1、第第1111講能量之源講能量之源光與光合作用光與光合作用第三單元第三單元 細胞的能量供應和利用細胞的能量供應和利用2014最新考綱最新考綱1.光合作用的基本過程光合作用的基本過程()2.影響光合作用速率的環境因素影響光合作用速率的環境因素()3.實驗實驗:葉綠體色素的提取和分離葉綠體色素的提取和分離考點突破考點突破基礎整合基礎整合實驗平臺實驗平臺題組演練題組演練一、捕獲光能的色素和葉綠體的結構一、捕獲光能的色素和葉綠體的結構1.葉綠體葉綠體(1)結構模式圖結構模式圖:雙層膜雙層膜暗反應暗反應色素色素光反應有關的酶光反應有關的酶(3)功能功能:進行進行 的場所的場所(4)恩格爾曼的實驗恩格爾曼的

2、實驗:好氧細菌只分布于好氧細菌只分布于 被光束照射的部被光束照射的部 光合作用光合作用葉綠體葉綠體2.葉綠體中色素的種類、含量及功能葉綠體中色素的種類、含量及功能(1)色素的種類、含量色素的種類、含量連一連連一連(2)功能功能: 和轉換光能。和轉換光能。【思維激活【思維激活1 1】 植物體內所含有的色素都參與光合作用嗎植物體內所含有的色素都參與光合作用嗎? ?提示提示: :不一定。葉綠體中色素都參與光合作用不一定。葉綠體中色素都參與光合作用, ,液泡中色素不參與光合作用。液泡中色素不參與光合作用。吸收、傳遞吸收、傳遞二、光合作用的探索歷程二、光合作用的探索歷程 連一連連一連 三、光合作用的過程

3、三、光合作用的過程H+OH+O2 2葉綠體類囊體薄膜葉綠體類囊體薄膜ATPATP葉綠體基質葉綠體基質(CH(CH2 20)+C0)+C5 5ADP+PiADP+Pi穩定的化學能穩定的化學能【巧學助記【巧學助記】 光合作用過程一、二、三、四光合作用過程一、二、三、四一個場所一個場所(葉綠體葉綠體)兩個階段兩個階段(光反應、暗反應光反應、暗反應)三種能量三種能量(光能光能ATP中活躍化學能中活躍化學能(CH2O)中穩定化學能中穩定化學能)四個物質變化四個物質變化:水光解、水光解、ATP形成、形成、CO2固定、固定、C3還原。還原。【思維激活【思維激活2 2】 光合作用過程中光合作用過程中, ,各種

4、中間產物的量是相對穩定的各種中間產物的量是相對穩定的, ,為什么為什么? ?提示提示: :光合作用是一個動態過程光合作用是一個動態過程, ,某一物質既是上一個反應的產物某一物質既是上一個反應的產物, ,又是下一個反應的又是下一個反應的底物底物, ,各種物質相互制約各種物質相互制約, ,達到動態穩定。達到動態穩定。四、光合作用原理的應用四、光合作用原理的應用1.光合作用強度光合作用強度(1)概念概念:植物在植物在 內通過光合作用制造內通過光合作用制造糖類糖類的數量。的數量。(2)表示方法表示方法:用一定時間內用一定時間內 或或 的數量來定量表示。的數量來定量表示。2.影響因素影響因素(1)空氣中

5、空氣中 。 (2)土壤中土壤中 。(3)光照的光照的 、 以及光的以及光的 。 (4) 的高低。的高低。3.應用：控制應用：控制 和溫度的高低、適當增加作物環境中和溫度的高低、適當增加作物環境中 來提來提高光合作用強度。高光合作用強度。單位時間單位時間原料消耗原料消耗產物生成產物生成CO2CO2濃度濃度時間時間強度強度成分成分溫度溫度光照的強弱光照的強弱CO2CO2的濃度的濃度水分含量水分含量體驗式自評體驗式自評1.(1.(20132013新課標全國理綜新課標全國理綜) )關于葉綠素的敘述關于葉綠素的敘述, ,錯誤的是錯誤的是( ( ) ) A. A.葉綠素葉綠素a a和葉綠素和葉綠素b b都

6、含有鎂元素都含有鎂元素 B.B.被葉綠素吸收的光可用于光合作用被葉綠素吸收的光可用于光合作用 C.C.葉綠素葉綠素a a和葉綠素和葉綠素b b在紅光區的吸收峰值不同在紅光區的吸收峰值不同 D.D.植物呈現綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光植物呈現綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光2.2.判斷下列有關葉綠體色素敘述的正誤。判斷下列有關葉綠體色素敘述的正誤。 (1)(1)利用紙層析法可分離利用紙層析法可分離4 4種葉綠體色素。種葉綠體色素。( (20122012海南生物海南生物)()( ) ) (2) (2)葉綠素葉綠素a a和和b b主要吸收紅光和藍紫光。主要吸收紅光和藍紫光。( (20122012

7、海南生物海南生物)()( ) ) (3) (3)紅楓葉片呈紅色是因為吸收了紅光。紅楓葉片呈紅色是因為吸收了紅光。( (20112011海南生物海南生物)()( ) ) (4) (4)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。液泡中色素吸收的光能用于光合作用。( (20112011海南生物海南生物)()() ) (5) (5)葉片黃化葉片黃化, ,葉綠體對紅光的吸收增多。葉綠體對紅光的吸收增多。( (20122012福建理綜福建理綜)()() )3.3.下列有關葉綠體和光合作用的過程說法錯誤的是下列有關葉綠體和光合作用的過程說法錯誤的是( () ) 破壞葉綠體外膜后破壞葉綠體外膜后,O,O2 2不能產生

8、不能產生( (20112011浙江理綜浙江理綜) ) 離體的葉綠體基質中添加離體的葉綠體基質中添加ATPATP、NADPHNADPH和和COCO2 2后后, ,可完成碳反應可完成碳反應( (20112011浙江理綜浙江理綜) ) 葉綠體中進行光反應的膜結構不能合成葉綠體中進行光反應的膜結構不能合成ATP(2012ATP(2012北京理綜北京理綜) ) 水是光合作用的原料水是光合作用的原料, ,又是光合產物在植物體內運輸的主要介質又是光合產物在植物體內運輸的主要介質( (20122012浙江理綜浙江理綜) )D D體驗式自評體驗式自評4.2,6-4.2,6-二氯酚靛酚是一種藍色染料二氯酚靛酚是一

9、種藍色染料, ,能被還原劑還原成無色。從葉綠體中分離出類囊能被還原劑還原成無色。從葉綠體中分離出類囊 體體, ,置于置于2,6-2,6-二氯酚靛酚溶液中二氯酚靛酚溶液中, ,對其進行光照對其進行光照, ,發現溶液變成無色發現溶液變成無色, ,并有并有O2O2釋放。釋放。 此實驗證明此實驗證明 () A. A.光合作用在類囊體上進行光合作用在類囊體上進行 B.B.光合作用產物光合作用產物O2O2中的氧元素來自中的氧元素來自CO2CO2 C. C.光反應能產生還原劑和光反應能產生還原劑和O2O2 D. D.光合作用與葉綠體基質無關光合作用與葉綠體基質無關5.(20115.(2011新課標全國理綜新

10、課標全國理綜) )番茄幼苗在缺鎂的培養液中培養一段時間后番茄幼苗在缺鎂的培養液中培養一段時間后, ,與對照組相與對照組相 比比, ,其葉片光合作用強度下降其葉片光合作用強度下降, ,原因是原因是 ( () ) A. A.光反應強度升高光反應強度升高, ,暗反應強度降低暗反應強度降低 B.B.光反應強度降低光反應強度降低, ,暗反應強度降低暗反應強度降低 C.C.光反應強度不變光反應強度不變, ,暗反應強度降低暗反應強度降低 D.D.光反應強度降低光反應強度降低, ,暗反應強度不變暗反應強度不變6.6.生長于較弱陽光下的植物生長于較弱陽光下的植物, ,當提高當提高CO2CO2濃度時濃度時, ,光

11、合速率并未加快。對這一現象最可光合速率并未加快。對這一現象最可 能的解釋是能的解釋是 ( () ) A. A.呼吸作用受阻影響光合作用呼吸作用受阻影響光合作用 B.B.使使C3C3還原的還原劑和還原的還原劑和ATPATP不足不足 C.C.暗反應過程所需的酶在弱光條件下活性低暗反應過程所需的酶在弱光條件下活性低 D.D.呼吸作用強呼吸作用強, ,大量消耗光合作用產物大量消耗光合作用產物CBB網絡圖構建網絡圖構建色素、酶、色素、酶、DNA、RNA、ATP、ADP、Pi光照光照溫度溫度光照光照光反應光反應暗反應暗反應有光無光均可有光無光均可光能光能ATP中中活躍的化學能活躍的化學能ATP中活躍的化學

12、能中活躍的化學能有機物中穩定的化學能有機物中穩定的化學能 情景引領情景引領 綠色植物是主要的能量轉換者綠色植物是主要的能量轉換者,是因為它們均含有葉綠體是因為它們均含有葉綠體(圖甲圖甲)這一完成這一完成能量轉換的細胞器能量轉換的細胞器,圖乙是圖甲中的色素分離結果圖乙是圖甲中的色素分離結果,圖丙是在圖甲圖丙是在圖甲結構中進行的生化結構中進行的生化反應反應,分別代表圖甲中葉綠體的結構。下列相關敘述中分別代表圖甲中葉綠體的結構。下列相關敘述中,不正確的是不正確的是()A.圖乙中的色素帶由圖乙中的色素帶由1到到4分別是葉綠素分別是葉綠素b、葉綠素、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素、葉黃素、胡蘿卜素,這些色素

13、存這些色素存在于圖甲在于圖甲中中B.光照條件下光照條件下,圖甲中的圖甲中的上能進行光反應上能進行光反應,產生產生H、ATP、O2C.圖甲中圖甲中和和的成分和結構相似的成分和結構相似D.環境條件相對穩定的條件下環境條件相對穩定的條件下,圖甲圖甲中的中的C3含量多于含量多于C5E.如果突然降低如果突然降低CO2的濃度的濃度,圖丙中的圖丙中的C3含量會一直下降含量會一直下降考點一考點一 葉綠體內的色素及光合作用的過程葉綠體內的色素及光合作用的過程 E思考思考: :(1)(1)圖乙中色素圖乙中色素3 3、4 4主要吸收什么光主要吸收什么光? ?答案提示答案提示: :藍紫光。藍紫光。考點歸納考點歸納1.

14、色素的種類和吸收光譜色素的種類和吸收光譜色素種類色素種類葉綠素葉綠素( (3/43/4) )類胡蘿卜素類胡蘿卜素( (1/41/4) )葉綠素葉綠素a a葉綠素葉綠素b b胡蘿卜素胡蘿卜素葉黃素葉黃素分布分布吸收光譜吸收光譜A A為葉綠素為葉綠素, ,主要吸收紅光和藍紫光主要吸收紅光和藍紫光; ;B B為類胡蘿卜素為類胡蘿卜素, ,主要吸收藍紫光主要吸收藍紫光藍綠色藍綠色黃綠色黃綠色橙黃色橙黃色黃色黃色葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的類囊體薄膜上 情景引領情景引領 綠色植物是主要的能量轉換者綠色植物是主要的能量轉換者,是因為它們均含有葉綠體是因為它們均含有葉綠體(圖甲圖甲)這一完成這一完成能量轉換

15、的細胞器能量轉換的細胞器,圖乙是圖甲中的色素分離結果圖乙是圖甲中的色素分離結果,圖丙是在圖甲圖丙是在圖甲結構中進行的生化結構中進行的生化反應反應,分別代表圖甲中葉綠體的結構。下列相關敘述中分別代表圖甲中葉綠體的結構。下列相關敘述中,不正確的是不正確的是()A.圖乙中的色素帶由圖乙中的色素帶由1到到4分別是葉綠素分別是葉綠素b、葉綠素、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素、葉黃素、胡蘿卜素,這些色素存這些色素存在于圖甲在于圖甲中中B.光照條件下光照條件下,圖甲中的圖甲中的上能進行光反應上能進行光反應,產生產生H、ATP、O2C.圖甲中圖甲中和和的成分和結構相似的成分和結構相似D.環境條件相對穩定的條件下環

16、境條件相對穩定的條件下,圖甲圖甲中的中的C3含量多于含量多于C5E.如果突然降低如果突然降低CO2的濃度的濃度,圖丙中的圖丙中的C3含量會一直下降含量會一直下降考點一考點一 葉綠體內的色素及光合作用的過程葉綠體內的色素及光合作用的過程 E考點一考點一 葉綠體內的色素及光合作用的過程葉綠體內的色素及光合作用的過程 2.光合作用過程光合作用過程(1)光反應與暗反應的比較光反應與暗反應的比較 情景引領情景引領 綠色植物是主要的能量轉換者綠色植物是主要的能量轉換者,是因為它們均含有葉綠體是因為它們均含有葉綠體(圖甲圖甲)這一完成這一完成能量轉換的細胞器能量轉換的細胞器,圖乙是圖甲中的色素分離結果圖乙是

17、圖甲中的色素分離結果,圖丙是在圖甲圖丙是在圖甲結構中進行的生化結構中進行的生化反應反應,分別代表圖甲中葉綠體的結構。下列相關敘述中分別代表圖甲中葉綠體的結構。下列相關敘述中,不正確的是不正確的是()A.圖乙中的色素帶由圖乙中的色素帶由1到到4分別是葉綠素分別是葉綠素b、葉綠素、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素、葉黃素、胡蘿卜素,這些色素存這些色素存在于圖甲在于圖甲中中B.光照條件下光照條件下,圖甲中的圖甲中的上能進行光反應上能進行光反應,產生產生H、ATP、O2C.圖甲中圖甲中和和的成分和結構相似的成分和結構相似D.環境條件相對穩定的條件下環境條件相對穩定的條件下,圖甲圖甲中的中的C3含量多于含量多

18、于C5E.如果突然降低如果突然降低CO2的濃度的濃度,圖丙中的圖丙中的C3含量會一直下降含量會一直下降考點一考點一 葉綠體內的色素及光合作用的過程葉綠體內的色素及光合作用的過程 E思考思考: :(2)(2)若在光反應條件適宜的情況下若在光反應條件適宜的情況下, ,若不再供應若不再供應COCO2 2, ,光反應還能繼續產生光反應還能繼續產生O O2 2嗎嗎? ?答案提示答案提示: :不能。會抑制光反應的進行。不能。會抑制光反應的進行。考點一考點一 葉綠體內的色素及光合作用的過程葉綠體內的色素及光合作用的過程 【易錯提醒【易錯提醒】 與光合作用過程有關的與光合作用過程有關的3 3個易錯點個易錯點若

19、同一植物處于兩種不同情況下進行光合作用若同一植物處于兩種不同情況下進行光合作用甲甲: :一直光照一直光照1010分鐘分鐘; ;乙乙: :光照光照5 5秒秒, ,黑暗黑暗5 5秒秒, ,持續持續2020分鐘分鐘, ,則光合作用制造的有機物則光合作用制造的有機物: :甲甲 光合光合;植物釋放植物釋放CO2;吸收吸收O2。B點點:光合光合=呼吸呼吸;植物外觀上不與外界發生氣體交換。植物外觀上不與外界發生氣體交換。B點后點后:光合光合呼吸呼吸;植物吸收植物吸收CO2;釋放釋放O2。應用應用:陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低,如圖中虛線所示。間作如圖中

20、虛線所示。間作套種農作物套種農作物,可合理利用光能。可合理利用光能。考點二考點二 環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用 2.單因子變量對光合作用的影響單因子變量對光合作用的影響(外界因素外界因素)考點歸納考點歸納(1)光照強度與光合作用速率的關系曲線光照強度與光合作用速率的關系曲線曲線分析曲線分析(如圖如圖):考點二考點二 環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用 (2)CO2(2)CO2濃度濃度曲線分析曲線分析:圖圖1中中A點表示點表示 ,即光合作用速率等于呼吸作用即光合作用速率等于呼吸作用速

21、率時的速率時的CO2濃度濃度,圖圖2中中A點表示進行光合作用所需點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。的最低濃度。B和和B點都點都表示表示 。應用應用:在農業生產上可以通過在農業生產上可以通過“正其行正其行,通其風通其風”,增施農家肥等增大增施農家肥等增大CO2濃度濃度,提提高光合作用速率。高光合作用速率。CO2補償點補償點CO2飽和點飽和點(3)溫度溫度曲線分析曲線分析:溫度主要通過影響與光合作用有關溫度主要通過影響與光合作用有關 而而影響光合作用速率。影響光合作用速率。應用應用:冬季冬季,溫室栽培可適當溫室栽培可適當 溫度溫度;晚上可適當降低溫度晚上可適當降低溫度,以降低細胞呼吸以降低細

22、胞呼吸消耗有機物。消耗有機物。酶的活性酶的活性提高提高3.多因子因素多因子因素 (1)曲線分析曲線分析:P點時點時,限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子,隨其因子的不斷加隨其因子的不斷加強強,光合速率不斷提高。當到光合速率不斷提高。當到Q點時點時,橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素,要想提高光合速率要想提高光合速率,可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。(2)應用應用:溫室栽培時溫室栽培時,在一定光照強度下在一定光照強度下,白天適當提高溫度白天適當提高溫度,增加光

23、合作用酶的活性增加光合作用酶的活性,提提高光合速率高光合速率,也可同時充入適量的也可同時充入適量的CO2進一步提高光合速率進一步提高光合速率,當溫度適宜時當溫度適宜時,要適當提高要適當提高光照強度和光照強度和CO2濃度以提高光合速率。濃度以提高光合速率。考點二考點二 環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用 【易錯提醒【易錯提醒】 混淆外界因素對光合作用影響的實質混淆外界因素對光合作用影響的實質影響因素影響因素產生影響產生影響影響過程影響過程光照強度光照強度影響水的光解產生影響水的光解產生 H H 影影響響ATPATP的形成的形成主要是光反應階段

24、主要是光反應階段COCO2 2濃度濃度影響影響C C3 3的合成的合成主要是暗反應階段主要是暗反應階段溫度溫度影響光合作用酶的活性影響光合作用酶的活性 典例訓練典例訓練 3.下圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響情況下圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響情況,除各圖中所示因素外除各圖中所示因素外,其他因素均控制在最適范圍。下列分析正確的是其他因素均控制在最適范圍。下列分析正確的是()A.乙圖中與乙圖中與c點相比點相比,d點相同時間內葉肉細胞中點相同時間內葉肉細胞中C5的生成較少的生成較少B.圖中圖中M、N、P點的限制因素分別是點的限制因素分別是CO2濃度、溫度、光照強度濃度、溫度、光照強度C.

25、丙圖中丙圖中,隨著溫度的繼續升高隨著溫度的繼續升高,曲線走勢將穩定不變曲線走勢將穩定不變D.甲圖中甲圖中a點的限制因素可能是葉綠體中色素的含量點的限制因素可能是葉綠體中色素的含量【解題指導】【解題指導】 乙圖中乙圖中d d點與點與c c點相比點相比, ,由于由于d d點光照強點光照強, ,光合速率大光合速率大, ,相同時間內葉肉細相同時間內葉肉細胞中胞中C5C5的生成較多的生成較多; ;圖中圖中M M、N N點的限制因素都是光照強度點的限制因素都是光照強度,P,P點的限制因素是溫度點的限制因素是溫度; ;丙圖丙圖中中, ,如果溫度過高如果溫度過高, ,曲線走勢將下降曲線走勢將下降; ;甲圖中甲

26、圖中a a點時點時, ,光照強度增強光照強度增強, ,光合速率不再增加光合速率不再增加, ,其內部限制因素可能是葉綠體中色素的含量。其內部限制因素可能是葉綠體中色素的含量。考點二考點二 環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用 D考點二考點二 環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用環境因素對光合作用的影響及在農業生產上的應用 典例訓練典例訓練 4.(2014山東臨沂沂水高三模擬山東臨沂沂水高三模擬)陽光穿過森林中的空隙形成陽光穿過森林中的空隙形成“光斑光斑”,它會隨太陽的運動和枝葉的擺動而移動。如圖它會隨太陽的運動和枝葉的擺動而移動。如圖表

27、示一株生長旺盛的植物在表示一株生長旺盛的植物在“光斑光斑”照射前照射前后的光合作用過程中吸收后的光合作用過程中吸收CO2和釋放和釋放O2的有的有關曲線關曲線,此曲線說明此曲線說明()A.“光斑光斑”照射前照射前,光合作用無法進行光合作用無法進行B.“光斑光斑”照射開始后照射開始后,光反應先增加光反應先增加,然后保持不變然后保持不變C.“光斑光斑”照射后照射后O2釋放曲線的變化說明暗反應對光反應有限制作用釋放曲線的變化說明暗反應對光反應有限制作用D.CO2曲線曲線AB段的變化說明暗反應的進行與光照無關段的變化說明暗反應的進行與光照無關【解題指導】【解題指導】 從這個圖上可以看出從這個圖上可以看出

28、, ,這株植物在沒有光的情況下這株植物在沒有光的情況下, ,也是可以產生氧也是可以產生氧氣的。光斑開始照射時氣的。光斑開始照射時, ,光強度增強可使光反應迅速增強光強度增強可使光反應迅速增強, ,而暗反應因而暗反應因ATPATP和和HH的的增多也逐漸增強增多也逐漸增強, ,但不能及時消耗光反應產生的但不能及時消耗光反應產生的ATPATP和和H,H,而抑制光反應而抑制光反應, ,使氧氣的使氧氣的釋放量減少。說明暗反應可抑制光反應的進行。光斑移開后釋放量減少。說明暗反應可抑制光反應的進行。光斑移開后, ,光反應迅速下降光反應迅速下降, ,但但A A點時點時ATPATP和和HH含量較高含量較高, ,

29、可繼續供給暗反應需要。隨著可繼續供給暗反應需要。隨著ATPATP和和HH濃度逐漸降低濃度逐漸降低, ,暗暗反應也逐漸減弱。說明光反應為暗反應提供條件。反應也逐漸減弱。說明光反應為暗反應提供條件。C考點三考點三 光合作用與細胞呼吸光合作用與細胞呼吸 情景引領情景引領 下圖表示光合作用和呼吸作用過程中下圖表示光合作用和呼吸作用過程中CO2和和H的變化。有關敘述正確的是的變化。有關敘述正確的是 ()A.過程過程發生在葉綠體內的囊狀結構薄膜上發生在葉綠體內的囊狀結構薄膜上,過程過程發生在葉綠體基質中發生在葉綠體基質中B.過程過程發生在細胞質基質中發生在細胞質基質中,過程過程發生在線粒體中發生在線粒體中

30、C.過程過程均需要均需要H和和ATP提供還原劑和能量提供還原劑和能量D.過程產生的過程產生的H都將與氧結合產生水都將與氧結合產生水,過程過程僅在線粒體中進行僅在線粒體中進行思考思考: :(1)(1)光合作用、呼吸作用的實質分別是什么光合作用、呼吸作用的實質分別是什么? ?答案提示答案提示: :光合作用的實質是制造有機物光合作用的實質是制造有機物, ,呼吸作用的實質是分解有機物。呼吸作用的實質是分解有機物。(2)(2)光合作用、呼吸作用過程中能量變化形式相同嗎光合作用、呼吸作用過程中能量變化形式相同嗎? ?答案提示答案提示: :不同。光合作用是將光能轉化為穩定的化學能儲存在有機物中不同。光合作用

31、是將光能轉化為穩定的化學能儲存在有機物中, ,呼吸作用是呼吸作用是將有機物中的穩定化學能釋放出來將有機物中的穩定化學能釋放出來, ,轉變成熱能和轉變成熱能和ATPATP。A考點三考點三 光合作用與細胞呼吸光合作用與細胞呼吸 考點歸納考點歸納1.聯系聯系考點三考點三 光合作用與細胞呼吸光合作用與細胞呼吸 2.區別區別合成有機物合成有機物, ,儲存能量儲存能量分解有機物、釋放能量分解有機物、釋放能量, ,供細胞利用供細胞利用葉綠體葉綠體活細胞活細胞( (主要在線粒體主要在線粒體) )【易錯提醒【易錯提醒】 白天植物并不只進行光合作用白天植物并不只進行光合作用植物在白天時同時進行光合作用和呼吸作用。

32、植物在白天時同時進行光合作用和呼吸作用。COCO2 2的吸收量是指植物從外界環境中的吸收量是指植物從外界環境中吸收的吸收的COCO2 2量量, ,代表植物的凈光合速率代表植物的凈光合速率, ,植物實際光合速率應該包含植物呼吸產生的植物實際光合速率應該包含植物呼吸產生的COCO2 2量和從外界環境中吸收的量和從外界環境中吸收的COCO2 2量。量。考點三考點三 光合作用與細胞呼吸光合作用與細胞呼吸 典例訓練典例訓練 5.5.下圖為光合作用和呼吸作用之間的能量、物質轉變圖解。下列對該圖的分析中下圖為光合作用和呼吸作用之間的能量、物質轉變圖解。下列對該圖的分析中正確的是正確的是( () )A.A.從

33、能量分析從能量分析,“,“光能光能”最終要變成最終要變成“供生命活動需要的能量供生命活動需要的能量”, ,其途徑為其途徑為: :光能光能ATPATP中的化中的化學能學能(CH(CH2 2O)O)中的化學能中的化學能ATPATP中的化學能中的化學能供生命活動需要的能量供生命活動需要的能量B.B.從物質分析從物質分析, ,光合作用光反應階段產生的氫只來自水光合作用光反應階段產生的氫只來自水, ,而呼吸作用產生的氫只來自有機物而呼吸作用產生的氫只來自有機物C.C.從圖中可知從圖中可知, ,光合作用產生的有機物光合作用產生的有機物(CH(CH2 2O)O)并不需要穿膜并不需要穿膜, ,可直接進入線粒體

34、被分解可直接進入線粒體被分解D.D.在整個植株有機物積累為在整個植株有機物積累為0 0時時, ,綠色植物的葉肉細胞通過光合作用產生的有機物與通過呼吸作綠色植物的葉肉細胞通過光合作用產生的有機物與通過呼吸作用消耗的有機物是相等的用消耗的有機物是相等的【解題指導】【解題指導】 本題考查光合作用和呼吸作用之間的能量、物質的轉變。從能量分析本題考查光合作用和呼吸作用之間的能量、物質的轉變。從能量分析, ,光能為生光能為生物最終的能量來源物最終的能量來源,“,“光能光能”最終要變成最終要變成“供生命活動需要的能量供生命活動需要的能量”, ,其途徑為其途徑為: :光能光能ATPATP中活中活躍的化學能躍的

35、化學能(CH(CH2 2O)O)中穩定的化學能中穩定的化學能ATPATP中的活躍化學能中的活躍化學能供生命活動需要的能量供生命活動需要的能量; ;從物質分從物質分析析, ,光合作用光反應階段產生的氫只來自水光合作用光反應階段產生的氫只來自水, ,而呼吸作用產生的氫除了來自有機物外而呼吸作用產生的氫除了來自有機物外, ,還來自水還來自水; ;光合作用產生的有機物光合作用產生的有機物(CH(CH2 2O)O)首先在細胞質基質中被分解為丙酮酸后才能進入線粒體被分解首先在細胞質基質中被分解為丙酮酸后才能進入線粒體被分解; ;在在整個植株中整個植株中, ,只有葉肉細胞能進行光合作用只有葉肉細胞能進行光合

36、作用, ,而所有的細胞均可進行呼吸作用而所有的細胞均可進行呼吸作用, ,因而整個植株有機因而整個植株有機物積累量為物積累量為0 0時時, ,綠色植物的葉肉細胞通過光合作用產生的有機物要多于葉肉細胞通過呼吸作用綠色植物的葉肉細胞通過光合作用產生的有機物要多于葉肉細胞通過呼吸作用消耗的有機物。消耗的有機物。 A【前連后掛【前連后掛】 (1)(1)無機物中的水作為原料分別參與了光合作用、有氧呼吸的哪些階段無機物中的水作為原料分別參與了光合作用、有氧呼吸的哪些階段? ?答案提示答案提示: :水參與光合作用過程中的光反應階段水參與光合作用過程中的光反應階段, ,參與有氧呼吸的第二階段。參與有氧呼吸的第二

37、階段。(2)(2)非生物界的碳元素進入生物群落的途徑是什么非生物界的碳元素進入生物群落的途徑是什么? ?綠色植物在生態系統中屬于什么綠色植物在生態系統中屬于什么成分成分? ?答案提示答案提示: :植物的光合作用植物的光合作用; ;生產者。生產者。 典例訓練典例訓練 6.(20136.(2013北京豐臺區高三上學期期末考試北京豐臺區高三上學期期末考試) )下圖下圖 表示不同條件下表示不同條件下, ,植植物葉肉細胞的物葉肉細胞的COCO2 2轉移途徑。某小組在密閉玻璃溫室中進行植物栽培實驗轉移途徑。某小組在密閉玻璃溫室中進行植物栽培實驗, ,他們對室內他們對室內空氣中的空氣中的COCO2 2含量進

38、行含量進行2424小時監測小時監測, ,并根據數據繪制了如下圖所示的曲線。下列分析正并根據數據繪制了如下圖所示的曲線。下列分析正確的是確的是 ( (忽略土壤微生物代謝活動產生的忽略土壤微生物代謝活動產生的COCO2 2量量)()() )A.A.與曲線中與曲線中a a點相符點相符B.B.與曲線中與曲線中b b點相符點相符C.C.與曲線中與曲線中c c點相符點相符D.D.與曲線中與曲線中d d點相符點相符【解題指導】【解題指導】 圖圖表示呼吸作用強度大于光合作用強度表示呼吸作用強度大于光合作用強度, ,圖圖只進行呼吸作用只進行呼吸作用, ,圖圖表示光合作用強度等于呼吸作用強度表示光合作用強度等于呼

39、吸作用強度, ,圖圖表示光合作用強度大于呼吸作用強度表示光合作用強度大于呼吸作用強度; ;坐坐標曲線中標曲線中b b、c c兩點表示光合作用強度等于呼吸作用強度兩點表示光合作用強度等于呼吸作用強度, ,對應圖對應圖,ab,ab、cdcd段光合作段光合作用強度小于呼吸作用強度用強度小于呼吸作用強度,a,a點只進行呼吸作用點只進行呼吸作用, ,對應對應,bc,bc段光合作用強度大于呼吸段光合作用強度大于呼吸作用強度作用強度, ,對應圖對應圖, ,所以所以C C選項正確。選項正確。考點三考點三 光合作用與細胞呼吸光合作用與細胞呼吸 C實驗實驗: :綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離實驗基礎

40、實驗基礎黃綠色黃綠色有機溶劑（如無水乙醇有機溶劑（如無水乙醇 ）能溶解色素）能溶解色素因溶解度不同而擴散速度不同因溶解度不同而擴散速度不同二氧化硅、碳酸鈣二氧化硅、碳酸鈣無水乙醇無水乙醇收集濾液收集濾液兩角兩角鉛筆鉛筆層析液層析液橙黃色橙黃色黃色黃色藍綠色藍綠色【易錯提醒【易錯提醒】 實驗中的注意事項及操作目的實驗中的注意事項及操作目的過程過程注意事項注意事項操作目的操作目的提提取取色色素素( (1 1) )選新鮮綠色的葉片選新鮮綠色的葉片( (2 2) )研磨時加無水乙醇研磨時加無水乙醇( (3 3) )加少量加少量SiOSiO2 2和和CaCOCaCO3 3( (4 4) )迅速、充分研磨

41、迅速、充分研磨( (5 5) )盛放濾液的試管管口加棉塞盛放濾液的試管管口加棉塞分分離離色色素素( (1 1) )濾紙預先干燥處理濾紙預先干燥處理( (2 2) )濾液細線要直、細、勻濾液細線要直、細、勻( (3 3) )濾液細線干燥后再畫一兩次濾液細線干燥后再畫一兩次( (4 4) )濾液細線不觸及層析液濾液細線不觸及層析液使濾液中色素含量高使濾液中色素含量高溶解色素溶解色素研磨充分和保護色素研磨充分和保護色素防止乙醇揮發防止乙醇揮發, ,充分溶解色素充分溶解色素防止乙醇揮發和色素氧化防止乙醇揮發和色素氧化使層析液在濾紙上快速擴散使層析液在濾紙上快速擴散使分離出的色素帶平整不重疊使分離出的色

42、素帶平整不重疊使分離出的色素帶清晰分明使分離出的色素帶清晰分明防止色素直接溶解到層析液中防止色素直接溶解到層析液中實驗方略實驗方略收集到的濾液綠色過淺的原因及濾紙條上看不到色素帶的原因分析收集到的濾液綠色過淺的原因及濾紙條上看不到色素帶的原因分析 (1)收集到的濾液綠色過淺的原因收集到的濾液綠色過淺的原因:未加未加 (二氧化硅二氧化硅),研磨不充分。研磨不充分。使用放置數天的菠菜葉使用放置數天的菠菜葉,濾液色素濾液色素(葉綠素葉綠素)太少。太少。一次加入大量的一次加入大量的 ,提取濃度太低提取濃度太低 (正確做法正確做法:分次加入少量無水乙醇提取色素分次加入少量無水乙醇提取色素)。未加未加 或

43、加入過少或加入過少,色素分子被破壞。色素分子被破壞。(2)濾紙條看不見色素帶的原因濾紙條看不見色素帶的原因:忘記畫濾液細線。忘記畫濾液細線。濾液細線接觸到濾液細線接觸到 ,且時間較長且時間較長,色素全部溶解到層析液中。色素全部溶解到層析液中。石英砂石英砂無水乙醇無水乙醇碳酸鈣碳酸鈣層析液層析液命題設計命題設計下列是某實驗小組在完成葉綠體中色素提取和分離實驗時所遇到的有關問題下列是某實驗小組在完成葉綠體中色素提取和分離實驗時所遇到的有關問題, ,分析回答分析回答: :(1)(1)剪碎剪碎5 g5 g新鮮濃綠的菠菜葉片放在研缽中新鮮濃綠的菠菜葉片放在研缽中, ,加入加入SiOSiO2 2后后, ,

44、迅速研磨成糊狀迅速研磨成糊狀, ,發現糊狀的發現糊狀的研磨液呈現淺綠色研磨液呈現淺綠色, ,其原因是沒有加入其原因是沒有加入, ,使得使得 。【解題指導】【解題指導】 (1)(1)在色素的提取過程中在色素的提取過程中, ,研磨時要加入碳酸鈣研磨時要加入碳酸鈣, ,防止葉綠素在研磨過程防止葉綠素在研磨過程中被破壞中被破壞, ,加入無水乙醇加入無水乙醇, ,讓色素溶解并提取出來。讓色素溶解并提取出來。答案答案:(1):(1)碳酸鈣和無水乙醇葉綠素分子受到破壞、色素沒有被提取出來碳酸鈣和無水乙醇葉綠素分子受到破壞、色素沒有被提取出來(2)(2)甲同學在實驗過程中將畫有濾液細線的濾紙條甲同學在實驗過程

45、中將畫有濾液細線的濾紙條( (已重復幾次畫線已重復幾次畫線) )插入層析液插入層析液, ,幾分幾分鐘后取出觀察鐘后取出觀察, ,發現濾紙條上無色素分帶現象發現濾紙條上無色素分帶現象, ,而用同一濾液做實驗的乙同學的濾紙條而用同一濾液做實驗的乙同學的濾紙條上卻色素分帶明顯。甲同學實驗失敗的原因可能是上卻色素分帶明顯。甲同學實驗失敗的原因可能是 。【解題指導】【解題指導】(2)(2)乙同學濾紙條上無色素帶乙同學濾紙條上無色素帶, ,說明濾液細線中的色素溶解到層析液中說明濾液細線中的色素溶解到層析液中, ,即即層析液觸及濾液細線。層析液觸及濾液細線。答案答案(2)(2)層析液觸及濾液細線層析液觸及濾

46、液細線(3)(3)若選用在缺若選用在缺MgMg的營養液中長期培養的玉米葉片作實驗材料的營養液中長期培養的玉米葉片作實驗材料, ,層析后濾紙條上只出現層析后濾紙條上只出現了兩條色素帶了兩條色素帶, ,其原因是其原因是 。【解題指導】【解題指導】(3)Mg(3)Mg是合成葉綠素的必需元素是合成葉綠素的必需元素, ,無無MgMg不能合成葉綠素不能合成葉綠素a a和葉綠素和葉綠素b b。答案答案(3)(3)缺缺MgMg植物不能合成葉綠素植物不能合成葉綠素下列是某實驗小組在完成葉綠體中色素提取和分離實驗時所遇到的有關問題下列是某實驗小組在完成葉綠體中色素提取和分離實驗時所遇到的有關問題,分析回答分析回答

47、:命題設計命題設計(4)實驗結束幾天后實驗結束幾天后,甲、乙兩同學發現部分預留葉片已變黃。甲同學認為這是由于甲、乙兩同學發現部分預留葉片已變黃。甲同學認為這是由于葉片中葉綠素降解所造成的葉片中葉綠素降解所造成的,乙同學則認為是類胡蘿卜素含量增加所致。根據所學知乙同學則認為是類胡蘿卜素含量增加所致。根據所學知識識,設計實驗來判斷哪個同學的觀點正確。設計實驗來判斷哪個同學的觀點正確。實驗過程實驗過程:從預留的葉片中挑選出足量的、分量相等、大小相近的已變黃葉片和綠色鮮嫩的從預留的葉片中挑選出足量的、分量相等、大小相近的已變黃葉片和綠色鮮嫩的葉片葉片,分別編號為分別編號為A、B兩組。兩組。 。 實驗結

48、論實驗結論:與與B組相比組相比,若若A組濾紙條只有上面兩條色素帶或下面兩條色素帶較組濾紙條只有上面兩條色素帶或下面兩條色素帶較B組的窄組的窄,則則的觀點是正確的。的觀點是正確的。 , 則則的觀點是正確的。的觀點是正確的。 【解題指導】通過設計對照實驗來探究發黃的葉片中某些色素是否因降解而減少【解題指導】通過設計對照實驗來探究發黃的葉片中某些色素是否因降解而減少, ,某些色素是否含量增加。對照組選取正常未發黃的葉片某些色素是否含量增加。對照組選取正常未發黃的葉片, ,實驗組選取已變黃的葉片實驗組選取已變黃的葉片, ,通過提取分離這兩種葉片中的色素通過提取分離這兩種葉片中的色素, ,比較各種色素的

49、含量比較各種色素的含量, ,得出結論。得出結論。在相同條件下在相同條件下, ,進行綠葉中色素的提取和分離實驗進行綠葉中色素的提取和分離實驗, ,測定和記錄實驗結果測定和記錄實驗結果, ,比較這兩種葉片色素的組成和含量比較這兩種葉片色素的組成和含量甲同學甲同學與與B組相比組相比,若若A組濾紙條上面的兩條色素帶較寬組濾紙條上面的兩條色素帶較寬乙同學乙同學題組一光合作用的發現歷程及過程題組一光合作用的發現歷程及過程1.(20141.(2014安徽合肥第一次教學質量檢測安徽合肥第一次教學質量檢測) )在光合作用的探究歷程中在光合作用的探究歷程中, ,德國科學家梅耶德國科學家梅耶根據能量轉化和守恒定律根

50、據能量轉化和守恒定律, ,曾提出了植物在進行光合作用時能量轉化的假說。以下曾提出了植物在進行光合作用時能量轉化的假說。以下哪項科學實驗能證明這一假說哪項科學實驗能證明這一假說( () )A.A.英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實驗英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實驗B.B.恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅光和藍紫光的實驗恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅光和藍紫光的實驗C.C.薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用可以產生淀粉的實驗薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用可以產生淀粉的實驗D.D.魯賓和卡門證明光合作用產生的氧氣來自水的實驗魯賓和卡門證明光合作用產生的氧氣來自水的實

51、驗解析解析: :英格豪斯的實驗結論是只有在光下植物才能更新空氣英格豪斯的實驗結論是只有在光下植物才能更新空氣, ,植物體只有綠葉才能植物體只有綠葉才能更新空氣更新空氣, ,發現了空氣的組成發現了空氣的組成: :植物體的綠葉在光下放出的氣體是氧氣植物體的綠葉在光下放出的氣體是氧氣, ,吸收的是二吸收的是二氧化碳氧化碳; ;德國科學家梅耶根據能量轉化與守恒定律指出德國科學家梅耶根據能量轉化與守恒定律指出, ,植物在進行光合作用時把植物在進行光合作用時把光能轉換成化學能儲存起來光能轉換成化學能儲存起來; ;薩克斯的實驗證明了光合作用中光能轉化為穩定的化薩克斯的實驗證明了光合作用中光能轉化為穩定的化學

52、能學能, ,其他實驗均無。其他實驗均無。C題組一光合作用的發現歷程及過程題組一光合作用的發現歷程及過程2.(20142.(2014濰坊模擬濰坊模擬) )如圖為光合作用過程示意圖如圖為光合作用過程示意圖, ,在適宜條件下栽培小麥在適宜條件下栽培小麥, ,如果突然將如果突然將c c降低至極低水平降低至極低水平( (其他條件不變其他條件不變),),則則a a、b b在葉綠體中含量的變化將會是在葉綠體中含量的變化將會是( () )A.aA.a上升、上升、b b下降下降B.aB.a、b b都上升都上升C.aC.a、b b都下降都下降D.aD.a下降、下降、b b上升上升解析解析: :分析題圖可知分析題圖

53、可知:a:a、b b代表代表HH和和ATP,cATP,c代表代表COCO2 2。在暗反應階段。在暗反應階段,CO,CO2 2含量突然降低含量突然降低, ,則則C C3 3的含量降低的含量降低,H,H和和ATPATP的消耗速率減小的消耗速率減小, ,因此總體來說因此總體來說, ,其他條件不變的情況下其他條件不變的情況下,H,H和和ATPATP含量會上升含量會上升, ,即即a a和和b b的含量都會上升。的含量都會上升。B題組二葉綠體色素的提取和分離題組二葉綠體色素的提取和分離3.3.某同學在做葉綠體色素的提取和分離的實驗中某同學在做葉綠體色素的提取和分離的實驗中, ,觀察到的色素帶顏色較淺觀察到

54、的色素帶顏色較淺, ,其可其可能原因是能原因是( () )無水乙醇加入量太多無水乙醇加入量太多未加未加CaCOCaCO3 3未加未加SiOSiO2 2使用放置了兩天的菠菜葉使用放置了兩天的菠菜葉只畫了一次濾液細線只畫了一次濾液細線A.2A.2種種B.3B.3種種C.4C.4種種D.5D.5種種解析解析: :無水乙醇加入量過多無水乙醇加入量過多, ,造成乙醇中的葉綠素含量濃度小造成乙醇中的葉綠素含量濃度小, ,導致色素帶顏色淺導致色素帶顏色淺; ;不加不加CaCOCaCO3 3, ,研磨時會使葉綠素遭到破壞研磨時會使葉綠素遭到破壞, ,提取到的葉綠素少提取到的葉綠素少, ,導致色素帶顏色淺導致色

55、素帶顏色淺; ;未未加加SiOSiO2 2導致研磨得不充分導致研磨得不充分, ,使色素帶淺使色素帶淺; ;菠菜葉失綠菠菜葉失綠, ,導致色素帶顏色淺導致色素帶顏色淺; ;畫濾液細畫濾液細線次數少線次數少, ,導致色素帶淺。導致色素帶淺。D題組三光合作用的影響因素及應用題組三光合作用的影響因素及應用4.(20134.(2013黃岡模擬黃岡模擬) )如圖表示如圖表示20 20 時玉米光合作用強度與光照強度的關系時玉米光合作用強度與光照強度的關系,S1,S1、S2S2、S3S3表示圖中所示區域的面積表示圖中所示區域的面積, ,下列說法中錯誤的是下列說法中錯誤的是( ( ) )A.S1+S3A.S1+S3表示玉米呼吸消耗的有機物量表示玉米呼吸消耗的有機物量B.S2+S3B.S2+S3表示玉米光合作用產生的有機物總量表示玉米光合作用產生的有機物總量C.C.若土壤中缺若土壤中缺Mg,Mg,則則B B點右移點右移,D,D點左移點左移D.S2-S3D.S2-S3表示玉米光合作用有機物的凈積累量表示玉米光合作用有機物的凈積累量解析解析: :題圖所示題圖所示, ,縱坐標縱坐標COCO2 2吸收量表示光合