2019-2020年高三生物總復(fù)習(xí) 第12講 光和作用教案.doc
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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 實(shí)驗(yàn)與探究能力(2) 實(shí)驗(yàn)與探究能力(1) 實(shí)驗(yàn)與探究能力(2)【考點(diǎn)分析】知識(shí)點(diǎn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn),這是高考中常常借用的實(shí)驗(yàn)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(shí)點(diǎn)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(shí)是高考中的熱點(diǎn)問題,在選擇題和答題以及實(shí)驗(yàn)題目都可以出現(xiàn)?!局R(shí)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(diǎn)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(gè)階段。在光下二者同時(shí)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(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)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(chǔ)存起來(CH2O)時(shí)間短促、以微秒計(jì)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2H2O4H + O2ADP+ PiATPCO2的固定CO2 + C5C3CO2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(chǔ)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(gè)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(shí)單位葉面積積累的葡萄糖的差值是_mg。(相對分子質(zhì)量:CO244,葡萄糖180.計(jì)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(shí)。(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和還原型輔酶,則Z為還原型輔酶;(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,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(shí)會(huì)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(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(shí),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(gè)方面: (1)光照時(shí)間:光照時(shí)間越長,光合作用合成的有機(jī)物越多。延長光照時(shí)間可以提高光能利用率,延長光照時(shí)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(shí)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(diǎn):光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用放出CO2量時(shí)的光照強(qiáng)度,在A點(diǎn)以前光合速率小于呼吸作用速率;AB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(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用,不進(jìn)行光合作用。 光飽和點(diǎn):達(dá)到最大光合速率時(shí)的光照強(qiáng)度。陽生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn),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(shí)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(shí)的溫度,不一定是酶的最適溫度。 溫室栽培作物時(shí),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)。 3CO2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(shí),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(diǎn)(圖中A點(diǎn))。 (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(shí),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(shí),環(huán)境中CO2的濃度稱為CO2飽和點(diǎn)(圖中B點(diǎn))。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(shí),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(shí)灌溉等措施。 5無機(jī)鹽 綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí),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(shí)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(gè)C3化合物,當(dāng)CO2突然減少時(shí),這個(gè)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(diǎn)和正點(diǎn)(外界環(huán)境中CO2濃度變化為零)處,植株處于何種生理活動(dòng)狀態(tài)?(2)根據(jù)甲圖推測該植物接受光照的時(shí)間是曲線中的 段,其中光合作用強(qiáng)度最高的是 點(diǎn),植株積累有機(jī)物最多的是 點(diǎn)。(3)乙圖中FG段CO2吸收量逐漸減少是因?yàn)?,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(shí)降低,可能是因?yàn)?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(gè)生理過程進(jìn)行的條件和時(shí)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(diǎn)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(shí)的限制因素考慮,還要聯(lián)系植株的其他生理活動(dòng)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(shí)(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(shí),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?yàn)閎為適當(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(shí),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(shí)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?yàn)樵赽實(shí)驗(yàn)條件下,呼吸速率不為零(3)ABD【實(shí)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TPD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(shí)細(xì)胞會(huì)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(huì)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?、ATP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(shí)間的葉片均分4塊,置于不同的試管中,按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn),著色最淺葉片所在的試管是試管編號(hào)實(shí)驗(yàn)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 B C D答案:D解析:將葉片在黑暗中放置一段時(shí)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?yàn)槿~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號(hào)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)BCO2濃度在100mgL-1時(shí)小麥幾乎不固定CO2CCO2濃度大于360 mgL-1后玉米不再固定CO2DC4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(xiàng)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(shí),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(xiàng)錯(cuò)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ATPC. 無光條件下,線粒體和葉綠體都產(chǎn)生ATPD. 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(gè)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(shí)間后,測得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示,下列敘述錯(cuò)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(shí),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(shí)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(shí)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)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(shí),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(shí)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(shí),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300LL-1時(shí),A植物CO2凈固定量較B植物多,因此,此時(shí)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(shí),此時(shí)光合作用固定的CO2量與呼吸產(chǎn)生的CO2量相等,說明此時(shí)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)BH2O在光下分解為H和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中CCO2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(shí)驗(yàn),探究土壤干旱對某種植物葉片光合速率的影響。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)土壤水分充足,然后實(shí)驗(yàn)組停止?jié)菜?,對照組土壤水分條件保持適宜,實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)。從圖甲中可以看出實(shí)驗(yàn)組干旱其光和速率隨干旱時(shí)間延長下降,所以A正確;圖甲中光和速率下降時(shí)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(shí)驗(yàn)2-4天,葉片葉綠素含量并沒有下降,所以C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)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(huì)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(xiàng)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(shí)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)EB時(shí),增大光合速率的主要措施是_;當(dāng)BEC時(shí),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?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(dòng) 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(dòng)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)將生長狀況相同的番茄平均分成若干組配置對應(yīng)組數(shù)的系列濃度梯度的2,4,-D溶液分別用不通濃度的2,4,-D溶液處理對應(yīng)組的番茄花蕾統(tǒng)計(jì)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(shí)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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)鹽的作用是構(gòu)成細(xì)胞的組成成分調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng);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(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞轿諢o機(jī)鹽離子;栽培池內(nèi)較長時(shí)間通氣不暢,所以根會(huì)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(diǎn)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BC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(shí)限制光和作用速率的主要因素是CO2;C點(diǎn)以后,光照過強(qiáng)會(huì)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?yàn)樯刂饕者@段波長的光。3.其他植物激素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(第(4)題)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)坐果率來判斷最適濃度即可(09四川卷)13.(22分)回答下列、兩個(gè)小題。.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(shí)刻是。(2)在12:00左右出現(xiàn)光合作用強(qiáng)度“低谷”,此時(shí)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(gè)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻,時(shí)刻葉肉細(xì)胞之間的CO2濃度相對較高,時(shí)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(shí),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(gè)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻中,時(shí)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(shí),根細(xì)胞會(huì)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(shí)驗(yàn):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(shí)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-3510-5510-4510-3葉片中X的濃度/molg-1(鮮重)2.472.979.28葉片中的氣孔導(dǎo)度/molm-2a-10.540.430.27以上方案有不完善的地方,請指出來并加以修正。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:(10分)(1)1930(或E點(diǎn) (2)B點(diǎn)(或1000) C點(diǎn)(或1200) (3)C點(diǎn)(或1200) (4)a.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。 降低 解析: 第(1)題中,雖然DE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(diǎn)積累的有機(jī)物是最多的;第(2)題中C是時(shí)刻氣孔關(guān)閉,所以C時(shí)刻的葉肉細(xì)胞之間的CO2濃度較B時(shí)刻低,且由于氣孔關(guān)閉,CO2的吸收少,CO2固定減弱,所以C5會(huì)增加,所以C時(shí)刻C5較B時(shí)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(shí)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(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案探討X與氣孔的開閉的關(guān)系,關(guān)鍵抓住實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)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(shí)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?xiàng)l件相同)(1)在曲線a中,與11時(shí)相比13,時(shí)植株葉綠體內(nèi)與化和物相對含量較高的是 (或);在11時(shí)和13時(shí)分別摘取植株上部成熟葉片用碘蒸氣處理,13時(shí)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(gè)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)69時(shí)和1618時(shí),曲線b高于曲線a,主要原因是此時(shí)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(shí)相比13,13時(shí)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(shí)際光和作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度之差變?。ú豢紤]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),ATP,減少消耗的少形成少,而光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和并沒有少(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(shí)植株上部成熟葉片凈光合作用的累積量(淀粉)比11時(shí)多,13時(shí)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,全天蓋膜,a全天不蓋膜,所以膜內(nèi)(棚內(nèi))空氣不流動(dòng),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(shí)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)69時(shí)和1618時(shí),曲線b高于曲線a,即光合作用強(qiáng),主要原因是此時(shí)段棚內(nèi)溫度 較高。此題考查了學(xué)生的識(shí)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)68h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)910h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(shí)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(shí)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(shí),將容器置于冰浴中,請推測呼吸速率會(huì)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(shí)點(diǎn),讀圖非常關(guān)鍵,由圖可直接看出,68h間,光合速率大于呼吸速率,以下三個(gè)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(shí)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: 強(qiáng)光下上述三種植物固定CO2能力最強(qiáng)的植物是 。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)。當(dāng)光照強(qiáng)度從a到b時(shí), 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(shí)驗(yàn)思路證明你的結(jié)論。答案: (1)甲 C 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)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)。隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)乙植物在C光照強(qiáng)度時(shí)先達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度。在a點(diǎn)三種植物的光合作用強(qiáng)度相同,而b點(diǎn)時(shí)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(gè)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(shí)單位葉面積積累的葡萄糖的差值是_mg。(相對分子質(zhì)量:CO244,葡萄糖180.計(jì)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(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(shí),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(shí)。(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和還原型輔酶,則Z為還原型輔酶;(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,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(shí)會(huì)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?!久麕燑c(diǎn)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(gè)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(shí)現(xiàn)不了這個(gè)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(dòng)力,就能使一個(gè)很難被氧化的H2O分子去還原一個(gè)很難被還原的CO2分子,并能使一個(gè)基本不含能量的CO2變成一個(gè)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(shí)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(dòng)的特征是生物學(xué)中經(jīng)常采用的一個(gè)重要手段。圖解可以增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),能加速對知識(shí)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,從中可以幫助理解光合作用生理過程的全貌;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;可以幫助理解物質(zhì)轉(zhuǎn)變與能量轉(zhuǎn)變的關(guān)系;可以幫助理解影響光合作用的因素;可以幫助理解光合作用的實(shí)質(zhì)等。結(jié)合表格對自己所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析、歸納、綜合整理,使知識(shí)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(shí)進(jìn)行形象直觀記憶,提高靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。- 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