚內(nèi)蔬菜的CO2吸收速率,從而提高其產(chǎn)量,請(qǐng)?zhí)岢鲆豁?xiàng)可行的措施。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 (1)無(wú)色(2)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2

27、的速率ATP和NADPH(3)增溫夜間細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2積累在大棚內(nèi),導(dǎo)致CO2濃度較高對(duì)大棚進(jìn)行通風(fēng)處理知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3解析 (1)塑料大棚具有保溫、增溫和透光等功能。綠色植物的光合色素主要利用紅光和藍(lán)紫光,幾乎不能利用綠光,因此大棚一般選用無(wú)色透明的薄膜。(2)測(cè)得的CO2吸收速率是植物進(jìn)行光合作用消耗CO2的速率與細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的速率之差。15:0018:00,光強(qiáng)度減弱,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH減少,影響了碳反應(yīng)過(guò)程,導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱,CO2吸收速率下降。(3)6:009:00和15:0018:00,乙組(大棚種植)CO2吸收速率均大于甲組(露天種植),主要原因

28、是大棚具有增溫功能,溫度相對(duì)高,光合作用強(qiáng)。6:009:00乙組CO2吸收速率大于甲組的可能原因還有夜間細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2積累在大棚內(nèi),導(dǎo)致CO2濃度較高。大棚是一個(gè)相對(duì)密閉的環(huán)境,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間光合作用的消耗,CO2濃度降低。因此,11:00乙組CO2吸收速率小于甲組。此時(shí)若要提高大棚內(nèi)蔬菜的CO2吸收速率,從而提高其產(chǎn)量,可對(duì)大棚進(jìn)行通風(fēng)處理,提高CO2濃度,使光合作用強(qiáng)度增加。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向3基于實(shí)驗(yàn)探究分析環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響典例3(2019浙江1月學(xué)考)某同學(xué)利用小球藻(一種單細(xì)胞真核生物)為實(shí)驗(yàn)材料,進(jìn)行了“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”的活動(dòng),他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如

29、圖所示。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3回答下列問(wèn)題。(1)小球藻進(jìn)行光合作用時(shí),利用范圍內(nèi)的光進(jìn)行光反應(yīng),形成了ATP和NADPH。在葉綠體的中,NADPH為三碳酸的還原提供了。(2)該同學(xué)研究了不同光強(qiáng)度和不同濃度的NaHCO3溶液對(duì)小球藻光合作用的影響,得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3表不同實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)驗(yàn)裝置中氧氣的相對(duì)濃度與時(shí)間的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)條件培養(yǎng)時(shí)間/d024681012低光強(qiáng)度高濃度NaHCO3溶液0.10.20.60.91.51.82.1低液度NaHCO3溶液0.10.20.50.71.41.72.0高光強(qiáng)度高濃度NaHCO3溶液0.10.31.11.42.83.54.3低濃度

30、NaHCO3溶液0.10.31.01.21.92.22.7知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3該實(shí)驗(yàn)的自變量是;在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,需要保持溫度、等無(wú)關(guān)變量一致(答出1點(diǎn)即可)。第24天,在高濃度NaHCO3溶液條件下,高光強(qiáng)度組比低光強(qiáng)度組氧氣的相對(duì)濃度上升快,其主要原因是;第6天后高濃度NaHCO3溶液和高光強(qiáng)度組氧氣的相對(duì)濃度上升顯著加快,除上述原因外,還可能的原因是。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 (1)可見(jiàn)光基質(zhì)氫和能量(2)光強(qiáng)度和NaHCO3溶液的濃度小球藻的起始數(shù)量、NaHCO3溶液的體積高光強(qiáng)度下光反應(yīng)強(qiáng)度大小球藻數(shù)量快速增加解析 (1)植物光合作用利用的是可見(jiàn)光,光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH為在

31、葉綠體基質(zhì)中發(fā)生的三碳酸的還原提供了氫和能量。(2)從表格中可以看出,該實(shí)驗(yàn)的自變量是光強(qiáng)度和NaHCO3溶液的濃度;在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,需要控制無(wú)關(guān)變量適宜且一致,如溫度、小球藻的起始數(shù)量、NaHCO3溶液的體積等。第24天,在高濃度NaHCO3溶液條件下,二氧化碳充足,由于高光強(qiáng)度下光反應(yīng)速率快,故高光強(qiáng)度組比低光強(qiáng)度組氧氣的相對(duì)濃度上升快;第6天后高濃度NaHCO3溶液和高光強(qiáng)度組氧氣的相對(duì)濃度上升顯著加快,除高光強(qiáng)度下光反應(yīng)速率快之外,還可能是因?yàn)樾∏蛟鍞?shù)量也在快速增加。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3考向4光合作用與細(xì)胞呼吸的比較典例4下列關(guān)于細(xì)胞呼吸和光合作用的敘述,正確的是()A.ATP產(chǎn)

32、生于線粒體外膜和葉綠體的類囊體膜B.植物體內(nèi)的葡萄糖是植物細(xì)胞直接利用的能量載體C.水體的pH影響藻類的細(xì)胞呼吸而不影響光合作用D.不同植物的種類和不同發(fā)育階段,葉片中各種色素的含量可能不同知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案 D解析 光合作用的光反應(yīng)階段有ATP的生成,場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜;需氧呼吸的三個(gè)階段都有ATP的生成,場(chǎng)所分別是細(xì)胞溶膠、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜,A項(xiàng)錯(cuò)誤。植物體內(nèi)的葡萄糖是植物細(xì)胞的主要能源物質(zhì),而植物細(xì)胞直接利用的能量載體是ATP,B項(xiàng)錯(cuò)誤。pH能通過(guò)影響酶的活性進(jìn)而影響光合作用和細(xì)胞呼吸,C項(xiàng)錯(cuò)誤。不同植物的種類和不同發(fā)育階段,葉片中各種色素的含量可能不同,D項(xiàng)正確。知

33、識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)31.環(huán)境條件變化對(duì)光合產(chǎn)物的影響(1)當(dāng)CO2供應(yīng)不變,光照發(fā)生變化時(shí)光照分析結(jié)果模型分析強(qiáng)弱光反應(yīng)減弱,NADPH和ATP含量減少,三碳酸分子還原減弱三碳酸分子含量增多,五碳糖、三碳糖分子含量減少知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3光照分析結(jié)果模型分析弱強(qiáng)光反應(yīng)增強(qiáng),NADPH和ATP含量增多,三碳酸分子還原加強(qiáng)三碳酸分子含量減少,五碳糖、三碳糖分子含量增多知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(2)當(dāng)光照不變,CO2供應(yīng)發(fā)生變化時(shí) CO2供應(yīng)分析結(jié)果模型分析充足不足CO2的固定減慢,三碳酸分子的產(chǎn)生減少,五碳糖分子消耗減少三碳酸分子含量減少,五碳糖分子含量增多,ATP和NADPH含量增多知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3CO2供應(yīng)分析結(jié)果模型分析不足充足CO2的固定加快,三碳酸分子的產(chǎn)生增多,五碳糖分子消耗增多三碳酸分子含量增多,五碳糖分子含量減少,ATP和