2024-2025學(xué)年高中生物第三章第五節(jié)光合作用教學(xué)案浙科版必修1

PAGEPAGE26第五節(jié)光合作用1．葉綠體是進行光合作用的場所，葉綠體中所含的光合色素有 葉綠素(葉綠素a和葉綠素b)和類胡蘿卜素(胡蘿卜素和葉黃素 等)；葉綠素主要汲取藍紫光和紅光，類胡蘿卜素主要汲取藍 紫光。 2．不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在 濾紙上擴散得快，反之則慢。 3．光合作用的光反應(yīng)和碳反應(yīng)兩個階段同時進行，相輔相成。 光反應(yīng)為碳反應(yīng)供應(yīng)NADPH和ATP；碳反應(yīng)利用ATP和 NADPH，促進光反應(yīng)的進行。光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜， 產(chǎn)物是O2、NADPH和ATP；碳反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進行，產(chǎn) 物是糖類等有機物，但蔗糖在葉綠體外合成。 4．當(dāng)光照突然減弱時，短時間內(nèi)C3(三碳酸)含量上升，C5(RuBP) 含量下降。當(dāng)CO2含量削減時，短時間內(nèi)C5(RuBP)含量上 升，C3(三碳酸)含量下降。 5．光合速率受光強度、溫度和二氧化碳濃度等因素的影響。在 其他條件都相宜的狀況下，在確定范圍內(nèi)，光合速率隨光強 度提高而加快。 eq\a\vs4\al(對應(yīng)學(xué)生用書,P60)光合色素的提取和分別1．原理綠葉中的光合色素能溶解在有機溶劑95%乙醇中。不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。2．試驗用品及作用[連線]3．試驗流程eq\a\vs4\al(提取色素)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(簇新葉片烘干粉碎后，取2g放入研缽中,加入少量SiO2、CaCO3和2～3mL95%乙醇→,研缽→研磨→過濾→收集到試管內(nèi)并塞緊管口))↓eq\a\vs4\al(制備,濾紙條)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(剪濾紙條：將濾紙剪成長10cm、寬1cm,的濾紙條，并在一端剪去兩角,↓,鉛筆畫線：在距去角一端1cm處用鉛筆畫,一條細的橫線))↓eq\a\vs4\al(畫濾,液細線)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(用毛細吸管吸取少量濾液,↓,畫線：沿鉛筆線勻稱地畫出一條細線,↓,待濾液干后，重復(fù)畫細線2～3次))↓色素分別eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①倒入試管3mL層析液,②將濾紙條有濾液細線的一端插入層析液中,③棉塞塞緊試管口))↓視察結(jié)果：濾紙條上色素帶有四條，如下圖乙所示：[巧學(xué)妙記]四種光合色素在濾紙上自上而下的分布依次是“胡葉ab”。1．試驗過程中，甲同學(xué)遺忘加入二氧化硅和碳酸鈣，乙同學(xué)遺忘加入95%乙醇，請分析他們可能出現(xiàn)的試驗結(jié)果提示：甲同學(xué)研磨不充分，部分色素被破壞，過濾收集的濾液顏色淺。乙同學(xué)不能提取到色素。2．為什么提取液用95%乙醇而不用水？相同綠葉條件下，假如一次加的95%乙醇過多，可能會是什么結(jié)果？提示：色素能溶于有機溶劑(如95%乙醇)而不溶于水。乙醇過多，濾液顏色變淺。3．試驗操作時，為什么要將濾紙條的一端剪去兩角？畫濾液細線的要求是細、直、齊，且要在干燥后重復(fù)畫一兩次，請分析這樣做的緣由是什么？提示：①剪去兩角的目的是防止層析液在濾紙條的邊緣擴散過快。②濾液細線要細、直、齊是使分別的色素不重疊，重復(fù)畫線的目的是增加色素含量使分別的色素帶清楚，便于視察。4．試驗結(jié)束后，某同學(xué)的濾紙條上沒有出現(xiàn)色素帶，請?zhí)接懫湓囼炇〉目赡芫売桑刻崾荆孩龠z忘畫濾液細線。②層析時濾液細線觸及層析液。5．濾紙條上色素帶的寬窄代表什么含義？提示：色素的含量。色素含量多、色素帶寬，反之則窄。6．濾紙條上色素帶的排序代表什么含義？提示：色素在層析液中的溶解度不同。溶解度大，位于上部，反之，位于下部。1．試驗留意事項(1)選材時應(yīng)留意選取鮮嫩、色濃綠、少漿汁的葉片，如菠菜葉、棉花葉等。(2)研磨要快速、充分。一是因為95%乙醇簡單揮發(fā)；二是為了使葉綠體完全裂開，從而能提取較多的色素；三是葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細胞中的葉綠素酶水解而破壞。(3)濾紙條要用干燥濾紙，且剪去兩角。可以使色素在濾紙條上擴散勻稱，便于視察試驗結(jié)果。(4)畫濾液細線時要畫得細、齊而直，且重復(fù)畫兩三次。(5)分別色素時層析液不能觸及濾液細線。且層析液有確定毒性，層析時要加塞(加蓋)，盡量削減有機溶劑的揮發(fā)。2．試驗結(jié)果分析(1)色素帶的條數(shù)與色素種類有關(guān)，四條色素帶說明有四種色素。(2)色素帶的寬窄與色素含量有關(guān)，色素帶越寬說明此種色素含量越多。(3)相鄰兩條色素帶之間距離最遠的是胡蘿卜素和葉黃素，最近的是葉綠素a和葉綠素b。(4)色素帶最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素，葉綠素b比葉黃素稍寬。光合作用的概述1．光合作用的含義光合作用是一個吸能反應(yīng)，它是指綠色植物以二氧化碳和水為原料，通過葉綠體，利用光能合成糖類等有機物的過程。2．光合色素的種類、顏色及汲取光譜[填表]色素種類汲取光汲取光譜圖示葉綠素葉綠素b(黃綠色)汲取紅光和藍紫光葉綠素a(藍綠色)汲取紅光和藍紫光類胡蘿卜素葉黃素(黃色)汲取藍紫光胡蘿卜素(橙黃色)汲取藍紫光3．光合作用所釋放O2的來源 下圖是1939年美國科學(xué)家魯賓和卡門用18O(同位素示蹤法)分別標(biāo)記CO2、H2O：(1)試驗分析：設(shè)置了比照試驗，自變量是標(biāo)記物質(zhì)(H218O和C18O2)，因變量是O2的放射性。(2)結(jié)論：該試驗證明光合作用釋放的氧氣全部來源于水。4．光合作用的總反應(yīng)式6CO2＋12H2Oeq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體)))C6H12O6＋6H2O＋6O2。1．一般植物的葉片在春、夏季為綠色，而在秋季呈黃色。請分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的緣由是什么？提示：在春夏季節(jié)，葉子中葉綠素含量多于類胡蘿卜素，葉綠素對綠光汲取最少，綠光被反射出來，所以呈綠色。在秋季，葉綠素被破壞，類胡蘿卜素完好，葉子呈現(xiàn)出了類胡蘿卜素的顏色，所以呈現(xiàn)黃色。2．溫室或大棚種植蔬菜，應(yīng)選用什么顏色的玻璃或塑料薄膜？提示：無色玻璃或塑料薄膜。3．顯微鏡下看到的葉綠體是綠色的，那么，葉綠體的內(nèi)外兩層膜應(yīng)是什么顏色的？提示：是無色的。4．從所含化學(xué)成分上分析，葉綠體能進行光合作用的緣由是什么？提示：葉綠體中含有光合色素和與光合作用有關(guān)的酶。(1)葉綠體和液泡中都有色素，但只有葉綠體中的色素參與光能的汲取、傳遞和轉(zhuǎn)化。(2)葉綠體中的色素只存在于類囊體膜中，與光合作用有關(guān)的酶存在于兩個部位——葉綠體類囊體膜中和基質(zhì)中。光合作用的過程1．完善光合作用的過程圖解2．填表比較光反應(yīng)和碳反應(yīng)項目光反應(yīng)碳反應(yīng)場所在葉綠體內(nèi)基粒類囊體膜中進行在葉綠體基質(zhì)中進行條件需色素和光、酶須要多種酶物質(zhì)變更①水的光解：2H2Oeq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(光),\s\do5(色素、酶)))4H＋＋4e－＋O2②合成ATP：ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP③NADPH的形成：NADP＋＋2e－＋H＋eq\o(→,\s\up7(酶))NADPH①CO2的固定：3CO2＋3C5eq\o(→,\s\up7(酶))6C3(三碳酸)②C3的還原：6C3(三碳酸)eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5(ATP、NADPH))6個三碳糖(其中有1個三碳糖積累離開卡爾文循環(huán))③C5(RuBP)的再生：5個三碳糖eq\o(→,\s\up7(酶))3C5能量轉(zhuǎn)化葉綠素把光能→活躍的化學(xué)能，并貯存在ATP、NADPH中NADPH、ATP中活躍的化學(xué)能→糖類等有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系①光反應(yīng)為碳反應(yīng)供應(yīng)NADPH和ATP②碳反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi、NADP＋為光反應(yīng)合成ATP和NADPH供應(yīng)原料，二者是光合作用全過程的兩個階段，是相輔相成的3．當(dāng)條件發(fā)生變更時，某些成分含量變更(1)當(dāng)光照減弱時，短時間內(nèi)C3(三碳酸)含量上升，C5(RuBP)含量下降。緣由是：由于光照減弱，ATP、NADPH合成削減，C3(三碳酸)的還原受阻，而短時間內(nèi)CO2的固定接著進行。(2)當(dāng)CO2削減時，短時間內(nèi)C5含量上升，C3(三碳酸)含量下降。緣由是：由于CO2削減，CO2的固定受阻，而短時間內(nèi)C3的還原接著進行。1．碳反應(yīng)必需在無光條件下才能進行嗎？提示：光反應(yīng)必需在光下進行，而碳反應(yīng)有光無光都可進行。2．為什么碳反應(yīng)不能“較長時間”地在黑暗條件下進行？提示：因為光反應(yīng)為碳反應(yīng)供應(yīng)的NADPH、ATP是有限的。3．試利用同位素示蹤法，分析光合作用過程中各元素的轉(zhuǎn)移途徑。(1)用放射性同位素分別標(biāo)記H2O中的H和O，則能在光合作用的哪些物質(zhì)中檢測到放射性？提示：O可在釋放的氧氣中檢測到；H可在產(chǎn)生的糖類中檢測到。(2)試在光合作用總反應(yīng)式中標(biāo)出各元素的來源和去路。提示：光合作用總反應(yīng)式及各元素去向：4.結(jié)合光合作用過程，你認為早晨熬煉好還是傍晚熬煉好？提示：傍晚熬煉好。因為植物在白天進行光合作用，汲取CO2產(chǎn)生O2；晚上只進行細胞呼吸，汲取O2釋放CO2，所以傍晚時空氣中O2含量比早晨多。光照和CO2濃度變更對光合作用主要物質(zhì)含量變更的影響條件C3(三碳酸)C5(RuBP)NADPH和ATP模型分析光照由強到弱CO2供應(yīng)不變增加削減削減或沒有光照由弱到強CO2供應(yīng)不變削減增加增加光照不變CO2由足夠到不足削減增加增加光照不變CO2由不足到足夠增加削減削減[特殊提示](1)以上各物質(zhì)的變更是相對含量的變更，不是合成速率，且是在條件變更后的短時間內(nèi)發(fā)生的。(2)在以上各物質(zhì)的含量變更中：C3(三碳酸)和C5(RuBP)含量的變更是相反的，即C3(三碳酸)增加，則C5(RuBP)削減；NADPH和ATP的含量變更是一樣的，都增加，或都削減。影響光合作用的因素1.光合速率也稱光合強度，它是指確定量的植物在單位時間內(nèi)通過光合作用釋放氧氣的量或消耗二氧化碳的量或干物質(zhì)的合成量。2．探究環(huán)境因素(光強度)對光合作用強度的影響(1)試驗原理：eq\x(葉片含有空氣，上浮)eq\o(→,\s\up7(抽氣))eq\x(葉片下沉)eq\o(→,\s\up7(光合作用),\s\do5(產(chǎn)生O2))eq\x(充溢細胞間隙，葉片上浮)(2)試驗流程：項目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光強度相同時間內(nèi)葉片浮起數(shù)量甲10片20mL強多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少(3)試驗結(jié)論：在確定范圍內(nèi)，隨著光強度不斷增加，小圓形葉片中產(chǎn)生的O2多，浮起的多，表明光合作用強度也不斷增加。3.影響光合速率的外界因素(參見P112小專題大才智)下圖所示的1～4四種試驗條件下，測定不同光強度對光合作用速率的影響。從試驗可知，限制試驗2、試驗3和P點光合作用速率的因素分別是溫度、CO2濃度、光強度。4．光合作用與細胞呼吸的關(guān)系(參見P116小專題大才智)1．在探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響試驗中，葉片下降的緣由是什么？光照后葉片為什么上升？提示：抽出氣體后，細胞間隙充溢水，葉片下降；光照后，葉片進行光合作用，細胞間隙又充溢氣體，葉片上升。2．依據(jù)在不同光強度下，單位時間內(nèi)葉片上浮的數(shù)量，描述光強度與光合作用強度的關(guān)系，并嘗試用曲線表示。(橫坐標(biāo)為光強度，縱坐標(biāo)為光合作用強度)提示：3．下圖為夏季晴朗的白天，植物光合作用強度曲線圖，據(jù)圖思索問題：(1)在12時左右光合作用強度明顯減弱的緣由是什么？提示：光照過強→氣孔關(guān)閉→CO2供應(yīng)不足→光合作用下降。(2)C點與B點相比，C3(三碳酸)和C5(RuBP)化合物含量發(fā)生怎樣的變更？提示：與B點相比，C點C3(三碳酸)含量相對下降，C5(RuBP)含量相對上升。4．光強度是如何影響植物的光合速率？提示：在其他條件都相宜的狀況下，在確定范圍內(nèi)(光飽和點前)，光合速率隨光強度提高而加快。當(dāng)光強度高到確定數(shù)值(光飽和點)后，光強度再提，光合速率不再提高。5．依據(jù)光強度對光合作用的影響分析生產(chǎn)上提高光合速率的措施有哪些？提示：①適當(dāng)增加光強度；②合理密植等。6．依據(jù)二氧化碳濃度對光合作用的影響分析生產(chǎn)上提高光合速率的措施有哪些？提示：①運用農(nóng)家肥：利用土壤中微生物分解有機物，放出CO2，產(chǎn)生各種礦質(zhì)離子。②合理密植和確保良好的通風(fēng)。③溫室中還可以運用CO2發(fā)生器、施用干冰。探究環(huán)境因素(光強度)對光合作用強度影響的變量分析自變量設(shè)置方法因變量視察指標(biāo)光強度通過臺燈距離試驗材料的遠近來設(shè)置光合作用強度觀測單位時間內(nèi)被抽去空氣的小圓葉片上浮的數(shù)量 eq\a\vs4\al(對應(yīng)學(xué)生用書,P64)以圖表信息為依托，考查光合色素的提取與分別[例1]在做“光合色素的提取與分別”試驗時，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對相關(guān)試劑的運用狀況如下表所示(“＋”表示運用，“－”表示未運用)，其余操作均正常，他們所得的試驗結(jié)果依次應(yīng)為()甲乙丙丁95%乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④[思路點撥]eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\x(讀信息)——\x(表中各試劑的有無),\x(憶學(xué)問)——\x(各種試劑的作用)))eq\x(\a\al(圖表比照分析，,得出答案))[精講精析]由于甲在提取過程中用的是水，而色素不溶于水，因此得到的提取液中不含色素，得到的結(jié)果對應(yīng)②；乙的操作正常，得到的結(jié)果對應(yīng)④；丙在研磨過程中沒有加入CaCO3，部分色素分子被破壞，得到的結(jié)果對應(yīng)①；丁在研磨過程中沒有加入SiO2，使研磨不充分，提取的色素含量較少，得到的結(jié)果對應(yīng)③。[答案]B光合色素提取與分別試驗異樣現(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的緣由分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②運用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。③一次加入大量的95%乙醇，提取濃度太低。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊：濾紙細線畫的過粗。(3)濾紙條看不見色素帶：①遺忘畫濾液細線。②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。1．右圖所示為某同學(xué)做“光合色素的提取與分別”試驗的改進裝置，下列與之有關(guān)的敘述中，錯誤的是()A．應(yīng)向培育皿中倒入層析液B．應(yīng)將濾液滴在a處，而不能滴在b處C．試驗結(jié)果應(yīng)是得到四個不同顏色的同心圓(近似圓形)D．試驗得到的若干個同心圓中，最小的一個圓呈橙黃色解析：選D圖示為葉綠體中光合色素分別的試驗裝置，所以應(yīng)把層析液倒入培育皿中；燈芯起到傳遞層析液的作用，把色素滴到a點讓其在定性濾紙上擴散；四個圓圈中擴散最慢的即為圓圈最小的，它應(yīng)當(dāng)是呈黃綠色的葉綠素b。以結(jié)構(gòu)圖為依托，考查葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能[例2]右圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述錯誤的是()A．①和②具有選擇透性功能B．③上既有光合色素又有與光合作用有關(guān)的酶C．③和④上都有與光合作用有關(guān)的酶D．有葉綠體的細胞才能進行光合作用[思路點撥][精講精析]①②表示葉綠體的雙層膜，它們具有選擇透性功能。③為葉綠體的基粒，其上含有進行光合作用的色素和酶。④基質(zhì)也是進行光合作用的場所，也具有與光合作用有關(guān)的酶。光合色素和酶是進行光合作用的必要條件，具有上述條件而不具有葉綠體的藍細菌等也可進行光合作用。[答案]D葉綠體和線粒體的內(nèi)部膜面積都很大，但是緣由不同：葉綠體是通過類囊體的堆疊來實現(xiàn)的，而線粒體是通過內(nèi)膜的某些部位向內(nèi)腔折疊來實現(xiàn)的。2．將長勢相同的三盆麥苗分別置于鐘罩內(nèi)，如下圖所示，若干天后，與丙盆相比，甲、乙兩盆麥苗長勢()A．甲、乙、丙三盆麥苗長勢相近B．甲與丙長勢相近，乙比丙長勢差C．乙與丙長勢相近，甲比丙長勢差D．甲、乙長勢都比丙好解析：選C甲盆罩的綠色透亮膜的特性是不汲取綠光(我們看到的顏色是其反射光)，因此罩內(nèi)的麥苗得到的主要是綠光。同理，乙盆的麥苗得到的主要是紅光和藍紫光。丙盆的透亮罩能透過各種波長的光，即麥苗能得到各種波長的光，明顯丙盆是該試驗中的比照。由于麥苗進行光合作用主要利用的是可見光中的紅光和藍紫光，所以，乙盆與丙盆的麥苗長勢相近，而甲盆中的麥苗缺少可利用的光能，長勢較差。以圖示為載體，考查光合作用過程[例3]下圖1表示光合作用部分過程的圖解，圖2表示變更光照后，與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細胞內(nèi)的變更曲線。據(jù)圖回答下面的問題：(1)圖1中c表示的物質(zhì)是________，它由________階段產(chǎn)生的，其作用主要是________________________________________________________________________。(2)圖1中ATP形成所需的能量最終來自于______。若用放射性同位素標(biāo)記14CO2，則14C最終進入的物質(zhì)是______________。(3)圖2中曲線a表示的化合物是________，在無光照時，其含量快速上升的緣由是：________________________________________________________________________。(4)曲線b表示的化合物是________，在無光照時，其含量下降的緣由是：________________________________________________________________________。[思路點撥][精講精析](1)光反應(yīng)為碳反應(yīng)供應(yīng)的物質(zhì)是NADPH和ATP，由此可確定c是NADPH，NADPH是由水光解后經(jīng)一系列過程產(chǎn)生的，其作用主要是用于C3(三碳酸)的還原。(2)光反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能儲存于ATP等化合物中，14CO2的同化途徑為：eq\a\vs4\al(14CO2)eq\a\vs4\al(14C3三碳酸)eq\a\vs4\al(葡萄糖等有機物)eq\a\vs4\al(14C3糖)eq\a\vs4\al(C5。)(3)(4)題干中已說明曲線a、b表示C3(三碳酸)和C5的含量變更，光照停止后，光反應(yīng)停止，NADPH和ATP下降，C3(三碳酸)的還原減弱直至停止，而CO2的固定仍將進行，因此C3(三碳酸)含量相對上升，C5(RuBP)含量相對下降，即a表示C3(三碳酸)，b表示C5(RuBP)。答案：(1)NADPH光反應(yīng)用于C3(三碳酸)的還原(2)太陽光能葡萄糖等有機物(3)C3(三碳酸)CO2與C5(RuBP)結(jié)合形成C3(三碳酸)接著進行，而C3(三碳酸)的還原減弱直至停止(4)C5(RuBP)C5(RuBP)與CO2結(jié)合形成C3(三碳酸)接著進行，而C3(三碳酸)的還原減弱直至停止C3(三碳酸)和C5(RuBP)含量變更的分析方法(1)eq\o(\s\up7(光照強→弱),\s\do5(CO2供應(yīng)不變))eq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)減弱))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NADPH削減,ATP削減,O2產(chǎn)生量削減))eq\o(→,\s\up7(碳反應(yīng)))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3還原減弱,CO2固定仍,正常進行))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量上升,C5含量下降))→有機物合成量削減(2)eq\o(\s\up7(光照不變),\s\do5(削減CO2供應(yīng)))eq\o(→,\s\up7(碳反應(yīng)))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(CO2固定減弱,C3還原仍正常進行))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量下降,C5含量上升))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NADPH相對增加,ATP相對增加,O2產(chǎn)生量削減))→eq\o(\s\up7(有機物合成),\s\do5(量相對削減))3.下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，相關(guān)說法錯誤的是()A．提取M中的色素時不加CaCO3濾液呈褐黃色B．供應(yīng)14CO2，放射性出現(xiàn)的依次為CO2→C3→甲C．結(jié)構(gòu)M中的能量變更只是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能D．圖中水可來自液泡和線粒體解析：選C結(jié)構(gòu)M中的能量變更是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP、NADPH中的化學(xué)能。以坐標(biāo)曲線圖為信息依托，考查影響光合作用的因素[例4]下圖曲線a表示某種植物在溫度為20℃、CO2濃度為0.03%的環(huán)境中隨著光強度的變更光合作用速率的變更；在N點時變更某種條件，結(jié)果發(fā)生了如曲線b的變更。下列分析不正確的是()A．在N點時變更的某種條件可能是適當(dāng)提高了溫度B．在N點時變更的某種條件可能是增加了CO2濃度C．圖中M點與N點相比較，M點時葉綠體產(chǎn)生的NADPH和ATP少D．K點時間合作用的限制因素可能是光強度[思路點撥][精講精析]圖中M點與N點相比較，M點時間強度弱，光反應(yīng)弱，產(chǎn)生的NADPH和ATP少；適當(dāng)升溫柔增加CO2濃度都能提高光合作用速率；從曲線看出K點時間強度是足夠的，限制光合作用的因素可能是CO2濃度和溫度。[答案]D解答坐標(biāo)曲線題的基本步驟(1)明標(biāo)，即關(guān)注橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所表示的含義。(2)找點，即找出曲線中的起點、止點、頂點、交點和轉(zhuǎn)折點等關(guān)鍵點。(3)理解曲線含義。即找出曲線形態(tài)及上升、下降或波動等變更趨勢，并找出其變更的緣由。(4)在受多種因素影響時，找出曲線的限制因素。方法是對縱坐標(biāo)或橫坐標(biāo)作垂線、或者只看某一條曲線的變更，從而將多因素轉(zhuǎn)變?yōu)閱我灰蛩兀M而確定限制因素。4．下列是有關(guān)光合作用的圖示，請回答：(1)寫出圖甲中下列物質(zhì)的名稱：A________，C________。(2)從圖甲可知：光合作用包括D和E兩個階段，E是________，在葉綠體的________中進行，該階段須要D階段供應(yīng)的物質(zhì)是________和________。(3)葉綠體的色素分布在________(用圖中字母回答)，可用________法分別。(4)影響綠色植物光合作用的外界因素有光強度、CO2濃度、溫度等。①若圖乙中的x代表光強度，光強度影響光合作用強度主要是影響________階段(用圖甲的字母回答)。②若圖乙中的x代表溫度，其主要通過影響________來影響光合作用強度。③光合作用強度在圖丙的a點時達到最大值，請畫出CO2濃度接著增加時曲線的變更趨勢。解析：圖甲中A是O2，B是ATP，C是C3，D是光反應(yīng)，E是碳反應(yīng)，F(xiàn)是基粒。葉綠體中的色素分布在類囊體膜中，可用紙層析分別綠葉中的色素。光照主要影響光合作用的光反應(yīng)階段，溫度主要影響酶的活性。答案：(1)O2三碳酸(或C3)(2)碳反應(yīng)基質(zhì)NADPHATP(或B)(3)F紙層析(4)①D②酶的活性③如右圖 eq\a\vs4\al(對應(yīng)學(xué)生用書,P66)[課堂回扣練習(xí)]一、概念原理識記題1．光合作用過程中，與光反應(yīng)相比，碳反應(yīng)階段的特點是()A．須要光、葉綠體色素和酶B．在酶、ATP和NADPH的作用下完成CO2的固定和C3(三碳酸)的還原，最終形成有機物C．把水光解為H＋＋e和氧氣D．把光能轉(zhuǎn)化為儲存在糖類中的化學(xué)能解析：選B碳反應(yīng)階段是一系列的酶促反應(yīng)，主要的物質(zhì)變更是CO2的固定和C3(三碳酸)的還原。二、基本原理應(yīng)用題2．探討人員發(fā)覺，從蔬菜葉中可提取大量的各種自然色素，這為目前市場上自然色素“供不應(yīng)求”的狀況供應(yīng)了一條解決的途徑。在進行“植物中光合色素的提取”試驗時，假如在研缽中研磨綠葉時沒有加入碳酸鈣，最可能會出現(xiàn)的結(jié)果是()A．研磨不充分，提取的色素少B．層析后濾紙條上位于下邊的兩條色素帶變窄C．層析時各種色素不能相互分別，造成色素帶的重疊D．層析后濾紙條上只剩兩條色素帶解析：選BCaCO3是愛護色素的，不加CaCO3會導(dǎo)致部分葉綠素被破壞，導(dǎo)致葉綠素含量削減，濾紙條上色素帶變窄。三、易錯易混辨析題3．某試驗小組將玉米幼苗置于一密閉容器內(nèi)，測定溫度對光合作用和細胞呼吸的影響(用容器內(nèi)CO2的變更量表示)。試驗結(jié)果如下(“＋”表示增加，“－”表示削減)，下列有關(guān)說法正確的是()溫度(℃)1015202530354045相宜光照－12－17－23－26－35－26－24－15黑暗＋6＋11＋18＋25＋35＋40＋32＋20A．由表中數(shù)據(jù)可知，光合作用酶和細胞呼吸酶的最適溫度相同B．在相宜光照下，35℃時間合速率小于呼吸速率C．由表可知，在相宜光照下，最有利于植物生長的溫度是30℃D．在黑暗狀況下，葉肉細胞內(nèi)無ATP的形成解析：選C光合作用酶在30℃時候作用最強，此時為70，而細胞呼吸在35℃最強，這個比較簡單看出來。在35℃相宜光照下CO2是削減的，說明光合作用速率確定大于呼吸速率。在30℃下，光合作用是最劇烈的，所以最有利于植物生長。在黑暗狀況下，葉肉細胞會進行細胞呼吸，而細胞呼吸是會產(chǎn)生ATP的。四、試驗探究分析題4．下圖甲為某校生物愛好小組探究光強度對茉莉花光合作用強度影響的試驗裝置示意圖，圖乙為所測得的結(jié)果。據(jù)圖分析：(1) 請寫出限制本試驗自變量的一種方法____________________________________________________________________________________________________________________。(2)為了防止無關(guān)變量對試驗結(jié)果的干擾，本試驗還應(yīng)設(shè)置比照試驗，請問比照裝置如何設(shè)計？____________________________________________________________________________________________________________________。(3)B點以后，限制茉莉花光合速率的主要環(huán)境因素有_____等。(4)圖甲所示裝置無法測得A點數(shù)據(jù)，除非將其中的NaHCO3溶液換為__________溶液，且將裝置放在__________環(huán)境中。在A點，產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有________________________。解析：(1)要變更光強度，有兩種方法，一是燈泡不變，通過變更燈與廣口瓶的距離來變更光強度，二是燈與廣口瓶的距離不變，通過變更燈泡的功率大小來變更光強度。(2)該比照試驗裝置在外界環(huán)境不變時，液滴不移動，因此應(yīng)不放植物或放一株同樣的死植物。(3)圖乙中B點時，光合作用強度達到最大，以后隨著光強度的增加不再發(fā)生變更，說明光強度不再是限制因素，溫度、CO2濃度可能會成為限制因素。(4)圖乙中A點只進行細胞呼吸，不進行光合作用，要測量呼吸強度，必需將裝置放在黑暗處，并將其中的NaHCO3溶液換成NaOH溶液，否則植物進行光合作用產(chǎn)生O2，會對結(jié)果產(chǎn)生影響。答案：(1)用不同瓦數(shù)燈泡或變更燈與廣口瓶的距離(2)將裝置中的茉莉花換成死花，其他設(shè)置與裝置甲一樣(3)溫度、CO2濃度(4)NaOH黑暗(或遮光)細胞溶膠和線粒體[回扣學(xué)問點]1．光合作用各階段的物質(zhì)變更、條件、場所。。2．實力遷移運用光合色素提取與分別中試劑的作用來分析相關(guān)的現(xiàn)象或結(jié)果。3．易誤點提示：表格分析光合作用和細胞呼吸的關(guān)系。在分析過程中極簡單發(fā)生錯誤，混淆是真正光合速率還是表觀光合速率。4．方法指導(dǎo)：生物試驗解題的一般思路——細致審題，弄清試驗?zāi)康暮鸵?1)確定試驗?zāi)康模页鲆接懙膯栴}，這一點題目中都會給我們提示，諸如“探討、驗證、探究”等字眼后面往往是試題將要探討的問題，也就是試驗?zāi)康摹?2)對應(yīng)試驗?zāi)康模\用所學(xué)學(xué)問，找準(zhǔn)試驗原理。(3)要弄清試驗類型，即要設(shè)計的試驗是驗證性試驗還是探究性試驗。(4)依據(jù)試驗原理確定試驗變量以及影響試驗結(jié)果的無關(guān)變量。(5)確定試驗器材，對于生物試驗題中已供應(yīng)的試驗材料和用具，主要分析“有什么用”“怎么用”，一般應(yīng)全部用上，不行遺漏，除非試題是讓你選擇運用或者自行確定試驗材料和用具。[課下綜合檢測(一)]一、選擇題1．下列有關(guān)“光合色素的提取與分別”試驗的敘述正確的是()A．加入碳酸鈣防止濾液揮發(fā)B．用NaCl溶液提取葉片中的光合色素C．用95%酒精分別濾液中的光合色素D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨解析：選D碳酸鈣的作用是防止葉綠素遭到破壞，石英砂的作用是使研磨充分，95%酒精用來溶解提取葉綠體中的光合色素，因為葉綠素能溶解在95%酒精中。2．(海南高考)關(guān)于葉綠體色素的敘述，錯誤的是()A．葉綠素a和b主要汲取紅光和藍紫光B．綠葉中葉綠素和類胡蘿卜素含量不同C．利用紙層析法可分別4種葉綠體色素D．乙醇提取的葉綠體色素不能汲取光能解析：選D葉綠素a和葉綠素b主要汲取紅光和藍紫光；葉綠體中葉綠素含量為3/4，類胡蘿卜素含量為1/4；不同色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙條上的擴散速度不同，可用紙層析法對其進行分別；乙醇提取的葉綠素只要結(jié)構(gòu)沒有被破壞，仍是可以汲取光能的。3．下圖是簇新綠葉的四種光合色素在濾紙上分別的狀況，以下說法正確的是()A．提取色素時加入石英砂、碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā)B．水稻在收獲季節(jié)，葉片中色素量變?yōu)?甲＋乙)＜(丙＋丁)C．四種色素都能溶解在層析液中，乙色素的溶解度最大D．四種色素中，丙和丁主要汲取紅光解析：選B依柱狀圖中擴散距離可推知，甲表示葉綠素b，乙表示葉綠素a，丙表示葉黃素，丁表示胡蘿卜素。在提取色素時，加入碳酸鈣的目的是防止研磨過程中，葉綠素遭到破壞；在水稻的收獲季節(jié)，葉綠素(甲＋乙)的含量小于類胡蘿卜素(丙＋丁)；丁在層析液中的溶解度最大，故擴散得最遠；葉綠素(甲＋乙)主要汲取紅光和藍紫光，類胡蘿卜素(丙＋丁)主要汲取藍紫光。4．(海南高考改編)下列關(guān)于葉綠體的描述，錯誤的是()A．基粒由類囊體堆疊而成B．葉綠體被膜由雙層膜組成C．碳反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上D．類囊體膜上具有葉綠素和酶解析：選C碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，光反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上。5．(新課標(biāo)卷Ⅱ)關(guān)于葉綠素的敘述，錯誤的是()A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素B．被葉綠素汲取的光可用于光合作用C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的汲取峰值不同D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地汲取綠光解析：選D葉綠素中心元素是鎂離子；色素的作用是汲取、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，進行光合作用；葉綠素a比葉綠素b在紅光區(qū)的汲取峰值高；植物主要的汲取峰在藍紫光區(qū)和紅光區(qū)，綠光汲取最少，反射多，所以葉片呈現(xiàn)綠色。6．下列關(guān)于光合作用的敘述，不正確的是()A．把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成有機物B．把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能C．全過程都必需在光下進行D．有氧氣放出解析：選C光合作用的光反應(yīng)階段干脆須要光，而碳反應(yīng)階段不須要光干脆參與。7．下列物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程屬于光反應(yīng)的是()eq\a\vs4\al(NADP＋)eq\a\vs4\al(\o(,\s\up7(①),\s\do5(②)))eq\a\vs4\al(NADPH)eq\a\vs4\al(ATP)eq\a\vs4\al(\o(,\s\up7(③),\s\do5(④)))eq\a\vs4\al(ADP)eq\a\vs4\al(CO2)eq\a\vs4\al(\o(,\s\up7(⑤),\s\do5(⑥)))eq\a\vs4\al(C6H12O6)A．①③⑤ B．①②④C．②③ D．①④解析：選D光反應(yīng)階段的產(chǎn)物有NADPH、ATP和O2，所以反應(yīng)①、④發(fā)生在光反應(yīng)階段。8．(海南高考)在其他條件相宜的狀況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中馬上起先連續(xù)取樣分析，在短時間內(nèi)葉綠體中C3(三碳酸)和C5化合物含量的變更是()A．C3和C5都快速削減B．C3和C5都快速增加C．C3快速增加，C5快速削減D．C3快速削減，C5快速增加解析：選C突然停止光照，光反應(yīng)無法產(chǎn)生產(chǎn)生ATP、NADPH，C3不能被還原，因而C3化合物的量增加，同時CO2與C5化合物的結(jié)合正常進行，導(dǎo)致C5量快速削減。9．光合作用產(chǎn)生的NADPH和細胞呼吸產(chǎn)生的[H]分別用于()A．都用于還原CO2B．都用于還原O2C．前者還原O2，后者還原CO2D．前者還原C3(三碳酸)，后者還原O2解析：選D光合作用形成的NADPH用于還原C3(三碳酸)為三碳糖；細胞呼吸產(chǎn)生的[H]用于與O2結(jié)合形成H2O，即還原O2。二、非選擇題10．下圖是光合作用過程的試驗圖解。請分析試驗結(jié)果：(1)裝置C中產(chǎn)生含碳有機物是由于在裝置A中結(jié)構(gòu)[]________上進行了________反應(yīng)，為結(jié)構(gòu)[]________中進行________反應(yīng)供應(yīng)了________等物質(zhì)的原因。(2)裝置B中不能產(chǎn)生含14C的有機物，主要是因為結(jié)構(gòu)①中缺少________和________。(3)適當(dāng)增加光照，增加CO2濃度以及適當(dāng)提高溫度均可提高________，從而提高含碳有機物的產(chǎn)量，并能釋放出較多的________。解析：(1)含碳有機物的產(chǎn)生需光反應(yīng)為之供應(yīng)NADPH和ATP，含碳有機物產(chǎn)生于葉綠體基質(zhì)中進行的碳反應(yīng)過程。(2)裝置B中不能產(chǎn)生14C的有機物，主要是因為結(jié)構(gòu)①(葉綠體類囊體膜)中缺少C5化合物及與碳反應(yīng)有關(guān)的酶。(3)適當(dāng)增加光照，增加CO2濃度及適當(dāng)提高溫度可提高光合作用，從而提高含碳有機物的產(chǎn)量并釋放較多氧氣。答案：(1)①葉綠體的類囊體膜光②葉綠體基質(zhì)碳NADPH和ATP(2)C5(RuBP)與碳反應(yīng)有關(guān)的酶(3)光合速率(光合作用強度)O2[課下綜合檢測(二)]一、選擇題1．光合速率(光合作用強度)可以用多種指標(biāo)表示，以下不適合的是()A．植物體鮮重增加量 B．植物體干重增加量C．O2釋放量 D．CO2汲取量解析：選A表示光合速率有多種指標(biāo)：如用CO2的汲取量，O2的釋放量，植物體干重(主要為有機物)的增加量來表示，但不能用植物體鮮重(主要為水分)增加量表示。2．下圖是一晴朗夏日某植物光合作用強度隨時間變更的曲線圖，與b點相比較，c點葉肉細胞短時間內(nèi)的C3(三碳酸)、C5(RuBP)、ATP的含量和C3糖產(chǎn)生速率發(fā)生的變更依次是()A．降、升、升、升 B．升、升、降、降C．降、降、降、降 D．降、升、升、降解析：選D與b點相比較，c點此時的光照過強，部分氣孔關(guān)閉，CO2汲取下降，光合作用降低。由此分析，當(dāng)CO2汲取下降，會影響CO2的固定，剛起先三碳酸的還原正常進行，使得C3(三碳酸)含量削減，進而C3還原消耗的NADPH和ATP也會削減，使光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP會因積累而含量上升。所以C3(三碳酸)、C5(RuBP)、ATP的含量和C3糖分別是降、升、升、降。3．下圖曲線Ⅰ表示黃豆光合作用速率與光強度的關(guān)系(相宜溫度、CO2濃度為0.03%)。在y點時變更某條件，曲線變?yōu)棰?。下列分析合理的?)A．與y點相比，x點葉綠體中的C3(三碳酸)含量較低B．在y點時，上升溫度導(dǎo)致曲線由Ⅰ變?yōu)棰駽．制約x點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量D.制約z點光合作用的因素可能是CO2濃度解析：選D在x點的光強度比y點弱，所以x點的C3(三碳酸)含量較y點高；原來處于相宜溫度下的y點，上升溫度會導(dǎo)致酶的活性降低，曲線應(yīng)在曲線Ⅰ的下方；x點限制其光合作用的因素主要是光強度；在大于光飽和點的光強度處增加CO2濃度，會提高光合作用強度。4．某探討性學(xué)習(xí)小組采納盆栽試驗，探究土壤干旱對某種植物葉片光合速率的影響。試驗起先時土壤水分足夠，然后試驗組停止?jié)菜日战M土壤水分條件保持相宜，試驗結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)分析不正確的是()A．葉片光合速率隨干旱時間延長而呈下降趨勢B．葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降C．試驗2～4天，光合速率下降是由葉片葉綠素含量下降引起的D．試驗2～4天，光合速率下降可能是由葉片內(nèi)CO2濃度下降引起的解析：選C由圖示曲線信息可知，試驗條件下，隨干旱時間的延長葉片的光合速率呈下降趨勢；對比甲、乙圖示可知，葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降；由于2～4天光合速率下降早于葉綠素含量下降，因此，光合速率的下降不是葉綠素含量下降引起的；試驗條件下，隨時間推移，植物缺水嚴峻、葉片失水、氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致CO2汲取削減，使光合速率下降。5．下圖表示某高等植物體內(nèi)的生理過程，有關(guān)分析正確的是()A．階段Ⅰ生成的NADPH將作為還原劑固定二氧化碳B．能夠在葉肉細胞生物膜上進行的生理過程有Ⅱ、ⅢC．過程⑤可為細胞汲取Mg2＋等離子供應(yīng)動力D．過程④、⑤進行的場所都是細胞溶膠和線粒體解析：選C解讀題干信息“某高等植物體內(nèi)的生理過程”。再據(jù)圖分析可知Ⅰ階段代表光合作用的光反應(yīng)階段，Ⅱ階段代表碳反應(yīng)階段，Ⅲ階段代表細胞呼吸過程。階段Ⅰ生成的NADPH作為還原劑還原三碳酸；Ⅱ階段在葉肉細胞的葉綠體基質(zhì)中和線粒體進行，Ⅲ階段的⑤過程在細胞溶膠和線粒體中進行；過程④只在細胞溶膠中進行。6．(浙江高考)下列關(guān)于植物光合作用和細胞呼吸的敘述，正確的是()A．無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮B．CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過程發(fā)生在線粒體中C．光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TPD．夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量解析：選D無氧條件下植物細胞進行厭氧呼吸產(chǎn)生的酒精對水果細胞有毒害作用，零下低溫易引起細胞結(jié)冰，二者均不利于水果的保鮮；C6H12O6在細胞溶膠中分解產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進入線粒體中進一步分解產(chǎn)生CO2和H2O；在細胞呼吸過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和ATP中不穩(wěn)定的化學(xué)能，而ATP是物質(zhì)不是能量；夏季連續(xù)陰雨天，限制光合作用的主要因素是光照，適當(dāng)增加光照能夠提高光合速率，夜間適當(dāng)降低溫度可降低呼吸速率，二者結(jié)合起來，可提高作物產(chǎn)量。7．(海南高考)取某種植物生長狀態(tài)一樣的簇新葉片，用打孔器打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組，每組各置于一個密閉裝置內(nèi)，并分別賜予a、b、c三種不同強度的光照，其他條件一樣。照光相同時間后，測得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如右圖所示。下列敘述錯誤的是()A．裝置內(nèi)增加的氧氣來自于水B．光強度為a時，光合作用停止C．丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低D．該圖反映了光合作用強度與光強度的關(guān)系解析：選B由圖示可以看出，在光強度為a時，裝置內(nèi)仍有少量氧氣的增多，說明光合作用并沒有停止。8．(江蘇高考)某種鐵線蓮的根莖可作中藥，有重要經(jīng)濟價值。下表為不同遮光處理對其光合作用影響的結(jié)果，相關(guān)敘述正確的是()遮光比例(%)葉綠素a/b葉綠素含量(mg/g)表觀光合速率(μmol·m－2·s－1)植株干重(g)04.82.18.07.5105.32.39.69.9305.22.48.99.2504.42.65.27.2704.12.92.74.8903.33.003.2A．適當(dāng)?shù)恼诠馓幚恚商岣咂涓芍谺．葉綠素含量與表觀光合速率呈正相關(guān)C．葉綠素a/b可作為其利用強光實力的推斷指標(biāo)D．遮光90%時，鐵線蓮不進行光合作用解析：選A從表中可見，遮光比例為10%時，植株干重為9.9g，比遮光比例為0時的植株干重重；由表中數(shù)據(jù)可得，隨著遮光比例的增加，葉綠素的含量增加，但表觀光合速領(lǐng)先增大，然后又漸漸減小；分析表中葉綠素a/b的值，與表觀光合速率呈正相關(guān)，故其可作為鐵線蓮利用弱光實力的推斷指標(biāo)；遮光90%時表觀光合速率為0，此時植株仍能進行光合作用，只是光合速率等于呼吸速率。9．(重慶高考)下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變更的示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是()A．t1→t2，葉綠體類囊體膜上的色素汲取光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多B．t2→t3，碳反應(yīng)限制光合作用。若在t2時刻增加光照，光合作用將再提高C．t3→t4，光強度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、碳反應(yīng)增加的結(jié)果D．t4后短短暫間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量上升，C3(三碳酸)還原后的干脆產(chǎn)物含量降低解析：選D水的光解、O2釋放發(fā)生在葉綠體類囊體膜上，而不是葉綠體基質(zhì)；t2→t3，限制光合速率的因素為CO2濃度，此時間照足夠且恒定，若增加光照，光合作用不會提高；t3→t4，碳反應(yīng)增加，確定程度上加快ATP和ADP的轉(zhuǎn)化，同時促進了光反應(yīng)；t4后突然停止光照，光反應(yīng)減弱甚至停止，類囊體膜上ATP合成受阻，A