【 – 高中作文】
光合作用是一系列复杂的化学反应。根据是否需要光,把光合作用分为两个阶段:光反应阶段和暗反应阶段。 暗反应阶段在有光和无光的条件下都能进行。以下是小学生作文网www.zzxu.cn小编为你推荐的又图为某绿色植物暗反应阶段,希望对你有所帮助。
又图为某绿色植物暗反应阶段
I.必记知识全览 工欲善其事 必先利其器
一、必记概念
1.光合作用:指绿色植物,通过 ,利用 将 和 转变为 同时 氧气的过程,影响光合作用效率的因素有 、 、 、 和 。
2.光反应是指在光合作用过程中必须有 、参与的过程,可以产生 、 ,而暗反应则是不需光参与的过程。光反应与暗反应是 、 的过程。
3.光能利用率是指 、光合作用效率是指: 。提高光能利用率的手段有 、 、 ,具体农业生产技术有 (至少列举5项)
一、1.叶绿体;光能;CO2;H2O;有机物;释放;水;光;CO2浓度;温度;矿质元素2.光;02;ATP;NADPH;两个相辅相成;紧密联系3.植物制造有机物中含有的能量与绿色植物吸收光能之比;单位时间,单位面积的土地上,绿色植物通过光合作用制造的有机物中的能量与该土地吸收光能之比;提高光合作用效率;扩大光合作用面积;延长光合作用时间;合理密植;间作;轮作;多茬种植;按行种植
二、必记规律
4.提高植物光合作用效率一定能提高 ,而提高 ,则不一定能提高光合作用效率。
5.C3与C4植物的判别手段有:① ;② ;③ 。
6.光合作用与呼吸作用之间的关系是 ,光合作用与矿质代谢之间的关系是
二、4.光能利用率;光能利用率5.用碘液处理,维管束鞘细胞变蓝的是C4植物;C4植物比C3植物耐受低CO2浓度的能力强;C4植物维管束周围具有;花环型”的两圈细胞 6.光合作用为呼吸作用提供了有机物和O2,呼吸作用为光合作用的进行提供了原料;光合作用为矿质代谢的正常进行提供了物质保证
Ⅱ.考点过关和高考预测 过关斩将 一马平川
考点详解 精剖细解 入巿三分
一、基本考点
考点1光合作用的发现历史及发展过程中的经典实验
表3—9-1
年代 科学家 实验材料 实验过程 实验现象 结论
1771年 普里斯特利(英) 密闭玻璃罩、小鼠、绿色植物 (1)将点燃的蜡烛与绿色植物置于密闭玻璃罩内;(2)将小鼠与绿色植物置于密闭玻璃罩内 (1)蜡烛不易•息灭;(2)小鼠不窒息 植物能更新空气
1864年 萨克斯(德) 叶片
绿色植物暗处理后,一半遮光,一半曝光,后经碘蒸气
处理 (1)遮光部分颜色不变;(2)
曝光部分颜色变蓝 绿色植物光合作用过程中产生了淀粉
1880年 恩格尔曼(美) 水绵和好氧细菌 把水绵和好氧性细菌的临时装片置于没有空气的黑暗环境中:(1)用极细光束照射水绵;(2)装片完全暴露于光下 (1)好氧细菌集中在叶绿体
被光束照射的部分附近;
(2)好氧细菌集中在叶绿体
所有受光部分的周围 (1)氧气是叶绿体产生的;(2)叶绿体是光合作用的场所
20世纪30年代 鲁宾和卡门(美) 绿色植物、氧的同位素H2180
和C1802 (1)向第一组植物提供H218O和CO2;(2)向第二组植物
提供H2O和C1802 第一组释放的氧全是1802;第二组释放的氧全是02 光合作用释放的氧全部来自水
案例剖析 旁征博引 举一反三
考题1 图3—9 1是验证光合作用某过程的实验装置、,请据图分析回答下列问题:
(1)当用氧的同位素”0分别标记通人乙装置的CO2(C18O2)和甲装置的H20(H2180)时,可以证明 。
(2)在甲、乙两装置刚置备完毕的一段时间内,若温度不变,而逐渐增大光照强度,两装置的O2的生成量会 ;若温度和光照条件均不变,而逐渐增大C02的通人量,那么,两装置的02的生成量则会 ,这说明两装置内的光能利用率 ,其可能原因是 。
(3)当其他条件不变,而光照强度从通常的10千勒克斯增加到60千勒克斯时,光合作用主要产物的变化情况是 。
考题1点拨:第(1)小题,考查识图能力,从题目所给图示可看出,甲、乙装置产生的氧气都来自H20中。所以光合作用产生的氧气来自反应物中的水。第(2)小题,考查影响光合作用的外界因素。若温度不变,在一定的范围内,随光照强度的增加,光合作用强度逐渐增强,故产生的氧气增多。若温度和光照条件均不变,增加CO2浓度,暗反应能力增强,消耗的ATP和NADPH相应增多,促进光反应的进行。产生的02也会增加。提高光能利用率的措施有延长光照时间,提高光合作用效率、增加光合作用面积;图中光能利用率的提高,最可能是增加了光合作用面积,即小球藻数量增多。第(3)小题,在一定的范围内,随光照强度的增加,光合作用强度逐渐增强,但达到一定光照强度后不再加强了。答案:(1)光合作用产生的氧气来自反应物中的水 (2)较明显地增加;慢慢增加;不断增强;甲、乙两装置的小球藻的数量随着小球藻的不断繁殖而不断增加 (3)先是随着光照强度的增大,其生成速率不断增大,当光照强度增大到一定程度时,其生成速率将保持基本稳定的状态总结提示:在解本类试题时应注意把握光合作用发现历程中各个实验的本质及具体过程,对实验所得出的结论应加以重视,并会分析各个实验。
考点2光合作用的具体过程
表3-9-2
考题2 分)在图3—9-2中,需要 NADPH参与的是( )
A.①需要②不需要 B.①②都不需要 C.①不需要②需要 D.①②都需要
考题2点拨:本题考查光合作用的具体过程,本题图示表示光合作用的暗反应阶段,由图中信息我们可知:①表示CO2固定阶段;②表示C02的还原阶段,只有C02的还原阶段才需NADPH的参与。答案:C。总结提示:光合作用的过程是理解涉及光合作用其他知识的基础,对光反应CO2的固定、CO2的还原等阶段的反应底物、产物、所需条件等内容都必须要有彻底的理解,并能达到应用的程度。
考点3光能在叶缘体中的转化
绿叶中的叶绿素a和叶绿素b,以及胡萝卜素和叶黄素.分别吸收不同波长的光波,几乎能吸收全部的可见光,但它们并不起光化学反应,只是把吸收的光能传递给少数特殊状态的叶绿素a。所以大部分叶绿素a、所有的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素只起接收和传送光波的作用,都称为;天线色素”分子。而少数特殊状态的叶绿素a能够进行光化学反应,将光能转换成电能,称为;光合作用中心色素”分子。
在阳光的照射下,由于光子的不断冲击,光合作用中心色素分子不断进行光化学反应,分离出电荷,传给了NADP‘,本身出现了电子亏缺,再不断地从水中夺取电子还原自己,于是使水不断地被分解放出氧。这就是说,在光照下,特殊状态的叶绿素 a不断地失电子和得电子,形成电子流。由于反应过程是连续进行的,所以,光反应实际上是不断作用于叶绿素的光子流的光能,转变成为电子流的电能过程。
其转换关系如表3—9-3:
表3—9-3
考题3 (20.05,重庆一模,2分)图3-9-3是光合作用过程中光能转换成电能的示意图,有关该图的叙述错误的是( )
A.图中A的主要功能是吸收光能,并将光能转换成电能
B.图中B的主要功能是吸收和传递光能
C.图中C、D代表传递电子的物质,E代表H20
D.图中F代表NADPH,G代表NADP
考题3点拨:本题考查同学们对课本插图光能转换成电能及其内容知识的掌握,以及对图示的观察和分析能力。在教学过程中,应指导学生识记光能转换成电能的具体步骤,并与必修教材中的光合作用图解相联系。建议考生加大对教材中相关图解的识记,因为在高考试题中,一些图形题就是教材中图形的变形。光能在叶绿体中的转换分为三个步骤:光能转换成电能;电能转换成活跃的化学能;活跃的化学能转换成稳定的化学能。图中F代表NADP+,G代表NADPH。答案:D。总结提示:由考点3,我们可知,在叶绿体中的色素只有叶绿素a才具有转化光能的作用,光能之所以能转化成电能是因为叶绿素a不断的失去电子,而后又从水中夺取电子,使其形成电子流,即为电能。在叶绿体中,之所以能将光能转换为稳定的化学能,这与其中分布的色素、酶是密不可分的,这是我们应该掌握的基本知识点。
考点4光合作用的场所、物质基础、原料、产物及其意义
光合作用的基本单位是叶绿体,光反应发生在叶绿体基粒囊状结构的薄膜上,因为此处分布着与光反应有关的酶和色素;暗反应发生在叶绿体基质中,这与叶绿体基质中酶的种类有关。
光合作用过程中的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素两种,有关知识可参照表3 9-4。
表3—9 4
项 目 色素颜色 吸收光谱主要部位
叶绿素(占3/4) 叶绿素a 蓝绿色 红橙光、蓝紫光
叶绿素b 黄绿色 红橙光、蓝紫光
类胡萝卜素(占1/4) 胡萝卜素 橙黄色 蓝紫光
叶黄素 黄色 蓝紫光
光合作用是利用光能将C@和H10转变为有机物,同时释放出CO2原料为H2O和CO2,产物为有机物和O2。
光合作用的意义:第一,绿色植物的光合作用完成了自然界规模巨大的物质转变——无机物转变成有机物。第二,绿色植物的光合作用同时又完成了自然界规模巨大的能量转变一 光能转变成化学能。第三,绿色植物的光合作用从根本上改变了地面上的生活环境——将地球上原来没氧的环境变成有氧的环境。
其意义的具体内容可用表3 9-5表示:
表3-9-5
物质的转变与能量的转化 在自然界中的作用
物质合成 全球自养生物每年同化碳素约2×1011t,相当于4×1011~5×1011t有机物 (1)提供人和动物所需食物(2)提供某些工业原料
物质的转变与能量的转化 在自然界中的作用
能量转化 每年转化太阳能3×1021J,相当于1970年全球耗能的10倍 (3)转化并储存能量
环境保护 每年放氧5.35×1011t。既补充了大气中的氧,又清除了大气中过多的二氧化碳 (4)使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定
生物进化 制造出游离氧,形成臭氧层 (5)生物由水生到陆生,并得到保护
考题4-1 )请根据图3—9-4回答:
(1)叶绿素分子存在于图I中(填标号) ,在图I的[2]和[4]中有许多种与光合作用有关的 ,它是由活细胞产生的具有催化功能的一类 ,其合成需要在有关基因控制下,在 上进行。叶绿素分子吸收光能进行光反应,其产物有 ,若在夏季的中午,因气孔关闭引起的变化是 。
(2)如图Ⅱ所示的是科学家鲁宾和卡门进行的用同位素18O研究光反应过程的示意图。甲、乙两试管是小球藻悬液,都给予光照。结果在甲中产生的气体为02,乙中产生的气体为1802。
①该实验证明 。
②若一只白鼠吸入1802,该白鼠体内最先出现含18O的化合物是( )
A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸
考题4-2 )为验证光合作用能释放氧气,某同学查到了一种指示剂一一焦性没食子酸,它在碱性环境下遇氧会由无色变为褐色。他利用焦性没食子酸设计了如下实验:①在4只500mL的龆瓶中分别装入煮沸的蒸馏水300mL,冷却后.滴几滴植物油形成油膳并编号;②向l、3、4号烧瓶中加等量的NaHC03溶液;③向2、3、4号烧瓶中加人大小相似、生长状况相同的金鱼藻,用黑纸包住3号瓶,把4个烧瓶放在光下照射30分钟;④取一支试管,加5mL煮沸的蒸馏水,冷却后向试管内加极少量的焦性没食子酸,备用;⑤最后向每一烧瓶中先加入lmL 1%的NaOH溶液,再加入lmL备用的焦性没食子酸溶液,加煮沸冷却的蒸馏水至500mL,立即观察颜色变化。请据图3-9-5回答:
(1)能立即变为褐色的是 号瓶,原因是 。
(2)设置l号瓶的作用是 ,目的试图说明 。
(3)实验中蒸馏水煮沸后冷却使用的原因是 ,油膜的作用是
(4)4号瓶的实验结果与 号瓶组合可说明 ;与 号瓶组合可说明 。
考题4-1点拨:本题是一个较为综合的题目,它综合了光合作用的物质基础、反应场所、反应物和产物,可见本知识点出题往往与其 他知识点联合出题。图I中1代表外膜,2代表叶绿体,3代表叶绿体基质,4代表叶绿体外膜。色素分布于囊状结构的薄膜上,在基粒、基质中都有酶的分布,这也决定了光反应和暗反应的场所。图Ⅱ可以显示光合作用产生的O2是来自于水,而不是C02,如果小白鼠吸人1802,因为02是与[H]结合生成水,所以最先出现180的化合物是水。答案:(1)2;酶;特殊的蛋白质;核糖体;02、[H]、ATP;C3减少,C3增加,光合作用产物减少和光合作用强度下降 (2)①光合作用产生的氧来自于水的分解 ②B考题4-2点拨:在此组实验中1号瓶作为对照组,而2、3、4都可作为实验组,但只有4号瓶能发生光合作用,这是因为2号瓶内没有C02,3号瓶内没有光,4号瓶内有C02、H20和光条件,可以进行光合作用产生02。本实验主要验证光合作用产生02,所以必须先排除原有瓶中02的干扰,所以预先将水煮沸以排除水中原有的02。答案:(1)4;光合作用生成氧气,在碱性环境中,使焦性没食子酸变褐色(2)对照;光照不会使焦性没食子酸变色(3)除去溶于水中的氧;防止外界气体进入,影响实验结果 (4)2;C02是光合作用的必需条件;3;光照是光合作用的必需条件总结提示:对于光合作用原料、产物的证明是近几年高考中的重点。对于C02、H2O等条件的控制及对O2检测的具体方法依次为消除CO2用NaOH3检测C02用澄清的石灰水;防止水分参与可切断叶脉;检测水分,可观察是否有水珠;对02的消除可采用点燃蜡烛或水的煮沸;02的检测可通过蜡烛燃烧时间的延长,带火星的木条复燃,某些化学物质的变化等现象体现。
考点5叶绿体中的色素及其提取分离实验
(1)实验原理:①叶绿体中的色素能溶解在丙酮中,所以可用丙酮提取叶绿体中的色素;②色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢,因而可用层析液将不同色素分离。
(2)实验目的:①初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法;②探索叶绿体中色素的种类及颜色。
(3)实验步骤:
(4)成功的关键:①过滤研磨液时,漏斗基部不能用滤纸,因为色素易吸附在滤纸上,不易通过。由于脱脂棉可以让色素提取液中的其他杂质不能通过,而色素分子却可以通过,成为滤液;②剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快,划滤液细线的要求是细、齐、直;③层析时的关键技术是不能让层析液没及滤液细线,否则滤液细线中的色素会溶解到层析液中,不能分离。四种色素溶于层析液中,因溶解度的差异,造成在滤纸条上的扩散速度不同,从而达到分离的目的。由于层析液有毒,而且可以挥发,所以要加盖。色素带的宽度是由于各种色素含量不同造成的,含量越多,色素带越宽:一般植物叶片中叶绿素a含量最多,所以叶绿素a最宽。扩散速度最快的是胡萝卜素.在色素带的最上一层。
考题5 )如图3-9-7 所示表示叶绿体色素提取和分离实验的部分材料和用具.据图回答:
(1)图①中加入研钵内的物质:A 2~3mL,作用是 ; B 少许。作用是研磨得充分;C 少许,作用是 。
(2)色素研磨液过滤时,漏斗基部塞有 。
(3)图中步骤③剪去两个角的作用是 。划滤液细线的要求是 。
(4)图中步骤④中关键应注意 。加盖的目的是 。色素带最宽的是 ,扩散速度最快的是 。
考题5点拨:本题属叶绿体色素提取和分离的综合题。解答本题的关键是明确叶绿体色素提取和分离的有关注意事项及其关键点。根据相似相溶原理,叶绿体中的色素易溶解于有机溶剂,故选择丙酮作为溶剂;由于光合色素位于叶绿体中的片层结构上,要把它提取出来必须破坏叶表皮、细胞壁和细胞膜、叶绿体的双层膜,所以要加二氧化硅研磨;因为叶绿素分子结构中含有一个镁原子,当细胞破裂时,细胞液内有机酸中的氢可取代镁原子而成为褐色的去镁叶绿素,碳酸钙可中和有机酸以防止去镁反应的发生,从而保护了叶绿素分子。答案:(1)丙酮;将叶绿体片层结构薄膜上的色素溶解其中,提取色素;二氧化硅;碳酸钙;防止在研磨过程中叶绿素受到破坏(2)脱脂棉 (3)防止色素带不整齐;细、齐、直(4)层析液不要没及滤液细线;防止层析液挥发;叶绿素a;胡萝卜素总结提示:我们在解本题的时候可以发现,本类试题的重点是解决各种色素的吸收光谱及对其互补色光的透射、反射作用,以及在实验中的各种注意问题。除此之外,还要明确各种色素中有1/4的色素为类胡萝卜素,有3/4的色素为叶绿素,它们的共同作用为吸收、传递光能,叶绿素a还具有转化光能的作用。
考点6光合作用的影响因素
(1)光照强度:植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加,同化CO2的速度也相应增加,但当光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用,当植物在某一光照强度条件下进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时,这一光照强度就称为光补偿点,
这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度增加到一定程度后。植物的光合作用强度不再增加或增加很少时,这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点。此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制,如图3—9—8。光补偿点在不同的植物中是不一样的,主要与该植物的呼吸作用强度有关,与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用。总光合作用是指植物在光下制造的有机物的总量(吸收的CO2总量)。净光合作用是指在光下制造的有机物总量(或吸收的CO2总量)中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物(或释放的CO2)后净增的有机物的量。
(2)温度:植物所有的生活过程都受温度的影响,因为在一定的温度范围内,提高温度可以提高酶的活性,加快反应速度。光合作用也不例外,在一定的温度范围内.在正常的光照强度下,提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用,如图3—9—9所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。
(3)CO2浓度:CO2是植物进行光合作用的原料,只有当环境中的CO2达到一定浓度时,植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2的补偿点,即在此CO2浓度条件下,植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的 CO2相等。环境中的CO2低于这一浓度.植物的光合作用就会低于呼吸作用,消耗大于
积累,长期如此植物就会死亡。一般来说.在一定的范围内,植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加,但达到一定浓度后,光合作用强度就不再增加或增加很少,这时的CO2浓度称为C02的饱和点。如CO2浓度继续升高,光合作用不但不会增加,反而要下降,甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育,如图3—9-10所示。
(4)矿质元素:绿色植物进行光合作用时,需要多种必需的矿质元素。如氮是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分,磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现,用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后,在原料和条件都具备的情况下,这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍,可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。又如绿色植物通过光合作用合成糖类,以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中,都需要钾。再如镁是叶绿体的重要组成成分,没有镁就不能合成叶绿素等等。
(5)水:水是光合作用的原料,水作为原料对光合作用的影响是很小的,几乎可以忽略不计。但水确实能够对陆生绿色植物的光合作用产生很重要的影响。当植物体内水分供应不足时,或因植物的蒸腾作用过于旺盛.植物根系水分供应不上时,植物叶片上的气孔就会关闭.以减少水分的散失。叶片表皮上的气孔不仅仅是水蒸气的通道,也是植物叶片内部与外界环境进行气体交换的门户,气孔关闭.外界空气中的CO2就不能进入叶片内部。C2固定不到CO2就不能形成C2,暗反应受阻,光合作用下降。这是在炎热的夏季中午光合作用下降的主要原因。
考题6-1 在下列四种不同的实验条件下,测定光照强度对光合作用速率的影响:(1)0.10%CO2,30℃;(2)0.10%CO2,20℃;(3)0.03%C02,30℃;(4)0.03%CO2,20℃。图3 9-11中曲线分别表示了(1)~(4)实验的结果,表3—9-6是对于限制光合作用速率的主要因素,判断正确的一组是( )
表3-9-6
实验(2) 实验(4) P点
A 光强度 CO2% 温度
B CO2% 光强度 温度
C 温度 光强度 CO2%
D 温度 CO2% 光强度
考题6-2 分)图3 9 12为检测光质(不同波长的光)对衣藻光合作用的影响,现提供如下的材料:红、绿、白3种颜色的40W灯泡数个,试管,衣藻,pH试纸,石蜡油,NaHCO3溶液。请你完成实验设计并回答有关问题。
实验开始步骤为:按图3 9-12所示安装装置,并放入20℃的环境中。
(1)写出后续实验设计的主要步骤 。
(2)请预测并简要分析上述实验的结果
(3)在不改变实验材料的情况下,怎样做才能使实验效果更显著 。
考题6-3 图3—9-13是四种植物(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)在不同的光照强度下光合作用速率的曲线,最适合于在强光下生长的植物是( )
A.I B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ
考题6—1点拨:实验(1)与实验(2)作对照,C02浓度相同,在同一光照强度条件下光合作用强度相同,所以实验(2)的主要限制因素
是温度。实验(3)与实验(4) C02浓度相同,温度不同,光合作用强度相同,这说明温度不是其限制因素,如果将实验(2)与实验(4)作对照,光合作用强度(2)>(4),所以实验(4)的限制因素为C02浓度。P点的主要限制因素则为光照强度。答案:D。考题6—2点拨:本题是一考查光对植物光合作用影响的实验设计题。出题者的意图在于考查学生对所学知识的灵活运用能力和语言组织能力。实验的原理是光合作用吸收C02,改变溶液的pH,通过测量溶液的pH变化,就可测得不同光照情况下,光合作用强度的大小。除了光可影响光合作用强度以外,还有C02浓度、温度,所以可通过改变其他条件,例如提升温度,使此实验现象明显。答案:(1)将衣藻三等分后分别放入3只试管中,加上等量的清水,再将3种颜色的灯泡在距试管相等的位置分别照射相同的时间,用pH试纸检测溶液pH的变化 (2)衣藻在不同颜色的光照下光合强度不同,C02吸收量不同,试管内pH值不同。在绿光下光合强度最弱,各试管呼吸强度基本相同,这样就有更多的C02溶于水生成H2C03,使pH下降;红光下稍高;白光下最高 (3)适当提高温度考题6–3点拨:适合生活在强光下的植物,在其光合作用强度达最大时,所需的光照强度较强,曲I所代表的生物,是最强的。答案:A。总结提示:光是影响植物光合作用强度的主要因素之一,对其的考查,往往联系农业生产生活实例,以及阴性植物、阳性植物等知识出题,并且还可涉及生态因素相关知识,但不管以何种形式出题,无非是围绕光影响植物的三种方式——光质、光强、光照强度为中心进行知识的辐射。光质对其的影响,主要原因是叶绿体中的色素只能吸收相应波长的光,其吸收光谱如图3—9—14。
考点7 C3植物C4 植物的区别
(1)C3植物和C4植物的特点
C3植物:是指在光合作用的暗反应过程中,一个C02被一个五碳化合物C3二磷酸核酮糖,简称RuBP)固定后形成两个三碳化合物C3磷酸甘油酸),即C02被固定后最先形成的化合物含有三个碳原子,所以称为C3植物。C3植物叶片的结构特点是:叶绿体只存在于叶肉细胞中,维管束鞘细胞中没有叶绿体。整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行,光合产物只积累在叶肉细胞中。
C4植物:是指在光合作用的暗反应过程中,一个C02被一个含有三个碳原子的化合物(磷酸烯醇式丙酮酸,英文缩写为PEP)固定后首先形成含四个碳原子的有机酸(草酰乙酸),所以称为C4植物。C4植物叶片的结构特点是:围绕着维管束的是呈;花环型”的两圈细胞,里面一圈是维管束鞘细胞。细胞较大,里面的叶绿体不含基粒。外圈的叶肉细胞相对小一些,细胞中含有具有基粒的叶绿体。通过C4途径固定C02的过程是在叶肉细胞中进行的。 C4中的C转移到C4途径是在维管束鞘细胞中进行的.光合作用的暗反应过程主要是在维管束鞘细胞中进行。光合作用的产物也主要积累在维管束鞘细胞中。C4植物具有两条固定C02的途径,即C4途径和C4途径。
(2)C3植物和C4植物的比较(表3 9 7):
表3—9 7
C3植物 C4植物
原始分布区域 温带地区 热带地区
对C02利用 低
对光能的需要量 1/5全日照 全日照
最适温度 1 5~25℃ 30~47℃
C02固定途径 C3途径 C3和C4两条途径
C02固定场所 叶肉细胞中 C3:叶肉细胞C4:维管束鞘细胞
暗反应场所 叶肉细胞中 维管束鞘细胞
光合作用效率 低 高
考题7 )利用红外测量仪可以灵敏地测量一个密闭的小室(容积为1L)中的CO!变化,在密闭小室中分别放置叶面积都是10cm!的A、B两种植物的叶片,在充足的光照条件下测量,测量结果记录于表3—9—8(单位mg/L):
表3-9-8
记录时间(min) O 5 10 1 5 20 25 30 35 40 45
A种植物叶片 1 50 113 83 58 50 48 48 48 48 48
B种植物叶片 150 110 75 50 35 18 8 8 8 8
根据表中记录到的数据回答下列问题:
(1)从表中可以看出密闭小室中的C02浓度变化的趋势是 。
(2)从记录的结果看,当C02浓度降到一定水平后不再降低了.而是维持在这个水平上.其原因是 。
(3)如果A种植物是C3植物,那么B种植物最可能是C4植物,原因是 。图3—9 1 5所示的是 种植物的叶片结构示意图。
(4)如果将大小、长势相似的A种植物和B种植物培养在同一个密闭的钟罩内进行实验,请你根据上表数据预测本实验的结果,并说明理由。
考题7点拨:第(1)(2)小题,分析题目所给表格数据可知,密闭小室中的C02浓度变化的趋势是逐渐降低后保持稳定;当C02浓度降到一定水平后不再降低了,说明其呼吸作用产生的C02恰好被光合作用吸收利用,该植物此时光合作用强度等于呼吸作用强度;不能片面理解植物此时不进行光合作用,因为呼吸作用仍在进行。第(3)(4)小题考查对C3、C4植物的理解。从图中可看出该叶片所示的为C4植物,C4植物叶片的特点是,维管束鞘细胞中含有无基粒的叶绿体,而C3植物则没有;C3植物能利用较低浓度的二氧化碳进行光合作用,而C3植物则不能。如果将大小、长势相似的C3植物和C4植物培养在同一个密闭的钟罩内,并根据上表数据进行实验,能正常生长的植物一定是C4植物,生长逐渐衰弱,最后死亡的植物一定是C3植物,原因就是这两种植物都要进行呼吸作用产生C02,但C4植物能在C02浓度较低的条件下进行光合作用补偿呼吸消耗,而C3植物不能;结果是C3植物体内的碳通过呼吸作用以C02的形式逐渐转移到C3植物体内。答案:(1)逐渐降低后保持稳定 (2)叶片的光合作用和呼吸作用强度相等(3)C4植物能利用较低浓度的COz进行光合作用;B(4)A种植物逐渐衰弱,最后死亡;B种植物生长良好;A、B两种植物都要进行呼吸作用以C02;B种植物能在C02浓度为8mg/L的条件下进行光合作用补偿呼吸消耗,而A种植物不能;结果是A种植物体内的碳通过呼吸作用以C02的形式逐渐转移到B种植物体内(答出其中两点即可)。总结提示:C3植物与C4植物的考查,通常以考查基础知识的记忆程度为主要命题目的,本类试题一般难度较大,难在对基础知识的记忆不准上,可见要正确解答本类试题,首先应明确C3、C4植物区别的基本内容。
考点8光能利用率的提高与光合作用效率的提高
植物对光能的利用率是指植物光合作用所累积的有机物中所含的能量与照射到地面上的日光能量的比。光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量,与光合作用中吸收的光能的比。
例如:
则:光能利用率=5%。
提高光能利用率包括提高光合作用效率、延长光合作用时间和增加光合作用面积三个方面.也是提高农作物产量的重要条件之一。
提高光合作用效率的途径包括光照强弱的控制、二氧化碳的供应、必需矿质元素的供应。影响光合作用的因素是指影响光合作用速率的因素,包括外界条件,如光、二氧化碳、温度、矿质元素、水分、氧和内部因素,如植物不同部位光合速率不同,以一片叶子来说,最幼嫩的叶光合速率最低;同一种作物不同生育期光合速率不同,如水稻分蘖旺盛期的光合速率最高。
考题8 )植物生理学家对光合作用进行了大量的研究,图3—9-16是其中的一些实验数据曲线,请分析后回答:
(1)上图资料显示,影响光合作用的因素有 等,光照强度影响光合作用的信息来自 图(填字母)。
(2)A图中所示自变量因素C02浓度对光合作用速率的影响规律是:① ;② 。
(3)B图所示自变量因素温度能影响 的活性,从而影响光合作用;B图中的三条曲线表示的速率名称依次是:I. , Ⅱ. ,Ⅲ.呼吸速率。
(4)图C中,在相同的光照强度下,高粱、玉米都比小麦的光合作用强.其结构原因是:维管束鞘细胞中,高梁和玉米含有 结构,而小麦则不含有;其功能原因是: 的途径不同。
(5)在温室大棚内种植农作物,如遇阴雨天,为了不减产.采取白天适当降温的措施,该措施的依据来自 图(填字母)。
考题8点拨:本题重在考查C02浓度、温度、光照强度等条件对光合作用效率的影响,通过A图,主要体现了C02浓度、光照强度对 它的影响。B图体现了温度的影响,而C图则体现了不同植物所需光照强度不同。在比较叶肉结构时,能体现不同维管束细胞的是C4植物与C3植物的区别。答案:(1)光照强度、C02浓度、温度;A、C(2)①在一定范围内,C02浓度升高则光合作用增强;②C02五浓度相同时,光照强度增强则光合作用增强(3)(光合作用的)酶;实际光合速率;净光合速率(4)叶绿体;固定C02 (5)B总结提示:提高光能利用率的途径,主要有三条,而提高光合作用效率的途径有五条,并且这两者之间存在特定的关系,提高光合作用效率,一定能提高光能利用率,而提高光能利用率的途径并不一定能提高光合作用效率。
二、拓展与综合应用创新考点
考点9光反应与暗反应及各中间产物的含量变化(拓展考点)
光合作用的过程具体可表示为图3 9 1 7。其中主要涉及四种物质ATP、[H]、C5和C3。ATP和[H]是在光反应阶段产生,在暗反应阶段消耗,、C5是在C02的还原阶段产生,在C02的固定阶段消耗,C3是在C02的固定阶段产生,在C02的还原阶段消耗。
光反应与暗反应的具体比较如表3-9-9。
表3-9-9
光反应 暗反应
反应性质 光化学反应 酶促反应
与光的关系 必须在光下进行 与光无直接关系,在光下和暗处都能进行
与温度的关系 与温度无直接关系 与温度关系密切
反应时间 短促、以微秒计 较缓慢
反应条件 光、色素、酶 不需光和色素,需多种酶
反应场所 在叶绿体类囊体薄膜上 叶绿体基质中
考题9 分)图3—9 18所示某阳生植物细胞在夏季晴天某一天内的光合作用过程中C3、C5化合物的数量变化。若第二天中午天气由光照强烈转向阴天时,叶绿体中C3含量的变化、C5含量的变化分别相当于曲线中的( )
A.c~d段(X).b~c段(Y) B.d~e段(X),d~e段(Y) C.d~e段(Y).c~d段(X) D.b~c段(Y),b~c段(X)
考题9点拨:在正常状态下,C3、C5由于产生、消耗基本稳定,其含量基本不变,如突然降低光照强度,则会引起光反应速率降低,引起[H]、ATP含量下降,从而导致CO2的还原阶段反应强度下降。针对C3来讲,其来源基本维持恒定不变,而去路减少,所以C3的量会上升;针对C5来讲,其去路消耗的量基本维持恒定,但由于其产生量减少,所以C5的量会下降。答案:B。总结提示:C3、C5是光合作用过程中的中间产物,关于这两种化合物含量的分析是近几年高考的热点内容,对其含量的分析应注重CO2的固定,CO2的还原这两个过程对某种化合物的影响,回答问题时,则应该从这两个方面综合回答。
考点10与光合作用有关的计算(拓展考点)
(1)根据光合作用反应式进行有关物质的计算。
(2)根据光合作用反应式进行能量计算。
(3)光合作用与呼吸作用的综合计算。
在光下光合作用与呼吸作用同时进行:
光合作用实际产氧量一实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量
光合作用实际二氧化碳消耗量一实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量
光合作用葡萄糖净生产量一光合作用实际葡萄生产量一呼吸作用葡萄糖消耗量
考题10 6分)对某植物测得如表3—9-10数据:
表3-9-10
30 ℃
1 5℃黑暗5h
一定强度的光照lOh 黑暗下5h
CO2减少880mg O2减少160mg O2减少80rag
若该植物处于白天均温30℃、晚上均温15℃、有效日照15h环境下,请预测该植物1d中积累的葡萄糖为( )
A.315mg B.540mg C.765mg D.1485mg
考题10点撼:本题重在考查植物光合作用与呼吸作用化学反应方程式与相关计算,由题干中条件可知白天30℃温度条件下每小刚制造有机物的量=(880×180)/(10×6×44)=60mg/h,在15℃黑暗条件下每小时消耗有机物的量=(80×180)/(5×6×32)=15mg/h,则该植物1d中积累的葡萄糖=60×15-15×(24-15)-765mg。答案:C。总结提示:在解答本类试题应注意光合作用,呼吸作用的过程反应式,及其过程中各物质分子量与反应系数,在注意这些问题的基础上,再根据题干条件列一元一次方程式进行合理求解。
考点11本节知识与其他知识的综合及应用综合应用考点)
光合作用是自然界中最基本的代谢,它利用无机物转变为有机物,为其他各种生物提供营养物质,因此可与生物的呼吸作用、生态系统的成分、新陈代谢的基本类型等知识建立知识网络。
光合作用需一定的外界条件,如水、肥条件,因此既可与植物的水分代谢、矿质代谢建立联系,又可与细胞的结构功能,组成生物体的元素、化合物密切联系。
考题11-1 分)研究人员在豌豆种子萌发成幼苗的过程中,对其干重、枝条长度和生长速率的变化进行研究,并绘制了图3—9-19,曲线A、B、C分别表示干重、枝条长度和生长速率。
(1)在测量干重和枝条长度两种方法中.哪种方法对于估计豌豆生长速率更准确? 。
(2)指出曲线A和B的一项相同点和一项不同点。 。
(3)曲线C表示豌豆O~40天的生长速率,是如何计算出来的 。
(4)解释为什么图中曲线C在种子萌发几天内表现出负增长 。
考题11-2 分)1926年,美国生态学家Transeau在美国伊利诺斯州北部对一块面积为0.405公顷的玉米田在一个生长季节内(1 OO天)的净光合产量进行了深入的定量研究。他在这块田里共收获了10000株玉米,总重量为6000kg。然后对玉米的化学成分进行分析.计算出在这10000株玉米中共含2675kg碳,折合成6687kg葡萄糖.这6687kg葡萄糖就是玉米的净光合产量。Transeau又估算出10000株玉米的总光合产量约为8732kg葡萄糖,为了合成这些葡萄糖大约消耗掉1.4×1011J的日光能。另外,这10000株玉米在这个生长季节中蒸腾消耗了约1.5×106kg的水。请回答:
(1)10000株玉米的总光合产量相当于8732kg葡萄糖,但所收获的却只相当于6687kg葡萄糖的产量,两者之间差额部分的去向包括玉米自身的 以及为 、 等生物成分所利用。
(2)玉米通过蒸腾作用消耗了大量的水,为植株 、 提供了重要动力。
(3)在其他条件相同的情况下,同样面积的耕地种植玉米比种植小麦或大豆的产量都要高,主要原因是 。
(4)从上述数据看,这块玉米地的日光能利用效率仅为1.6%。如何提高耕地对日光能的利用效率是农业科研和生产中的重要课题。请你根据所学的知识,指出提高耕地光能利用效率的两项措施: ① ,② 。
考题11-1点拨:绿色植物的生长速率与光合作用的过程密切相关,光合作用越程是制造有机物的过程,所以用干重的数值来表示生长速率更准确。由图中信息可知,曲线A和B都呈增长趋势,但A曲线在开始一段时间内会出现负增长现象,这主要是由于种子萌发时需消耗有机物,还不能进行光合作用的缘故。答案:(1)测量干重 (2)两曲线总体呈增长趋势;曲线A在开始萌发的几天呈负增长 (3)每隔5天测定一次干重,用每次的净增干重除以天数(5天)即得曲线C(4)种子在萌发后的前几天,因呼吸作用消耗大量的有机物,而此时,种子还不能进行光合作用,故曲线C表现出负增长考题11-2点拨:绿色植物可以通过光合作用制造有机物,为其他生物提供必要的能源物质,所以在农业生产中如何提高光合作用的速率是至关重要的,而这些都涉及到光合作用的相关知识。本题着重考查了光合作用与呼吸作用的关系,植物体内水分代谢,影响光合作用的因素等众多知识点,该题对知识综合能力的要求较高。答案:(1)呼吸作用;捕食者;分解者 (2)吸收水分;促进水分在体内运输(3)玉米能利用低浓度的二氧化碳(或者玉米同化二氧化碳的能力较强) (4)培育高光效高产的优良品种;合理密植,合理施肥,促进作物叶片生长与其他作物合理套种(或其他合理的措施)总结提示:农业生产的目的主要是为了获得有机物,所以光合作用的相关知识在农业中应用相当广泛,随着绿色农业的推进,以人为本的思想深化,农业在人们心目中的地位也在不断上升,那么对光合作用考查的难度和频率也会进一步提高。
Ⅲ.典型例题精讲精析 蓦然回首 灯火阑珊
一、选择题
回顾1试考点7、9 )在光照下,供给玉米离体叶片少量的CO2,随着光合作用时间的延续,在光合作用固定CO2形成的C3化合物和C4化合物中,14C含量变化示意图3—9-20中正确的是( )
1.B点拨:玉米是C4植物,在光合作用过程中,CO2中的C首先转移到C4中,然后才转移到C3中。所以,该过程中C4应该先升后降,C2则不断上升。
回顾2测试考点4、7、11 6分)图3—9-21表示在适宜的温度、水分和CO?条件下,两种植物光合作用强度的变化情况。下列说法错误的是( )
A.当光照强度增加到一定程度时,光合作用强度不再增加,即达到饱和
B C3植物比C4植物光合作用强度更容易达到饱和
C.C3植物比C4植物光能利用率高
D.水稻是阴生植物,玉米是阳生植物
2.D点拨:玉米属于C4植物,水稻是C3植物。根据图示,两条曲线均呈正相关走向,水稻曲线的饱和点所对应的光照强度较玉米低,故水稻比玉米光能利用率低。水稻和玉米均为阳生植物。
回顾3测试考点6、11 分)下列能鉴别野牛草是否为C4植物的简便方法是( )
A.制作叶表皮临时装片,观察气孔大小
B.制作叶横切临时装片,观察叶脉结构
C.分离、测定叶片中各种色素的含量
D.用碘液测定叶片中淀粉的含量
3.B点拨:本题考查C4植物与C4植物的主要区别。C4植物叶片中.围绕着维管柬鞘的是呈。花环形”的两圈细胞:里面的一圈是维管束鞘细胞,外面的一圈是一部分叶肉细胞。C4植物中构成维管束鞘的细胞比较大,里面含有没有基粒的叶绿体,这种叶绿体不仅数量比较多,而且个体比较大,叶肉细胞则含有正常的叶绿体。而C3植物叶片中的维管束鞘细胞不含叶绿体,维管束鞘以外的叶肉细胞排列疏松,但都含有叶绿体。这种C4植物与C3植物的区别在显微镜下是很容易观察到的,故B选项正确。而其他三个选项都不能准确鉴别一种绿色植 物是属于C3植物还是C4植物,故A、C、D选项错误。
回顾4测试考点4、6、7 )夏季中午强烈的阳光会导致植物气孔关闭。此时,下列植物中光合作用强度最高的是( )
A.高粱 B.水稻 C.大豆 D.小麦
4.A点拨:复季中午,由于气孔的关闭,C3植物的光合作用减弱,而C4植物能够利用较低浓度的C02进行光合作用,在题目给出的选项中,只有高粱是C4植物。考查C3植物、C4植物利用CO2的不同。
回顾5测试考点6、11 )图3—9-22表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。P点的生物学含义是( )
A.无光合作用,有呼吸作用
B.光合作用与呼吸作用达到动态平衡
C.无呼吸作用,有光合作用
D-光合作用与呼吸作用都不进行
5.B点拨:光合作用和呼吸作用是绿色植物进行的两项重要的生理功能,两者的物质变化正好相反,当CO2表现为既不吸收也不排出(P点)时,说明光合作用与呼吸作用达到动态平衡,考查光合作用与呼吸作用。
回顾6测试考点6、11 分)溴代麝香草酚蓝(BTB)是一种灵敏的酸碱指示剂,对光不敏感。其一定浓度的水溶液中性偏碱时呈淡蓝色,弱酸性时呈淡黄色。向4支试管分别注入5mL淡蓝色BTB水溶液,根据表3—9-11的处理顺序操作。
表3-9-11
I.充人CO2至过饱和 Ⅱ.放入适量黑藻 Ⅲ.适宜光照
1 + L
2 + L
3 + +
4 + J- +
注:;+”表不有,;一”表不无。
在适宜黑藻生长的温度下放置2小时后,溶液呈现淡蓝色的试管有( )
A.试管1 B.试管2 C.试管3 D.试管4
6.A、D点拨:BTB溶液的颜色变化与溶液中二氧化碳的浓度有关:若二氧化碳浓度升高,则pH变小.反之则变大。水中的黑藻能同时进行光合作用和呼吸作用,前者消耗二氧化碳,后者产生二氧化碳。在光照条件下,光合作用大于呼吸作用,所以试管1中溶液中性偏碱溶液保持淡蓝色。试管4中溶液也中性偏碱,但和l中偏碱程度不同,所以试管4溶液也呈淡蓝色。
回顾7 测试考点5)叶绿体色素的纸层析结果显示,叶绿素b位于层析滤纸的最下端,原因是( )
A.在层析液中的溶解度最小 B.在层析液中的溶解度最大 C.分子量最小 D.分子量最大
7.A点拨:叶绿体中的色素不溶于水但能溶于有机溶剂。色素在层析液中的溶解度不同:溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢,这是四种色素被分离的原因。
回顾8测试考点7、9 下列关于C3植物和C4植物代谢和结构特点的描述,正确的是( )
A.C4植物维管束鞘细胞中叶绿体没有基粒
B.C3植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞都具有叶绿体
C.C02都是先与五碳化合物结合,形成三碳化合物
D C02都是先与三碳化合物结合,形成四碳化合物
8.A点拨:C一植物维管束鞘细胞内有叶绿体,但叶绿体中无基粒.C3植物维管束鞘细胞内无叶绿体,C4植物的二氧化碳先与三碳化合物结合,形成四碳化合物。
回顾9测试考点2、10 酵母菌发酵产生C02的摩尔数为N。在安静情况下,人消耗同样数量的葡萄糖可以产生的C02量是( )
A:1/3N mo1 B.3N mol C.6N mol D.12N mol
9.B点拨:在酒精发酵中,每摩尔的葡萄糖能释放出2摩尔的CO2。而在有氧呼吸的过程中,分解每摩尔的葡萄糖能释放6摩尔的CO2。
回顾10 测试考点6、11 )生长在自然保护区北坡的野生稻,其叶片的两个主要生理功能是( )
A.吸收矿质元素和呼吸作用B.光合作用和蒸腾作用 C.吸收水分和光合作用 D.吸收水分和蒸腾作用
10.B点拨:植物叶肉细胞中的叶绿体,能进行光合作用制造有机物;同时植物体内的水分能通过叶表皮上的气孔,散失到大气中(蒸腾作用)。以上是绿色植物叶片具有的两个主要生理功能,与植物的种类、生活环境(北坡)无直接关系。
回顾11 测试考点2、112分)下列关于新陈代谢的叙述正确的是 ( )
A.糖类在生物体内氧化和体外燃烧都生成CO2和H2O,释放的能量也相等
B.运动员在100m赛跑时,腿部肌肉的能量供应主要来自此时所进行的有氧呼吸
C.淀粉是贮藏能量的化合物,可以为植物细胞直接供能
D.在夏季晴朗的白天,温度适宜的条件下,绿色植物光合速率等于呼吸速率
11.A点拨:糖类在体内氧化和体外燃烧都能产生水和二氧化碳并且释放的总能量相等,故A对;运动员在100米赛跑时,由于氧气的大量消耗造成相对的缺氧状态,不能进行有氧呼吸,故B错;生物体内直接供能物质是ATP,而不是淀粉,e错;在夏季晴朗的白天,光线充足,一般情况下光合速率大于呼吸速率,故D错。
回顾12 测试考点2、4、6 6分)下列关于光合作用强度的叙述,正确的是( )
A.叶片从幼到老光合作用强度不变
B.森林或农田中植株上部叶片和下部叶片光合作用强度有差异
C.光合作用强度是由基因决定的,因此是固定不变的
D.在相同光照条件下,各种植物的光合作用强度相同
12.B点拨:本题考查了影响光合作用的因素。光合作用是在植物有机体的内部和外部的综合条件下的适当配合下进行的。所以内、外条件的改变一定会影响到光合作用的进程或光合作用的强度。
回顾13 测试考点4、6、11 分)在相同光照和温度条件下,空气中CO2含量与植物光合产量(有机物积累量)的关系如图3~9 23所示。理论上某种C3植物能更有效地利用CO2,使光合产量高于m点的选项是( )
A.若a点在a2,b点在b2时 B.若a点在a1.b点在b.时 C.若a点在a2,b点在b1时 D.若a点在a1,b点在b2时
13.D点拨;该题通过对坐标图分析正确与否,考查知识的实际应用能力和变通思维方式。
回顾14 测试考点2、9分)在光合作用的暗反应中发生的反应过程有( )
A.CO2的固定,O2的释放
B.CO2的固定,糖的生成
C.H2O的分解,O2的释放
D.CO2的固定产物(C3化合物)的还原
14.B、D点拨:在光反应中,光被光合色素吸收,并传递给少数特殊状态下的叶绿素a,此时水被光解产生氢和氧,同时产生ATP。因此,光反应的反应过程至少有两步:一是H20的分解.O2的释放;二是ATP的生成。暗反应则包括C02的固定和C3的还原。
回顾15 测试考点9 分)离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时,如果突然中断CO2气体的供应.短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是( )
A.C3化合物增多、C5化合物减少
B.C3化合物增多、C5化合物增多
C.C3化合物减少、C5化合物增多
D.C3化合物减少、C5化合物减少
15.C点拨:本题考查的是光合作用过程中光反应与暗反应问的联系,如突然停止CO2的供应,则由于缺少C02,C02的固定阶段受阻,C5 的消耗减少.C3的生成减少;同时,由于光照存在.光反应继续产生[H]和ATP.使C3的还原继续进行。消耗C5,产生C3的速率基本保.护不变,所以C3的量要减少,而C5的量要上升。
回顾16 测试考点2、3、4 在光合作用过程中,不属于暗反应的是( )
A.CO2与五碳化合物结合
B.三碳化合物接受ATP释放的能量
C.H2O的氢传递给NADP+
D.NADPH的氢传递给三碳化合物
16.C 点拨:光合作用过程中的暗反应包括C02的固定和C2的还原两个阶段.C02的固定阶段是一分子的C5和一分子的C02结合生成两 分子的C3;C3的还原阶段是利用光反应产生的[H]:ATP,将C3还原为C5或(CH2O)的过程。H2O中的氢传递给NADP+的过程属于光反应,不在暗反应阶段进行。本题考查了有关光合作用过程的基础知识,对能力要求较低。
回顾17 测试考点2、9 )光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是( )
A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应
17.D点拨:本题考查光合作用两个阶段分别进行的部位,光反应是在叶绿体基粒囊状结构薄膜上进行的。暗反应是在叶绿体基质中进行的。
回顾18 测试考点2、4光合作用暗反应阶段中直接利用的物质是( )
A.02和C3化合物 B.叶绿体色素 C.H2O和O2 D.氢[H]和ATP
18.D点拨:光反应为暗反应提供[H]和ATP,离开光反应,暗反应也不能正常地进行。
回顾19 测试考点4、5、9 6分)下列关于叶绿素合成和功能的叙述错误的是( )
A.光是叶绿素合成的必要条件
B.低温抑制叶绿素的合成
C.矿质元素影响叶绿素的合成
D.提取的叶绿素溶液,给予适宜的温度、光照和CO2,可进行光合作用
19.D点拨:叶绿素的合成需要光照.低温抑制叶绿素的合成,矿质元素是叶绿素合成所必需的,缺乏矿质元素,则叶绿素的合成受阻。植物进行光合作用的基本单位是叶绿体,不仅需要叶绿体中的基粒,还需要叶绿体中一系列的酶.所以只有色素、适宜的外界条件不能进行光合作用。
回顾20 测试考点4、5 叶绿体是植物进行
光合作用的细胞器,下面有关叶绿体的叙述正确的是( )
A.叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上
B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
20.A点拨:本题考查叶绿体的结构.叶绿体是由双层膜构成的细胞器,在叶绿体内有基粒,在基粒囊状结构薄膜上分布着各种色素和与光反应有关的酶。在叶绿体基质中分布着与暗反应有关的酶。
回顾21 测试考点3、5 )阳光通过三棱镜能 显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间,连续光谱中就会出现一些黑色条带,这些条带应位于( )
A.绿光区 B.红光区和绿光区 C.蓝紫光区和绿光区 D.红光区和蓝紫光区
21.D点拨:叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光。所以在经色素吸收后,红光区和蓝紫光区将变暗。
回顾22 测试考点4)生长旺盛的叶片,剪成5毫米见方的小块,抽去叶内气体,做下列处理(如图3—9—24),这四个处理中,沉人底部的叶片小块最先浮起的是( )
22.C点拨:该题考查光合作用进行的条件.温度、光照和C02是进行光合作用过程中的主要影响条件。A试管中的自来水经过煮沸.缺 少CO2,B试管温度过低,不利于进行光合作用,C试管中条件适宜, 光合作用速度较快,产生大量的O2,O2形成气泡附着在叶片上,使叶片的浮力变大,易上浮,D试管缺少光照,不进行光合作用。
回顾23 测试考点4、56分)叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,光能的吸收发生在叶绿体的( )
A.内膜上 B.基质中 C.片层膜上 D.各部位上
23.C点拨:光能的吸收发生在光反应阶段,光反应阶段是在叶绿体基粒囊状结构薄膜上进行的,因为此处分布着与光反应有关的酶和色素。
二、简答题
回顾24 测试考点4、5、6、11 分)回答有关光合作用的问题。图3—9—25表示当影响光合作用的因素X、Y和Z变化时,光合作用合成量和光强度的关系。
(1)图中X1、X2、X3的差异是由于 影响了光合作用的 所导致。要提高大棚作物的光合作用合成量,X3增加为X1,最常采取的简便而有效的措施是 。
(2)图中Y1、Y2、Y3的差异是由于 影响了光合作用的 所致。
(3)图中Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中 反应的不同,如果Z因素代表植物生长发育期,则代表幼苗期、营养生长期和现蕾开花期的曲线依次是 。
24.(1)二氧化碳浓度和温度;暗反应;施放干冰,增加二氧化碳浓度(或燃烧柴草)或适度升温 (2)光波波长(或光质);光反应 (3)光反应和暗;Z1、Z2、Z3
回顾25 测试考点11分)过去人们以为作物播种密度越大,产量越高。在保证营养需要的情况下,有人对小麦的产量与播种量的关系进行了研究,结果如图3—9—26所示:
(1)根据上图分析,当播种密度过大时小麦产量将 。
(2)从影响光合作用效率的因素分析.产生上述现象的原因是 。
25.(1)基本稳定(或不再增加,或略有下降) (2)植株过密,叶片接受光照不足;通风透气差,CO2供应不足
点拨:本题以图表分析题的形式,考查了影响光合作用强度的因素,光照强度,CO2浓度。在种植小麦密度过大时,会造成叶片重叠,接受光照不足.同时由于密度过大会使通风性差,暗反应的原料CO2供应不足,也会使光合作用的过程受影响。
回顾26 测试考点6、11 ,10分)根据光合作用的过程,指出影响植物光合作用的主要因素及其作用。
26.解:①光,是光合作用的能量来源。②温度,温度影响酶活性的变化。③水,水是光合作用的原料和反应介质。④叶绿体,叶绿体是进行光合作用的场所。⑤CO2,CO2是光合作用的原料。点拨:本题着重考查了影响光合作用的因素,正确解答,需综合运用光合作用的知识,分析影响植物光合作用的主要因素,属于知识点较综合的题目。
回顾27 测试考点3、4、6、10、11 分)下面是有关光合作用的问题,请据图3—9-27回答:
(1)图1表示的反应过程进行的场所是 。
(2)请据图1回答:①在有光条件下,停止供给CO2时,二磷酸核酮糖的浓度变化如图、2的 ;磷酸甘油酸的浓度变化如图2的 。②在CO2存在条件下,将植物从暗处移到明处后,磷酸甘油醛的浓度变化如图2的 。
(3)图3表示某绿色植物光合作用中光强度和氧气释放速度的关系。图4表示该植物在不同温度(15℃和25℃)下,某一光强度时氧气释放量和时间的关系。请据图回答:①当图4纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时,则它们分别是在光强度为
和 千勒克斯下的测定值;②若该植物的呼吸商(呼吸商一呼吸放出的CO2量/呼吸消耗的O2量)为0.8,在25℃条件下,1小时内呼吸作用放出的CO2量为 毫升;③若该植物的呼吸商为0.8,在25℃、4千勒克斯光强度下.该植物进行光合作用时除完全利用呼吸所产生的CO2外,每小时还应从外界吸收CO2 毫升;④在4千勒克斯光强度下,25℃时该植物每小时光合作用所产生的葡萄糖量是15℃时的 倍.这主要是因为 。
27.(1)叶绿体基质(2)①D;C②B(3)①4;2.5②16③54④1.4;温度影响光合作用中酶的活性(暗反应过程中的酶活性)
点拨:本题考查了光合作用暗反应的具体过程,以及光合作用与呼吸作用相联系的基础知识。由题中图示可知,停止CO2供应时CO2+C5(二磷酸核酮糖)→2Ca(磷酸甘油酸)反应不能进行,而磷酸甘油酸还不断地被光反应产生的NADPH还原,磷酸甘油酸的量会越来越 少,所以选C。随CO2固定的停止,二磷酸核酮糖的消耗途径停止,由于光反应未停止,有NADPH和ATP的供应,所以会使二磷酸核 酮糖继续生成,则使其的含量上升,由于植物体内存在光呼吸,会消耗部分的二磷酸核酮糖,所以一段时间后二磷酸核酮糖的量会下降,符合曲线D。在暗处,不能进行光反应产生NADPH和ATP,所以磷酸甘油醛的量为零,当移到明处时,光反应产生NADPH和ATP将磷酸甘油酸还原为磷酸甘油醛。使其含量迅速上升,随即受其他条件的限制,其含量会稳定在某一数值不再上升。题(3)中,当图4表示植物净释放的氧气量时,则60分钟时15℃和25℃时O2的净释放量为40毫升和50毫升,在图3中释放量为40毫升和50毫升对应的光强度为4千勒克斯。同理当图4表示植物释放01的总量时,总量分别为40毫升和50毫升,氧气的释放量为40—10=30毫升,50-20=30毫升,30毫升对应的光强度为2.5千勒克斯。25℃条件下,植物的耗氧量为20ml/小时,所以25℃条件下,l小时内呼吸作用放出的CO2量=20×0.8(呼吸商)=16毫升。25℃,4千勒克斯时植物光合作用释放的O2总量为50+20=70毫升/小时,则需消耗CO2的速率为70毫升/小时,并且植物呼吸作用释放CO2速率为16毫升/小时,则需从外界吸收CO2的速率=70-16=54毫升/小时。在25℃,4千勒克斯光强度下,植物光合作用释放O!的总速率=50+20=70毫升/小时,在15℃、4千勒克斯光强度下,植物光合作用释放O2的总速率=40+10=50毫升/小时,则4千勒克斯光强度下,25℃与15℃条件下植物通过光合作用释放O!速率的比值为70/50=1.4(倍),这个比值也是生成葡萄糖量的比值。由于光合作用过程中需酶的参与,所以温度可通过影响酶的活性影响光合作用的速率。
IV.高考题预测 高瞻远瞩 占尽先机
考情预测
预测1:光合作用的影响因素
预测根据:光合作用实现了无机物与有机物之间的转变。为生态系统的正常运转提供了有机物和能量保证,平衡了大气中CO2和O2浓度.使消费者有足够的O2,而其产生的CO2则通过光合作用形成了有机物,实现物质良性循环。而CO2浓度、温度、光照、水、肥条件则可影响光合作用,使其无法正常进行,故研究光合作用的过程、意义,必须研究光合作用的影响因素,并且在光合作用的影响因素方面,有很多方面可涉及各种类型的题目.对能力的要求较高。
命题角度预测:本知识点的考查多联系呼吸作用知识考查分析综合能力,以图、表、信息题为主要考查方式,对其复习应注意光合作用与呼吸作用的过程联系及对比区别。
预测2:光合作用有关的探究实验
预测根据:光合作用是自然界中十分重要的过程,对此过程人类是经过长时间的科学探究与刻苦钻研努力才发现的,探究实验是近几年来考查考生能力的主要方式。例析、实验说明、实验设计等题目的分值在40%以上,在理综卷中可占60%,故此探究过程是高考考查的重点、难点。
命题角度预测:对本知识点,以选择题形式出现,考查实验分析、说明能力;以简答题形式出现,考查实验分析、实验设计及综合应用、语言、图表表述能力。
考点预测题
A卷 基础经典预测题 (100分60分钟) (315)
一、选择题(每题5分,共50分)
备考1测试考点4、6 在油菜上选取健壮且叶龄相似的叶片数片,用直径为]cm的打孔器避开叶脉.打下小圆片60片放入水中,采取措施将叶片内的空气逐出.代之以水.充满水的叶子圆片沉入水中。把下沉的叶子圆片连同水放置在黑暗处备用。取6只编号烧杯,各倒人2mL凉开水,用玻璃管向3,4,5,6号烧杯内的凉开水各吹气数分钟,再向6只烧杯各放入叶圆片lO片,分别置于不同光照和温度条件下,作如表3 9 12所示的处理:
表3-9-1 2
杯号 光照强度/klx 温度/℃ 水
1 1 5 25 凉开水
2 5 25 凉开水
3 15 5 经吹气处理的凉开水
4 5 25 经吹气处理的凉开水
0 15 25 经吹气处理的凉开水
6 5 5 经吹气处理的凉开水
关于上述实验的叙述中,正确的是( )
①向3,4,5,6号烧杯中的凉开水吹气,目的是增加水中的CO2含量②叶圆片最先上浮的烧杯应是5号 ③本实验证明了光合作用速率受光照强度、温度、CO2含量等外界因素的影响④实验中3号与5号烧杯比较,可说明光合作用速率受光照强度的影响
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
1.A点拨:考查光合作用。本试验证明了光合作用速率受光照强度、温度、CO2含量等外界因素的影响。3号和5号比较,只能说明光合作用速率受温度的影响。
备考2测试考点1、2、9光合作用为几乎所有生物的生存提供了物质和能量来源,又为维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定起了重要的作用。所以研究光合作用有着非常重要的意义。下列对于光合作用的发现及过程和意义的叙述正确的是( )
A.普里斯特利通过将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不死亡的实验证明了植物光合作用可以产生氧气
B.光反应为暗反应二氧化碳的固定和三碳化合物的还原提供了必需的能量
C.光合作用为生物由水生到陆生、厌氧型到需氧型的进化提供必要的条件
D.在光反应中,叶绿体中色素的用途就是吸收光能
2.C点拨:本题重在考查光合作用的发现历史、过程及意义。普里斯特利只是证明绿色植物可以更新空气、没有证明产生的气体为O2;C02的固定阶段不需能量的参与;在光反应中,色素的功能是吸收、传递、转化光能。
备考3测试考点2、4、11 图3—9-28表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线,该曲线是通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2吸收和释放的情况。你认为图3-9-29中,能代表细胞中发生的情况与曲线中B点相符的是( )
3.C点拨:在图示中B点表示光合作用强度与呼吸作用强度相等,即呼吸作用释放的CO2全被光合作用利用,故只有C图能满足此要求。
备考4测试考点2、7、9图3一%30是两类不同植物叶片部分结构的示意图。下列叙述合理的是( )
A、甲是C3植物,CO2中C的转移途径是:CO2→C3→(CH2O)
B.乙是C4植物,CO2中C的转移途径是:CO2→C4→C3
C.甲是C4植物,CO2中C的转移途径是:CO2→C4→C3
D.乙是C3植物,CO2中C的转移途径是:CO2→C3→C4
4.C 点拨:由C4植物结构可判断甲是C4植物,因为在甲植物体内,维管束的周围有花环形结构,并且在维管束鞘细胞中有叶绿体,在C4植物中C的转移途径是CO2→C4→C3→有机物。
备考5测试考点1 德国科学家恩吉尔曼利用一极细光束,照在丝藻上,结果发现,经光束照射部位有大量的好氧性细菌聚集在带状叶绿体周围。该实验不能证明的是( )
A.光合作用的过程中必须要有光能 B.光合作用的过程中有氧气释放出来
C.光合作用的过程是在叶绿体上进行的 D.在光合作用的过程中,CO2是必需的原料
5.D 点拨:在恩吉尔曼实验中,有光部位和无光部位做对照可证明光合作用需光;利用能否进行光合作用部位的结果对照说明光合作用可产生02;利用有无叶绿体做对照可说明光合作用的场所是叶绿体。但本实验没有涉及CO2的对照,故不能通过本实验说明光合作用需要CO2。
备考6测试考点1 1 叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积,叶面积指数越大,叶片交错重叠程度越大。图3—9-31表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系。下列叙述中,错误的是( )
A.A点表示光合作用和呼吸作用强度相等
B.两条曲线围成的部分代表有机物的积累量
C.叶面积指数大约为5时,对农作物增产最有利
D.叶面积指数超过7时,农作物将减产
6.D点拨:在光合作用大于呼吸作用时,农作物就积累有机物,反之则消耗有机物。由题中图示可知,在叶面积指数超过9时,植物将减产。
备考7测试考点2、4、6、11 在适宜的温度、水分和CO2条件下,分别测定强光和弱光时不同植物的净光合作用量,如图3-9-32。请据此判断,下列叙述不正确的是( )
A.该条件下,使植物吸收CO2量增加或减少的主要生态因素是光
B.植物在强光下的净光合作用量一定比弱光下高
C.同等光照条件下.玉米比小麦的净光合作用量高
D.大多数农作物都是喜阳植物
7.B点拨:不同植物对光照强度所需的数值是不相等的,阳生植物需强光,故其在强光下的光合作用强度大于在弱光下的光合作用强度,而阴生植物则相反,即在弱光下的光合作用强度要大于在强光下的光合作用强度,故B项叙述是错误的。
备考8测试考点6、1 1 在培养皿底部铺上棉花.豌豆的种子放在棉花上。实验过程与结果如表3—9 1 3所示:
表3—9-13
装置 场所 温度 棉花状态 数日后的现象
甲 日光 23℃ 潮湿 全部发芽
乙 日光 23℃ 干燥 没有发芽
丙 黑暗 23℃ 潮湿 全部发芽
丁 黑暗 23℃ 干燥 没有发芽
以上实验最能证明种子发芽需要( )
A.阳光 B.空气 C.温度 D.水
8.D点拨:根据实验对照原则可知,光照与黑暗对种子萌发没有影响,温度都相同,则该实验只能说明水对种子萌发有影响。
备考9 测试考点4、11实验室里有三种植物细胞,分别取自植物的三种营养器官。在适宜的光照、温度条件下。测得甲细胞只释放CO2而不释放O2,乙细胞只释放02而不释放CO2,丙细胞既不释放02也不释放CO2以下叙述中错误的是( )
A.甲不可能取自于叶 B.乙不可能取自于根 C.丙可能是死细胞 D.甲可能取自于茎
9.A点拨:甲细胞只释放CO2而不释放O2,说明甲细胞进行呼吸作用,并且呼吸作用强度大于光合作用强度,或只进行呼吸作用;乙细胞只释放O2而不释放CO2,说明乙细胞光合作用的强度大于呼吸作用强度;丙细胞既不释放02,也不释放CO2,说明丙细胞光合作用的强度等于呼吸作用强度,或是死细胞。可见甲可能来自于根、茎、叶;乙只可能来自于叶;丙可能来自于叶或是死细胞,故答案为A,本题考查了对 知识的分析综合能力,对能力的要求较高。
备考10测试考点1 1 图3—9—33的曲线表示一种绿色植物制造葡萄糖的速率,在其他条件不变的情况下,若在4d中每天进行24h的人工照明,请指出该曲线是( )
10.B点拨:4d中用人工照明的方法使其进行光合作用,所以一天24小时中光合作用的速率不变,符合曲线B。
二、简答题(50分)
备考11 测试考点2、3、11(22分) 图3—9 34是发生在植物叶片细胞内的A、B两个生理过程之间的关系示意图解。请据图回答:
(1)图中A和B分别表示植物的 和 两个生理过程。如果A和B分别表示一种细胞器,则A是 ,B是 ,
(2)物质a与b分别是 、 ,而①过程需要在酶的作用下,经过 和 —两个过程最终生成a物质。
(3)②过程所发生的能量变化是 。③与④过程所发生的能量变化是 。
(4)在充足的光照条件下,③过程产生的CO2将会迅速用于①过程,原因是 。
11.(1)光合作用;呼吸作用;叶绿体;线粒体 (2)糖;氧气;CO2的固定;三碳化合物(Ca)的还原 (3)光能转变成电能,电能转变成活跃的化学能;稳定的化学能转变成活跃的化学能 (4)因为在充足光照下,光合作用的速度高于呼吸作用的速度
点拨:本题重在考查光合作用与呼吸作用的联系。由图中信息可知A中进行光合作用的为叶绿体,B中进行呼吸作用的为线粒体,光合作用为呼吸作用提供了O2和有机物,则a为有机物.b为02。呼吸作用可产生CO2。在光照充足条件下,CO2浓度为限制性因素,故呼吸作用产生的CO22可迅速地被光合作用所利用。
备考12测试考点2、11(14分) 小麦籽粒成熟过程中积累的糖类主要是依靠穗下第一张叶片(旗叶)的光合作用供给的。有人做了这样一个实验(图甲),将旗叶包在一透明的袋中,袋中始终保持25℃及充足的CO2,在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时,套环温度调节到20℃.测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到5℃时,发现葡萄糖从旗叶向穗运输的过程被抑制,继续测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量,测得的结果如图乙所示。请据图3—9 35回答:
(1)叶片基部温度变化对袋内叶片蒸腾作用 (填;有”或;无”)影响。 •
(2)叶片基部处于低温(5℃)状态时,后30分钟,CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态是否有关? 。理由是 。CO2的吸收速率 下降的主要原因是
12(1)无 (2)无关;气孔关闭与叶片水分散失有关,在前后30分钟内的水分散失量不变,说明气孔的开闭状况也不变;葡萄糖向穗的输送被抑制,叶片中的葡萄糖量增加,使光合作用过程受抑制,所以CO2吸收量下降
点拨:影响光合作用的外界因素主要有CO2浓度、光照、温度等,影响蒸腾作用的因素主要是气孔的开闭程度,所以叶片基部的温度变化与叶片的蒸腾作用无关。根据图乙可知,水分的散失量在整个时间内基本不变,说明气孔的开闭情况也基本不变。CO2的吸收速率取 决于光合作用速率的高低。题目中改变的是叶片基部的温度,并不能改变叶片中酶的活性,只是通过有机物的积累,从而使光合作用的 进行受抑制,所以CO2的吸收减少。本题着重考查了对具体事例的分析能力,对能力要求较高。
备考13测试考点6、8(14分) 某生物课外活动小组进行;如何提高农作物产量”的研究性学习活动。经他们研究后得出结论,但没有及时总结成文。请你根据所学的生物学知识帮助他们完成以下结论:
(1)在土壤方面:比较砂土、黏土、团粒土中生长的植物,较多的植物在 土中农作物能获得高产。
(2)大量灌溉和大量施肥,不仅造成不必要的浪费,还会影响植物根系 和 等生理活动,从而影响产量。
(3)在利用光能方面:大棚的薄膜、温室的玻璃应选用 色透明的材料,使植物最大限度地吸收光能。
(4)在温度控制方面:在气温较低的情况下,可采用白天适当提高温度,以促进 的进行;在气温较高的情况下,可采用夜晚适当降低温度,以降低 的进行,确保温室和大棚农作物产量的提高。
(5)利用二氧化碳方面:大棚种植农作物时.应采取 、施有机肥等多项措施,满足植物对二氧化碳的需要。
13.(1)团粒(2)呼吸作用;渗透吸水(3)无 (4)光合作用;呼吸作用 (5)通风
点拨:本题是一实际应用类试题,光合作用的强度可影响农作物的产量,而水、肥、CO2浓度、光、温度可影响光合作用。在团粒的土壤中02较多,故可快速吸收大量矿质元素,使农作物增产,利用同样的道理可对其他小题进行解答。
B卷 综合应用创新预测题 (60分 45分钟) (315)
备考1(学科内综合题)测试考点6、11(6分) 将一株植物周围环境中的一昼夜温度变化(曲线D、光照变化(曲线Ⅱ)和植物吸收CO2变化(曲线Ⅲ)的数据绘成图3—9-36。请回答:
(1)植物在 段内制造有机物;在此过程中,连接光反应和暗反应的关键物质是 ,若提供给此植物14CO2,请写出在光合作用中产生的可能含有14C的化合物(假定最终产物为糖类) 。
(2)植物在曲线中 段积累有机物。
(3)曲线中d点时,植物体内C3化合物和C5化合物含量变化为(4)曲线在a处凸起.原因是 。
1.(1)b~f;ATP [H](或NADPH);C3、(CH20) (2)c~e (3)Ca化合物减少,C5化合物增多 (4)此时温度低,酶活性较低,呼吸作用弱
点拨:本题考查了光合作用的影响因素、光合作用的化学方程式,光合作用过程中的元素走向,以及特殊情况下中间代谢产物的含量变化等众多知识点,该题是一章内综合题,对综合应用能力要求较高。a点位置植物只进行呼吸作用,a点凸起主要原因是夜间降温限制了呼吸作用过程中酶的活性,从b点起已经有了光照,所以开始进行光合作用,但强度较弱,低于呼吸作用,所以还表现出释放CO2,C点表示光合作用强度与呼吸作用强度相等,既没有CO2的吸收,也没有CO2的释放。随光照强度继续增强,蒸腾作用也随之加强,为防止水分过分散失,气孔部分关闭,从而也限制了CO2的吸收,使光合作用变化曲线在夏季的中午出现光合作用强度下降的现象,此时光合作用强度的限制因素为CO2浓度,CO2浓度减小,光强度较强,所以此时C3化合物的量下降,C5化合物的量上升,直到e处停止有机物的积累,到f处光合作用停止。
备考2 (学科内综合)题测试考点4、1 1(10分) 图3—9-37是在光照充足的条件下,温度对光合作用和呼吸作用速率的影响。
(1)在温度为 左右时,光合作用与呼吸作用速率相等。若长期处于此条件下,植物为何不能正常生长?
(2)在温度为 时最有利于植物的生长.主要的原因是 。
(3)据图分析,与 作用有关的酶对高温更敏感。
(4)在20℃~40℃范围内将光照强度降至很低时,将对植物产生什么影响? ,原因是 。
2.(1)46℃;因为有机物净合成量为零(或有机物分解量等于合成量)。(2)30℃(或30℃~35℃);此时光合作用合成有机物的量与呼吸作用所消耗有机物的量差值最大 (3)光合 (4)有机物分解大于合成(或植物不能生长);光照强度降低影响了光合作用;但呼吸作用仍在进行
点拨:本题考查了温度对光合作用、呼吸作用强度的影响。随温度的变化,光合作用强度的变化较大,所以很容易造成呼吸作用强度大于光合作用强度,使植物出现在高温时消耗有机物的现象。
备考3 (实际应用题)测试考点6、1 1(4分) 图3—9-38为某成熟森林生态系统的植物叶面积指数与光合作用生产有机物的总量、干物质量和呼吸量的关系示意图。(图中叶面积指数是指单位表面积植物叶片的总面积数量。该数值越大,表示叶片交错覆盖的程度越大)。判断a、b、c三条曲线依次代表的三种物质量以及为保持林木最大的生产量应采取的措施分别应是( )
①干物质量 ②有机物的总量③呼吸量 ④禁止砍伐林木⑤适量砍伐林木,使林木保持合适的密度
A.②①③、⑤B.①③②、④C.①②③、⑤D.②①③、④
3.A点拨:本题以较新的立意,考查了对森林的合理利用以及叶面积指数影响光合作用、呼吸作用速率等知识点。随叶面积指数上升叶片交错覆盖的面积越大,单位叶面积上的平均光合作用速率下降,而呼吸作用的速率上升,所以会导致总光合作用速率基本不变而呼吸作用总速率上升,最终会导致植物体内有机物的总量会下降,在进行森林采伐时应进行合理采伐。
备考4 (实验题)测试考点4、9、1 1(8分) 如图3—9 39所示的实验装置是用来研究碳酸氢钠溶液的浓度对光合作用速率的影响。实验结果如图3—9-40。
(1)叙述和解释当二氧化碳浓度增加时光合作用速率的变化(每分钟产生气体柱的长度)。
①O%到0.4%。②0.4%到0.6%。
(2)叙述并解释当NaHC03浓度维持恒定时,放一些水蚤在气瓶中对产气速率的影响。
(3)本实验用蒸馏水做对照,你能否提出更好的对照?
4.解:(1)①当CO2浓度增加时,光合作用速率快速提高,为光合作用提供充足的CO2,光合作用所需要的其他因素不受限制;②光合作用速率有微小的增加,然后维持恒定.这是因为受一些其他因素限制。(2)产气速率增加。水蚤呼吸时释放CO2,增加水中CO2的浓度,从而提高光合作用的速率。(3)将依乐得藻放在蒸馏水中(无NaHC03)。
点拨:本题题干简单,但对识图能力要求较高,解答时应首先明确瓶B中的依乐得藻在光照条件下,利用H20及NaHCO3提供的CCO2进行光合作用并产生O2的生理过程,而后观察图B中NaHC03与产气量问的关系图来分析第(1)问。解答第(2)问要明确水蚤为动物,异化作 用是消耗O2,提供CO2,对实验设计,要求的对照实验必须是单一变量.为此最好是选择仅无NaHCO3而其他控制变量都有。
备考5创新题-测试考点4、11(8分) 科学研究表明,环境因素会影响到植物体内有机物的运输。为了研究温度对植物体内有机物运输的影响,有人设计在不同组合的气温与土温条件下,用14CO2饲喂甘蔗叶片,经过12小时光合作用后,测定饲喂叶、饲喂叶以上的植株部分、饲喂叶以下的叶和茎秆、根部中的含14C的光合产物分布情况,结果如图3—9-41所示。请据此回答:
(1)在实验中起对照作用的是 组。
(2)本实验采用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子的转移途径,这种研究方法称为 ;二氧化碳的碳原子在甘蔗体内的转移途径是二氧化碳 。
(3)以上实验,可得结论 。
5.(1)A(2)同位素标记法;四碳化合物(C4);三碳化合物(C3) (3)当土温高于气温时,甘蔗光合产物运向根部的比例增大。反之,则减小
点拨:考查考生对实验题的分析能力和读图能力。A、B、C三组实验中:A组和B组有一条件不同,A组和C组也有一条件不同,而B和C有两组条件不同,所以A为对照组。用CO2追踪C原子的转移途径,是运用到同位素标记法。因为植物甘蔗是C4植物,所以C02转移途径为:CO2→C4→C3→(CH20),由A、B对照说明,当土温高于气温时,甘蔗光合产物运向根部的比例增大。由A、C对照,说明当气温高于土温时,甘蔗光合产物运向根部比例减少。
备考6(科学探究题)测试考点6、11(12分) 某学校的研究性学习小组对其附近的一个温带湖泊进行了调查,其中一个项目是测量在冬季和夏季不同水层的温度和氧气含量,根据测量结果和湖泊的情况绘制成的曲线图,如图3—9-42所示。请仔细分析后回答下列问题:
(1)根据物理学原理,气体在水中的溶解度与温度呈反比关系,然而比较冬、夏两个季节中表水层的氧气含量,夏季表水层中的氧气含量比冬季要多。其主要原因是,夏季表水层温度 ,适宜藻类生长,通过藻类的 作用释放氧气使表水层中氧气含量增加。
(2)某小组在冬季和夏季分别取该湖泊6米水深的等量水且养殖数量相同、大小一致的鱼,在各种非生物因素保持原状的条件下,请预测鱼成活时间长的季节是 。请说出你推侧的理由:① ;② 。
6.(1)比冬季高;光合 (2)冬季;夏季比冬季水温高,鱼代谢旺盛,耗氧量大;6米水深处夏季比冬季水中含氧量低
点拨:把握题意:以两个图分别说明溶氧量与水深有FC的关系,且有冬、夏之别,读了之后,一时很难理出头绪,不妨分别处理。夏季:浅层温度高,溶氧量低,深层相反;冬季:浅层温度低,溶氧量高,深层相反。(1)夏冬季浅层含氧量均较高,题干告知夏季高于冬季;原因”所问的引导性非常明确。(2)过6米处作横轴平行线分别与二曲线相交,再过各交点向横轴投影。易知:6米处冬季比夏季溶氧量高,冬季比夏季温度低。
备考7 科学探究题测试考点6、1 0、11(12分) 小明的家邻近有一小片丛林和几家工厂,以下A、B、C三个图形依次表示一天中丛林里水分消失、当地CO2的吸收和释放、当地附近大气污染物质浓度的变化情况。若图3—9-43所表示与小明居所的环境相似,请依图回答问题(S代表面积):
(1)由图A可见,SA-SB>0,其差值主要用于若SA-SB <o,仅从外界环境推测,当日气温可能偏高,或者从林地表土壤溶液的浓度
(2)图B中的SⅢ-SⅡ>0,说明
(3)如果要这一小片丛林保持生长状态,SA与SB、sⅢ与sⅡ应经常呈 的关系。
(4)小明原来有天还没亮时就在树丛小路上跑步的习惯,后来他更改了跑步的时间。从环境因素考虑,你认为原因是什么?
7.(1)光合作用等生命活动;大于植物根细胞中细胞液的浓度 (2)植物的光合作用效率大于呼吸作用效率,植物积累有机物 (3)sB-sA>O,sⅢ-SⅡ>O(4)清晨空气中氧分压较低C02浓度较高,此时跑步对人体健康不利。
点拨:本题对能力的要求较高,题目以具体的事例设计了相应的曲线,并要求对图表进行详细的分析,这加大了题目的难度。题中涉及的知识点有:植物的蒸腾作用、光合作用与呼吸作用之问的关系,以及光合作用对环境保护的作用。植物吸收的水分绝大多数以蒸腾作用散失,只有少量的参与各种生命活动,在气温偏高或土壤溶液浓度偏高时都会使植物通过蒸腾作用散失的水分多于植物通过根系吸收的水分,而使植物发生萎蔫现象。一天中,白天植物积累有机物,晚上消耗有机物,当积累大于消耗时说明植物体内的有机物含量逐渐增多。由图B和图C可以分析得到清晨O2含量少.CO2的浓度较高,所以选择清晨进行体育锻炼对身体是有害的。
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