高一生物寒假講義練習 第05講 光合作用及光合呼吸的聯(lián)系（教師卷）

第05講光合作用及光合呼吸的聯(lián)系

一、光合作用

(-)綠葉中色素的提取和分離

【基礎鞏固】

1、實驗原理：

(1)提?。壕G葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醉中

(2)分離：不同色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散的快,反之

則慢。分離方法：紙層析法。

2、實驗步驟

,剪流紙條:格卜煤的定性漁紙到成略小于試管K與立樓的港紙條.

一:井在T的去一

''I7篁,線：住距去用端ICE處用鉛里妣?條墻的橫紋

取漉液JI”網(wǎng)苧?,吸取少M彼流

:"書!觸法濃卿露沿鉛能線均勻地㈣出一條耀線

細屐

V

變復燃線：待濾液F后.當畫次

分)綠葉中的色*:將適后乂析液倒入試管中.將漆紙條仃幽怨的-

法朝卜輕輕蛹人必析液中,隨行用生生基常試管門.

注意不能讓處液姍線電及以析液

SiOz作用：破壞細胞結構，使葉片研磨更充分;CaC03作用：防止研磨中色素被破壞。

3、分離結果

―—胡蘿卜素-橙黃色

-類胡蘿卜素

,…葉黃素--黃色(吸收藍紫光)

一出綠素a--藍綠色

一葉綠素

一葉綠素黃綠色_

b—(吸收11>6?1^紫光)

濾紙條上觀察到4條色素帶,自上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、

葉綠素a和葉綠素b。可知胡蘿卜素的溶解度最高,葉綠素b的

溶解度最低；葉綠素a的含量最多。

4、注意事項

實驗步驟注意事項作用

研磨要迅速、充分提取較多色素、防止溶劑揮發(fā)

提取色素盛濾液的試管口加棉塞防止溶劑揮發(fā)

濾紙條的一端剪去兩角防止層析液在濾紙條的邊緣擴散過快

分離色素漉液細線重復畫一兩次，且要求細直齊使分離的色素帶清晰

濾液細線不能觸及層析液防止色素溶解到層析液中

5、提取和分離現(xiàn)象異常原因分析

（1）收集到的濾液綠色過淺

原因：①未加SiO」,研磨不充分；

②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）含量一較低；

③一次加入大量的無水乙醉，提取濃度太低；

④未加CaCO；或加入過少,色素分子被破壞。

（2）濾紙條看不見色素帶

原因：①忘記畫濾液細線；

②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。

（3）濾紙條色素帶重疊

原因：①濾液細線畫的不直。

6、捕獲光能的色素

一麋卜素-橙黃色吸收光能的百分切

-類胡蘿卜素

--葉黃素黃色（吸收藍紫光）?類胡蘿卜素.

葉綠素bj

-綠素a--藍綠色咿素啜

-葉綠素

…葉綠素b—黃綠色一（吸收紅光和藍紫光）0

400450500550600650700

波長/nm

（1）綠葉中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類,其中葉綠素含量最多（約占3/4）。

葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b,類胡蘿卜素分為胡蘿卜素和葉黃素。

（2）葉綠素主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。葉綠素對綠光吸

收量最少，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。色素只能吸收可見光進行光合作用。

【考點剖析】

1.為研究光照強度對移栽幼苗光合色素的影響，某同學用乙醇提取葉綠體色素，用石油醛進行紙層析，下

圖為濾紙層析的結果（回、回、回、團為色素條帶）。下列敘述不正確的是（）

A.將5克新鮮菠菜葉剪碎后，放入研缽中，加入碳酸鈣、二氧化硅和無水乙醇后加以研磨，強光照導致了

該植物葉綠素含量降低

B.類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照

C.色素回、回吸收光譜的吸收峰值的波長不同，濾紙上相鄰色素帶間距離最小的是葉綠素a與葉綠素b

D.畫濾液線時，濾液在點樣線上只能畫一次，把畫好濾液細線的濾紙條插入層析液中，濾液細線不能浸沒

在層析液中

【答案】D

【分析】分析題圖：濾紙條從上到下依次是：團胡蘿卜素、回葉黃素、團葉綠素a（最寬）、回葉綠素b（第2

寬），色素帶的寬窄與色素含量相關。

【詳解】AB、據(jù)圖可知，強光照和正常光照相比，明顯葉綠素含量降低，類胡蘿卜素含量增加，可見類胡

蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照，A、B正確；

C、色素團是葉綠素a、回是葉綠素b,葉綠素a和葉綠素b吸收光譜的吸收峰波長不同，濾紙上相鄰色素帶

間距離最小的是葉綠素a與葉綠素b,C正確；

D、分離色素時畫濾液細線時，重復畫線操作應在前一次畫線晾干后再進行重復操作，濾液細線不能觸及層

析液，以避免色素溶解，D錯誤。

故選D。

2.（多選題）下圖表示某生物興趣小組利用韭菜宿根進行的實驗流程，相關敘述正確的是（）

A.提取葉綠體中色素的原理是不同色素在層析液中溶解度不同

B.兩組實驗的結果①中共有色素帶的顏色是黃色和橙黃色

C.兩組實驗的結果②中吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在紅光區(qū)域

D.在做提取韭黃色素的實驗時，不加碳酸鈣對濾液顏色的影響很大

【答案】BC

【分析】綠葉中色素的提取和分離實驗的原理：色素能溶于有機溶劑，所以可用無水乙醇來提取色素；四

種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越大，隨著層析液擴散的速度越快，否則越慢，所以能用層析液

將四種色素分離。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。

【詳解】A、四種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越大，隨著層析液擴散的速度越快，否則越慢，所

以能用層析液將四種色素分離，而提取色素是利用無水乙醇可以溶解色素，A錯誤；

B、韭黃中基本沒有葉綠素，"結果①"中共有的色素帶是胡蘿卜素和葉黃素，它們的顏色分別是橙黃色和黃

色，B正確；

C、葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，所以將等量剛制備的韭菜和韭黃色素濾液

放在陽光與三棱鏡之間，"結果②〃吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在紅光區(qū)域，C正確：

D、碳酸鈣可以保護葉綠素，而韭黃幾乎不含葉綠素，因此在做提取韭黃色素的實驗時，不加碳酸鈣對濾液

顏色的影響不大，D錯誤。

故選BC。

3.下面是甲、乙、丙三位同學進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗的過程，請分析回答下列問題：

⑴甲同學選用新鮮菠菜的綠色葉片進行實驗，在濾紙上出現(xiàn)了四條清晰的色素帶，甲同學分離色素的方法

是濾紙條上色素帶位置的不同主要取決于

⑵乙同學將5g新鮮完整的菠菜葉放在研缽中，加入二氧化硅后，迅速研磨成糊狀，發(fā)現(xiàn)糊狀的研磨液呈現(xiàn)

淺綠色，其原因是—（寫出2點）。在提取濾液中的色素時，將收集到濾液倒入試管后，為了防止濾液中

揮發(fā)性物質的大量揮發(fā)，應該采取的措施有

⑶丙同學想探究蔬菜的不同葉片在葉綠素含量上的區(qū)別，分別選擇了新鮮菠菜的“綠葉""嫩黃葉"做"綠葉中

色素的提取和分離"實驗，色素層析結果如下圖所示，請根據(jù)實驗結果推測:"綠葉"組的濾紙條是—（填字

母），判斷依據(jù)是o

【答案】（1）紙層析法色素在層析液中溶解度的大小

（2）菠菜葉片研磨前沒有剪碎；沒有在研缽中加入碳酸鈣和無水乙醇，葉綠素分子受到破壞，色素沒有溶

解在乙醇中被提取出來及時用棉塞將試管口塞嚴

（3）AA中的葉綠素a帶和葉綠素b帶較寬

【分析】綠葉中色素的提取和分離實驗，提取色素時需要加入無水乙醉（溶解色素）、石英砂（使研磨更充

分）和碳酸鈣（防止色素被破壞）：分離色素時采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著

層析液擴散的速度不同，最后的結果是觀察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃

色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。

【詳解】（1）甲同學分離色素用的是紙層析法；色素在層析液中的溶解度不同，其隨著層析液向上擴散的

速度不同，就位于色素帶的不同位置，因此濾紙條上色素帶位置的不同主要取決于色素在層析液中溶解度

的大小。

（2）在色素的提取過程中，二氧化硅能使研磨更加充分，碳酸鈣則可防止色素在研磨過程中被破壞，無水

乙醇可以把色素溶解并提取出來。乙同學加入了二氧化硅但是研磨液呈現(xiàn)淺綠色的糊狀原因很可能是菠菜

葉片研磨前沒有剪碎：沒有加入碳酸鈣和無水乙醇，葉綠素分子受到破壞，色素沒有溶解在乙醇中被提取

出來。由于有機溶劑容易揮發(fā)，所以迅速研磨、及時用棉塞將試管口塞嚴或用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯。

（3）A濾紙條中的最下方兩條色素帶藍綠色的葉綠素a帶和黃綠色的葉綠素b帶較寬，說明葉綠素含量高

的是A"綠葉"組，藍綠色的葉綠素a帶和黃綠色的葉綠素b帶較窄的，說明葉綠素含量低是B嫩黃葉組。

（-）光合作用

【基礎鞏固】

1、概念：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能將二氧化碳和水轉化成儲存

著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。

2、實質：合成有機物，儲存能量

3、反應式：CO^H；O-^-*（（ILO）（）.

4、探究歷程

（1）恩格爾曼實驗證明：是葉綠體釋放出來的,是綠色植物進行光合作用的場所。

實驗設計的妙處:

①實驗材料選得妙：實驗材料選擇水綿和需氧細菌。水綿的葉綠體呈螺旋帶狀，便于觀察;

用需氧細菌可確定釋放氧氣多的部位。

②排除干擾的方法妙：沒有空氣的黑暗環(huán)境，排除了氧氣和光的干擾。

③實驗對照設計得妙：用極細的光束點狀投射，葉綠體上可分為有光照和無光

照的部位，相當于一組對照實驗。

（3）魯賓和卡門實驗證明：光合作用釋放的全部來自水，實驗方式

是同位素標記法。

思格爾曼的實物示意圖

第一組：C'802和H20

,8

第二組：C02和Hzo

兩組產(chǎn)生O2的分子質量之比：

02："02=8:9

結論：光合作用的氧氣全部來自水。

(3)卡爾文用14c標記的14co2供小球藻(一種綠藻，真核生物)進行光合作用，然后追蹤檢測其放射

性。實驗探明了C02中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑(即卡爾文循環(huán))。

5、過程

光反應暗反應

條件光照、色素和酶酶(不需要光)

場所類囊體薄膜葉綠體基質

①水光解為02和中①C02的固定

物質變化②ATP的合成②C3的還原

③NADPH的合成③ATP和NADPH的分解

能量變化光能fATP和NADPH中的化學能ATP和NADPH中的化學能一(CH2O)中穩(wěn)定的化學能

聯(lián)系光反應和暗反應緊密聯(lián)系：光反應為暗反應提供ATP和\ADPH,暗反應為光反應提供ADP和Pi、NADP+。

(1)[H]和ATP的移動方向類囊體薄膜一葉綠體基質

(2)光合作用的光反應合成ATP,暗反應消耗ATP,且光反應產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應。

暗反應生成的(OW)中的能量直接來源于ATP和NADPH。

6、條件變化對物質含量的影響

NADPIIC5C3ATP

光照減弱，C02供應不變增加減少減少減少

光照增強，CO,供應不變減少增加增加增加

0)2供應減少，光照不變減少增加增加減少

C0,供應增加，光照不變增加減少減少增加

【考點剖析】

1、圖為某植物光合作用過程示意圖。請回答:

⑥

①

⑴該反應生成的(CH2O)中的能量直接來源于—。C02經(jīng)過C5固定并被還原形成三碳糖后，其中一部分

三碳糖再生成C5的反應稱為—循環(huán)。

(2)若突然停止光照，則短時間內④的含量將—(填增加、減少或不變)。利用紙層析法提取分離葉綠體

中光合色素時:距離劃線最近的色素帶名稱是—；若缺少該色素，則植株對—(顏色)光的吸收能力

會減弱。

⑶研究發(fā)現(xiàn)，植物的Rubisco酶具有"兩面性"，C02濃度較高時，該酶催化C5與C02反應，完成光合作用；

。2濃度較高時，該酶催化C5與。2反應，產(chǎn)物經(jīng)一系列變化后到線粒體中會產(chǎn)生C02,這種現(xiàn)象稱為光呼吸。

Rubisco酶的存在場所為,Rubisc。酶既可催化Cs與CC>2反應，也可催化Cs與。2反應，這與酶的專一性

相矛盾，其"兩面性”可能因為在不同環(huán)境中酶—發(fā)生變化導致其功能變化。在植物長期處于高濃度"C02

環(huán)境中時，Rubisco酶所催化反應的產(chǎn)物是o

【答案】⑴ATP和NADPH卡爾文

(2)減少葉綠素b紅光和藍紫光

(3)葉綠體基質空間結構14c3

【分析】光合作用包括光反應利暗反應階段：

1、光反應階段是在類囊體的薄膜上進行的。葉綠體中光合色素吸收的光能將水分解為氧和田，氧直接以氧

分子的形式釋放出去，H+與氧化型輔酶團(NADP+)結合，形成還原型輔酶團(NADPH)?還原型輔酶日作為活

潑的還原劑，參與暗反應階段的化學反應，同時也儲存部分能量供暗反應階段利用；在有關酶的催化作用

下，提供能量促使ADP與Pi反應形成ATP。

2、暗反應在葉綠體基質中進行，在特定酶的作用下，二氧化碳與五碳化合物結合，形成兩個三碳化合物。

在有關酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。?些接受能量

并被還原的三碳化合物，在酶的作用下經(jīng)過一系列的反應轉化為糖類；另一些接受能量并被還原的三碳化

合物，經(jīng)過一系列變化，又形成五碳化合物。

①表示氧氣；②表示［H］；③表示ATP；④表示C3;⑤表示Cs

【詳解】(1)光反應產(chǎn)生的NADPH和ATP是暗反應中將C6還原為(CH2。)的直接能源來源，CCh經(jīng)過Cs

固定并被還原形成三碳糖后，其中一部分三碳糖再生成C5的反應稱為卡爾文循環(huán)。

（2）④表示C3，若突然停止光照，NADPH和ATP減少，被還原的C3減少，而CO?被Cs固定形成C3的過

程不變，故在短時間內C3的含量將增加。色素分離原理：葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解

度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴散得慢.根據(jù)這個原理就可以將葉綠

體中不同的色素分離開來，四條色素帶從上到下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。距離劃線

最近的色素帶名稱是葉綠素b,葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。

（3）題意顯示Rubisc。酶能催化C5與C02反應，該反應進行的場所是葉綠體基質，故該酶存在場所應為葉

綠體基質，Rubisco酶既可催化Q與C02反應，也可催化Cs與。2反應，根據(jù)結構與功能相適應的原理可知，

其"兩面性"的原因可能是在不同環(huán)境中酶空間結構發(fā)生變化導致的。根據(jù)C02濃度較高時，Rubisco酶催化

C5與C02反應生成C3，故在植物長期處于高濃度14co2環(huán)境中時，Rubisco酶所催化反應的產(chǎn)物是14c3。/、

2、通過光合作用合成淀粉大約需要50多個步驟。人工合成淀粉的過程大致是先進行化學反應一一利用高密

度電/氫能（由低密度太陽能轉化而來）將二氧化碳還原為一碳化合物，再進行生物反應一一將一碳化合物

聚合為三碳化合物、六碳化合物（即葡萄糖）直至長鏈淀粉分子。如圖表示甲、乙兩種植物在光合作用的

最適溫度下，不同光照強度時的凈光合速率曲線。

t凈光合速率（mgCO2。1OOcm^.h'1）

乙植物

.h/.........................

0y/l,46810,

-2匕光照強度

-4l(klx)

回答下列問題。

⑴根據(jù)題干信息可知，高密度電/氫能的來源是o植物細胞內二氧化碳還原的場所是,在此結構

內發(fā)生的反應包括。

⑵有人稱光合作用是地球上最重要的化學反應，其原因是。

⑶由圖可知，在光照較弱時，生長受到顯著影響的是（填"甲植物"或"乙植物"），原因是。若提

高環(huán)境溫度，甲、乙兩種植物的光合速率（填嚇降""上升""不變"或"不確定"）。

【答案】（1）太陽能葉綠體基質二氧化碳的固定和三碳化合物的還原

（2）光合作用是唯?能夠捕獲和轉化光能的生物學途徑

（3）甲植物在光照強度低于6klx時，甲植物的凈光合速率低于乙植物的凈光合速率下降

【分析】據(jù)圖分析，本實驗的自變量是光照強度和植物類型，因變量是凈光合速率，據(jù)此分析作答。

【詳解】（1）由題干信息可知，高密度電/氫能的來源是太陽能（由低密度太陽能轉化而來）；植物細胞內二

氧化碳還原的場所是葉綠體基質；在葉綠體基質內發(fā)生的反應包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原。

（2）光合作用是唯一能夠捕獲和轉化光能的生物學途徑，故有人稱光合作用是地球上最重要的化學反應。

（3）在光照強度低于6klx時，甲植物的凈光合速率低于乙植物的凈光合速率，因此在光照強度較弱時，甲

植物的生長受到顯著影響；題圖表示甲、乙兩種植物在光合作用的最適溫度下，不同光照強度時的凈光合

速率曲線，因此若提高環(huán)境溫度，甲、乙兩種植物的光合速率均下降。

（三）光合作用的影響因素

【基礎鞏固】

影響光合作用強度的內因：光合色素的含量、酶是數(shù)量和活性

影響光合作用強度的外因：光照強度、C02濃度、溫度、水、礦質元素

1、光合速率與光照強度的關系

（1）原理：影響光反應階段,制約［H］和ATP的產(chǎn)生,進而制約暗反應階段。

光合速率大于呼吸速率

在一定范圍內，光合速率隨光照強度的升高而加快，超過這一范圍后，光合速率達最大值并保持不變。

①A點：黑喑環(huán)境,植物只進行呼吸作用消耗有機物。此時，細胞從外界吸收0一并放出C（L。

A點后有光照，植物光合作用和呼吸作用都進行，葉肉細胞中合成ATP的場所有細胞質基質、線粒體、

葉綠體。

②AB段：弱光，隨著光照強度增大，光合作用也逐漸增大，C0?釋放量逐漸減少，植物呼吸速率大于光

合速率，即植物呼吸作用有機物消化量光合作用有機物制造量，植物體不能積累有機物。

③B點：對應光照強度稱為光補償點，植物光合速率等于呼吸速率,即植物光合作用有機物制

造量一等于呼吸作用有機物消化量,此時，細胞呼吸產(chǎn)生的CO2全部用于光合作用,光合作用產(chǎn)生

的全部用于呼吸作用,植物不與外界進行氣體交換。

@B點后：強光，光合速率大于呼吸速率,即植物光合作用有機物制造量拉呼吸作用有機物

消化量，植物體能積累有機物。

⑤E點：稱為光飽和點，含義是光合速率達最大值時的最小光照強度。

⑥限制光合速率的環(huán)境因素（外因）：AB段：光照強度；C點后：主要是C合濃度、溫度。

⑦陰生植物的光補償點和光飽和點都比陽生植物的低。

（4）總光合速率、凈光合速率、呼吸速率

①凈光合速率：用光照下,單位時間內CO,吸收量、0廨放量或有機物積累量表示。

②呼吸速率：用黑暗環(huán)境中,單位時間內CO?釋放量、。2吸收量或有機物消耗量表

zj\O

③總光合速率：用單位時間內CO口利用量、02產(chǎn)生量或有機物生成量表示。

三者關系：總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

圖中：A表示凈光合速率,B表示呼吸速率，C表示總光合速率。

(5)應用：合理密植、間作套種、

2、0)2濃度與光照強度的關系

(1)原理：通過影響暗反應影響光合作用,一定范圍內，C02濃度越高，光合作用速率越高。

(2)曲線分析

COW,A點：對應的CO.,濃度為能迸行比合作用

M

SB點：CO#K點

W光合作用速率二等吸作用速率

Dco??

co,.;C點：利皿的Da為COJ8和點

盤C點之后光合速率的限制因累：

盤外因主要為光JMK度和溫度.

內因為IK^BJk標觸

(3)應用：多施農(nóng)家肥或有機肥；溫室栽培植物時還可使用C02發(fā)生器等；大田中還要注意通風透氣。

3,夏季一天中，綠色植物光合作用強度變化：

a點：凌晨2?4時，溫度降低，蜉吸作用減弱，CO：釋放量減少?

b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用.

be段：由J光照較用，光合作用強度小J呼吸作用覆度.

ce段：上47時至下勺6時左右，光合作用裂度大于呼吸作用強度。

d點：溫度對言，失水過多氣孔人皇美即,82吸收少.出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象.

e點：下午6時左右，光合作用強懂等于呼吸作用強度.

ef段：光合作用強度小于呼吸作用強度，r點之后植物停止光合作用.

溫?提示：美于有機物情況：

手那有機構時間段：ce段；

制造有機物時倒段：“段；

消耗有機物時問段：阪段；

一天中有機物枳聚最多的時間點：。啟；

一晝夜有機構的枳米里：6-SM-SN

【考點剖析】

1.米研究小組為了探究鄂西北的夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對甲品種小麥凈光合作用的影響，將生長

狀態(tài)一致的甲品種小麥植株分為五組，第一組在田間生長作為對照組，第二組至第五組在人工氣候室中生

長作為實驗組，并保持其光照和C02濃度等條件與對照組相同。于中午12：30測定各組葉片的凈光合速率，

各組實驗處理及結果如表所示：

第一組第二組第三組第四組第四組

溫度/團

實驗3535353025

處理

相對濕度/%1727525252

實驗凈光合速率11.115.122.123.720.7

備注：在同一溫度下的呼吸速率相等

根據(jù)本實驗結果，（）A.中午時，相對濕度對甲品種小麥凈光合速率影響大于氣溫的影響

B.與第二組相比，第三組小麥的氣孔的開放程度大，吸收C02速率快

C.與第三組相比，第四組小麥真光合作用酶的活性較高

D.適當提高第五組氣候室的環(huán)境溫度能提高小麥的凈光合速率

【答案】C

【分析】據(jù)表分析：對照組、實驗組一、實驗組二的自變量是相對濕度，根據(jù)實驗結果可知，相對濕度越

大，小麥光合速率越大；實驗組：、實驗組三、實驗組四的自變量是溫度，適當提高溫度可增加酶的活性，

提高光合速率。

【詳解】A、根據(jù)本實驗結果可知，相同溫度條件下，小麥光合速率隨相對濕度的增加而明顯加快，但相對

濕度相同時，小麥光合速率隨溫度的變化不明顯，由此推知中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是

相對濕度，A正確；

B、比較實驗組二、三可推知，相對濕度增大，光合速率較高與氣孔的開放程度大，吸收CO2快有關，B正

確；

C、比較實驗組三、四可推知，第四組小麥的凈光合速率大于第三組，但第四組30團時的呼吸速率可能小于

第三組35日時，所以不能確定第三組與第四組真光合速率（=凈光合速率+呼吸速率）的大小，C錯誤；

D、比較實驗組三、四、五可推知，小麥光合作用的最適溫度在30回左右，而第五組的25回還遠低于最適溫

度，所以在實驗組中，若適當提高第五組的環(huán)境溫度能提高小麥凈光合速率，D正確。

故選C,

2.下圖是夏季連續(xù)兩天內，某植物整體光合速率的日變化曲線圖，SrSs表示曲線與橫軸圍成的面積，由圖

不能得出的結論是（）

B.MN段CO2釋放量波動明顯，主要原因是夜間溫度的變化影響了呼吸酶的活性

C.在B、I點時，該植物葉肉細胞光合作用固定的CO2量大于呼吸作用釋放的CO2量

D.若該植物經(jīng)過這兩晝夜仍能生長，則S2+S4<S1+S3+S5

【答案】D

【分析】凈光合作用速率=總光合作用速率-呼吸作用速率。影響光合作用的外界因素有光照強度、溫度、CO2

濃度、礦質元素、水等。

【詳解】A、分析曲線變化趨勢，第2天存在光合午休現(xiàn)象（FGH段），而第1天沒有出現(xiàn)，可知第1天可

能是陰天，第2天是晴天，推測造成S2、S’面積差異的因素最可能是光照強度，A不符合題意；

B、MN段是夜晚，沒有光照，CO2的釋放量來自于細胞呼吸，CO2釋放量波動明顯，主要原因是夜間溫度的

變化影響了呼吸酶的活性，B不符合題意；

C、在B、I點時，植物的COz的吸收量（釋放量）是0,即植物的光合作用強度等于呼吸作用強度，植物通

常葉肉細胞進行光合作用，但所有細胞都進行細胞呼吸，該植物葉肉細胞光合作用固定的CO?量大于呼吸

作用釋放的C02量，C不符合題意：

D、若該植物經(jīng)過這兩晝夜仍能生長，則光合作用合成的有機物大于呼吸作用分解的有機物，則S2+S4>Sl+S3+Ss，

D符合題意。

故選D。

3、某小組利用草莓對影響光合作用的因素及果實發(fā)育期光合產(chǎn)物的轉移進行了相關實驗。下圖1表示在最

適溫度及其它條件保持不變的條件下，草莓葉肉細胞C02釋放量隨光照強度變化的曲線；下圖2表示在適

宜條件下，向密閉溫室中充入一定量14co2后，草莓葉片、莖、果實的放射性含量隨時間變化的曲線?；卮?/p>

下列問題：

圖I圖2

⑴圖1中A點表示的含義是葉肉細胞的，此時植物細胞產(chǎn)生ATP的場所是e

⑵如果圖1中D點突然變?yōu)镃點時，短時間內五碳化合物的含量將（填"增加"或"減少"）。

光照強度過高時草莓的光合速率反而降低，其原因是。

⑶由圖2可知，有機物在草莓各器官間的轉移路徑為。（用文字和箭頭表示）

⑷用該植物為材料，進行"探究環(huán)境因素對光合作用的影響”實驗，在測量凈光合作用速率時可以用單位時

間單位葉面積的。2釋放量表示，另外還可以用表示（答出兩點）。

【答案】（1）呼吸速率細胞質基質、線粒體

（2）減少光照強度過高，導致草荏葉片氣孔關閉，C02含量降低，暗反應速率下降，進而導致光合速率

下降

⑶葉片今莖好果實

⑷單位時間單位葉面積的C02吸收量、單位時間單位葉面積的有機物積累量

【分析】1、圖1是葉肉細胞C02釋放量隨光照強度變化的曲線：自變量是不同光照強度，因變量是C02的

釋放量和C02的吸收量。A點只有細胞呼吸，B點光合速率=呼吸速率，B點之后光合速率大于呼吸速率，D

點為光飽和點。

2、光照和C02濃度變化對細胞中C3、C5含量的影響：細胞中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82的固定實現(xiàn)，C3的消耗通過C3的還原實現(xiàn)。由82+C5玲2c3知，C3,C5含量的變化相

反。

【詳解】（1）圖1中A點光照強度為0,CO2的釋放量為最大值，此時葉肉細胞只進行細胞呼吸。細胞呼吸

的過程發(fā)生在細胞質基質和線粒體中，CO2的釋放量可以反映呼吸速率，此時植物細胞產(chǎn)生ATP的場所是細

胞質基質、線粒體。

（2）當D點突然變?yōu)镃點時，光照強度減弱，在短時間內C3的還原變慢，而CO?的固定幾乎不變，故短時

間內五碳化合物的含量將出現(xiàn)減少。光照強度過高，會導致草莓葉片氣孔關閉，C5含量降低，暗反應速率

下降，進而導致總光合速率下降。

（3）由圖2放射性出現(xiàn)的先后順序可知，有機物在草莓各器官間的轉移路徑為葉片玲莖玲果實。

（4）測定綠色植物凈光合作用速率時，將綠色植物置于光下，測定單位時間、單位葉面積的。2釋放量、

CO2吸收量或有機物積累量來表示。因此，除了用單位時間單位葉面積的02釋放量表示凈光合作用速率外，

也可以用單位時間單位葉面積的CO2吸收量、單位時間單位葉面積的有機物積累量表示。

（四）化能合成作用

【基礎鞏固】

1、概念：利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放出的能量（化學能）來制造有機物。

2、實例：生活在土壤中的硝化細菌，能將土壤中的氨（Nib）氧化成亞硝酸（HN士,進而將亞硝酸（HN0。

氧化成硝酸（HN0J。硝化細菌能夠利用這兩個化學反應中釋放出的化學能，將二氧化碳和水合

成為糖類，維持自身生命活動。

【考點剖析】

1.科學家在我國騰沖熱泉中分離得到硫細菌，這些細菌通過氧化硫化物和還原C5來制造有機物。下列關

于硫細菌的表述，錯誤的是（）

A.硫細菌和硝化細菌的同化作用類型均為自養(yǎng)型

B.硫細菌能利用化學能將COz和水合成糖類

C.硫細菌擬核中含有環(huán)狀DNA

D.硫細菌的生物膜系統(tǒng)實現(xiàn)細胞的區(qū)室化和功能專一化

【答案】D

【分析】1、硫細菌屬于原核生物，其能通過化能合成作用合成有機物，屬于自養(yǎng)型生物。

2、生物膜系統(tǒng)的概念：內質網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等細胞器膜和核膜、細胞膜等結構共

同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。

3、生物膜系統(tǒng)的功能：（1）保證內環(huán)境的相對穩(wěn)定，對物質運輸、能量轉換和信息傳遞等過程起決定作用。

（2）為多種酶提供附著位點，是許多生物化學反應的場所。（3）生物膜將細胞區(qū)室化，保證細胞生命活動

高效、有序地進行。

【詳解】A、硫細菌和硝化細菌都能通過氧化無機物釋放能量來還原C02來制造有機物，同化作用類型均為

自養(yǎng)型，A正確；

B、據(jù)題意可知，硫細菌通過氧化硫化物產(chǎn)生化學能將C02和水合成糖類，B正確；

C、硫細菌是原核生物，原核細胞沒有細胞核，在擬核中含有環(huán)狀DNA,C正確；

D、硫細菌是原核生物，原核細胞只有細胞膜這個生物膜，不具有生物膜系統(tǒng)，D錯誤。

故選D。

2.硝化細菌可以將空氣中的N電氧化成硝酸，并利用上述氧化過程釋放的能量合成有機物，下列說法錯誤

的是（）

A.硝化細菌和藍細菌一樣屬于自養(yǎng)型生物

B.硝化細菌是好氧型細菌，細胞內存在線粒體等能量相關的細胞器

C.硝化細菌可以增加土壤中可利用的氮素營養(yǎng)

D.不同細菌的營養(yǎng)方式不同，體現(xiàn)了細胞的多樣性

【答案】B

【分析】化能合成作用：自然界中少數(shù)種類的細菌，雖然細胞內沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是能

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，這種合成作用，叫做化能合成作用，

這些細菌也屬于自養(yǎng)生物。

【詳解】A、硝化細菌屬于化能合成型細菌，藍細菌含有葉綠素和藻藍素，能進行光合作用，兩者都屬于自

養(yǎng)型生物，A正確；

B、硝化細菌屬于原核生物，不含線粒體，B錯誤；

C、硝化細菌可以利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時釋放的化學能來制造有機物，將NH3轉化為NO?、可

以提高土壤中的氮素營養(yǎng)，有利于植物的生長，C正確；

D、不同細菌的營養(yǎng)方式不同，體現(xiàn)了細胞的多樣性，D正確。

故選Bo

二、光合作用與呼吸作用的聯(lián)系

光能熱能ATP

【基礎鞏固】

配合作用有諷呼吸

1、物質和能量的聯(lián)系

物質聯(lián)系:酒化學幽

熱能

〃機物中八

元］光反應YH"I'暗反應VFP中川于各

建量聯(lián)系:活躍的檢定的化、

能活躍的一項代命

化學能學能、化學儺活動

光合作用有輒呼吸

2、元素轉移路線:

C：C。產(chǎn)反反(CHQ)包逆吸！內酮酸包鯉吸」CO,

o：H,。旭%有氧呼吸川有氧呼吸II

H2OCO>

....c光反應…”“暗反應一”，、、有的呼吸I、H……有氧呼吸”“，、

H:H?O-NADPH?(CHQ)NADH如果給綠色植物澆灌叱。，能在

(CH。中能檢測得到180嗎？

能，H2O^CO2-?C3-?(CH2O)

3、總光合速率、凈光合速率、呼吸速率的測定方法

(1)氣體體積變化法

①裝置中溶液的作用：NaOH溶液可吸收容器中的CO?:NaHCCh溶液可提供CO?，保證了容器

內CO2濃度的恒定。

②測定原理

a在黑暗條件下甲裝置中的植物只進行細胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產(chǎn)生的C02,所以單

位時間內紅色液滴左移的距離表示植物吸收02的速率，可代表呼吸速率。

b在光照條件下乙裝置中的植物進行光合作用和細胞呼吸,由于NaHCCh溶液保證了容器內CO?濃度

的恒定，所以單位時間內紅色液滴右移的距離表示植物的02釋放速率，可代表凈光合速率。

(2)黑白瓶法

①原理：黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；"白瓶”透光，給予光照，測定的是凈光合作用量。

②計算方式：

a有初始值的情況下，黑瓶中。2的減少量(或CO2的增加量)為有氧呼吸量；白瓶中。2的增加量(或CCh的

減少量)為凈光合作用量;二者之和為真正光合作用量。

b沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有量一黑瓶中測得的現(xiàn)有量=真正光合作用量

【考點剖析】

1.（多選題）為研究有機物的積累對蘋果葉片光合作用的影響，研究人員將B組蘋果葉片上下的枝條進行環(huán)

割處理（如圖1）以阻斷有機物的運輸,A組不作處理。然后在白天不同時間測定兩組葉片凈光合速率的變化，

實驗結果如圖2所示。下列說法正確的是（）

A.5時B組蘋果葉片葉肉細胞內產(chǎn)生ATP的場所有線粒體、細胞質基質和葉綠體

B.分析圖2可知，13時B組蘋果葉片內有機物的含量最高

C.7時后B組凈光合速率明顯低于A組，說明葉片中有機物積累會抑制光合作用的進行

D.圖2A、B兩組曲線的兩個峰值中，下午的峰值均比上午低，可能與上午光合作用較強，積累了有機物有

關

【答案】ACD

【分析】1、B組蘋果葉片上下枝條進行環(huán)割處理使有機物不能運輸，A組蘋果不作處理則組中有機物不能

往外輸出。

2、根據(jù)圖2分析，圖中C02吸收量代表凈光合速率，在虛線之上積累有機物，虛線以下消耗有機物。

【詳解】A、5時B組凈光合速率為0,即光合速率與呼吸速率相等，此時B組葉肉細胞內產(chǎn)生ATP的場所

有線粒體、細胞質基質和葉綠體，A正確；

B,11-1304,B組葉片的凈光合速率已小于0,這段時間光合速率小于呼吸速率，有機物被不斷消耗，故

13時B組蘋果葉片內有機物的含量并非最高，B錯誤；

C、根據(jù)題意分析，B組蘋果葉片上下的枝條進行環(huán)割處理，其光合產(chǎn)物不能及時輸出，7時后B組凈光合

速率明顯低于A組，說明葉片中光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用的進行，C正確；

D、若上午光合作用較強，積累了有機物，而有機物的積累會抑制下午光合作用的進行，從而會導致A、B

兩組曲線中，下午的峰值比上午低，D正確。

故選ACD。

2.研究人員對處于生長期的A、B兩種綠色植物進行實驗探究。如圖1表示植物A與植物B的凈光合速率

隨C02濃度變化的實驗結果，圖2是探究光照強度對植物B光合速率的影響，在獲取的植物B的葉圓片中，

選取大小、顏色相同的葉圓片若干，放在含有適宜濃度的NaHC03溶液的燒杯中，檢測葉圓片開始上浮的時

間。請回答下列問題：

刻度尺

圖2

⑴圖1所示實驗的自變量是。

⑵圖1所示實驗，在其他條件適宜情況下，若將植物B培養(yǎng)在缺鎂的環(huán)境中，則a點將向移動。當C02

濃度為b時，植物A葉肉細胞中合成ATP場所為。

⑶如果將植物A、B種植在同一個密封無色并給予適宜光照的玻璃容器中，則（"植物A"或"植物B"）

先停止生長。

⑷將10片葉圓片投放于含有適宜濃度的NaHCS溶液的燒杯中，如圖2所示。如果降低NaHCO,溶液的濃

度，短時間內葉圓片內C3含量會,因為，開始葉圓片沉在燒杯底部，將燒杯置于適宜光照

條件下一段時間，發(fā)現(xiàn)葉圓片上浮，上浮的原因是。

【答案】（l）C02濃度和植物種類

（2）右細胞質基質、線粒體、葉綠體

⑶植物B

（4）減少NaHCCh溶液的濃度降低，導致C02濃度降低，CO2的固定速率下降，生成的C3減少，而短時

間內C3還原速率不變，所以C3含量減少葉圓片細胞光合作用大于呼吸作用，釋放氧氣，細胞間隙氧氣

積累，葉圓片上浮

【分析】1.葉圓片進行光合作用，釋放出的多于呼吸作用消耗的葉圓片細胞間隙中的積累，使葉

圓片上浮。利用注射器抽出細胞間隙的空氣，可加快葉圓片的下沉速度。

2.由題意可知，圖2的實驗目的是探究光照強度與光合速率的關系，實驗的自變量是光照強度，可以通過改

變臺燈和燒杯之間的距離控制自變量，隨著距離增加，光照強度減弱，光合作用強度降低，氣泡產(chǎn)生的速

率下降。

【詳解】（1）圖1表示植物A與植物B的凈光合速率隨CO2濃度變化的實驗，因此自變量是CO2濃度和植

物種類。

（2）若將植物B培養(yǎng)在缺鎂的環(huán)境中，則葉綠素合成不足導致光合速率降低，而a點為C02的補償點，即

光合速率與呼吸速率相等，缺鎂后，由于溫度不變，呼吸速率不變，因此只有在更高COz濃度的條件下，

光合速率才能與呼吸速率相等，故a點右移。當CO?濃度為b時，植物A葉肉細胞中同時進行光合作用和

呼吸作用，因此此時合成ATP場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體。

（3）由于植物A能利用較低濃度的C02,所以當容器中CO2濃度降低到?定程度后，首先受影響的是植物

B,如果將植物A、B種植在同一個密封無色并給予適宜光照的玻璃容器中，則植物B先停止生長。

（4）如果降低NaHCCh溶液的濃度，導致C02濃度降低，CO2的固定速率下降，生成的C3減少，而短時間

內C3還原速率不變，所以C3含量減少，故短時間內葉圓片內C3含量會減少，開始葉圓片沉在燒杯底部，將

燒杯置于適宜光照條件下一段時間，發(fā)現(xiàn)葉圓片匕孚，這是因為葉圓片細胞光合作用大于呼吸作用，釋放

氧氣，細胞間隙氧氣積累，導致葉圓片上浮。

【跟蹤檢測】

—'、單選題

1.下圖為某同學做"光合色素的提取與分離”實驗的改進裝置，下列敘述錯誤的是（