創(chuàng)新方案高中生物必修一時(shí)光合作用原理和應(yīng)用二

第3課時(shí)光合作用的原理和應(yīng)用(二)[學(xué)習(xí)視點(diǎn)]明確目標(biāo)1.學(xué)會(huì)分析影響光合作用的各種因素2.嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素及光合作用原理的應(yīng)用

關(guān)注重難點(diǎn)影響光合作用的因素及其探究實(shí)驗(yàn)一、光合作用原理的應(yīng)用糖類原料消耗或產(chǎn)物生成單位時(shí)間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。(2)表示方法：用一定時(shí)間內(nèi)

的數(shù)量來(lái)定量表示。2．影響因素(1)空氣中

濃度。(2)土壤中

含量。(3)光照的

以及光的成分。(4)

的高低。3．應(yīng)用控制

和溫度的高低，適當(dāng)增加作物環(huán)境中

來(lái)提高光合作用強(qiáng)度。CO2水分時(shí)間、強(qiáng)度溫度光照的強(qiáng)弱CO2的濃度4．光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)打孔器注射器沉到水底較多較少(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度

(同一時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生

越多，浮起的葉片越多)。不斷增強(qiáng)O2無(wú)機(jī)物二、化能合成作用1．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(lái)制造

。(2)實(shí)例：硝化細(xì)菌能利用氧化

釋放的化學(xué)能將

合成為糖類，供自身利用。2．自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物(1)自養(yǎng)生物：①特點(diǎn)：能將無(wú)機(jī)環(huán)境中的

轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的生物。②代表生物：進(jìn)行光合作用的生物(如

)；進(jìn)行化能合成作用的生物(如

)。(2)異養(yǎng)生物：①特點(diǎn)：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的

來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。②代表生物：人、動(dòng)物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌。有機(jī)物NH3CO2和H2O綠色植物硝化細(xì)菌有機(jī)物CO2和H2O一、影響光合作用的因素1．光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響(1)閱讀教材P104～P105[探究]內(nèi)容，思考并討論下列問題：①探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理是什么？②該探究實(shí)驗(yàn)的自變量及其設(shè)置方法分別是什么？提示：自變量是光照的強(qiáng)弱；設(shè)置方法是調(diào)節(jié)臺(tái)燈與實(shí)驗(yàn)材料之間的距離。(2)如圖表示光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響曲線，分析曲線討論并回答：①A點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度為0，對(duì)應(yīng)的CO2來(lái)源于哪些生理過程？其釋放量的含義是什么？提示：A點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，其單位時(shí)間內(nèi)釋放的CO2量，可表示此時(shí)的細(xì)胞呼吸速率。②B點(diǎn)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的CO2吸收量和釋放量為0，試分析此時(shí)光合速率與細(xì)胞呼吸速率的關(guān)系及B點(diǎn)的含義。提示：B點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合速率＝呼吸速率，此點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)。③C點(diǎn)時(shí)，CO2吸收量達(dá)到最高，請(qǐng)討論C點(diǎn)的含義并分析CO2吸收量達(dá)到最高前、后的主要限制因素分別是什么？提示：當(dāng)達(dá)到C點(diǎn)后，光合作用不再隨光照強(qiáng)度的升高而增加，稱之為光飽和點(diǎn)。CO2吸收量達(dá)到最高前的主要限制因素是光照強(qiáng)度，CO2吸收量達(dá)到最高后的主要限制因素為溫度和CO2濃度。2．CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響根據(jù)圖示分析：(1)分析E點(diǎn)的含義。提示：E表示進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度。(2)描述曲線變化規(guī)律。提示：在一定范圍內(nèi)，植物光合速率隨CO2濃度的增加而加快；但達(dá)到一定濃度時(shí)，再增加CO2濃度，光合速率也不再增加。3．溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響如圖表示溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響曲線，分析曲線，討論下列問題：(1)溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響是怎樣起作用的？提示：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)的酶的活性而影響光合作用強(qiáng)度的。(2)嘗試描述曲線的意義。提示：DG段隨溫度的升高光合速率逐漸加強(qiáng)；至G點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大；GH段表示隨溫度的升高，光合速率快速下降，直至光合作用完全停止。二、化能合成作用閱讀教材P105最后兩自然段，回答下列問題：1．歸納判斷自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的依據(jù)，并分析它們的本質(zhì)區(qū)別。提示：①判斷依據(jù)：看能否把無(wú)機(jī)物合成為有機(jī)物。②本質(zhì)區(qū)別：能把無(wú)機(jī)物合成為有機(jī)物的生物是自養(yǎng)生物，以現(xiàn)成的有機(jī)物為食的生物是異養(yǎng)生物。2．試從物質(zhì)變化和能量變化角度，分析化能合成作用與光合作用具有哪些異同點(diǎn)？提示：①相同點(diǎn)：均能把無(wú)機(jī)物合成為有機(jī)物，儲(chǔ)存能量。②不同點(diǎn)：合成有機(jī)物時(shí)利用的能量不同。光合作用利用的是光能；化能合成作用利用的是無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的化學(xué)能。一、影響光合作用速率的因素1．外界因素除光照強(qiáng)度、CO2濃度外，還有溫度、土壤中水分、礦質(zhì)離子(如Mg2＋)等。2．植物內(nèi)部因素有葉綠體數(shù)量、光合色素含量、酶的數(shù)量及活性、離子載體數(shù)量等，由植物體內(nèi)的遺傳因素決定。二、細(xì)胞呼吸和光合作用的曲線分析植物葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用吸收CO2的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用釋放CO2，所以測(cè)定的CO2的吸收量并不是真正光合速率，而是表觀光合速率。圖1表示CO2的吸收與光照強(qiáng)度變化的關(guān)系，圖2表示線粒體與葉綠體的關(guān)系。結(jié)合圖2與圖1中的曲線分析如下：1．圖1中a點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，表示只進(jìn)行呼吸作用，與圖2中B圖對(duì)應(yīng)。2．圖1中ab段由于光照強(qiáng)度較弱，光合速率小于呼吸速率，所以呼吸作用釋放的CO2一部分被葉綠體吸收，另一部分釋放出去，與圖2中A圖對(duì)應(yīng)。3．圖1中b點(diǎn)表示光合速率與呼吸速率相等，CO2表現(xiàn)為既不吸收也不釋放，與圖2中C圖對(duì)應(yīng)。4．b點(diǎn)以后，由于光照強(qiáng)度變得較大，光合速率大于呼吸速率，呼吸作用釋放的CO2不能夠滿足光合作用的需求，表現(xiàn)為從外界吸收CO2，與圖2中D圖對(duì)應(yīng)。三、光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)計(jì)算上面圖1中，Oa段表示植物呼吸速率，Od段表示植物表觀光合速率(即凈光合速率)，Oa＋Od段表示真正光合速率(即實(shí)際光合速率或總光合速率)，它們的關(guān)系為：真正光合速率＝表觀光合速率＋呼吸速率。具體表述為：1．光合作用消耗的CO2總量＝從外界吸收的CO2量＋呼吸作用產(chǎn)生的CO2量。2．光合作用產(chǎn)生的O2量＝釋放到外界的O2量＋呼吸作用消耗的O2量。3．一晝夜有機(jī)物的積累量(用CO2量表示)＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸作用釋放的CO2總量。某同學(xué)想探究二氧化碳濃度與光合速率的關(guān)系。取甲、乙、丙、丁四株都有5片葉的小白菜，分別用直徑1cm的打孔器打出葉圓片10片，并設(shè)法抽去葉片內(nèi)氣體使之下沉，置于光下。取100mL三角瓶4個(gè)，編號(hào)1～4，按下表操作(光照、溫度相同且適宜)并記錄結(jié)果。下列評(píng)價(jià)或修正不合理的是(

)A．自變量二氧化碳濃度的限制不嚴(yán)格B．只要控制光照、溫度相同即可C．實(shí)驗(yàn)材料本身存在的差異會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果D．制備的葉圓片在投入三角瓶之前應(yīng)放于黑暗處[解析]本實(shí)驗(yàn)中存在多個(gè)自變量，材料的來(lái)源不同，CO2的濃度不同，所以在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在著多個(gè)自變量，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不可靠的，一個(gè)實(shí)驗(yàn)中只能存在一個(gè)自變量，除了這個(gè)自變量外其他變量應(yīng)保持相同。由于抽取氣體后在光下還有可能產(chǎn)生氣體，所以抽取氣體后應(yīng)進(jìn)行黑暗處理。[答案]

B(重慶高考)如圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是()A．t1→t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多B．t2→t3，暗反應(yīng)限制光合作用。若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高C．t3→t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)速率增強(qiáng)D．t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3還原后的直接產(chǎn)物含量降低[解析]光合作用中水的光解發(fā)生在葉綠體類囊體膜上而不是葉綠體基質(zhì)中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖示t2→t3，限制光合作用的主要因素是CO2濃度而不是光照強(qiáng)度，在t2時(shí)刻增加光照，光合速率不再提高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充足光照條件下，在t3時(shí)刻補(bǔ)充CO2，光照強(qiáng)度不變，暗反應(yīng)增強(qiáng)消耗光反應(yīng)產(chǎn)物[H]和ATP增加，一定程度增強(qiáng)了光反應(yīng)速率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將充足光照下的植物置于暗處，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3還原后的直接產(chǎn)物含量降低，D項(xiàng)正確。[答案]

D課堂歸納網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建填充：①光照②暗反應(yīng)③酶的活性④硝化細(xì)菌1．光合作用強(qiáng)度的表示方法：一定時(shí)間內(nèi)原料消耗量或產(chǎn)物生成量。2．光合作用強(qiáng)度的影響因素：光照、二氧化碳濃度、溫度、水分和礦質(zhì)元素等。3．硝化細(xì)菌能利用氧化NH3釋放的化學(xué)能將CO2和H2O合成有機(jī)物。4．同化作用主要有自養(yǎng)和異養(yǎng)兩種類型，代表生物分別是綠色植物和動(dòng)物、真菌等。[關(guān)鍵語(yǔ)句]1．光合作用強(qiáng)度可以用多種指標(biāo)表示，以下不適合的是(

)A．植物體鮮重增加量B．植物體干重增加量C．O2釋放量D．CO2吸收量解析：選A植物光合作用消耗CO2，產(chǎn)生有機(jī)物和O2，因此，光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)可以是B、C、D選項(xiàng)中的指標(biāo)。植物體鮮重增加量主要是水分的增加，不能作為光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)。2．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突然停止光照，光反應(yīng)停止，[H]和ATP產(chǎn)生停止，由于暗反應(yīng)中C3還原繼續(xù)進(jìn)行，消耗[H]和ATP，隨著[H]和ATP的減少，C3還原減慢甚至停止，但CO2的固定依然進(jìn)行，因此在短時(shí)間內(nèi)C3積累，C5減少。3．如圖表示某種植物光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系。P點(diǎn)的生物學(xué)含義是()A．無(wú)光合作用，有呼吸作用B．光合作用與呼吸作用達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡C．無(wú)呼吸作用，有光合作用D．光合作用與呼吸作用都不進(jìn)行解析：選B由曲線可看出，在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，植物光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增大而增大，光照強(qiáng)度達(dá)到一定程度后，光合作用強(qiáng)度不再增加。圖中光照強(qiáng)度達(dá)到P點(diǎn)時(shí)，光合速率與呼吸速率相等。4．有關(guān)硝化細(xì)菌的化能合成作用的描述，正確的是(

)①利用光能②將水和二氧化碳合成為葡萄糖等有機(jī)物③利用環(huán)境中物質(zhì)的氧化分解所產(chǎn)生的化學(xué)能④在葉綠素的作用下進(jìn)行⑤自養(yǎng)生物⑥異養(yǎng)生物A．①②④B．①③⑤C．②③⑤D．③⑤⑥解析：選C硝化細(xì)菌無(wú)葉綠素不能進(jìn)行光合作用，而是通過化能合成作用，利用環(huán)境中物質(zhì)氧化分解所產(chǎn)生的能量，將水和二氧化碳合成為葡萄糖等有機(jī)物，因此硝化細(xì)菌是一種自養(yǎng)生物。5．下列關(guān)于光合作用和呼吸作用的敘述，正確的是(

)A．光合作用和呼吸作用總是同時(shí)進(jìn)行的B．光合作用產(chǎn)生的ATP主要用于呼吸作用C．光合作用形成的糖類在細(xì)胞呼吸中被利用D．光合作用與細(xì)胞呼吸分別在植物的葉肉細(xì)胞和根細(xì)胞中進(jìn)行解析：選C光合作用只有在有光的條件下進(jìn)行，呼吸作用在有光和無(wú)光的條件下都能進(jìn)行，所以在有光的條件下能夠進(jìn)行光合作用和呼吸作用，在黑暗中只能進(jìn)行呼吸作用；光合作用產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)的C3還原，不能用于其他的生命活動(dòng)；光合作用合成的糖類可用于呼吸作用被分解；活細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用，光合作用只能在綠色植物的綠色組織細(xì)胞中進(jìn)行。6．如圖是綠色植物體內(nèi)光合作用和細(xì)胞呼吸的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖中A表示的過程為_____，此過程發(fā)生的場(chǎng)所是葉綠體的______。(2)圖中B表示的過程為________，此過程發(fā)生的場(chǎng)所是___________。(3)圖中C表示的過程為______________________________________，這里產(chǎn)生的水是在________階段形成的。(4)當(dāng)光照強(qiáng)度為零時(shí)，植物細(xì)胞中可以產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)是_________。(5)溫室大棚作物如果遇到陰雨天，為避免減產(chǎn)，大棚的溫度應(yīng)該適當(dāng)________，原因是___________________________________。解析：(1)根據(jù)圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可判斷，A為光合作用的光反應(yīng)，此過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。(2)圖中B過程是暗反應(yīng)，此過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(3)圖中C過程表示有氧呼吸過程，其中水的產(chǎn)生是在有氧呼吸第三階段形成的。(4)光照強(qiáng)度為0時(shí)，植物細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行呼吸作用，因此產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(5)溫室大棚作物如遇到陰雨天，為避免減產(chǎn)，可適當(dāng)降低溫度，減少呼吸作用對(duì)有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量。答案：(1)光反應(yīng)類囊體薄膜(2)暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)(3)有氧呼吸第三(4)線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(5)降低減少呼吸作用對(duì)有機(jī)物的消耗

(時(shí)間：45分鐘；滿分：100分)一、選擇題(每小題5分，共50分)1．生長(zhǎng)于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CO2濃度時(shí)，其光合速率并未隨之增加，主要限制因素是()A．呼吸作用和暗反應(yīng)B．光反應(yīng)C．暗反應(yīng)D．呼吸作用解析：選B生長(zhǎng)于較弱光照條件下的植物光反應(yīng)弱，生成的ATP和[H]少，即使提高CO2濃度，暗反應(yīng)的速率也不會(huì)提高，光合速率并未隨之增加。2．如圖表示某地夏季一密閉大棚內(nèi)一晝夜間CO2濃度的變化。下列能正確表示e點(diǎn)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)棚內(nèi)植株消耗的CO2總量與消耗的O2總量之比(體積比)的是()解析：選Be點(diǎn)時(shí)CO2的量不再增加，超過e點(diǎn)后CO2的含量下降，說(shuō)明此時(shí)光合速率等于細(xì)胞呼吸速率，即光合作用吸收的CO2量等于細(xì)胞呼吸消耗的O2的量。3．硝化細(xì)菌將二氧化碳和水合成為糖類，其能量來(lái)自于(

)A．光能B．電能C．化學(xué)能D．生物能解析：選C硝化細(xì)菌利用將NH3氧化成亞硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所釋放的能量，用于將CO2和H2O合成為糖類。4．植物光合速率受多種環(huán)境因素的影響。如圖表示在不同環(huán)境條件下某植物的光合速率變化情況，關(guān)敘述正確的是()A．光照強(qiáng)度為1時(shí)，植物光合速率極低，細(xì)胞中ATP的含量幾乎為0B．光照強(qiáng)度和CO2濃度一定時(shí)，植物光合速率隨著溫度升高而不斷加快C．光照強(qiáng)度在5～6時(shí)，植物光合速率隨光照強(qiáng)度增大而升高D．光照強(qiáng)度一定時(shí)，CO2濃度對(duì)光合速率的影響比溫度的影響明顯解析：選D光照強(qiáng)度為1時(shí)，光合作用極弱，產(chǎn)生的ATP極少。但此時(shí)細(xì)胞呼吸較強(qiáng)，產(chǎn)生的ATP較多。光照強(qiáng)度和CO2濃度一定時(shí)，光合速率在一定范圍內(nèi)隨溫度升高而不斷加快，但超過酶的最適溫度后，光合速率隨溫度升高逐漸降低。由圖可知，光照強(qiáng)度在5～6時(shí)，光合速率不再隨光照強(qiáng)度升高而升高。當(dāng)同處于15℃時(shí)，高濃度CO2與低濃度CO2相比，光合速率明顯較大；而同處于低濃度CO2或高濃度CO2時(shí)，溫度由15℃升高為25℃，光合速率略有提高，說(shuō)明光照強(qiáng)度一定時(shí)，CO2濃度對(duì)光合速率的影響比溫度對(duì)光合速率的影響更明顯。5．光合作用和化能合成作用的相同之處是(

)A．都以太陽(yáng)能作為能源B．都需要環(huán)境中的物質(zhì)氧化釋放的能量C．都可以將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物D．都是高等生物的代謝類型解析：選C光合作用是綠色植物利用光能把CO2和H2O轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的過程；化能合成作用是某些微生物利用環(huán)境中的物質(zhì)氧化釋放的化學(xué)能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的過程。兩者的不同點(diǎn)是，前者利用的能量是光能，后者利用的能量是化學(xué)能，兩者的相同點(diǎn)：都是把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，從生物類型來(lái)看，前者是所有綠色植物都能進(jìn)行的，而后者只有低等生物——硝化細(xì)菌等微生物才能進(jìn)行。6．某同學(xué)在玻璃溫室里進(jìn)行植物栽培實(shí)驗(yàn)。為此，他對(duì)室內(nèi)空氣中的二氧化碳含量進(jìn)行24小時(shí)的測(cè)定，下列曲線中能正確表示其測(cè)定結(jié)果的是()解析：選C根據(jù)一天24小時(shí)光的有無(wú)及光照強(qiáng)度變化規(guī)律可知，從0點(diǎn)→6點(diǎn)→12點(diǎn)→18點(diǎn)→24點(diǎn)，光從無(wú)→有→無(wú)，有光后經(jīng)歷由弱→強(qiáng)→弱的過程，光合作用則從不能進(jìn)行→能夠進(jìn)行且光合速率小于呼吸速率→光合速率與呼吸速率相等→光合速率大于呼吸速率→光合速率與呼吸速率相等→光合速率小于呼吸速率→只能呼吸作用，因此密閉玻璃溫室內(nèi)CO2含量變化經(jīng)歷了增加→減少→增加的變化。7．以測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是()A．光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃時(shí)相等B．光照相同時(shí)間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多C．溫度高于25℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少D．兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的與細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物的量相等解析：選A“光照下CO2的吸收量”為凈變化量或積累量，即“光合實(shí)際量－呼吸量”，“黑暗中CO2釋放量”為呼吸量。由圖可知，在35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃時(shí)相等，都是3＋3.5＝6.5mg/h。積累量最多的溫度為25℃，此時(shí)光合作用實(shí)際量約為2.25＋3.75＝6mg/h，此后光合作用的實(shí)際量還在增加。兩曲線的交點(diǎn)表示呼吸量＝凈光合量，或者說(shuō)光合量是呼吸量的兩倍，不代表二者相等。8．如圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。下列有關(guān)光合作用強(qiáng)度變化原因的分析中，錯(cuò)誤的是()A．從A→B主要原因是光照增強(qiáng)，氣溫上升B．從B→C主要原因是溫度過高，酶失活C．從C→D主要原因是氣孔逐漸打開，CO2供應(yīng)增加D．從D→E主要原因是光照減弱，氣溫下降解析：選B根據(jù)光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律及曲線的變化分析可知，A→B主要原因是光照增強(qiáng)，氣溫上升，酶活性增加，光合速率加快；B→C段由于光照強(qiáng)度強(qiáng)，蒸騰作用旺盛，葉片氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致缺乏CO2，光合速率降低；C→D段時(shí)，光照強(qiáng)度降低，蒸騰作用減弱，氣孔逐漸打開，CO2供應(yīng)增加，光合速率又加快；D→E段的變化主要原因是光照減弱，氣溫下降，光合速率下降。9．將某綠色植物放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究溫度對(duì)光合作用和呼吸作用的影響(其他實(shí)驗(yàn)條件都是理想的)，實(shí)驗(yàn)以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示：下面對(duì)該表格分析中正確的是(

)A．晝夜不停地光照，在35℃時(shí)該植物不能生長(zhǎng)B．晝夜不停地光照，在20℃時(shí)該植物生長(zhǎng)得最快C．每天光照12h，20℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物最多D．每天光照12h，30℃時(shí)積累的有機(jī)物是10℃時(shí)的2倍解析：選C光照下吸收CO2量表示植物的凈光合作用的量，黑暗中釋放CO2量表示植物的呼吸量。晝夜不停地光照，在35℃時(shí)該植物的凈光合作用的量為3.00，植物能生長(zhǎng)。晝夜不停地光照，植物生長(zhǎng)得最快就是凈光合作用的量最多，應(yīng)在25℃時(shí)。每天光照12h，黑暗12h，植物積累有機(jī)物最多的是12h植物凈光合作用的量與12h植物呼吸量的差值，該差值20℃時(shí)最多。每天光照12h，30℃時(shí)積累的有機(jī)物是(3.50－3.00)×12＝0.50×12，10℃時(shí)積累的有機(jī)物是(1.75－0.75)×12＝1.00×12。故30℃時(shí)積累的有機(jī)物是10℃的0.5倍。10．在農(nóng)作物管理中，下列措施可以提高凈光合速率的是()①通風(fēng)②增施有機(jī)肥③延長(zhǎng)生長(zhǎng)期④施NH4HCO3A．①B．①②③C．①②④D．①②解析：選C影響光合速率的外界因素通常為CO2濃度和光照強(qiáng)度，而增施有機(jī)肥和NH4HCO3都會(huì)提高CO2的濃度，從而提高光合速率。延長(zhǎng)生長(zhǎng)期可提高光合產(chǎn)量，但不能提高光合速率。二、非選擇題(共50分)11．(12分)如圖是綠色植物葉肉細(xì)胞中光合作用與有氧呼吸過程及其關(guān)系的圖解，其中A～D表示相關(guān)過程，a～e表示有關(guān)物質(zhì)，據(jù)圖回答：(1)圖中b物質(zhì)表示____________。(2)A過程表示______________________，它為B過程提供了[d、e]___。(3)C過程進(jìn)行的場(chǎng)所是________________。(4)在利用塑料大棚栽培蔬菜時(shí)，如果遇到陰雨連綿的天氣，可采取適當(dāng)降低________________的措施，抑制________(填字母)過程，以利于有機(jī)物的積累。解析：(1)根據(jù)圖示物質(zhì)變化過程可判斷，b物質(zhì)表示O2。(2)圖中A過程是光反應(yīng)，B過程是暗反應(yīng)，光反應(yīng)產(chǎn)生[H]和ATP，用于暗反應(yīng)中C3的還原。(3)圖中C過程是有氧呼吸的第三階段，是在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的。(4)栽培蔬菜的塑料大棚若遇到陰雨連綿的天氣時(shí)，光照弱，光合作用過程弱，因此可適當(dāng)降低溫度，抑制呼吸作用過程對(duì)有機(jī)物的消耗，有利于有機(jī)物的積累。答案:(1)O2(2)光反應(yīng)階段[H]、ATP(3)線粒體(4)溫度DC12．(18分)綠色植物的光合作用與細(xì)胞呼吸之間有密切的聯(lián)系，甲圖表示了兩者之間的關(guān)系，請(qǐng)分析回答：解析：(1)①過程表示水在光下分解，有氧氣產(chǎn)生；X表示C3，②過程表示C3的還原，消耗[H]和ATP；③過程表示有氧呼吸的第一階段；④過程表示有氧呼吸的第二階段；⑤過程表示CO2的固定，所以只有①過程產(chǎn)生氧氣，其他過程均不產(chǎn)生氧氣，也不消耗氧氣。(2)當(dāng)植物由陽(yáng)光下迅速移入暗室時(shí)，光反應(yīng)減弱，[H]和ATP減少，C3的含量由于還原受阻，而CO2的固定正常進(jìn)行而升高，可用乙圖中的A曲線表示。(3)農(nóng)作物的產(chǎn)量主要取決于有機(jī)物的積累量，所以為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，主要從提高光合作用強(qiáng)度和降低呼吸作用強(qiáng)度兩方面考慮。(1)甲圖①～⑤的過程中，既沒有消耗氧氣，也沒有產(chǎn)生氧氣的過程是________(寫標(biāo)號(hào))，能使ADP含量增多的過程主要是________(寫標(biāo)號(hào))。(2)將一盆在陽(yáng)光下正常生長(zhǎng)的植物迅速移入暗室，X物質(zhì)含量發(fā)生的變化，可用乙圖中的____________曲線表示，與此同時(shí)在①～⑤的過程中，會(huì)明顯減弱的過程有________________(寫標(biāo)號(hào))。(3)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，我們可以采用________________(至少答出兩點(diǎn))等方法。在探究環(huán)境因素對(duì)大棚農(nóng)作物產(chǎn)量高低的影響時(shí)，有的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該提高環(huán)境溫度，有的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該降低環(huán)境溫度，你認(rèn)為正確的做法是________________________。答案：(1)②③④⑤②(2)A①②(3)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、適當(dāng)提高溫度(增大晝夜溫差)、適當(dāng)增加環(huán)境中的二氧化碳濃度等(合理即可)適當(dāng)增大晝夜溫差可以提高大棚農(nóng)作物的產(chǎn)量13．(20分)(北京高考)為研究棉花去棉鈴(果實(shí))后對(duì)葉片光合作用的影響，研究者選取至少具有10個(gè)棉鈴的植株，去除不同比例棉鈴，3天后測(cè)定葉片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉的含量。結(jié)果如圖：解析：(1)光反應(yīng)為暗(碳)反應(yīng)提供了[H]和ATP，暗(碳)反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。(2)根據(jù)圖1可以看出葉片光合速率隨去除棉鈴的百分率的提高而下降。圖1中去除棉鈴的百分率為“0”是空白對(duì)照組，植株的CO2固定速率相對(duì)值是28。(3)由圖2可知，去除棉鈴后，植株葉片中的蔗糖和淀粉的含量提高，說(shuō)明光合產(chǎn)物的輸出量下降，導(dǎo)致光合產(chǎn)物在葉片中積累。(4)根據(jù)題圖可以看出隨著去除棉鈴的百分率的提高，葉片光合速率下降，而光合產(chǎn)物在葉片中積累，說(shuō)明葉片中光合產(chǎn)物的積累會(huì)抑制光合作用。(5)與只去除棉鈴植株的葉片相比，如果檢測(cè)到未遮光的葉片中光合產(chǎn)物下降且光合速率上升，則說(shuō)明葉片光合產(chǎn)物的積累會(huì)抑制光合作用。(1)光合作用暗(碳)反應(yīng)利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和________，在________中將CO2轉(zhuǎn)化為三碳化合物，進(jìn)而形成淀粉和蔗糖。(2)由圖1可知，隨著去除棉鈴的百分率的提高，葉片光合速率________。本實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組(空白對(duì)照組)植株的CO2固定速率相對(duì)值是________。(3)由圖2可知，去除棉鈴后，植株葉片中________增加。已知葉片光合產(chǎn)物會(huì)運(yùn)到棉鈴等器官并被利用，因此去除棉鈴后，葉片光合產(chǎn)物利用量減少，________降低，進(jìn)而在葉片中積累。(4)綜合上述結(jié)果可推測(cè)，葉片中光合產(chǎn)物的積累會(huì)________光合作用。(5)一種驗(yàn)證上述推測(cè)的方法為：去除植株上的棉鈴并對(duì)部分葉片遮光處理，使遮光葉片成為需要光合產(chǎn)物輸入的器官，檢測(cè)____________葉片的光合產(chǎn)物含量和光合速率。與只去除棉鈴植株的葉片相比，若檢測(cè)結(jié)果是_____________________________________，則支持上述推測(cè)。答案：(1)[H]葉綠體基質(zhì)(2)逐漸下降28

(3)淀粉和蔗糖的含量輸出量(4)抑制5)未遮光光合產(chǎn)物含量下降，光合速率上升[知識(shí)歸納整合]1．實(shí)驗(yàn)中變量和對(duì)照的設(shè)計(jì)

2.在解答實(shí)驗(yàn)題時(shí)的錯(cuò)誤表現(xiàn)及預(yù)防措施(1)錯(cuò)誤表現(xiàn)①變量分析不到位，不能準(zhǔn)確地區(qū)分自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量。②實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)不科學(xué)。③對(duì)因變量的檢測(cè)方法不正確。④對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的分析不到位。(2)預(yù)防措施①理解實(shí)驗(yàn)原理，找出單一變量，做到各組之間除單一變量外，無(wú)關(guān)變量相同且適宜。②明確材料用途，合理選擇與使用材料，進(jìn)行合理分組，恰當(dāng)設(shè)置對(duì)照。③合理預(yù)測(cè)因變量，并用恰當(dāng)?shù)姆椒▽⒁蜃兞哭D(zhuǎn)變?yōu)榭梢灾苯佑^察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。[典例剖析]

(江蘇高考)為探究低濃度NaHSO3溶液對(duì)水稻,光合速率的影響，某研究小組做了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)報(bào)告①材料用具：乳熟期的溫室盆栽水稻、1mmol/LNaHSO3溶液、蒸餾水、噴壺、光合分析測(cè)定儀等。②實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：選取若干________的水稻植株隨機(jī)平均分成甲、乙兩組，甲組為對(duì)照組，乙組為實(shí)驗(yàn)組。第二步：每天傍晚分別將等量的________、________噴灑在甲、乙兩組的水稻葉片上，次日上午測(cè)定光合速率。?、劢Y(jié)果與分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1，經(jīng)分析可以得出的結(jié)論是_______________________。(2)研究發(fā)現(xiàn)NaHSO3增加了葉片內(nèi)葉綠體形成ATP的能力，推測(cè)其作用部位是葉綠體的________，進(jìn)而加快對(duì)圖2中________(填字母A～D)物質(zhì)的利用。(3)研究小組利用上述條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明了0.2μmol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1mol/LNaHSO3效應(yīng)相同，兩者共同處理既不存在累加效應(yīng)，也無(wú)抑制效應(yīng)。請(qǐng)用柱形圖繪制出實(shí)驗(yàn)結(jié)果(實(shí)驗(yàn)光照強(qiáng)度為1000μmol?m－2?s－1)。ⅲⅳ【研析】

本題考查光合作用的過程，影響光合作用的因素，光合作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和獲取信息分析問題的能力。具體解題過程如下：信息解讀?。河深}干和設(shè)問(1)②可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄康蜐舛萅aHSO3溶液對(duì)水稻光合速率的影響，自變量是水稻是否噴灑NaHSO3溶液，因變量是水稻光合速率。甲為對(duì)照組，乙為實(shí)驗(yàn)組。信息解讀ⅱ：圖1顯示在不同光照強(qiáng)度下，噴灑低濃度NaHSO3溶液的水稻比對(duì)照組的水稻光合速率大。信息解讀ⅲ：由“NaHSO3增加了葉片內(nèi)葉綠體形成ATP的能力”可知，噴灑NaHSO3溶液后，ATP的合成量會(huì)增加。由圖2表示暗反應(yīng)過程可知，A、B、C、D分別表示CO2、C3、(CH2O)、C5。信息解讀ⅳ：由設(shè)問(3)題干信息可知，實(shí)驗(yàn)至少有四組：噴灑蒸餾水組(對(duì)照組)，噴灑NaHSO3組，噴灑硫酸甲酯吩嗪組，兩者都噴灑組。[審]——關(guān)鍵信息[破]——聯(lián)系基礎(chǔ)設(shè)問(1)可聯(lián)系：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t和實(shí)驗(yàn)變量的控制。據(jù)信息ⅰ可知，實(shí)驗(yàn)的自變量為水稻是否噴灑NaHSO3溶液；實(shí)驗(yàn)組應(yīng)噴灑1mmol/LNaHSO3溶液，對(duì)照組應(yīng)噴灑蒸餾水；為平衡無(wú)關(guān)變量，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的水稻長(zhǎng)勢(shì)、株型、葉片等情況應(yīng)完全相同。設(shè)問(2)可聯(lián)系：光合作用過程。ATP的合成在類囊體薄膜上進(jìn)行，ATP合成增多，暗反應(yīng)中CO2的固定和C3的還原過程會(huì)加快。設(shè)問(3)：在圖1中讀出光照強(qiáng)度為1000μmol?m－2?s－1時(shí)，對(duì)照組和噴灑NaHSO3溶液的實(shí)驗(yàn)組的光合速率，再根據(jù)信息ⅳ，繪制四組實(shí)驗(yàn)柱形圖。[答]——解題規(guī)范設(shè)問(1)②：第一步答“生長(zhǎng)情況相同”也得分；第二步不按對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組的順序回答不得分。設(shè)問(2)：第二個(gè)空答“低濃度NaHSO3溶液可提高水稻光合速率”也得分。[答案](1)②株型、長(zhǎng)勢(shì)、葉片均一蒸餾水1mmol/L的NaHSO3溶液③不同光照強(qiáng)度下低濃度NaHSO3溶液均可提高水稻光合速率(2)類囊體A、B、D(3)如圖1．通過觀察葉片在相應(yīng)液體中的上升、下沉，可以驗(yàn)證光合作用和細(xì)胞呼吸過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗。下列相關(guān)描述中，錯(cuò)誤的是()A．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該用真空泵抽出液體和葉片中的氣體，以減少無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響B(tài)．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該進(jìn)行光暗條件的變換，以改變?nèi)~片的代謝過程C．抽氣后，放在盛有NaHCO3稀溶液試管中的葉片，在適宜光照下會(huì)因?yàn)檫M(jìn)行光合作用產(chǎn)生氣體，而從試管底部緩緩上升D．抽氣后，放在盛有蒸餾水試管中的葉片，在黑暗中會(huì)因?yàn)檫M(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生氣體，而從試管底部緩緩上升解析：選D只有除去原有氣體的影響，才能使因光合作用和細(xì)胞呼吸導(dǎo)致的氣體變化得以體現(xiàn)。光合作用需要光，細(xì)胞呼吸不需要光，光照下光合作用和細(xì)胞呼吸同時(shí)存在，而黑暗中只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，提供光暗變換的條件才能使兩者都得以體現(xiàn)。適宜光照下，NaHCO3稀溶液中的葉片進(jìn)行光合作用，釋放出的O2量多于細(xì)胞呼吸消耗的O2量，葉肉中的O2量增加，葉片上浮。蒸餾水中缺乏O2，所以葉片不能進(jìn)行有氧呼吸。[強(qiáng)化針對(duì)訓(xùn)練]2．如圖甲是某同學(xué)“探究影響植物光合速率的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。試回答：(1)圖甲裝置中隔在燈與反應(yīng)瓶之間的盛水玻璃柱的具體作用是_______________，此種處理是在調(diào)整實(shí)驗(yàn)的________變量。(2)若實(shí)驗(yàn)中每隔5min縮短一次反應(yīng)瓶與盛水玻璃柱之間的距離，隨著兩者間距離的減小，水銀柱的高度______，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是________________________________。(3)某同學(xué)利用兩套圖甲所示裝置中的部分器材進(jìn)行了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)(兩裝置內(nèi)的小麥種子質(zhì)量相等；開始時(shí)兩個(gè)水銀流體壓力計(jì)的水銀柱a、b高度一致)。將裝置放在適宜的條件下使種子萌發(fā)，一段時(shí)間后，會(huì)發(fā)現(xiàn)a與b的高度關(guān)系是________。解析：(1)影響光合作用的主要因素有光照強(qiáng)度、溫度和CO2濃度等，根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的分析可以推測(cè)，盛水玻璃柱的具體作用是避免光照引起溫度的改變而違背單一變量原則；若溫度不是人為控制的自變量，又與光合作用有關(guān)，則溫度就是實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量。(2)反應(yīng)瓶中有NaHCO3溶液，可以為植物提供光合作用所需要的CO2，釋放的O2造成了反應(yīng)瓶中氣體體積的增加，最終使水銀柱的高度下降；光合作用的強(qiáng)度越大，水銀柱的高度下降的速度越快。(3)圖乙中左邊裝置測(cè)量的是呼吸作用消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量的差值，右邊裝置測(cè)量的是呼吸作用消耗的O2量，故一段時(shí)間后兩個(gè)水銀柱高度的關(guān)系是a<b。答案：(1)吸收燈光的熱量，避免光照對(duì)試管內(nèi)的水溫造成影