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1、学案10能量之源一一光与光合作用课前探究案【预习目标】1 .能够明确说出叶绿体中色素的提取和分离的方法和步骤及所用试剂。2 .明确说出细胞中色素的分布和种类及相关的作用。3 .明确说出光合作用发现历程中各个实验的各步操作的意义。4 .掌握光合作用的方程式,及反应过程【基础知识回顾】1.“绿叶中色素的提取与分离”实验(1)色素提取液: 。(2)色素分离方法: 法。(3)色素分离原理:四种色素在层析液中 不同,溶解度高的扩散速度 。(4)分离结果:滤纸条上自上而下呈现四条色素带。(5)该实验中化学物质的作用:二氧化硅的作用是使 ;碳酸钙的作用是 2.叶绿体中色素的种类、含量及作用色素名称颜色溶解度
2、色素种类含量吸收光的种 类(主要)取大1/4口黄色蓝绿色叶绿素3/4最小含量最多的色素为 ,含量最少的为;在滤纸条上两者之间相距最远的为 ;光合作用中最有效的光为 ,最无效的光为 。3、叶绿体的结构和功能(1)结构:一般呈扁平的椭球或球形,外表具 ,内部有许多 ,每个基粒有 一个个囊状结构堆叠而成,这些囊状结构称为 ,吸收光能的四种色素分布于上。(1) 功能:叶绿体是进行 的场所,其内不仅分布有光合色素,还有许多进行光合作用所必需 的 。4、光合作用的发现历程(2) 1771年,英国科学家普利斯特利证明: ,但不知道更新何种气体。(3) 1779年,荷兰科学家英格豪斯证明:普利斯特利的实验只有
3、在 才能成功,即光合作用条 件需要。(4) 1785年,随着空气组成成分的发现,人们才明确绿叶在光下放出和吸收的气体分别是 (5) 1864年,德国植物学家萨克斯的实验证实:光合作用的产物除氧气外还有 。(6) 1939年,美国科学家鲁宾和卡门利用 法证明:光合作用释放的氧气来自水。(7) 20世纪40年代,美国科学家卡尔文,利用 技术最终探明了 中的碳在光 合作用中转化成 中碳的途径。(7)光合作用的总反应式:5、光合作用过程条件:场所:光-一水的光解出0田+,。21物质变化_ “骑ATP 的生成: ADP+HtATP、能量变化:光能一中活跃的化学能r*#:场所:鹭质 变.化,C(h 的固定
4、;C0t+C3* 2C*醛COj 的还口 +fl y一-viATP ADF+Pi NADPH NADP.(CI1ao )M吐风口L能量变化:中活般的化学能f (凶。)中稳定的化学能总反应式:6、光合作用原理的应用光合作用强度是指绿色植物在单位时间内通过光合作用制造 的数量。影响光合作用强度的因素包括:空气中 的浓度、土壤中 和矿质元素的过少、光照 的和光的以及温度的高低。7、化能合成作用概念:某些细菌能够利用体外环境中的某些 氧化时所释放的能量来制造 的合成作用。实例:硝化细菌能利用 氧化成 和时所释放的化学能, 将和合成。【自我检测】1.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,
5、其叶片光合作用强度下降,原因是()A.光反应强度升高,暗反应强度降低B. 光反应强度降低,暗反应强度降低升高C.反应强度不变,暗反应强度降低降低D.反应强度降低,暗反应强度降低不变2、某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是()A .光吸收差异显著,色素带缺第2条 B .光吸收差异不显著,色素带缺第2条C .光吸收差异显著,色素带缺第3条 D .光吸收差异不显著,色素带缺第3条3、下列有关叶绿体及光合作用的叙述,正确的是()A.破坏叶绿体外膜后, Q不能产生B.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变
6、C.与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D.离体的叶绿体基质中添加 ATP NADP丽CO后,可完成暗反应4.某种铁线莲的根茎可作中药,有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果,相关叙述正确的是(多选)()遮光比例 (%)叶绿素a/b叶绿素含量 (mg/g)净光合速率(从mol nT* s)植株干重 (g)()4.82.1a.o7.5105.32.39.69.9305.22,48.99,2504.42.65.27.2704 A2.92.74,8903.3*003.2A.适当的遮光处理,可提高其干重B.叶绿素含量与净光合速率呈正相关C.叶2素a/b可作为其利用
7、弱光能力的判断指标D.遮光90%寸,铁线莲不进行光合作用5.中国的饮食讲究“色香味”,颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素,他以生长很快 的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。I .提取叶绿素过滤瞳 rmvai秣缩懑叶象素粗产居:出.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(约 25 C)下进行实验,方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液(mD调pH至处理时间(min)溶液颜色3.0Y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注:叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果,请回答:(1)提取食用叶绿素的 X应该为,原因
8、是 。(2)表中Y应该为,原因是。(3)若用作食品色素,天然叶绿素色素不适用于 食品,否则 (4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素,请你提供监测方法并写出主要步骤。学案10能量之源一一光与光合作用课内探究案第一课时【学习目标】1 .准确掌握叶绿体中色素的提取和分离的方法及色素的分类。2 .能够准确分析光合作用的基本过程的图解,及外界条件变化引起的物质量的改变。【合作学习精讲点拨】【探究点一】“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析【例题1】关于绿叶中色素的提取和分离实验:(1)在“叶绿体色素的提取和分离实验 中,将叶绿体色素进行分离的方法名称是: (2)某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实
9、验时,操作情况如下表述:将5g新鲜完整的菠菜叶,放在研钵中,加入无水乙醇、石英砂、碳酸钙以后,迅速研磨。用毛细吸管吸取少量滤液,沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复 画23次。把画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散。实验结果失败,请指出其错误:思考:下图是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答:绿叶ABC图中步骤加入研钵内的物质:10 mL ,作用是;B.少许,作用是研磨得充分:C少许,作用是(2)图中步骤将精糊状的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部放有图中步骤剪去两角的作用是,画滤液细线的要求是(4)图中步骤中关键应注意;加盖
10、的目的是;色素带最宽的是,扩散速度最快的是提升:色素提取液呈淡绿色的原因【变式训练】1、做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时,某同学有以下操作: 将5g新鲜菠菜叶片剪碎放在研钵中,加入丙酮后直接进行研磨1cm处用钢笔画一条横线将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端 为增强实验效果,将滤液线画粗些将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入到层析液中,让滤液细线浸入层析液中这位同学错误的操作步骤是()A.B . C .D .2、阳光通过三棱镜能显示七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间,连续光谱中就会出现一些黑色条带,这些条带应位于()A、绿色区B、红光区和绿光区C、蓝紫光
11、区和绿光区D、红光区和蓝紫光区【探究点二】“光合作用的探究历程”的分析【例题2】在光合作用的发现过程中,几位科学家做了几个著名实验,这些实验设计都有逻辑上的严密性。下列叙述中不正确的是A.普里斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,小鼠不会死亡,证明了绿色植物在光照下吸收CO,放出Q,从而更新空气B.萨克斯的实验证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉C.恩吉尔曼的实验证明氧气是叶绿体释放出来,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所D.鲁宾和卡门用同位素 180分别标记CO和HbO,供绿色植物利用,分析各自放出的氧一一证明光合作用释放的氧气全部来自 HbO思考:、光合作用发现实验中的变量分析在光
12、合作用的发现中,科学家们利用了对照实验,使结果和结论更科学、准确。萨克斯:自身对照,自变量为 ,因变量为颜色变化。恩格尔曼:自身对照,自变量为光照(照光处与不照光处;黑暗与完全曝光),因变量 为。鲁宾和卡门:相互对照,自变量为(H218O与C18Q),因变量为02的放射性。普利斯特利:缺少空白对照,实验结果说服力不强。2、恩格尔曼实验在设计上的巧妙之处是选用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中,便于观察和分析研究。是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排除了环境中光线和氧的影响。从而确保实验能够正常进行。是选用极细的光束照射,并且用好氧细菌进行检
13、测,从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。是进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验,从而明确实验结果完全是由光照引起的【变式训练】1、下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的实验,你认为哪一个的结果是不可能是()A.将叶绿素的酒精提取液置于适宜光源的照射下5h,加碘液处理后溶液呈蓝色B.在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一片叶,用酒精隔水加热脱色,并加碘液处理叶片,显微镜下观察到叶绿体变成蓝色C.叶绿体色素的酒精提取液放于自然光和三棱镜之间,从三棱镜的一侧观察,连续光谱中变暗(暗带)的区域是红光和蓝紫光区域D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14C0的密闭透明的照光小室内,3小
14、时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在2、德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后,再把叶片 的一部分遮光,其它部分曝光。一段时间后,将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理,结果遮光部分不变蓝,曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是()本实验未设对照组有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态实验证明叶绿体利用光照将 CO转变成了淀粉A.只有B.只有C.只有D.一全部【探究点三】光合作用过程分析【例题3】下图为光反应、暗反应联系示意图,请根据图回答下面的问题:(1 d(2)(3)(4)填出图中字母所表示的物质;a
15、d降至极低水平,则小麦叶片中的三碳化合物含量 ,光反应为暗反应提供了 光合作用中的能量转变是:光能一 如小麦在适宜条件下栽培,突然将会思考:光照和CO浓度变化对细胞内 。、。、H、ATP及(CHO)含量的影响条件C3C5H、ATPADP(CHO)停止光照,CO供应不变光照不变,停止CO供应提升:光反应与暗反应的区别和联系项目光反应暗反应区别实质条件场所物质转化能量转化联系【变式训练】1、对光合作用过程中物质转变途径的叙述中,不正确的是()A.碳原子:CGC3化合物一(CH。B .氧原子:H2CH02C.氢原子:H2-ATD ( CHO)D .氧原子:CC2C3化合物一(CH2CO2、在光合作用
16、的暗反应中发生的反应过程有()CO的固定0 2的释放糖的生成H2。的分解C3化合物的还原A .B.C.D.【当堂检测】1、生物学是一门实验科学,下列有关生物学实验的叙述正确的是()A.从叶绿体中提取色素的原理是叶绿体色素能溶解在丙酮酸中,不同色素溶解度不同B.用过氧化氢作实验材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响C.恩格尔曼的水绵实验中好氧细菌的作用是检测水绵细胞内光合作用释放氧气的部位D.萨克斯的半叶法实验中须先将叶片摘下置于暗处,以消耗掉叶片中的各种有机物2、下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是()A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B. HbO在光下分解为H和02的过程发生在基质中C
17、. CO的固定过程发生在类囊体薄膜上D.光合作用的产物一一淀粉是在基质中合成的3、右图为绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意图,1、2、3分别表示不同代谢过程。以下表达正确的是()A.中水参与过程第二阶段的反应,产生于第三阶段,测定叶片的的强度 一定要将装置放在黑暗中B.在叶绿体囊状结构上进行,一定在黑暗中才可以进行C.中产生的 Q用于的第二阶段,生成 CO,释放出少量能量D. X代表的物质在叶绿体中的移动方向为从叶绿体的基质移向叶绿体的囊状结构学案10:能量之源一一光与光合作用课内探究案第二课时【学习目标】1、能够准确判断外界条件骤变引起的物质变化,并能够说明理由。2、能够准确分析影响光
18、合作用的因素的曲线,并能够在农业生产中应用。3、掌握化能合成与光合作用的区别。【课前三分钟】判断外界条件骤变引起的物质变化图1表示光合作用部分过程的图解,图2表示改变光照后,与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。根据图回答:国1图2(1)图1中A表示的物质是 ,它由 产生,其作用是 。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于 。若用放射性同位素标记 14C0,则14C 最终进入的物质是 。(3)图2中曲线 a表示的化合物是 ,在无光照时,其含量迅速上升的原因(4)曲线b表示的化合物是 ,在无光照时,其含量下降的原因是: 【合作学习精讲点拨】【探究点四】影响光合作用的因素【
19、例题4】请回答下列有关光合作用的问题:(1)光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响。其中,光照强度直接影响光合作用的 过程;二氧化碳浓度直接影响光合作用的 过程。(2)甲图表示在二氧化碳充足的条件下,某植物光合速度与光照强度和温度的关系。在温度为10C、光照强度大于 千勒克司时,光合速度不再增加。当温度为30C、光照强度小于L3千勒克司时,光合速度的限制因素是 。根据甲图,在乙图的坐标上标出光照强度为L2 千勒克司,温度分别为10C、20C和30 c时的光合速度。光合速度甲光腿强度(千勒克司】10 20【例题5】下列冠曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中,不正确的是
20、()A.图中的X因素可表示CO浓度,植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低B.图中,阴生植物的 b点值一般比阳生植物的低C.图中Z因素(Z3Z2Zi)可以表示CQ浓度,当光照强度小于 c值时, 限制光合速率增加的主要因素是光照强度D.图中Y因素最有可能代表光照强度归纳点拨1 .光照强度(1)曲线分析A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的CQ量可表示此时细艇呼吸的强度.。一AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CQ2释放量逐渐减少,这是因为细胞呼吸释放的CQ有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度大王光合作用强度?B点:细胞呼吸释放的 CQ全部用于光合作用,即/盒H血度
21、至壬细而讪逐度一一(光 照强度只有在 B点以上时,植物才能正常生长),B点所示光照强度称为光补偿点葭.BC段:表明随着光照强度不断加强 ,光合作用强度不断加强,到C点以二水汨加强了,C点所示光照强度称为光饱和点口C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是 色素含量酶的数量和最大适也,外部因素是除光照强度之处的其他外境因素.一.g啜收量 S样放B(2)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如上图中虚线所示。间作套种农作物、合理密植,可有效地利用光能。2 .CQ2浓度(1)曲线分析在一定范围内,光合作用速率随CQ浓度的增加而增大,但当CQ浓度增加到一定范围c01al 度后,光合作用速率不
22、再增加。图中的A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的 CO浓度,即CO补偿点。B点表示CO饱和点,限制 此点后光合速率的内而亩素息脩而薮壹而重入沽程,外部因素是温度及品丽i谑等其他环境画素:(2)应用:在农业生产中大田作物可通过“正其行 ,通其风”、增施农家肥等措施增大 CO浓度,大棚作物 可通过通风换气、增施农家肥、与鸡舍鸭舍猪舍相通、使用CO发生器等措施增大 CO浓度,提高光合作用强度。3.温度(1)曲线分析0103030 40 W S1度/十;温度主要通过影响与光合作用有关酶的适性更影响光合作用速率。(2)应用:冬季,温室栽培可适当提高温度;晚上可适当降低温度,以降低细胞 呼吸消耗有机
23、物。【变式训练】1、下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系,请据图回答:急 H光期惺度IO 20 30 37图甲两乙(1)甲图表示在光照弱的情况下,光合作用随 光八布用速率宓激法g的增加成正比增加,这种情况下,可以认为此时影响光合作用的过程是 阶段。(2)从图甲可见,光照强度超过某一强度时,光合作用速度不再增加,且有稳定发展的趋势,这种变化主要决定于 ,此时光合作用的 阶段受到限制。(3)图乙中C点表示光照强度为 B时,是植物生长的 ,出现CD段的原因(4)请在图甲中绘制 50c时植物光合作用速度变化的曲线。(5)根据图甲,在图乙绘制光照强度为A时,不同温度下光合作用速率变化曲线。2、如
24、图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线,图乙表示将A植物放在不同浓度CO环境条件下,A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答:(1)在较长时间连续阴雨的环境中,生长受到显著影响的植物是 。(2)图甲中的“ a”点表示。如果以缺镁的完全营养液培养 A植物幼苗,则b点的移动方向是(3)在c点时,叶绿体中 ADP的移动方向是从 向 方向移动。如下图所示中与 c点相符合的是D(4) e点与d点相比较,e点时叶肉细胞中 Q的含量; e点与f点相比较,e点 时叶肉细胞中 G的含量。(填“高”、“低”或“基本一致”)(5)当光照强度为g时,比较植物 A、B的有机物积累速率 M、M的
25、大小和有机物合成速率 Ni、Nk的大小,结果应分别为 M M 2、Ni N 2。(6)增施农家肥可以提高光合效率的原因是:【探究点五】化能合成作用1、概念:化能合成作用是一些生物(如硝化细菌)利用化学能(体外环境物质氧化释放的能量 )把CO和H2 O合成储存能量的有机物的过程。2、实例:硝化细菌主要有两类:一类是亚硝化细菌,可氨氧化成亚硝酸;另一类是硝化细菌,可以把 亚硝酸氧化成硝酸,两者释放的能量都能把无机物合成有机物。除了硝化细菌外,常见的还有硫细菌、 铁细菌等。思考:1、硝化细菌合成有机物所需要的能量从何而来? 2、光合作用与化能合成作用有何异同点?变式训练:下图表示生物体部分代谢过程,
26、有关分析正确的是:A.噬菌体进行过程为自身生命活动提供能量B.能进行过程的生物无核膜,属于生产者C.和过程只能发生于不同细胞中D.过程只能在植物细胞的叶绿体中进行学案10能量之源一一光与光合作用答案课后拓展案1.下列物质中,可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有()A.水、二氧化碳、 ATPB.氧气、水、 ATPD. ADP Q、水C.水、ADP Pi2、生长于弱光照条件下的植物,当提高CO浓度时,其光合作用速度并未随之增加, 主要原因在于()A.蒸腾作用过慢BC.暗反应速率过快D3.如图中所示的玻璃容器中,注入一定浓度的小液面上方的气体压强, 会看到叶片沉入水中。.光反应速率不高.呼吸作用过快N
27、aHCO液并投入少量的新鲜绿叶碎片,然后,设法减然后再用光照射容器,又会发现叶片重新浮出液面。以下分析正确的是()A.改变温度,不影响叶片开始上浮所需的时间B.改变光照强度,不影响叶片开始上浮所需的时间C.改变NaHCO容液的浓度,不影响叶片开始上浮所需的时间D.若将装置置于黑暗中,上浮的叶片又会下沉4.某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。他取 A B C、D四株都有5片叶的小白菜,用直径lcm的打孔器打取小叶圆片各10片,并设法抽去气体使之下沉,置于光下。取100mL三角瓶四个,编号 1、2、3、4,按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。下列评价或修改不合理的是()号实验处理冢
28、)mtn内上浮 叶圆片数 (片)叶阿片来源叶画片数 (片)口来水inL)NaHCOa (gJ1A10400_22B1040163C1040344D104055A.自变量二氧化碳浓度的控制不严格B.只要控制光照、温度相同即可C.实验材料本身存在的差异会影响实验结果D.制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处5.在两个相同的密闭、透明玻璃室内各放置一盆长势相似的甲、乙两种植物幼苗,在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下,用红外线测量仪定时测量玻璃室内的CO含量,结果如下表(假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变 )。下列有关分析,错误的是()记录时间(min)05101520253035404
29、5甲种植物(mg/L)1501138358504848484848乙种植物(mg/L)150110755030188888A.在025 min期间,影响光合速率的主要因素是CO浓度B.上表数据说明,甲植物比乙植物固定CO的能力强C.在025 min期间,甲和乙两种植物光合速率都逐渐减小D.在3045 min期间,甲、乙两种植物仍然在进行光合作用6.下图是某一结构及其上发 的是()种植物的一个叶肉细胞中的两种生物膜生的生化反应。下列有关说法中,错误A.具有吸收、传递和转换光能的功能,的化学本质是蛋白质B. A结构上的反应所需的能量是由 B结构上的反应提供的C. B结构上的反应所需的氧气可以由A结
30、构上的反应提供D. B向内折叠形成崎以增大化学反应的膜面积,体现了结构与功能相适应7.植物光合速率受多种环境因素的影响。下图表示在不同环境条件下黄瓜的光合速率变化情况,相关叙述正确的是()A.光照弓II度在56时,植物光合速率随光照强度升高而升高B.光照强度一定时,CO浓度对光合速率的影响比温度的影响显C.光照弓虽度为1时,植物光合速率极低, 细胞中ATP的含量几乎为0D.光照弓II度和CO浓度一定时,植物光合速率随着温度升高而不断加 快8.下图所示为绿色植物细胞部分结构的某些代谢过程示意图。请回答:光合速率高液度ca,30七高浓度Ch加七.*-ri-rrnvcBad h-b词低湿度1 545
31、87A光照强度(和对值)(1)图中C D所代表的物质分别为 ;光反应之所以在该部位进行,从结构与功能相适应的观点看,是由于该结构中有 。(2)图中H所代表的物质有 。(3)用分离出的叶绿体进行实验。破碎叶绿体的膜后,内部的薄膜和基质都释放出来。在缺少二氧化碳的条件下,给予光照,然后再用离心法去掉薄膜。黑暗条件下,在去掉薄膜的基质中加入14co,结果在基质中检出含有14c的光合产物。在上述实验进行的同时, 另备同样无薄膜的基质, 在无任何光照的条件下, 加入ATR NADP丽 CO, 结果也在这种基质中检出含有14c的光合产物。上述两个实验中,前者给予光照后产生了 等物质,在加14co后,先产生
32、, 再产生含有14c的光合产物。在后者无光照条件的实验中,无薄膜的基质在并无任何光照的情况下也能产生含14c光合产物,这说明 。在基质中加入 ATR NADPH物质的作用是 ,如果不加入 上述物质只给予光照,反应将 。9.如图中a图表示高等植物细胞的两个重要生理过程中C、H。的变化,b图表示一株小麦叶片细胞内。相对含量在一天24小时内的变化过程。请据图回答:(1) a图中甲、乙生理过程所发生的场所分别是 、和。(2)甲过程中 B是,其在 中被消耗(答具体结构);乙过程中 A 是,其消耗于该过程的 阶段。(3) b图中从 点开始合成有机物,至 点有机物合成终止(用图中字母回答)。(4) AB段C
33、3含量较高,其主要原因是 。(5) G点与F点相比,叶绿体中H的含量较 (填“高”或“低”)。10.下图中,甲为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱曲线图(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率);乙表示光合作用发生的细胞结构及物质变化;丙为外界因素对光合作用影响的关系图。请分析回答:(1)甲图中,总吸收光谱曲线与叶绿素a吸收光谱曲线、作用光谱曲线存在差异的原因分别是A的生成量,这里A指(2)作用光谱代表了光合作用的进行状况,最直接的指标反映是乙图中物质,除此外,下列哪些物质的变化趋势也与甲图中的作用光谱曲线基本一致 。甲:Q的释放量 乙:G化合物的总量丙:
34、Q化合物的总量丁: CO的吸收量(3)对叶绿体各个部位磷酸含量的成分分析,乙图中部位的磷酸含量最高。(4)丙图中,如果 x代表温度,其主要通过影响 来影响光合作用强度;如果 x代表CO的 含量,其主要通过影响 的产生来影响光合作用强度。(5)在一定的 CO浓度和适宜温度下,每天把某植物置于4千勒克司(此时测得光合速率为吸收CO30.0mg/100cm2叶小时)光照下 8小时,其余时间置于黑暗中(呼吸作用速率为10.0mgCO2/100cm2叶小时)。如果长期这样处理,该植物是否可以正常生长? 。(其他生活条件均为适宜状态)学案10能量之源一一光与光合作用答案课前探究案【基础知识回顾】1、“绿叶
35、中色素的提取与分离”实验保护色素答案:无水乙醇纸层析溶解度快 研磨充分2.叶绿体中色素的种类、含量及作用【答案】胡萝卜素橙黄色 类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b黄绿色蓝紫光红光和蓝紫光叶绿素a 胡萝卜素叶黄素和胡萝卜素白光 绿光3、叶绿体的结构和功能【答案】双层膜基粒4、光合作用的发现历程类囊体类囊体薄膜光合作用酶【答案】植物可以更新空气光下 光 O2和CO2 淀粉同位素标记同位素示踪CO有机物10)必 I x ) +11 X)to“I绿体 25、光合作用过程答案:光、色素、酶、 ADR Pi类囊体薄膜 ATP酶、H、ATP、CO 叶绿体基质 ATP光能CCH. O6、光合作用原理的应用答案:糖类
36、CO水分7、化能合成作用答案:无机物氨(NH)长短与强弱成分亚硝酸(HNQ)硝酸(HN0二氧化碳水 糖类 【自我检测】1、B2、B3、D 4、AC5、(1 )对人无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂且应考虑溶剂对人体的影响。(2) 8.0以1.0作为pH梯度进行实验(实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响)(3)酸性。由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质(叶绿素会由于酸性pH值而被破坏)。(4)纸层析法,其主要步骤:制备滤纸条,画色素液细线,用层析液分离色素,观察色素带。课内探究案(一)探究点一 “绿叶中色素的提取和分离”的实验分析例1、( 1)纸层析法(2)
37、“完整菠菜叶”“连续迅速地重复画23次”“不断摇晃”思考:(1)无水乙醇溶解色素 SiO 2 CaCO 3 防止色素被破坏(2)单层尼龙布(3)防止边缘色素扩散过快细、齐、直(4)层析液不要没及滤液细线防止层析液挥发叶绿素a 胡萝卜素提升:色素提取液呈淡绿色的原因 (1)研磨不充分,色素未能充分提取出来。(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多,色素溶液度小。(3)未加碳酸钙或加入过少,色素分子部分被破坏。变式训练:1、D解析:将5g新鲜菠菜叶片剪碎放在研钵中,放入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入丙酮后进行 研磨。将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1cm处用铅笔画一条横线。为保证跑出的色素条带整
38、齐、不重叠,应保证滤液细线细、直、齐;为增强实验效果,应重复划线使滤液线处含有较多 的色素。将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入到层析液中,不能让滤液细线触及层析液,防止滤液细线中的色素溶于层析液中。2、D探究点二“光合作用的探究历程”的分析例2: A解析:以生物科学史上的经典实验为材料,考查这些实验的过程、结果和结论。普里斯特利把 小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,小鼠不会死亡,得出了 “植物可以更新因小鼠呼吸而变混浊的空气二的结论,二在当时尚不知道空气的成分,二故A项错误。二萨克斯通过“曝光组”一和一“遮光组”一的对 一 照实验,证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉,故B项正确。恩
39、吉尔曼以水绵和耗氧细菌为材料,以耗氧菌的分布为指标, 证明了叶绿体释放氧气是绿色植物进行光合作用的场所,故C项正确。鲁宾和卡门用同位素18O分别标记CO和H2O供绿色植物利用,分析各自放出的氧的放射性,证明光合作用释放的氧气全部来自H20,故D项正确。思考:是否照光(一半曝光与另一半遮光)氧气的释放 标记物质变式训练:1、A2、A探究点三:光合作用过程分析例 3:(1) C2 ATP H CO ATP H有机物中稳定的化学能(3) ATP中活跃的化学能(4)减少解析:此图表示光合作用过程中的光反应与暗反应的主要变化及其相互联系,a表示Q、b表示ATRc表示H、d表示CO;光反应为暗反应提供了
40、b和c,即ATP和H;在光合作用过程中的能量变化是 光能转变成ATP中的化学能,再转变成有机物中的化学能,有机物主要是指糖类中的葡萄糖;如小麦在适宜条件下栽培,突然将d降至极低水平,则小麦叶片中的三碳化合物含量会突然减少,其原因是缺少形成三碳化合物的原料 CO。若降低d的同时,又停止光照,则不会出现上述现象,其原因是CO减少,固定过程受阻,三碳化合物合成减少,同时又由于光照停止,光反应产生的H和ATP减少,使还原过程也受阻,这样三碳化合物的含量就相对稳定。 思考:条件C3C5H、ATPADP(CHO)停止光照,CO供应不变增多减少减少增多减少光照不变,停止CO供应减少增多增多减少减少提升:1、
41、光反应与暗反应的区别和联系实质光能转换为化学能,并放出 Q同化CO形成启机物条件需色素、光、酶、水、 ADR Pi需要多种酶、CO2 ATP H场所在叶绿体内囊状结构的薄膜上进在叶绿体内的基质中进行物质转化光能2H2O 4H+O2光能ADP+PT ATPCO 固定:CO+C5 2C3ATP HCO 还原:2C3一褊一(CH2O)+C5翳能量转化光能一电能一活跃化学能, 并储存在ATP中ATP中活跃的化学能一 (CH2O)中稳定 的化学能联系光反应为暗反应提供还原剂 H、能量ATP;暗反应为光反应提供ADP和Pi。 没有光反应,暗反应无法进行.没有暗反应,有机物无法合成。变试训练:1、C解析:在
42、光合作用过程中, CO直接参与暗反应 CO固定阶段生成 G,进而C3被还原合成(CH。; 在此过程中,CO中的C。原子首先转移到 C3化合物中进而转移到(CHO)中,故A、D两项正确。HO直接参与光反应阶段被分解生成 H和Q, H进一步参与暗反应。还原过程合成(CH。;在此 过程中,氧原子转移到光反应产物 Q中,故B项正确;H原子首先转移到H中进而转移到(CHO) 中,故C项错误。2、B当堂检测:1、C2、D3、A解析:以生理过程图为载体,考查光合作用和细胞呼吸的过程及联系。分析图解可知,、 分别表示有氧呼吸、光合作用光反应、光合作用暗反应。要测定叶片的呼吸强度一定要将装置放 在黑暗处,避免光
43、合作用的进行;水参与有氧呼吸第二阶段的反应,而水的产生在有氧呼吸第三阶 段。暗反应在叶绿体基质中进行,光照或黑暗条件下都可发生。光反应中产生的C2用于有氧呼吸的 第三阶段,生成CO,释放出大量能量。X代表ATP,在叶绿体中的移动方向为从叶绿体囊状结构移 向叶绿体基质。课内探究案(二)课前三分钟(1)曰 光反应用于C3的还原(2)(太阳)光能(CH。(答名称也可)(3) C3光反应减弱,暗反应尚能正常进行,C3还原减弱,消耗减少,CO2固定仍正常进行。(4) C5 CO 2与。结合形成。和C3不能被还原解析:(1)光反应为暗反应提供的物质是 H和ATP由此可确定A是H , H是由水光解后经一系列
44、过 程产生的,其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中,光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中,14CO的同化途径为14CO- 14。一( 14CHO)。(4)题干中已说明曲线 a、b表示G和C5的含量变化,光照停止后,光反应停止,H和ATP下降,G的还原减弱直至停止,而CO的固定仍将进行,因此C3含量相对升高,Q含量相对下降,即a表示C3,b表不 C5o探究点四:影响光合作用的因素.:;例4: (1)光反应 暗反应 (2)L1光照强度 度4t. 解析:|(1)光反应在有光的条件下才能进行;暗反应的主要反应是二_ ! : %而超氧化 碳的固定和还原,二氧化碳是主要的反应原料。(2)分析图甲可知,n在温度为10C,光照强度大于 L1时,曲线基本与横轴平行,即光合速度不再增加;当温度为 30C,光照强 度小于L3时,还未达到光照饱和点, 限制因素是光照强度。 光照强度为L2,
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