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高考生物专题训练:光合作用的理解应用


光合作用的原理和应用

1、1771年,普利斯特利的实验

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结论:植物能够更新空气。

2、1779年,英格豪斯的实验

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证明:光照 是进行光合作用的必要条件。

1785年:科学家发现,光合作用消耗CO2和H2O,释放O2.

1845年:科学家指出,光合作用把光能转化成化学能储存起来。

Question:化学能储存在哪里呢?

3、1864年,萨克斯的实验

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结论植物叶片在光合作用下产生 淀粉。

4、1941年,鲁宾和卡门的实验


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证明:光合作用产生的O2来自于H2O

5、1946年,卡尔文实验

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探究二氧化碳的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径称为卡尔文循环。卡尔文获得1961年诺贝尔奖。

光合作用的概念

光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。

◆ 化学反应式

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比较光合作用中光反应和暗反应的主要区别

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光合作用的探究过程

1. 反应式

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2. 概念总结

光合作用的过程

光反应阶段和暗反应阶段


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1. 下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述中,正确的是( )

A.光合作用和细胞呼吸过程中产生的[H]都能与氧气结合生成水

B.适宜的光照条件下叶绿体和线粒体合成ATP都需要氧气

C.CO2的固定发生在叶绿体中,葡萄糖分解成CO2的过程发生在线粒体中

D.动物细胞的无氧呼吸产生的是乳酸,没有CO2

D

【解析】

无氧呼吸产生的还原氢不与氧结合生成水,故A错误;

线粒体第二阶段在线粒体基质中进行,不需要氧气,故B错误;

葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸,才能进入线粒体,故C错误;

动物无氧呼吸产物为乳酸,不产生二氧化碳,故D正确。

2. 冬季,利用温室生产蔬菜时,不利于提高蔬菜作物产量的措施是( )

A.调控昼夜温差

B.阻止空气流通

C.调控温室湿度

D.补充人工光照

B

【解析】

调控昼夜温差,白天适当提高温度,促进光合作用的进行,夜晚降低温度,降低呼吸作用,可以提高产量,故A不合题意;

温室内CO2气体相对较少,CO2是光合作用原料,阻止空气流通,CO2随光合作用进行,含量下降,使光合速率降低,不利于提高产量,故B符合题意;

蔬菜生长需要适宜的湿度,故C不符合题意;

补充人工光照能够促进蔬菜进行光合作用,从而提高产量,故D不合题意。

3. 某兴趣小组设计了如下图所示的实验装置若干组,室温25℃下进行了一系列的实验,对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是( )


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A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照时,液滴移动距离可表示净光合作用强度大小

B.若要测真光合强度,需另加设一装置遮光处理,X溶液为NaOH溶液

C.若X溶液为清水并给予光照,光合作用大于细胞呼吸时,液滴右移

D.若X溶液为清水并遮光处理,消耗的底物为脂肪时,液滴左移

C

【解析】

若X溶液为CO2缓冲液,给予光照,由于装置内二氧化碳浓度一定,液滴移动距离可反映氧气释放量,可表示净光合作用强度大小,A正确;

真光合强度等于净光合速率加上呼吸速率,遮光处理后,NaOH溶液吸收二氧化碳,液滴移动距离可反映呼吸速率,B正确;

光合作用吸收的二氧化碳量与释放的氧气量相等,细胞呼吸吸收的氧气量与释放的二氧化碳量相等,若X溶液为清水并给予光照,液滴不移动,C错误;

脂肪氧化分解吸收的氧气量大于释放的二氧化碳量,若X溶液为清水并遮光处理,液滴左移,D正确。

4. 某研究小组对一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究,首先将大豆种子置于水分(蒸馏水)、通气、光照等条件适宜的环境中培养,定期检测萌发种子的干重变化,结果如下图所示。据图分析:


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(1)第2-6天,种子从外界吸收______,参与细胞内生化反应,导致干重增加。6天后种子干重减少的主要原因是_____。

(2)种皮未突破前,种子以无氧呼吸为主,第4天,实验小组测得种子吸收的O2和释放的CO2之比为1:3,此时大豆细胞内有机物______增多,该物质产生于细胞的______中,产生该物质的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是______。第______天,大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。

(3)实验小组在光照强度和CO2浓度等条件不变的情况下,测定不同温度对大豆叶的净光合速率和呼吸速率的影响,结果如下图。据图分析,大豆最适生长温度是_______℃左右,在此温度下,每l00mm2叶面积上1小时光合作用制造的葡萄糖是_______

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mol。


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(4)研究小组发现沙尘天气影响大豆生长,分析认为:首先,沙尘天气直接影响叶绿体中的______产生,其次沙尘堵塞大豆叶气孔,影响光合作用的______阶段。

(1) 水分;细胞呼吸,分解了有机物

(2) 酒精;细胞质基质;6:7;10

(3) 18;66

(4)ATP和[H];暗反应

【解析】

(1)第2—6天,种子从外界吸收水分,参与细胞内生化反应,导致干重增加。6天后细胞呼吸旺盛 ,分解了有机物,使种子干重减少。

(2)种子吸收的O2和释放的CO2之比为1:3,说明细胞此时也进行无氧呼吸,此时大豆细胞内有机物酒精增多,产生场所是细胞质基质;;根据无氧呼吸与有氧呼吸反应式,无氧呼吸产生2mol的二氧化碳,消耗葡萄糖是1mol,有氧呼吸产生1mol二氧化碳,消耗葡萄糖是1/6mol,无氧呼吸分解的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是6:7;从曲线可以看出,第10 天种子干重达到最小值,此时大豆的呼吸速率与光合速率大致相当,10天后光合速率大于呼吸速率,干重增加。

(3)根据大豆叶的净光合速率,净光合速率最大时的温度,是最适生长温度,从图中可以看出为18℃;在此温度下,用于光合作用制造有机物的二氧化碳是:800+300=11000(μmol/m2.s),换算成每l00mm2叶面积上1小时光合作用制造的葡萄糖是66μmol。

(4)沙尘天气直接影响光照强度,使光反应下降,叶绿体中的ATP和[H]产生减少,其次沙尘堵塞大豆叶气孔,影响二氧化碳吸收,从而影响光合作用的暗反应阶段。

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