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2024版新教材高考生物全程一轮总复习第三单元细胞的能量供应和利用课堂互动探究案3光合作用课件
展开这是一份2024版新教材高考生物全程一轮总复习第三单元细胞的能量供应和利用课堂互动探究案3光合作用课件,共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案,课堂互动探究案,素能目标★考向导航,有机溶剂,层析液,2实验步骤,二氧化硅,防止色素被破坏,无水乙醇,使扩散均匀等内容,欢迎下载使用。
光合作用
课前自主预习案
课堂互动探究案
课前自主预习案
素能目标★考向导航
知识点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构1.绿叶中色素的提取和分离实验(1)实验原理
有机溶剂
层析液
(2)实验步骤
二氧化硅
防止色素被破坏
无水乙醇
使扩散均匀
滤液细线
(3)实验结果及分析
橙黄色
色素种类
色素含量
溶解度
2.叶绿体的结构及其中的色素(1)光合作用的结构——叶绿体
囊状结构
光合色素
光反应
基质
暗反应
(2)色素的吸收光谱①色素的功能:叶绿素主要吸收_____________;类胡萝卜素主要吸收________。②色素吸收光的范围:一般叶绿体中的色素只吸收可见光(可见光的波长范围大约是400~760 nm),对红外光和紫外光不吸收。
红光和蓝紫光
蓝紫光
知识点二 探究光合作用的部分经典实验
氧气
水
二氧化碳
知识点三 光合作用的过程(1)图中:①____,②________,③____,④____。
O2
NADPH
2C3
CO2
(2)光反应和暗反应的比较
光
ATP
CO2
酶
类囊体薄膜
叶绿体基质
H++O2
ATP
CO2
2C3
2C3
(CH2O)
活跃的化学能
活跃的化学能
NADPH和ATP
NADP+、ADP和Pi
(3)光合作用和化能合成作用的比较
光能
氧化无机物放出的能量
硝化细菌
CO2和H2O
知识点四 光合作用原理的应用1.光合作用强度
糖类
消耗量
生成量
2.影响光合作用强度的因素
水分
温度
CO2浓度
强度
基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)1.阳光是由不同波长的光组合成的复合光,在穿过三棱镜时形成的不同颜色的光带叫作光谱。(必修1 P98正文)( )2.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(必修1 P99图5-12)( )3.叶绿体中的色素一般只利用波长在400~760 nm之间的可见光。(必修1 P99学科交叉)( )4.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。(必修1 P100正文)( )5.光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿体基质中。(必修1 P100正文)( )
√
√
√
×
×
6.夏天叶片呈绿色是叶片吸收绿光导致的,秋天叶片变黄,是叶黄素含量增多导致的。(必修1 P101概念检测1)( )7.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。(必修1 P98探究·实践)( )8.未加入CaCO3,色素会被破坏。(必修1 P98探究·实践)( )9.滤纸条上扩散速度最快的是叶绿素a。(必修1 P98探究·实践)( )10.光反应必须在光照下进行,暗反应必须在暗处进行。(必修1 P103正文)( )11.叶绿体中光合色素吸收的光能,一方面用于H2O分解产生氧和NADPH;一方面用于ATP的合成。(必修1 P103正文)( )12.水分解为氧和H+的同时,被叶绿体夺去两个电子。电子经传递可用于NADP+与H+结合形成NADPH。(必修1 P103相关信息)( )
×
√
√
×
×
√
√
13.NADPH既可作还原剂,又可为暗反应提供能量。(必修1 P103正文)( )14.光合作用制造的有机物中的氧来自水。(必修1 P104正文)( )15.C3是指三碳化合物——3磷酸甘油酸,C5是指五碳化合物——核酮糖1,5二磷酸(RuBP)。(必修1 P104相关信息)( )16.光合作用的产物有淀粉和蔗糖,淀粉和蔗糖可以进入筛管,通过韧皮部运输到植株各处。(必修1 P104相关信息)( )17.光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。(必修1 P104正文)( )
√
×
√
×
√
二、连一连光合作用的探究历程
三、议一议【教材易漏拾遗】1.[必修1 P99旁栏思考]植物工厂里不用发绿光的光源,原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。 2.[必修1 P101拓展应用1拓展]海洋中绿藻、褐藻、红藻在海洋中的垂直分布大致依次是浅层、中层、深层。分析原因:这种现象与__________________________________。
绿色光源发出绿色的光,这种波长的光被光合色素吸收的最少,不适合用于植物工厂
不同颜色的藻类吸收不同波长的光有关
3.[必修1 P98探究·实践拓展]分离叶绿体中的色素,也可用如图所示的方法:即在圆心处滴加适量滤液,待干燥后再滴加适量层析液进行层析,结果会出现4个不同颜色的同心圆,则①~④依次对应哪种色素及颜色?
提示:①胡萝卜素(橙黄色),②叶黄素(黄色),③叶绿素a(蓝绿色),④叶绿素b(黄绿色)。
4.[必修1 P102思考·讨论拓展]希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应,理由是__________________________________________________________________________________________。
水的光解实验是在没有CO2的情况下进行的,没有碳参与反应,而糖的合成需要碳的参与
5.[必修1 P102思考·讨论拓展]模拟鲁宾和卡门的实验时,能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记吗?为什么?
提示:不能,因为若CO2和H2O中的氧均标记,则无法分辨氧气的来源。
6.[必修1 P103图5-14拓展]假如白天突然中断了CO2的供应,叶绿体内首先积累起来的物质是____。突然停止光照,叶绿体内含量减少的物质是________________。
C5
ATP、NADPH、C5
课堂互动探究案
考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构任务1 对影响叶绿素合成因素的分析(1)光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中 合成叶绿素,叶片会 ,离体叶绿素在强光下易分解。(2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关 的活性,一般叶绿素合成的最低温度是2~4 ℃,最适温度是30 ℃,另外,低温时叶绿素容易被破坏,叶子会变黄。(3)矿质元素:叶绿素合成的必需元素,如氮、镁;叶绿素合成的辅助成分,如铁、铜是某些酶的活化剂。植物如果缺 后叶绿素都不能合成,叶子会变黄。
不能
发黄
酶
氮、镁、铁、铜
任务2 不同色素对光的吸收及应用分析(1)不同色素对光的吸收①叶绿体中的色素只吸收 ,而对红外光和紫外光等 。②叶绿素主要吸收 。类胡萝卜素主要吸收 。(2)不同色素对光吸收的应用①无色透明大棚能透过日光中各色光,有色大棚主要透过同色光,其他光被其吸收,所以无色透明的大棚中植物的光合效率 。②叶绿素对 光吸收最少,因此 色塑料大棚中植物的光合效率最低。
可见光
不吸收
红光和蓝紫光
蓝紫光
最高
绿
绿
任务3 研析深化教材,析因推理归纳,提升学科素养(1)【科学思维】(选择性必修1 P106“相关信息”)为什么植物体主要吸收红光和蓝光?(2)【科学思维】(必修1 P97“问题探讨”)植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下,生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源,其中常见的是红色、蓝色和白色的光源,靠人工光源生产蔬菜有什么好处?
植物体中含有光敏色素(吸收红光和远红光)和感受蓝光的受体,因此植物体主要吸收红光和蓝光。
用人工光源生产蔬菜,可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时,人工光源的强度和不同色光是可以调控的,可以根据植物生长的情况进行调节,以使蔬菜产量达到最大。
1.关于光合色素的4点提醒(1)可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体(如蓝细菌等),但是都含有光合色素。(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,对其他波段的可见光并非不吸收,只是吸收量较少。(3)植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少,绿光被反射出来。(4)植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。2.拓展花青素,是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同 pH条件下,花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。
3.色素与叶片的颜色
考向一 色素的种类及功能的综合考查1.[经典高考]关于叶绿素的叙述,错误的是( )A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
解析:叶绿素a和叶绿素b都含有Mg,A正确;叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应,B正确;叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b,C正确;植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少,绿光被反射出来,D错误。
答案:D
考向二 根据吸收光谱确定光合色素的功能2.[2023·河北衡水中学调研]下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断,以下说法不正确的是( )A.由图可知,类胡萝卜素主要吸收400~500 nm波长的光B.用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体中C3的量增加D.土壤中缺乏镁时,植物对420~470 nm波长的光的利用量显著减少
答案:C
解析:由图可知,类胡萝卜素吸收峰在400~500 nm,A正确;叶绿体中的色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多,B正确;由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体中色素吸收的光变多,光反应产生的ATP和[H]增多,暗反应中C3的还原量增多,则叶绿体中C3的量减少,C错误;叶绿素吸收420~470 nm波长的光较多,当缺镁时,叶绿素的合成受到影响,叶绿素吸收420~470 nm波长的光变少,D正确。
等级考必考教材实验——绿叶中色素的提取和分离
任务 研析深化教材,析因推理归纳,提升学科素养(1)为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料?(2)研磨时为什么要迅速?研磨时为什么还要加入少量的CaCO3和SiO2?(3)盛放滤液的试管口为什么要加棉塞?
新鲜绿色的叶片中色素含量高,从而使滤液中色素含量较高,实验效果明显。
无水乙醇易挥发,因此研磨要迅速。二氧化硅有助于研磨得充分;碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
防止乙醇挥发和色素氧化。
(4)滤纸为什么需预先干燥处理?在制备滤纸条时,为什么将一端的两个角剪掉?(5)为什么画滤液细线要直、细、匀,而且待滤液细线干燥后再重复画一两次?(6)在层析时,为什么不能让滤液细线触及层析液液面?(7)分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。
干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散;剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快,从而保证色素带分离整齐。
画滤液细线要直、细、匀的目的是使分离出的色素带平整不重叠;滤液细线干燥后再重复画一两次,增加色素含量,使分离出的色素带清晰分明。
滤纸条上的滤液细线触及层析液,会使色素直接溶解到层析液中,结果使滤纸条上得不到色素带。
不同种类的色素在绿叶中的含量不同,含量多的色素带宽,反之,色素带窄。
(8)如图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示,分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。
①色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。②溶解度大小:胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析:(1)
(2)
(3)
(4)
考向一 教材实验的基础考查1.[经典高考]下列用新鲜菠菜叶进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是( )A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止色素被破坏B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素C.为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL 乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失
答案:B
解析:CaCO3可防止色素被破坏,应在研磨时加入,A错误;即使菜叶剪碎不够充分,色素量不足,但色素种类并没有减少,也可提取出4种光合色素,B正确;由于乙醇易挥发,故为获得10 mL提取液,研磨时应加入多于10 mL的乙醇,C错误;叶绿素条带会因色素分解而淡化、消失,不会随层析液挥发消失,D错误。
2.[2023·江苏淮安模拟]甲、乙、丙、丁四位同学,在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料,用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于操作不同,而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析,错误的是( )A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C.丙可能是正确操作得到的理想结果D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3
答案:C
解析:叶绿体中的色素属于有机物,易溶于无水乙醇等有机溶剂,难溶于水,所以不能用蒸馏水做提取液和层析液,A正确;乙中每种色素都有,但含量很少,可能是无水乙醇过多,色素浓度太低导致的,B正确;丙中每种色素都有,但是胡萝卜素和叶黄素含量较多,叶绿素a和叶绿素b含量较少,这不应该是正确操作得到的理想结果,C错误;丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少,可能是研磨时未加入CaCO3破坏了叶绿素,因为与类胡萝卜素相比,叶绿素更易受到破坏,D正确。
考向二 教材实验的拓展考查3.[2023·河北冀州中学段考]下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是( )A.提取色素时,要加入SiO2和CaCO3,并进行充分研磨B.色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C.实验结果①可说明叶绿素合成需要光照D.实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多
答案:B
解析:提取色素时加入SiO2是为了研磨充分,而加入CaCO3是为了防止色素分子被破坏,A正确;色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同,B错误;实验结果①色素带不同,可说明叶绿素合成需要光照,C正确;实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多,D正确。
考点二 光合作用的探究历程及过程 任务1 光合作用的过程分析
(1)反应式及元素去向的分析:①反应式(以生成C6H12O6为例):_________________________________________________________。②同位素标记元素的转移途径:H: 。 C:__________________________。
(2)光反应中光能转化成的活跃化学能仅储存于ATP中吗?(3)光反应产生的[H]与细胞呼吸产生的[H]是否为同一类物质?
不是。除ATP外,还贮存于NADPH中
不是。光反应产生的[H]为NADPH(还原型辅酶Ⅱ),细胞呼吸产生的[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)
任务2 对环境因素改变引起物质含量动态变化的判断(1)“过程法”分析各物质变化下图中Ⅰ表示光反应,Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的还原,当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时,分析相关物质含量在短时间内的变化:
C3
C5
C3
C5
(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化 注:C3的起始值高于C5,约是其2倍。
C3
C5
C5
C3
C5
C3
C3
C5
任务3 研析深化教材,析因推理归纳,提升学科素养(1)(教材必修1 P102“思考·讨论”材料思考)1937年,英国植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,在无CO2的条件下给予光照,可以释放出氧气,由此实验你能得出什么结论?
离体叶绿体在有铁盐或其他氧化剂的水溶液中光照可产生O2。
(2)(教材必修1 P104正文拓展)光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2,一定时间后杀死小球藻,同时提取产物并分析。实验发现,仅仅30 s的时间,放射性代谢产物多达几十种,缩短时间到7 s,发现放射性代谢产物减少到12种。如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么,可能的实验思路是什么?
不断缩短光照时间后杀死小球藻,同时提取产物并分析,直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物,该物质即为CO2转化成的第一个产物。
1.有关光合作用的几点提醒(1)光合作用产生的[H]不同于细胞呼吸产生的[H],且[H]既不是H+,也不是H,其中前者是还原型辅酶Ⅱ(NADPH),后者为还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)光合作用水分解为氧和H+的同时,被叶绿体夺去两个电子。电子经传递,可用于NADP+与H+结合形成NADPH。(3)在暗反应中NADPH既能作为还原剂,也能为C3的还原提供能量。(4)光反应产生的ATP用于C3的还原,不用于其他生命活动。
2.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累,在光反应停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能继续合成。(2)在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。
考向一 教材经典实验的拓展考查1.[2023·北京海淀区阶段考]希尔从细胞中分离出叶绿体,并发现在没有CO2时,给予叶绿体光照,就能放出O2,同时使电子受体还原。希尔反应式:H2O+氧化态电子受体→还原态电子受体+1/2O2。在希尔反应的基础上,阿尔农又发现在光下的叶绿体,不供给CO2时,既积累NADPH也积累ATP;进一步实验,撤去光照,供给CO2,发现NADPH和ATP被消耗,并产生有机物。下面关于希尔反应和阿尔农发现的叙述错误的是( )A.光合作用释放的O2来自水而不是CO2B.NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体薄膜上C.希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D.光合作用需光反应为CO2合成有机物提供ATP和NADPH
答案:B
解析:由题中的信息(希尔反应式)可知,光合作用过程中产生的氧气来自参加反应的水,A正确;从希尔反应和阿尔农发现的叙述,得不出NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体薄膜上,B错误;希尔反应和有机物的合成过程为两个过程,在光下积累NADPH和ATP,在暗处可以进行有机物的合成,C正确;在光下的叶绿体可以积累NADPH和ATP,撤去光照后,NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗,D正确。
考向二 光合作用中的经典实例拓展2.[海南卷]将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法,正确的是( )A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
解析:光合作用的场所是叶绿体,离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解,产生氧气,A正确;叶绿体中的色素既能吸收红光,也能吸收蓝紫光,B、C错误;水在叶绿体中分解产生氧气时,不仅不需要ATP提供能量,而且还能产生ATP,D错误。
答案:A
考向三 光合作用过程中条件改变中间产物含量的变化3.正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP+比值下降
解析:用黑布将培养瓶罩住,光反应停止,氧气的产生停止,A会发生;光反应停止,NADPH和ATP的产生也停止,导致暗反应C3的还原速度减慢,C3在叶绿体内积累导致二氧化碳的固定减慢,B不会发生;光反应停止,ATP的生成减少,ATP/ADP比值下降,C会发生;光反应停止,NADPH的产生减少,NADPH/NADP+比值下降,D会发生。
答案:B
考向四 光合作用过程的综合考查4.如图所示为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程,A、B代表物质。下列叙述错误的是( )A.叶绿体能将光能转变为化学能储存在有机物中B.①上产生的B物质移动到②参与CO2的固定C.②中产生的NADP+移动到①上参与H2O的光解D.①上产生的A物质可用于C3的还原
答案:B
解析:叶肉细胞光合作用的场所是叶绿体,叶绿体通过光合作用将光能转变为化学能储存在有机物中,A正确;①类囊体薄膜上产生的B物质NADPH移动到②叶绿体基质中,参与C3的还原,形成糖类等有机物,B错误;②叶绿体基质中产生的NADP+移动到①类囊体薄膜上参与H2O的光解,C正确;①类囊体薄膜上产生的A物质ATP可用于C3的还原,D正确。
考点三 影响光合作用的因素及在生产上的应用任务1 光合作用强度的表示方法(1)含义:植物在单位时间内通过光合作用制造 的数量。(2)两种表示方法①单位时间内原料的 。②单位时间内产物的 。
糖类
消耗量
生成量
任务2 影响光合作用的因素有哪些(1)内部因素①与植物自身的遗传特性(如植物品种不同)有关,以阴生植物、阳生植物为例:如图所示。
②植物叶片的叶龄、叶面积指数、 及酶等也会影响光合作用,如图所示。
叶绿素含量
(2)外部因素①单因子变量对光合作用影响的曲线分析(曲线图见图文智连)
光反应
NADPH
光照强度
暗反应
C3
CO2浓度
CO2浓度
酶活性
昼夜温差
CO2
②多因子对光合速率的影响(曲线图见图文智连)a.曲线分析:P点:限制光合速率的因素应为 坐标所表示的因子,随着该因子的不断加强,光合速率不断提高。Q点:横坐标所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图中的其他因子。b.应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高 ,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加 浓度,进一步提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
横
温度
CO2
注:欲使植物生长,必须使光照强度大于光补偿点
注:大气中CO2浓度过低时(OA段)植物无法进行光合作用
任务2(2)①图示
任务2(2)②图示
名师提醒(1)各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用,而是综合起作用,但各种因子的作用并不是同等重要的,其中起主要作用的因子为关键因子,因此在分析相关问题时,应抓关键因子。(2)在分析多因子对光合作用的影响时,首先要识别坐标中有几个因子,它们是如何影响代谢过程的,更重要的是能对多条曲线进行对比,通过对比说明问题。对比时,要注意学会消除多变量,使多变量转换成单一变量。
考向一 影响光合作用因素的模型分析1.[2023·江苏南京师大附中高三二模]某团队研究不同浓度的草甘膦(除草剂)对加拿大一枝黄花和本地白茅在单种、混种情况下净光合速率的影响,结果如下(其中P组净光合速率为0)。据图分析,下列叙述不正确的是( )A.受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花B.P组白茅产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质C.据实验结果推测,草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点D.0.6 mL/L的草甘膦使单种与混种白茅净光合速率的下降量相同
答案:D
2.[2023·德州一模]如图为在不同光照强度下测定的甲、乙两种植物的光合作用强度变化曲线。下列说法正确的是( )A.在连续阴雨的环境中,生长受到影响较大的是植物甲B.光照强度为M时,植物乙的光合速率高于植物甲C.光照强度大于500 lx时,植物乙对光能的利用率比植物甲高D.光照强度大于1 000 lx时,限制植物乙光合速率的环境因素是光照强度
答案:A
解析:据图分析可知,植物甲对光能的利用高,需要较强的光照,植物乙在光照较弱的条件下光合作用强度较大,故阴雨天气受影响较大的是植物甲,A正确;光照强度为M时,两种植物的净光合速率相等,但植物甲的呼吸速率大于植物乙,故植物甲的光合速率(呼吸速率+净光合速率)高于植物乙,B错误;据图分析可知,光照强度大于500 lx时,植物乙CO2吸收量较甲低,故植物乙对光能的利用率比植物甲低,C错误;在1 000 lx之前,植物乙的光合速率已不再随光照强度增大而增加,故当光照强度大于1 000 lx时,限制植物乙光合速率的环境因素不再是光照强度,D错误。
3.在适宜温度和大气CO2浓度条件下,测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶肉细胞的生理指标如表所示。下列分析正确的是( )光补偿点:光合速率等于呼吸速率时的光强;光饱和点:达到最大光合速率所需的最小光强。A.光强大于7千勒克斯,马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B.光强小于6千勒克斯,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是CO2浓度C.森林中生产者积累有机物的能量总和,即为输入该生态系统的总能量D.在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,青冈的种群密度将会增加
答案:D
解析:马尾松的光补偿点为7千勒克斯,当光强大于7千勒克斯时,光合作用强度大于呼吸作用强度,因此叶肉细胞叶绿体产生的氧气会有一部分释放到细胞外,A错误;光强小于6千勒克斯时,苦槠光合速率未达到最大,此时影响苦槠光合速率的主要因素是光照强度,B错误;生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量,C错误;从表格数据可知,青冈需较弱的光照强度,当树冠密集程度增大时,有利于青冈的生长,种群密度会增加,D正确。
考向二 影响光合作用因素的综合考查4.[经典高考]为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下:A组:先光照后黑暗,时间各为67.5 s;光合作用产物的相对含量为50%。B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为7.5 s;光合作用产物的相对含量为70%。C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组):光照时间为135 s;光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题:(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量 (填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是 ;C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 ,这些反应发生的部位是叶绿体 。(2)A、B、C三组处理相比,随着 的增加,使光下产生的 能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。
高于
C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94%
光照
基质
光照和黑暗交替频率
ATP和[H](或NADPH)
考点四 光合作用与细胞呼吸的关系及相关实验探究任务1 完善光合作用与细胞呼吸之间的联系
(1)物质方面
暗反应
有氧呼吸Ⅱ
光反应
有氧呼吸Ⅲ
光反应
暗反应
有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ
有氧呼吸Ⅲ
(2)能量方面
光反应
暗反应
细胞呼吸
热能
任务2 在不同的光照条件下,光合速率与呼吸速率的测定与计算(相关图见图文智连)(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示 。(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示 。(3)根据光合作用和呼吸作用的反应式进行计算:①光合作用释放6 mol O2需要消耗12 mol H2O。②光反应阶段,12 mol H2O光解产生24 mol [H],在暗反应中用于还原6 mol CO2,并产生6 mol H2O。③每分解1 mol C6H12O6,需要消耗6 mol O2,产生6 mol CO2。
呼吸速率
净光合速率
任务2(1)(2)(3)图示
④真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:a.光合作用产生的O2量=实测的O2 +细胞呼吸消耗的O2量。b.光合作用固定的CO2量=实测的CO2 +细胞呼吸释放的CO2量。c.光合作用制造的葡萄糖量=葡萄糖的 +细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
释放量
吸收量
积累量(增重部分)
(4)光合速率与呼吸速率的常用表示方法:
产生(生成)
产生(制造、生成)
吸收
吸收
释放
(5)叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示(见图文智连),据图判断生理过程。图①:表示黑暗中,只进行 。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。
细胞呼吸
=
<
>
(6)叶绿体吸收CO2的量属于真正光合作用还是净光合作用?
真正光合作用
(7)光合速率的测定方法Ⅰ“液滴移动法”①绿色组织在 条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率。②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净光合速率。
黑暗
③表观(净)光合速率的测定方法。(装置图见图文智连)a.条件:整个装置必须在光下。b.NaHCO3溶液的作用:玻璃杯中的NaHCO3溶液保证了容器内 浓度的相对恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。c.植物光合速率指标:植物光合作用释放 ,使容器内气体压强增大,毛细管内的水滴 移。单位时间内水滴 移的体积即是表观光合速率。
CO2
氧气
右
右
Ⅱ“黑白瓶法”黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,瓶中生物只进行细胞呼吸,而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸,所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为 值,用白瓶(有光照的一组)测得的为 值,综合两者即可得到 值。 Ⅲ“称重法”(见图文智连)将叶片一半遮光,一半曝光,遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值,曝光的一半测得的数据变化值代表 值,综合两者可计算出 值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输。
细胞呼吸强度
表观(净)光合作用强度
真正光合作用强度
表观(净)光合作用强度
真正光合作用强度
任务3 光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动(1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点B应向 移,反之向 移。(2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点B应向 移,反之向 移。(3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向 移动。
右
左
右
左
左
任务4 植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析(曲线图见图文智连)图1的B点,图2的B′C′段形成的原因是:凌晨温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。图1的C点、图2的C′点:此时开始出现光照,光合作用启动。图1的D点、图2的D′点:此时光合作用强度 细胞呼吸强度。图1的E点、图2的F′G′段形成的原因是:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象。图1的F点、图2的H′点:此时光合作用强度 细胞呼吸强度,之后光合 呼吸。图1的G点、图2的I′点:此时光照强度降为 ,光合作用 。
等于
等于
小于
0
停止
1.光照强度、二氧化碳浓度与光合速率的关系曲线(1)解答有关光合作用的坐标曲线题时,要注意对“四点三趋势”(起点、折点、交点和终点以及升、平、降三种变化趋势)的生物学意义的分析,命题者常从这些特征性的地方作为命题的切入点。(2)光合总产量和净产量的常用判断方法:若CO2的吸收量出现负值,则纵坐标为光合净产量;光下植物对CO2吸收量、O2的释放量和有机物的积累量都表示净产量;光合作用对CO2固定量、O2的产生量和有机物的制造量表示光合总量。
2.光合呼吸关系模型构建第一步:根据题意题图,判断对应的生理过程。如黑暗条件下,绿色植物只进行呼吸作用,测得的是呼吸速率;光照条件下,绿色植物同时进行光合作用和呼吸作用,测得的是净光合速率。第二步:结合总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者的关系解题。总光合速率=净光合速率+呼吸速率。第三步:依据光合作用和有氧呼吸反应式推导出C6H12O6、O2、CO2三者间的数量关系。O2充足条件下,三者的摩尔数或分子数之比为C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6,若实验中测得的是O2的消耗量或释放量,就可依据上述关系推算出C6H12O6的消耗量或生成量。
答案:D
解析:植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能储存在NADPH和①ATP中,A正确;叶绿体中的NADPH参与C3的还原,线粒体中的NADH与氧结合生成水,二者都具有还原性,B正确;给植物提供HO,HO参与光反应生成18O2,HO参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2,因此短时间内生成的O2和CO2均可含18O,C正确;物质④为葡萄糖,在叶绿体基质中合成,在细胞质基质中分解,D错误。
2.[2023·湖南益阳模拟]下图所示为叶肉细胞内氢元素的部分转移路径,其中[H]是还原型辅酶Ⅰ或Ⅱ,①~④表示生理过程。下列相关叙述,正确的是( )A.图中①③④过程均发生在生物膜上,也都伴随ATP的合成B.图中③过程在无氧条件下不能进行,该过程的产物还有丙酮酸C.图中②过程消耗高能磷酸化合物,[H]还原的物质是五碳化合物D.图中④过程消耗氧气,释放较多的能量,且有一部分转化成热能
答案:D
考向二 光合速率、呼吸速率的判断及相关计算3.在一定浓度的CO2和适宜的温度条件下,测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率,结果如下表。下列有关说法,错误的是( )A.与B植物相比,A植物是在弱光照条件下生长的植物B.当光照强度超过9 klx时,B植物光合速率不再增加,造成这种现象的原因可能是暗反应跟不上光反应C.当光照强度为9 klx时,B植物的总光合速率是45 mg CO2/100 cm2叶·小时D.当光照强度为3 klx时,A植物与B植物固定的CO2量的差值为4 mg CO2/100 cm2叶·小时
答案:D
4.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器将叶片打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A,乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内,丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致,一小时后,测得乙装置内圆片干重为B,丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是( )A.C-A为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率B.C-B为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率C.A-B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D.实验过程中,乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定
答案:C
解析:C-A为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率;C-B为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率;A-B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率;乙装置随着O2浓度下降,叶肉细胞呼吸速率也下降。
5.[2023·河北景县调研]下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度,并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是( )A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3 g/m3B.水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原C.水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体D.水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
答案:C
解析:白瓶透光,瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用,黑瓶不透光,瓶内水生植物只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间,黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物呼吸作用所消耗的O2量,为1.5 g/m3,白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值。综上分析可知,在水深1 m处,白瓶中水生植物24小时制造的O2量为3+1.5=4.5(g/m3),A错误;水深2 m处白瓶中水生植物能进行光合作用,也能进行水的光解和C3的还原,B错误;水深3 m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等,因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体,C正确;在水深4 m处,白瓶中水生植物24小时制造的O2量为-1+1.5=0.5(g/m3),能进行光合作用,D错误。
考向三 光合作用、细胞呼吸相关曲线中关键点的移动问题6.如图所示,在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻,以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析,下列叙述正确的是( )A.P点处产生的ATP可用于暗反应B.适当降低温度,P点将下移C.在图乙上绘制装置B的曲线,Q点应左移D.降低CO2浓度时,在图乙上绘制装置A的曲线,R点应向左下方移动
答案:D
解析:P点时细胞只进行呼吸作用,该过程产生的ATP不能用于光合作用暗反应过程;适当降低温度,呼吸酶的活性随之降低,P点将上移;由于缺镁,B试管中小球藻细胞内叶绿素含量较低,所以光合作用强度等于呼吸作用强度的Q点将右移;降低CO2浓度,R点将向左下方移动。
考向四 光合作用和细胞呼吸关系的综合考查7.[北京卷]某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误的是( )A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25 ℃C.在0~25 ℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃
答案:D
解析:由图可知,呼吸作用的最适温度约为53 ℃,而总光合作用的最适温度约为30 ℃,A正确;净光合速率达到最大时对应的温度(即最适温度)约为25 ℃,B正确;在0~25 ℃范围内,与呼吸速率变化曲线相比,光合速率变化曲线升高得更快,说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大,C正确;超过45 ℃,呼吸作用产生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳,说明呼吸作用消耗的有机物多于光合作用产生的有机物,没有有机物的积累,不适合该植物的生长,D错误。
8.[2022·浙江6月]通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,可知较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 中。
叶绿素含量
光合速率
呼吸速率
低于5 klx光合曲线的斜率
蔗糖
叶
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
降低
A
[网络建构提升]
活跃
稳定
[长句应答必备]1.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。2.叶绿体中的色素吸收光能,将H2O分解成O2和H+,H+与NADP+结合形成NADPH,同时将ADP和Pi转化成ATP。3.光照强度直接影响光反应的速率,光反应产物[H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。4.温度影响光合作用过程,特别是影响暗反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。5.CO2是暗反应的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率。6.光合速率与呼吸速率的关系:(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率。(3)真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
[等级选考研考向]1.[2022·北京卷]光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出( )A.低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高B.在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高C.CO2浓度为200 μL·L-1时,温度对光合速率影响小D.10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
答案:D
2.[2022·海南卷]某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述正确的是( )A.本实验中,温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率C.四组实验中,0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高D.若在4℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
答案:B
解析:本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度),温度和光照为无关变量,A错误;当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时,叶圆片上浮,叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率,B正确;四组实验中,0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长,光合速率最小,C错误;若在4℃条件下进行本实验,由于低温会使酶的活性降低,净光合速率可能降低,故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长,D错误。
3.[2022·湖南卷]在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是( )A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降
答案:AD
4.[2023·浙江1月]叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,实验结果见表1。表1
回答下列问题:(1)叶片叶绿素含量测定时,可先提取叶绿体色素,再进行测定。提取叶绿体色素时,选择乙醇作为提取液的依据?(2)研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应13CO2,13CO2先与叶绿体内的 结合而被固定,形成的产物还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中,选用13CO2的原因有______________________________(答出2点即可)。
叶绿体色素为脂溶性物质,易溶于乙醇
五碳糖(C5)
ATP和NADPH
CO2是光合作用的原料、13C可被仪器检测
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知,随着该植物库源比降低,叶净光合速率 (填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量 (填“增加”或“减少”)。库源比升高导致果实单果重变化的原因是___________________________。
降低
增加
合作用合成的有机物总量少,可提供给果实的有机物相应减少
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验,库源处理如图所示,用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用,结果见表2。 表2
根据表2实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是 。
就近分配
(5)综合上述实验结果,从调整库源比分析,下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单果重10 g以上为合格)的是哪一项? . (A.除草 B.遮光 C.疏果 D.松土)。
C
5.[2022·广东卷]研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。回答下列问题:(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量 ,原因可能是_____________________________。(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的 ,因而生长更快。
高
遮阴条件下植物合成较多的叶绿素
糖类等有机物
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:实验材料:选择前期 一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以 为对照,并保证除 外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是 。
光照条件
A组
遮光程度
探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
6.[2022·湖南卷]将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床,作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8~10 μmol/(s·m2)时,固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒,浸种1天后,播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中,保湿透气,昼/夜温为35℃/25℃,光照强度为2 μmol/(s·m2),每天光照时长为14小时。回答下列问题:(1)在此条件下,该水稻种子 (填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米,至少1片绿叶视为成苗),理由是____________________________________________________。
能
种子萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物,且光照有利于叶片叶绿素的形成
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10 μmol/(s·m2),其他条件与上述实验相同,该水稻 (填“能”或“不能”)繁育出新的种子,理由?(答出两点即可)。(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害减少杂草生长,须灌水覆盖,该种子应具有 特性。
不能
光照强度为10 μmol/(s·m2),等于光补偿点,每天光照时长为14小时,此时光照时没有有机物的积累,黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物,故全天没有有机物积累;且每天光照时长大于12小时,植株不能开花
耐受酒精毒害
7.[2022·山东卷]强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是 。(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有 、____________。 (答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是________________________________________________________。(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制 (填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过 发挥作用。
蓝紫光
五碳化合物供应不足
CO2供应不足
强光照射后短时间内,光反应速率增强,水光解产生的氧气速率增强
减弱
促进光反应关键蛋白的合成
[国考真题研规律]8.[2022·全国乙卷]某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象,下列解释合理的是 ( )A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率
答案:D
解析:将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,小麦同时进行光合作用和呼吸作用,而容器内CO2含量初期逐渐降低。说明初期小麦的光合速率大于呼吸速率,之后CO2含量保持相对稳定,说明光合速率等于呼吸速率,D正确。
9.[2022·全国甲卷]根据光合作用中CO2的固定方式不同,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产物是________________________________(答出3点即可)。(2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是______________________________________________(答出1点即可)。
O2、[H](NADPH)、ATP
部分光合产物用于叶片自身的细胞呼吸,为新陈代谢提供能量;部分光合产物用于叶片自身的生长发育
(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因?
干旱会导致气孔开度减小,胞间CO2浓度降低,与C3植物相比,C4植物的CO2补偿点较低,能在较低浓度的CO2条件下,固定利用更多的CO2进行光合作用,以维持自身的生长。
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