第4節(jié)

知識框架光合作用與能量轉(zhuǎn)化捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理

光合作用的影響因素及其應(yīng)用葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.綠葉中色素的提取與分離實驗（1）實驗方法：紙層析法（2）實驗原理：有機(jī)溶劑層析液考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（3）實驗過程：①取材：新鮮的綠葉（如菠菜的綠葉）②研磨：操作圖解添加物質(zhì)作用無水乙醇___________二氧化硅___________碳酸鈣___________溶解色素使研磨充分保護(hù)色素③過濾：用單層尼龍布過濾考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)④收集濾液：試管口加棉塞⑤制備濾紙條：剪去兩角（減少邊緣效應(yīng)，使層析

液在濾紙條上擴(kuò)散均勻）⑥畫濾液細(xì)線多次畫線（使分離出的色素帶清晰分明）細(xì)直齊（使分離出的色素帶平整、不重疊）（防止乙醇揮發(fā)和色素氧化）考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)⑦分離色素：為何要密封處理？（防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒）為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？（防止色素溶解在層析液中而得不到色素帶）考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（4）實驗結(jié)果：胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b葉綠素類胡蘿卜素（3/4）（1/4）橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色②色素含量(色素帶寬度):①溶解度(擴(kuò)散速度):

胡蘿卜素＞葉黃素＞葉綠素a＞葉綠素b葉綠素a＞葉綠素b＞葉黃素＞胡蘿卜素實驗異常現(xiàn)象分析1.收集的濾液色素過淺:a.未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分b.使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少c.一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)d.未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞實驗異常現(xiàn)象分析3.濾紙條未出現(xiàn)色素帶:a.忘記畫濾液細(xì)線b.濾液細(xì)線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中2.濾紙條色素帶重疊:a.未經(jīng)干燥處理b.濾液細(xì)線不能達(dá)到細(xì)、直、齊的要求，使色素擴(kuò)散不一致【典例】“停車坐愛楓林晚，霜葉紅于二月花。”“等閑識得東風(fēng)面，萬紫千紅總是春。”自然界中植物顏色的千變?nèi)f化與細(xì)胞中的液泡和葉綠體這兩種細(xì)胞器中的色素有著密切關(guān)系。下列說法不正確的是（）A．秋季來臨時，氣溫下降和日照時間減少，楓葉中葉綠素分解大于合成，葉綠素減少，綠色逐漸褪去，花青素和類胡蘿卜素等色素顏色逐漸顯現(xiàn)出來，使楓葉呈現(xiàn)紅色、橙色或黃色B．分離綠葉中的色素的方法是紙層析法，因為不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢C．花瓣、果實常顯示出紅色、藍(lán)色、紫色等，它們大都是液泡中的色素所顯示的顏色，這些色素也可以參與光合作用的光反應(yīng)D．液泡主要存在于植物的細(xì)胞中，液泡的大小、形狀和數(shù)目相差很大，液泡膜內(nèi)的液體稱為細(xì)胞液C【典例】為研究高光強(qiáng)對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進(jìn)行紙層析，圖為濾紙層析的結(jié)果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV為色素帶）。下列敘述錯誤的是（）A．強(qiáng)光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低B．與正常光照下相比，該植物強(qiáng)光照下葉片會發(fā)黃C．強(qiáng)光照可能抑制葉綠素的合成，促進(jìn)類胡蘿卜素的合成D．類胡蘿卜素含量增加不利于該植物抵御強(qiáng)光照D【典例】甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實驗材料，用層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析，錯誤的是（）A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液B．乙可能是因為研磨時加入無水乙醇過多C．丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果D．丁可能是因為研磨時未加入CaCO3C【典例】某同學(xué)提取得到葉綠體色素溶液后，取一圓形濾紙，在濾紙中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，色素隨層析液擴(kuò)散得到如圖結(jié)果（1、2、3、4為色素圈帶）,下列說法錯誤的是（

）A．色素1、3分別為胡蘿卜素和葉綠素aB．色素1在層析液中的溶解度最高C．在提取色素步驟中，需加層析液并迅速研磨D．若提取的是缺鎂葉片中的色素，則最內(nèi)側(cè)兩圈色素環(huán)顏色較淡C能力訓(xùn)練

研究表明，光照會影響韭菜葉綠素的合成，但不會影響類胡蘿卜素的合成。請以韭菜幼苗作為材料，設(shè)計簡便的實驗以驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。實驗思路：將部分韭菜幼苗置于光照條件下培養(yǎng)(甲組)，部分置于黑暗條件下培養(yǎng)(乙組)。一段時間后，提取并用紙層析法分離兩組韭菜中的色素，比較濾紙條上的色素帶。預(yù)期結(jié)果：甲組與乙組濾紙條上都有橙黃色和黃色的色素帶且基本基本一致；甲組濾紙條上有藍(lán)綠色和黃綠色的色素帶，乙組濾紙條上沒有藍(lán)綠色和黃綠色的色素帶。影響葉綠素合成因素的分析(1)光照(2)溫度(3)必需元素

光照是影響葉綠素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成。

葉綠素中含N、Mg等必需元素，若缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉片變黃。考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)陽光是由不同波長的光組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜；色素溶液紅光區(qū)、藍(lán)紫光區(qū)出現(xiàn)了暗帶分別讓不同顏色的光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光譜。考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光

光是一種電磁波。可見光的波長是400~760nm。不同波長的光，

顏色不同。波長小于400nm的光是紫外光，波長大于760nm的光是紅

外光。一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。考點1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（1）植物葉片大多呈現(xiàn)綠色的原因是什么？葉片中的色素對綠光吸收最少，綠光被反射出來。（2）為提高光能利用率，塑料大棚應(yīng)選擇什么顏色的塑料，為什么？應(yīng)選擇“無色塑料”，以便透過各色光。太陽的全色光透過時各種顏色的光均可被作物吸收。（3）陰天或夜間給溫室大棚“人工補(bǔ)光”時，應(yīng)選擇發(fā)什么光的燈泡？從節(jié)省能源的角度講，宜選擇植物吸收利用率最高的“紅光或藍(lán)紫光”燈泡。【典例】韭菜是一種多年生宿根蔬菜，屬于百合科。它具有特殊的強(qiáng)烈氣味，根莖橫臥，鱗莖狹圓錐形，簇生。如圖表示用韭菜宿根進(jìn)行的相關(guān)對照實驗流程。下列敘述錯誤的是（）A．色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同B．在做提取韭黃色素的實驗時，不加碳酸鈣對濾液顏色的影響不大C．兩組實驗的結(jié)果②中吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在藍(lán)紫光區(qū)域D．若在缺鎂條件下完成該實驗，兩組實驗的結(jié)果①和結(jié)果②差異不大C【典例】不同環(huán)境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化稱為“葉綠素循環(huán)”。如圖為葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜。在遮光條件下，以藍(lán)紫光為主的散光占利用光能百分比增加，葉綠素a/葉綠素b的值會降低。下列敘述錯誤的是（）A．可以使用無水乙醇提取綠葉中的色素B．①表示類胡蘿卜素，主要吸收藍(lán)紫光C．②表示葉綠素a，遮光條件下部分葉綠素a轉(zhuǎn)化成葉綠素bD．③表示葉綠素a，強(qiáng)光條件下部分葉綠素b轉(zhuǎn)化成葉綠素aC考點2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1.葉綠體的結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜類囊體基粒葉綠體基質(zhì)眾多的基粒和類囊體，極大地擴(kuò)展了受光面積。類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。考點2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能2.葉綠體功能的實驗驗證①科學(xué)家：德國科學(xué)家恩格爾曼②實驗材料：水綿和需氧細(xì)菌①水綿的葉綠體呈螺旋帶狀，便于觀察；②好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。考點2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能③實驗過程及現(xiàn)象

極細(xì)光束

均勻光照水綿好氧細(xì)菌極細(xì)光束照射完全曝光黑暗無空氣好氧細(xì)菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位結(jié)論：葉綠體光合作用釋放氧氣，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。實驗一考點2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能（1）為什么要把裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境？排除了氧氣和光的干擾。（2）本實驗有對照嗎？

用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實驗。（3）為什么要再做一組臨時裝片暴露在光下的實驗？再一次驗證實驗結(jié)果，即葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。

極細(xì)光束

均勻光照考點2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能③實驗過程及現(xiàn)象實驗二結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光的區(qū)域用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片考點2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能綜合上述兩個實驗可以得出：葉綠體主要吸收紅光與藍(lán)紫光用于光合作用放出O2。

極細(xì)光束

均勻光照【典例】德國科學(xué)家恩格爾曼曾用好氧細(xì)菌、水綿做了兩個實驗，發(fā)現(xiàn)葉綠體的功能以及光合作用的吸收光譜，實驗內(nèi)容如圖所示。下列分析正確的是（）A．實驗一自變量是氧氣的有無B．實驗一中的水綿可以用菠菜代替C．實驗一說明葉綠體通過光合作用向細(xì)胞外釋放氧氣D．實驗二說明葉綠體不能吸收波長為550~600mn的光C【典例】列事實或依據(jù)中，不能支持葉綠體是光合作用的場所這一結(jié)論的是（）A．類囊體堆疊形成基粒，增大葉綠體的膜面積B．類囊體的薄膜上分布著許多吸收光能的色素分子C．葉綠體具有膜結(jié)構(gòu)，能把葉綠體與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分隔開D．類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中含有與光合作用有關(guān)的酶C考點3光合作用的原理1.探索光合作用原理的部分實驗19世紀(jì)末1928年希爾魯賓、卡門阿爾農(nóng)卡爾文O2氧氣水ATP水的光解科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成

。在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒有CO2），在光照下可以釋放出______在光照下，葉綠體可合成______，這一過程總是與

相伴隨用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源，得出光合作用釋放的氧全部來自___。科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，_____被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖糖用14C標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，追蹤

。

放射性14C的去向考點3光合作用的原理1.探索光合作用原理的部分實驗①魯賓、卡門的實驗實驗方法：同位素示蹤法自變量：被標(biāo)記的物質(zhì)因變量：釋放出的O2是否含有18O檢測指標(biāo)：釋放出的O2的質(zhì)量兩組均為實驗組，互為對照。考點3光合作用的原理1.探索光合作用原理的部分實驗②卡爾文的實驗實驗方法：同位素標(biāo)記法碳的轉(zhuǎn)移途徑：14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5

暗反應(yīng)又叫卡爾文循環(huán)，也叫碳反應(yīng)。【典例】下列關(guān)于光合作用探究歷程中幾位科學(xué)家研究方法及結(jié)論的敘述，錯誤的是（）A．阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)葉綠體合成ATP的過程總是伴隨著水的光解B．希爾利用離體葉綠體證明光合作用中氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成是同一個反應(yīng)C．魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中氧元素全部來自水D．卡爾文用14C標(biāo)記CO2發(fā)現(xiàn)小球藻光合作用中碳原子轉(zhuǎn)移途徑為CO2→C3→糖類B【典例】下圖為探究光合作用中氧氣來源的實驗示意圖,圖中A物質(zhì)和B物質(zhì)的相對分子質(zhì)量之比是()

A.1∶2

B.2∶1

C.8∶9

D.9∶8C考點3光合作用的原理2.光合作用的過程圖解①光反應(yīng)葉綠體中的色素酶H2OATPADP+PiH﹢O2葉綠體中的色素+NADP+→NADPH考點3光合作用的原理①光反應(yīng)1）條件：光、酶、色素2）場所：類囊體薄膜3）過程：a.物質(zhì)變化：ADP+Pi+能量ATP酶b.能量變化：光能ATP中活躍的化學(xué)能水的光解：NADPH的合成：ATP的合成：H++NADP+

→NADPHH2OO2+H﹢光考點3光合作用的原理2.光合作用的過程圖解②暗反應(yīng)NADPHATPADP+Pi2C3(CH2O)多種酶參加催化CO2C5

固定還原NADP+考點3光合作用的原理②暗反應(yīng)（有光無光都能進(jìn)行）1）條件：多種酶、NADPH

、ATP2）場所：葉綠體基質(zhì)3）過程：a.物質(zhì)變化：b.能量變化：有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能

ATP中活躍的化學(xué)能CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：C3

(CH2O)+C5

酶NADPH、ATP

考點3光合作用的原理③光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系：3）沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng)，光反應(yīng)也無法進(jìn)行。1）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP；2）暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+；考點3光合作用的原理O2ATPNADPHNADP+ADP+Pi2C3C5考點3光合作用的原理3.光合作用的概念、反應(yīng)式與實質(zhì)(2)反應(yīng)式：

葉綠體

二氧化碳和水

氧氣

CO2+H2O

(CH2O)+O2葉綠體光能(1）概念：指綠色植物通過

，利用

，把

轉(zhuǎn)化成儲存著能量的

，并且釋放出

的過程。

(3)光合作用的實質(zhì)

①物質(zhì)上：無機(jī)物→有機(jī)物②能量上：光能→有機(jī)物中的化學(xué)能有機(jī)物光能考點3光合作用的原理4.光合作用和化能合成作用的比較綠色植物光能硝化細(xì)菌無機(jī)物氧化所釋放的能量二氧化碳和水

1．光反應(yīng)的產(chǎn)物有哪些？產(chǎn)物的去向、用途如何？

ATP、NADPH、O2。ATP、NADPH進(jìn)入葉綠體基質(zhì)參與暗反應(yīng)，用于C3的還原；O2進(jìn)入線粒體參與細(xì)胞呼吸，或以氣體形式從植物表皮的氣孔釋放進(jìn)入大氣。2．如何確定卡爾文循環(huán)中碳的同化和去向？

可用同位素標(biāo)記CO2，每隔一段時間取樣分析，根據(jù)標(biāo)記物出現(xiàn)的時間確定碳的同化和去向。3．光合作用中，在提供C18O2較長時間后，能夠檢測出18O的物質(zhì)有哪些？

糖類、水、氧氣等。【典例】下圖為植物細(xì)胞光合作用過程的圖解，下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A．圖中A物質(zhì)包含葉綠素和類胡蘿卜素，具有吸收光能的作用B．圖中B代表O2，可供植物呼吸所用；C代表ATP，可供植物主動運輸所用C．圖中C的運動方向，是從葉綠體的基粒到葉綠體基質(zhì)D．圖中F過程將儲存在ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能B【典例】下圖表示植物細(xì)胞光合作用及淀粉與蔗糖合成的調(diào)節(jié)過程，a-d表示物質(zhì)。酶A是淀粉合成關(guān)鍵酶，其活性受葉綠體基質(zhì)中磷酸丙糖與Pi的比值調(diào)節(jié)，比值越大活性越強(qiáng)。磷酸轉(zhuǎn)運體是葉綠體膜上的重要蛋白質(zhì)，夜間細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)Pi濃度較高，促進(jìn)磷酸轉(zhuǎn)運體順濃度將Pi從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)運入葉綠體，同時將磷酸丙糖運出葉綠體。下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)、b分別代表ATP與ADP，光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能B．磷酸丙糖是暗反應(yīng)的產(chǎn)物，可在葉綠體基質(zhì)中合成蔗糖C．磷酸轉(zhuǎn)運體活性高可促進(jìn)蔗糖合成，從而降低暗反應(yīng)中CO2固定速率D．白天葉綠體中淀粉合成較活躍，夜晚細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蔗糖合成較活躍D考點3光合作用的原理5.環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析考點3光合作用的原理5.環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析考點3光合作用的原理5.環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析光合速率下降，有機(jī)物合成量減少考點3光合作用的原理5.環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析①圖1中曲線甲表示

，曲線乙表示

。②圖2中曲線甲表示

，曲線乙表示

。③圖3中曲線甲表示

，曲線乙表示

。④圖4中曲線甲表示

，曲線乙表示

。C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATP【典例】在適宜條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用相同強(qiáng)度的綠光照射，短時間內(nèi)相關(guān)物質(zhì)的變化，不會發(fā)生的是（）A．O2釋放減慢

B．C3含量下降C．NADPH含量下降 D．C5含量下降B4．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微摩爾濃度的變化趨勢如圖所示。回答下列問題：（1）圖中物質(zhì)A是

（填“C3”或“C5”）。（2）在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比物質(zhì)A的低，原因是?

將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是?C3暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定，即C3和C5的含量穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)的特點，此時C3的分子數(shù)是C5的2倍。C5的合成速率不變，消耗速率減慢，導(dǎo)致C5積累。4．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微摩爾濃度的變化趨勢如圖所示。回答下列問題：（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濃度達(dá)到穩(wěn)定時，物質(zhì)A的濃度將比物質(zhì)B的

（填“低”或“高”）。（4）CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時的

（填“低”或“高”），其原因是？高低CO2濃度低時，暗反應(yīng)強(qiáng)度低，所需ATP和NADPH少。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用1.探究環(huán)境因素（以光照強(qiáng)度為例）對光合作用強(qiáng)度的影響①實驗原理葉片含有空氣，上浮葉片下沉抽氣光合作用產(chǎn)生O2充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮NaHCO3溶液考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用1.探究環(huán)境因素（以光照強(qiáng)度為例）對光合作用強(qiáng)度的影響②實驗裝置分析自變量：光照強(qiáng)度如何設(shè)置？調(diào)整臺燈與燒杯之間的距離因變量：光合作用強(qiáng)度如何檢測？被抽去空氣的圓形葉片上浮的數(shù)量（浮起相同數(shù)量的葉片所用的時間長短）盛水的玻璃柱的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用1.探究環(huán)境因素（以光照強(qiáng)度為例）對光合作用強(qiáng)度的影響③實驗結(jié)果分析臺燈與燒杯的距離（cm）102030葉片漂起的數(shù)量5min00010min98515min139720min1410825min15119實驗結(jié)論：在一定的范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，光合作用不斷增強(qiáng)。【典例】某小組為了探究適宜溫度下CO2對光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后，分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時長，結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．本實驗中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量B．葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率C．四組實驗中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高D．若在4℃條件下進(jìn)行本實驗，則各組葉圓片上浮所需時間均會縮短B考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用總（真正）光合速率凈（表觀）光合速率呼吸速率CO2的固定量O2的產(chǎn)生量有機(jī)物的制造量CO2的吸收量（從外界吸收）O2的釋放量（釋放到外界）有機(jī)物的積累量CO2的釋放量O2的吸收量有機(jī)物的消耗量真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2、影響光合作用的因素（環(huán)境因素）環(huán)境中CO2濃度、葉片氣孔開閉情況，都會影響CO2的供給量而影響光合作用的進(jìn)行光照的強(qiáng)弱、光的成分、光照時間、光照面積等會影響光合速率或光能利用率無機(jī)營養(yǎng)(如Mg、N等)會影響葉綠素的形成而影響光合作用溫度等影響酶活性的因素也是影響光合作用的重要因素水作為原料考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用①光照強(qiáng)度A點：只呼吸不光合光補(bǔ)償點光飽和點B點：BC段：光合＞呼吸呼吸＝光合AB段：呼吸＞光合光照強(qiáng)度CO2吸收量CO2釋放量ABCOcb光照強(qiáng)度影響光反應(yīng)階段，制約NADPH、ATP的產(chǎn)生。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用①光照強(qiáng)度A點B點BC段AB段考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用光照強(qiáng)度CO2吸收量CO2釋放量ABC光補(bǔ)償點光飽和點Ocb陽生植物陰生植物①光照強(qiáng)度應(yīng)用：①溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)。②陰生植物的光補(bǔ)償點和光飽和點都較陽生植物低，故間作套種農(nóng)作物可合理利用。【典例】下圖為最適溫度下，黃瓜葉肉細(xì)胞光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線，相關(guān)敘述正確的是（）A．a(chǎn)點時產(chǎn)生ATP的場所只有線粒體B．光照強(qiáng)度大于b點黃瓜就能積累有機(jī)物C．與b點相比較，c點葉肉細(xì)胞中的C3含量較高D．c點后曲線不再持續(xù)上升的原因可能是受CO2濃度限制D考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用②CO2濃度CO2影響暗反應(yīng)階段，制約C3的形成。圖1：A點表示CO2補(bǔ)償點，即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度；B點對應(yīng)的C02濃度表示C02飽和點。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用②CO2濃度圖2：A'點表示進(jìn)行光合作用所需C02的最低濃度；B'點對應(yīng)的CO2濃度表示CO2飽和點。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用②CO2濃度應(yīng)用：①大田中增加空氣流動，以增大C02濃度，如“正其行，通其風(fēng)”②溫室中可增施有機(jī)肥，以增大CO2濃度。【典例】為研究CO2濃度對植物光合作用速率的影響，研究人員以大豆作為實驗材料，進(jìn)行相關(guān)實驗：甲組提供大氣CO2濃度（375μmol·mol-1），乙組提供CO2濃度倍增的環(huán)境（750μmol·mol-1），丙組先在CO2濃度倍增的環(huán)境中培養(yǎng)60天，測定前一周恢復(fù)為大氣CO2濃度。適宜條件下培養(yǎng)，晴天上午測定各組的光合速率，結(jié)果如圖所示。下列分析錯誤的是（

）A．比較甲、乙組可知，隨CO2濃度的增加，作物的光合速率隨之提高B．乙組光合速率未倍增，其限制因子可能是CO2濃度、光照強(qiáng)度等C．丙組的光合速率比甲組低，可能是高濃度CO2降低了相關(guān)酶的活性D．農(nóng)業(yè)上，大棚種植農(nóng)作物時，可采取適時通風(fēng)有利于提高光合速率B考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用③溫度溫度通過影響酶的活性影響光合作用。B點：BC段：酶的最適溫度，光合速率最大隨著溫度升高，光合速率增大AB段：下降，光合速率減小，50℃左右光合速率幾乎為0考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用③溫度應(yīng)用：

溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用的最適溫度，以提高光合速率；

晚上適當(dāng)?shù)亟档蜏厥覂?nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。【典例】以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是（

）A.光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃時相等B.光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多C.溫度高于25℃時，光合作用制造有機(jī)物的量開始減少D.兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等A考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用④水分和礦質(zhì)元素

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)，如植物缺水導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降；水分還能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體內(nèi)；

礦質(zhì)元素通過影響與光合作用有關(guān)的化合物的合成，對光合作用產(chǎn)生直接或間接的影響。如鎂可以影響的合成從而影響光反應(yīng)。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用④水分和礦質(zhì)元素應(yīng)用：

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的生長規(guī)律，合理灌溉和施肥。【典例】水分和礦質(zhì)元素對作物生長的影響不是孤立的，研究人員進(jìn)行了水磷互作對小麥葉綠素含量影響的研究。發(fā)現(xiàn)干旱脅迫可導(dǎo)致植物葉片葉綠素含量降低，若增施低濃度磷肥則能促進(jìn)葉綠素合成，而增施高濃度磷肥則會導(dǎo)致葉綠素含量降低。為了探究某輕度干旱地區(qū)通過增施磷肥來提高小麥產(chǎn)量的最佳濃度，請你寫出實驗的思路，并預(yù)期實驗結(jié)果。①將在輕度干旱環(huán)境下生長狀況相同的小麥幼苗均分為6組；實驗思路：②第1組不施加磷肥，其他5組加一定濃度梯度的磷肥；③在其他條件相同且適宜的情況下培養(yǎng)一段時間后，測定葉綠素含量。預(yù)期結(jié)果：隨施用磷肥濃度的增加，葉綠素含量先增大再減小，葉綠素含量最多的磷肥濃度是最佳濃度。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用多因子變量影響因素A點之前：B點之后：光照強(qiáng)度、CO2濃度、光照強(qiáng)度溫度、光照強(qiáng)度、CO2濃度考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用多因子變量

有機(jī)肥中的有機(jī)物被土壤中的微生物分解成各種礦質(zhì)元素，增加了土壤的肥力；

另外還釋放出熱量和CO2，增加了大棚內(nèi)的溫度和CO2濃度，有利于光合作用的進(jìn)行。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用內(nèi)部因素（1）植物自身的遺傳特性（如植物品種不同）以陰生植物、陽生植物為例。①光補(bǔ)償點：②光飽和點：陽生植物>陰生植物。陽生植物>陰生植物。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用2.光合作用的影響因素及其應(yīng)用內(nèi)部因素（2）植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶。考點4光合作用的影響因素及其應(yīng)用間作：在同一生長期內(nèi)，分行或分帶相間種植兩種或兩種以上作物。套種：在前季作物生長后期的株行間播種或移栽后季作物。輪作：在同一塊田地上，有順序地在季節(jié)間或年間輪換種植不同的作物。1．干旱條件下，很多植物的光合作用速率降低，主要原因是？葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少。2．西瓜、玉米和辣椒輪作和固定種植玉米相比，其優(yōu)點是？

充分利用土壤中的礦質(zhì)資源、改善土壤條件、減少大面積病蟲害發(fā)生的概率。3．在溫室大棚生產(chǎn)中，大棚內(nèi)多施農(nóng)家肥有利于提高作物的產(chǎn)量，原因是？

農(nóng)家肥中的有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生無機(jī)鹽和CO2，CO2和無機(jī)鹽被作物利用，提高大棚作物的產(chǎn)量。4．下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題。①7—10時的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的原因是？光照強(qiáng)度逐漸增大。②10—12時的光合作用強(qiáng)度明顯減弱的原因是？

此時溫度很高，導(dǎo)致氣孔大量關(guān)閉，CO2無法進(jìn)入葉片組織，致使光合作用暗反應(yīng)受到限制。③14—17時的光合作用強(qiáng)度不斷下降的原因是？光照強(qiáng)度不斷減弱。4．下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題。④從圖中可以看出，限制光合作用的因素有？光照強(qiáng)度、溫度。⑤依據(jù)本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強(qiáng)度的一些措施。

可以利用溫室大棚控制光照強(qiáng)度、溫度的方式，如補(bǔ)光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強(qiáng)度。考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析1.光合作用與有氧呼吸中物質(zhì)的聯(lián)系a．b．c．d．e．f．g．h．（1）物質(zhì)名稱O2ATP

H2OADPNADPHC5CO2C3考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析1.光合作用與有氧呼吸中物質(zhì)的聯(lián)系①②③④⑤（2）發(fā)生場所葉綠體基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)類囊體薄膜線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析2.光合作用和有氧呼吸中各種元素的去向①C元素：②H元素：考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析2.光合作用和有氧呼吸中各種元素的去向①O元素：考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析3.光合作用與有氧呼吸中有關(guān)NADH、NADPH、ATP的來源與去路。考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析3.光合作用與有氧呼吸中有關(guān)NADH、NADPH、ATP的來源與去路。考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析4.光合作用和細(xì)胞呼吸中的能量變化【典例】下圖表示大豆葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的過程示意圖，其中A～D為不同的反應(yīng)過程，①～④代表不同物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．過程A和過程D的生物化學(xué)反應(yīng)均發(fā)生在生物膜上B．過程D產(chǎn)生的CO2用于過程B至少要穿過4層生物膜C．強(qiáng)光時，ATP的合成速率明顯大于物質(zhì)③的生成速率D．過程D產(chǎn)生的ATP能在過程B中大量用于（CH2O）的合成B【典例】三角梅的花期長，花瓣顏色豐富，枝干的可塑性高，對城市綠化及精神文明建設(shè)都有較高促進(jìn)作用。圖甲為三角梅某葉肉細(xì)胞的代謝狀況，圖乙表示在一定條件下測得的某三角梅植株光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．CO2從其產(chǎn)生場所線粒體到相鄰葉肉細(xì)胞中被利用，共穿過4層生物膜B．處于圖乙中的b點時的葉肉細(xì)胞，其細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體均能產(chǎn)生ATPC．將三角梅葉片置于8klx光照下10小時，每100cm2葉片固定的CO2量為120mgD．適當(dāng)提高大氣中CO2濃度，乙圖中的c點會向右移動B考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析4.自然環(huán)境與密閉環(huán)境中一晝夜內(nèi)光合速率曲線的比較（1）自然環(huán)境中綠色植物一晝夜內(nèi)CO2的吸收與釋放速率曲線分析考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析4.自然環(huán)境與密閉環(huán)境中一晝夜內(nèi)光合速率曲線的比較（1）自然環(huán)境中綠色植物一晝夜內(nèi)CO2的吸收與釋放速率曲線分析考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析4.自然環(huán)境與密閉環(huán)境中一晝夜內(nèi)光合速率曲線的比較（2）密閉環(huán)境中綠色植物一晝夜內(nèi)CO2含量的變化曲線分析。考點5光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析4.自然環(huán)境與密閉環(huán)境中一晝夜內(nèi)光合速率曲線的比較（2）密閉環(huán)境中綠色植物一晝夜內(nèi)CO2含量的變化曲線分析。【典例】將一植株放在密閉玻璃罩內(nèi)，置于室外一晝夜，獲得實驗結(jié)果如下圖所示。下列說法錯誤的是（）A．圖甲中的C點之前植物已經(jīng)開始進(jìn)行了光合作用B．圖甲中的F點對應(yīng)圖乙中的g點C．到達(dá)圖乙中的d點時，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度最高D．經(jīng)過這一晝夜之后，植物體的有機(jī)物含量會增加B（2023·廣東選擇考）光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時，水稻野生型（WT）的產(chǎn)量和黃綠葉突變體（ygl）的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和下圖。（光飽和點：光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時的光照強(qiáng)度；光補(bǔ)償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強(qiáng)度。）水稻材料葉綠素/（mg·g－1）類胡蘿卜素/（mg·g－1）類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27（1）ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低