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1、第 11 講能量之源光合作用一、捕獲光能的色素1綠葉中色素的提取和分離(1)提?。壕G葉中的色素能夠溶液在有機(jī)溶劑中，因此可用 提取綠葉中的色素。 主干知識(shí)整合無水乙醇無水乙醇(2)分離：不同的色素在 中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：濾紙條上呈現(xiàn)四條色素帶，自上而下顏色依次是 。其中色素帶最寬的顏色呈 ，最窄的顏色呈 。 層析液層析液橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色藍(lán)綠色藍(lán)綠色橙黃色橙黃色2色素的種類和吸收光譜 色素種類色素種類顏色顏色吸收光譜吸收光譜濾紙條位置濾紙條位置葉綠素葉綠素(約占約占3/4)藍(lán)綠色藍(lán)綠色主要吸收主要吸
2、收中下層中下層葉綠素葉綠素b黃綠色黃綠色最下層最下層類胡蘿卜素類胡蘿卜素 (約占約占1/4)橙黃色橙黃色主要吸收主要吸收最上層最上層葉黃素葉黃素黃色黃色中上層中上層葉綠素葉綠素a胡蘿卜素胡蘿卜素藍(lán)紫光、紅光藍(lán)紫光、紅光藍(lán)紫光藍(lán)紫光【特別提醒】葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍(lán)紫光的吸收量大，但對其他波段的光并非不吸收，素對藍(lán)紫光的吸收量大，但對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。只是吸收量較少。由于葉綠素的含量多，因此正常植物的葉呈現(xiàn)由于葉綠素的含量多，因此正常植物的葉呈現(xiàn)綠色。秋季，葉綠素被破壞，葉子表現(xiàn)出類胡蘿卜素的綠色。秋季，葉綠素
3、被破壞，葉子表現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色。顏色。 二、葉綠體結(jié)構(gòu)和功能 1結(jié)構(gòu)：一般呈扁平的橢球形或球形，外表有雙層膜，內(nèi)部的基粒是由 堆疊而成的。2色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于 ，與光合作用有關(guān)的酶分布在 和 。3功能：進(jìn)行 的場所。 類囊體類囊體類囊體的薄膜上類囊體的薄膜上類囊體薄膜上類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中光合作用光合作用三、光合作用的探究歷程1直到18世紀(jì)中期，人們一直以為只有 ,是植物建造自身的原料。21771年，英國科學(xué)家普利斯特利的實(shí)驗(yàn)證實(shí)： ，可以更新因蠟燭燃燒或因小白鼠呼吸而變得污濁的空氣。31779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯證明了 在更新空氣中不可缺少。 土壤中的
4、水分土壤中的水分植物植物陽光陽光41785年，隨著空氣組成成分的發(fā)現(xiàn)，人們才明確綠葉在光下放出和吸收的氣體分別是 。51864年，德國植物學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有 。61939年，美國科學(xué)家魯賓和卡門利用 法證明了光合作用釋放的氧氣來自水。720世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文，利用 ，技術(shù)最終探明了 中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成 中碳的途徑。 O2和和CO2淀粉淀粉同位素標(biāo)記同位素標(biāo)記同位素標(biāo)記同位素標(biāo)記CO2有機(jī)物有機(jī)物四、光合作用過程 光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)場所場所條件條件光、光、 、酶等、酶等酶等酶等物質(zhì)變化物質(zhì)變化能量變化能量變化光能光能活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能穩(wěn)
5、定的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能類囊體薄膜上類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中色素色素【特別提醒】光反應(yīng)中產(chǎn)生的H與細(xì)胞呼吸中產(chǎn)生的H并不是同一種物質(zhì)。暗反應(yīng)有光、無光均可進(jìn)行，但需要光反應(yīng)提供的H和ATP，因此在暗處，暗反應(yīng)不能長時(shí)間進(jìn)行。 五、光合作用原理的應(yīng)用1光合作用強(qiáng)度：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造 。2影響光合作用強(qiáng)度的外界因素有 、土壤中的水分、 、光的成分以及溫度高低等。 糖類的數(shù)量糖類的數(shù)量二氧化碳濃度二氧化碳濃度光照的長短與強(qiáng)弱光照的長短與強(qiáng)弱1葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能分析表 考點(diǎn)一：葉綠體中的色素葉綠體中的色素高頻考點(diǎn)突破名稱名稱葉綠體葉綠體分布分布主要存在于綠色植物的葉肉細(xì)胞和幼
6、莖的皮層主要存在于綠色植物的葉肉細(xì)胞和幼莖的皮層細(xì)胞中細(xì)胞中形態(tài)形態(tài)扁平的橢球形或球形扁平的橢球形或球形結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)雙層膜內(nèi)含有幾個(gè)到幾十個(gè)基粒雙層膜內(nèi)含有幾個(gè)到幾十個(gè)基粒(由許多片層由許多片層結(jié)構(gòu)的薄膜重疊而成結(jié)構(gòu)的薄膜重疊而成)，基粒之間充滿了基質(zhì)，基粒之間充滿了基質(zhì)主要成分主要成分類囊體的薄膜上分布有光合作用的色素和酶，基類囊體的薄膜上分布有光合作用的色素和酶，基質(zhì)中有光合作用所需的酶、少量的質(zhì)中有光合作用所需的酶、少量的DNA和和RNA功能功能葉綠體中的色素能吸收、轉(zhuǎn)化、傳遞光能，葉綠葉綠體中的色素能吸收、轉(zhuǎn)化、傳遞光能，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所體是進(jìn)行光合作用的場所圖示圖示外膜，外膜，
7、內(nèi)膜，內(nèi)膜，基粒，基粒，基質(zhì)基質(zhì)2.葉綠體中的色素及色素的吸收光譜 由圖可以看出：(1)葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍(lán)紫光的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少 【對位訓(xùn)練】1(2011長沙一中月考長沙一中月考)下列關(guān)于葉綠體的描述，下列關(guān)于葉綠體的描述，正確的是正確的是A葉綠體中的類胡蘿卜素主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠體中的類胡蘿卜素主要吸收紅光和藍(lán)紫光BCO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上C葉綠體外表的雙層膜上具有葉綠素和酶葉綠體外表的雙層膜上具有葉綠素和酶D基粒由類囊體堆疊而
8、成基粒由類囊體堆疊而成 解析本題主要考查葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。葉綠體中的類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故A錯(cuò)誤；在光合作用過程中，水的光解發(fā)生在類囊體薄膜上，CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，故B錯(cuò)誤；葉綠體的葉綠素主要分布在類囊體薄膜上，酶主要分布在葉綠體內(nèi)膜上，故C錯(cuò)誤；葉綠體的基粒由許多片層結(jié)構(gòu)的薄膜重疊而成。答案D2(2012蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市一次調(diào)查)某同學(xué)從楊樹葉片中提取并分離得到4種葉綠體色素樣品，經(jīng)測定得到下列吸收光譜圖，其中屬于葉綠素b的是解析葉綠體中的色素有四種，即葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素。葉綠素a、葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光，胡蘿卜素
9、和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。答案A1光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較 考點(diǎn)二：光合作用的過程分析光合作用的過程分析項(xiàng)目項(xiàng)目光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)條件條件需色素、酶，必須在光需色素、酶，必須在光下下不需要色素，需要酶，有不需要色素，需要酶，有光、無光都可以光、無光都可以場所場所葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的基質(zhì)中葉綠體的基質(zhì)中物質(zhì)物質(zhì)變化變化能量能量變化變化光能轉(zhuǎn)化成活躍的化光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中中ATP中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)化為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能定的化學(xué)能聯(lián)系聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和能量和能量(ATP)暗反應(yīng)
10、產(chǎn)生的暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和和Pi為光反應(yīng)合成為光反應(yīng)合成ATP提提供原料。如圖：供原料。如圖：2.反應(yīng)式及元素去向 【對位訓(xùn)練】3(2012山東煙臺(tái)高三期末山東煙臺(tái)高三期末)卡爾文用同位素標(biāo)記卡爾文用同位素標(biāo)記法追蹤碳元素在光合作用過程中的運(yùn)行：在供給小球藻后法追蹤碳元素在光合作用過程中的運(yùn)行：在供給小球藻后的的60s內(nèi)，相隔不同時(shí)間取樣，殺死細(xì)胞并以層析法分析內(nèi)，相隔不同時(shí)間取樣，殺死細(xì)胞并以層析法分析細(xì)胞代謝產(chǎn)物。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞代謝產(chǎn)物。發(fā)現(xiàn)7s后的代謝產(chǎn)物中有多達(dá)后的代謝產(chǎn)物中有多達(dá)12種產(chǎn)物含種產(chǎn)物含有放射性，而有放射性，而5 s內(nèi)的代謝產(chǎn)物大多集中在一種物質(zhì)上，內(nèi)的代謝產(chǎn)物大多集中在一種物
11、質(zhì)上，該物質(zhì)是該物質(zhì)是A五碳化合物BATPC三碳化合物 D葡萄糖解析在光合作用中CO2中C的轉(zhuǎn)移途徑是CO2C3有機(jī)物，故C正確。答案C4.(2011鹽城中學(xué)期中)如圖表示植物光合作用的一個(gè)階段，下列各項(xiàng)敘述正確的是A該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體BC3生成C6H12O6需要H、ATP和多種酶C 提 高 溫 度 一 定 能 促 進(jìn)C6H12O6的生成D無光條件有利于暗反應(yīng)進(jìn)行解析本題主要考查光合作用的基本過程。圖示為光合作用的暗反應(yīng)階段，該反應(yīng)進(jìn)行的場所是葉綠體基質(zhì)，故A錯(cuò)誤。C3生成C6H12O6需在多種酶的催化下，利用ATP提供的能量，通過H的還原進(jìn)行，故B正確。若在最適溫度條件下，提高溫度
12、會(huì)降低酶活性，會(huì)使反應(yīng)減弱，故C錯(cuò)誤。在無光條件下，暗反應(yīng)會(huì)因H和ATP的缺乏受到限制，故D錯(cuò)誤。答案B 1光照強(qiáng)度(1)光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線分析考點(diǎn)三：影響光合作用的環(huán)境因素及應(yīng)用影響光合作用的環(huán)境因素及應(yīng)用 A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長)，B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為
13、光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了，C點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。限制C點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。(2)應(yīng)用陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽生植物低，如圖中虛線所示。間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。 2CO2濃度(1)CO2濃度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線曲線表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度的增加而增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。A點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)。B點(diǎn)表示CO2飽和點(diǎn)。
14、限制B點(diǎn)的因素是酶的數(shù)量和最大活性及光照強(qiáng)度等環(huán)境因素。(2)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合作用強(qiáng)度。3溫度對光合作用速率的影響(1)溫度主要通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。(2)應(yīng)用：冬季，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；晚上可適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。 【特別提醒】當(dāng)外界條件變化時(shí)，當(dāng)外界條件變化時(shí)，CO2(光光)補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律如下：補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律如下：若呼吸速率增加，若呼吸速率增加，CO2(光光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。移。若呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降若呼吸速率基本不變，條件的改
15、變使光合速率下降時(shí)，時(shí)，CO2(光光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。陰生植物與陽生植物相比，陰生植物與陽生植物相比，CO2(光光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都相應(yīng)向左移動(dòng)。都相應(yīng)向左移動(dòng)。 【對位訓(xùn)練】5 5(2010(2010安徽理綜安徽理綜) )為探究影響光合作用強(qiáng)度的因?yàn)樘骄坑绊懝夂献饔脧?qiáng)度的因素，將同一品種的玉米苗置于素，將同一品種的玉米苗置于2525條件下培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果條件下培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請回答：如圖所示。請回答： (1)與D點(diǎn)相比，B點(diǎn)條件下限制玉米CO2吸收量的因素是_，C點(diǎn)條件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是_。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在_的條件
16、下施肥效果明顯，除本實(shí)驗(yàn)所涉及的因素外，從增加光合面積的角度考慮，采取_措施能提高玉米的光能利用率。解析本題以曲線圖的形式考查考生對影響光合作用速率的因素的理解，意在考查考生獲取信息的能力和實(shí)驗(yàn)分析能力。(1)依圖可知，影響光合作用的因素有土壤含水量、施肥情況和光照強(qiáng)度等。解題時(shí)，要遵循單一變量原則，B點(diǎn)與D點(diǎn)相比，土壤含水量和施肥情況相同，不同之處在于光照強(qiáng)度，故限制B點(diǎn)玉米CO2吸收量的因素為光照強(qiáng)度。限制C點(diǎn)玉米CO2吸收量的因素為土壤含水量。(2)從曲線圖可知，在土壤含水量為20%40%的條件下，施肥和未施肥的兩條曲線重疊，在土壤含水量為40%60%的條件下，施肥效果明顯；從增加光合面
17、積的角度考慮，提高光能利用率的措施有合理密植、間種和套種等。本小題易忽視題干中的限定范圍，而錯(cuò)答為“提高CO2濃度，適當(dāng)提高溫度”等。答案(1)光照強(qiáng)度(或光強(qiáng))土壤含水量(2)土壤含水量40%60%合理密植 (1)實(shí)驗(yàn)原理：綠葉中的各種色素能溶于有機(jī)溶劑(無水乙醇或丙酮)中，而不溶于水，從而使色素從生物組織中脫離出來。各種色素在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度也不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素分離開。 考點(diǎn)四：葉綠體中色素的提取和分離葉綠體中色素的提取和分離(2)實(shí)驗(yàn)程序： (3)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵：葉片要新鮮、顏色要深綠，含有較多色素。研
18、磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被活細(xì)胞內(nèi)的葉綠素酶水解。充分研磨使葉綠體完全破裂，提取較多的色素。濾液細(xì)線不僅要求細(xì)、直，而且要求含有較多的色素，所以要求待濾液干后再畫23次。濾液細(xì)線不能觸及層析液、否則色素溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。 【對位訓(xùn)練】6(1)甲同學(xué)利用新鮮的玉米綠色葉片進(jìn)行甲同學(xué)利用新鮮的玉米綠色葉片進(jìn)行“葉綠體葉綠體中色素的提取和分離中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，在濾紙上出現(xiàn)了四條清晰的實(shí)驗(yàn)，在濾紙上出現(xiàn)了四條清晰的色素帶，其中呈黃綠色的色素帶為色素帶，其中呈黃綠色的色素帶為_。(2)該同學(xué)改變層析液組成后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，濾紙條該同學(xué)改變層析液組成后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，濾紙條
19、上只出現(xiàn)了黃、綠兩條色素帶。他用刀片裁出帶有色素帶上只出現(xiàn)了黃、綠兩條色素帶。他用刀片裁出帶有色素帶的濾紙條，用乙醚分別溶解條帶上的色素，濃縮后用一分的濾紙條，用乙醚分別溶解條帶上的色素，濃縮后用一分析儀器檢測，通過分析色素溶液的析儀器檢測，通過分析色素溶液的_來判斷條帶的來判斷條帶的色素種類。色素種類。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束幾天后，乙、丙兩同學(xué)發(fā)現(xiàn)部分預(yù)留葉片已變黃。乙同學(xué)認(rèn)為這是由葉片中某些色素降解所造成的，丙同學(xué)則認(rèn)為是由某些色素含量增加所造成的。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，你將如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來判斷兩位同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確？解析本題考查驗(yàn)證生物學(xué)事實(shí)、正確分析和處理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果等基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，同時(shí)考查了對生物學(xué)
20、問題進(jìn)行初步探究的能力。(1)葉綠體中四種色素及其顏色分別是：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。(2)不同色素的吸收光譜不同。據(jù)此可用光譜分析儀來判斷色素的種類。(3)通過設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)來探究發(fā)黃的葉片中某些色素是否因降解而減少，某些色素是否含量增加。對照組選取正常未發(fā)黃的葉片，實(shí)驗(yàn)組選取已變黃的葉片，通過提取分離這兩種葉片中的色素，比較各種色素的含量，得出結(jié)論。 答案(1)葉綠素b(2)吸收光譜(3)從預(yù)留的葉片中挑選出足量的、分量相等、大小相近的已變黃的葉片和尚未變黃的葉片為實(shí)驗(yàn)材料，在相同條件下，再次進(jìn)行色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，測定和記錄結(jié)果，比較這
21、兩種葉片各種色素的組成及含量后，得出結(jié)論。當(dāng)外界因素中光照強(qiáng)度、CO2濃度驟然變化時(shí)，短時(shí)間內(nèi)將直接影響光合作用過程中C3、C5、H、ATP及(CH2O)生成量，進(jìn)而影響葉肉細(xì)胞中這些物質(zhì)的含量，它們關(guān)系歸納如下： 答題技能培養(yǎng)方法體驗(yàn)一、光合作用條件驟變對各物質(zhì)量的變化的一、光合作用條件驟變對各物質(zhì)量的變化的 分析方法分析方法條件條件C3C5H和和ATP(CH2O) 合成量合成量停止光照停止光照CO2供應(yīng)不變供應(yīng)不變增加增加下降下降減少或沒有減少或沒有減少或沒有減少或沒有突然光照突然光照CO2供應(yīng)不變供應(yīng)不變減少減少增加增加增加增加增加增加光照不變光照不變停止停止CO2供應(yīng)供應(yīng)減少減少增加增
22、加增加增加減少或沒有減少或沒有光照不變光照不變CO2供應(yīng)增加供應(yīng)增加增加增加減少減少減少減少增加增加光照不變光照不變CO2供應(yīng)不變供應(yīng)不變(CH2O)運(yùn)輸受阻運(yùn)輸受阻增加增加減少減少增加增加減少減少【典例1】(2011山東煙臺(tái)模塊檢測山東煙臺(tái)模塊檢測)如圖所示為研究如圖所示為研究光照強(qiáng)度和光照強(qiáng)度和CO2濃度對某植物光合作用速率的影響。下列濃度對某植物光合作用速率的影響。下列有關(guān)敘述中不正確的是有關(guān)敘述中不正確的是 A曲線中a點(diǎn)轉(zhuǎn)向b點(diǎn)時(shí)，葉綠體中C3濃度升高B曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時(shí)，葉綠體中C5濃度升高C在一定范圍內(nèi)增加光照和CO2濃度，有利于提高光合效率D曲線中c點(diǎn)產(chǎn)生的限制因素可能是葉綠體
23、中酶的數(shù)量【解析】主要考查了影響光合作用的因素。在CO2濃度為1%的曲線上，從a點(diǎn)到b點(diǎn)即增加光照強(qiáng)度，光反應(yīng)加快，產(chǎn)生的ATP、H增多，使得暗反應(yīng)也加快，故C3含量降低。在光照強(qiáng)度相同時(shí)，d點(diǎn)的CO2濃度比b點(diǎn)要低，會(huì)影響到CO2的固定，故C5含量增加。從圖中可以看出，c點(diǎn)時(shí)光合作用速率達(dá)到最高(不再增高)，葉綠體中酶的數(shù)量是限制因素之一?！敬鸢浮緼二、光合速率與呼吸速率的計(jì)算方法真正光合速率凈光合速率呼吸速率。由關(guān)系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：(1)光合作用產(chǎn)氧量氧氣釋放量細(xì)胞呼吸耗氧量(2)光合作用固定CO2量CO2吸收量細(xì)胞呼吸釋放CO2量(3)光合作用葡萄糖產(chǎn)生量葡萄糖積累
24、量(增重部分)細(xì)胞呼吸消耗葡萄糖量【典例2】(2011濟(jì)南一模)將某綠色植物放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究溫度對光合作用與呼吸作用的影響(其余的實(shí)驗(yàn)條件都是理想的)，實(shí)驗(yàn)以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示： 溫度溫度5101520253035光照下吸收光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中釋放黑暗中釋放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50下列對該表數(shù)據(jù)分析正確的是A不停地光照，溫度在35時(shí)該植物不能生長B不停地光照，該植物生長的最適宜溫度是30C每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗、溫度均保
25、持20，該植物積累的有機(jī)物最多D每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗、溫度在30時(shí)該植物積累的有機(jī)物是10時(shí)的2倍【解析】植物生長速度與其有機(jī)物積累速度有關(guān)，植物光照下吸收的CO2代表其凈光合強(qiáng)度，故晝夜不停地光照，在35時(shí)該植物可以生長。晝夜不停地光照，在25時(shí)該植物生長相對最快。每天光照12小時(shí)，20時(shí)該植物積累的有機(jī)物最多；每天光照12小時(shí)，30時(shí)積累的有機(jī)物是10時(shí)的0.5倍?！敬鸢浮緾 【典例1】如圖甲表示某種植物光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，圖乙表示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩種氣體的體積)，下列說法不正確的是(注：不考慮無氧呼吸)易誤警示一、對不同狀況下，植物氣體
26、代謝的特點(diǎn)模糊A影響m3大小的外界因素有光照強(qiáng)度和溫度等B甲圖中a、b、c、d、e任意一點(diǎn)，乙圖中都有m1n10，m2n20C甲圖中e點(diǎn)以后，乙圖中n4不再增加，限制因素主要是光反應(yīng)D甲圖中c點(diǎn)時(shí)，乙圖中有m1n1m4n4【嘗試解答】_【解析】乙圖中m1m4分別表示線粒體釋放、細(xì)胞釋放、細(xì)胞吸收、葉綠體吸收的CO2量，n1n4分別表示線粒體吸收、細(xì)胞吸收、細(xì)胞釋放、葉綠體釋放的O2量。A項(xiàng)正確，甲圖中的縱坐標(biāo)數(shù)值是整個(gè)細(xì)胞吸收的CO2量，即為乙圖中的m3。B項(xiàng)錯(cuò)誤，如在e點(diǎn)時(shí)，葉綠體產(chǎn)生的O2足夠線粒體呼吸消耗，n20。C項(xiàng)正確，甲圖中e點(diǎn)以后，乙圖中n4不再增加，即達(dá)到光飽和，其主要原因是葉
27、綠體中的色素有限，來不及吸收和利用太多的光能。D項(xiàng)正確，甲圖中c點(diǎn)時(shí)，光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率，故有m1n1m4n4。 B【糾錯(cuò)筆記】(1)黑暗狀況時(shí)：植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用。此狀態(tài)下，植物從外界吸收O2，并將細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2釋放到體外。(2)較弱光照時(shí)：植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，且光合作用速率小于或等于細(xì)胞呼吸速率。光合作用速率小于細(xì)胞呼吸速率時(shí)，植物從外界吸收O2，并將細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2釋放到體外。 光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)，植物光合作用產(chǎn)生的O2用于細(xì)胞呼吸，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2用于光合作用，植物與外界不進(jìn)行氣體交換，即沒有O2和CO2的吸收與釋放。(3
28、)較強(qiáng)光照時(shí)：植物同時(shí)進(jìn)行細(xì)胞呼吸和光合作用，且光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。此狀態(tài)下，植物光合作用產(chǎn)生的氧氣除用于植物的有氧呼吸消耗之外，其余的氧氣釋放到周圍的環(huán)境中。植物光合作用所利用的CO2除來自植物自身細(xì)胞呼吸外，不足的部分從外界吸收。 【典例2】在充滿N2與CO2的密閉容器中，用水培法栽培幾株番茄，CO2充足。測得系統(tǒng)的呼吸速率和光合速率變化曲線如圖，請回答問題。二、對影響光合作用的因素分析不到位(1)9h10h間，光合速率迅速下降，推測最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是_；10h時(shí)不再產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是_；若此環(huán)境因素維持不變，容器內(nèi)的O2含量將逐漸下降并完全耗盡，此時(shí)另一細(xì)胞器即_停止
29、ATP的合成，_成為ATP合成的惟一場所。(2)若在8h時(shí)，將容器置于冰浴中，請推測光合速率會(huì)出現(xiàn)的變化及其原因。 【常見錯(cuò)誤】【正確解答】(1)光照強(qiáng)度葉綠體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(2)光合速率下降，相關(guān)酶的活性因降溫而下降。易錯(cuò)題號易錯(cuò)題號常見錯(cuò)誤常見錯(cuò)誤(1)最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是“溫度溫度”(2)“光合速率為光合速率為0”或或“光合作用的條件改光合作用的條件改變導(dǎo)致光合速率下降變導(dǎo)致光合速率下降”【糾錯(cuò)筆記】錯(cuò)填的原因主要是：易錯(cuò)題號易錯(cuò)題號錯(cuò)因分析錯(cuò)因分析(1)不能全面準(zhǔn)確地分析影響光合作用的因素。影響不能全面準(zhǔn)確地分析影響光合作用的因素。影響光合作用的因素主要有光照強(qiáng)度、光合作用的因素主要有光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫濃度和溫度，因?yàn)槎?，因?yàn)镃O2充足，就錯(cuò)誤地認(rèn)為此時(shí)影響光合充足，就錯(cuò)誤地認(rèn)為此時(shí)影響光合作用的因素是溫度，忽略了圖中的關(guān)鍵信息作用的因素是溫度，忽略了圖中的關(guān)鍵信息(呼呼吸速率吸速率)未發(fā)生急劇變化未發(fā)生急劇變化(2)組織答案針對性不強(qiáng)，缺乏規(guī)范性。要將原因和組織答案針對性不強(qiáng)，缺乏規(guī)范性。要將原因和結(jié)果表達(dá)清楚，將容器置于冰浴中，由于溫度降結(jié)果表達(dá)清楚，將容器置于冰浴中，由于溫度降低，導(dǎo)致酶活性下降，而致使光合速率下降低，導(dǎo)致酶活性下降，而致使光合速率下降點(diǎn)擊此處進(jìn)入知能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練
高考生物一輪課件 第三單元第11講能量之源—光合作用 新人教版
