2019高中生物第5章第4节第3课时光合作用的原理和应用二教案新人教版必修.pdf

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1、光合作用的原理和应用（二）光合作用的原理和应用（二） 一、光合作用原理的应用 1光合作用强度 (1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 (2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。 2影响因素 (1)空气中 CO2浓度。 (2)土壤中水分含量。 (3)光照的时间、强度以及光的成分。 (4)温度的高低。 3应用 控制光照的强弱和温度的高低，适当增加作物环境中 CO2的浓度来提高光合作用强度。 4光照强度影响光合作用强度的实验 (1)实验流程： 打出小圆形叶片(30 片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径1 cm) 抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆叶

2、片)抽出叶片内气体(O2等) 小圆叶片沉入水底 ： 将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯内，小圆 形叶片全部沉到水底 实验处理及结果： 项目 烧杯 小圆形 叶片 加富含 CO2 的清水 光照 强度 叶片浮起 的数量 甲10 片20 mL强最多 乙10 片20 mL中较多 丙10 片20 mL弱较少 (2)实验结论 ： 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强(同一时 间内产生 O2越多，浮起的叶片越多)。 二、化能合成作用 1化能合成作用 (1)概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。 (2)实例 ： 硝化细菌能利用氧化 NH3释放的化学能

3、将 CO2和 H2O 合成为糖类， 供自身利用。 2自养生物和异养生物 (1)自养生物： 特点：能将无机环境中的 CO2和 H2O 转化为有机物的生物。 代表生物：进行光合作用的生物(如绿色植物)；进行化能合成作用的生物(如硝化细 菌)。 (2)异养生物： 特点：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。 代表生物：人、动物、真菌以及大多数细菌。 一、影响光合作用的因素 1光照强度对光合作用强度的影响 (1)阅读教材 P104P105探究内容，思考并讨论下列问题： 探究光照强度对光合作用强度的影响实验所依据的原理是什么？ 提示：叶片含有空气上浮叶片下沉充满细胞间隙，叶片上浮。 抽气 光合

4、作用产生氧气 该探究实验的自变量及其设置方法分别是什么？ 提示：自变量是光照的强弱；设置方法是调节台灯与实验材料之间的距离。 (2)如图表示光照强度对光合作用强度的影响曲线，分析曲线讨论并回答： A 点时，光照强度为 0，对应的 CO2来源于哪些生理过程？其释放量的含义是什么？ 提示：A 点时，光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，其单位时间内释放的 CO2量，可 表示此时的细胞呼吸速率。 B 点时，所对应的 CO2吸收量和释放量为 0，试分析此时光合速率与细胞呼吸速率的 关系及 B 点的含义。 提示：B 点时，细胞呼吸释放的 CO2全部用于光合作用，即光合速率呼吸速率，此点 为光补偿点。 C

5、点时，CO2吸收量达到最高，请讨论 C 点的含义并分析 CO2吸收量达到最高前、后的 主要限制因素分别是什么？ 提示：当达到 C 点后，光合作用不再随光照强度的升高而增加，称之为光饱和点。CO2 吸收量达到最高前的主要限制因素是光照强度，CO2吸收量达到最高后的主要限制因素为温 度和 CO2浓度。 2CO2浓度对光合作用强度的影响 根据图示分析： (1)分析 E 点的含义。 提示：E 表示进行光合作用的最低 CO2浓度。 (2)描述曲线变化规律。 提示：在一定范围内，植物光合速率随 CO2浓度的增加而加快；但达到一定浓度时，再 增加 CO2浓度，光合速率也不再增加。 3温度对光合作用强度的影响

6、 如图表示温度对光合作用强度的影响曲线，分析曲线，讨论下列问题： (1)温度对光合作用强度的影响是怎样起作用的？ 提示：温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用强度的。 (2)尝试描述曲线的意义。 提示：DG 段随温度的升高光合速率逐渐加强；至 G 点时达到最大；GH 段表示随温度的 升高，光合速率快速下降，直至光合作用完全停止。 二、化能合成作用 阅读教材 P105 最后两自然段，回答下列问题： 1归纳判断自养生物与异养生物的依据，并分析它们的本质区别。 提示：判断依据：看能否把无机物合成为有机物。 本质区别 ： 能把无机物合成为有机物的生物是自养生物，以现成的有机物为食的生

7、物 是异养生物。 2试从物质变化和能量变化角度，分析化能合成作用与光合作用具有哪些异同点？ 提示：相同点：均能把无机物合成为有机物，储存能量。 不同点：合成有机物时利用的能量不同。光合作用利用的是光能；化能合成作用利用 的是无机物氧化时所释放的化学能。 一、影响光合作用速率的因素 1外界因素除光照强度、CO2浓度外，还有温度、土壤中水分、矿质离子(如 Mg2)等。 2植物内部因素有叶绿体数量、光合色素含量、酶的数量及活性、离子载体数量等， 由植物体内的遗传因素决定。 二、细胞呼吸和光合作用的曲线分析 植物叶肉细胞进行光合作用吸收 CO2的同时， 还进行呼吸作用释放 CO2， 所以测定的 CO2

8、 的吸收量并不是真正光合速率，而是表观光合速率。图 1 表示 CO2的吸收与光照强度变化的 关系，图 2 表示线粒体与叶绿体的关系。 结合图 2 与图 1 中的曲线分析如下： 1图 1 中 a 点光照强度为 0，表示只进行呼吸作用，与图 2 中 B 图对应。 2图 1 中 ab 段由于光照强度较弱，光合速率小于呼吸速率，所以呼吸作用释放的 CO2 一部分被叶绿体吸收，另一部分释放出去，与图 2 中 A 图对应。 3图 1 中 b 点表示光合速率与呼吸速率相等，CO2表现为既不吸收也不释放，与图 2 中 C 图对应。 4b 点以后，由于光照强度变得较大，光合速率大于呼吸速率，呼吸作用释放的 CO

9、2不 能够满足光合作用的需求，表现为从外界吸收 CO2，与图 2 中 D 图对应。 三、光合作用与细胞呼吸的相关计算 上面图1中，Oa段表示植物呼吸速率，Od段表示植物表观光合速率(即净光合速率)，Oa Od 段表示真正光合速率(即实际光合速率或总光合速率)，它们的关系为：真正光合速率 表观光合速率呼吸速率。具体表述为： 1光合作用消耗的 CO2总量从外界吸收的 CO2量呼吸作用产生的 CO2量。 2光合作用产生的 O2量释放到外界的 O2量呼吸作用消耗的 O2量。 3 一昼夜有机物的积累量(用 CO2量表示)白天从外界吸收的 CO2量晚上呼吸作用释 放的 CO2总量。 例 1 某同学想探究二

10、氧化碳浓度与光合速率的关系。取甲、乙、丙、丁四株都有 5 片叶的小白菜， 分别用直径 1 cm 的打孔器打出叶圆片 10 片， 并设法抽去叶片内气体使之下 沉，置于光下。取 100 mL 三角瓶 4 个，编号 14，按下表操作(光照、温度相同且适宜)并 记录结果。 实验处理 编号叶圆片 来源 叶圆片 数(片) 自来水 (mL) NaHCO3 (克) 30 min 内上浮 叶圆片数(片) 1甲104002 2乙104016 3丙104034 4丁104055 下列评价或修正不合理的是( ) A自变量二氧化碳浓度的限制不严格 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

11、制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处 解析 本实验中存在多个自变量，材料的来源不同，CO2的浓度不同，所以在一个实 验中存在着多个自变量，得出的实验结果是不可靠的，一个实验中只能存在一个自变量，除 了这个自变量外其他变量应保持相同。 由于抽取气体后在光下还有可能产生气体， 所以抽取 气体后应进行黑暗处理。 答案 B 例2 (重庆高考)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意 图，下列有关叙述正确的是( ) At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多 Bt2t3，暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 Ct3t4，光照

12、强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应速率增强 Dt4后短暂时间内，叶绿体中 ADP 和 Pi 含量升高，C3还原后的直接产物含量降低 解析 光合作用中水的光解发生在叶绿体类囊体膜上而不是叶绿体基质中， A 项错误 ； 图示t2t3，限制光合作用的主要因素是 CO2浓度而不是光照强度，在t2时刻增加光照，光 合速率不再提高，B 项错误；充足光照条件下，在 t3时刻补充 CO2，光照强度不变，暗反应 增强消耗光反应产物H和 ATP 增加，一定程度增强了光反应速率，C 项错误；将充足光照 下的植物置于暗处， 短时间内叶绿体中 ADP 和 Pi 含量升高， C3还原后的直接产物含量降低

13、， D 项正确。 答案 D 网络构建 填充：光照 暗反应 酶的活性 硝化细菌 关键语句 1光合作用强度的表示方法：一定时间内原料消耗量或产物生成量。 2光合作用强度的影响因素：光照、二氧化碳浓度、温度、水分和矿质元素等。 3硝化细菌能利用氧化 NH3释放的化学能将 CO2和 H2O 合成有机物。 4同化作用主要有自养和异养两种类型，代表生物分别是绿色植物和动物、真菌等。 1光合作用强度可以用多种指标表示，以下不适合的是( ) A植物体鲜重增加量 B植物体干重增加量 CO2释放量 DCO2吸收量 解析：选 A 植物光合作用消耗 CO2，产生有机物和 O2，因此，光合作用强度的指标可 以是 B、C

14、、D 选项中的指标。植物体鲜重增加量主要是水分的增加，不能作为光合作用强度 的指标。 2在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑 暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中 C3和 C5含量的变化是( ) AC3和 C5都迅速减少 BC3和 C5都迅速增加 CC3迅速增加，C5迅速减少 DC3迅速减少，C5迅速增加 解析：选 C 突然停止光照，光反应停止，H和 ATP 产生停止，由于暗反应中 C3还原 继续进行，消耗H和 ATP，随着H和 ATP 的减少，C3还原减慢甚至停止，但 CO2的固定依 然进行，因此在短时间内 C3积累，C5减少。 3如图表示某种植物

15、光照强度与光合作用强度的关系。P 点的生物学含义是( ) A无光合作用，有呼吸作用 B光合作用与呼吸作用达到动态平衡 C无呼吸作用，有光合作用 D光合作用与呼吸作用都不进行 解析：选 B 由曲线可看出，在一定的光照强度范围内，植物光合作用强度随光照强度 的增大而增大，光照强度达到一定程度后，光合作用强度不再增加。图中光照强度达到 P 点 时，光合速率与呼吸速率相等。 4有关硝化细菌的化能合成作用的描述，正确的是( ) 利用光能 将水和二氧化碳合成为葡萄糖等有机物 利用环境中物质的氧化分 解所产生的化学能 在叶绿素的作用下进行 自养生物 异养生物 A B C D 解析：选 C 硝化细菌无叶绿素不

16、能进行光合作用，而是通过化能合成作用，利用环境 中物质氧化分解所产生的能量， 将水和二氧化碳合成为葡萄糖等有机物， 因此硝化细菌是一 种自养生物。 5下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是( ) A光合作用和呼吸作用总是同时进行的 B光合作用产生的 ATP 主要用于呼吸作用 C光合作用形成的糖类在细胞呼吸中被利用 D光合作用与细胞呼吸分别在植物的叶肉细胞和根细胞中进行 解析：选 C 光合作用只有在有光的条件下进行，呼吸作用在有光和无光的条件下都能 进行，所以在有光的条件下能够进行光合作用和呼吸作用，在黑暗中只能进行呼吸作用 ； 光 合作用产生的 ATP 只用于暗反应的 C3还原，不能用于其

17、他的生命活动；光合作用合成的糖 类可用于呼吸作用被分解 ； 活细胞都能进行呼吸作用，光合作用只能在绿色植物的绿色组织 细胞中进行。 6如图是绿色植物体内光合作用和细胞呼吸的示意图，请据图回答： (1)图中 A 表示的过程为_，此过程发生的场所是叶绿体的_。 (2)图中 B 表示的过程为_，此过程发生的场所是_。 (3)图中C表示的过程为_， 这里产生的水是在_阶段形成的。 (4)当光照强度为零时，植物细胞中可以产生 ATP 的结构是_。 (5)温室大棚作物如果遇到阴雨天，为避免减产，大棚的温度应该适当_，原因 是_。 解析：(1)根据图中物质转化关系可判断，A 为光合作用的光反应，此过程发生在

18、叶绿 体的类囊体薄膜上。(2)图中 B 过程是暗反应，此过程发生在叶绿体基质中。(3)图中 C 过程 表示有氧呼吸过程，其中水的产生是在有氧呼吸第三阶段形成的。(4)光照强度为 0 时，植 物细胞不能进行光合作用， 只能进行呼吸作用， 因此产生 ATP 的结构是细胞质基质和线粒体。 (5)温室大棚作物如遇到阴雨天，为避免减产，可适当降低温度，减少呼吸作用对有机物的 消耗，提高产量。 答案 ： (1)光反应 类囊体薄膜 (2)暗反应 叶绿体基质 (3)有氧呼吸 第三 (4)线 粒体、细胞质基质 (5)降低 减少呼吸作用对有机物的消耗 (时间：45 分钟；满分：100 分) 一、选择题(每小题 5

19、 分，共 50 分) 1生长于较弱光照条件下的植物，当提高 CO2浓度时，其光合速率并未随之增加，主 要限制因素是 ( ) A呼吸作用和暗反应 B光反应 C暗反应 D呼吸作用 解析 ： 选 B 生长于较弱光照条件下的植物光反应弱， 生成的 ATP 和H少， 即使提高 CO2 浓度，暗反应的速率也不会提高，光合速率并未随之增加。 2如图表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间 CO2浓度的变化。下列能正确表示 e 点时 单位时间内棚内植株消耗的 CO2总量与消耗的 O2总量之比(体积比)的是( ) 解析 ： 选 B e 点时 CO2的量不再增加，超过 e 点后 CO2的含量下降，说明此时光合速率 等于细

20、胞呼吸速率，即光合作用吸收的 CO2量等于细胞呼吸消耗的 O2的量。 3硝化细菌将二氧化碳和水合成为糖类，其能量来自于( ) A光能 B电能 C化学能 D生物能 解析：选 C 硝化细菌利用将 NH3氧化成亚硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所释放的能量，用 于将 CO2和 H2O 合成为糖类。 4植物光合速率受多种环境因素的影响。如图表示在不同环境条件下某植物的光合速 率变化情况，关叙述正确的是( ) A光照强度为 1 时，植物光合速率极低，细胞中 ATP 的含量几乎为 0 B光照强度和 CO2浓度一定时，植物光合速率随着温度升高而不断加快 C光照强度在 56 时，植物光合速率随光照强度增大而

21、升高 D光照强度一定时，CO2浓度对光合速率的影响比温度的影响明显 解析 ： 选 D 光照强度为 1 时，光合作用极弱，产生的 ATP 极少。但此时细胞呼吸较强， 产生的 ATP 较多。光照强度和 CO2浓度一定时，光合速率在一定范围内随温度升高而不断加 快， 但超过酶的最适温度后， 光合速率随温度升高逐渐降低。 由图可知， 光照强度在 56 时， 光合速率不再随光照强度升高而升高。当同处于 15 时，高浓度 CO2与低浓度 CO2相比，光 合速率明显较大 ； 而同处于低浓度 CO2或高浓度 CO2时，温度由 15 升高为 25 ，光合速 率略有提高，说明光照强度一定时，CO2浓度对光合速率的

22、影响比温度对光合速率的影响更 明显。 5光合作用和化能合成作用的相同之处是( ) A都以太阳能作为能源 B都需要环境中的物质氧化释放的能量 C都可以将无机物转变为有机物 D都是高等生物的代谢类型 解析：选 C 光合作用是绿色植物利用光能把 CO2和 H2O 转化为有机物的过程；化能合 成作用是某些微生物利用环境中的物质氧化释放的化学能，把 CO2和 H2O 转变成有机物的过 程。两者的不同点是，前者利用的能量是光能，后者利用的能量是化学能，两者的相同点： 都是把无机物转变为有机物，从生物类型来看，前者是所有绿色植物都能进行的，而后者只 有低等生物硝化细菌等微生物才能进行。 6某同学在玻璃温室里

23、进行植物栽培实验。为此，他对室内空气中的二氧化碳含量进 行 24 小时的测定，下列曲线中能正确表示其测定结果的是( ) 解析：选 C 根据一天 24 小时光的有无及光照强度变化规律可知，从 0 点6 点12 点18 点24 点，光从无有无，有光后经历由弱强弱的过程，光合作用则从不能 进行能够进行且光合速率小于呼吸速率光合速率与呼吸速率相等光合速率大于呼吸速 率光合速率与呼吸速率相等光合速率小于呼吸速率只能呼吸作用， 因此密闭玻璃温室 内 CO2含量变化经历了增加减少增加的变化。 7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细胞呼吸 的影响，结果如图所示。下列分析正确的

24、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 条件下植物积累的有机物的量最多 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细胞呼吸消耗的有机物的量相等 解析 ： 选 A “光照下 CO2的吸收量”为净变化量或积累量，即“光合实际量呼吸量” ， “黑暗中 CO2释放量” 为呼吸量。由图可知，在 35 时光合作用制造的有机物的量与 30 时相等， 都是 33.56.5 mg/h。 积累量最多的温度为 25 ， 此时光合作用实际量约为 2.253.756 mg/h， 此后光合作用的实际量还在增加。

25、 两曲线的交点表示呼吸量净光合 量，或者说光合量是呼吸量的两倍，不代表二者相等。 8如图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列有关光 合作用强度变化原因的分析中，错误的是 ( ) A从 AB 主要原因是光照增强，气温上升 B从 BC 主要原因是温度过高，酶失活 C从 CD 主要原因是气孔逐渐打开，CO2供应增加 D从 DE 主要原因是光照减弱，气温下降 解析 ： 选 B 根据光照强度随时间变化规律及曲线的变化分析可知，AB 主要原因是光 照增强，气温上升，酶活性增加，光合速率加快；BC 段由于光照强度强，蒸腾作用旺盛， 叶片气孔关闭，导致缺乏 CO2，光合速率降低；CD

26、 段时，光照强度降低，蒸腾作用减弱， 气孔逐渐打开，CO2供应增加，光合速率又加快；DE 段的变化主要原因是光照减弱，气温 下降，光合速率下降。 9 将某绿色植物放在特定的实验装置中， 研究温度对光合作用和呼吸作用的影响(其他 实验条件都是理想的)，实验以 CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如表所示： 温度/5101520253035 光照下吸收 CO2/(mgh1) 1.001.752.503.253.753.503.00 黑暗中释放 CO2/(mgh1) 0.500.751.001.502.253.003.50 下面对该表格分析中正确的是( ) A昼夜不停地光照，在 35 时该植物不能

27、生长 B昼夜不停地光照，在 20 时该植物生长得最快 C每天光照 12 h,20 时该植物积累的有机物最多 D每天光照 12 h,30 时积累的有机物是 10 时的 2 倍 解析：选 C 光照下吸收 CO2量表示植物的净光合作用的量，黑暗中释放 CO2量表示植 物的呼吸量。昼夜不停地光照，在 35 时该植物的净光合作用的量为 3.00，植物能生长。 昼夜不停地光照，植物生长得最快就是净光合作用的量最多，应在 25 时。每天光照 12 h， 黑暗 12 h， 植物积累有机物最多的是 12 h 植物净光合作用的量与 12 h 植物呼吸量的差值， 该 差值 20 时最多。每天光照 12 h,30 时

28、积累的有机物是(3.503.00)120.5012，10 时积累的有机物是(1.750.75)121.0012。故 30 时积累的有机物是 10 的 0. 5 倍。 10在农作物管理中，下列措施可以提高净光合速率的是( ) 通风 增施有机肥 延长生长期 施 NH4HCO3 A B C D 解析：选 C 影响光合速率的外界因素通常为 CO2浓度和光照强度，而增施有机肥和 NH4HCO3都会提高 CO2的浓度，从而提高光合速率。延长生长期可提高光合产量，但不能提 高光合速率。 二、非选择题(共 50 分) 11(12 分)如图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸过程及其关系的图解，其 中 AD

29、表示相关过程，ae 表示有关物质，据图回答： (1)图中 b 物质表示_。 (2)A 过程表示_，它为 B 过程提供了d、e_。 (3)C 过程进行的场所是_。 (4)在利用塑料大棚栽培蔬菜时，如果遇到阴雨连绵的天气，可采取适当降低_ 的措施，抑制_(填字母)过程，以利于有机物的积累。 解析：(1)根据图示物质变化过程可判断，b 物质表示 O2。(2)图中 A 过程是光反应，B 过程是暗反应，光反应产生H和 ATP，用于暗反应中 C3的还原。(3)图中 C 过程是有氧呼吸 的第三阶段， 是在线粒体内膜上进行的。 (4)栽培蔬菜的塑料大棚若遇到阴雨连绵的天气时， 光照弱，光合作用过程弱，因此可适

30、当降低温度，抑制呼吸作用过程对有机物的消耗，有利 于有机物的积累。 答案：(1)O2 (2)光反应阶段 H、ATP (3)线粒体 (4)温度 DC 12(18 分)绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系，甲图表示了两者之间 的关系，请分析回答： (1)甲图的过程中， 既没有消耗氧气， 也没有产生氧气的过程是_(写标号)， 能使 ADP 含量增多的过程主要是_(写标号)。 (2)将一盆在阳光下正常生长的植物迅速移入暗室，X 物质含量发生的变化，可用乙图 中的_曲线表示， 与此同时在的过程中， 会明显减弱的过程有_(写标 号)。 (3)在农业生产中为了提高农作物的产量， 我们可以采用_(至少

31、答出两 点)等方法。在探究环境因素对大棚农作物产量高低的影响时，有的同学认为应该提高环境 温 度 ， 有 的 同 学 认 为 应 该 降 低 环 境 温 度 ， 你 认 为 正 确 的 做 法 是 _。 解析：(1)过程表示水在光下分解，有氧气产生；X 表示 C3，过程表示 C3的还原， 消耗H和 ATP；过程表示有氧呼吸的第一阶段；过程表示有氧呼吸的第二阶段；过 程表示 CO2的固定，所以只有过程产生氧气，其他过程均不产生氧气，也不消耗氧气。(2) 当植物由阳光下迅速移入暗室时，光反应减弱，H和 ATP 减少，C3的含量由于还原受阻， 而 CO2的固定正常进行而升高，可用乙图中的 A 曲线表

32、示。(3)农作物的产量主要取决于有 机物的积累量， 所以为了提高农作物的产量， 主要从提高光合作用强度和降低呼吸作用强度 两方面考虑。 答案：(1) (2)A (3)适当提高光照强度、适当提高温度(增大昼 夜温差)、适当增加环境中的二氧化碳浓度等(合理即可) 适当增大昼夜温差可以提高大棚 农作物的产量 13(20 分)(北京高考)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选 取至少具有 10 个棉铃的植株， 去除不同比例棉铃， 3 天后测定叶片的 CO2固定速率以及蔗糖 和淀粉的含量。结果如图： (1)光合作用暗(碳)反应利用光反应产生的 ATP 和_，在_中将 CO2转化 为三碳

33、化合物，进而形成淀粉和蔗糖。 (2)由图 1 可知，随着去除棉铃的百分率的提高，叶片光合速率_。本实验中对 照组(空白对照组)植株的 CO2固定速率相对值是_。 (3)由图 2 可知，去除棉铃后，植株叶片中_增加。已知叶片光合产物会运到棉 铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，_降低，进而在叶 片中积累。 (4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会_光合作用。 (5)一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶 片成为需要光合产物输入的器官， 检测_叶片的光合产物含量和光合速率。 与只 去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是 _，则支持上述推

34、测。 解析 ： (1)光反应为暗(碳)反应提供了H和 ATP，暗(碳)反应的场所是叶绿体基质。(2) 根据图 1 可以看出叶片光合速率随去除棉铃的百分率的提高而下降。 图 1 中去除棉铃的百分 率为“0”是空白对照组，植株的 CO2固定速率相对值是 28。(3)由图 2 可知，去除棉铃后， 植株叶片中的蔗糖和淀粉的含量提高， 说明光合产物的输出量下降， 导致光合产物在叶片中 积累。(4)根据题图可以看出随着去除棉铃的百分率的提高，叶片光合速率下降，而光合产 物在叶片中积累，说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。(5)与只去除棉铃植株的叶 片相比， 如果检测到未遮光的叶片中光合产物下降且光合速

35、率上升， 则说明叶片光合产物的 积累会抑制光合作用。 答案：(1)H 叶绿体基质 (2)逐渐下降 28 (3)淀粉和蔗糖的含量 输出量 (4) 抑制 (5)未遮光 光合产物含量下降，光合速率上升 知识归纳整合 1实验中变量和对照的设计 实验项 目名称 实验项目内容实验项目作用 自变量 实验过程中可以变化的因素称为变量， 其中人为改变的变量称为自变量或实验 变量 针对实现实验目的而确立的可行性的措 施，通过自变量直接达到预期效果 因变量 随着自变量的变化而变化的变量称为因 变量，又称反应变量 是实际发生的实验现象，能直观呈现出 实验结果 无关 变量 除自变量外，实验过程中可能还会存在 一些可变因

36、素对实验结果造成影响，这 些变量称为无关变量，又称控制变量 对预期结果产生干扰即产生误差，并有 对误差产生校正的效果 对照 实验 除了一个因素以外，其余因素都保持不 变的实验叫对照实验 在实验室条件下，把自然发生的变化， 科学地、直观地、理想化地进行再现 对照组 和实验 对照实验一般要设置对照组和实验组， 在对照实验中，除了自变量，其他无关 对照组：能排除无关变量产生的误差， 使实验结果更具有真实性； 组变量都应始终保持相同实验组：得出实验的实际结果 2.在解答实验题时的错误表现及预防措施 (1)错误表现 变量分析不到位，不能准确地区分自变量、因变量和无关变量。 实验步骤的设计不科学。 对因变

37、量的检测方法不正确。 对实验结果和现象的分析不到位。 (2)预防措施 理解实验原理，找出单一变量，做到各组之间除单一变量外，无关变量相同且适宜。 明确材料用途，合理选择与使用材料，进行合理分组，恰当设置对照。 合理预测因变量，并用恰当的方法将因变量转变为可以直接观察的实验现象。 典例剖析 (江苏高考)为探究低浓度 NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响，某研究小组做了如下 i 实验，请完成实验报告并回答下列问题： (1)实验报告 材料用具： 乳熟期的温室盆栽水稻、1 mmol/L NaHSO3溶液、蒸馏水、喷壶、光合分析测定仪等。 实验步骤： 第一步 ： 选取若干_的水稻植株随机平均分成甲、乙两

38、组，甲组为对照组，乙组 为实验组。 第二步：每天傍晚分别将等量的_、_喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上， 次日上午测定光合速率。 结果与分析： 实验结果见图1， 经分析可以得出的结论是_。 (2)研究发现 NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成 ATP 的能力，推测其作用部位是叶绿体的 iii _，进而加快对图 2 中_(填字母 AD)物质的利用。 (3)研究小组利用上述条件设计实验，证明了 0.2 mol/L 硫酸甲酯吩嗪(PMS)和 1 mol/L NaHSO3效应相同， 两者共同处理既不存在累加效应， 也无抑制效应。 请用柱形图绘制 出实验结果(实验光照强度为 1 000 molm2s1)。 研

39、析 本题考查光合作用的过程， 影响光合作用的因素， 光合作用的实验设计和获取 信息分析问题的能力。具体解题过程如下： 审关键信息 信息解读：由题干和设问(1)可知，实验目的是探究低浓度 NaHSO3溶液对水稻 光合速率的影响， 自变量是水稻是否喷洒NaHSO3溶液， 因变量是水稻光合速率。 甲为对照组，乙为实验组。 信息解读 ：图 1 显示在不同光照强度下，喷洒低浓度 NaHSO3溶液的水稻比对照 组的水稻光合速率大。 信息解读 ： 由“NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成 ATP 的能力”可知，喷洒 NaHSO3 溶液后，ATP 的合成量会增加。由图 2 表示暗反应过程可知，A、B、C、D 分

40、别 表示 CO2、C3、(CH2O)、C5。 信息解读：由设问(3)题干信息可知，实验至少有四组：喷洒蒸馏水组(对照组)， 喷洒 NaHSO3组，喷洒硫酸甲酯吩嗪组，两者都喷洒组。 破联系基础 设问(1)可联系：单一变量原则和实验变量的控制。据信息可知，实验的自变量 为水稻是否喷洒 NaHSO3 溶液 ； 实验组应喷洒 1 mmol/L NaHSO3 溶液，对照组应 喷洒蒸馏水 ； 为平衡无关变量，实验组和对照组的水稻长势、株型、叶片等情 况应完全相同。 设问(2)可联系：光合作用过程。ATP 的合成在类囊体薄膜上进行，ATP 合成增多， 暗反应中 CO2 的固定和 C3 的还原过程会加快。

41、设问(3)：在图 1 中读出光照强度为 1 000 molm2s1 时，对照组和喷洒 NaHSO3 溶液的实验组的光合速率，再根据信息，绘制四组实验柱形图。 答解题规范 设问(1)：第一步答“生长情况相同”也得分；第二步不按对照组、实验组的顺 序回答不得分。 设问(2)：第二个空答“低浓度 NaHSO3 溶液可提高水稻光合速率”也得分。 答案 (1)株型、 长势、 叶片均一 蒸馏水 1 mmol/L 的 NaHSO3溶液 不同光照 强度下低浓度 NaHSO3溶液均可提高水稻光合速率 (2)类囊体 A、B、D (3)如图 强化针对训练 1通过观察叶片在相应液体中的上升、下沉，可以验证光合作用和细

42、胞呼吸过程中有 气体的产生和消耗。下列相关描述中，错误的是( ) A实验前应该用真空泵抽出液体和叶片中的气体，以减少无关变量对实验的影响 B实验中应该进行光暗条件的变换，以改变叶片的代谢过程 C抽气后，放在盛有 NaHCO3稀溶液试管中的叶片，在适宜光照下会因为进行光合作用 产生气体，而从试管底部缓缓上升 D抽气后，放在盛有蒸馏水试管中的叶片，在黑暗中会因为进行有氧呼吸产生气体， 而从试管底部缓缓上升 解析：选 D 只有除去原有气体的影响，才能使因光合作用和细胞呼吸导致的气体变化 得以体现。光合作用需要光，细胞呼吸不需要光，光照下光合作用和细胞呼吸同时存在，而 黑暗中只进行细胞呼吸，提供光暗变

43、换的条件才能使两者都得以体现。适宜光照下，NaHCO3 稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的 O2量多于细胞呼吸消耗的 O2量，叶肉中的 O2量增 加，叶片上浮。蒸馏水中缺乏 O2，所以叶片不能进行有氧呼吸。 2如图甲是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图。试回答： (1)图甲装置中隔在灯与反应瓶之间的盛水玻璃柱的具体作用是 _，此种处理是在调整实验的_变量。 (2)若实验中每隔 5 min 缩短一次反应瓶与盛水玻璃柱之间的距离，随着两者间距离的 减小，水银柱的高度 ，产生这一结果的原因可能是 _。 (3)某同学利用两套图甲所示装置中的部分器材进行了如图乙所示的实验(两装置内的 小

44、麦种子质量相等 ； 开始时两个水银流体压力计的水银柱 a、b 高度一致)。将装置放在适宜 的条件下使种子萌发，一段时间后，会发现 a 与 b 的高度关系是_。 解析：(1)影响光合作用的主要因素有光照强度、温度和 CO2浓度等，根据对实验装置 的分析可以推测，盛水玻璃柱的具体作用是避免光照引起温度的改变而违背单一变量原则； 若温度不是人为控制的自变量，又与光合作用有关，则温度就是实验的无关变量。(2)反应 瓶中有 NaHCO3溶液，可以为植物提供光合作用所需要的 CO2，释放的 O2造成了反应瓶中气 体体积的增加，最终使水银柱的高度下降 ； 光合作用的强度越大，水银柱的高度下降的速度 越快。(

45、3)图乙中左边装置测量的是呼吸作用消耗的 O2量与产生的 CO2量的差值，右边装置 测量的是呼吸作用消耗的 O2量，故一段时间后两个水银柱高度的关系是 ab。 答案：(1)吸收灯光的热量，避免光照对试管内的水温造成影响 无关 (2)下降加快 光照强度增大，光合作用产生的 O2增多 (3)ab 3如图甲为探究光合作用的装置图，图乙为不同 CO2浓度下温度对光合速率和呼吸速 率的影响示意图。请据图回答有关问题： 甲 乙 (1)若用图甲所示装置来研究 CO2是否为光合作用的原料，则还应该再增加一个装置， 做法是_ _。 (2)若用图甲所示装置来探究元素 X 是否为植物的必需矿质元素，则还应该再增加一个 装置，做法是 _ _。 (3)若将图甲所示装置中的质量分数为 1%的 NaHCO3溶液换成等量的质量分数为 1%的 NaOH 溶液，则在开始的短暂时间内，植物的叶绿体中 C3与 C5相对含量的变化情况是 _