光合作用高中生物教案
發(fā)表時間:2021-03-312012屆高考生物第一輪總復習光合作用與生物固氮教案。
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高考生物第一輪總復習講座之五
第二章光合作用與生物固氮
第一節(jié)光合作用
第二節(jié)生物固氮
本講的重點內(nèi)容是光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換、提高光合作用的效率,固氮微生物的種類,特別要理解如何聯(lián)系生產(chǎn)實踐,采取合理有效的方法增加農(nóng)作物的收成。光能的轉(zhuǎn)換、C3植物和C4植物的區(qū)別、生物固氮的過程,是本章的難點,但后兩點是選學內(nèi)容,只要知道一下就可以了。
一、光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換
光能轉(zhuǎn)換成電能電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學能活躍的化學能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學能
光能轉(zhuǎn)換色素是處于特殊態(tài)的葉綠素a
最終電子供體是H2O
最終電子受體是NAPP+
發(fā)生在類囊體、光反應階段NADP++2e+H+NADPH
ADP+Pi+能量ATP
發(fā)生在類囊體、光反應階段ATP和NADPH將能量轉(zhuǎn)換成糖類等的化學能
發(fā)生在基質(zhì)、暗反應階段
二、C3植物和C4植物的光合作用
C3植物的葉肉細胞葉綠體
C3和C4植物葉肉細胞葉綠體C4植物葉肉細胞葉綠體
C4植物維管束鞘細胞葉綠體
H2OO2
eH+NADPH2C3
光NADP+固定CO2C4C4CO2
還原C5
光ATPC3(PEP)
ADP+Pi(CH2O)C3
(丙酮酸)
光反就階段暗反應階段
C3植物的光合作用
C4植物的光合作用
三、影響光合作用的外界條件
光合作用的指標是光合速度。光合速度通常以每小時每平方米葉面積吸收CO2毫克數(shù)表示,一般測定光合速度的方法都沒有把葉子的呼吸作用考慮在內(nèi),測到的是凈的光合作用速度,而總的光合作用速度還要加上呼吸速度,關系式是:
總的光合作用速度=凈的光合作用速度+呼吸速度
一般習題當中,通常告知凈的光合量(如在實驗中測得的數(shù)據(jù)),同時也告知呼吸量(如在黑暗中測得的數(shù)據(jù)),而要求求的是總的光合量(光合作用所制造的有機物,或所釋放的氧氣)。
1、光照
光合作用是一個光生物化學反應,所以光合速度隨著光照強度的增加而加快。但超過一定范圍之后,光合速度的增加轉(zhuǎn)慢,直到不再增加,這是因為光照促進的是光反應過程,而暗反應的能力(CO2、酶的催化效率等)是有限的。光強與光合速度的關系可用下圖表示:
注:a點表示光合作用吸收的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量相等。
b點表示光合作用速度到達飽和點。
虛線曲線表示陰生植物,實線曲線表示陽生植物。
2、二氧化碳
CO2是綠色植物光合作用的原料,它的濃度高低影響了光合作用暗反應的進行。在一定范圍內(nèi)提CO2濃度能提高光合速,CO2濃度達到一定水平之后,光合作用速度不再增加,這是因為光反應的產(chǎn)物有限。CO2濃度與光合速度的關系可用下圖表示:
注:實踐為C3植物光合速度,虛線為C4植物光合速度。C4植物比C3植物對CO2的利用率高。
3、溫度
光合作用中的暗反應是由酶所催化的化學反應,而溫度直接影響酶的活性。溫度與光合作用速度的關系,實則上就像酶與溫度之間的關系,有一個最適溫度。
4、礦質(zhì)元素
礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。例如:
N:是構(gòu)成葉綠素、酶、ATP、NADP+等的元素。
P:是構(gòu)成ATP、NADP+等的元素。
Mg:是構(gòu)成葉綠素的元素。
5、水分
水分是光合作用原料之一,缺乏時可使光合速度下降。
6、日變化
白天進行光合作用,一般是中午較高,但在炎熱的夏季,中午光合作用速度下降,出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。
4、固氮微生物
(1)共生固氮微生物:如與豆科植物互利共生的根瘤菌。為異養(yǎng)需氧型。
(2)自生固氮微生物:如圓褐固氮菌,獨立生活,能分泌生長素。
5、生物固氮過程與氮素循環(huán)
生物固氮能在生物體內(nèi)溫和的環(huán)境中進行,這是因為固氮生物具有固氮酶。
N2
ATPADP+PiC2H2
e+H+酶C2H4
NH3
氮素循環(huán)如下圖:
例1、右圖表示在充足光照條件下,溫度對蘚光合作用量(①②)和呼吸作用量(③)的影響曲線圖。這三條曲線是通過測定量而獲得的,縱軸與曲線為吸收量,對為發(fā)生量。
請回答:
(1)表示總的光合作用量和凈的光合作用量分別是曲線[]和[]。
寫出這兩者之間的關系式:_________________________________。
(2)這個植物重量增加是在_______0C左右最大。
(3)光合作用和呼吸作用的最適溫度是否一致?為什么?
解析:本題是對光合作用與呼吸作用知識理解的綜合測試。測定這兩種強度大小方法常通過測定單位時間、單位面積(或體積)內(nèi)CO2或O2的吸收量與發(fā)生量獲得的。
(1)小題是測試總光合作用量、凈光合作用量、呼吸量之間的關系,○1為總光合作用量,○2為凈光合作用量。兩者的關系為:凈的光合量=總的光合量-呼吸量。應該指出,一般實驗中測得的光合量為凈的光合量(也可稱為表觀或可見光合量),因為植物在光合作用過程中同時發(fā)生了呼吸作用。
(2)小題。只要觀察曲線○2的峰在20℃左右,這時植物重量增加最多。
(3)不一致,光合作用最適溫度在20℃—30℃,而呼吸作用的最適溫度在35℃以上,這是因為這兩個生理活動中不同的酶促反應的最適溫度上有差異。
例2、寫出三種與光合作用有關的礦質(zhì)元素的元素符號及它們在光合作用中的作用。
元素:____________,作用____________。
元素:____________,作用____________。
元素:____________,作用____________。
[解析]本題較靈活,以高等教育中相關的專業(yè)知識為依據(jù),來測試學生對光合作用與礦質(zhì)元素知識的綜合運用能力。雖然教材對這個問題沒有明確答案,但是憑學生所學知識是可以回答出來,這是高考名題的思維方式?;卮鸨绢}的關鍵一是要求答出礦質(zhì)元素,而不是必需元素,不可回答C、H、O;二是要考慮到光合作用過程中必不可少的物質(zhì)所含的礦質(zhì)元素,如葉綠素含有Mg,ATP含有P,葉綠素與各種酶含有N。
答案為:Mg葉綠素的成分;P形成ATP需要磷;N葉綠素和各種酶的成分(只答各種酶的成分,不扣分)
應該指出,這是一題開放性題目,因為與光合作用有關的礦質(zhì)元素很多,為了與高等教材不發(fā)生沖突,對本題的標準答案又作了補充,與光合作用有關的礦質(zhì)元素還有:Mn、K、Fe、S、Cu、Cl,如果答上可參照考答案的分值賦分。
1、在葉綠體中將光能轉(zhuǎn)變成電能的色素是()
A、葉綠素aB、特殊狀態(tài)的葉綠素aC、葉綠素bD、全部的色素
2、下列有關葉綠素中光能轉(zhuǎn)變成電能的敘述中,錯誤的是()
A、最終電子供體是水B、最終電子受體是NADP+
C、大多數(shù)色素吸收和傳遞光能D、葉綠素a都是光能轉(zhuǎn)換中心
3、下列有關葉綠體中光合作用過程的能量代謝與物質(zhì)代謝的描述中,正確的是()
A、在類囊體上發(fā)生了光能→電能→活躍化學能的過程
B、ATP與NADP+中貯存了活躍的化學能
C、在光反應階段發(fā)生了光能→電能的過程
D、在暗反應階段發(fā)生了電能→穩(wěn)定化學能的過程
4、除了下列哪一項之外,其余的都是C4植物葉片結(jié)構(gòu)的特點?
A、維管束鞘細胞具有結(jié)構(gòu)完整的葉綠體
B、維管束鞘細胞較大,排列成“花環(huán)型”
C、葉肉細胞具有正常的葉綠體
D、葉片向陽面無柵欄組織
5、在低溫度CO2的環(huán)境中,下列哪一組植物的生長狀況要良好一些()
A、小麥、水稻B、大麥、大豆C、高梁、玉米D、芽豆、馬鈴薯
6、能夠分泌生長素的細菌是()
A、根瘤菌B、圓褐固氮菌C、硝化菌D、乳酸菌
7、將大氣中的氮素固定下來的主要是通過()
A、工業(yè)固氮B、電離固氮C、生物固氮D、以上都不對
8、下列哪一因素不會影響綠色植物的干物質(zhì)的積累()
A、CO2B、溫度C、光照D、水蒸氣
9、對綠色植物光合作用效率最低的光是()
A、紅光B、綠光C、藍光D、紫光
10、在高層建筑物周圍生長著的植物,顏色稍稍發(fā)黃,不健康,其原因是這種植物一天中的()
A、呼吸量遠遠大于光合量B、呼吸量和光合量正好相等
C、光合量略低于呼吸量D、光合量高于呼吸量
11、寫出形成NADPH的反應式。
12、在一定范圍內(nèi),增強光照,提高溫度,增加CO2濃度均可提高產(chǎn)量。試說明:
(1)增強光照,可使光反應的產(chǎn)物增多,促進CO2的固定。
(2)提高溫度,可提高,使光合作用速度增快。
(3)增加CO2濃度可提高作物產(chǎn)量的原因是。
13、下圖表示各種外界條件對植物光合作用速度的影響。(Ⅰ)~(Ⅲ)分別表示光強度,CO2的濃度、溫度對光合速度的影響(其余的條件都適合的),(Ⅳ)表示在弱光光下溫度對光合速度的影響。請據(jù)圖作答:
(1)光合作用可分為光反應與暗反應兩個過程,光反應階段必需的外部條件是,它可為暗反應提供,促進CO2的,暗反應是不需要光的反應,但這種反應必需在的參與下完成的。
(2)(Ⅰ)圖中的曲線[]段表示光合作用的速度隨光強度增加而增加,到了[]段則不是如此,原因是。
(3)(Ⅱ)圖中的曲線○3段上升很快,但到了○4則幾乎不再上升,其原因是。
(4)(Ⅲ)圖的曲線變化的原因是。
(5)(Ⅳ)圖的曲線表示無論溫度變化怎樣,光合作用速度卻沒有變化,其原因是。
(6)除了上述三因素之外,還有哪些影響光合作用速度的因素?請列舉兩點。
1.B2.A3.B4.A5.C6.B7C8.D9.B10.C
酶
11.NADP++2e+H+→NADPH
12.(1)NADPHATP(2)暗反應酶的催化效率(3)二氧化碳是光合作用的原材
13.(1)光能NADPH和ATP固定(2)①②暗反應能力有限
(3)光反應的產(chǎn)物有限(4)暗反應酶的催化與溫度有關(5)弱光照下,光反應的產(chǎn)物極少
(6)礦質(zhì)元素水分
精選閱讀
2012屆高考生物教材復習:光合作用與固氮——光合作用
選修本
第8課時 光合作用與固氮——光合作用
知識精華
1、光合作用中的能量變化是:
光能→_______→活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能
2、C3植物與C4植物葉片結(jié)構(gòu)的比較
比較項目C3植物C4植物
結(jié)構(gòu)特點功能結(jié)構(gòu)特點功能
維管束鞘細胞不含葉綠體細胞較________,含有無________的葉綠體C3途徑,C3被還原
葉肉細胞含有葉綠體,有柵欄組織和海綿組織完成光合作用含正常葉綠體,與鞘細胞共同構(gòu)成“_______”C4途徑
3、提高光能利用率和光合作用效率的比較
(1)提高光能利用率:包含提高光合作用效率,延長光合作用時間(如輪作),增加光合作用面積(如合理密植、間作套種)。
(2)提高光合作用效率:包括光照強度和光質(zhì)、CO2濃度、溫度、必需礦質(zhì)元素、PH等。
4、光合作用強度:是指單位時間內(nèi),單位光合作用面積所固定的太陽能,可以用生產(chǎn)的有機物的量表示,也可以用植物釋放的______的量表示,還可以用植物吸收_______的量來表示。
題例領悟
例1、ATP中所貯存的能量和可以接收的能量分別是()
A、化學能、只能是電能B、電能、化學能
C、化學能、電能和化學能 D、化學能、只能是化學能
解析:ATP中含有的是化學能,這是毫無疑問的,但ATP接收的能量可以是化學能(呼吸作用中有機物氧化分解時,合成ATP)。ATP還可以接受電能:在光合作用光反應階段中電子的流動過程中合成的ATP,其中所貯存的能量就來自電能。答案:C
例2、施用農(nóng)家肥能提高溫室作物光合作用效率的理由中,正確的是()
A、促進植物對水的吸收B、提高溫室內(nèi)CO2的濃度
C、提高光照強度 D、礦質(zhì)元素含量高
解析:在溫室內(nèi)施用農(nóng)家肥,能提高光合作用的效率,其原因有二:一是提供了礦質(zhì)元素,但其中的礦質(zhì)元素含量不一定高,用它與化肥比較顯然含量要低得多,其二是含有機物,農(nóng)家肥中含有家畜的排泄物及未被消化吸收的有機物,這些有機物被土壤中的分解者分解后,一方面將其中的礦質(zhì)元素歸為無機界,另一方面將其轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等也歸為無機界。答案:B
自我評價
一、選擇題
1、葉綠體中光能轉(zhuǎn)換成電能時,電子最終來源及最終受體分別是()
A、葉綠體a、NADPH B、H2O、NADP+
C、葉綠體a、、NADP+ D、H2O、NADPH
2、光合作用的光反應為暗反應提供的必需物質(zhì)最正確的一項是 ()
A、O2和能量 B、ATP和[H]
C、NADPH和ATPD、NADP+和ATP
3、將CO2最終還原成糖類等有機物的還原劑以及使H2O氧化的強氧化劑分別是()
A、NADP+和葉綠素a B、NADP+和失去電子的葉綠體a
C、NADPH和葉綠體a D、NADPH和失去電子的葉綠體a
4、C4植物中構(gòu)成維管束鞘的細胞是()
A、細胞較小、含沒有基粒的葉綠體 B、細胞較小、含有基粒的葉綠體
C、細胞較大、含沒有基粒的葉綠體 D、細胞較大、含有基粒的葉綠體
5、C4植物光合作用發(fā)生的場所是在 ()
A、葉肉細胞的葉綠體內(nèi)B、葉肉細胞葉綠體和維管束鞘細胞葉綠體內(nèi)
C、維管束鞘細胞內(nèi) D、維管束鞘細胞的葉綠體內(nèi)
6、下面敘述中,對于農(nóng)田里的農(nóng)作物來說,確保良好的通風透光的不正確敘述是()
A、可充分利用光能 B、可增大光合作用面積
C、可提高光合作用效率 D、可提供較多的二氧化碳
二、簡答題
7、光合作用過程中,光能在葉綠體中轉(zhuǎn)換的三個步驟:第一步是在葉綠體中的______上完成的。第二步所轉(zhuǎn)換形成的能量儲存在_____和?。撸撸撸撸撸咧小5谌睫D(zhuǎn)換形成的能量儲存在______中。
8、在光能轉(zhuǎn)換成電能的過程中,處于特殊狀態(tài)的葉綠素a得失電子的情況是___________。
9、C3植物與C4植物葉結(jié)構(gòu)中維管束鞘細胞的不同點是:前者_____ 而后者____________。
10、在C4植物的光合作用中,C02中的C轉(zhuǎn)移的順序是先_____中后_____中。
11、對綠色植物來講.組成NADP+和ATP的重要組成成分及糖類的合成與運輸所必需的礦質(zhì)元素分別是___、____和_____。
12、.可以使糧食產(chǎn)量明顯提高的措施,除了延長光合作用時間,增大光合作用面積,還應當提高農(nóng)作物的_______和通過_______為農(nóng)作物提供氮素。
自我評價答案
一、1、B 2、C 3、D 4、C 5、B 6、B
二、7、類囊體 ATP NADPH 糖類等有機物
8、先失電子,后得電子
9、無葉綠體 含有無基粒的葉綠體
10、C4 C3
11、N P K
12、光合作用效率 生物固氮
光合作用和生物固氮
作為杰出的教學工作者,能夠保證教課的順利開展,教師要準備好教案,這是教師需要精心準備的。教案可以更好的幫助學生們打好基礎,幫助教師在教學期間更好的掌握節(jié)奏。那么,你知道教案要怎么寫呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的光合作用和生物固氮,但愿對您的學習工作帶來幫助。
一、選擇題
1.光能在葉綠體中轉(zhuǎn)換的正確順序是()
A.光能→活躍的化學能→電能→穩(wěn)定的化學能
B.光能→電能→活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能
C.光能→穩(wěn)定的化學能→電能→活躍的化學能
D.光能→電能→穩(wěn)定的化學能→活躍的化學能
2.在光的照射下,具有吸收和傳遞光能作用的色素,將吸收的光能傳給少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a,使這些葉綠素a()
A.激發(fā)、失去電子B.激發(fā)、得到電子
C.抑制、失去電子D.抑制、得到電子
3.在葉綠體類囊體薄膜上,能吸收光能、使光能轉(zhuǎn)換成電能的色素是()
A.葉黃素B.胡蘿卜素
C.葉綠素bD.特殊狀態(tài)的葉綠素a
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2011屆高考生物知識點復習生物新陳代謝光合作用生物固氮
一名優(yōu)秀負責的教師就要對每一位學生盡職盡責,作為教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂,幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。那么如何寫好我們的教案呢?小編收集并整理了“2011屆高考生物知識點復習生物新陳代謝光合作用生物固氮”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
專題二生物新陳代謝光合作用生物固氮
一、基礎知識網(wǎng)絡框架
第一部分植物的新陳代謝
光合作用和細胞呼吸是生物界中最基本的物質(zhì)和能量代謝,其實質(zhì)是完成物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化。
第二部分動物的新陳代謝
動物的新陳代謝的主要內(nèi)容是動物體內(nèi)的細胞獲得營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物及物質(zhì)在細胞內(nèi)的變化情況。
二、掌握規(guī)律與方法不斷提高層次
按新陳代謝的性質(zhì)綜合分為二個層次:
第一個層次是生物的物質(zhì)代謝特點、基本過程、主要影響因素之間的綜合;
第二個層次是生物能量代謝過程以及與物質(zhì)代謝之間關系的綜合。
復習本專題時,應抓住新陳代謝的本質(zhì),按知識的內(nèi)在聯(lián)系,將初、高中生物相關知識有機結(jié)合起來,形成知識網(wǎng)絡體系如圖。
三、考點核心整合
1.理解新陳代謝與酶和ATP的關系
新陳代謝是細胞內(nèi)一系列有序的化學反應的過程,是生物體自我更新的過程。酶和ATP是新陳代謝過程中必不可少的兩種物質(zhì)。新陳代謝的一系列化學反應都是在酶的催化作用和ATP的供能條件下完成的。細胞是新陳代謝的場所,所以大多數(shù)酶發(fā)揮作用的場所在細胞內(nèi),也有的酶在細胞外發(fā)揮作用,例如進行細胞外消化的各種消化酶。近幾年的高考命題主要圍繞著酶的特性、影響酶的活性的條件展開命題,復習時應注意這方面的問題。
2.生物體生命活動的直接能源、主要能源和最終能源
生物體生命活動的直接能源是ATP,ATP水解時釋放的能量直接用于各項生命活動,如肌肉收縮、腺體分泌、合成代謝、神經(jīng)傳導和生物電等。生物體內(nèi)的糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機物中都含有大量的能量,但生命活動的主要能源物質(zhì)是糖類,糖類在體內(nèi)氧化分解釋放的能量,一部分合成了ATP用于各項生命活動,另一部分以熱能的形式散失掉了。糖類等有機物中含有的能量最終來自綠色植物光合作用所固定的太陽能,所以,生物體生命活動的最終能源是太陽光能。
ATP的結(jié)構(gòu)簡式可以寫成A—P~P~P,“A”代表腺苷,“P”代表磷酸基團,“—”代表普通磷酸鍵,“~”表示高能磷酸鍵。1moLATP水解時釋放的能量高達30.54kJ
鏈接提示
ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)變是真正意義上的可逆反應嗎?
提示:(1)從反應條件分析:ATP水解是一種水解反應,催化該反應的酶是水解酶;ATP的合成是一種合成反應,催化該反應的酶屬于合成酶。
(2)從能量分析來看:ATP水解所釋放的能量來自于高能磷酸鍵能,而合成ATP所需的能量來自光合作用吸收的光能和呼吸作用分解有機物釋放的化學能。
(3)從ATP的合成與分解場所分析:ATP合成的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,而ATP的分解場所較多。(4)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的意義使細胞內(nèi)ATP的含量總是處于動態(tài)平衡之中,進而構(gòu)成生物體內(nèi)部穩(wěn)定的供能環(huán)境,其物質(zhì)含量很少,但是因為轉(zhuǎn)化速度很快,故能源源不斷提供能量。
綜上,在生物體內(nèi)的反應可概括為“物質(zhì)是可逆的,能量是不可逆的”或解釋為“物質(zhì)是循環(huán)的,能量是不循環(huán)的”。
3.植物的光合作用和呼吸作用的過程
光合作用是生物界中最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝,這是高考的重點和熱點,復習時要切實理解其實質(zhì)——完成物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化。光合作用的光反應階段完成兩大變化:水分解產(chǎn)生氧氣和[H],合成ATP。暗反應階段完成CO2的固定和還原。呼吸作用是分解有機物、釋放能量的過程。光合作用必須在光下才能發(fā)生,而呼吸作用是每時每刻都在進行,一般來說,植物在白天和晚上的呼吸作用強度基本一致,呼吸作用的強弱主要受溫度的影響。復習時抓住物質(zhì)和能量的變化規(guī)律。注意聯(lián)系實際,特別是分析植物的光合作用和呼吸作用的關系,分析生產(chǎn)中的實際問題。明確影響光合作用和呼吸作用的因素,充分利用光合作用、呼吸作用的反應式,從原料、產(chǎn)物和條件(如光照、溫度、CO2、O2等)等方面進行分析。
光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換過程,包括三個步驟:光能轉(zhuǎn)換成電能(需要色素,主要是葉綠素a);電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學能(合成ATP的過程);活躍的化學能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學能(合成有機物的過程)。前兩步發(fā)生在光反應過程,第三步發(fā)生在暗反應過程。
4.光合作用的有關計算
(1)根據(jù)光合作用反應式進行有關物質(zhì)的計算
(2)根據(jù)光合作用反應式進行能量計算
(3)光合作用與呼吸作用的綜合計算
在光下光合作用與呼吸作用同時進行:
光合作用實際產(chǎn)氧量=實測的氧氣釋放量+呼吸作用耗氧量
光合作用實際二氧化碳消耗量=實測的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳釋放量
光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量=光合作用實際葡萄糖生產(chǎn)量-呼吸作用葡萄糖消耗量
5.充分關注影響光合作用的因素(曲線分析)
(1)、外界因素
外因曲線含義
光照光照強度
陽生(陰生)植物:在一定范圍內(nèi),隨著光照強度的增大,光合作用速率增大;超出一定范圍,光合作用速率達到最大。
A點:只進行細胞呼吸
B點:光合速率=呼吸速率(光的補償點)
表現(xiàn)為既不吸收也不釋放CO2
C點:光合速率達到最大(光的飽和點)
表現(xiàn)為再增大光強,光合速率不再加快
光質(zhì)
單色光中
A曲線:表示紅光照射時
B曲線:表示籃紫光照射時
C曲線:表示綠光照射時
CO2
濃度
1、單獨分析A或B的含義:
在一定范圍內(nèi),隨著CO2濃度的增大,光合作用速率增大;超出一定范圍,光合作用速率達到最大。
2、A為C3植物,B為C4植物,因為C4植物能利用低濃度的CO2進行光合作用。
礦質(zhì)
元素
N:蛋白質(zhì)合成的必需元素
P:合成ATP的重要元素
Mg:合成葉綠素的必需元素
K:有利于光合產(chǎn)物(有機物)的運輸
水是光合作用的原料和反應介質(zhì)
影響氣孔的關閉,進而影響CO2的吸收
溫度
在一定范圍內(nèi),隨著溫度的升高,光合作用速率隨著加快;超出一定范圍,光合作用速率達到最大。
多
因
素
綜
合
影
響多曲線坐標的分析方法:坐標中同時存在多個變因,所以分析時要確定其它變因,
控制只能存在要研究的一個變因如下圖,若要分析光強對光合速率的影響,則自能在某一溫度下研究。
濃度1曲線:在CO2濃度1下,在一定范圍內(nèi),隨著光強的增強(升高),光合速率加快,超出一定范圍,光合速率達到最大。
P點之前,影響光合速率加快的限制因素是光強
P點之后,影響光合速率加快的限制因素是CO2濃度
30℃曲線:30℃下,在一定范圍內(nèi),隨著CO2濃度的增大,光合速率隨著加快,超出一定范圍,光合速率達到最大。
P點之前,影響光合速率加快的限制因素是CO2濃度
P點之后,影響光合速率加快的限制因素是溫度
30℃曲線:30℃下,在一定范圍內(nèi),隨著光強的增強,光合速率隨著加快,超出一定范圍,光合速率達到最大。
P點之前,影響光合速率加快的限制因素是光強
P點之后,影響光合速率加快的限制因素是溫度
(2)、內(nèi)部因素
內(nèi)因曲線含義
不同
植物
在相同光照(與光照強弱無關)條件下:
光合速率大?。篈BC
影響因素:A植物細胞與光合作用有關的酶和
色素要較B、C多。
同一
植物
不同
生長
發(fā)育
階段
合部
位
某植物葉片,在一定范圍內(nèi),隨著葉齡的增大,
光合速率加快;當葉片的成熟時,光合速率達到最大,隨著葉片的衰老,關合速率逐漸下降。
影響因素:主要是由于色素分子的合成與分解所導致的。
6.如何理解綠色植物光合作用的“午休”現(xiàn)象
影響光合作用的外界條件都在時時刻刻變化著,所以光合作用速率在一天中也有變化。光合作用進程一般與太陽輻射進程相聯(lián)系,從早晨開始光合作用逐漸加強,中午達到高峰,以后逐漸降低,到日落則停止,成為單峰曲線。但當夏天光照強烈時,光合作用便形成兩個高峰,一個在上午,一個在下午,中午前后光合作用速率下降,呈現(xiàn)“午休”現(xiàn)象,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因有三點:①由于氣溫過高,蒸騰作用旺盛,水分在中午供應不上,氣孔關閉;②由于氣孔關閉導致二氧化碳供應不足;③光合作用的產(chǎn)物來不及運走,積累在葉肉細胞的細胞質(zhì)中,阻礙細胞內(nèi)二氧化碳的運輸。
7.擴散、滲透與吸脹作用的區(qū)別
在一般情況下,分子運動的總趨勢是從濃度高的地方向濃度低的地方運動。就生物體來講,擴散作用是指在擴散物質(zhì)運動方向之間沒有膜作為屏障的分子運動。
滲透作用是水分子或其他的溶劑分子通過半透膜的擴散,是擴散作用的一種特例。簡單地說,通過半透膜的擴散作用叫滲透。不過氣體(如O2、CO2等)通過半透膜的現(xiàn)象通常稱為擴散作用。低濃度溶液(包括清水)中的水通過半透膜進入較高濃度溶液中的現(xiàn)象,就叫滲透作用。植物細胞通過滲透作用吸收水分的方式叫滲透吸水。一般來講,產(chǎn)生滲透作用必須有兩個條件:①有半透膜;②膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。
吸脹作用不同于滲透作用??坑H水物質(zhì)(如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等)吸水膨脹的現(xiàn)象叫做吸脹作用。沒有形成液泡的細胞可進行吸脹吸水。
8.水分的吸收、運輸與利用
植物細胞吸水還是失水取決于膜兩側(cè)的溶液濃度差,或者說取決于根細胞液與土壤溶液的濃度差。通常情況下,土壤溶液的濃度比根毛區(qū)表皮細胞液濃度低,土壤溶液中的水分通過兩條途徑進入根的導管,在蒸騰作用產(chǎn)生的“拉力”下,依次進入莖、葉導管,主要通過蒸騰作用散失到大氣中,只有1%~5%被植物體各部分利用。
9.礦質(zhì)元素的吸收、運輸和利用
礦質(zhì)元素離子是通過主動運輸進入細胞的,礦質(zhì)元素的吸收與根細胞的呼吸作用、細胞膜上的載體有關,載體的不同決定了植物對礦質(zhì)元素的選擇吸收。根對礦質(zhì)元素離子的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程。礦質(zhì)元素進入植物體后隨水分運輸?shù)街参矬w各個組織、器官后,在植物體內(nèi)有兩種利用情況:重復利用(如N、P、K、Mg等離子)和不重復利用(如Ca、Fe等離子)。如果某植物體內(nèi)缺乏了前者,衰老部位的礦質(zhì)元素可以轉(zhuǎn)移到幼嫩部位,而衰老部位的組織細胞因缺乏這種礦質(zhì)元素而首先受到傷害;如果植物體內(nèi)(或土壤中)缺乏不能被再度利用的礦質(zhì)元素,植物原有組織中的這些元素不能轉(zhuǎn)移,所以首先受到傷害的是幼嫩部位。
10.陽生植物和陰生植物
特征陽生植物陰生植物
葉綠體結(jié)構(gòu)基粒較小,基粒片層數(shù)目少基粒較大,基粒片層數(shù)目多
葉綠素葉綠素含量較少,葉綠素a與葉綠素b比值較大葉綠素含量相對較多,且葉綠素a與葉綠素b的比值相對較小,葉綠素b的含量相對較多
光飽和點全光照的100%(高)全光照的10%~50%
光補償點全光照的3%~5%(高)全光照的1%以下(低)
11.影響光合作用效率的因素及在生產(chǎn)上的應用
(1)影響光合作用的環(huán)境因素:
(a)光:在一定范圍內(nèi),光照強度逐漸增強光合作用中光反應強度也隨著加強;但光照增強到一定程度時,光合作用強度就不再增加。另外光的波長也影響光合作用的速率,通常在紅光下光合作用最快,藍紫光次之,綠光最慢。
在生產(chǎn)上的應用:延長光合作用時間:通過輪種,延長全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進行光合作用的時間,是合理利用光能的一項重要措施。增加光合作用面積:合理密植是增加光合作用面積的一項重要措施。
(b)CO2:CO2是植物進行光合作用的原料,只有當環(huán)境中的CO2達到一定濃度時,植物才能進行光合作用。大氣中二氧化碳的含量是0.03%,如果濃度提高到0.1%,產(chǎn)量可提高一倍左右。濃度提高到一定程度后,產(chǎn)量不再提高。如果二氧化碳濃度降低到0.005%,光合作用就不能正常進行。
植物能夠進行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2的補償點,即在此CO2濃度條件下,植物通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。一般來說,在一定的范圍內(nèi),植物光合作用的強度隨CO2濃度的增加而增加,但達到一定濃度后,光合作用強度就不再增加或增加很少,這時的CO2濃度稱為CO2的飽和點。
在生產(chǎn)上的應用:溫室栽培植物時,施用有機肥,可適當提高室內(nèi)二氧化碳的濃度。
(c)溫度:溫度可以通過影響暗反應的酶促反應來影響光合作用;在一定范圍內(nèi)隨溫度的提高,光合作用加強;溫度過高時也會影響酶的活性,使光合作用強度減弱。
在生產(chǎn)上的應用:適時播種;溫室栽培植物時,可以適當提高室內(nèi)溫度。
(d)水分:水既是光合作用的原料,又是體內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)。水分還能影響氣孔的開閉,間接影響CO2進入植物體內(nèi)(如夏季的“午休”現(xiàn)象)。
在生產(chǎn)上的應用:預防干旱;適時適量灌溉。
(e)礦質(zhì)元素:如Mg是葉綠素的組成成分,N是光合酶的組成成分,P是ATP分子的組成成分等等。在生產(chǎn)上的應用:合理施肥,適時適量地施肥
(2)提高作物產(chǎn)量的途徑
途徑措施或方法
延長光時補充光照
增大光合作用面積間作、合理密植
提高光合作用效率控制適宜光強、提高CO2濃度(如通風)、合理施肥(供應適量必需礦質(zhì)元素)
提高凈光合作用速率維持適當晝夜溫差(白天適當升溫,晚上適當降溫)
鏈接提示: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:
(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,其中光合作用強度最高的是點,植株積累有機物最多的是點。
(3)乙圖中FG段CO2吸收量逐漸減少是因為,以致光反應產(chǎn)生的和逐漸減少,從而影響了暗反應強度,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,以及光合速率、呼吸速率和表觀速率的關系(表觀速率=光合速率-呼吸速率)。首先,要認真看清坐標的含義,然后進行曲線分析;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行的條件和時間進行分析。注意光合作用強度決定的制造有機物量與有機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)光照強度逐步減弱;ATP;NADPH;(4)溫度高,蒸騰作用過強,氣孔關閉,影響了CO2原料的供應
12.與新陳代謝直接相關的四大系統(tǒng)
消化系統(tǒng)的主要功能是消化和吸收營養(yǎng)物質(zhì)。其消化和吸收作用主要是在小腸內(nèi)進行的。小腸在結(jié)構(gòu)和功能上具有一系列與其消化和吸收功能相適應的特點,即消化管長,延長了食糜在消化道內(nèi)的停留時間,有利于消化和吸收;小腸內(nèi)壁上有環(huán)形皺襞、小腸絨毛,小腸絨毛上皮細胞面向腸腔的部分有微絨毛的存在,所有這些結(jié)構(gòu)增大了小腸消化和吸收的表面積。另外,小腸壁內(nèi)存在著消化腺,不斷地向腸腔內(nèi)分泌含多種消化酶的消化液,小腸絨毛內(nèi)分布有豐富的毛細血管和毛細淋巴管,有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。
體內(nèi)的細胞通過呼吸系統(tǒng)獲得氧氣和排出二氧化碳。具體過程是在肺部和組織細胞進行氣體交換,前者使靜脈血變?yōu)閯用}血,而后者則相反。
完成排泄功能的主要器官是腎臟,而腎臟結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是腎單位,通過對腎單位結(jié)構(gòu)功能的復習,可搞清楚血漿、原尿、尿液在組成成分上的異同及意義。
循環(huán)系統(tǒng)是以上系統(tǒng)完成生理功能必不可少的,血液循環(huán)起著運輸養(yǎng)料和廢物的作用。
12.弄清人和動物體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝及其關系
對于三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝,我們可以從兩個方面進行理解、歸納。
一是來源:糖類、脂類和蛋白質(zhì)是不溶于水的有機高分子物質(zhì),不能被動物直接吸收,動物只有在消化酶的作用下,將其水解成小分子、溶于水的物質(zhì)才能被吸收,其消化過程為:
鏈接提示
脂肪是生物體不可缺少的重要化合物,它不僅是重要的儲能物質(zhì),還有維持體溫,減小內(nèi)臟、器官的摩擦,減輕機械振蕩的作用。在細胞內(nèi),脂肪和糖類可以相互轉(zhuǎn)化,因此在減肥時,若不注意節(jié)食糖類,即使不攝入脂肪,也不會達到理想效果。
二是去向:進入人體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì),在細胞內(nèi)產(chǎn)生一系列的變化,其中三大營養(yǎng)物質(zhì)共有的途徑是氧化分解釋放出所含有的能量,供生命活動需要,不共有的途徑是是否在體內(nèi)儲存起來,即糖類和脂類在體內(nèi)可以儲存,蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能儲存。
三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的關系,實質(zhì)上是介紹了糖類、脂類和蛋白質(zhì)在體內(nèi)相互轉(zhuǎn)化的情況,科學實驗證明了三大營養(yǎng)物質(zhì)之間在體內(nèi)可以進行相互轉(zhuǎn)化,這一過程是通過呼吸作用過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物(如丙酮酸)完成的。由于三大營養(yǎng)物質(zhì)的中間產(chǎn)物基本相同,故這些中間產(chǎn)物構(gòu)成了三大營養(yǎng)物質(zhì)聯(lián)系與轉(zhuǎn)化的橋梁。對于人來講,糖類和脂類之間可以進行相互轉(zhuǎn)化,多余的蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)化成糖類或脂肪,但糖類和脂肪只能轉(zhuǎn)化為組成人體的非必需氨基酸(12種),8種必需氨基酸不能由糖類和脂肪轉(zhuǎn)化而來,只能靠從食物中攝取。
在細胞內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝可以總結(jié)歸納如下:
四、考題名師詮釋
(2006天津高考理綜,5)下列有關ATP的敘述,正確的是()
A.線粒體是藍藻細胞產(chǎn)生ATP的主要場所
B.光合作用產(chǎn)物中的化學能全部來自ATP
C.ATP分子由1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成
D.細胞連續(xù)分裂時,伴隨著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
解析:藍藻細胞中無線粒體,有氧呼吸是在細胞膜上進行的;光合作用產(chǎn)物中的全部化學能全部來自ATP、NADPH;ATP分子由1個腺苷和3個磷酸基團組成。
答案:D
點評:我們要把ATP的化學組成,產(chǎn)生場所、與ADP的相互轉(zhuǎn)化關系搞清楚。
(2006江蘇高考,14)下列關于人體內(nèi)物質(zhì)代謝以及與人體健康關系的敘述,正確的是()
A.糖類可以通過氨基轉(zhuǎn)換作用等過程轉(zhuǎn)化為各種蛋白質(zhì)
B.只要控制脂肪的攝入量,人就不會發(fā)胖
C.當血糖含量低于45mg/dL時,腦組織得不到足夠的能量供給,發(fā)生功能障礙
D.人體的必需氨基酸只能從食物中獲得,而非必需氨基酸只能在體內(nèi)合成
解析:三大物質(zhì)中,糖類和脂肪在人體內(nèi)可以相互轉(zhuǎn)化,所以多吃糖亦可導致人體發(fā)胖;蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)化成糖類或脂肪,而脂肪和糖類只能有條件地轉(zhuǎn)化成人體的部分氨基酸(非必需氨基酸),人體的必需氨基酸只能從食物中獲取,而非必需氨基酸可以來自食物,也可以來自糖類和脂肪的轉(zhuǎn)化。血糖濃度過低,會導致人低血糖昏迷。
答案:C
如下圖所示的玻璃容器中,注入一定濃度的NaHCO3溶液并投入少量的新鮮綠葉碎片,密閉后,設法減小液面上方的氣體壓強,會看到葉片沉入水中。然后再用光照射容器,又會發(fā)現(xiàn)葉片重新浮出液面。光照后葉片重新浮出液面的原因是()
A.葉片吸水膨脹,密度減小
B.溶液內(nèi)產(chǎn)生的CO2大量附著在葉面上
C.葉片進行光合作用所產(chǎn)生的O2附著在葉面上
D.NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大
解析:葉片利用NaHCO3溶液釋放出來的CO2作光合作用的原料,在有光照的情況下進行光合作用,消耗CO2釋放氧氣而上浮。
答案:C
下列是兩類不同植物葉片部分結(jié)構(gòu)的示意圖,在CO2濃度較低時,下列敘述合理的是()
A.乙是C4植物,CO2的移動途徑是:CO2→含四碳的有機酸→三碳化合物
B.甲是C3植物,CO2的移動途徑是:CO2→三碳化合物→葡萄糖
C.甲是C4植物,CO2的移動途徑是:CO2→含四碳的有機酸→三碳化合物
D.乙是C3植物,CO2的移動途徑是:CO2→三碳化合物→四碳化合物
解析:C4植物的葉片結(jié)構(gòu)中有明顯的花環(huán)型結(jié)構(gòu),在外圈的葉肉細胞中CO2→含四碳的有機酸。在內(nèi)圈的維管束鞘細胞中,含四碳的有機酸→CO2→三碳化合物。乙無花環(huán)型結(jié)構(gòu),CO2→三碳化合物→葡萄糖。
答案:C
點評:花環(huán)型結(jié)構(gòu)是C4植物葉片結(jié)構(gòu)的典型特征之一,我們要抓住問題的關鍵結(jié)合圖形進行區(qū)分C4植物、C3植物的不同結(jié)構(gòu)特點。
在a、b、c,3個密封的錐形瓶內(nèi)分別盛有等量的、成分相同的酵母菌和葡萄糖溶液,現(xiàn)進行如下處理:a瓶通入空氣;b瓶通入氮氣;c瓶通入空氣并90℃恒溫,則呼吸作用由強到弱的順序是()
A.c>b>aB.b>a>cC.a>b>cD.a>c>b
解析:酵母菌既能進行無氧呼吸也能進行有氧呼吸,在有氧條件下呼吸作用強度大,而在90℃恒溫會殺死酵母菌。
答案:C
(2006重慶高考理綜,2)下列有關新陳代謝的敘述,正確的是()
A.完成有氧呼吸所需要的酶由線粒體DNA指導合成
B.植物根系吸收礦質(zhì)元素的速率與土壤溶液中礦質(zhì)離子的濃度成正比
C.用15N標記的蛋白質(zhì)飼喂小白鼠,一段時間后可在其肝糖元中發(fā)現(xiàn)15N
D.用14CO2研究玉米的光合作用過程,最早在C4化合物中檢測到14C
解析:完成有氧呼吸所需要的酶少量由線粒體DNA指導合成,多數(shù)由細胞核DNA指導合成;植物根系吸收礦質(zhì)元素的速率與土壤溶液中礦質(zhì)離子的濃度不成正比,具有選擇性;用15N標記的蛋白質(zhì)飼喂小白鼠,一段時間后不會在其肝糖元中發(fā)現(xiàn)15N,因為肝糖原中無15N,只有出現(xiàn)于含氮物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸中。
答案:D
點評:綜合考查新陳代謝中控制合成有氧呼吸酶的DNA的存在部位,以及C4植物光合作用中C的轉(zhuǎn)移途徑。
(2006廣東高考,33請根據(jù)以下圖、表完成有關植物對礦質(zhì)元素吸收和利用等問題:
不同形態(tài)氮素供應對水稻幼苗生長的影響
氮源(NH4)2SO4NaNO3
干重增加量(g)
土壤溶液原始Ph
土壤溶液最終pH0.310.13
5.25.2
3.06.0
(1)植物根系吸收礦質(zhì)元素的主要部位是________區(qū)。若要觀察細胞有絲分裂,宜選擇根的________區(qū)細胞為材料;若要觀察細胞質(zhì)壁分離,宜選擇根的________區(qū)細胞為材料。
(2)圖中真菌菌絲能吸收土壤中的礦質(zhì)元素和水分供植物使用,而植物光合作用產(chǎn)生的碳水化合物又可供真菌利用,兩者屬于________關系。
(3)上表是不同形態(tài)氮素供應對水稻幼苗生長的影響。從表中可以得出結(jié)論:
①_________;②_________。
(4)氮素被植物體吸收后,可參與多種物質(zhì)的合成,其中包括________(多項選擇)。
A.核酸B.NADP上標+C.纖維素D.酶
解析:植物的根尖包括根冠、分生區(qū)(許多細胞正在進行有絲分裂)、伸長區(qū)(細胞正在伸長)和成熟區(qū)(也叫根毛區(qū),是水分和礦質(zhì)元素離子吸收的主要部位)四部分。根毛區(qū)表皮細胞通過主動運輸吸收礦質(zhì)元素離子,主動運輸需要載體和消耗能量。細胞膜上吸收某種離子的載體多,細胞吸收該種離子就多,反之則少。就(NH4)2SO4來說,細胞膜上吸收NH上標+4的載體多,吸收SO離子的載體少;根細胞吸收NO的載體多于吸收Na+的載體,吸收NH的載體多于NO的載體。真菌與根細胞生活在一起,對兩者都有利,這種關系叫互利共生。纖維素是糖類,組成元素只有C、H、O,不含氮元素,其余選項都含有氮元素。
答案:(1)根毛區(qū) 分生區(qū) 成熟區(qū)
(2)共生(互利共生)
(3)銨根離子載體多于硫酸根離子,硝酸根離子載體多于鈉離子;銨根離子載體多于硝酸根離子
(4)ABD
點評:根尖四部分結(jié)構(gòu)特點及功能要能熟練掌握,并結(jié)合成熟區(qū)在礦質(zhì)元素離子的吸收、水分吸收方面的重要作用進行分析應用。
(2006上海高考,36)_________請完成下列有關光合作用的問題:
在一定濃度的CO2和適當?shù)臏囟葪l件下,測定某雙子葉植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度,結(jié)果如下表。表中負值表示二氧化碳釋放量,正值表示二氧化碳吸收量。
光照強度(千勒克司)光合作用速度(CO2mg/100cm2葉小時)
1.0-2.0
3.0+2.0
5.0+6.0
7.0+10.0
8.0+12.0
10.0+12.0
(1)在下側(cè)坐標系上繪出光照強度與該植物葉片光合作用速度的關系圖。
光照強度(千勒克司)
(2)該植物葉片的呼吸速度是(CO2mg/100cm2葉小時)。
(3)在光照強度為________千勒克司時,該植物葉片光合成量和呼吸消耗量相等。
(4)在一天中,將該植物葉片置于10千勒克司光照下10小時,其余時間置于黑暗中,則每100cm2葉片產(chǎn)生的葡萄糖中________mg將轉(zhuǎn)化為淀粉。(取小數(shù)點后一位)
(5)據(jù)圖分析,在0~8千勒克司范圍內(nèi),光合作用速度受________因素影響;超過8千勒克司時,光合作用速度受________因素影響。
解析:由表中數(shù)據(jù)繪出曲線可知,在2千勒克司時光合作用強度等于呼吸作用強度。植物葉片置于10千勒克司光照下10小時,CO2吸收量為12×10=120(CO2mg/100cm2葉小時),黑暗時間為14小時,CO2釋放量為-4×14=56(CO2mg/100cm2葉小時),則一天內(nèi)CO2吸收量為64(CO2mg/100cm2葉小時),轉(zhuǎn)化為葡萄糖的量是43.6mg。影響光合作用的因素有光照強度、溫度和CO2濃度,在8千勒克司后隨光照強度增加光合作用強度不再增加,說明不再受光照強度影響而是溫度和CO2濃度等因素的影響。
答案:(1)見上圖(2)4(3)2(4)43.6(5)光照強度溫度和CO2濃度
點評:光合作用與呼吸作用的聯(lián)系考查是一個重點也是一個難點,要結(jié)合曲線及數(shù)據(jù)讓學生正確理解凈光合作用和實際光合作用與呼吸作用的關系。
2012屆高考生物考點光合作用(選修)和生物固氮精講精析復習教案
高考考點8光合作用(選修)和生物固氮
本類考題解答錦囊
選修教材中的光合作用是在高中生物第一冊的光合作用的基礎上的一個拓展,把第一冊的光合作用的光反應階段增加了電子傳遞過程,暗反應階段增加了C4循環(huán),C3、C4植物的區(qū)別,因此,關鍵要掌握這些基本內(nèi)容。高考題中還重視知識的應用,對于這一部分內(nèi)容關鍵是在理解光合作用過程的基礎上,運用所學知識解決生活實踐中的一些實際問題,即如何提高農(nóng)作物的光合作用效率等。
生物固氟這一知識點高考要求的不多,關鍵是掌握固氮微生物的種類,以及生物固氮的意義,大氣中的氮不能被植物直接利用,必須通過生物圃氮為主的固氮作用才能利用,生物固氮主要是將大氣中的氮轉(zhuǎn)化成氨。要求學生記住固氮產(chǎn)物,這也是氮循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié)。
Ⅰ熱門題
植物的新陳代謝受外部環(huán)境因子(如光、溫度)和內(nèi)部因子(如激素)的影響,研究內(nèi)、外因子對植物生命活動的影響具有重要意義。下圖表示野外松樹(陽生植物)光合作用強度與光照強度的關系。其葉,的縱坐標表示松樹整體表現(xiàn)出的吸收C02和釋放C02量的狀況,請分析回答:
(1)當光照強度為^時,光合作用強度________
(2)光照強度為a時,光合作用吸收CO2的量等于細胞呼吸放出C02的量。如果白天光照強度較長時期為a,植物能不能正常生長?為什么?
(3)如將該曲線改繪為人參(陰生植物)光合作用強度與光照強度關系的曲線,^點的位置應如何移動,為什么?
高考考目的與解題技巧:考查光合作用的強度(速率)與光照強度之間的關系。在一定范圍內(nèi),光合速率隨著光照強度的增加而加快,但超過一定范圍之后,光合速率的增加校慢,當達到某一定強度時,光合速率就不再增加,此為光飽和點。
陽生植物要求充分直射日光,陰生植物適宜生長在蔭蔽環(huán)境中。陽生植物的光飽和點是全光照的100%,陰生植物的光飽和點則是全光照的10%-50%。光合作用過程吸收的C02和細胞呼吸過程中放出的CO2等量的光照強度稱為光補償點,植物在光補償點時,有機物的形成和消耗相等,不能積累干物質(zhì)。因此從全天來看,植物所需的最低光照強度必須高于光補償點,才能使植物正常生長。一般來說,陽生植物的光補償點在全光照的3%-5%,而陰生植物只在全光照的1%以下。
(1)最高,光照強度再增加,光合作用強度不再增加(2)不能。光照強度為a時,光合作用形成的有機物和細胞呼吸消耗的有機物相等,但晚上只進行細胞呼吸。因此,從全天看,消耗大于積累,植物不能正常生長(3)左移,與松樹比較,人參光合作用強度達到最高點時,所需要的光照強度比松樹低。
1C,植物葉肉細胞內(nèi)C02的固定方式是
A.C02+C5化合物→C3化合物
B.CO2+C3化合物→C3化合物
C.CO2+C3化合物→C3化合物
D.C02+C3化合物→C3化合物
答案:B指導;考量C4途徑。C4植物葉肉細胞中C02的固定方式是CO2首先與C3化合物結(jié)合形成C4化合物,然后由C4化合物進入維管束鞘細胞的葉綠體中進行C3途徑。
2光合作用光反應產(chǎn)生的物質(zhì)有
A.C6H12O6、NADPH、ATPB.NADPH、C02、ATP
CNADPH、O2、ATPD.C6H12O6、C02、H20
答案:C指導:本題主要考查的是光合作用光反應的基本過程和產(chǎn)物。光合作用分為光反應和暗反應兩個階段,光反應是在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)上進行,需光照。光反應中主要有兩個反應:水被分解和光能被貯存。在光照的條件下,少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a吸收光能后被激發(fā)從而失去電子,它可以從水分子中獲得電子,水被分解后生成O2和[H],同時輔酶Ⅱ與[H]結(jié)合形成NADPH,光能首先轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,然后部分電量被ADP結(jié)合形成ATP,部分電能儲存于NADPH,所以光反應階段的產(chǎn)物是C。
3光合作用受光照強度、CO2濃度、溫度等影響,下圖中4條曲線(a、b、c、d)為不同光照強度和不同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(遠小于0.03%);b適當遮蔭(相當于全光照的1/25),C02濃度為0.03%;c全光照(晴天不遮蔭),C02濃度為0.03%d全光照,CO2濃度為1,22%。
請據(jù)圖回答:
(1)隨著光照強度和C02濃度的提高,植物光合作用(以凈光合速率為指標)最適溫度的變化趨勢是__________
(2)當曲線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(多選)
A.通風B.增施有機肥
C.延長生育期D.施碳酸氫銨
答案:逐漸提高
答案:不為零因為在b條件下,呼吸速率不為零
答案:A、B、D
指導:在一定的范圍內(nèi),隨著光照強度和C02濃度的提高,光合作用的速率也不斷提高。在一定的溫度范圍內(nèi),溫度越高,光合作用的速率越大,但超出這個范圍,光合作用的速率反而漸漸降低,直至為零。當光合速率等于呼吸速率時,凈光合速率為O,既不吸收CO2,也不釋放CO2。大田中提高凈光合速率,也就是提高光合作用的效率,減少有機物的消耗(細胞呼吸),可以采取通風、增施有機肥、氮肥等方法。
Ⅱ題點經(jīng)典類型題
擬)生產(chǎn)實踐表明:在一定范圍內(nèi),提高C02濃度,能提高光合作用。下圖所示,是對某農(nóng)作物實驗的結(jié)果,請據(jù)圖分析并回答:(1x勒克斯,光照強度的單位。A、B、C、D、E為曲線上的點;a、m、n為坐標軸上的點)
(1)曲線1表明___________。
(2)當CO2濃度為400mgL-1時,光合作用最強的相應處是__________曲線Ⅲ的最強光合作用需要的最低C02濃度是__________。
(3)這組實驗的結(jié)論是__________。
(4)m點表示__________。如果提高光照強度,則m點的位置將__________移動。
(5)圖中AB段和CD段影響光合作用的主要限制因子分別是__________和__________。n點時的C02濃度下,該農(nóng)作物有機物和能量代謝的量變關系是__________。
(6)若將該農(nóng)作物放置于A點條件下5h,再移人B點條件下__________h,實驗前后的植物有機物含量不變。若將植物體放在含C12O2的環(huán)境下,一段時間后,植物周圍的空氣中有沒有可能出現(xiàn)18O2?為什么?
(7)欲提高溫室栽培的葉菜類蔬菜的產(chǎn)量,圖中信息告訴我們,應__________。
(8)溫室栽培農(nóng)什物時,為滿足C02的供應,可以采取的措施是__________等。有時可見晴朗的白天,溫室開窗透氣,其對梢物代謝的影響是什么?
高考考目的與解技技巧;本題主要考查了光照強度、CO2濃度對光合作用的影響。解決此問題的關鍵是掌握不同光照強度、C02濃度下,光合效率不同。
本題以圖像信息題的形式考查了光照強度、C02濃度對光合作用效率的影響。準確解答本題必須正確理解縱橫坐標的含義及數(shù)學曲線的變化規(guī)律。難點是該曲線圖不僅反映了不同光照強度下光合作用效率的不同,而且還反映出不同CO2濃度的影響。
(1)光強為701x下,在C02濃度較低范圍內(nèi),隨CO2濃度的增加,光合作用逐漸增強;超過一定濃度后,光合作用強度增加幅度減小,繼續(xù)提高CO2濃度則光合作用強度不再增加
(2)700lx光照500mgL-1
(3)C02濃度和光照強度都會影響光合作用強度
(4)在光照強度為701x下,光合作用達到最強時,CO2濃度的最小值向右
(5)C02濃度光照強度光合作用促成有機物貯存的能量與呼吸作用產(chǎn)生的分解有機物釋放的能量相等
(6)2.5有可能。因為C18O2H218O18O2空氣中的18O2
(7)適當提高CO2濃度和光照強度
(8)使用干冰或適當燃燒秸稈等使空氣流通,以補充一定量的C02;可提高室內(nèi)的空氣溫度,以增強蒸騰作用從而促進作物對水分的吸收和運輸,并促進礦質(zhì)離子的運輸;還能增強室內(nèi)的光照強度,以促進光合作用。
1擬)下列關于C3的植物和C4植物的敘述錯誤的是
A.C4植物的維管束鞘細胞含有的u1綠體多,體積小
B.C3植物的葉肉細胞有柵欄組織和海綿組織之分
C.C4植物的維管束鞘細胞外的部分葉肉細胞規(guī)則排列
D.C3植物維管束鞘細胞沒有葉綠體
答案:A指導:C4植物維管束鞘細胞含有數(shù)量多,且體積大的葉綠體,故A錯。C4植物維管束呈“花環(huán)型”的兩圈細胞內(nèi)為維管束鞘細胞,外為排列整齊的葉肉細胞。C3植物無此結(jié)構(gòu),且C3植物維管束鞘細胞內(nèi)無葉綠體,不能進行光合作用。
2擬)下列關于甘蔗、玉米葉結(jié)構(gòu)及其光合作用過程的敘述正確的是
①圍繞著維管束的葉肉細胞排列疏松
②因為葉肉細胞的葉綠體有正常的基粒,所以水的光解發(fā)生在葉肉細胞內(nèi)
③NADPH儲存了能量并具有還原性
④C02中的C首先轉(zhuǎn)移到C4中,然后才轉(zhuǎn)移到C3中
⑤光能轉(zhuǎn)化為電能時,電子的最終受體是ATP和NADP+
A.①③⑤B.②③④
C.②④⑤D.①②③
答案:B指導:甘蔗、玉米是C4植物,圍繞著維管束的葉肉細胞排列緊密,①錯誤。光能轉(zhuǎn)化為電能時,電子的最終受體是ATP和NADPH。⑤錯誤。
3擬)用人工培養(yǎng)基來培養(yǎng)圓褐固氮菌。當向無菌培養(yǎng)箱中充入氮氣時,其固氮最和菌落大小比充入無菌空氣時
A.多和人B.多和小
C.少和大D.少和小
答案:D指導:圓褐固氮菌屬于異養(yǎng)需氧型生物,向無菌培養(yǎng)箱中充人氮氣時,由于缺少O2,影響了苗體的正常代謝,菌體繁殖慢,故選D。
4擬)下列關于氮循環(huán)的敘述中正確的是
A.氮無法直接被一般動、植物體利用
B.大豆根瘤中的根瘤菌是一種與植物共生的真菌
C.氮必須在土壤中轉(zhuǎn)換成硝酸鹽,才能為生物體吸收
D.微生物中只有硝化細菌能直接利用大氣中的氮
答案:A指導:一般的動植物不能直接利用氮,只有某些固氮的生物方可直接利用氮,故A對C錯,根瘤菌是一種細菌,為原核生物,故B錯。微生物中的根瘤菌、圓褐固氮菌均能直接利用大氣中的氮,硝化細菌不能直接利用大氣中的氮,它可以把NH3轉(zhuǎn)化成硝酸鹽,故D錯。
5擬)對于栽種農(nóng)作物要“正其行,通其風”的解釋,不正確的是
A.有利于充分利用光能
B.有利于釋放氧氣,降低有機物消耗
C.有利于提供較多的CO2,提高光合作用效率
D.有利于通風透光,提高光能利用率
答案:B指導:(本題在知識方面考查了光能利用率、光合作用效率等知識,還考查了運用所學知識分析解決實際問題的能力。提高農(nóng)作物對光能的利用率,采取的主要措施是延長光合作用時間、增加光合作用的面積、提高光合作用效率。而影響光合作用效率的因素主要有光照強弱的控制、CO2的供應、必需礦質(zhì)元素的供應等等。題干中“正其行、通其風”寓意著種植農(nóng)作物時,要根據(jù)當?shù)氐摹帮L向”選好“行向”,注意行距,合理密植,既有利于充分利用光能,又利于空氣流通,提供較多的C02,從而提高光合作用效率,而不是降低有機物的消耗和利于釋放氧氣,所以B選項不正確。)
6擬)如下圖所示是自然界中氮循環(huán)示意圖,依圖回答下列問題:
(1)大氣中的氮主要通過[]__________進入生物群落,其次通過[]__________、[]__________等途徑也可少量供給植物氮素。
(2)圖中A物質(zhì)代表__________,可被土壤中的微生物分解形成B物質(zhì)。B物質(zhì)在土壤細菌的作用下形成C,C物質(zhì)代表__________。
(3)將11物質(zhì)轉(zhuǎn)化成細菌,其新陳代謝的類型屬于__________
(4)在__________的情況下,一些細菌可將C物質(zhì)最終轉(zhuǎn)化成__________返回大氣中,由此可見,土壤中這些微生物在包括氮循環(huán)在內(nèi)的自然界叫中的__________,中起著重要作用。
(5)目前,全世界每年施用的氮索化肥大約有8x107t,這樣做對環(huán)境可能帶來的負面影響是__________。據(jù)你所學的知識,提出一種既不會影響環(huán)境,又能滿足農(nóng)作物對氮素需求的方案或設想:__________
答案:①生物固氮②閃電固氮③工業(yè)固氮
答案:尿素及動植物遺體硝酸鹽
答案:自養(yǎng)需氧型
答案:氧氣不足氮氣物質(zhì)循環(huán)
答案:水體的富營養(yǎng)化將固氮微生物的固氮基因分離出或人工合成后導入農(nóng)作物中,并使之表達。
指導:此題綜合了氮循環(huán)的有關問題,又聯(lián)系了農(nóng)作物補充氮素的實際情況,考查學生分析、綜合的能力以及靈活運用理論知識解決實際問題的能力。
(1)大氣中的氮主要通過生物固氮進入生物群落,其次是閃電固氮和工業(yè)固氮。
(2)圖中A物質(zhì)來自動植物,它代表的是動物體內(nèi)的一部分蛋白質(zhì)在分解中產(chǎn)生的尿素等含氮物質(zhì),以及動植物遺體中的含氮物質(zhì)。它們被土壤中微生物分解后形成B物質(zhì)(氨),氨經(jīng)過土壤中硝化細菌的作用,最終轉(zhuǎn)化成C(硝酸鹽)。
(3)硝化細菌能利用氨氧化成硝酸鹽過程中釋放的化學能,將C02和H20合成有機物,因此從同化角度看,它屬于自養(yǎng)型,硝化細菌需在有O:條件下生存,因此從異化角度看,它屬于需氧型。
(4)在氧氣不足的情況下,土壤中的另一些細菌(反硝化細菌)可以將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽并最終轉(zhuǎn)化成氮氣,氮氣則返回大氣中。氮循環(huán)屬于自然界的物質(zhì)循環(huán)。
(5)大量施用氮肥,容易引起水體的富營養(yǎng)化。要減少氮素進入水體,又要滿足植物對氮素的需要,可借助基因工程,將固氮基因?qū)宿r(nóng)作物中。
Ⅲ新高考探究
1光照較強的夏季中午,光合作用效率高一些的植物是
A小麥B.大豆C.甘蔗D.水稻
答案:C指導:光照較強的夏季中午,植物葉片上大多數(shù)氣孔關閉,使葉片內(nèi)細胞間隙中的CO2含量很低,這時只有C4植物能夠利用葉片內(nèi)細胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用,而C3植物則不能或效率很低,題中只有甘蔗是C4植物。
2C4植物與C4植物葉片中維管束鞘細胞的主要區(qū)別是完整的葉綠體
A.呈“花環(huán)型”的兩圈細胞,里圈是維管束鞘細胞內(nèi)含沒有基粒的葉綠體
B.呈“花環(huán)型”的全部為葉肉細胞,含有正常的葉綠體
C.呈“花環(huán)型”的全部為維管細胞,含有沒有基粒的葉綠體
D.呈“花環(huán)型”的兩圈細胞,里圈為維管束鞘細胞,含有完整的葉綠體
答案:A指導:C4植物葉片是“花環(huán)型”的兩圈細胞:里圈是維管束鞘細胞,內(nèi)含沒有基粒的葉綠體;C3植物葉片有柵欄組織和海綿組織,維管束鞘細胞中不含葉綠體。
3關于C4植物和C3植物對CO2的固定的敘述,正確的是
A.C3植物對CO2的固定需要能量,C4植物對CO2的固定不需要能量
B.C3植物對CO2的固定不需要能量,C4植物對CO2的固定需要能量
C.C4植物和C3植物固定CO2的場所完全相同
D.C4植物和C3植物對CO2的固定都發(fā)生一次
答案:B指導:在C3植物光合作用中CO2的固定不需要耗能CO2+C52C3);在C4植物的C3途徑與C3植物時的C,途徑完全相同,但是C4途徑固定CO2,需PEP的參與。PEP固定CO2時不需要消耗能量,但PEP的形成卻需要消耗能量,因此,C4植物固定CO2需要消耗能量。C3植物對CO2的固定只有1次,發(fā)生在葉肉細胞葉綠體的基質(zhì)中;C4植物對CO2的固定有2次,1次發(fā)生在葉肉細胞的葉綠體中,1次發(fā)生在維管束鞘細胞的葉綠體中。
4圓褐固氮菌除了具有固氮能力外還能
A.促進植物生根
B.促進植物開花
C.促進植物種子形成
D.促進植物的生長和果實發(fā)育
答案:D指導:圓褐固氮菌是一種自養(yǎng)固氮菌,它不僅有固氮的能力,而且可以分泌植物的生長和果實發(fā)育所需要的生長素,故答案D是正確的。
5固氮生物不包括下列哪一項
A.根瘤菌B.圓褐固氮菌
C.某些藍藻D.豆科植物
答案:D指導:本題考查固氮微生物的種類。豆科植物能夠獲得大量的氮素是因為根系內(nèi)有大量的根瘤菌,有固氮能力,而豆科植物是不能固氮的。
6將農(nóng)田一晝夜的溫度變化Ⅰ、光照變化Ⅱ和植物吸收CO2的變化Ⅲ數(shù)據(jù)繪成曲線如下圖請回答:
(1)植物在______段內(nèi)制造有機物。
(2)植物在______段內(nèi)積累有機物。
(3)d處凹陷,原因是溫度太高,葉片氣孔關閉,__________吸收數(shù)墩減少,影響光合作用__________反應的效率。
(4)a處突起,原因是下半液溫度偏低,細胞呼吸__________
(5)曲線Ⅲ與時間直線圍成一塊正面積和一塊負面積,植物在一晝夜中對有機物的有效積累的多少,取決于這兩塊面積的__________。
答案:b~f
答案:c~e
答案:CO2暗
答案:減弱(降低)
代數(shù)和
指導:植物只要在光下就可以進行光合作用,制造有機物。曲線Ⅱ表示光照變化,所以b~f植物進行光合作用,制造有機物,但不一定積累有機物,因為此時段植物還進行細胞呼吸,只有當光合大于呼吸即表現(xiàn)為吸收CO2時才積累有機物。Ⅲ號曲線表示CO2=的變化量,因此c~e段積累有機物,Ⅲ曲線d處凹陷,此時正是中午12點左右,光照、溫度均適宜,光合效率反而下降,最大可能就是由于氣孔關閉導致C02減少所致。。處突起,說明此時細胞呼吸降低,由曲線I判斷這是由于溫度過低引起的。植物一天中積累量取決于光合作用合成量與細胞呼吸消耗有機物的差值。也可以說取決于圖中曲線Ⅲ與時間直線圍成的兩塊面積的代數(shù)和。
7將某一綠色植物置于密閉的無色玻璃鐘罩內(nèi),將此裝置擺在黑暗條件下,測得鐘罩內(nèi)CO2的含量每小時增加8mg;如給予充足的光照后,其中的CO2含量每小時減少36meo據(jù)測定,在上述溫度及光照條件下,該植物進行光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖30mg。請回答:
(1)上述條件,植物處在黑暗及光照情況下,細胞呼吸的強度是__________的。
(2)在光照時,該植物每小時能積累的凈葡萄糖量是_______mg
(3)若一晝夜中先光照6h,接著處在黑暗中舊h,泫植物體內(nèi)有機物含量的變化是_______。
答案:相同
答案:24.55mg
答案:增加
指導:解答此題關鍵要明確以下問題:①光照下,光合、呼吸都進行,但光合通常大于呼吸,而暗中只進行細胞呼吸。②只要進行光合作用就制造有機物,但只有光合大于呼吸時,有機物才會積累。③弄清CO2、O2和葡萄糖的比例關系(反應式)變化。具體分析如下:
(1)該植物進行光合作用每小時能產(chǎn)生30mg葡萄糖。設合成30mg葡萄糖需消耗CO2xmg,則根據(jù)光合作用反應式知:
葉綠體
6×44180
xmg30mg
x=44mg
從上述計算知,該植物每小時光合作用需固定44mgCO2,而實際上環(huán)境中CO2每小時只減少了36mg,則剩余8mg(44—36)CO2一定來自這段時間植物自身細胞呼吸產(chǎn)生的。因此說明植物處在光照及黑暗條件下,細胞呼吸的強度相等。(2)設光照時,此植物每小時細胞呼吸消耗的C6H12O6為ymg,則:
y=5.45mg
所以該植物每小時積累的凈葡萄糖量為:30mg-5.45mg=24.55mg。
(3)根據(jù)上述計算,該植物光照6h,凈積累C6H122010量為6X24.55mg=147.3mg,而18h黑暗條件下其消耗C6H12O6為18×5.45mg=98,1mg,因此該植物體內(nèi)有含量將增加147.3-98.1=49.2mg。也可以這樣解答:光照下植物每?。粫r產(chǎn)生30mg葡萄糖,則6h產(chǎn)物30×6=180mg,而植物每小時呼吸消耗5.45mg葡萄糖(C6H12O6)則一晝夜消耗5.45×24=130.8mgC6H12O6則該植物體內(nèi)有機物含量將增加180-130.8=49.2mg。