【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高考生物一輪復(fù)習(xí) 教師用書 第三單元 第3講能量之源 新人教版必修1
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1、 第3講 能量之源——光與光合作用 知識(shí)點(diǎn)一 捕獲光能的色素和葉綠體結(jié)構(gòu) 議一議:(1)海洋中藻類有分層現(xiàn)象,與植物中的色素吸收光的顏色有什么關(guān)系? (2)在溫室內(nèi)自然光照射基礎(chǔ)上,給植物人工補(bǔ)充哪些單色光對(duì)增產(chǎn)有利? 知識(shí)點(diǎn)二 光合作用的探索歷程[連線] 知識(shí)點(diǎn)三 光合作用的過程及意義 想一想:什么叫光合速率?它分為幾種類型,關(guān)系如何? 葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能 1.葉綠素對(duì)紅光(640~680 nm)和藍(lán)紫光(430~470 nm)的吸
2、收量大,類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大,對(duì)其他波長(zhǎng)的光并非不吸收,只是吸收量少。 2.葉綠體類囊體膜上分布著光合色素及光反應(yīng)的酶系統(tǒng)(光反應(yīng)場(chǎng)所);葉綠體基質(zhì)中含有大量與暗反應(yīng)相關(guān)的酶(暗反應(yīng)場(chǎng)所)。 3.葉片呈綠色的原因:一是葉綠素是類胡蘿卜素含量的三倍;二是色素不吸收綠光被反射回來。秋天葉片變黃是低溫使葉綠素遭到破壞,呈現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色,變紅則是液泡中花青素的顏色。 閃記:①色素的功能:轉(zhuǎn)換光能的色素只有少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a,吸收、傳遞光能,四種色素都可以。 ②光合作用過程一、二、三、四 一個(gè)場(chǎng)所(葉綠體) 兩個(gè)階段(光反應(yīng)、暗反應(yīng)) 三種能量(光能―→ATP中活
3、躍化學(xué)能―→(CH2O)中穩(wěn)定化學(xué)能) 四個(gè)物質(zhì)變化:水光解、ATP形成、CO2固定、C3還原。 學(xué)習(xí)筆記: 自我校對(duì): ①紅光和藍(lán)紫光?、谒{(lán)紫光 ③暗反應(yīng)所需的酶?、苌睾凸夥磻?yīng)所需的酶 ⑤葉綠體是
4、光合作用的場(chǎng)所 連一連:①-A-b?、冢瑿-a ③-E-e?、埽璂-c?、荩瑽-d ⑥光、色素、酶、ADP、Pi、NADP+?、逜TP?、嗝?、[H](NADPH)、ATP ⑨ATP 議一議:(1)不同波長(zhǎng)的光穿透性不同,不同藻類吸收不同波長(zhǎng)的光。 (2)紅光、藍(lán)紫光屬于對(duì)植物光合作用最有效的光譜,因此可以補(bǔ)充這兩種光達(dá)到增產(chǎn)的目的。 想一想:光合速率或稱光合強(qiáng)度是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行光合作用的量(如釋放多少氧,消耗多少CO2)。 它分為表觀光合速率和真正光合速率兩種類型,在光照條件下,人們測(cè)得的CO2吸收量是植物從外界環(huán)境吸收的CO2總量,叫表觀光合速率。真
5、正光合速率是指植物在光照條件下,植物從外界環(huán)境中吸收的CO2的量加上呼吸作用釋放的CO2的量,即植物實(shí)際同化的CO2的量。表觀光合速率小于真正光合速率。 ,光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析 1.1771年普里斯特利實(shí)驗(yàn) 植物更新空氣 缺點(diǎn):缺乏對(duì)照組(記錄時(shí)漏掉了實(shí)驗(yàn)在陽光下進(jìn)行這一重要條件,后來英格豪斯為其糾正) 2.1864年薩克斯實(shí)驗(yàn) 提前暗處理——消耗掉葉片中原有的淀粉,避免干擾 3.1880年恩格爾曼實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)組:極細(xì)光束照射處的葉綠體 對(duì)照組:黑暗處的葉綠體和完全曝光的葉綠體 4.20世紀(jì)30年代魯賓、卡門實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)方法:同位素標(biāo)記法
6、 提醒 在光合作用的發(fā)現(xiàn)中,大多數(shù)科學(xué)家們利用了對(duì)照實(shí)驗(yàn),使結(jié)果和結(jié)論更科學(xué)、準(zhǔn)確。 (1)薩克斯:自身對(duì)照,自變量為光照(一半曝光與另一半遮光),因變量為顏色變化。 (2)恩格爾曼:自身對(duì)照,自變量為光照(照光處與不照光處;黑暗與完全曝光),因變量為好氧菌的分布。 (3)魯賓和卡門:相互對(duì)照,自變量為標(biāo)記物質(zhì)(HO與C18O2),因變量為O2的放射性。 (4)普里斯特利:缺少空白對(duì)照,實(shí)驗(yàn)結(jié)果說服力不強(qiáng)。 本考點(diǎn)單獨(dú)命題概率低,往往是借鑒經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的方法手段在綜合題或探究題中體現(xiàn)。 【典例1】?(2012南昌市一模)德國(guó)科學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處數(shù)小時(shí)“饑餓”處
7、理(消耗掉葉片中的淀粉)后,再把葉片的一部分遮光,其余部分曝光。一段時(shí)間后,將該葉片經(jīng)脫色、漂洗后再用碘液處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)遮光部分不變藍(lán),曝光部分變藍(lán)。下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的分析及結(jié)論合理的是( )。 ①本實(shí)驗(yàn)未設(shè)對(duì)照組?、谟袩o光照是遮光和曝光區(qū)域表現(xiàn)不同結(jié)果的唯一原因?、蹖?shí)驗(yàn)初始時(shí)遮光和曝光區(qū)域均達(dá)到無淀粉狀態(tài)?、軐?shí)驗(yàn)證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉 A.①~④全部 B.只有②③④ C.只有①②③ D.只有②③ 解析 該實(shí)驗(yàn)中曝光部分與遮光部分形成了對(duì)照,①錯(cuò)誤。該實(shí)驗(yàn)只能證明有淀粉的生成,但不能證明葉綠體利用光照將CO
8、2轉(zhuǎn)變成了淀粉,④錯(cuò)誤。 答案 D 【思考與評(píng)價(jià)】 恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙之處在哪兒? 提示 主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面: ①選材方面,選用水綿為實(shí)驗(yàn)材料。水綿不僅具有細(xì)長(zhǎng)的帶狀葉綠體,而且葉綠體呈螺旋狀地分布在細(xì)胞中,便于觀察、分析研究。 ②將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中,排除了光線和氧氣的影響,從而確保實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。 ③選用了極細(xì)光束照射,并且選用好氧細(xì)菌檢測(cè),從而能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。 ④進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn),從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的。 ,光合作用過程分析 1.識(shí)圖領(lǐng)悟光合作用過程 結(jié)合上圖,列表分析如下: 光反應(yīng)
9、與暗反應(yīng)的比較 過 程 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 圖 解 條 件 必須在光下 有光、無光都可以 場(chǎng) 所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 物質(zhì) 轉(zhuǎn)化 ①水光解 2H2O4[H]+O2↑ ②ATP的合成 ADP+PiATP 能量 轉(zhuǎn)化 光能―→電能―→活躍化學(xué)能,并儲(chǔ)存在ATP中 ATP中活躍的化學(xué)能―→(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能 關(guān) 系 ①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi; ②沒有光反應(yīng),暗反應(yīng)無法進(jìn)行;沒有暗反應(yīng),有機(jī)物無法合成 2.動(dòng)態(tài)分析:光照與CO2濃度變化對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)C3、C5、[H]、ATP、C6H12O6合
10、成量的影響 當(dāng)外界因素中光照強(qiáng)弱、CO2濃度驟然變化時(shí),短時(shí)間內(nèi)將直接影響光合作用過程中C3、C5、[H]、ATP及C6H12O6生成量,進(jìn)而影響葉肉細(xì)胞中這些物質(zhì)的含量,它們的關(guān)系歸納如下: (1) ―→―→ 即:停止光照(強(qiáng)→弱)時(shí),[H]↓,ATP↓,C3↑,C5↓,(CH2O)↓。 (2)同理:突然增強(qiáng)光照時(shí),[H]↑,ATP↑,C3↓,C5↑,(CH2O)↑。 (3)―→ ―→―→ 即:停止(減少)CO2供應(yīng)時(shí),C3↓,C5↑,[H]↑,ATP↑,(CH2O)↓。 (4)同理:突然增加CO2供應(yīng)時(shí),C3↑,C5↓,[H]↓,ATP↓,(CH2O)↑。 ★★★
11、本考點(diǎn)歷年是高考命題的重要內(nèi)容,試題側(cè)重考查考生對(duì)光合作用過程圖解的理解與分析,如光反應(yīng)與暗反應(yīng)的場(chǎng)所、條件、物質(zhì)變化、能量變化、相互關(guān)系以及在某種環(huán)境因素突然發(fā)生變化的情況下,細(xì)胞中C3和C5的含量變化情況等。 【典例2】?(2011新課標(biāo)全國(guó)卷)在光照等適宜條件下,將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中,其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢(shì)如下圖。回答問題。 (1)圖中物質(zhì)A是________(C3化合物、C5化合物)。 (2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中,物質(zhì)B的濃度比A的低,原因是________________;將CO
12、2濃度從1%迅速降低到0.003%后,物質(zhì)B濃度升高的原因是___________________________。 (3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中,暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),物質(zhì)A的濃度將比B的________(低、高)。 (4)CO2濃度為0.003%時(shí),該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時(shí)的________(高、低),其原因是___________________________________________________。 解析 本題考查光合作用過程及同學(xué)們從曲線中獲取有效信息的能力。當(dāng)環(huán)境中二氧化碳濃度降低時(shí),C5
13、(物質(zhì)B)和CO2結(jié)合生成C3(物質(zhì)A)的速率減慢,而C3(物質(zhì)A)的還原生成C5(物質(zhì)B)不受影響,C5(物質(zhì)B)的含量升高,C3(物質(zhì)A)的含量降低。當(dāng)達(dá)到新的平衡后,由于一分子的C5(物質(zhì)B)和CO2結(jié)合可以生成兩分子的C3(物質(zhì)A),最終物質(zhì)A的濃度比物質(zhì)B高。 答案 (1)C3化合物 (2)暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)特點(diǎn),此時(shí)C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍 當(dāng)環(huán)境中CO2濃度突然降低時(shí),C5化合物的合成速率不變,消耗速率卻減慢,導(dǎo)致C5化合物積累 (3)高 (4)低 CO2濃度低時(shí),暗反應(yīng)強(qiáng)度減弱,所需要ATP和[H]少 【訓(xùn)練1】?圖1表示光合作用部分過
14、程的圖解,圖2表示改變光照后,與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。據(jù)圖回答下列問題。 圖1 圖2 (1)圖1中A表示的物質(zhì)是________,它由________產(chǎn)生,其作用主要是____________。 (2)圖1中ATP形成所需的能量最終來自于________。若用放射性同位素標(biāo)記14CO2,則14C最終進(jìn)入的物質(zhì)是________。 (3)圖2中曲線a表示的化合物是________,在無光照時(shí),其含量迅速上升的原因是:________________________________________
15、________________________________。 (4)曲線b表示的化合物是________,在無光照時(shí),其含量下降的原因是:________________________________________________________________________。 答案 (1)[H] 水在光下分解 用于C3的還原 (2)太陽光能 (CH2O) (3)C3 CO2與C5結(jié)合形成C3繼續(xù)進(jìn)行,而C3不能被還原 (4)C5 C5與CO2結(jié)合形成C3量不變,而C3不能被還原為C5 ,影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用 溫馨提示:以下內(nèi)容為難點(diǎn),但高考時(shí)又為
16、出題熱點(diǎn),望耐心復(fù)習(xí),真正掌握。 一、內(nèi)部因素對(duì)光合作用速率的影響 1.同一植物的不同生長(zhǎng)發(fā)育階段 曲線分析:在外界條件相同的情況下,光合作用速率由弱到強(qiáng)依次是幼苗期、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期、開花期。 應(yīng)用:根據(jù)植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段光合作用速率不同,適時(shí)、適量地提供水肥及其他環(huán)境條件,以使植物茁壯成長(zhǎng)。 2.同一葉片的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期 曲線分析:隨幼葉發(fā)育為壯葉,葉面積增大,葉綠體不斷增多,葉綠素含量不斷增加,光合速率增大;老葉內(nèi)葉綠素被破壞,光合速率隨之下降。 應(yīng)用:農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時(shí)換新葉,都是根據(jù)其原理,可降低其細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物。
17、二、單因子變量對(duì)光合作用的影響(外界因素) 1.光照——光合作用的動(dòng)力 ①光照時(shí)間越長(zhǎng),產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多。 ②光質(zhì),由于色素吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光最多,吸收綠光最少,故不同波長(zhǎng)的光對(duì)光合作用的影響不一樣,建溫室時(shí),選用無色透明的玻璃(或塑料薄膜)做頂棚,能提高光能利用率。 ③光照強(qiáng)度:在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi),增加光照強(qiáng)度可提高光合作用速率。 曲線分析:A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0,此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,釋放CO2量表示此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。 AB段表明光照強(qiáng)度加強(qiáng),光合作用速率逐漸加強(qiáng),CO2的釋放量逐漸減少,有一部分用于光合作用;而到B點(diǎn)時(shí),細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用,即光合作用強(qiáng)
18、度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。 BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng),光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng),到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。 應(yīng)用:陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比較低,如上圖虛線所示。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配,林帶樹種的配置,冬季溫室栽培避免高溫等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。 提醒 外界條件變化時(shí),CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律: ①呼吸速率增加,CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移;呼吸速率減小,CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)左移。 ②呼吸速率基本不變,條件的改變使光合速率下降,CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)右移;條件的改變使光合速率上升時(shí),CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)左移。 2.光照面積 曲
19、線分析:OA段表明隨葉面積的不斷增大,光合作用實(shí)際量不斷增大,A點(diǎn)為光合作用面積的飽和點(diǎn)。隨葉面積的增大,光合作用強(qiáng)度不再增加,原因是有很多葉被遮擋,光照不足。 OB段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加,而由于A點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加,但葉片隨葉面積的不斷增加,呼吸量(OC段)不斷增加,所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。 應(yīng)用:適當(dāng)間苗、修剪,合理施肥、澆水,避免徒長(zhǎng)。封行過早,使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下,白白消耗有機(jī)物,造成不必要的浪費(fèi)。 3.CO2濃度 曲線分析:圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度,即CO2補(bǔ)償點(diǎn);圖2中的A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作
20、用所需CO2的最低濃度。兩圖中的B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn),兩圖都表示在一定范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。 應(yīng)用:大田要“正其行,通其風(fēng)”,多施有機(jī)肥;溫室內(nèi)可適當(dāng)補(bǔ)充CO2,即適當(dāng)提高CO2濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。 4.必需礦質(zhì)元素 曲線分析:在一定濃度范圍內(nèi),增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng),可提高光合作用速率,但當(dāng)超過一定濃度后,會(huì)因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降。 應(yīng)用:在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,根據(jù)植物的需肥規(guī)律,適時(shí)、適量地增施肥料,可以提高作物的光能利用率。 5.溫度 曲線分析:溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。 應(yīng)用:冬天
21、,溫室栽培可適當(dāng)提高溫度;夏天,溫室栽培可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度,以提高光合作用速率;晚上適當(dāng)降低溫室溫度,以降低細(xì)胞呼吸速率,保證植物有機(jī)物的積累。 三、多因子變量對(duì)光合作用速率影響的分析(外界因素) 曲線分析:P點(diǎn)時(shí),限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨其因子的不斷加強(qiáng),光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí),橫坐標(biāo)所表示的因素,不再是影響光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。 應(yīng)用:溫室栽培時(shí),在一定光照強(qiáng)度下,白天適當(dāng)提高溫度,增加光合作用酶的活性,提高光合速率,也可同時(shí)充入適量的CO2,進(jìn)一步提高光合速率,當(dāng)溫度適宜時(shí),要
22、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率。總之,可根據(jù)具體情況,通過提高光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度等來充分提高光合速率,以達(dá)到增產(chǎn)的目的。 提醒 各種環(huán)境因子對(duì)植物光合作用并不是單獨(dú)地發(fā)揮作用,而是綜合作用。但各種因子的作用并不是同等重要的,其中起主要作用的因子為關(guān)鍵因子,因此在分析相關(guān)問題時(shí),應(yīng)抓關(guān)鍵因子。 ★★★★ 影響光合作用速率的環(huán)境因素是高考必考的內(nèi)容??疾樾问娇梢允沁x擇題也可以是非選擇題,選擇題的考查側(cè)重于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,而非選擇題的考查往往結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來進(jìn)行。 【典例3】?(2011安徽卷)保水劑是一類高分子聚合物,可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物興趣
23、小組探究“保水劑和氮肥對(duì)小麥光合作用的影響”,進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn): 材料用具:相同土壤基質(zhì)栽培的小麥幼苗若干,保水劑,氮肥等。 方法步驟:①選取長(zhǎng)勢(shì)一致的小麥幼苗若干,平均分為A、B、C三組,分別施用適量的保水劑[60 (kg/hm2)]、氮肥[255 (kg/hm2)]、保水劑[60(kg/hm2)]+氮肥[(255(kg/hm2)],置于相同的輕度干旱條件下培養(yǎng),其他培養(yǎng)條件相同且適宜。 ②在小麥灌漿期選擇晴朗無風(fēng)的上午,于10:00~11:00從每組選取相同數(shù)量的葉片,進(jìn)行CO2吸收量及葉綠素含量的測(cè)定。結(jié)果(均值)如下表: 組號(hào) CO2吸收量/(μmolm-2s-1) 葉綠素含
24、量/(mgg-1) A 10.66 3.07 B 13.04 3.02 C 15.91 3.05 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:適量的保水劑與氮肥配施有利于提高小麥光合作用強(qiáng)度。 (1)請(qǐng)指出上述方法步驟的缺陷并改正:步驟①________________;步驟②________________。 (2)如不考慮方法步驟中的缺陷,從影響光合作用的內(nèi)在因素分析,保水劑與氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是________________。 (3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量________(大于、等于、小于)光合作用過程中CO2實(shí)際消耗量,理由是________________。光合作用強(qiáng)度可
25、通過測(cè)定CO2吸收量,也可以通過測(cè)定________釋放量計(jì)算。 解析 (1)考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)驗(yàn)中要遵循對(duì)照原則和單一變量原則,所以步驟①應(yīng)該增加正常生長(zhǎng),不做特殊處理的對(duì)照實(shí)驗(yàn),步驟②要保證無關(guān)變量相同,所以取相同部位的葉片。(2)影響光合作用的內(nèi)在因素有色素和酶。根據(jù)題目表格信息,葉綠素含量幾乎沒有差別,所以保水劑與氮肥影響了酶的數(shù)量和活性。(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量是光合作用過程中CO2消耗量與呼吸作用CO2釋放量之差,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量小于光合作用過程中CO2實(shí)際消耗量。根據(jù)光合作用的化學(xué)反應(yīng)式,光合作用強(qiáng)度可以是單位時(shí)間反應(yīng)物CO2的消耗量或生成物O2的釋放量。 答案 (1
26、)缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn);應(yīng)增加正常生長(zhǎng),不做特殊處理的D組 無關(guān)變量控制不全;應(yīng)在每組選取相同部位、相同數(shù)量的葉片 (2)提高了光合作用有關(guān)酶的數(shù)量和活性 (3)小于 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量是光合作用過程中CO2消耗量與呼吸作用CO2釋放量之差 O2 【訓(xùn)練2】?(2011江蘇卷)某種鐵線蓮的根莖可作中藥,有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值。下表為不同遮光處理對(duì)其光合作用影響的結(jié)果,相關(guān)敘述正確的是(雙選)( )。 0 4.8 2.1 8.0 7.5 10 5.3 2.3 9.6 9.9 30 5.2 2.4 8.9 9.2 50 4.4 2.6 5.2
27、7.2 70 4.1 2.9 2.7 4.8 90 3.3 3.0 0 3.2 A.適當(dāng)?shù)恼诠馓幚?,可提高其干? B.葉綠素含量與凈光合速率呈正相關(guān) C.葉綠素可作為其利用弱光能力的判斷指標(biāo) D.遮光90%時(shí),鐵線蓮不進(jìn)行光合作用 解析 本題考查同學(xué)們從表格中獲取有效信息的能力。遮光10%時(shí),植株的凈光合速率和干重都最大,A正確;葉綠素含量為2.3~3.0變化時(shí),凈光合速率減弱,B錯(cuò)誤;遮光10%~90%變化時(shí),葉綠素值降低,C正確;遮光90%時(shí),鐵線蓮凈光合為0,此時(shí),光合速率等于呼吸速率,D錯(cuò)誤。 答案 AC 【訓(xùn)練3】?(2012鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))甲、乙兩圖
28、分別表示光照強(qiáng)度和空氣中CO2含量對(duì)某綠色植物光合作用的影響,丙圖表示一天內(nèi)某時(shí)間段蔬菜大棚內(nèi)CO2濃度隨時(shí)間的變化曲線。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)甲圖中的B點(diǎn)與乙、丙圖中的________點(diǎn)葉肉細(xì)胞所處的生理狀態(tài)相同,此時(shí)細(xì)胞中能產(chǎn)生ATP的部位有________________;如果在缺鎂的條件下,G點(diǎn)將向________方移動(dòng)。 (2)C點(diǎn)與B點(diǎn)相比較,葉綠體基質(zhì)中C3的含量________(填“較多”、“較少”或“不變)。 (3)甲圖中A點(diǎn)所進(jìn)行的生理反應(yīng)表達(dá)式為________________________________________________________
29、________________。 (4)光合作用在遇到一定限制因素時(shí),其速率將不再增加,圖中限制E點(diǎn)的外界因素是________________________________________________________________________。 (5)據(jù)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)土壤干旱時(shí),植物根細(xì)胞會(huì)迅速合成某種化學(xué)物質(zhì)X。有人推測(cè)根部合成的X運(yùn)輸?shù)饺~片,能調(diào)節(jié)氣孔的開閉。他們做了如下實(shí)驗(yàn):從該植株上剪取大小和生理狀態(tài)一致的3片葉,分別將葉柄下部浸在不同濃度X的培養(yǎng)液中,以分析葉片中X物質(zhì)濃度與氣孔開放程度之間的關(guān)系。一段時(shí)間后,可以測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)。以上方案有不完善的地方,請(qǐng)指出來并加以
30、改正。 ①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________。 答案 (1)D、G 線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 右上 (2)較少 (3)C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 (4)溫度、光照強(qiáng)度等 (5)①樣本量太小。應(yīng)“取大小和生理狀態(tài)一致的葉片若干,平均分為三組” ②缺乏空白對(duì)照。應(yīng)增加1組,將葉片的葉柄下部浸在不含X
31、的培養(yǎng)液中 ——運(yùn)用“五看法”對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià) 一看對(duì)照 二看器材 三看條件 四看步驟 五看結(jié)果 【訓(xùn)練4】?(2012北京東城區(qū))Wollny研究小組的實(shí)驗(yàn):在某些因素的作用和影響下可以獲得不同產(chǎn)量的春黑麥。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)據(jù)圖所知,影響春黑麥產(chǎn)量的因素有________。 (2)比較圖中D、E、F三點(diǎn),實(shí)驗(yàn)自變量是________。就圖中所反映的因素來看,D點(diǎn)條件下限制春黑麥增產(chǎn)的主要因素是________,C點(diǎn)條件下限制春黑麥增產(chǎn)的主要因素是________。 (3)圖中的數(shù)據(jù)可以說明,若想通過施肥提高產(chǎn)量,土壤應(yīng)達(dá)到一定的濕度,請(qǐng)
32、分析說明原因:________________________________________________________________________。 (4)除圖中所示的因素外,若要進(jìn)一步提高春黑麥的產(chǎn)量,還可以采取的措施是________。 解析 由圖可知,隨著光照強(qiáng)度、土壤濕度、施肥情況的增加,光合作用速率增強(qiáng)。D點(diǎn)是在弱光條件下光合作用的最大速率,其限制因素是光照強(qiáng)度。C點(diǎn)是在強(qiáng)光條件下光合作用的最小速率,限制其光合作用的主要因素是土壤濕度。礦質(zhì)元素只有溶于水中才能被植物的根吸收和利用,只有土壤達(dá)到一定的濕度才能滿足植物需要。除了上述因素外,CO2濃度、溫度等條件都是影響光
33、合作用的因素。 答案 (1)光照強(qiáng)度、土壤濕度、施肥情況 (2)光照強(qiáng)度 光照強(qiáng)度 土壤濕度 (3)生物體的一切生命活動(dòng)都離不開水,故土壤應(yīng)達(dá)到一定的濕度,才能保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行以及無機(jī)鹽離子的充分溶解、吸收和利用 (4)合理密植、增加CO2濃度、溫度要適宜等(寫出一項(xiàng)即可) 綠葉中色素的提取和分離 1.實(shí)驗(yàn)原理 (1)提?。喝~綠體中的色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水,可用無水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。 (2)分離:各種色素在層析液中溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢,從而使各種色素相互分離。 提醒 關(guān)鍵詞及其與試劑的對(duì)應(yīng)關(guān)系 提取色素——無水乙醇;分離
34、色素——層析液。 2.實(shí)驗(yàn)程序 提取色素 畫濾液細(xì)線 觀察結(jié)果 整理、洗手 3.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵 (1)葉片要新鮮、顏色要深綠,含有較多色素。 (2)研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定,易被活細(xì)胞內(nèi)的葉綠素酶水解。充分研磨使葉綠體完全破裂,提取較多的色素。 (3)制備濾紙條時(shí),要將濾紙條的一端剪去兩角,這樣可以使色素在濾紙條上擴(kuò)散均勻,便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (4)濾液細(xì)線不僅要求細(xì)、直,而且要求含有較多的色素,所以要求待濾液干后再畫1~2次。 (5)濾液細(xì)線不能觸及層析液,否則色素溶解到層析液中,濾紙條上得不到色素帶或色素較少。 提醒 (1)從色素帶的寬度
35、可推知色素含量的多少; (2)從色素帶的位置可推知色素在層析液中溶解度大?。? (3)在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b,距離最遠(yuǎn)的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。 本考點(diǎn)以往高考命題側(cè)重于以選擇題的形式考查實(shí)驗(yàn)的方法步驟以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。但今年的試題回避了慣常實(shí)驗(yàn)考查的形式,而是對(duì)選材、實(shí)驗(yàn)步驟分析、變量分析和推測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因進(jìn)行了考查,體現(xiàn)了高考試卷中設(shè)置問題新穎的特點(diǎn)。 【典例】?(2011廣東卷)中國(guó)的飲食講究“色、香、味”,顏色會(huì)影響消費(fèi)。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素,他以生長(zhǎng)很快的入侵植物水葫蘆為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。 Ⅰ.提取葉綠素 ―→―→―→
36、 Ⅱ.探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響 取一些葉綠素粗產(chǎn)品,配成一定濃度的溶液,于室溫(約25 ℃)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),方法和結(jié)果如下表。 實(shí)驗(yàn)組號(hào) 調(diào)pH至 溶液顏色 ① 3.0 Y 10 綠色 ② 3.0 7.0 10 綠色 ③ 3.0 6.0 10 黃綠色 ④ 3.0 5.0 10 黃褐色 注:葉綠素被破壞后變成黃褐色。 根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,請(qǐng)回答下列問題。 (1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為________,原因是_____________________________________________________________
37、___________ ________________________________________________________________________。 (2)表中Y應(yīng)該為________,原因是________________________________________________________________________。 (3)若用作食品色素,天然葉綠素色素不適用于________食品,否則________________________________________________________________________。 (4)小李想
38、了解葉綠素產(chǎn)品中是否含有其他色素,請(qǐng)你提供監(jiān)測(cè)方法并寫出主要步驟。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析 該題屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,主要考查了教材中葉綠體色素的提取和分離的相關(guān)內(nèi)容。(1)考
39、查了葉綠素的性質(zhì);(2)考查了實(shí)驗(yàn)時(shí)所應(yīng)該遵循的等量原則;(3)是利用表格中所給的信息,可以知道,葉綠素在pH較低時(shí)不穩(wěn)定,會(huì)分解;(4)主要考查了教材中葉綠體色素分離的實(shí)驗(yàn)步驟。分別是:制備濾紙條,畫濾液細(xì)線,層析及其注意事項(xiàng),最后是記錄和觀察。 答案 (1)對(duì)人無害的有機(jī)溶劑(食用酒精) 葉綠素溶于有機(jī)溶劑和應(yīng)考慮溶劑對(duì)人體的影響 (2)8.0 pH間設(shè)置應(yīng)遵循等量原則和應(yīng)考慮堿性pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響 (3)酸性 由于葉綠素被破壞造成食品失綠而影響品質(zhì) (4)層析法。第一步:制備濾紙條;第二步:用毛細(xì)吸管吸取少量葉綠素提取液,畫細(xì)線;第三步:將濾紙條放在層析液中層析,注意不要將提取液
40、細(xì)線接觸層析液;第四步:觀察濾紙條上的色素帶的條數(shù)和顏色 【訓(xùn)練1】?(2011江蘇卷)某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進(jìn)行了紅光照射光吸收測(cè)定和色素層析條帶分析(從上至下),與正常葉片相比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是( )。 A.光吸收差異顯著,色素帶缺第2條 B.光吸收差異不顯著,色素帶缺第2條 C.光吸收差異顯著,色素帶缺第3條 D.光吸收差異不顯著,色素帶缺第3條 解析 胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光,所以缺少葉黃素時(shí)對(duì)紅光的吸收差異不顯著;葉綠體中色素層析后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,所以本題正確答案為B。 答案 B 【訓(xùn)練2】?(改編題
41、)下列是某實(shí)驗(yàn)小組在完成葉綠體中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)所遇到的有關(guān)問題,分析回答下列問題。 (1)剪碎5 g新鮮濃綠的菠菜葉片放在研缽中,加入SiO2后,經(jīng)迅速研磨成糊狀,發(fā)現(xiàn)糊狀的研磨液呈現(xiàn)淺綠色,其原因是沒有加入________________,使得________________。 (2)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中將畫有濾液細(xì)線的濾紙條(已重復(fù)幾次畫線)插入層析液,幾分鐘后取出觀察,發(fā)現(xiàn)濾紙條上無色素分帶現(xiàn)象,而用同一濾液做實(shí)驗(yàn)的乙同學(xué)的濾紙條上卻色素分帶明顯。甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)失敗的原因可能是_________________________________________。 (3)若選用在缺Mg
42、的營(yíng)養(yǎng)液中長(zhǎng)期培養(yǎng)的玉米葉片作實(shí)驗(yàn)材料,層析后濾紙條上只出現(xiàn)了兩條色素帶,其原因是__________________________________________________________ ________________。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束幾天后,甲、乙兩同學(xué)發(fā)現(xiàn)部分預(yù)留葉片已變黃。甲同學(xué)認(rèn)為這是由于葉片中葉綠素降解所造成的,乙同學(xué)則認(rèn)為是類胡蘿卜素含量增加所致。根據(jù)所學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來判斷哪個(gè)同學(xué)的觀點(diǎn)正確。 實(shí)驗(yàn)過程: ①?gòu)念A(yù)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,分別編號(hào)為A、B兩組。 ②________________________
43、________________________________________________。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: ①與B組相比,若A組濾紙條只有上面兩條色素帶或上面兩條色素帶較B組的窄,則________的觀點(diǎn)是正確的。 ②________________,則________的觀點(diǎn)是正確的。 解析 (1)在色素的提取過程中,研磨時(shí)要加入碳酸鈣,防止葉綠素在研磨過程中被破壞,加入無水乙醇,讓色素溶解并提取出來。 (2)乙同學(xué)濾紙條上無色素帶,說明濾液細(xì)線中的色素溶解到層析液中,即層析液觸及濾液細(xì)線。 (3)Mg是合成葉綠素的必需元素,無Mg不能合成葉綠素a和葉綠素b。 (4)通過設(shè)計(jì)
44、對(duì)照實(shí)驗(yàn)來探究發(fā)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(duì)照組選取正常未發(fā)黃的葉片,實(shí)驗(yàn)組選取已變黃的葉片,通過提取分離這兩種葉片中的色素,比較各種色素的含量,得出結(jié)論。 答案 (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 (2)層析液觸及濾液細(xì)線 (3)缺Mg植物不能合成葉綠素 (4)實(shí)驗(yàn)過程:②在相同條件下,進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn),測(cè)定和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,比較這兩種葉片色素的組成和含量 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:①甲同學(xué)?、谂cB組相比,若A組濾紙條上面的兩條色素較寬 乙同學(xué) ,光合作用過程的考查 1.判斷正誤 (1)(
45、2009安徽,1-A)葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi)( )。 (2)(2009安徽,1-B)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中( )。 (3)(2010天津,1改編)在葉肉細(xì)胞中,CO2的固定和產(chǎn)生場(chǎng)所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)( )。 (4)(2009浙江,4-C)光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,細(xì)胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP( )。 (5)(2009全國(guó)Ⅱ,1-D)葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用,不進(jìn)行呼吸作用( )。 (6)(2009浙江,4-D)夏季連續(xù)陰天,大棚中白天適當(dāng)增加光照,夜晚適當(dāng)降低溫度,可提高作物產(chǎn)量( )。 答案 (1)
46、 (2) (3) (4) (5) (6)√ 2.(2011廣東卷)觀賞植物蝴蝶蘭可通過改變CO2吸收方式以適應(yīng)環(huán)境變化。長(zhǎng)期干旱條件下,蝴蝶蘭在夜間吸收CO2并貯存在細(xì)胞中。 圖1 正常和長(zhǎng)期干旱條件下蝴蝶蘭CO2吸收速率的日變化 圖2 正常和長(zhǎng)期干旱條件下蝴蝶蘭的干重增加量 (1)依圖1分析,長(zhǎng)期干旱條件下的蝴蝶蘭在0~4時(shí)________(填“有”或“無”)ATP和[H]的合成,原因是________________;此時(shí)段________(填“有”或“無”)光合作用的暗反應(yīng)發(fā)生,原因是________________;10~16時(shí)無明顯CO2吸收的直接原因是_______
47、_________。 (2)從圖2可知,栽培蝴蝶蘭應(yīng)避免________,以利于其較快生長(zhǎng)。此外,由于蝴蝶蘭屬陰生植物,栽培時(shí)還需適當(dāng)________。 (3)蝴蝶蘭的種苗可利用植物細(xì)胞的________,通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn),此過程中細(xì)胞分化的根本原因是________________。 解析 該題考查光合作用、植物組織培養(yǎng)和細(xì)胞分化的相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)題目和圖示的信息可知蝴蝶蘭在0~4時(shí),沒光照,不能進(jìn)行光反應(yīng),但是,細(xì)胞可以進(jìn)行呼吸作用,所以有ATP和[H]的合成。10~16時(shí)無明顯CO2吸收的原因是由于溫度過高,植物為了防止過度失水,而關(guān)閉氣孔。從圖2可知,栽培蝴蝶蘭應(yīng)避免
48、干旱。由于蝴蝶蘭屬陰生植物,因此栽培時(shí)需遮光。蝴蝶蘭的種苗可利用植物組織培養(yǎng)大規(guī)模生產(chǎn),細(xì)胞分化的根本原因是基因選擇性表達(dá)。 答案 (1)有 呼吸作用合成 無 葉綠體在無光時(shí)不能合成ATP和[H] 氣孔關(guān)閉 (2)長(zhǎng)期干旱 遮陰 (3)全能性 基因選擇性表達(dá) ,影響光合作用的因素及實(shí)踐應(yīng)用3.(2011新課標(biāo)全國(guó)卷)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后,與對(duì)照組相比,其葉片光合作用強(qiáng)度下降,原因是( )。 A.光反應(yīng)強(qiáng)度升高,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低 B.光反應(yīng)強(qiáng)度降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低 C.光反應(yīng)強(qiáng)度不變,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低 D.光反應(yīng)強(qiáng)度降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度不變 解析 本題考查葉綠素的組成
49、和光合作用過程。鎂是葉綠素的組成成分;在缺鎂的營(yíng)養(yǎng)液中,由于葉綠素不能正常合成而導(dǎo)致葉片中葉綠素含量下降,光合作用光反應(yīng)強(qiáng)度降低,光反應(yīng)產(chǎn)物ATP和[H]減少,暗反應(yīng)也減弱。 答案 B 4.(2011福建卷)下圖是夏季晴朗的白天,玉米和花生凈光合速率(單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2的量)的變化曲線,下列敘述錯(cuò)誤的是( )。 A.在9:30~11:00之間,花生凈光合速率下降的原因是暗反應(yīng)過程減緩 B.在11:00~12:30之間,花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米的多 C.在17:00時(shí),玉米和花生的單位葉面積釋放O2速率相同 D.在18:30時(shí),玉米既能進(jìn)行光反應(yīng),也能進(jìn)行
50、暗反應(yīng) 解析 在9:30~11:00之間,光照較強(qiáng),光反應(yīng)強(qiáng),花生凈光合速率下降的原因是暗反應(yīng)過程減緩;分析圖解可知,在11:00~12:30之間,花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米的少,B錯(cuò)誤;在17:00時(shí),玉米和花生的凈光合速率相同,單位葉面積釋放O2速率相同;在18:30時(shí),玉米凈光合速率為零,說明光合作用與呼吸作用相等,此時(shí)既能進(jìn)行光反應(yīng),也能進(jìn)行暗反應(yīng)。 答案 B 5.(2010四川卷)有人對(duì)不同光照強(qiáng)度下兩種果樹的光合特性進(jìn)行研究,結(jié)果如下表(凈光合速率以CO2的吸收速率表示,其他條件適宜且相對(duì)恒定)。下列相關(guān)分析,不正確的是( )。
51、 A.光強(qiáng)大于0.1 mmol光子/(m2s),隨光照增強(qiáng)兩種果樹的光能利用率逐漸減小 B.光強(qiáng)小于0.5 mmol光子/(m2s),限制凈光合速率的主要因素是葉綠素含量 C.光強(qiáng)大于0.7 mmol光子/(m2s),限制凈光合速率的主要生態(tài)因素是CO2濃度 D.龍眼的最大光能利用率大于芒果,但龍眼的最大總光合速率反而小于芒果 解析 通過分析表中信息可知,A項(xiàng)與D項(xiàng)是正確的;B項(xiàng)中,當(dāng)光強(qiáng)小于0.5 mmol光子/(m2s)時(shí),凈光合速率降低,這是由于光強(qiáng)較弱,限制了光合作用的光反應(yīng);C項(xiàng)中,當(dāng)光強(qiáng)大于0.7 mmol光子/(m2s)時(shí),凈光合速率不再增加,這是因?yàn)榭諝庵械腃O2濃度有
52、限,限制了光合作用的暗反應(yīng)。 答案 B ,光合作用相關(guān)實(shí)驗(yàn)的考查6.(2011全國(guó)卷)為探究不同條件對(duì)葉片中淀粉合成的影響,將某植物在黑暗中放置一段時(shí)間,耗盡葉片中的淀粉。然后取生理狀態(tài)一致的葉片,平均分成8組,實(shí)驗(yàn)處理如下表所示。一段時(shí)間后,檢測(cè)葉片中有無淀粉,結(jié)果如下表。 編號(hào) 組1 組2 組3 組4 組5 組6 組7 組8 處理 葡萄糖溶液浸泡溶液中通入空氣 葡萄糖溶液浸泡溶液中通入CO2和N2 蒸餾水浸泡水中通入空氣 蒸餾水浸泡水中通入CO2和N2 檢測(cè) 結(jié)果 光照 黑暗 光照 黑暗 光照 黑暗 光照 黑暗 有淀粉 有淀粉 有
53、淀粉 無淀粉 有淀粉 無淀粉 有淀粉 無淀粉 回答下列問題。 (1)光照條件下,組5葉片通過________作用產(chǎn)生淀粉; 葉肉細(xì)胞釋放出的氧氣來自于________的光解。 (2)在黑暗條件下,葉片能進(jìn)行有氧呼吸的組別是________。 (3)組2葉片中合成淀粉的原料是________,直接能源物質(zhì)是________,后者是通過________產(chǎn)生的。與組2相比,組4葉片無淀粉的原因是_____________________________________。 (4)如果組7的蒸餾水中只通入N2,預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果是葉片中________(有、無)淀粉。 解析 本題綜合考
54、查了光合作用和呼吸作用及同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)分析能力。(1)植物體通過光合作用合成有機(jī)物;H2O光解后產(chǎn)生氧氣。(2)有氧呼吸離不開氧氣的供應(yīng),組2和組6有氧氣的供應(yīng),可以進(jìn)行有氧呼吸。(4)如果組7的蒸餾水 中只通入N2,葉片會(huì)因缺少二氧化碳的供應(yīng)而不能進(jìn)行光合作用,不能合成有機(jī)物。 答案 (1)光合 H2O (2)組2和組6 (3)葡萄糖 ATP 有氧呼吸 組4無氧氣,葉片不能進(jìn)行有氧呼吸,淀粉合成缺少ATP (4)無 7.(2011四川卷)有人通過實(shí)驗(yàn)探究某海藻的最佳培養(yǎng)條件,以獲得最大生物量(注:生物量指單位體積的藻體干重)。 (1)在有光條件下培養(yǎng)海藻時(shí),培養(yǎng)液中必須含有____
55、____,還需定時(shí)向培養(yǎng)液通入空氣,目的是提供________。海藻光合速率隨不同光照強(qiáng)度的變化曲線如圖,圖中B點(diǎn)表示最佳的________培養(yǎng)條件。 (2)該海藻在無光條件下仍能生長(zhǎng),但需在培養(yǎng)液中添加葡萄糖等有機(jī)物,目的是提供________________________________________________________________________。 (3)向培養(yǎng)液中添加葡萄糖配成不同濃度的培養(yǎng)液,在一定光照條件下培養(yǎng)該海藻,測(cè)定海藻的生物量如下表: 葡萄糖濃度/(gL-1) 0 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 海藻生物量/(gL-1) 0
56、.84 0.93 1.00 1.03 0.79 0.67 要確定培養(yǎng)海藻的最佳葡萄糖濃度,還需設(shè)計(jì)________的實(shí)驗(yàn)。 (4)綜合上述實(shí)驗(yàn),獲得該海藻最大生物量的培養(yǎng)條件是________________。 解析 (1)植物的培養(yǎng)除了需要適宜的光照條件外,還需要適宜的溫度和礦質(zhì)元素,因此培養(yǎng)液中必須含有礦質(zhì)元素;為了增加海藻的光合作用強(qiáng)度,因此要向培養(yǎng)液中定時(shí)充入空氣,增加CO2含量;根據(jù)題中曲線分析,在B點(diǎn),海藻的放氧速率最高,因此該點(diǎn)是最佳的光照培養(yǎng)條件。(2)在無光條件下,海藻不能進(jìn)行光合作用,若要其生長(zhǎng),需在培養(yǎng)液中添加葡萄糖,為其提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),并為呼吸作用提供底物。(3)根據(jù)題中表格信息可知,在葡萄糖濃度為0.4 g/L的培養(yǎng)液中的海藻的生物量最大,故需在0.2~0.6 g/L之間設(shè)定一定濃度梯度的實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步確定最佳的葡萄糖濃度。(4)根據(jù)上述分析,欲獲得該海藻的最大生物量,其培養(yǎng)條件需要適宜的光照強(qiáng)度及適宜濃度的葡萄糖。 答案 (1)各種必需礦質(zhì)元素 CO2 光照 (2)碳源和能源 (3)在0.2~0.6 g/L之間更細(xì)分的濃度梯度 (4)適宜光照,添加適宜濃度的葡萄糖 19 用心 愛心 專心
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