人教版高中生物必修一 光合作用與能量轉(zhuǎn)化 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用課件

第4節(jié)光合作用的原理和應(yīng)用第二課時(shí)光合作用的原理

一、光合作用概念和反應(yīng)式1.概念:綠色植物通過_______,利用光能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出_____的過程。2.反應(yīng)式:_______________________。葉綠體氧氣CO2+H2O(CH2O)+O2二、光合作用探究歷程1.19世紀(jì)末,科學(xué)界普遍觀點(diǎn):C與H2O結(jié)合成_____。2.1928年:甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成___。3.1937年,英國希爾:離體葉綠體在適當(dāng)條件下可產(chǎn)生_____。甲醛氧氣糖4.1941年,魯賓和卡門:研究了光合作用中_____的來源(氧氣來源于H2O)。5.1954年,美國阿爾農(nóng):光照下,葉綠體可合成____;1957年:這一過程總是與水的光解相伴隨。氧氣ATP三、光合作用的過程1.寫出圖中序號(hào)代表的物質(zhì)或過程:①______②____③___④______⑤_______⑥________NADPHATPCO2(CH2O)光反應(yīng)暗反應(yīng)2.光反應(yīng)階段:(1)場所:葉綠體的___________。(2)條件:___、_____和有關(guān)的___。(3)物質(zhì)變化:①水的光解:H2O____+_______②ATP的合成:ADP+Pi+能量____。(4)能量變化:將_____轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的_______。類囊體薄膜光色素酶O22NADPHATP光能化學(xué)能3.暗反應(yīng)階段:(1)場所:葉綠體內(nèi)的___________中。(2)條件:___的催化。(3)物質(zhì)變化:①CO2的固定:CO2+C52C3②C3的還原:C3(CH2O)C3C5葉綠體基質(zhì)酶(4)能量變化:____中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中______________。ATP穩(wěn)定的化學(xué)能【激疑】(1)在無光條件下,暗反應(yīng)能否長期進(jìn)行?提示:在無光條件下,光反應(yīng)不能進(jìn)行,光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和NADPH減少,不能滿足暗反應(yīng)的需求,暗反應(yīng)將停止進(jìn)行。

(2)若暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)能否持續(xù)進(jìn)行?提示:暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH積累過多,抑制光反應(yīng)的進(jìn)行。知識(shí)點(diǎn)一光合作用的探究歷程1.希爾實(shí)驗(yàn):(1)實(shí)驗(yàn)過程:離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),在光照下可以釋放出氧氣。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在適當(dāng)條件下葉綠體產(chǎn)生氧氣。2.魯賓和卡門實(shí)驗(yàn):相互對照(條件相同的兩組材料,分別標(biāo)記不同的物質(zhì):一組為,另一組為C18O2)。3.阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn):光照下葉綠體合成ATP,這一過程與水的光解相伴隨。【思考·討論】希爾實(shí)驗(yàn)說明水光解可以產(chǎn)生氧氣,是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧全部來自水?為什么?(科學(xué)思維)提示:不能。葉綠體內(nèi)還有其他含有氧元素的物質(zhì),不能確定氧元素全部來自水。

【素養(yǎng)案例】美國科學(xué)家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.kamen)用18O分別標(biāo)記H2O和CO2中的氧,進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)證明了 (

)A.光合作用制造了有機(jī)物B.光合作用需要利用根系吸收的水分C.光合作用生成的氧來自水D.光合作用吸收的二氧化碳來自大氣【解析】選C。美國科學(xué)家魯賓和卡門用18O分別標(biāo)記H2O和CO2中的氧,進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)如果用18O標(biāo)記H2O,光合作用釋放的氧氣中含有18O;用18O標(biāo)記CO2,光合作用釋放的氧氣中沒有18O?？茖W(xué)家通過相互對照實(shí)驗(yàn),證明了光合作用生成的O2中的氧來自H2O?！舅仞B(yǎng)·遷移】下面表示較強(qiáng)光照且溫度相同以及水和小球藻的質(zhì)量相等的條件下,小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖。一段時(shí)間后,以下相關(guān)實(shí)驗(yàn)比較不正確的是 (

)

A.Y2的質(zhì)量大于Y3的質(zhì)量B.④中小球藻的質(zhì)量大于①中小球藻的質(zhì)量C.②中水的質(zhì)量大于④中水的質(zhì)量D.試管①的質(zhì)量大于試管②的質(zhì)量【解析】選C。Y1和Y3是O2,Y2和Y4是18O2,因此Y2的質(zhì)量大于Y3的質(zhì)量;④中小球藻中含有()的有機(jī)物,而①中小球藻含有(CH2O)的有機(jī)物,故④中小球藻的質(zhì)量大于①中小球藻的質(zhì)量;④和②中的水都為O,且含量相同,因此質(zhì)量相等;在試管①和②中原有質(zhì)量相等的情況下,②中釋放的是18O2,而①中釋放的是O2,故剩余質(zhì)量①大于②。知識(shí)點(diǎn)二光合作用的過程1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較:(1)區(qū)別:項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)(碳反應(yīng))實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,并釋放O2同化CO2,合成有機(jī)物需要條件外界條件:光照;內(nèi)部條件:色素、酶不需要光照;內(nèi)部條件:酶項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)(碳反應(yīng))反應(yīng)場所葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體基質(zhì)內(nèi)物質(zhì)變化①水的光解:水分解成NADPH和O2②ATP的合成:在相關(guān)酶的作用下,ADP和Pi形成ATP①CO2的固定:CO2+C5

2C3②C3的還原:2C3

(CH2O)+C5項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)(碳反應(yīng))能量變化光能→活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能相應(yīng)產(chǎn)物O2、ATP和NADPH糖類等有機(jī)物(2)聯(lián)系:①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種重要物質(zhì):NADPH和ATP,NADPH既可作還原劑,又可提供能量;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供三種物質(zhì):ADP、Pi以及NADP+。②暗反應(yīng)有光無光都能進(jìn)行。若光反應(yīng)停止,暗反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間,但時(shí)間不長,故晚上一般認(rèn)為只進(jìn)行呼吸作用,不進(jìn)行光合作用。2.光合作用過程中的物質(zhì)變化:(1)光合作用過程中C、O元素轉(zhuǎn)移途徑:(2)光合作用總反應(yīng)式與C、H、O元素的去向:3.光照和CO2濃度變化對細(xì)胞中C3、C5含量的影響:(1)理論依據(jù):細(xì)胞中C3的含量取決于C3的生成速率和C3的消耗速率。C3的生成通過CO2的固定實(shí)現(xiàn),C3的消耗通過C3的還原實(shí)現(xiàn),如圖所示:由C5+CO2→2C3可知,細(xì)胞中C3、C5的含量變化相反。(2)實(shí)例分析:外界條件變化分析結(jié)果光照強(qiáng)→弱光反應(yīng)減弱,NADPH和ATP減少,C3還原減弱,C3消耗減少,C5產(chǎn)生減少C3含量增多,C5含量減少弱→強(qiáng)光反應(yīng)增強(qiáng),NADPH和ATP增多,C3還原增強(qiáng),C3消耗增多,C5產(chǎn)生增多C3含量減少,C5含量增多外界條件變化分析結(jié)果CO2濃度高→低CO2固定減弱,C3產(chǎn)生減少,C5消耗減少C3含量減少,C5含量增多低→高CO2固定增強(qiáng),C3產(chǎn)生增多,C5消耗增多C3含量增多,C5含量減少【思考·討論】1.若給植物提供,一段時(shí)間后能否在植物體內(nèi)的有機(jī)物中發(fā)現(xiàn)18O?試說明原因。(生命觀念)提示:

參與有氧呼吸第二階段,可形成C18O2,C18O2參與光合作用,可形成含有18O的有機(jī)物。2.光合作用中的還原劑和細(xì)胞呼吸中的還原劑是否相同,完成下表:(科學(xué)思維)光合作用過程中還原劑細(xì)胞呼吸過程中還原劑本質(zhì)還原型輔酶Ⅱ(NADPH)還原型輔酶Ⅰ(NADH)來源_______階段無氧呼吸第___階段、有氧呼吸第___、___階段去向_________________有氧呼吸第___階段光反應(yīng)一二三碳化合物的還原三一【素養(yǎng)案例】陽光穿過森林中的空隙形成“光斑”,如圖表示一株生長旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和釋放O2量的變化,據(jù)此正確的分析是 (

)A.光斑照射前,光合作用無法進(jìn)行B.光斑照射后,光反應(yīng)和暗反應(yīng)迅速同步增加C.光斑照射后,暗反應(yīng)對光反應(yīng)有限制作用D.光斑移開后,光反應(yīng)和暗反應(yīng)迅速同步減弱【解題導(dǎo)引】(1)圖示信息:①光斑照射前有氧氣的釋放和二氧化碳的吸收。②光斑照射后氧氣的釋放速率和二氧化碳吸收速率增加不同步。③光斑移開后,氧氣的釋放速率和二氧化碳吸收速率減弱不同步。(2)關(guān)鍵知識(shí):光合作用總反應(yīng)式中,氧氣的釋放量和二氧化碳吸收量相等。【解析】選C。光斑照射前,有氧氣釋放,說明植物細(xì)胞在進(jìn)行光合作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤;光斑照射后,光反應(yīng)迅速增加,而暗反應(yīng)沒有相應(yīng)增加,二者不同步,B項(xiàng)錯(cuò)誤;光斑照射后,一開始光反應(yīng)遠(yuǎn)高于暗反應(yīng),然后光反應(yīng)逐漸減弱,與暗反應(yīng)保持一致,因此可以看出,暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)的進(jìn)行,C項(xiàng)正確;光斑移開后,光反應(yīng)迅速減弱,而暗反應(yīng)過一段時(shí)間后才減弱,二者不同步,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！舅仞B(yǎng)·探究】——母題追問科學(xué)思維——分析與綜合光斑移開后,C3含量和C3的生成速率會(huì)如何變化?為什么?提示:C3含量增多,C3的生成速率減慢。光斑移開后,光反應(yīng)減弱,NADPH和ATP合成量減少,被還原的C3減少,導(dǎo)致C3含量增多,進(jìn)而反饋抑制C3的生成過程,導(dǎo)致C3的生成速率減慢?！舅仞B(yǎng)·遷移】在其他條件適宜的情況下,在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照,并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析,在短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5含量的變化是 (

)A.C3和C5都迅速減少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加,C5迅速減少D.C3迅速減少,C5迅速增加【解析】選C。由題意知,在其他條件適宜的情況下,在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照后,光反應(yīng)停止,NADPH和ATP下降,C3的還原減弱直至停止,而CO2的固定則繼續(xù)進(jìn)行,但由于缺少NADPH和ATP,C3不能被還原而積累,使C3迅速增加;C5是植物體細(xì)胞內(nèi)具有一定數(shù)量且能循環(huán)利用的物質(zhì),當(dāng)C3不能被還原再形成C5時(shí),C5將迅速減少。所以,在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照,并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析,此時(shí)葉綠體中C3迅速增加,C5迅速減少?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】在葉綠體中,ATP和ADP的運(yùn)動(dòng)方向是 (

)A.ADP由類囊體薄膜向葉綠體的基質(zhì)運(yùn)動(dòng),ATP則向相反方向運(yùn)動(dòng)B.ATP與ADP同時(shí)由類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動(dòng)C.ATP與ADP同時(shí)由葉綠體的基質(zhì)向類囊體薄膜運(yùn)動(dòng)D.ATP由類囊體薄膜向葉綠體的基質(zhì)運(yùn)動(dòng),ADP的運(yùn)動(dòng)方向則正好相反【解析】選D。葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所,光反應(yīng)在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行,此過程中消耗來自葉綠體基質(zhì)的ADP,產(chǎn)生ATP,供暗反應(yīng)階段C3的還原,所以葉綠體中ATP由類囊體薄膜向葉綠體的基質(zhì)運(yùn)動(dòng),ADP則由葉綠體的基質(zhì)向類囊體薄膜運(yùn)動(dòng)?！菊n堂回眸】第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第三課時(shí)光合作用原理的應(yīng)用

一、探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響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。單位時(shí)間糖類(2)表示方法:(3)下列哪些是能夠?qū)夂献饔脧?qiáng)度造成影響的外界因素___________。①空氣中二氧化碳的濃度②溫度的高低③土壤中水分的多少 ④光的成分⑤酶的活性 ⑥光照的強(qiáng)弱①②③④⑥2.實(shí)驗(yàn)原理:(1)利用LED臺(tái)燈離實(shí)驗(yàn)裝置的距離不同,產(chǎn)生不同的_________。(2)根據(jù)_______________________________,判斷不同光照強(qiáng)度下光合作用強(qiáng)度的大小。光照強(qiáng)度單位時(shí)間內(nèi)圓形小葉片上浮的數(shù)量3.實(shí)驗(yàn)步驟:二、化能合成作用1.概念:利用體外環(huán)境中的某些_______氧化時(shí)所釋放的能量來制造_______。2.實(shí)例:硝化細(xì)菌能利用___氧化釋放的化學(xué)能將________合成糖類,供自身利用。無機(jī)物有機(jī)物NH3CO2和H2O三、光合作用影響因素1.光照強(qiáng)度:(1)原理:主要影響光反應(yīng)階段___________的產(chǎn)生,進(jìn)而影響暗反應(yīng)階段。ATP和NADPH(2)曲線分析:A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0,此時(shí)只進(jìn)行_________,CO2釋放量表示_____________AB段開始進(jìn)行光合作用,隨光照強(qiáng)度增加,光合作用速率逐漸增加,但光合作用速率_____細(xì)胞呼吸速率B點(diǎn)光合作用速率_____細(xì)胞呼吸速率,此時(shí)光照強(qiáng)度為光的補(bǔ)償點(diǎn)細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸速率小于等于BC段光合作用速率_____細(xì)胞呼吸速率,隨光照強(qiáng)度增加,光合作用速率逐漸增加C點(diǎn)光照強(qiáng)度增加,光合作用速率_________,此時(shí)的光照強(qiáng)度(C′)為光的飽和點(diǎn)C點(diǎn)以后此階段限制光合作用速率的環(huán)境因素為溫度、CO2濃度等大于基本不變2.CO2濃度:(1)原理:CO2濃度通過影響_______階段,制約C3的生成進(jìn)而影響光合作用強(qiáng)度。暗反應(yīng)(2)曲線:關(guān)鍵點(diǎn)ACO2的補(bǔ)償點(diǎn):光合速率_____呼吸速率時(shí)的CO2濃度A′進(jìn)行光合作用所需的最低CO2濃度B和B′CO2飽和點(diǎn)走勢分析圖1和圖2一定范圍內(nèi),光合作用強(qiáng)度隨CO2濃度的增大而增強(qiáng),但當(dāng)CO2達(dá)到一定的濃度時(shí),光合作用強(qiáng)度_________等于不再增強(qiáng)3.溫度:(1)原理:通過影響_______進(jìn)而影響光合作用。(2)曲線:酶活性①AB段:隨著溫度升高,光合作用強(qiáng)度_____。②B點(diǎn):光合作用_____溫度下的光合作用強(qiáng)度。③BC段:隨著溫度升高,光合作用強(qiáng)度_____。④溫度過高時(shí),酶失活,光合作用完全停止。增強(qiáng)最適減弱4.水及礦質(zhì)元素對光合作用的影響:(1)原理:①N、Mg、Fe等是_______合成的必需元素,若這些元素缺乏,會(huì)影響葉綠素的合成從而影響光合作用。②水既是光合作用的原料,又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì),水還會(huì)影響氣孔的開閉,從而影響___進(jìn)入植物體。葉綠素CO2(2)曲線:5.影響因素在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用(連線):【激疑】夏季晴朗的中午,植物的光合作用強(qiáng)度不是最大,而是相對降低,這一現(xiàn)象稱為植物的“午休”。試解釋出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因。提示:夏季晴朗的中午,溫度較高,植物蒸騰作用旺盛,植物失水較多,導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,影響二氧化碳的吸收,從而使光合作用強(qiáng)度降低。

知識(shí)點(diǎn)一探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響測定光合速率與呼吸速率的裝置:(1)測定裝置:(2)測定方法及解讀。①測定呼吸速率。a.在小燒杯中放入適宜濃度NaOH溶液用于吸收CO2。b.玻璃鐘罩遮光處理,以排除光合作用干擾。c.置于適宜溫度環(huán)境中。d.紅色液滴向左移動(dòng)(單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)距離代表呼吸速率)。②測定凈光合速率。a.在小燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液,用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定,滿足光合作用的需求。b.必須給予較強(qiáng)光照處理,且溫度適宜。c.紅色液滴向右移動(dòng)(單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)距離代表凈光合速率)。【思考·討論】圖示裝置中液滴的移動(dòng)可能是由于環(huán)境因素所導(dǎo)致,排除這一無關(guān)變量,應(yīng)在原實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上如何設(shè)計(jì)?(科學(xué)探究)提示:可增加一組實(shí)驗(yàn),其他設(shè)計(jì)同原實(shí)驗(yàn),只是去掉綠色植物。

【素養(yǎng)案例】為探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響,某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置若干組,在25℃條件下進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是 (

)A.在無光條件下,液滴向左移動(dòng)B.在有光條件下,液滴向右移動(dòng)C.在有光條件下,液滴向右移動(dòng)的距離代表光合速率D.隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng),液滴向右移動(dòng)的距離逐漸增大【解題導(dǎo)引】(1)找出關(guān)鍵點(diǎn):CO2緩沖液可以維持密閉裝置內(nèi)一定的二氧化碳濃度,即密閉裝置內(nèi)氣體體積的變化不是由二氧化碳的產(chǎn)生或消耗引起的。(2)分清兩個(gè)關(guān)系:光合作用與細(xì)胞呼吸的大小。【解析】選A。由于CO2緩沖液維持裝置中的CO2含量不變,所以引起裝置中氣壓變化的原因是O2的變化。無光條件下綠色植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,消耗O2,液滴左移,A項(xiàng)正確。有光條件下,綠色植物既進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗O2,又進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2,若光合作用>細(xì)胞呼吸,液滴右移;若光合作用=細(xì)胞呼吸,液滴不移動(dòng);若光合作用<細(xì)胞呼吸,液滴左移,B項(xiàng)錯(cuò)誤。在有光條件下,液滴向右移動(dòng)的距離代表凈光合速率,C項(xiàng)錯(cuò)誤。在達(dá)到光飽和點(diǎn)之前隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng),液滴向右移動(dòng)的距離逐漸增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！痉椒ㄒ?guī)律】光合作用、細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)常用的研究方法(1)“黑白瓶法”:用黑瓶(無光照的一組)測得的結(jié)果為呼吸作用強(qiáng)度值,用白瓶(有光照的一組)測得的結(jié)果為凈光合作用強(qiáng)度值,綜合兩者即可得到真正光合作用強(qiáng)度值。(2)梯度法:用一系列不同光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度的裝置,可探究光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響。【素養(yǎng)·遷移】用等體積的三個(gè)玻璃瓶甲、乙、丙,同時(shí)從某池塘水深0.5m處的同一位置取滿水樣,立即測定甲瓶中的氧氣含量,并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶,分別測定兩瓶中的氧氣含量,結(jié)果如表(不考慮化能合成作用)。有關(guān)分析合理的是 (

)

透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9mg5.6mg3.8mgA.丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生[H]的場所是線粒體內(nèi)膜B.在一晝夜內(nèi),丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1mgC.在一晝夜后,乙瓶水樣的pH比丙瓶的低D.在一晝夜內(nèi),乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量約為1.1mg【解析】選B。本實(shí)驗(yàn)中氧氣含量甲瓶-丙瓶=1.1mg,可表示一晝夜內(nèi)丙瓶中生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量,乙瓶-甲瓶=0.7mg,可表示一晝夜乙瓶中生物凈產(chǎn)生的氧氣量,因此乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量=1.1mg+0.7mg=1.8mg,B正確、D錯(cuò)誤。丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生[H]的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì),A錯(cuò)誤。一晝夜后,乙瓶水樣中的CO2含量下降,因此其pH上升,而丙瓶中只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,CO2含量上升,pH下降,乙瓶水樣的pH比丙瓶的高,C錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片,用打孔器將葉片打出若干圓片,圓片平均分成甲、乙、丙三組。甲組立即烘干處理并測得圓片干重為a,乙組保持濕潤且置于一個(gè)黑暗密閉裝置內(nèi),丙組保持濕潤且置于一個(gè)密閉裝置內(nèi)并給予適宜強(qiáng)度的光照。乙組和丙組其他條件一致,一小時(shí)后,測得乙裝置內(nèi)圓片干重為b,丙裝置內(nèi)圓片干重為c。下列敘述正確的是 (

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A.c-a為圓片葉肉細(xì)胞一小時(shí)內(nèi)的真正光合速率B.c-b為圓片葉肉細(xì)胞一小時(shí)內(nèi)的凈光合速率C.a-b為圓片葉肉細(xì)胞一小時(shí)內(nèi)的呼吸速率D.實(shí)驗(yàn)過程中,乙組圓片葉肉細(xì)胞呼吸速率保持恒定

【解析】選C。c-a為圓片葉肉細(xì)胞一小時(shí)內(nèi)的凈光合速率;c-b為圓片葉肉細(xì)胞一小時(shí)內(nèi)的真正光合速率;a-b為圓片葉肉細(xì)胞一小時(shí)內(nèi)的呼吸速率;乙裝置隨著O2濃度下降,葉肉細(xì)胞呼吸速率也下降。知識(shí)點(diǎn)二光合作用影響因素綜合分析1.開放環(huán)境中光合作用晝夜變化曲線分析:(1)曲線分析:MN和PQ夜晚植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸;植物體內(nèi)有機(jī)物的總量減少,環(huán)境中CO2量增加,O2量減少N～P光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行NA和EP清晨和傍晚光照較弱,光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;植物體內(nèi)有機(jī)物的總量減少,環(huán)境中CO2量增加,O2量減少A點(diǎn)和E點(diǎn)光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,CO2的吸收和釋放達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡;植物體內(nèi)有機(jī)物的總量不變,環(huán)境中CO2量不變,O2量不變A～E光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;植物體內(nèi)有機(jī)物的總量增加;環(huán)境中CO2量減少,O2量增加C點(diǎn)葉片表皮氣孔部分關(guān)閉,光合作用強(qiáng)度下降E點(diǎn)光合作用產(chǎn)物的積累量最大(2)一晝夜有機(jī)物的積累量的計(jì)算方法(用CO2表示):一晝夜有機(jī)物的積累量=白天從外界吸收的CO2量-晚上呼吸作用釋放的CO2量,即S3-(S1+S4)。2.密閉玻璃罩內(nèi)CO2濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線:(1)曲線分析:AB段無光照,植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸BC段溫度降低,細(xì)胞呼吸減弱CD段4時(shí)后,微弱光照,開始進(jìn)行光合作用,但光合作用強(qiáng)度<細(xì)胞呼吸強(qiáng)度D點(diǎn)光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度DH段光合作用強(qiáng)度>細(xì)胞呼吸強(qiáng)度H點(diǎn)光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度HI段光照繼續(xù)減弱,光合作用強(qiáng)度<細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,直至光合作用完全停止(2)植物生長與否的判斷方法:I點(diǎn)低于A點(diǎn)說明一晝夜,密閉容器中CO2濃度減小,即光合作用強(qiáng)度>細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,植物生長若I點(diǎn)高于A點(diǎn)說明光合作用強(qiáng)度<細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,植物體內(nèi)有機(jī)物總量減少,植物不能生長若I點(diǎn)等于A點(diǎn)說明光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,植物體內(nèi)有機(jī)物總量不變,植物不生長【思考·討論】1.各種環(huán)境因素同時(shí)對植物的光合作用產(chǎn)生影響,試分析冬季早晨和夏季早晨限制光合作用的因素分別是什么。(科學(xué)思維)提示:冬季早晨溫度較低,溫度是限制光合作用的主要因素;夏季早晨溫度較高,光照較弱,光照是限制光合作用的主要因素。

2.大棚生產(chǎn)中,為什么多施加有機(jī)肥能夠提高作物的產(chǎn)量?(科學(xué)思維)提示:有機(jī)肥中的有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生二氧化碳和無機(jī)鹽,二氧化碳能夠增加大棚中的二氧化碳濃度,無機(jī)鹽為作物提供礦質(zhì)營養(yǎng)?！舅仞B(yǎng)案例】(2018·全國卷Ⅱ)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性,某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片,分別測定其凈光合速率,結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題: (1)從圖可知,A葉片是樹冠__________________(填“上層”或“下層”)的葉片,判斷依據(jù)是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),A葉片的凈光合速率開始下降,但測得放氧速率不變,則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的______________________反應(yīng)受到抑制。

(3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量,在提取葉綠素的過程中,常用的有機(jī)溶劑是___________________________。

【解題導(dǎo)引】解答本題需明確以下兩點(diǎn):(1)明確題干兩圖的區(qū)別,比較光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)的大小。(2)明確光合作用過程及影響光合作用的外界因素?！窘馕觥?1)題干兩圖橫坐標(biāo)都是光照強(qiáng)度,縱坐標(biāo)都是凈光合速率。A葉片的細(xì)胞呼吸弱,光補(bǔ)償點(diǎn)低,光飽和點(diǎn)低,適應(yīng)弱光環(huán)境,判斷為下層葉片。(2)放氧速率不變,說明光反應(yīng)速率不變,凈光合速率下降的主要原因是暗反應(yīng)受到抑制。(3)綠葉中的色素易溶于有機(jī)溶劑,常用無水乙醇提取。答案:(1)下層A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需光照強(qiáng)度低于B葉片(2)暗(3)無水乙醇【方法規(guī)律】植物“三率”的判定(1)根據(jù)坐標(biāo)曲線判定:①當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí),若CO2吸收值為負(fù)值,該值絕對值代表呼吸速率,該曲線代表凈光合速率。②當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí),若CO2吸收值為0,該曲線代表真正光合速率。(2)根據(jù)關(guān)鍵詞判定:檢測指標(biāo)呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量有機(jī)物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量【素養(yǎng)·探究】——情境遷移為了探究生長條件對植物光合作用的影響,某研究小組將某品種