第五节2015光合作用高三复习

答案:A
【例4】 (2014·杭州质检)将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室 外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。获 得实验结果如下图。下列有关说法不正确的是( )
A.图乙中的C点对应图甲中的C点,此时细胞内的气体交换状态对应图丙中 的① B.图甲中的F点对应图乙中的H点,此时细胞内的气体交换状态对应图丙中 的③ C.到达图乙中的D点时,玻璃罩内CO2浓度最高,此时细胞内气体交换状态 对应图丙中的③ D.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加 【解题指导】 图乙中C、D分别表示光合作用即将开始、光合作用速率等 于呼吸作用速率,分别对应图甲的B点和C点,细胞内的气体交换状态分别 为图丙的①、③。到达图乙中D点时,玻璃罩内的CO2浓度最高。图甲中的 F点是一天中第二次光合速率等于呼吸速率,对应图乙中的H点、图丙中的 ③。经过一昼夜后玻璃罩内的CO2浓度降低,说明植物体内的有机物含量 增加。 答案:A
【解题指导】 x点时,光强度较弱,光反应提供的NADPH和ATP较 少,C3的浓度较y点时高,A项不正确;题目中提到已是在适宜温度下, 如果再提高温度,会降低光合速率,B项不正确;制约x点的光合作用 因素是光强度,C项不正确;在适宜温度下和同等光强度条件下,提 高CO2浓度可提高光合作用速率,D项正确。 答案:D
二、光合作用的过程 1.光合作用的场所是叶绿体 ,其中 类囊体膜 中发生光反应,基质中
进行碳反应。 2.光合作用总反应式:6CO2+12H2O
C6H12O6+6H2O+6O2 。
3.光反应与碳反应
【思维激活2】 卡尔文循环中,需要几个CO2才能产生一个三碳糖离开 循环而被利用? 提示:需要3个CO2进入卡尔文循环,同时还产生5个三碳糖用于再生RuBP。 三、环境因素影响光合作用 影响光合速率的重要因素是 光强度 、温度和空气中的二氧化碳 浓度。
①需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。 ②需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。 示例:CO2 供应正常、光照停止时三碳酸的含量变化:
(2)利用模型法分析物质量的变化
说明:(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化,而非 长时间。 (2)以上各物质变化中,C3和RuBP含量的变化是相反的,NADPH和ATP含量变化 是一致的。
典例训练
【例3】 (2014·金华十校期末调研)利用同种玉米植株,探究不同条件 下光合作用或细胞呼吸的变化情况,得到的结果如下各图。其中“M” 点时光合作用速率与细胞呼吸速率不相等的图是( )
【解题指导】 A 图中,虚线含义是光照下 CO2 的“吸收”量,表示的 是净光合作用速率,此时 M 点表示净光合作用与细胞呼吸相等,即光 合作用速率是细胞呼吸的 2 倍;B、C、D 三图中 M 点都表示光合作用 速率与细胞呼吸速率相等。
考点二 光合作用和细胞呼吸
问题引领: (1)光合作用与细胞呼吸在能量与物质方面有什么联系? (2)当植物向外界释放CO2时,一定不进行光合作用吗?
知识归纳
1.光合作用和需氧呼吸的区别与联系
代谢类型
光合作用 合成作用
需氧呼吸 分解作用
物质变化
无机物 有机物
有机物 无机物
能量变化 光能 化学能(贮能)
【前连后挂】 教材中哪些实验应用了同位素示踪技术?
答案提示:用同位素标记某种特定元素或化合物,用于物质代 谢以及其他实验中以了解物质来源或去向,或者区分事情结果 是由于此还是彼的缘故。教材涉及的实验有:① 《必修 1》“光 合作用早期研究简史”( C14 标记 CO2),光合作用放出的氧气完 全来自水(18O 标记 H2O 和 CO2);② 《必修 2》经典实验“噬菌体 侵染细菌的实验”(35S 和 P 32 分别标记噬菌体外壳和 DNA);③《必 修 2》“探究 DNA 的复制过程”(15N 标记 NH4Cl)等。
【前连后挂】 处在食物链中的绿色植物光合作用发生变化对其他 生物有什么影响? 答案提示:若处在食物链中绿色植物光合作用减少,则会导致其他 的生物数量减少,即出现连锁反应,因为第一营养级的生物是其他 生物直接或间接的食物来源。
【例6】 如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图 中所示因素外,其他因素均控制在最适范围内。下列分析错误的是 ()
【解题指导】 碳反应过程中,CO2首先与RuBP结合成六碳化合物,这个六碳化 合物很不稳定,很快分解为2个分子的PGA(3磷酸甘油酸),所以在小球藻同位 素示踪实验中,第一个被标记的化合物是PGA(3磷酸甘油酸)。每个PGA分子 被ATP和NADPH还原为3磷酸丙糖,因此卡尔文循环的直接产物不是葡萄糖,而 是三碳糖(PGAL)。每循环3次,固定3个CO2分子,生成6个PGAL,其中5个PGAL用 来产生3个分子的RuBP,以保证碳循环正常进行,只有1个 PGAL用来合成葡萄 糖等其他糖类。所以,每产生1个分子的葡萄糖(即图中C6),需要2个分子的 PGAL,即需要6次循环才能完成。碳反应的直接产物PGAL只有少部分在叶绿 体内作为淀粉、蛋白质、脂质等的原料被利用,大部分是运出叶绿体并转变 成蔗糖,供植物体所有细胞利用。 答案:D
A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量 B.乙图中d点与c点相比,相同时间内叶肉细胞中C3的生成量多 C.图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度 D.丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变
【解题指导】 本题易错之处是不能正确分析图中各种曲线的含义及 相互关系,特别是图中均涉及两个实验变量,需要考生根据单一变量原 则进行分析。乙图中d点时的光照较c点强,光反应生成的ATP和NADPH 较多,促进C3的还原,使RuBP生成量多,因此,RuBP与CO2结合生成C3的量 也会增多,故B项正确。温度通过影响酶的活性影响代谢。在丙图中, 随着温度的进一步升高,曲线上升到一定程度之后将下降。 答案:D
(2)计算公式:真正(总)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率。具
体可表示为:真正(总)光合速率=从外界吸收CO2的速率+呼吸释放CO2 的速率,或真正(总)光合速率=释放O2的速率+呼吸消耗O2的速率。
考点三 影响光合速率的环境因素分析及应用
问题引领: (1)连续阴天时,如何提高大棚内作物的产量? (2)提高大田作物产量的措施有哪些?
建网络图
考点突破·悟法提能
考点一 光合作用过程
核心归纳 重点突破
问题引领: (1)光反应的场所在哪儿? (2)光合作用过程中能量是如何转化的?
知识归纳
1.光合作用过程 (1)光合作用图解
(2)光反应与碳反应比较 见附表
(3)光合作用反应式及元素去向
2.条件骤变时几种物质量的变化分析 (1)分析方法
知识归纳
1.单因子变量对光合作用的影响 见附表
2.多因子变量对光合速率影响的分析 (1)图像
(2)曲线分析 ①P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的 不断加强,光合速率不断提高。 ②到Q点时,横坐标所表示的因子,不再是限制光合速率的因素,要想 提高光合速率,可适当提高图示其他因子强度。
突破方法
巧辨总光合速率与净光合速率及其内在关系的方法 (1)表观(净)光合作用速率与真正(总)光合作用速率的表示方法
项目 表观(净)光合速率
真正(总)光合速率 呼吸速率(遮光条
件下测得)
表示方法
CO2吸收量或小室中CO2减少量或O2释放量或小 室中O2增加量或C6H12O6积累量 CO2固定量或O2产生量或叶绿体CO2吸收量或叶 绿体O2释放量或C6H12O6制造量 CO2释放量或O2吸收量或线粒体CO2释放量或线 粒体O2吸收量或C6H12O6消耗量
第五节 光合作用
知识梳理 实验探究
考点突破 题组演练
知识梳理·温故串知
一、叶绿体及其色素 1.叶绿体结构图
透析实验 分析误差
2.光合色素的种类和吸收光谱
叶绿素
类胡萝 卜素
色素种类 叶绿素a 叶绿素b1 胡萝卜素 叶黄素
吸收光谱 红光 、 蓝紫光 1
蓝紫光
【思维激活1】 某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶 片进行了红光照射,光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)与正 常叶片相比,其光吸收差异是否显著?色素带缺乏第几条? 提示:叶黄素主要吸收蓝紫光,缺乏时对“红光”吸收并无显著影响, 色素层析后叶黄素位于第二条带位置,故第二条带位置缺乏。
误区4 误认为光反应被阻断,碳反应会阻断而碳反应被阻断时, 光反应不会被阻断。 点拨:光合作用的光反应与碳反应是相互联系的,而它们之间的联 系纽带是ATP和NADPH。当光反应停止时(如植物在黑暗条件下), 碳反应的ATP和NADPH的来源被阻断,碳反应会停止;而反过来,当 碳反应停止时(如植物在气孔完全关闭或无二氧化碳),光反应也 受到影响,因为光反应产生的ATP和NADPH没有被碳反应消耗,根据 化学平衡的原理,相当于光反应的产物浓度升高,化学平衡会向反 向进行,从而光反应就停止了。
3.应用:提高农作物产量的具体措施及机理归纳
见附表
典例训练
【例5】 (2014·余杭月考)如图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度 为0.03%的环境中光合速率与光强度的关系。在y点时改变某条件,结果 发生了如曲线Ⅱ的变化。下列分析合理的是( )
A.与y点相比较,x点时叶绿体中C3含量低 B.在y点时,适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ C.x点时光合作用的制约因素主要是叶绿体中色素的含量 D.z点时光合作用的制约因素可能是二氧化碳浓度
典例训练
【例1】 美国生物化学家卡尔文和他的同事,小球藻,观察在小球藻光合作用中碳的转 化和去向,从而首次揭示了自然界最基本的生命过程。以下说法错误 的是( )
A.图中Ⅰ代表叶绿体基质,Ⅱ代表类囊体膜 B.小球藻中出现的第一个被标记的化合物为PGA C.符号C6可代表葡萄糖,每产生1分子C6,需要2分 子PGAL,完成6次循环 D.碳反应的直接产物是PGAL,在叶绿体中作为合 成淀粉、蛋白质的原料,少部分被运至叶绿体外 转变成蔗糖