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2019-2020年高三生物總復(fù)習(xí) 第12講 光和作用教案 【考綱要求】 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 考綱要求 (1)酶在代謝中的作用 (2)ATP在細(xì)胞代謝中的作用 (3)光合作用的基本過程 (4)影響光合作用速率的環(huán)境因素 (5)細(xì)胞呼吸 (6)探究影響酶活性的條件 (7)綠葉中色素的提取和分離 (8)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 實驗與探究能力(2) 實驗與探究能力(1) 實驗與探究能力(2) 【考點分析】 知識點 試題 分值 題型 光合作用 xx 寧夏 4 選擇題 xx 寧夏 16 非選擇題 xx 江蘇 2 選擇題 xx 山東 4 選擇題 xx 海南 2 選擇題 xx 全國卷Ⅱ 16 非選擇題 xx 安徽 2 選擇題 xx 山東 16 非選擇題 xx 四川 22 非選擇題 xx 重慶 26 非選擇題 xx 廣東 10 非選擇題 xx 遼寧 7 非選擇題 xx 上海 10 非選擇題 xx 浙江 2 選擇題 【考點預(yù)測】 光合作用是生物界獲得能量的重要生理過程，也是生物界其他生理過程的物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。光合作用的探究歷程展現(xiàn)了一系列的科學(xué)實驗，這是高考中常常借用的實驗考查題目素材，應(yīng)當(dāng)重視總結(jié)和分析。光合作用的過程以及外界因素對于光反應(yīng)和暗反應(yīng)的影響，是本知識點考查頻率最高的內(nèi)容，可以通過列表的方式進(jìn)行掌握。對于本節(jié)知識是高考中的熱點問題，在選擇題和答題以及實驗題目都可以出現(xiàn)。 【知識梳理】 一、 光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程 二、 光合作用的原理和應(yīng)用 1、 原理 2、 過程 3、 應(yīng)用 三、 葉綠體中色素的提取和分離 四、 影響光和作用的因素 1、 光照強(qiáng)度 2、 溫度 3、 水 4、 CO2濃度 5、 無機(jī)鹽 【重點解析】 一、 光和作用的過程 光合作用的過程，按其是否需要光，將其劃分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。在光下二者同時進(jìn)行，暗處只能進(jìn)行暗反應(yīng)。二者既有區(qū)別又有相互聯(lián)系，如下表所示： 項目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 實質(zhì) 光能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能（ATP、[H]）,放出氧氣 活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定化學(xué)能儲存起來（CH2O） 時間 短促、以微秒計 較緩慢 條件 需葉綠素、光、酶 不需要葉綠素和光、需要酶 場所 在葉綠體的類囊體膜上 在葉綠體的基質(zhì)中 物質(zhì)變化 2H2O4[H] + O2 ADP+ PiATP CO2的固定 CO2 + C5C3 CO2的還原（CH2O） 能量變化 葉綠素將光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲存在ATP中 ATP中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 例1回答下列有關(guān)高等植物光合作用的問題。 （1）圖1中分子Z的名稱是________。 （2）Z物質(zhì)的形成過程是：光能活化位于______上的____________分子，釋放出______，并經(jīng)最終傳遞最終生成Z。 （3）在暗反應(yīng)中，CO2必須與RuBP（五碳化合物）結(jié)合，這是CO2被固定的第一步，RuBP可循環(huán)使用，使光合作用不斷進(jìn)行，但O2也可與RuBP結(jié)合，生成三碳化合物和一個二氧化碳，此二碳化合物不參與光合作用，圖2為不同O2濃度下葉表面溫度與光合作用速率的關(guān)系?；卮鹣铝袉栴}。 1）據(jù)圖2，該植物在25℃、適宜光照、1.5%與21%的O2濃度下，每小時單位葉面積積累的葡萄糖的差值是_____mg。（相對分子質(zhì)量：CO2—44，葡萄糖—180.計算結(jié)果保留一位小數(shù)。）結(jié)合暗反應(yīng)的過程，解釋不同氧濃度下葡萄糖積累量產(chǎn)生差異的原因：________________________。 2）圖2說明不同葉表面溫度、不同氧濃度與光合作用速率的關(guān)系是____________________。 解析：本題主要考查植物光合作用的相關(guān)知識。 （1）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和還原型輔酶Ⅱ，則Z為還原型輔酶Ⅱ； （2）光反應(yīng)是在葉綠體類囊體膜上進(jìn)行的，光能被葉綠素a吸收并活化，釋放出高能電子，經(jīng)電子傳遞鏈傳遞后最終生成還原型輔酶Ⅱ，提供給暗反應(yīng)； （3）由曲線可直接讀出25℃適宜光照下，1.5% O2與21% O2 , CO2吸收分別為29和15，差值為14，再根據(jù)光合作用反應(yīng)式換算成葡萄糖即可；O2濃度較高時會同CO2競爭RuBP，減少了用于還原的三碳化合物的生成，從而抑制光合作用；根據(jù)曲線走勢可以看出，相同CO2濃度下，高溫狀態(tài)下較高的O2濃度影響光合作用更明顯。 答案： （1）還原型輔酶Ⅱ（NADPH） （2）葉綠體的類囊體膜 葉綠素a 高能電子（） （3）1）9.5mg 與RuBP結(jié)合，減少了用于還原的化合物，從而降低了光合作用速率，高濃度抑制了光合作用速率 2）當(dāng)濃度一定時，較高氧濃度對光合作用速率的抑制作用在較高溫度下更為顯著。 二、 影響光和作用的因素 影響光合作用的因素主要包括光、溫度、CO2濃度、H20、 礦質(zhì)元素。 1．光 光是光合作用的能量來源。對光合作用的影響最大，其影響主要表現(xiàn)在三個方面： (1)光照時間：光照時間越長，光合作用合成的有機(jī)物越多。延長光照時間可以提高光能利用率，延長光照時問的方法主要是通過輪作。 (2)光質(zhì)(波長)：由于光合色素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光，所以通常在紅橙光下光合作用最快，藍(lán)紫光下次之，綠光下最差。 (3)光照強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)隨光強(qiáng)度的增加，光合作用速率加快，光強(qiáng)度增強(qiáng)到一定程度后光合作用速率就不再增加(受酶、光合色素和CO2濃度等因素的限制)。光照強(qiáng)度對光合速率(通常用單位時間內(nèi)單位葉面積的植物體吸收CO2的量或放出O2的量表示)的影響可用下面曲線表示。 光補(bǔ)償點：光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用放出CO2量時的光照強(qiáng)度，在A點以前光合速率小于呼吸作用速率；A—B光合作用速率大于呼吸作用速率，且隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大。O點只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用。 光飽和點：達(dá)到最大光合速率時的光照強(qiáng)度。陽生植物的光補(bǔ)償點和光飽和點，都比陰生植物高。 2.溫度 溫度對光合作用的影響是通過影響與光合作用有關(guān)的酶的活性來實現(xiàn)的。在一定范圍內(nèi)，隨溫度的升高，酶的活性增強(qiáng)，光合作用的速率提高。 提高溫度不僅能提高光合作用的速率，也提高了呼吸作用的速率，所以提高溫度能夠提高光合作用的強(qiáng)度，但不一定能提高凈光合作用強(qiáng)度(有機(jī)物的積累)。凈光合作用強(qiáng)度最高時的溫度，不一定是酶的最適溫度。 溫室栽培作物時，可適當(dāng)提高室內(nèi)溫度，并且保持晝夜溫差以提高植物的凈光合作用強(qiáng)度(即增加有機(jī)物的積累)。 3．CO2濃度對光合作用的影響 (1)只有當(dāng)環(huán)境中CO2濃度達(dá)到一定值時，植物才能從外界吸收CO2進(jìn)行光合作用。植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(圖中A點)。 (2)在一定范圍內(nèi)隨CO：濃度的增大，光合速率逐漸增大。當(dāng)CO2濃度達(dá)到一定值時，再增大CO2濃度，光合作用將不再增加，并且超過一定值不僅不能提高光合速率，反而使光合速率下降。(主要原因是抑制了有氧呼吸，從而影響光合作用。)光合速率達(dá)到最大值時，環(huán)境中CO2的濃度稱為CO2飽和點(圖中B點)。用曲線表示如圖。 (3)大田中，常采用“正其行，通其風(fēng)”來保證植物光合作用中CO2的供應(yīng)。溫室栽培植物時，可以通過施用有機(jī)肥、設(shè)置CO2反應(yīng)器等措施適當(dāng)提高室內(nèi)CO2濃度。 4．水 水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)。另外，水還能影響氣孔的開閉，從而間接影響CO2進(jìn)入植物體，所以水對光合作用有較大的影響。生產(chǎn)上，為保證植物光合作用的正常進(jìn)行，常采用預(yù)防干旱如雨后，中耕松土，其目的之一就是減少土壤中水的散失；地膜覆蓋，一方面是為了保溫，另一方面也是為了保水；及時灌溉等措施。 5．無機(jī)鹽 綠色植物進(jìn)行光合作用時，需要多種必須的無機(jī)鹽。例如：N、P、Mg、Fe、K等。 例2 將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的CO2條件下。如果將環(huán)境中CO2含量突然降至極低水平，此時葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是（ ） A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降 解析：從光合作用的反應(yīng)過程進(jìn)行分析：在光合作用過程中，CO2參與暗反應(yīng)，CO2與C5化合物結(jié)合，生成兩個C3化合物，當(dāng)CO2突然減少時，這個過程必然受阻，因而導(dǎo)致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的減少，又使暗反應(yīng)中C3化合物還原成葡萄糖的過程受阻，消耗光反應(yīng)提供的ATP量也減少，使細(xì)胞中ATP含量上升。 答案：C 例3下圖中的甲、乙兩圖為—晝夜中某作物植株對CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請據(jù)圖回答問題： 乙圖 甲圖 （1）甲圖曲線中C點和正點（外界環(huán)境中CO2濃度變化為零）處，植株處于何種生理活動狀態(tài)？ （2）根據(jù)甲圖推測該植物接受光照的時間是曲線中的 段，其中光合作用強(qiáng)度最高的是 點，植株積累有機(jī)物最多的是 點。 （3）乙圖中FG段CO2吸收量逐漸減少是因為 ，以致光反應(yīng)產(chǎn)生的 和 逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng)強(qiáng)度，使化合物數(shù)量減少，影響了CO2固定。 （4）乙圖曲線中間E處光合作用強(qiáng)度暫時降低，可能是因為 解析：本例主要考查影響光合作用因素：CO2濃度、光強(qiáng)，以及光合速率、呼吸速率和表觀速率的關(guān)系（表觀速率=光合速率－呼吸速率）。首先，要認(rèn)真看清坐標(biāo)的含義，然后進(jìn)行曲線分析；其次，要把光合作用和呼吸作用聯(lián)系起來考慮，并用兩個生理過程進(jìn)行的條件和時間進(jìn)行分析。注意光合作用強(qiáng)度決定的制造有機(jī)物量與有機(jī)物總積累量之間的聯(lián)系和區(qū)別；第三，乙圖的E點CO2吸收率降低的機(jī)理，不僅要從外界因子的整天變化情況及此時的限制因素考慮，還要聯(lián)系植株的其他生理活動進(jìn)行思考。 答案： （1）呼吸作用釋放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量時 （2）BF；D；E （3）光照強(qiáng)度逐步減弱；ATP；NADPH （4）溫度高，蒸騰作用過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，影響了CO2原料的供應(yīng) 例3光合作用受光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度等影響，圖中4條曲線（a、b、c、d）為不同光照強(qiáng)度和不同CO2濃度下，馬鈴薯凈光合速率隨溫度變化的曲線。a光照非常弱，CO2很少（遠(yuǎn)小于0.03%）；b適當(dāng)遮蔭（相當(dāng)于全光照的1/25）CO2濃度為0.03%，c全光照（晴天不遮蔭），CO2濃度為0.03%；d全光照，CO2濃度為1.22%。請據(jù)圖回答： （1）隨著光照強(qiáng)度和CO2濃度的提高，植物光合作用（以凈光合速率為指標(biāo)）最適溫度的變化趨勢是 。 （2）當(dāng)曲線b凈光合速率降為零時，真光合速率是否為零？為什么？ （3）在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高凈光合速率？（ ） A. 通風(fēng) B. 增施有機(jī)肥 C. 延長生育期 D. 施碳酸氫銨 解析：由題中坐標(biāo)圖可知，隨光照強(qiáng)度和CO2濃度的提高，植物光合作用最適溫度的變化逐漸提高。因為b為適當(dāng)遮蔭（有光），CO2濃度為0.03％（有原料），呼吸作用仍在進(jìn)行，所以，當(dāng)曲線b凈光合速率為零時，代表光合速率等于呼吸速率，真光合速率并不為零。在生產(chǎn)實踐中，采取通風(fēng)、施肥等措施均可提高作物凈光合速率。 答案： （1）逐漸提高 （2）不為零，因為在b實驗條件下，呼吸速率不為零 （3）ABD 【實戰(zhàn)訓(xùn)練】 （09浙江卷）1．下列關(guān)于植物光合作用和細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是 A．無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮 B．的固定過程發(fā)生在葉綠體中，分解成的過程發(fā)生在線粒體中 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 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：D 解析：無氧時細(xì)胞會進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精對細(xì)胞有毒害作用，零下低溫環(huán)境會使細(xì)胞中的水結(jié)冰，破壞水果的營養(yǎng)成分，達(dá)不到保鮮的目的。的固定過程發(fā)生在葉綠體中，分解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，的生成在線粒體中；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)闊崮堋TP中的化學(xué)能以及其他形式的能（如電能、光能等）；夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照（提高光合作用的強(qiáng)度），夜晚適當(dāng)降低溫度（降低酶的活性，從而降低呼吸消耗），以利于作物產(chǎn)量的提高。故D正確。 （09廣東理基）2．在晴天中午，密閉的玻璃溫室中栽培的玉米，即使溫度及水分條件適宜，光合速率仍然較低，其主要原因是 A．濃度過低 B．濃度過高 C．濃度過低 D．濃度過高 答案：C 解析：晴天中午，密閉的玻璃溫室中栽培的玉米，即使溫度及水分條件適宜，隨著光合作用的進(jìn)行，消耗了大量的CO2，引起暗反應(yīng)的原料不足，致使光合速率仍然較低。 （09廣東理基）3．將在黑暗中放置一段時間的葉片均分4塊，置于不同的試管中，按下表進(jìn)行實驗，著色最淺葉片所在的試管是 試管編號 ① ② ③ ④ 實驗 處理 CO2溶液 + + + + 光照 白光 藍(lán)光 紅光 綠光 碘液 + + + + 注：“+”表示具有該條件 A．① B．② C．③ D．④ 答案：D 解析：將葉片在黑暗中放置一段時間的是進(jìn)行饑餓處理，消耗掉有機(jī)物，然后用不同的光照射，進(jìn)行光合作用，用碘液處理看有機(jī)物產(chǎn)生的多少，因為葉綠體中的色素幾乎不吸收綠光，所以著色最淺葉片所在的試管是④號管。 （09廣東文基）4．從高等植物葉片中分離出4種光合色素，其中呈橙黃色的是 A．葉綠素a B．葉綠素b C．胡蘿卜素 D．葉黃素 答案：C 解析：本題考查葉綠體色素的種類，胡蘿卜素：橙黃色，葉黃素：黃色，葉綠素a：藍(lán)綠色，葉綠素b：黃綠色。 （09北京卷）5. 小麥和玉米的CO2固定量隨外界CO2濃度的變化而變化（如右圖）。下列相關(guān)敘述不正確的是 A. 小麥的CO2固定量與外界CO2濃度呈正相關(guān) B．CO2濃度在100mgL-1時小麥幾乎不固定CO2 C．CO2濃度大于360 mgL-1后玉米不再固定CO2 D．C4植物比C3植物更能有效地利用低濃度CO2 答案：C 解析：本題以柱狀圖的形式提供了相關(guān)的數(shù)據(jù)，要求學(xué)生能夠根據(jù)圖中的信息分析得出相關(guān)的結(jié)論。A和B選項可以從圖中分析直接得出；從圖上看，當(dāng)外界CO2濃度很低時，玉米（C4植物）可以固定CO2，而小麥（C3植物）幾乎不能固定CO2，即C4植物比C3植物更能有效地利用低濃度CO2；當(dāng)CO2濃度大于360 mgL-1后，玉米仍然在固定CO2，只是CO2固定量不再隨外界CO2濃度上升而變化，所以C選項錯誤。 （09上海卷）6.下列關(guān)于葉肉細(xì)胞能量代謝的敘述中，正確的是 A. 適宜光照下，葉綠體和線粒體合成ATP都需要 B. 只要提供，線粒體就能為葉綠體提供和ATP C. 無光條件下，線粒體和葉綠體都產(chǎn)生ATP D. 葉綠體和線粒體都有ATP合成酶，都能發(fā)生氧化還原反應(yīng) 答案：D 解析：光照下葉綠體是通過光反應(yīng)產(chǎn)生ATP不需要O2，線粒體進(jìn)行有氧呼吸需要丙酮酸和O2。 （09海南卷）7.取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組，每組各置于一個密閉裝置內(nèi)，并分別給予a、b、c三種不同強(qiáng)度的光照，其他條件一致。照光相同時間后，測得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示，下列 敘述錯誤的是 A．裝置內(nèi)增加的氧氣來自于水 B．光照強(qiáng)度為a時，光合作用停止 C．丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低 D．該圖反映了光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系 答案：B （09海南卷）8.在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時間內(nèi)葉綠中C3和C5化合物含量的變化是 A. C3和C5都迅速減少 B. C3和C5都迅速增加 C. C3迅速增加，C5迅速減少 D. C3迅速減少，C5迅速增加 答案：C （09全國卷Ⅱ）9．（8分） （1）右圖表示A、B兩種植物的光照等其他條件適宜的情況下，光合作用強(qiáng)度對環(huán)境中CO2濃度變化的響應(yīng)特性。據(jù)圖判斷在CO2濃度為（接近大氣CO2濃度）時，光合作用強(qiáng)度較高的植物是_______________。 （2）若將上述兩種植物幼苗置于同一密閉的玻璃罩中，在光照等其他條件適宜的情況下，一段時間內(nèi)，生長首先受影響的植物是______，原因是____________________________________________________________________________。 （3）當(dāng)植物凈固定CO2量為0時，表面植物________________________________________。 答案： （1）A （2）B 兩種植物光合作用強(qiáng)度對CO2濃度變化的響應(yīng)特性不同，在低濃度CO2條件下，CB植物利用CO2進(jìn)行光合作用的能力弱，積累光合產(chǎn)物少，故隨著玻璃罩中CO2濃度的降低，B植物生長首先受到影響。 （3）光合作用固定的CO2量與呼吸釋放的CO2量相等 解析： （1）依題意，在CO2濃度為300μLL-1時，A植物CO2凈固定量較B植物多，因此，此時A植物光合作用強(qiáng)度較B植物高。 （2）從圖中可以看出兩種植物對CO2濃度的反應(yīng)不同，在低濃度下B植物利用CO2進(jìn)行光合作用的能力較弱，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物少，所以隨著玻璃罩內(nèi)CO2濃度的降低，B植物的生長首先受影響。 （3）當(dāng)植物凈固定CO2量為0時，此時光合作用固定的CO2量與呼吸產(chǎn)生的CO2量相等，說明此時光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等。 （09安徽卷）10．葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場所。下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是 A．葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi) B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中 C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上 D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在基質(zhì)中合成的 答案：D 解析：葉綠體中的色素主要分布在類囊體膜上，H2O在光下分解的過程也是在類囊體膜上進(jìn)行的，CO2的固定和淀粉的合成發(fā)生在暗反應(yīng)中，在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行。所以D正確。 （09江蘇卷）11．某研究性學(xué)習(xí)小組采用盆栽實驗，探究土壤干旱對某種植物葉片光合速率的影響。實驗開始時土壤水分充足，然后實驗組停止?jié)菜?，對照組土壤水分條件保持適宜，實驗結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)分析正確的有 A．葉片光合速率隨干旱時間延長而呈下降趨勢 B．葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降 C．實驗2-4天，光合速率下降是由葉片葉綠素含量下降引起的 D．實驗2-4天，光合速率下降可能是由葉片內(nèi)濃度下降引起的 答案：ABD 解析：本題考查光合作用相關(guān)知識。從圖甲中可以看出實驗組干旱其光和速率隨干旱時間延長下降，所以A正確；圖甲中光和速率下降時間在第2 天，圖乙葉綠素含量下降在第4天，所以B正確；從圖乙看出實驗2-4天，葉片葉綠素含量并沒有下降，所以C錯誤；實驗2-4天，由于干旱葉片氣孔關(guān)閉，葉片內(nèi)CO2濃度下降可能會引起的光合速率下降。 （09山東卷）12.(15分)智能溫室無土栽培作物，易于管理，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。該項技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。 （1）無土栽培所用營養(yǎng)液中的無機(jī)鹽在植物體內(nèi)的作用是_____________和________。植物因種類和生長發(fā)育階段不同對無機(jī)鹽的需求也不同，所以應(yīng)視具體情況調(diào)整____________。供作物__________性吸收無機(jī)鹽離子。 （2）營養(yǎng)液中某些無機(jī)鹽離子濃度比根細(xì)胞內(nèi)的低，植物仍可通過____________方式吸收。若栽培池內(nèi)較長時間通氣不暢，作物根部可能出現(xiàn)的癥狀是___________，其生理原因是____________。 （3）下圖表示溫室內(nèi)光照強(qiáng)度（E）與作物光合速率（v）的關(guān)系。在溫度、水分和無機(jī)鹽均適宜的條件下，當(dāng)EC時，可采取____________措施，保證作物的最大光合速率，如遇連陰天，溫室需補(bǔ)光，選用____________光最有效。 （4）用適宜濃度的2，4，-D處理番茄花蕾可提高坐果率。請設(shè)計實驗方案，確定施用2，4-D的最適濃度。______________________________________________。 答案： （1）細(xì)胞的組成成分 調(diào)節(jié)植物的生命活動 營養(yǎng)液中無機(jī)鹽的組成和比例（營養(yǎng)液的配方） 選擇 （2）主動運(yùn)輸 根變黑（爛根） 根進(jìn)行無氧呼吸，細(xì)胞內(nèi)積累酒精 （3）增大光照強(qiáng)度 CO2濃度 遮光 紅（藍(lán)紫） （4）①將生長狀況相同的番茄平均分成若干組 ②配置對應(yīng)組數(shù)的系列濃度梯度的2，4，-D溶液 ③分別用不通濃度的2，4，-D溶液處理對應(yīng)組的番茄花蕾 ④統(tǒng)計分析不同處理組的番茄坐果率，確定最適施用濃度 解析： 本題考查的知識點如下： 1.組成細(xì)胞的化合物中的無機(jī)鹽的作用以及物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)牡认嚓P(guān)問題 2.影響光和作用速率的因素 3.其他植物激素的相關(guān)實驗設(shè)計 1. 組成細(xì)胞的化合物中的無機(jī)鹽的作用以及物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)牡认嚓P(guān)問題（第（1）（2）小題） 題中在無土栽培所用營養(yǎng)液中的無機(jī)鹽的作用是①構(gòu)成細(xì)胞的組成成分②調(diào)節(jié)植物的生命活動；植物因種類和生長發(fā)育階段不同對無機(jī)鹽的需求也不同，所以應(yīng)視具體情況調(diào)整無機(jī)鹽的組成和比例，以便供作物選擇性的通過主動運(yùn)輸?shù)姆绞轿諢o機(jī)鹽離子；栽培池內(nèi)較長時間通氣不暢，所以根會進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精而毒害植物，這樣作物根部可能出現(xiàn)變黑、腐爛等癥狀！ 2.影響光和作用速率的因素（第（3）題） 本題以圖示的形式反映了隨著光照強(qiáng)度的變化光和作用速率的變化。在曲線中在B點以前主要是圖中橫坐標(biāo)所示的因素在影響光合作用的速率，本題中即為光照強(qiáng)度；在B—C之間影響光和作用速率的因素是除橫坐標(biāo)以外的因素，如溫度，CO2、水分、無機(jī)鹽等，但本題中的前提是溫度、水分和無機(jī)鹽均適宜的條件下，故而此時限制光和作用速率的主要因素是CO2；C點以后，光照過強(qiáng)會導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，降低光和作用速率，欲保證作物的最大光合速率可以適當(dāng)遮光；如遇連陰天，溫室需補(bǔ)光，選用紅光、藍(lán)紫光最有效，因為色素主要吸收這段波長的光。 3.其他植物激素的相關(guān)實驗設(shè)計（第（4）題） 本實驗設(shè)計思路較簡單，只要設(shè)置一系列濃度梯度的2，4，-D溶液來處理番茄花蕾，通過統(tǒng)計坐果率來判斷最適濃度即可 （09四川卷）13.（22分）回答下列Ⅰ、Ⅱ兩個小題。 Ⅱ.夏季晴朗無云的某天，某種C3植物光合作用強(qiáng)度變化曲線如圖所示。請回答下列問題： （1）該植物一天中有機(jī)物積累最多的時刻是　　　　。 （2）在12：00左右出現(xiàn)光合作用強(qiáng)度“低谷”，此時葉片氣孔處于關(guān)閉狀態(tài)的數(shù)量增多。請比較圖中B、C兩個點對應(yīng)的時刻，　　　　時刻葉肉細(xì)胞之間的CO2濃度相對較高，　　　　時刻葉肉細(xì)胞葉綠體中C3化合物的含量相對較大。 （3）研究發(fā)現(xiàn)，在其他環(huán)境因子相對穩(wěn)定時，植物根系部位土壤相對皚水是導(dǎo)致氣孔關(guān)閉的主要因素。請據(jù)此推測圖中C、D兩個點對應(yīng)的時刻中，　　　　時刻根系部位土壤溶液的濃度較高。 （4）研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤干旱時，根細(xì)胞會迅速合成某種化學(xué)物質(zhì)X。有人推測根部合成X運(yùn)輸?shù)饺~片，能調(diào)節(jié)氣孔的開閉。他們做了如下實驗：從同一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。一段時間后，測得的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。（注：氣孔導(dǎo)度越大。氣孔開啟程度越大） 測量指標(biāo) 分組 培養(yǎng)液中X的濃度/molm-3 510-5 510-4 510-3 葉片中X的濃度/molg-1（鮮重） 2.47 2.97 9.28 葉片中的氣孔導(dǎo)度/molm-2a-1 0.54 0.43 0.27 ①以上方案有不完善的地方，請指出來并加以修正。 ②若表中數(shù)據(jù)為方案完善后得到的結(jié)果，那么可推測，隨著培養(yǎng)液中X的濃度增大，葉片蒸騰作用強(qiáng)度。 答案： Ⅱ（10分） （1）19∶30（或E點 （2）B點（或10∶00） C點（或12∶00） （3）C點（或12∶00） （4）①a.樣本量太小。應(yīng)“取葉片若干，等分為三組”。 b.缺乏空白對照。增加1組，將葉片的葉柄下浸在不含X的培養(yǎng)液中。 ②降低 解析： 第（1）題中，雖然D—E段的CO2的吸收速率下降的現(xiàn)象，但光合作用是仍然在進(jìn)行的，所以到E點積累的有機(jī)物是最多的；第（2）題中C是時刻氣孔關(guān)閉，所以C時刻的葉肉細(xì)胞之間的CO2濃度較B時刻低，且由于氣孔關(guān)閉，CO2的吸收少，CO2固定減弱，所以C5會增加，所以C時刻C5較B時刻高；第（3）題中根系部位土壤相對缺水是導(dǎo)致氣孔關(guān)閉的主要因素，所以在C時刻，氣孔關(guān)閉，土壤是處于缺水的狀態(tài)，因而土壤液由于缺水濃度比較高；第（4）題通過題目背景設(shè)置了一個簡單的實驗方案探討X與氣孔的開閉的關(guān)系，關(guān)鍵抓住實驗設(shè)計中的幾個重要的原則：對照原則、單一變量原則、重復(fù)組設(shè)置原則 （09重慶卷）14．（26分） I．在春末晴朗白天，重慶某蔬菜基地測定了某大棚蔬菜在不同條件下的凈光合作用強(qiáng)度（實際光和作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度之差），結(jié)果見題30圖1（假設(shè)塑料大棚外環(huán)境條件相同；植株大小一致、生長正常，栽培管理條件相同） （1）在曲線a中，與11時相比13，時植株葉綠體內(nèi)與化和物相對含量較高的是 （或）；在11時和13時分別摘取植株上部成熟葉片用碘蒸氣處理，13時所取葉片顯色較 （深或淺）。 （2）曲線b 的峰值低于曲線a，其中兩個主要決定因素是 （光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、空氣中含量）。曲線c高于曲線b，原因是補(bǔ)充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的 用于還原；若在棚內(nèi)利用豆料植物做綠肥，可明顯增加土壤中 元素的含量，主要促進(jìn)植株體內(nèi) 和 等生物大分子的合成。 （3）6～9時和16～18時，曲線b高于曲線a，主要原因是此時段棚內(nèi) 較高。 答案： I．（1）C5 深 （2）光照強(qiáng)度、空氣中含量；ATP、NADPH（[H]）；氮（N）；蛋白質(zhì)；核酸 （3）溫度 解析： I．（1）在曲線a中，與11時相比13，13時處于正午太陽光強(qiáng)，為減少水分的散失，氣孔關(guān)閉進(jìn)入量減少，光合作用減弱即實際光和作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度之差變小（不考慮溫度對呼吸作用和光合作用的影晌），含量減少影響了光合作用的暗反應(yīng)（減弱）， ＋，　　　?。獳TP＋［Ｈ］＋ＣＨ２Ｏ， 減少消耗的少形成少，而光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和［Ｈ］并沒有少（光反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行），所以不斷地消耗形成，因而植株葉綠體內(nèi)與化和物相對含量較高的是。而在13時植株上部成熟葉片凈光合作用的累積量（淀粉）比11時多，13時所取葉片用碘蒸氣處理葉片顯色深。 （2）曲線b 的峰值低于曲線a，ｂ全天蓋膜，a全天不蓋膜，所以膜內(nèi)（棚內(nèi)）空氣不流動，光合消耗的大于呼吸產(chǎn)生的，即小于外界空氣中的含量影響了暗反應(yīng)，同時棚內(nèi)光照強(qiáng)度減弱影響光反應(yīng)，而溫度的改變對光合作用的影響不大。曲線c高于曲線b，原因是補(bǔ)充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的ATP、NADPH （ [H] ）用于還原。在棚內(nèi)利用豆料植物做綠肥，豆料植物可利用根瘤菌固氮，所以可明顯增加土壤中氮（N）元素的含量，生物大分子中含水量氮的是蛋白質(zhì)和核酸。 （3）6～9時和16～18時，曲線b高于曲線a，即光合作用強(qiáng)，主要原因是此時段棚內(nèi)溫度 較高。 此題考查了學(xué)生的識圖能力及對植物代謝光合作用的理解與分析、運(yùn)用能力，包含選修和必修兩部分的內(nèi)容。 （09廣東卷）15.（10） 在充滿N2與CO2的密閉容器中，用水培法栽培幾株番茄，CO2充足。測得系統(tǒng)的呼吸速率和光合速率變化曲線如下圖，請回答問題。 （1）6～8h間，光合速率 （大于、小于）呼吸速率，容器內(nèi)的O2含量 ，CO2含量 ，植株干重 。 （2）9～10h間，光合速率迅速下降，推測最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是 ；10h時不再產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是 ；若此環(huán)境因素維持不變，容器內(nèi)的O2含量將逐漸下降并完全耗盡，此時另一細(xì)胞器即 停止ATP的合成， 成為ATP合成的唯一場所。 （3）若在8h時，將容器置于冰浴中，請推測呼吸速率會出現(xiàn)的變化及其原因。 答案： （1）大于 上升 下降 增加 （2）光照強(qiáng)度 葉綠體 線粒體 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) （3）呼吸速率下降，相關(guān)酶的活性因降溫而下降 解析： 本題考查了光合作用和呼吸作用的關(guān)系，各細(xì)胞器的功能等知識點，讀圖非常關(guān)鍵，由圖可直接看出，6～8h間，光合速率大于呼吸速率，以下三個空能順理成章的得出來。第二小題推測可能的變化因素，可根據(jù)光合速率明顯下降而呼吸速率基本不變，推知此時變化的條件必然只影響光合速率，不影響呼吸速率，是光照強(qiáng)度。植物細(xì)胞中能產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，其中葉綠體在有光條件下，光反應(yīng)過程中產(chǎn)生，線粒體需在有氧條件下產(chǎn)生，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是有氧呼吸無氧呼吸共同的場所，有氧無氧都能產(chǎn)生。呼吸作用需要多種酶的參與，酶的催化活性受溫度的影響，冰浴條件下酶活性下降，呼吸速率隨之下降。 （09遼寧、寧夏卷）16.（7分）請回答與光合作用有關(guān)的問題： （1）甲、乙、丙三種植物光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系如右圖所示。 據(jù)圖回答： ①強(qiáng)光下上述三種植物固定CO2能力最強(qiáng)的植物是 。 ②乙植物達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度所需的最低光照強(qiáng)度是 （a、b、c、d）。 ③當(dāng)光照強(qiáng)度從a到b時， 植物光合作用強(qiáng)度增加的最快。 （2）植物光合作用產(chǎn)生的O2來自H2O，還是來自CO2？ 請寫出簡單實驗思路證明你的結(jié)論。 答案： （1）①甲 ②C ③甲 （2）來自于H2O 分別將C18O2和H218O提供給兩組植物，分析兩組植物光合作用釋放的O2，僅在H218O組植物中產(chǎn)生，即可證明上述結(jié)論。 解析： （1）①依題意，在強(qiáng)光下甲植物光合作用強(qiáng)度較乙丙植物高，因此，甲固定CO2能力最強(qiáng)。②隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)乙植物在C光照強(qiáng)度時先達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度。③在a點三種植物的光合作用強(qiáng)度相同，而b點時甲的光合作用最大，所以甲植物光合作用強(qiáng)度增加的最快。 （2）首先分別標(biāo)記CO2 和H2O中的氧提供給兩組植物作為光合作用的原料，分析兩組植物光合作用釋放的O2僅在H218O組的植物中產(chǎn)生。 （09上海卷）17.（10分）回答下列有關(guān)高等植物光合作用的問題。 （1）圖1中分子Z的名稱是________。 （2）Z物質(zhì)的形成過程是：光能活化位于______上的____________分子，釋放出______，并經(jīng)最終傳遞最終生成Z。 （3）在暗反應(yīng)中，CO2必須與RuBP（五碳化合物）結(jié)合，這是CO2被固定的第一步，RuBP可循環(huán)使用，使光合作用不斷進(jìn)行，但O2也可與RuBP結(jié)合，生成三碳化合物和一個二氧化碳，此二碳化合物不參與光合作用，圖2為不同O2濃度下葉表面溫度與光合作用速率的關(guān)系?；卮鹣铝袉栴}。 1）據(jù)圖2，該植物在25℃、適宜光照、1.5%與21%的O2濃度下，每小時單位葉面積積累的葡萄糖的差值是_____mg。（相對分子質(zhì)量：CO2—44，葡萄糖—180.計算結(jié)果保留一位小數(shù)。）結(jié)合暗反應(yīng)的過程，解釋不同氧濃度下葡萄糖積累量產(chǎn)生差異的原因：________________________。 2）圖2說明不同葉表面溫度、不同氧濃度與光合作用速率的關(guān)系是____________________。 答案： （1）還原型輔酶Ⅱ（NADPH） （2）葉綠體的類囊體膜 葉綠素a 高能電子（） （3）1）9.5mg 與RuBP結(jié)合，減少了用于還原的化合物，從而降低了光合作用速率，高濃度抑制了光合作用速率 2）當(dāng)濃度一定時，較高氧濃度對光合作用速率的抑制作用在較高溫度下更為顯著。 解析：本題主要考查植物光合作用的相關(guān)知識。 （1）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和還原型輔酶Ⅱ，則Z為還原型輔酶Ⅱ； （2）光反應(yīng)是在葉綠體類囊體膜上進(jìn)行的，光能被葉綠素a吸收并活化，釋放出高能電子，經(jīng)電子傳遞鏈傳遞后最終生成還原型輔酶Ⅱ，提供給暗反應(yīng)； （3）由曲線可直接讀出25℃適宜光照下，1.5% O2與21% O2 , CO2吸收分別為29和15，差值為14，再根據(jù)光合作用反應(yīng)式換算成葡萄糖即可；O2濃度較高時會同CO2競爭RuBP，減少了用于還原的三碳化合物的生成，從而抑制光合作用；根據(jù)曲線走勢可以看出，相同CO2濃度下，高溫狀態(tài)下較高的O2濃度影響光合作用更明顯。 【名師點撥】 (1)用“遷移法”和“層析綜合法”理解光合作用的過程。從總體上看，光合作用是一個氧化還原過程：在光合作用的原料中，CO2是碳的最氧化的狀態(tài)，氧在H2O中卻是一種還原的狀態(tài)。在光合作用的產(chǎn)物中，糖類則是碳的比較還原的狀態(tài)。通過反應(yīng)，CO2被還原到糖類的水平，H2O中的氧則被氧化為分子態(tài)氧。在常溫常壓下，自然界是實現(xiàn)不了這個反應(yīng)的。在綠色植物體內(nèi)，僅僅由于葉綠素吸收的光能作為反應(yīng)的推動力，就能使一個很難被氧化的H2O分子去還原一個很難被還原的CO2分子，并能使一個基本不含能量的CO2變成一個富含能量的有機(jī)物。 (2)用“綜合比較法”理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)、物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變的關(guān)系比較一般遵循兩條途徑進(jìn)行： 一是尋找出知識之間的相同之處，即異中求同； 二是在尋找出了事物之間相同之處的基礎(chǔ)上找出不同之處，即同中求異。 (3)用“圖解法”理解和掌握一光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系以及影響光合作用的因素。 用圖解法描述生命活動的特征是生物學(xué)中經(jīng)常采用的一個重要手段。圖解可以增強(qiáng)感性認(rèn)識，能加速對知識的理解和掌握。其中，教材中光合作用圖解就是用以表現(xiàn)光合作用生理過程的圖。在學(xué)習(xí)中，要充分利用好此圖，從中①可以幫助理解光合作用生理過程的全貌；②幫助理解全過程中主要的生理變化以及光反應(yīng)與暗反應(yīng)階段間的關(guān)系；③可以幫助理解物質(zhì)轉(zhuǎn)變與能量轉(zhuǎn)變的關(guān)系；④可以幫助理解影響光合作用的因素；⑤可以幫助理解光合作用的實質(zhì)等。結(jié)合表格對自己所學(xué)知識進(jìn)行分析、歸納、綜合整理，使知識系統(tǒng)化、條理化。另外，還可以在理解了圖的內(nèi)涵和外延的基礎(chǔ)上，將圖進(jìn)行再加工、再塑造，培養(yǎng)自己的創(chuàng)造能力。如可以把以上圖解納入到葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)基粒和基質(zhì)中，這樣有助于開拓自己的思維空間，有利于對所學(xué)知識進(jìn)行形象直觀記憶，提高靈活運(yùn)用知識的能力。