必修一光合作用的原理和應(yīng)用

5.4.2光合作用的原理和應(yīng)用5.4能量之源——光與光合作用實驗要點回顧：問1：實驗中95%酒精和層析液的用途是什么？95%酒精——提取色素、層析液——分離色素問2：實驗中用到的二氧化硅、碳酸鈣分別有什么用？問3：在制作濾紙條的時候，為什么要剪掉兩個角？二氧化硅碳酸鈣使研磨充分防止葉綠素被破壞防止邊緣效應(yīng)，使擴散后的色素帶呈一條直線問4：濾液重復(fù)劃細線的目的是什么？問5：為什么層析液不能沒及濾液細線？增加色素含量，使分離后色素帶清晰可見防止濾液細線中的色素溶解到層析液中

一、光合作用的概念

光合作用是指綠色植物通過葉綠體利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。問題1：植物為什么會生長？人類是怎樣認識到光合作用的？公元前約300年亞里士多德(古希臘)的推論現(xiàn)象:動物生長是從捕食中獲得食物.疑問:植物的食物來自哪里呢？推論：植物生長所需的物質(zhì)來源于土中。18世紀中期探究歷程海爾蒙特柳樹實驗推論：只有水分是植物建造自身的原料柳樹2.5kg

土100kg五年后柳樹82.5kg

土99.9kg？探究歷程1771年一段時間后小鼠死亡透明玻璃罩活潑的小鼠

蠟燭熄滅燃燒的蠟燭一段時間后普利斯特利實驗18世紀中期空氣受到污染探究歷程1771年綠色植物植物不死一段時間后普利斯特利實驗18世紀中期一段時間后小鼠死亡透明玻璃罩活潑的小鼠植物能凈化空氣？探究歷程植物可以更新空氣1771年綠色植物、活潑的小鼠小鼠不死綠色植物、燃燒的蠟燭蠟燭不熄滅一段時間后一段時間后普利斯特利實驗18世紀中期思考：1、為什么有人認為植物也能使空氣變得污濁？2、當時有人重復(fù)普利斯特利實驗，卻得到完全相反的結(jié)論，認為植物跟動物一樣使空氣變污濁。如何解釋？綠色植物、活潑的小鼠小鼠不死一段時間后可能做了無光條件下的實驗說明普利斯特立實驗結(jié)論的成立還必須滿足一定的條件！探究歷程英格豪斯實驗一段時間后一段時間后綠色植物、活潑的小鼠綠色植物、活潑的小鼠小鼠死亡小鼠不死1779年(500多次植物更新空氣實驗)1771年18世紀中期探究歷程一段時間后一段時間后1779年綠色植物、燃燒的蠟燭蠟燭熄滅綠色植物、燃燒的蠟燭蠟燭不熄滅植物體只有綠葉才能更新空氣植物體只有在有光的條件下才能更新空氣英格豪斯實驗1771年18世紀中期探究歷程到1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。1771年18世紀中期1779年1785年水二氧化碳光氧氣探究歷程1845年光能化學(xué)能儲存在什么物質(zhì)中？1771年18世紀中期1779年1785年梅耶能量轉(zhuǎn)化與守恒定律探究歷程薩克斯1864年1845年1771年18世紀中期1779年1785年現(xiàn)代植物生理學(xué)創(chuàng)始人種子發(fā)芽時物質(zhì)的轉(zhuǎn)化根的生長植物的向光，向地性碘蒸氣處理暗處理探究歷程薩克斯實驗光照酒精脫色1864年部分遮光，部分曝光暗處理：消耗葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)綠葉通過光合作用產(chǎn)生淀粉1845年1771年18世紀中期1779年1785年自變量：有無光照因變量：有無淀粉產(chǎn)生

極細光束黑暗中光照下恩格爾曼實驗示意圖結(jié)論：葉綠體是進行光合作用的主要場所，氧氣是葉綠體放出來的。放出來的氧氣來自二氧化碳還是水？光照射下的小球藻懸液CO2H2O

探究歷程1941年魯賓、卡門同位素標記法C18O2H218O18O2O2結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水甲組乙組1864年1845年1771年18世紀中期1779年1785年1880年探究歷程1941年卡爾文同位素標記法1864年1845年1771年18世紀中期1779年1785年1880年1941年1961年諾貝爾化學(xué)獎探究歷程1941年卡爾文同位素標記法1864年1845年1771年18世紀中期1779年1785年1880年用14C標記14CO2，供小球藻進行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。1941年結(jié)論：CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化為有機物中的碳。歸納：（1）用3H標記亮氨酸（2）18O標記H218O（3）用14C標記14CO2探究分泌蛋白合成、加工、運輸和分泌過程探究光合作用中O2來源探究光合作用中CO2中的碳轉(zhuǎn)化為有機物中的過程同位素標記法的應(yīng)用年代科學(xué)家結(jié)論1771普利斯特利1779英格豪斯1845R.梅耶1864薩克斯1880恩格爾曼1939魯賓卡門20世紀40年代卡爾文植物可以更新空氣只有在光照下且只有綠葉才可以更新空氣植物在光合作用時把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲存起來綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉氧由葉綠體釋放出來，葉綠體是光合作用的場所光合作用釋放的O2來自H2O光合產(chǎn)物中有機物的C來自CO2CO2+H2O*

(CH2O)+O2*光能葉綠體3.下圖是利用小球藻進行光合作用時的實驗示意圖，圖中A物質(zhì)和B物質(zhì)的相對分子質(zhì)量比是（）A．1∶2 B．2∶1 C．8∶9 D．9∶8C葉綠體中的色素H2O[H]NADP+ATPADP+Pi水的光解O22C3C5糖類多種酶參加催化CO2還原固定光合作用的過程：光反應(yīng)暗反應(yīng)(CH2O)劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能ATP移動方向是？H2O[H]+O2光能1.光反應(yīng)階段酶光、色素、葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上水的光解：（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶條件：場所：物質(zhì)變化：能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中葉綠體中的色素光能H2O

水在光下分解O2[H]ADP+Pi酶ATP光合作用的基本過程光反應(yīng)暗反應(yīng)類囊體腔內(nèi)2.暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATPADP+Pi條件：場所：物質(zhì)變化：能量變化：葉綠體的基質(zhì)中多種酶、

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學(xué)能

2C3

+[H]

(CH2O)酶、能量糖類[H]、ATPCO2C52C3[H]供氫酶(CH2O)[糖類]多種酶參加催化還原酶ATP供能ADP+Pi葉綠體中的色素H2O[H]ATPADP+Pi酶水的光解O22C3C5[H]ATPADP+Pi(CH2O)多種酶參加催化酶CO2還原固定酶(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP;(2)暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了NADP+、ADP和Pi光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系光反應(yīng)和暗反應(yīng)緊密聯(lián)系，缺一不可

光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系過程比較光反應(yīng)暗反應(yīng)進行部位進行條件物質(zhì)變化物質(zhì)和能量聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+

類囊體薄膜上葉綠體的基質(zhì)中光、色素、酶不受光限制，酶1.水的光解2.ATP合成1.CO2的固定2.C3的還原光能ATP中活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能自養(yǎng)生物以二氧化碳和水為原料，以光能為能源合成有機物的生物

舉例：植物、藍藻、光合細菌等

三、化能合成作用異養(yǎng)生物只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身的生命活動。舉例：人、動物、真菌和大部分細菌硝化細菌、硫細菌、鐵細菌——能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌三、化能合成作用

硝化細菌能量硝化細菌NH3

HNO2+能量HNO2

HNO3+能量6CO2+6H2O

C6H12O6+6O2自養(yǎng)生物項目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來源_________________________代表生物綠色植物_________相同點都能將__________等無機物合成有機物光合作用和化能合成作用的比較光能氧化無機物放出的能量硝化細菌1、光合作用過程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP的部位在葉綠體中依次為（）①外膜②內(nèi)膜③基質(zhì)④類囊體膜A．③②B．③④C．①②D．④③B2.用18O標記后的H2O灌溉某株植物，短時間內(nèi)18O不可能出現(xiàn)在(

)A．細胞原生質(zhì)的水中B．葉肉細胞生成的糖類中C．植物周圍的氧氣中D．植物周圍的水蒸氣中B4．下列關(guān)于葉綠體和光合作用的描述中，正確的是(

)A．葉片反射綠光故呈綠色，因此日光中綠光透過葉綠體的比例最小B．葉綠體的類囊體膜上含有自身光合作用所需的各種色素C．光照下葉綠體中的ATP主要是由光合作用合成的糖經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的D．光合作用強烈時，暗反應(yīng)過程直接將3個CO2分子合成一個三碳化合物答案：B5．為證實葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給予一定的條件，這些條件是(

)A．光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液B．光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液C．黑暗、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液D．黑暗、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液答案：B解析：解答本題時必須注意：因葉綠體在光照條件下通過光反應(yīng)產(chǎn)生并釋放氧氣，故需要光照條件；光合作用需要CO2，可由NaHCO3溶液提供；本題要求用好氧細菌來檢測有無氧氣的存在，故需隔絕空氣，以排除空氣中O2的影響。6、(2017·全國Ⅱ，29)下圖是表示某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是____、_______、__________、___，[H]代表的物質(zhì)主要是_______。O2

NADP＋ADP和PiC5NADH(2)B代表一種反應(yīng)過程，C代表細胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在_______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。C和D(3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是_________________________。在缺氧條件下進行無氧呼吸5.4.3光合作用原理的應(yīng)用5.4能量之源——光與光合作用例、下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題①圖中A是________________,B是_____,它來自于_____的分解。②圖中C是____，它被傳遞到葉綠體的______部位,用于_________③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自___④圖中G是________,F是__________,J是_____________⑤圖中的H表示_______，I表示________，H為I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基質(zhì)還原C3ATP光能光反應(yīng)[H]和ATP葉綠體中的色素C5化合物C3化合物糖類暗反應(yīng)

請分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應(yīng)停止請分析光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？[H]

↓

ATP↓還原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑能力提升

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定還原供氫供能ATP物質(zhì)含量變化的比較條件光照由強到弱，CO2供應(yīng)不變光照由弱到強，CO2供應(yīng)不變CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變C3含量增加減少減少增加C5含量減少增加增加減少[H]和ATP的含量減少增加增加減少(CH2O)的合成量減少增加減少增加下圖表示同一植物在不同條件下進行光合作用時，有關(guān)中間產(chǎn)物的量的變化情況。下列判斷中，正確的是

A．曲線a可表示五碳化合物量的變化B．曲線a可表示還原氫量的變化C．曲線b可表示三磷酸腺苷量的變化D．曲線b可表示三碳化合物量的變化CD

影響光合作用強度的因素有哪些？CO2的濃度CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2

光能葉綠體？H2O光：光照強度、光質(zhì)、光照時間溫度礦質(zhì)元素（Mg合成葉綠素）四、光合作用原理的應(yīng)用光合作用強度指

單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生糖的量或釋放O2的量或吸收CO2的量。探究光照強弱對光合作用強度的影響（1）自變量：光照強弱（2）因變量：光合作用強度檢測方法：（3）無關(guān)變量：要求相同且適宜相同時間小圓形葉片浮起的數(shù)量控制方法：不同瓦數(shù)的臺燈或相同瓦數(shù)臺燈離實驗裝置的距離溫度等，用中間的盛水玻璃柱吸收熱量排除干擾探究光照強弱對光合作用強度的影響

葉片含有空氣，上浮抽氣葉片

；O2充滿細胞間隙，葉片

。光合作用實驗原理：下沉上浮（2）因變量：光合作用強度檢測方法：相同時間小圓形葉片浮起的數(shù)量產(chǎn)生O2（3）無關(guān)變量：要求相同且適宜溫度等，用中間的盛水玻璃柱吸收熱量排除干擾

項目

燒杯

小圓形葉片加富含CO2的清水光照強度葉片浮起數(shù)量甲10片20mL強多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少實驗結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強度不斷增強，光合作用強度也不斷增強探究光照強弱對光合作用強度的影響1、光對光合作用的影響③光照強度：①A點：V光=0，此時只進行

。②AB段：隨光照強度增強，V光也逐漸增強，CO2釋放量逐漸

。但V光<V呼③B點：為光補償點，即光合作用強度

細胞呼吸強度。

④BC段：隨著光照強度不斷增強，V光不斷增強，到C點后不再增強了。但V呼<V光⑤D點：為光飽和點，D點以后V光不再增加細胞呼吸減少等于應(yīng)用：間作套種，林帶樹種的配置，可合理利用光能。光照強度ACO2吸收量CCO2釋放量陰生植物OB陰生植物通常為低矮草本植物，新陳代謝速度不如陽生，有機物消耗少，故其光補償點較低。陽生植物光補償點光飽和點陰生植物沒有角質(zhì)層或較薄，氣孔和葉綠體較少，故其光飽和點較低。C’B’BB’：光補償點CC’：光飽和點陰生植物是指在弱光條件下比強光條件下生長良好的植物。陽生植物在強光環(huán)境中生長發(fā)育健壯，在陰蔽和弱光條件下生長發(fā)育不良的植物稱陽性植物光合速率最大:__________光；單色光中，_____光最大，_____光次之，_____光最弱。復(fù)色(白)紅藍紫綠應(yīng)用：溫室大棚使用無色透明玻璃1、光對光合作用的影響①光照強度②光質(zhì)③光照時間：拓展——連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的[H]和ATP在葉綠體中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進行一段時間，有機物還能繼續(xù)合成。(2)一直光照條件下，會造成[H]、ATP的過度積累，利用不充分；光照和黑暗間隔條件下，[H]、ATP基本不積累，能夠被充分利用；因此在光照時間相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機物積累量要多。例如：若同一植物處于兩種不同情況下進行光合作用，甲一直光照10分鐘，黑暗處理10分鐘；乙光照5秒，黑暗處理5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機物：甲＜乙。12/14/20232、CO2濃度應(yīng)用：1.“正其行，通其風(fēng)”使田間通風(fēng)良好，供應(yīng)充足的CO2；

2.合理使用有機肥，增加CO2濃度。圖1中A點表示CO2補償點，即光合速率

呼吸速率時對應(yīng)的CO2濃度，B點和B′點對應(yīng)的CO2濃度都表示CO2飽和點，表示達到最大光合作用時所需CO2的最低濃度。結(jié)論：一定范圍內(nèi)，植物光合作用強度隨著CO2濃度的增加而增加，但達到一定濃度后，光合作用強度不再增加。3、溫度01020304050溫度ABC應(yīng)用：溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當

溫室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累光合作用速率降低水是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)。如植物缺水導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響

進入植物體內(nèi)。生產(chǎn)上應(yīng)合理灌溉，保證植物生長所需要的水分。4、水分的供應(yīng)Mg：葉綠素的重要組分N、P：是ATP、NADP+、葉綠素等的組成元素5、礦質(zhì)元素CO2合理施肥影響光合作用的因素(1)光照:光照的長短和強弱、光的成分都能影響光合作用的強度。在一定范圍內(nèi),光照強度越強,光反應(yīng)強度越強,能為暗反應(yīng)提供的原料越多,故總體光合作用強度越大(2)CO2濃度:在一定范圍內(nèi),空氣中CO2的多少直接影響暗反應(yīng)中CO2的固定,進而影響光合作用速率(3)溫度:溫度能影響光合作用有關(guān)酶的活性,進而影響光合作用的速率。(4)水分:水是光合作用的原料。植物缺水時不僅無法為光反應(yīng)供應(yīng)原料,而且會關(guān)閉氣孔,以減少蒸騰作用,從而影響對CO2的吸收。如夏季晴朗的中午因氣溫升高,植物因蒸騰作用而失水,光合作用速率下降,出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。原因？(5)缺少N影響光合酶、光合色素的合成,缺少P影響ATP的合成,缺少Mg、Fe影響葉綠素的合成。另外,植物的葉齡、葉面積指數(shù)、陰生和陽生、C3植物和C4植物等植物自身因素也影響光合作用。增加農(nóng)作物產(chǎn)量的幾點做法：1、適當提高CO2的濃度（溫室大棚）；2、增加光照時間和光照強度；3、白天適當增加溫度，夜間適當降低溫度；4、農(nóng)作物間距合理，選擇適當?shù)墓庠吹龋?、合理施肥，提供必要的礦物質(zhì)元素；6、合理灌溉，提供適當水分。拓展——光合作用與細胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點”移動(1)A點的移動：若細胞呼吸增強，A點

移；細胞呼吸減弱，A點

移。(2)B點的移動①細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，B點應(yīng)

移。②細胞呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，B點應(yīng)

移，(3)飽和點(C點)和D點的移動：相關(guān)條件的改變(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時，C點

移，D點

；光合作用與細胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點”移動(1)細胞呼吸對應(yīng)點(A點)的移動：細胞呼吸增強，A點下移；細胞呼吸減弱，A點上移。(2)補償點(B點)的移動①細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應(yīng)右移，反之左移。②細胞呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點應(yīng)右移，反之左移。(3)飽和點(C點)和D點的移動：相關(guān)條件的改變(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時，C點右移，D點上移的同時右移；反之，移動方向相反。A．如果光照強度適當降低，a點左移，b點左移B．如果光照強度適當降低，a點左移，b點右移C．如果光照強度適當增強，a點右移，b點右移D．如果光照強度適當增強，a點左移，b點右移D

例1．將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室CO2濃度，在一定光照強度下測定葉片光合作用強度(以CO2吸收速率表示)，測定結(jié)果如圖所示，下列敘述正確的是 (

)題型——涉及光合作用與細胞呼吸關(guān)鍵點的移動例2．已知某植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃，如圖表示30℃時光合作用與光照強度的關(guān)系。若溫度降到25℃(原光照強度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應(yīng)點a、b、d的移動方向分別是 (

)A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移C

1、若白天光照充足，下列哪種條件對農(nóng)作物增產(chǎn)有利

A.晝夜恒溫25℃B.白天溫度25℃，夜間溫度15℃C.晝夜恒溫15℃D.白天溫度30℃，夜間溫度15℃

D2、用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長狀況相同的天竺葵，光照相同的時間后，罩內(nèi)O2最少的是[]A．綠色罩B．紅色罩C．藍色罩D．紫色罩A3、下列措施中，不會提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（）

A、增大O2濃度B、增大CO2濃度C、增強光照D、調(diào)節(jié)室溫A4．(2011·新課標卷)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強度下降，原因是(

)A．光反應(yīng)強度升高，暗反應(yīng)強度降低B．光反應(yīng)強度降低，暗反應(yīng)強度降低C．光反應(yīng)強度不變，暗反應(yīng)強度降低D．光反應(yīng)強度降低，暗反應(yīng)強度不變答案：B解析：缺鎂培養(yǎng)液中培養(yǎng)的番茄幼苗因缺鎂，葉綠素含量降低，導(dǎo)致光反應(yīng)強度降低，暗反應(yīng)強度也隨之降低，光合作用強度下降。5.如圖所示為研究光照強度和CO2濃度對某植物光合作用速率的影響。下列有關(guān)敘述錯誤的是()

A.

曲線中a點轉(zhuǎn)向b點時，葉綠體中C3濃度升高B.

曲線中b點轉(zhuǎn)向d點時，葉綠體中C5濃度升高C.

在一定范圍內(nèi)增加光照和CO2濃度，有利于提高光合效率D.

曲線中c點的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量A6.將一株植物在黑暗環(huán)境中放置48小時，然后將一片葉的主脈切斷，如圖所示，在陽光下照射4小時，將此葉片脫色處理后，再用碘液處理，結(jié)果a處呈棕褐色，b處呈藍色，這個實驗驗證光合作用需要(

)A．光 B．CO2C．水 D．葉綠素答案：C解析：葉脈是供給葉水分和無機鹽的主要通道，圖中將主脈切斷，使a部得不到水而不能進行光合作用。7.下圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖，下列敘述正確的是()

A.CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為C5中的化學(xué)能B.CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類C.被還原的C3在有關(guān)酶的作用下，可再形成C5D.光照強度由強變?nèi)鯐r，短時間內(nèi)C5含量會升高CA.光照強度為a時，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作

用強度差異的原因是CO2濃度不同B.光照強度為b時，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強度差異的原因是溫度不同C.光照強度為a～b，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強度隨光照強度升高而升高D.光照強度為b～c，曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強度隨光照強度升高而升高8.科學(xué)家研究CO2濃度、光照強度和溫度對同一植物光合作用強度的影響，得到的實驗結(jié)果如圖所示。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是D9、下圖1表示A．B兩種植物光合速率隨光照強度改變的變化曲線。請分析回答：

（1）在較長時間連續(xù)陰雨的環(huán)境中，生長受到顯著影響的植物是__________（2）圖中A點表示______

____

如果以缺鎂的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)A植物幼苗，則b點的移動方向是__________，c點的移動方向__________（3）c點時，葉綠體中ADP的移動方向是從__________到__________A植物的呼吸速率右移左下移葉綠體基質(zhì)類囊體薄膜下圖1表示A．B兩種植物光合速率隨光照強度改變的變化曲線。請分析回答：

（4）在其他外界因素都適宜的情況下，b點和c點相比，c點時的葉肉細胞中C3的含量__________（高？低？基本不變？）（5）當光照強度為g時，比較植物A．B的有機物積累速率M1、M2的大小和有機物合成速率N1、N2的大小，結(jié)果應(yīng)分別為M1__________M2、N1__________N2。低＝＞5.4.4光合作用與呼吸作用的綜合5.4能量之源——光與光合作用

光合作用有氧呼吸場所條件物質(zhì)變化能量變化實質(zhì)聯(lián)系比較光合作用、有氧呼吸作用光、色素、酶、H2O和CO2葉綠體細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體O2、酶、H2O、C6H12O6無機物轉(zhuǎn)變成有機物有機物氧化分解成無機物光能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能有機物穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍化學(xué)能和熱能合成有機物，儲存能量分解有機物，釋放能量光合作用為呼吸作用提供物質(zhì)（有機物、O2）；呼吸作用為光合作用提供原料（CO2）ATP中活躍化學(xué)能(1)光合作用和有氧呼吸中各種元素的去向重點剖析(2)光合作用與有氧呼吸中的能量轉(zhuǎn)化比較項目光合作用有氧呼吸[H]來源光反應(yīng)中水的光解產(chǎn)生于第一、二階段去路用于暗反應(yīng)中C3的還原消耗于第三階段，與O2結(jié)合生成H2O實質(zhì)NADPH，還原型輔酶ⅡNADH，還原型輔酶ⅠATP來源產(chǎn)生于光反應(yīng)階段，其中的能量來自光能三個階段均能產(chǎn)生，但第三階段相對較多去路用于暗反應(yīng)過程中C3的還原，其中的能量轉(zhuǎn)變成有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能用于各項生命活動(光合作用的暗反應(yīng)除外)含量更多相對較少(3).光合作用與有氧呼吸中[H]和ATP的來源、去路24714182024d點：溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。fg段：沒有光照，光合作用停止，只進行細胞呼吸。bf段：制造有機物的時間段。ce段：積累有機物的時間段。一晝夜有機物的積累量＝S1－(S2＋S3)。(S1、S2、S3分別表示曲線和橫軸圍成的面積)。a點：凌晨，溫度降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少。b點：有微弱光照，植物開始進行光合作用。bc段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。c點：上午7時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。拓展——植物光合作用和細胞呼吸的日變化曲線分析(1)自然環(huán)境中一晝夜植物CO2吸收或釋放速率的變化曲線1.圖中黑線與紅線，哪個表示盛夏晴天的變化曲線？2.進行呼吸作用的區(qū)段是

h；進行光合作用的區(qū)段是

h；3.

點時V光＝V呼，0＜V光＜V呼的區(qū)段是

；V光＞V呼的區(qū)段是

；4.a，d點形成的原因？de段光合作用的下降的原因是?5.一天中植物積累的有機物最多是在

點，S1﹣S2﹣S3的含義是？24714182024d點時溫度過高，導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，CO2含量下降，暗反應(yīng)減弱，光合作用減弱黑色0-244-20c、ecebc、ef光照減弱e一晝夜有機物的積累量D點：隨光照增強，光合作用強度等于細胞呼吸強度。DH段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。H點：隨光照減弱，光合作用強度下降，光合作用強度等于細胞呼吸強度。HI段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強度小于細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止。I點低于A點：一晝夜，密閉容器中CO2濃度減小，即光合作用大于細胞呼吸，植物能正常生長(若I點高于A點，植物不能正常生長)。AB段：無光照，植物只進行細胞呼吸。BC段：溫度降低，細胞呼吸減弱(曲線斜率下降)。CD段：4時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度小于細胞呼吸強度。(2)密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線(注意：分析光合作用或細胞呼吸速率的變化時，應(yīng)分析曲線變化趨勢的快慢，也就是斜率。)1.圖中BC,CD段，F(xiàn)G段形成的原因？2..

點時V光＝V呼，V光＜V呼的區(qū)段是

；V光＞V呼的區(qū)段是

；3.該植物能否正常生長？4.請畫出該密閉容器中一晝夜O2濃度的變化曲線BC：溫度降低，細胞呼吸減弱CD：4時后，微弱光照，開始進行光合作用FG：“光合午休”現(xiàn)象D、HAD、HIDH不能I-80-策略方法

光合作用和細胞呼吸曲線圖像題解題策略(1)識標:坐標曲線,實際上是“橫坐標”對“縱坐標”的影響結(jié)果。如橫坐標為光照強度,縱坐標為二氧化碳吸收量或氧氣釋放量,則該曲線表示不同光照強度對凈光合作用強度的影響。(2)明點:曲線的起點、轉(zhuǎn)折點、終點(或極限點),曲線與縱橫坐標以及其他曲線的交叉點等,往往隱含著某些限制條件或某些特殊的生物學(xué)含義,如光飽和點，光補償點等。(3)析線:正確分析曲線形狀,對曲線何時開始上升、何時趨向平緩、何時出現(xiàn)轉(zhuǎn)折、其原因分別是什么等方面進行分析。光飽和點之前和飽和點之后限制光合作用的主要因素（環(huán)境因素？內(nèi)因？）植物種類（陽生、陰生；C3、C4植物）、發(fā)育階段、葉綠體、酶例1：圖甲是一個完全透光的密閉小室，內(nèi)有利用完全培養(yǎng)液培育的大豆幼苗和一個裝有飽和NaHCO3溶液的燒杯。將該小室置于自然環(huán)境中，圖乙是晴朗夏季的一晝夜，該小室內(nèi)O2增加或減少速率的變化曲線。請回答下列相關(guān)問題：(1)圖甲中飽和NaHCO3溶液的作用是_____________________________。(2)圖乙中，a點之前，大豆幼苗葉肉細胞內(nèi)合成ATP的場所有______________________；從日出到日落這段時間內(nèi)，小室內(nèi)氧氣含量的變化規(guī)律是___________________________________。(3)當______________(寫出含有S1、S2、S3的表達式)時，反映該小室一晝夜大豆幼苗的有機物總量是增加的。為大豆幼苗的光合作用提供CO2

細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體ab段逐漸降低，bf段逐漸升高，fg段逐漸降低

S2>S1＋S3

(1)增加水中氧氣——泵入空氣或放入綠色水生植物。(2)減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋。(3)除去容器中的二氧化碳——氫氧化鈉溶液。(4)保持容器中二氧化碳濃度不變——NaHCO3溶液。(5)除去葉片中原有的淀粉——置于黑暗環(huán)境中一段時間。(6)除去光合作用對細胞呼吸的干擾——給植株遮光。(7)消除種子表面微生物對種子細胞呼吸速率測定的影響——消毒。(8)探究酵母菌的呼吸方式，檢測產(chǎn)生的CO2情況——用澄清石灰水或溴麝香草酚藍水溶液。(9)除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱。(10)如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光。自變量是有無CO2或CO2濃度？例2.下圖中的甲、乙兩圖為一晝夜中某作物植株對CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請據(jù)圖回答問題：(1)甲圖曲線中C點和E點（外界環(huán)境中CO2濃度變化為零）處，植株處于何種生理活動狀態(tài)

(2)根據(jù)甲圖推測該植物接受光照的時間是曲線中的

段，其中光合作用強度最高的是

點，植株積累有機物最多的是

點。呼吸作用釋放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量時B－FDE圖乙中E點——“午休”現(xiàn)象：夏季晴天的中午，溫度過高，植物為防止蒸騰失水而關(guān)閉部分氣孔，CO2吸收減少，進而降低光合速率。(3)乙圖中FH段光合作用強度下降的原因是

使光合作用的

反應(yīng)減弱，為暗反應(yīng)提供的

的生成量減少。(4)乙圖曲線中間E處光合作用強度暫時降低，可能是因為()A光照過強，暗反應(yīng)跟不上，前后脫節(jié)，影響整體效率B溫度較高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了較多的有機物C溫度較高，蒸騰作用過強，氣孔關(guān)閉，影響了CO2原料的供應(yīng)D光照過強，氣溫過高，植物缺水嚴重而影響光合作用的進行C光[H]、ATP光照減弱歸納總結(jié)

“液滴移動法”測定光合速率(1)測定裝置(2)測定方法及解讀①測定呼吸速率a.裝置燒杯中放入適宜濃度的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(單位時間內(nèi)左移距離代表呼吸速率)。歸納總結(jié)

“液滴移動法”測定光合速率(1)測定裝置(2)測定方法及解讀②測定光合速率a.裝置燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液（碳酸氫鈉溶液），用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定，滿足光合作用需求。b.必須給予較強光照處理，且溫度適宜。c.紅色液滴向右移動(單位時間內(nèi)右移距離代表凈光合速率)。[例1]某生物興趣小組利用下圖所示的實驗裝置來探究綠色植物的生理作用。據(jù)此回答下列問題：(1)若要探究植物細胞呼吸的類型，選取的實驗裝置有__________________，為使實驗結(jié)果更科學(xué)，還需設(shè)置________________。若實驗中對照組的紅色液滴靜止不動，植物既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，則觀察到的實驗現(xiàn)象是__________________________________________________。裝置一和裝置二對照實驗裝置一紅色液滴左移、裝置二紅色液滴右移(2)若要驗證CO2是植物光合作用的必需原料，選取的最佳實驗裝置是__________________，實驗中給植物提供C18O2后，在玻璃罩內(nèi)檢測到含18O的氧氣，其產(chǎn)生的途徑為__________________________________________________________________________________________________。裝置一和裝置三請畫出分別處于A點、AB段、B點及BC段的細胞生理過程（用O2和CO2來表示）CO2O2O2CO2A點AB段B點BC段O2O2CO2CO2O2CO2O2CO2O2CO2CO2O2O2測定的CO2吸收量是光合作用的表觀量，其真正光合作用應(yīng)等于表觀量與呼吸量的和如圖所示：注：不考慮光照強度對呼吸的影響時。問：A、B、C三點的真正光合量是？凈光合量是？-35“黑白瓶法”測定光合速率與呼吸速率：黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有細胞呼吸，而白瓶既能進行光合作用又能進行細胞呼吸，所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為表觀(凈)光合作用強度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。O2O2O2O2O21.圖甲、圖乙分別表示哪種光合作用量？2.圖3中表示真正光合量、凈光合量、細胞呼吸量分別是？圖4呢？真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的表述檢測指標細胞呼吸速率凈光合速率真正光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量、同化量O2吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量有機物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量真正（總）光合速率＝凈（表觀）光合速率＋細胞呼吸速率。注：總光合速率無法直接測得，只能通過測得的凈光合速率數(shù)值與呼吸速率數(shù)值計算得到。例1高一生物科研興趣小組從校博雅湖的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對密封黑白瓶中(白瓶為透明瓶，黑瓶為不透光瓶)，剩余的水樣測得初始溶氧量為10mg/L。將六對密封黑白瓶分別置于六種不同的光照條件下(由a→e逐漸加強)，其他條件相同，24小時后，實測獲得六對黑白瓶中溶氧量，記錄數(shù)據(jù)如下。下列分析錯誤的是光照強度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EEA.瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24h內(nèi)為7mg/LB.光照強度為d、e時，黑瓶中溶氧量應(yīng)為3mg/LC.光照強度為c時，在24h內(nèi)白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為28mg/LD.光照強度為d時，再增加光照強度，瓶中溶解氧的含量也不會增加C光照強度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EE【審題關(guān)鍵】(1)黑瓶不透光，不能進行光合作用，因此黑瓶中氧氣的減少是由于細胞呼吸消耗，單位時間氧氣變化代表細胞呼吸強度。(2)白瓶透光，能進行光合作用，溶液中氧氣的變化是光合作用和細胞呼吸的綜合結(jié)果，單位時間內(nèi)氧氣的變化可以代表凈光合作用強度；實際光合作用強度＝凈光合作用強度＋細胞呼吸強度。例2

現(xiàn)采用如圖所示方法測定植物葉片光合作用強度，將對稱葉片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚笰、B間物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照和溫度下照射一段時間，在A、B中截取對應(yīng)部分相等面積的葉片，烘干稱重，分別記作m1和m2，單位mg/(dm2·h)。下列說法正確的是A.該方法在未測出細胞呼吸強度的條件下，能測出實際光合作用的強度B.(m2－m1)表示B葉片被截取的部分在光照時間內(nèi)有機物的積累量C.m2表示被截取的部分在光照時間內(nèi)凈光合作用的大小D.m1表示被截取的部分在光照時間內(nèi)細胞呼吸的大小A【審題關(guān)鍵】(1)光照下光合作用和細胞呼吸生理過程均發(fā)生，則有機物的增加量代表凈光合作用強度；而黑暗中只進行細胞呼吸不進行光合作用，則在黑暗中有機物的減少量代表細胞呼吸強度。(2)假設(shè)原來半片葉重為m0，m1和m2分別表示在適宜光照和溫度下照射一段時間后的被截取的部分(A部分)干重和被截取的部分(B部分)干重，而在該時間段內(nèi)，前者只進行細胞呼吸，而后者同時進行光合作用和細胞呼吸，則m0－m1＝細胞呼吸速率，m2－m0為光照下的凈光合作用速率，實際光合作用速率＝凈光合作用速率＋細胞呼吸速率＝m2－m0＋m0－m1＝m2－m1，即為B葉片被截取的部分在光照時間內(nèi)有機物的合成量。歸納總結(jié)

“半葉法”測光合作用有機物的生產(chǎn)量將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細胞呼吸強度值，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強度值，綜合兩者可計算出真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。[訓(xùn)練3]某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合速率，做如圖所示實驗：在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片，烘干后稱其重量，M處的實驗條件是下午16時后將整個實驗裝置遮光3小時，則測得葉片葉綠體的光合速率是(單位：g·cm－2·h－1，不考慮取葉圓片后對葉片生理活動的影響和溫度微小變化對葉片生理活動的影響)。則葉圓片總光合速率為 (

)A．(3y－2z－x)/6

B．(3y－2z－x)/3C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3A

1．圖中圖一表示的是八月份某一晴天，一晝夜中棉花植株CO2的吸收和釋放曲線；圖二表示棉花葉肉

細胞兩種細胞器的四種生理活動狀態(tài)。則圖一中時間a、b、c、d依次發(fā)生了圖二所示的哪項生理活動（

）

A．（1）（2）（3）（4）B．（3）（2）（4）（1）C．（3）（4）（1）（2）D．（4）（3）（2）（1）D2．下圖為某植株在夏季晴天一晝夜內(nèi)CO2吸收量的變化情況，以下判斷正確的是（）①該植物進行光合作用的時間區(qū)段是bg②植物在a和h時刻只進行呼吸作用，不進行光合作用③影響bc段光合速率的外界因素只有光照強度④ce段與fg段光合速率下降的原因完全相同⑤若c、f時刻的光合速率相等，則植物呼吸速率為c時刻大于f時刻⑥該植物處于生長時期A．①③B．②④C．①⑤D．②⑥D(zhuǎn)3.下圖表示六月北方某晴天一晝夜棉花對CO2吸收、釋放量，請據(jù)圖回答。

（1）一晝夜是O→K段，則白天的時間是

段。細胞呼吸在

段。有機物產(chǎn)生最多的時刻是在

點，光合作用強度超過呼吸作用強度時間段是

段。（2）在C→D段強光下可觀察到大量葉片的氣孔關(guān)閉現(xiàn)象，所以引起

。（3）在E→F段出現(xiàn)的CO2吸收量下降是由于