光合作用过程【“光合作用与生物固氮”四个易错知识点及例题解析】
时间：2018-12-23 19:53:18 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 本文针对高中《生物》中“光合作用与生物固氮”一章学生易错的四个知识点进行了分析，并分别以例题加以解析，与读者共享。 关键词： 高中《生物》光合作用与生物固氮 例题解析
“光合作用与生物固氮”是人教版高中《生物》选修本的第二章，该章内容与必修本中的“光合作用”有着密切联系，在整个选修本中占有重要地位。本人在长期的课堂教学及试卷批改中发现，较多学生由于概念混淆和对教材知识理解程度不够，容易在下面四个知识点出错。现汇总如下，并以例题解析：
一、 净光合速率与总光合速率
单位叶面积在单位时间内吸收CO 的量或释放O 的量，称为光合速率。注意：一般测定光合速率的方法都没有把叶片的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差值，称为净光合速率。如果把测定的净光合速率加上呼吸速率，则得到真正的光合速率，即总光合速率。
例1. 将一新鲜叶片放在特殊的装置内，给予不同强度的光照。测到氧气释放量如下表所示：
对该数据分析，错误的是（）。
A. 该叶片呼吸作用吸引O 的速率为0.2ul/(ul/cm ・min)
B. 光强为2klx时，光合速度与呼吸速度相等
C. 光强为8klx时，光合作用释放O 的速率为0.8ul/(ul/cm ・min)
D. 光强超过10kLx后，光合速率不再提高
解析：该题的关键在于理解表格中释放O 的速率代表的是净光合速率还是总光合速率。装置内的叶片只有在光合作用大于呼吸作用时，才会释放出O ，也就是说测定到的释放O 的速率代表是叶片在装置中所释放的O ，代表的是净光合速率。而C选项中光合作用释放O 的速率代表的是总光合速率，因为O 就是通过光合作用所释放的。总光合速率应该是净光合速率与呼吸速率之和，应该为0.8+0.2=1.0，因此C选项错误。
例2. 以测定的CO 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呼吸作用消耗的有机物的量相等
解析：该题的关键也在于理解坐标图中的虚线(光照下CO 的吸收量)代表的是净光合速率还是总光合速率。吸收的CO 是指植物体在利用了自身呼吸作用产生的CO 进行光合作用的前提下，再从周围空气中所吸收的CO 。因此虚线实际代表的是净光合速率，实线则代表的是呼吸速率。A、C选项中所说的光合作用制造的有机物的量代表的是总光合量，B选项中所说的植物积累的有机物量代表的是净光合速率。在35℃下净光合速率为3.5，呼吸速率为3.0；在30℃下净光合速率为3.0，呼吸速率为3.5。因而在1小时内，在这两个温度条件下光合作用制造的有机物都为6.5。正确选项为A。在25℃条件下植物积累的有机物量最多，因而B选项错误。在温度为25℃时净光合速率为3.75，呼吸速率为2.25，总光合速率为6.0，低于30℃时总光合速率，因而C选项错误。在两曲线交点，虚线的值不为零，光合速率大于呼吸速率，因而D选项错误。
二、 光能利用率与光合作用效率
光能利用率是指单位土地面积上，农作物通过光合作用所产生的有机物中所含的能量与这块地所接受的太阳能的比。绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含能量与植物所吸收光能的比称为光合作用效率。对于大田栽培来说，一块地一年能接受多长时间的光照，能接受多少太阳能，非人力所能控制，因而一块面积已经固定的地，要想提高光能利用率，就必须想办法提高有机物的合成总量。方法有三：一方面是延长光合作用时间，主要是指提高复种指数，将一年一熟改为一年两熟、一年多熟。这样，虽然这块地在这年内的光照时间没有随复种指数的提高而改变，但光合作用的时间却延长了，使有机物合成总量增多。另一方面，可以增大光合作用的面积，主要指进行合理密植，通过控制叶面积指数，使每一熟的农作物总体积累的光合产物最多。方法三就是要提高农作物自身的光合作用效率。光合作用效率与进行光合作用所需的各种条件有关，如CO 的浓度、光照强弱、水分、温度和土壤PH等。由此可见，提高农作物自身光合作用效率可以提高农作物对光能的利用率，而提高了农作物对光能利用却并不一定就提高了农作物的光合作用效率。绝不能将提高光能利用率与提高光合作用效率等同起来。
例3. 合理施肥能提高光能利用率,下列叙述除哪项外都与提高光合作用效率密切相关（）。
A. N使叶面积增大,增大了光合作用的面积
B. N是光合作用产物蛋白质的必需元素
C. N是NADP 和ATP的组成成分,可以提高光合能力
D. K促进光合产物的运输
解析：B、C、D三项都暗含了要保证必需矿质元素的供应从而提高光合作用效率。A选项也提到了N元素，不可否认保证N元素的供应可以通过合成与光合作用相关的酶、叶绿素、ADP和NADP 等而提高光合作用的效率，但A选项重点强调的是增大了光合作用的面积。而增大光合作用面积只能提高农作物对光能的利用率，却不能提高农作物自身的光合作用效率。答案应该选A。
三、 C 途径与C 途径
C 途径、C 途径是指CO 的固定途径。在试卷批改中，发现有不少学生对这两条途径的反应物与产物、C 植物和C 植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞中发生的反应容易混淆。
例4. 在C 途径与C 途径，CO 被固定为（）。
A. C 和C B. PEP和C C. C 和PEPD. C 和PEP
解析：在每届的高三学生当中，这道题有不少学生选C。CO与C 相结合反应形成C ，这就是C 途径。在C 途径中，C 是反应物，C 是产物。CO 与PEP相结合形成C ，这就是C 途径。在C 途径中，PEP是反应物，C 是产物。所以应该选A。
例5. 既能吸收光能、又能将CO 转变为(CH O)的细胞是（）。
A. C 植物的叶肉细胞 B. C 植物的维管束鞘细胞
C. C 植物的叶肉细胞 D. C 植物的维管束鞘细胞
解析：C 植物维管束鞘细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，而进行光合作用的细胞只是叶肉细胞，其叶肉细胞含结构完整的叶绿体，也能进行光合作用全过程。C 植物进行光合作用的细胞有叶肉细胞和维管束鞘细胞，但其维管束鞘细胞的叶绿体不含基粒，不能进行光合作用，只能进行暗反应的C 途径和C 的还原，其叶肉细胞虽然含有结构完整的叶肉细胞，但不能进行光合作用全过程，只能进行光反应和暗反应的C 途径。因此该题应该选A。
四、 生物固氮与自养型
有很多学生容易将根瘤菌等固氮生物全当做自养型生物，这是不正确的。自养型生物与异养型生物最根的区别在于自养型生物能将无机物转变成自身所需要的有机物，异养型生物却不能够。而固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，只是将一种无机物转变成另一种无机物，它不能直接与生物的代谢类型挂钩。在固氮微生物中，有的是自养型生物，如固氮蓝藻，而更多的却是异养型生物，如根瘤菌等具有固氮功能的细菌或部分的放线菌。
例6. 下表是关于三种生物的能源、碳源、氮源、光合色素的描述。
描述正确的生物是（）。
A. 硝化细菌、固氮蓝藻和根瘤菌
B. 硝化细菌、固氮蓝藻
C. 固氮蓝藻
D. 根瘤菌
解析：硝化细菌的能源和氮源都是NH 。根瘤菌是异养型生物，它的能源应是氧化有机物。固氮蓝藻既能固氮，也能利用光能进行光合作用，因此答案为C。
以上仅例举该章最易出错的四个知识点，事实上，学生还比较容易在下面几个问题出错：NADPH有两个什么基本特点(含活跃化学能及强还原性)？C 植物是否一定比C 植物光合能力强？在其它条件都适宜的情况下，有CO 是否就能进行光合作用？硝化细菌、反硝化细菌和根瘤菌的代谢类型是什么，它们在生态系统中充当什么成分？植物本身能不能固氮？自生与自养有什么区别？问题种种，不再一一例举。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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