【易错】光合作用中常见错误不再犯!帮你提升备考效率!

  • 日期:2017-08-08 08:32
  • 来源: 金考卷
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导读

光合作用部分虽然在教材中所占比重不多,但历年来在高考试题中所占比重非常大,试题可以从多个角度进行考查,学生在应试中往往会出现各种类型的错误,本文结合典型例题进行相关分析,以帮助学生规避光合作用部分常见的错误,赢得高分。

 

类型1

判断物质含量的变化趋势

在光合作用过程中,突然改变光照强度或二氧化碳浓度,会在一定时间范围内改变C3/C5以及光反应产物ATP和[H]的含量。

【典例1 】如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是

A.停止供应CO2后,光合作用过程中C5/C3的值减小

B.CO2可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类

C.短时间内提高二氧化碳浓度,C5的含量减少

D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高


【误区分析】

误区1:不理解C3与C5相互转化时的条件与关系,特别是不能从C3或C5的来源与去路变化来分析,导致分析C3与C5的含量变化时判断有误。

误区2:分析C选项中C5的含量变化时,由于审题不清,按照C3的含量变化来分析,导致出错。

【解题思路】

停止CO2供应后,CO2固定停止,致使C5不能消耗,C3不能形成,但C3仍被还原,从而使C5含量增加、C3含量下降,因此C5/C3的值会增大,A错误。CO2+C5→2C3是二氧化碳的固定过程,[H]不参与CO2的固定,B错误。短时间内提高二氧化碳浓度,能生成更多的C3,消耗更多的C5,因此C5含量减少,C正确。光照强度由强变弱时,在短时间内产生的[H]和ATP减少,因此C3的消耗量下降,而C5仍与二氧化碳结合被消耗,所以C5的含量会下降,D错误。答案:

【攻克锦囊】

可参考下表进行分析:

 

类型2

分析光合作用的影响因素

影响光合作用的因素有外因和内因,外因主要有光照强度、温度、环境中二氧化碳浓度、土壤中矿质元素含量等;内因主要有叶肉细胞中叶绿素的含量、与光合作用有关酶的含量等。在高考中常常考查外因对光合作用的影响,偶尔也考查内因对光合作用的影响。

【典例2】某生物兴趣小组在探究多种环境因素对马铃薯光合作用影响的活动中,测得的部分数据如表所示,其中A组为黑暗条件下马铃薯呼吸速率随温度变化的数据,B、C、D、E组分别为不同光照强度和不同CO2浓度条件下,马铃薯吸收(用“+”表示)或释放(用“-”表示)CO2的速率(mg/h)随温度变化的数据。请分析回答:

(1)由表可知影响马铃薯光合作用速率的外界因素有               ;除表中所示外界因素外,影响光合作用的外界因素还有                     

(2)分析表中实验数据可知,马铃薯的光合作用强度最大时所需的条件是                   

(3)由表中数据可知,马铃薯呼吸作用强度达到最大时所需的温度高于光合作用强度达到最大时所需的温度,原因是                      


【误区分析】

误区1:由于不能正确分析题中文字信息与表格信息,在回答影响光合作用速率的因素时答不全。

误区2:分析光合作用强度最大所需的条件时,直接找到净光合作用速率最大(40mg/h)时对应的各种外界条件。

误区3:分析马铃薯呼吸作用强度达到最大时所需的温度高于光合作用强度达到最大时所需的温度的原因时,不能从光合作用酶与呼吸作用酶的最适温度的差异来分析而回答错误。

【解题思路】

(1)分析表格信息,自变量有不同的光照强度、二氧化碳浓度和温度条件,这些都是影响马铃薯光合作用速率的外界因素。此外,土壤中的水分(或干旱情况)与矿质元素含量等也是影响光合作用速率的外界条件。

(2)分析题干信息,B、C、D、E组实验数据表示净光合作用速率大小,光合作用速率最大为34+28=62(mg/h),此时对应的外界条件为全光照、CO2浓度为1.22%、35 ℃。

(3)由于呼吸作用酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度,因此呼吸作用强度最大时所需的温度高于光合作用强度最大时所需的温度。

【参考答案】

(1)光照强度、温度、二氧化碳浓度 土壤中的水分和无机盐离子

(2)全光照、CO2浓度为1.22%、35 ℃

(3)呼吸作用酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度

【攻克锦囊】

在解答光合作用的影响因素问题时,不论是表格信息还是曲线信息,都一定要设法转化为单一变量进行分析。此外,还要注意温度的影响,在一定范围内,随着温度的升高,光合作用强度增大,当温度升高到一定程度时,光合作用强度开始下降,但呼吸作用强度仍在一定范围内随着温度升高而升高,即呼吸作用的最适温度要高于光合作用的最适温度。

 

类型3

光合作用中“点”的分析

在光合作用中的“点”主要有光(或二氧化碳)补偿点和饱和点。改变外界条件会影响这些点的变化。

【典例3】将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是

A.与单作相比,间作时两种植物的补偿点都低

B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大

C.单作时,增加二氧化碳浓度,则其光的补偿点和饱和点都向左移

D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作

【误区分析】

误区1:由于不理解补偿点和饱和点的概念,对该题的分析纯属无目的性的猜测分析。

误区2:由于对图中曲线信息分析不到位,不能把题中的已知信息迁移利用,或在信息转化时出错。因为试题中既有分析桑树的情况,又有分析大豆的情况,还有比较分析单作与间作的区别。

误区3:由于不能把开始积累有机物的最低光照强度与光的补偿点联系起来,因此在分析D项时出错。

【解题思路】

解答此题时,需要获取曲线信息并与选项结合进行分析。对于桑树来说,单作与间作相比,单作时曲线与横坐标交点靠左,说明桑树单作时的补偿点较低,对于大豆来说,单作时曲线与横坐标交点靠右,说明大豆单作时的补偿点较高,A错误。对于桑树来说,单作与间作相比,间作时达到最大光合速率时光照强度较大,说明间作比单作的光饱和点高,对于大豆来说,间作时达到最大光合速率时光照强度较低,说明间作比单作的光饱和点低,B错误。增加二氧化碳浓度能提高光合速率,植物可以在比原来光照强度弱的情况下使光合速率与呼吸速率相等,即光的补偿点降低,另外,当达到光饱和点时,限制光合速率的主要因素有二氧化碳浓度等,因此增加二氧化碳浓度可以提高光的饱和点,即光的补偿点左移,饱和点右移,C错误。植株开始积累有机物时的最低光照强度也就是光的补偿点,从图可知,大豆的光补偿点单作大于间作,D正确。答案:D。

【攻克锦囊】

由于光照强度、二氧化碳浓度、温度都能影响光合速率。因此改变某一因素,会影响光(或二氧化碳)的补偿点和饱和点。

(1)适当增加二氧化碳浓度,会降低光的补偿点,提高光的饱和点。反之相反。

(2)适当增加光照强度,会降低二氧化碳的补偿点,提高二氧化碳的饱和点。反之相反。

(3)在低于光的补偿点时,光合作用速率小于呼吸作用速率。

(4)在光照强度大于补偿点时,光合作用速率大于呼吸作用速率。

 

类型4

判断总光合速率、净光合速率与呼吸速率的关系

【典例4】图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化,图乙表示测定油菜每单位叶片的重量(mg)变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果。

(1)分析图甲可知,第24天的果实总光合速率         (填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄,原因是叶绿素含量减少而              (填色素名称)的含量基本不变,叶绿素含量减少使光反应变慢,导致光反应供给暗反应的            减少,光合速率降低。

(2)图乙中该油菜植物的呼吸速率可表示为          mg·cm-2.h-1(用图中字母表示),实际光合速率可表示为          mg·cm-2.h-1(用图中字母表示)。同等质量的油菜种子萌发时消耗的氧气比小麦种子          (填“多”、“少”或“一样多”)


【误区分析】

误区1:由于不清楚总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和,因此不能根据柱状图显示的信息来计算第24天与第12天的总光合速率。

误区2:由于不理解绿色叶片中各种色素的种类与含量的多少,因此不能正确分析果皮变黄的原因。

误区3:分析图乙时,由于不能确定在无光条件下测得的就是呼吸速率,也不能确定光照条件下重量变化就是净光合速率,在计算实际光合速率时出错。

【解题思路】

(1)净光合作用速率等于光合作用速率减去呼吸作用速率,由图甲可知,第24天的果实总光合速率约为6.2+2=8.2(μmol CO2·m-2.s-1),第12天总光合速率为6+3.5=9.5(μmol  CO2·m-2.s-1),即第24天的果实总光合速率小于第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄,原因是叶绿素含量减少而类胡萝卜素的含量基本不变,叶绿素含量减少使光反应变慢,导致光反应产生的供暗反应利用的[H]和ATP减少,光合速率降低。

(2)该油菜植物在无光条件下单位时间内重量的减少量表示呼吸作用速率,即呼吸速率可表示为M-(M-X)=X(mg·cm-2.h-1)。净光合速率表示单位时间内在有光条件下植物净增加的重量,即它的净光合速率为(M+Y)-(M-X)=X+Y(mg·cm-2.h-1),实际光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和,即实际光合速率可表示为(2X+Y)mg·cm-2.h-1。同等质量的油菜种子含有大量的脂肪,脂肪中含碳、氢较多,萌发时消耗的氧气比小麦种子多。

【参考答案】

(1)小于    类胡萝卜素(或叶黄素和胡萝卜素)    [H](或NADPH)和ATP

(2)X   Y+2X    多

【攻克锦囊】

(1)当试题中给出实验所测光合作用的数据时,一般为净光合速率,当试题中出现“有机物积累量”、“氧气释放量”、“二氧化碳吸收量”等文字时常表示净光合作用速率变化。

(2)当试题中出现有机物制造量或产生量时常表示总光合作用速率变化。

(3)在曲线图中,当表示光合速率的纵坐标中有负值时表示净光合速率。当光照强度为0光合速率也为0时,此时对应的是总光合速率。

(4)测定叶片的呼吸速率时,需要在无光条件下进行。

(5)根据净光合速率=总光合速率-呼吸速率,净光合速率变化的原因可能是总光合速率发生变化,也可能是呼吸速率发生变化。

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