选修本
第9课时 光合作用与固氮——生物固氮
知识精华
1、生物固氮是指微生物将大气中氮气还原成_____的过程,共生固氮微生物固定的氮被与它共生的植物直接利用,自生固氮微生物固定的氮须被植物的根吸收后才可利用。
2、共生固氮微生物具有专一性,它们只能侵入特定的_______植物。根瘤是根瘤菌侵入豆科植物的根后,由根部的薄壁细胞分裂,组织膨大而形成。根瘤中的氮素既可直接供给共生植物,也可肥田。
3、共生固氮微生物和自生固氮微生物的比较
常见类型与豆科植物
关系代谢类型固氮产物对植物的作用固氮量
共生固氮微生物根瘤菌共生,有
专一性_________型氨提供氮素_____
自生固氮微生物圆褐固氮菌无异养需氧型氨提供氮素和_________小
4、几种常见微生物的比较
在氮循环中的作用代谢类型在生态系统中的地位
根瘤菌将N2合成____异养需氧型 消费者
圆褐固氮菌将N2合成氨异养需氧型 分解者
硝化细菌将土壤中的_____转化为硝酸盐____需氧型 生产者
反硝化细菌硝酸盐→________→N2异养____型 分解者
5、地球上的固氮有三条:______固氮、______固氮、高能固氮(闪电等)。其中生物固氮是植物利用氮的主要来源。
例题领悟
例1、豆科植物形成根瘤的原因是 ()
A、根瘤菌入侵的结果B、根瘤菌固定N2的结果
C、根的薄壁细胞分裂的结果 D、根内形成NH3的结果
解析:豆科植物形成根瘤是由于根瘤菌的原因,在根瘤菌侵入豆科植物的根后,在根内繁殖,这时刺激了根的薄壁细胞,使其不断分裂,从而使该处的组织逐渐膨大,形成了根瘤。答案:C
例2、圆褐固氮菌除了具有固氮能力外还能 ()
A、促进植物生根B、促进植物开花
C、促进植物种子形成D、促进植物的生长和果实发育
解析:圆褐固氮菌是一种自生固氮菌,它不仅具有固氮的能力,而且还可以分泌植物的生长和发育所需要的生长素。答案:D
自我评价
一、选择题
1、植物可以利用的氮,主要来自()
A、根瘤菌B、自生固氮菌
C、闪电 D、化肥生产
2、土壤中含有自生固氮微生物比较多的是()
A、表层土壤 B、中层土壤
C、底层土壤 D、所有的土壤都是一样的
3、圆褐固氮菌能够促进植物生长的直接原因是()
A、它能固氮B、它能分泌生长素
C、它能形成荚膜D、它能提高产量
4、下列关于固氮微生物说法正确的是()
A、此类微生物只有细菌中存在
B、固氮微生物的代谢类型都是异养需氧型的
C、固氮微生物主要分共生和自生两大类
D、固氮微生物都能分泌生长素
5、下列对豆科作物进行根瘤菌拌种的说法中正确的是 ()
A、将豆科作物种子沾上根瘤菌即可
B、将豆科作物种子沾上一定浓度的根瘤菌即可
C、将豆科作物种子沾上相应的根瘤菌即可
D、将豆科作物种子沾上固氮微生物即可
6、下列关于固氮微生物说法不正确的是:()
A、蚕豆根瘤菌可以侵入蚕豆、菜豆和豇豆的根
B、自生固氮微生物可以独立的生活在土壤的浅层
C、根瘤菌大多是杆菌或短杆菌,单生或对生,对生则往往呈“8”字型
D、可以用无氮培养基把自生固氮微生物分离出来
二、简答题
7、生物固氮是指固氮微生物将___还原成氨的过程。自然界中有两类固氮微生物,分别是__固氮微生物如____;__固氮微生物如___。
8、氮是催化光合作用过程中的各种_____,以及与光合作用过程有关的_____和_____的重要组成部分。
9、土壤获得氮素的两个主要途径:一是_______,二是_____。
10、共生固氮微生物与自生固氮微生物的区别是:前者与绿色植物___,只有侵入到_____的根内才能固氮,后者在土壤中就能够_____。
11、在每年种植大豆的农田改种蚕豆,结果发现蚕豆根部根瘤菌很少,产量也比较低。试分析其原因是:___________________。
12、显微镜下观察到圆褐固氮菌的特征是____________。
自我评价答案
一、1、A 2、A 3、B 4、C 5、C 6、C
二、7、大气中N2 共生 根瘤菌 自生 圆褐固氮菌
8、各种酶 ATP NADPH
9、生物固氮 施用含氮的肥料
10、互利共生 豆科 自生固氮
11、根瘤菌有特异性,不同根瘤菌只能与它有关的豆科植物发生互利共生
12、短杆菌,单生或对生,成对菌体呈“8”字形,外有荚膜
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,帮助教师营造一个良好的教学氛围。教案的内容要写些什么更好呢?下面是小编为大家整理的“2011届高考生物知识点复习光合作用”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
考点7光合作用
高考风向标:生物的新陈代谢是高考的考查重点,特别是围绕光合作用的过程、条件与场所、影响光合作用的因素、C3和C4植物的比较、如何提高光能利用率等展开的试题,在每年的高考中必有出现。复习中应该首先重视对光合作用过程和影响因素的分析和理解,并学会结合农业生产解释提高作物产量的原理和途经。
考查类型一:与光合作用发现有关的实验考查
1.1864年,德国科学家萨克斯做了这样一个实验:把绿色叶片放在暗处几个小时,然后把这个叶片一半曝光,另一半遮光。一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉(有关的实验如右图所示)。下列关于该实验的说法中,错误的是()
A.对叶片进行暗处理的目的是让叶片中的营养物质(主要是淀粉)消耗掉
B.该实验对照不充分,应该再加一个不做暗处理的叶片做对照实验
C.该实验有需要改进的地方,应该先把叶片放在酒精溶液中水浴加热脱色,再用碘蒸气处理,这样实验结果更明显,同时也可避免叶片再进行光合作用影响实验现象
D.该实验不但可以证明光合作用产生了淀粉,还能证明光合作用需要光照
2.1880年,德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了右图所示的实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境时里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在叶绿体被光束射到的部位附近;如果上述临时装片完全曝露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围从而证明氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物光合作用的场所。有关的实验的评介中,说法错误的是()
A.该实验之所以选水绵为实验材料是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体,而且螺旋分布于细胞中,便于进行观察分析研究
B.实验中用极细的光束是为了能准确判断水绵细胞中释放氧的部位;之后又用完全曝光的水绵与之做对照,从而证明了实验结果完全是光照引起的,并且氧是由叶绿体释放出来的
C.先选用黑暗并且没有空气的环境,是为了排除实验中光线和氧的影响,确保实验的准确性
D.该实验利用了细菌的应激性特点,该细菌吸收O2后,氧原子最先出现在CO2中
考查类型二:叶绿体中的色素
1.在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较淡,分析其原因可能()
①加入的丙酮太多②用无水乙醇代替丙酮③层析液没及滤液细线
④研磨时没有加入CaCO3⑤研磨时没有加入SiO2⑥取的叶片叶脉过多,叶肉细胞过少
A.①③B.②④⑤C.①③④⑤⑥D.③④⑤⑥
2.如右图所示,某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”的实验改进装置,下列与之有关的叙述中,错误的是()
A.应向培养皿中倒入层析液
B.应将滤液滴在a处,而不能滴在b处
C.实验结果应是得四个不同颜色的同心圆
D.实验得到的若干个同心圆中,最小的一个圆呈橙黄色
3.下列有关植物细胞中色素的说法中正确的是()
A.植物的根细胞中没有叶绿素,所以对植物的根细胞进行植物组织培养不会获得绿色试管苗
B.叶绿体中的色素都具有吸收、传递、转化光能的作用
C.植物细胞中的色素全都存在于叶绿体的囊状结构薄膜上
D.用缺Mg的培养液去培养植物幼苗一段时间后用其叶片做叶绿体中色素的提取与分离实验,最终在滤纸条上只能观察到最上面的两条色素带
考查类型三:光合作用的过程、条件、场所的考查(高考要求:熟练掌握光合作用的各个阶段场所和化学反应,在脑海中形成稳定的动态影像)
1.下列有关光合作用和有氧呼吸的条件、场所等的说法中正确的是()
A.原核生物由于没有叶绿体和线粒体,所以都不能进行光合作用和有氧呼吸
B.叶绿体中的色素和酶都分布在囊状结构薄膜上,并且色素都能吸收、传递、转化光能
C.光合作用与细胞呼吸产生的[H]都能和O2结合产生水
D.光合作用产生的NADPH既做为暗反应的还原剂,又能为暗反应提供能量
2.下列关于光合作用和细胞呼吸的说法中,正确的是()
A.对于一个处于发展期的森林生态系统来说,光合作用光反应产生的ATP应多于各生物细胞呼吸产生的ATP
B.光合作用的发生需要有光合色素,分离叶绿体中色素的原理是色素易溶于有机溶剂
C.光合作用和有氧呼吸都有水的参和水的产生,在有氧呼吸的第二个阶段有水的参与,在第三个阶段有水的产生,光合作用光反应阶段产生O2,有氧呼吸第二个阶段消耗O2
D.光合作用是把光能转变成电能,再转变成活跃的化学能,然后再转变成稳定的化学能,而细胞呼吸是把稳定的化学能全部转活跃的化学能
3.下列有关光合作用的说法正确的是()
A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.玉米光合作用的产物淀粉是在叶肉细胞中合成的
C.叶绿体中ATP的移动方向是由叶绿体基质向叶绿体类囊体膜上移动,而ADP则是由叶绿体类囊体膜向叶绿体基质中移动
D.光反应产生的ATP和NADPH都可以为暗反应提供能量,其中NADPH还可以为暗反应提供还原剂
4.在下列光合作用的叙述中,不正确的是()
A.水的分解发生在叶绿体的类囊体膜上
B.电能转化为活跃的化学能发生在叶绿体的基质中
C.C4植物CO2的固定发生在维管束鞘细胞和叶肉细胞中
D.光合作用中光反应需要色素和酶,暗反应则不需要色素,但需要多种酶参与
考查类型四:光照强度、CO2的改变对光合作用中ATP、NADPH、C3、C5含量的影响,请分析下列两种情况:
情况1.若突然中断光照,则ATP、NADPH、C3、C5
情况2.若突然中断CO2,则ATP、NADPH、C3、
C5
1.(2007年郑州模拟)右图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图,B点与A点相比较,B点时叶肉细胞中的C3、C5、ATP、NADPH的含量发生的变化依次是()
A.升、升、升、升B.降、降、降、降
C.降、升、升、升D.升、升、降、降
2.图甲表示A植物光合作用速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示A植物光合作用速率在不同光照强度环境下,光和速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较,c点时叶肉细胞中C3的含量;b点与c点相比较,b点时叶肉细胞中C5的含量分别有什么变化()
A.高、高B.低、基本一致C.低、高D.高、基本一致
考查类型五:同一叶肉细胞内叶绿体光合作用与线粒体有氧呼吸的图型关系分析
请在下面绘出叶绿体与线粒体之间在不同情况下的O2和CO2的联系图(用箭头表示)
图1:只进行呼吸图2:光合呼吸
图3:光合=呼吸图4:光合呼吸
(2007年黄岗模拟)如图所示阳生植物的一个叶肉细胞及其相关过程示意图,下列说法正确的是()
A.叶绿体中ATP的运动方向是由叶绿体的基质到叶绿体的囊状结构
B.叶绿体、线粒体结构内基因的遗传特点是母系遗传,后代不出现性状分离比
C.图中的叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量大于光合作用吸收的CO2量
D.真核细胞中都含有叶绿体、线粒体,原核细胞都不含有叶绿体和线粒体
考查类型六:光合作用影响因素常考图型的分析
A点表示:
B点表示:
AB段表示:
B点之后表示:
1.(07山东卷)以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是()
A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间,在20℃条件下植物产生的有机物的量最多
C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
2.下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析错误是()
A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶
的数量
B.乙图中d点与c点相比,相同时间内叶肉细胞
中C3的生成量多
C.图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度
D.丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变
3.将某种绿色植物的叶片,放在特定的装置中,研究在10℃、20℃的温度条件下,分别置于5klx、10klx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如右图所示(横坐标为时间,单位:小时)。对右图所做的分析中,正确的是()
A.20℃时的呼吸速率是10℃时的4倍
B.在10℃、5klx的光照下,每小时光合作用产生的氧气量是3mg
C.在5klx光照下,10℃时积累的有机物比20℃时少
D.在20℃、10klx光照下,每小时光合作用产生的氧气量是6mg
考查类型七:条件改变对光补偿点和光饱和点(或CO2补偿点、CO2饱和点)的位置的影响
1.如右图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标曲线图,分析下列说法,不正确的是()
A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体,b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
B.已知某植物的光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃,如图表示该植物处于25℃环境中,则将温度提高到30℃时,a点下移,b点右移,d点下移
C.当植物缺镁时,b点将向左移
D.如果该图表示阴生植物,改绘成阳生植物,则c点右移,d点上移
2.(2006年四川理综)将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室CO2的浓度,在适宜光照条件下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示),测定结果如右图所示,下列相关叙述,正确的是()
A.如果光照强度适当降低,a点左移,b点左移
B.如果光照强度适当降低,a点左移,b点右移
C.如果光照强度适当增强,a点右移,b点右移
D.如果光照强度适当增强,a点左移,b点右移
考查类型八:一天当中某密闭温室内O2或CO2的量(或浓度)变化曲线分析
典例分析:右图为一天当中某密闭温室内O2的增加(或减少)速率,据图分析填写下列各小题:
1图中显示一天中能进行光合作用的时间段是点到点
2一天当中有机物积累量最多的时间点是点
3温室内O2最多的时间点是,氧气最少的时间点
是。
1.右图1为研究植物光合作
用速率的日变化装置图,在自然环
境中,测得夏季某晴天一昼夜小室
内氧气的变化如图2,有关说法不
正确的是()
图1图2
A.若环境温度改变,则曲线中a点不变
B.若以缺镁的完全培养液培养大豆幼苗,则曲线中a点将向右移
C.若用18O标记CO2,则18O的转移途径为:CO2三碳化合物(CH2O)
D.若改用玉米幼苗进行实验,则10~14时无明显的光合午休现象
2.右图为一天当中某密闭温室内CO2浓度的变化曲线(只考虑植物的光合作用和呼吸作用),有关该曲线的分析中,不正确的是()
A.BC段与AB段相比,曲线上升缓慢,可能原因是BC段的气温比AB段低,导致BC段呼吸作用比较弱
B.图中D点和G点时,光合作用强度和呼吸作用强度相等
C.EF段浓度下降较慢的最可能原因是蒸腾作用太强,由于缺水导致光合作用强度下降所致
D.从图中信息可判断出一天当中O2浓度最低的时刻是D点,O2浓度最高的时刻是G点
3.右图表示一株水稻的叶肉细胞内C3化合物含量在一天内的变化过程,请据图分析下列说法不正确的是( )
A.从图中曲线的变化趋势可以看出,光合作用是从C点开始的
B.G点出现的可能原因是中午温度太高,引起气孔关闭,导致CO2吸收量减少
C.根据CE段C3化合物的变化,可以判断出此段时期内C5化合物的变化趋势应该是先下降后上升
D.CD段的变化的原因可能是由于白天该地区暂时由晴天转为阴天造成的
4.在一个透明的容器中加入适量的NaHCO3稀溶液,将杨树树叶片迅速封入其中,装置如图所示,摇动容器,使容器内空气中的CO2和溶液中的CO2达到动态平衡,在保持温度不变的情况下进行实验。下列关该实验的叙述错误的是()
A.光照几分钟后,容器内溶液的PH将减小
B.随着光照时间的延长,溶液PH的变化速率趋于变慢
C.如果将装置置于暗室中,一段时间后,溶液的PH将减小
D.该装置可以用来研究植物的光合作用和呼吸作用强度
组别一二三四
温度/℃27282930
暗处理后重量变化/㎎﹣1﹣2﹣3﹣1
光照后与暗处理前重量变化/㎎+3+3+3+1
5.将状况相同的某种绿叶分成四等组,在不同温度下分别暗处理1小时,再光照1小时(光强相同),测其重量变化,得到如下表的数据。由下表可以得出的结论是()
A、该植物光合作用的最适温度约是27℃
B、该植物呼吸作用的最适温度约是29℃
C、27~29℃下的净光合速率相等
D、30℃下的真正光合速率为2㎎/h
考查类型九:光合作用化学反应式中元素来源去路的分析(光合作用的反应式是高考常考内容之一,特别是反应式中各元素的来源和去路的分析更应该熟练掌握)
光合作用:
易错点分析:光合作用过程中C元素的转移途径
①C3植物光合作用过程中C元素的转移途径:
②C4植物光合作用过程中C元素的转移途径:
1.用示踪元素法来追踪某种元素在生化反应中的转移途径是生物学研究中常用方法。在下列说法中,错误的是()
A.用18O标记CO2作为光合作用的原料,发现CO2的中的氧一部分转移到了(CH2O)中,部分转移到了H2O中
B.美国科学家鲁宾和卡门用氧的同位素分别标记H2O和CO2进行了两组实验,证明了光合作用释放的氧全部来自水
C.用14C标记的CO2作为玉米光合作用的原料,C的转移途径是CO2C3(CH2O)
D.用3H标记H2O作为光合作用的原料,3H的转移途径是H2O[H](CH2O)
2.用放射性同位素18O标记的CO2作为金鱼藻光合作用的原料,一段时间后放射性18O将可能出现在下列哪些物质中()
○1C6H12O6○2H2O○3O2○4其它有机物
A.○1B.○1○2C.○1○3D.○1○2○3○4
3.给金鱼藻提供18O标记的H2O,在适宜条件下,一段时间后,放射性18O将可能会出现在哪些物质中()
○1C6H12O6○2CO2○3O2○4其它有机物
A.○1B.○2○3C.○1○3D.○1○2○3○4
光合作用和呼吸作用专题
一、知识结构
二、考点分析
1、有关影响光合作用速率的几组曲线分析及生产上的应用
(1)光照强度
①图象(如右图)
②关键点含义
光照强度:植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加,同化吸收CO2的速度也相应增加,但当光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。
植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用,当植物在某一光照强度条件下,进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时,这一光照强度就称为光补偿点,这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。
当光照强度增加到一定强度后,植物的光合作用强度不再增加时,这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点,此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。
光补偿点在不同的植物是不一样的,主要与该植物的呼吸作用强度有关,与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。
所以在栽培农作物时,阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率,增加产量;而阴生植物应当种植在阴湿的条件下,才有利于生长发育,如果阴生植物光照强度大,蒸腾作用旺盛,植物体内因失水而不利于其生长发育,如人参、三七、胡椒等的栽培,就必须栽培于阴湿的条件下,才能获得较高的产量。
(2)光照面积
①图象(如右图)
②关键点含义
OA段表明随叶面积指数(叶面积指数=)的不断增大。光合作用实际量不断增大,A点为真正光合作用面积的饱和点,随叶面积指数的增大,真正光合作用不再增加,原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。
OB段干物质量随真正光合作用增加而增加,而由于A点以后光合作用量不再增加,而叶片随叶面积指数的不断增加OC段呼吸量不断增加,所以干物质积累量不断降低,如BC段。
③应用
田间管理时,适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长。如果封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。
(3)CO2浓度和矿质元素
①图象(如右图)
②关键点含义
CO2是光合作用的原料,矿质元素直接或间接的影响光合作用,在一定范围内,随CO2和矿质元素的增多,光合作用速度逐渐提高,但到A点,即CO2和矿质元素达到饱和,光合作用不再随CO2和矿质元素浓度的提高而增加。但当CO2浓度升高到浓度很高时影响了植物的呼吸作用,而导致光合作用下降。矿质元素浓度在很高时,也会影响光合作用速度。如氮肥过多,会造成农作物徒长倒伏。矿质元素过高还会造成细胞质壁分离,影响细胞的吸水,从而影响农作物的生命活动。
③应用
“正其行,通其风”,温室内充CO2,即为提高CO2浓度、有利于增加产量。合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成率,增加光合作用速率。
(4)温度
①图象(如右图)
②关键点含义
②温度:植物所有的生活过程都受温度的影响,因为在一定的温度范围内,提高温度可以提高酶的活性,加快反应速度。
光合作用也不例外,在一定的温度范围内,在正常的光照强度下,提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如图所示。
所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内真正光合作用的酶最适温度。
③应用
白天调到真正光合作用最适温度,以提高净光合作用;晚上适当降低温室的温度,以降低呼吸作用,所以保持一定的昼夜温差能保证植物有机物的积累。
(5)叶龄
①图象(如右图)
②关键点含义
OA段为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。
AB段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定。
BC段为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降。
③应用
农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶,都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物。
(6)多种因素的影响
①图象(如下图)
②关键点含义
P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子。要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其他因子。
③应用
温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用中酶(特别是光反应酶)的活性,提高光合速率,同时适当充加CO2,进一步提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度,以提高光合速率。总之,可根据具体情况。通过增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的。
2、影响呼吸作用的因素:
①温度:温度能影响呼吸作用,主要是影响呼吸酶的活性。一般而言,在一定的温度范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强。如图曲线所示。根据温度对呼吸强度的影响原理,在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度,以减少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准,否则细胞受损,对病原微生物的抵抗力大减,也易腐烂损坏。
②氧气:氧气是植物正常呼吸的重要因子,氧气不足直接影响呼吸速度,也影响到呼吸的性质。绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸,大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。酒精对细胞有毒害作用,所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生,氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系用图中曲线来表示。微生物的无氧呼吸称为发酵,氧气对发酵有抑制作用。图中曲线也适用于对微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。根据氧对呼吸作用影响的原理,在贮存蔬菜、水果时适当地降低氧的浓度,如降得太低,植物组织就进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物(如酒精)往往对细胞有一定的毒害作用,而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。
②CO2浓度:
增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理,在蔬菜和水果的保鲜中,增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。
3、光合作用和呼吸作用的有关计算
(1)根据光合作用或呼吸作用反应式进行有关物质的计算
(2)根据光合作用或呼吸作用反应式进行能量计算
(3)光合作用与呼吸作用的综合计算
在光下光合作用与呼吸作用同时进行:
总光合作用速率(真正光合作用速率)=净光合作用速率(表观光合作用速率)+呼吸作用速率
具体分析如下:(参考图表)
光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量
光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量
光合作用实际葡萄糖生产量=光合作用葡萄糖净产量+呼吸作用葡萄糖消耗量
特别提醒:
植物光合作用吸收的CO2(释放O2)的速率,代表植物总光合作用速率;植物光合作用制造的葡萄糖,代表植物光合作用实际葡萄糖生产量。
植物光下吸收的CO2(释放O2)的速率,代表植物净光合作用速率;植物光合作用积累的葡萄糖,代表植物光合作用葡萄糖净产量。
三、典例精讲
典例1.如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中不正确的是
A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃,如图表示该植物处于25℃环境中,则将温度提高到30℃时,a点上移,b点左移,d点下移
D.当植物缺镁时,b点将向右移
变式1-1.在右面曲线图中,有M.N、O、P、Q五个点,对它们的含义的叙述正确的是
①M点时,植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,且光合作用强度
弱于呼吸作用强度
②N点时,植物体只进行呼吸作用;O点时,植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度
③Q点时,光照强度不再是影响光合速率的主要因素
④P点前,影响光合速率的主要因素是光照强度
A.①②B.①③C.③④D.②④
变式1-2.分析下列甲、乙、丙图,说法正确的是
A.若图甲曲线表示的是阴生植物的光合速率受光强度的影响,则阳生植物的曲线与此比较,b点向左移,c点向右移
B.在光照强度相同时,t2℃植物净光合作用最大
C.若图丙代表两类色素的吸收光谱,则f代表胡萝卜素
D.用塑料大棚种植蔬菜时,应选用蓝紫色或红色的塑料大棚
典例2.下左图中曲线a表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的CO2总量的变化,曲线b表示有氧呼吸释放的CO2量的变化,则表示无氧呼吸释放的CO2量的变化是下图中的
变式2-1.右图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2的释放量之间的相互关系,其中线段XY=YZ,则在氧浓度为a时
A.有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多
B.有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多
C.有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多
D.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等
变式2-2.酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。在一个固定容积的培养液中,单位时间内在不同的氧气浓度下,下图所示的酵母菌相关指标与实际不相符的是
ABCD
典例3.在两个相同密闭、透明玻璃室内各放置一盆相似的甲、乙两种植物幼苗,在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下,用红外线测量仪定时测量玻璃内的CO2含量,结果如下表(假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变)。下列有关分析,错误的是
A.在0~25min期间,甲和乙两种植物光合作用强度都逐渐减少
B.在0~25min期间,CO2含量逐渐降低是有氧呼吸减弱的结果
C.在0~25min期间,影响光合作用强度的主要因素是CO2含量
D.上表数据说明,乙植物比甲植物固定CO2的能力强
变式3-1.将某种绿色植物的叶片,放在特定的实验装置中,研究在10℃、20℃的温度条件下,分别置于5klx、10klx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如图所示。
对以上结果分析正确的是,该叶片
①.呼吸速度在20℃下是10℃下的2倍②.在10℃、5klx的光照下,每小时光合作用产生的氧气量是3mg
③.在5klx光照下,10℃时积累的有机物比20℃时多④.在20℃、10klx光照下,每小时光合作用固定的CO2量约是13.9mg
A.①②B.③④C.①③D.②④
变式3-2.下表是一个生物兴趣小组同学对某种植物的叶片进行光合作用实验时测得的一组数据,下列选项下列选项是四位同学根据这组数据绘制的四种光照强度与光合作用吸收CO2总量的曲线,你认为正确的是
典例4.现将一C3植物放入一个密封的玻璃钟罩内培养,罩中养有以此植物为食的小动物,罩内的氧气用18O标记。给予光照若干天后,下列有关叙述正确的是
A.18O既能在植物体内的有机物中出现,也能在动物体的有机物中出现
B.该植物固定CO2用于合成有机物,CO2都要穿过3层膜性结构
C.在光学显微镜下,C3植物和C4植物的最大区别是:前者维管束鞘细胞中含有不含基粒的叶绿体
D.有氧呼吸第一阶段所释放能量都转移到2个ATP中去了
变式4-1.关于下图及其表述的含义的叙述,不正确的是
A.图a曲线表示玉米离体叶片光下利用14CO2进行光合作用时14C含量变化的情况
B.图b曲线表示酵母菌随氧气浓度增加产生CO2的浓度变化的情况
C.图c曲线表示生态因素对光合作用的影响情况
D.图d曲线表示小鼠由30℃→10℃环境耗氧气量变化情况
变式4-2.下列图文相符的有
A.图A表示小白鼠呼吸耗氧量与环境温度的关系
B.图B表示酵母菌代谢中CO2产生速率与O2浓度的关系
C.图C表示玉米(C4植物)植株一天内CO2吸收相对量随时间变化情况
D.图D表示番茄种子萌发(未长出绿叶)过程中干重变化
花盆光温度水
甲光亮处20℃充足
乙黑暗处20℃少量
典例5.在开展生物学实践活动时,对照实验设计应遵循单一变量的原则.为了研究光对大豆生长的影响,某小组设计了如下实验:在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗,并进行如右处理.在这一实验设计中,有一处不正确,需要改正为
A.乙花盆放在光亮处B.甲花盆放在黑暗处
C.甲花盆的温度高于20℃D.乙花盆浇充足的水
实验处理30min内上浮
编号叶圆片来源叶圆片数(片)自来水(mL)NaHC03(g)叶圆片数(片)
1A104002
2B104016
3C104034
4DlO4055
变式5-1.某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜,用直径lcm的打孔器打取小叶圆片各10片,并设法抽去气体使之下沉,置于光下。取100mL三角瓶4个,编号1~4,按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。下列评价或修正不合理的是
A.自变量二氧化碳浓度的控制不严格B.只要控制光照、温度相同即可
C.实验材料本身存在的差异会影响实验结果
D.制备的叶圆片投入三角瓶前应放黑暗处
变式5-2.下图表示研究NaHCO3溶液浓度影响光合作用速率的实验,下列说法错误的是()
A.将整个装置放在光下,毛细管内的红色液滴会向左移动
B.将整个装置置于暗室,一段时间后检查红色液滴是否移动,可以证明光是光合作用的必要条件
C.当NaHCO3溶液浓度不变时,在B内加入少量蠕虫,对红色液滴移动不产生明显影响
D.为使对照更具说服力,应将伊尔藻置于蒸馏水中(不含NaHCO3)的烧杯中
典例6.(20分)用某种大小相似的绿色植物叶片,分组进行实验:已知叶片实验前的重量,在不同温度下分别暗处理1小时,测其重量变化;立刻再光照1小时(光强度相同),再测其重量变化。得到如下结果:
组别一二三四
温度27℃28℃29℃30℃
暗处理后的重量变化(mg)*-1-2-3-4
光照后的重量变化(mg)*+3+3+3+2
*指与暗处理前的重量进行比较,“—”表示减少的重量值,“+”表示增加的重量值
请回答问题:
(1)暗处理时,随温度升高,叶片重量,其原因是
;光照时,叶片的重量变化没有类似或相反的规律,试分析原因
。
(2)假如叶片的重量变化都是光合作用所合成的有机物的量,则在28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为mg,氧气产生量最多的是第组叶片。
(3)绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关?某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其它用具设计并完成实验。
实验步骤:
①取生长状况一致的健康玉米幼苗若干,平均分为两组,分别标记为A、B;
② ;
③ 。
实验结果和相关结论:
①,
②;
③ 。
变式6-1.为了验证光质对叶片光合作用的影响,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对预测结果进行分析。
实验材料与用具:小烧杯三只、三棱镜、打孔器、注射器、40W灯泡、烧杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、绿叶(如菠菜叶)(实验过程中光照和温度等条件适宜,空气中O2和CO2在水中的溶解量忽略不计)。
(一)实验步骤:
(1)取生长旺盛的绿叶,用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片(注意避开大的叶脉)
(2)将圆形叶片置于注射器内,并让注射器吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞,使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。
(3)将内部气体逸出的小圆形叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。(这样的叶片因为细胞间隙充满水,所以全都沉到水底。)
(4)
(5)
(6)
(二)预测结果并分析:
(三)结果及讨论:若增强单色光光照强度,能否对实验结果产生影响?
试在下面同一坐标图中画出不同类型的单色光(光质)下,光照强度与光合作用强度的关系曲线来说明这个问题。
变式6-2.(20分)植物叶绿素的合成需要光照、适宜的温度和必要的矿质元素。下面提供250mL锥形瓶若干,80粒玉米种子(胚乳中可能含有镁离子),以及其它实验用具。请设计实验验证叶绿素的合成所需的上述条件。
(一)试验目的(略)
(二)试验原理
.
(三)试验步骤:
(1)配置含有蔗糖、水、琼脂及植物必需的所有矿质元素的1号培养基和不含镁(其他成分和1号均相同)的2号培养基、调至适宜pH,备用:
(2)分组编号与处理:
分组
项目甲乙丙丁
培养基及处理
种子及处理
外界条件
(四)列表比较试验结果:
(五)请分析回答下列问题:
如果把在培养基中正常生长的幼苗移入盛有完全营养液的广口瓶中并在适宜的光照和温度条件下继续培养,一段时间后,如果幼叶又表现缺素症,造成这种现象的主要原因是:
。
典例7.(20分)实验是人们认识事物的基本手段,在实验过程中,不仅需要相应的知识、精密的仪器,还要注意运用科学的方法。
(1)为了探究种子萌发时进行的呼吸类型,某研究性学习小组设计了下列实验。请根据要求填空。
①实验目的:。
②实验原理:种子萌发过程如果只进行有氧呼吸,则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等;如果只进行无氧呼吸,则不吸收氧气,能放出二氧化碳;如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸,则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。
③实验材料和用具:萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。
④实验方法:将实验材料和用具按上图配置好实验装置,如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验,请指出另一个实验应如何设计(绘装置图表示,并用简短的文字说明)
⑤实验结果及预测:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.。
变式7-1.(20分)右图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置。
(1)关闭活塞,在适宜温度下,30分钟后,读取有色液滴向
(左/右)移动的距离。
(2)为了使测得的有色液滴移动数值更准确,必须进行校正。校正装置的容器和小瓶中应分别放入
、
。
(3)生活中发现,受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置,设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。
①实验变量:。
②实验假设:。
③实验步骤:
第一步:按装置图中所示进行操作,30分钟后,记录有色液滴移动距离为a。
第二步:。
第三步:。
④预期结果及结论:
结果1:__________________,结论1:______________________________________________________;
结果2:__________________,结论2:______________________________________________________;
结果3:__________________,结论3:______________________________________________________。
变式7-2.(20分)将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。
温度(℃)5101520253035
光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.53.00
黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50
(1)昼夜不停地光照,温度在35℃时该植物能否生长?________________。
(2)昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是多少度?______________。
(3)每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在10℃的条件下,该植物能否生长?为什么?,________________________________________________。
(4)根据表中数据绘出光合作用吸收CO2量与温度之间
关系的曲线。
光合作用和呼吸作用专题备考训练参考答案:
典例1.C变式1-1.C变式1-2.B
典例2.B变式2-1.B变式2-2.D
典例3.B变式3-1.C变式3-2.C
典例4.A变式4-1.B变式4-2.B
典例5.D变式5-1.B变式5-2.B
典例6.(每空2分,共20分)
(1)下降在暗处,叶片只进行呼吸作用,温度升高,酶的活性增强,分解有机物增多,叶片重量下降光照时,温度升高,光合作用和呼吸作用都增强,但不成一定比例,而叶片重量变化是光合作用产生的有机物和呼吸作用消耗的有机物之差组成,故叶片重量增加没有一定规律。
(2)7四
(3)实验步骤:②A组幼苗放在有光照的环境中,B组幼苗放在无光的黑暗环境中;
③置于其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间,观察幼苗的颜色。
实验结果及相关结论:
①A变绿B不变,说明光是叶绿素合成的必备条件;
②A不变B变绿,说明叶绿素合成需要在无光条件下进行;
③A和B均变绿,说明叶绿素的合成与光照无关。
变式6-1.(20分)
(一)(4)取三只小烧杯,分别倒入20mL富含CO2的NaHCO3稀溶液。并分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。(2分)
(5)用40W灯泡照射,三棱镜色散形成红光、黄光、绿光分别作用于三只小烧杯。(2分)
(6)观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量(叶片全部浮起经历的时间)(2分)
(二)预测结果:单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最多,绿光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最少(4分)。
结果分析:因为绿叶中的色素吸收红光和蓝紫光的能力最强,吸收绿光的能力最弱(2分)。因此在红光照射时产生O2的速度最快,叶肉细胞间隙的O2增加最快,叶片上浮的速度也就最快,相反绿光照射的烧杯叶片上浮最慢(4分)
(三)结果讨论:能(2分)曲线(4分)
变式6-2.(20分)
(二)植物叶绿素的合成需要光照、适宜的温度和必需的矿质元素。(2分)
(三)
分组
项目甲乙丙丁
培养基及处理1号培养基,灭菌,冷却1号培养基,灭菌,冷却1号培养基,灭菌,冷却2号培养基,灭菌,冷却
种子及处理每组各加20粒玉米种子,清水浸泡,消毒,去胚乳
外界条件充足光照,适宜温度(30℃)充足光照,温度10℃(低温)黑暗,适宜温度(30℃)充足光照,适宜温度(30℃)
组别甲乙丙丁
幼苗颜色绿色黄绿色黄色黄色
(四)
(五)溶液中缺氧,抑制了有氧呼吸,吸收矿质元素减少。(2分)
典例7.(20分)(1)①探究种子萌发时所进行的呼吸类型
④如图。(说明:强调等量的种子,即用等量的清水代替NaOH,观察红色液滴的移动情况。)
⑤Ⅰ.装置一中的液滴左移,装置二的液滴不移动,则说明萌发的种子只进行有氧呼吸;
Ⅱ.装置一中的液滴不动,装置二中的液滴右移,则说明萌发的种子只进行无氧呼吸;
Ⅲ.装置一中的液滴左移,装置二中的液滴右移,则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
变式7-1.(20分)
⑴左(2分)
⑵与实验组等量消毒的无活力(如加热后冷却)的樱桃(2分)
与实验组等量的20%NaOH(2分)
⑶①机械损伤(2分)
②机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高(或机械损伤不能引起樱桃呼吸速率升高)(2分)
③第二步:向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃,其它处理及装置与实验组完全相同,记录相同时间内有色液滴移动距离为b(3分)
第三步:比较a、b数值的大小(1分)
④如果a<b,则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高;(2分)
如果a=b,则说明机械损伤对樱桃呼吸速率没有影响;(2分)
如果a>b,则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率降低。(2分)
变式7-2.(20分)
(1)能
(2)25℃
(3)能。12小时光照下积累的有机物比12小时黑暗中消耗的有机物多。
(4)见右
文章来源:http://m.jab88.com/j/97806.html
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