第五节2015光合作用高三复习

1、第五节光合作用第五节光合作用考点突破考点突破实验探究实验探究知识梳理知识梳理题组演练题组演练知识梳理知识梳理温故串知温故串知 透析实验透析实验 分析误差分析误差一、叶绿体及其色素一、叶绿体及其色素1.1.叶绿体结构图叶绿体结构图2.2.光合色素的种类和吸收光谱光合色素的种类和吸收光谱色素种类色素种类吸收光谱吸收光谱叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素a a 、 1 1 1类胡萝类胡萝卜素卜素胡萝卜素胡萝卜素蓝紫光蓝紫光叶黄素叶黄素【思维激活【思维激活1 1】 某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶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片进行了红光照射, ,光吸收测定和色素层析条

2、带分析光吸收测定和色素层析条带分析( (从上至下从上至下) )与正与正常叶片相比常叶片相比, ,其光吸收差异是否显著其光吸收差异是否显著? ?色素带缺乏第几条色素带缺乏第几条? ?提示提示: :叶黄素主要吸收蓝紫光叶黄素主要吸收蓝紫光, ,缺乏时对缺乏时对“红光红光”吸收并无显著影响吸收并无显著影响, ,色素层析后叶黄素位于第二条带位置色素层析后叶黄素位于第二条带位置, ,故第二条带位置缺乏。故第二条带位置缺乏。叶绿素叶绿素b b红光红光蓝紫光蓝紫光二、光合作用的过程二、光合作用的过程1.1.光合作用的场所是光合作用的场所是 , ,其中其中 中发生光反应中发生光反应, , 中中进行碳反应。进行

3、碳反应。3.3.光反应与碳反应光反应与碳反应叶绿体叶绿体类囊体膜类囊体膜基质基质【思维激活【思维激活2 2】 卡尔文循环中卡尔文循环中, ,需要几个需要几个COCO2 2才能产生一个三碳糖离开循才能产生一个三碳糖离开循环而被利用环而被利用? ?提示提示: :需要需要3 3个个COCO2 2进入卡尔文循环进入卡尔文循环, ,同时还产生同时还产生5 5个三碳糖用于再生个三碳糖用于再生RuBPRuBP。三、环境因素影响光合作用三、环境因素影响光合作用影响光合速率的重要因素是影响光合速率的重要因素是 、 和空气中的和空气中的 浓度。浓度。光强度光强度温度温度二氧化碳二氧化碳建网络图建网络图考点突破考点

4、突破悟法提能悟法提能 核心归纳核心归纳 重点突破重点突破光合作用过程光合作用过程 考点一考点一 问题引领问题引领: :(1)(1)光反应的场所在哪儿光反应的场所在哪儿? ?(2)(2)光合作用过程中能量是如何转化的光合作用过程中能量是如何转化的? ?知识归纳知识归纳1.1.光合作用过程光合作用过程(1)(1)光合作用图解光合作用图解(2)(2)光反应与碳反应比较光反应与碳反应比较见附表见附表(3)(3)光合作用反应式及元素去向光合作用反应式及元素去向2.2.条件骤变时几种物质量的变化分析条件骤变时几种物质量的变化分析(1)(1)分析方法分析方法说明说明:(1):(1)以上分析只表示条件改变后短

5、时间内各物质相对含量的变化以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化, ,而非而非长时间。长时间。(2)(2)以上各物质变化中以上各物质变化中,C,C3 3和和RuBPRuBP含量的变化是相反的含量的变化是相反的,NADPH,NADPH和和ATPATP含量变化含量变化是一致的。是一致的。【例【例1 1】 美国生物化学家卡尔文和他的同事美国生物化学家卡尔文和他的同事, ,在在2020世纪世纪5050年代应用同年代应用同位素示踪技术位素示踪技术, ,即即1414COCO2 2培养小球藻培养小球藻, ,观察在小球藻光合作用中碳的转化观察在小球藻光合作用中碳的转化和去向和去向, ,从而首次揭

6、示了自然界最基本的生命过程。以下说法错误的从而首次揭示了自然界最基本的生命过程。以下说法错误的是是( () )典例训练典例训练A.A.图中图中代表叶绿体基质代表叶绿体基质,代表类囊体膜代表类囊体膜B.B.小球藻中出现的第一个被标记的化合物为小球藻中出现的第一个被标记的化合物为PGAPGAC.C.符号符号C C6 6可代表葡萄糖可代表葡萄糖, ,每产生每产生1 1分子分子C C6 6, ,需要需要2 2分分子子PGAL,PGAL,完成完成6 6次循环次循环D.D.碳反应的直接产物是碳反应的直接产物是PGAL,PGAL,在叶绿体中作为合在叶绿体中作为合成淀粉、蛋白质的原料成淀粉、蛋白质的原料, ,

7、少部分被运至叶绿体外少部分被运至叶绿体外转变成蔗糖转变成蔗糖【解题指导】【解题指导】 碳反应过程中碳反应过程中,CO,CO2 2首先与首先与RuBPRuBP结合成六碳化合物结合成六碳化合物, ,这个六碳化这个六碳化合物很不稳定合物很不稳定, ,很快分解为很快分解为2 2个分子的个分子的PGA(3PGA(3磷酸甘油酸磷酸甘油酸),),所以在小球藻同位所以在小球藻同位素示踪实验中素示踪实验中, ,第一个被标记的化合物是第一个被标记的化合物是PGA(3PGA(3磷酸甘油酸磷酸甘油酸) )。每个。每个PGAPGA分子分子被被ATPATP和和NADPHNADPH还原为还原为3 3磷酸丙糖磷酸丙糖, ,因

8、此卡尔文循环的直接产物不是葡萄糖因此卡尔文循环的直接产物不是葡萄糖, ,而而是三碳糖是三碳糖(PGAL)(PGAL)。每循环。每循环3 3次次, ,固定固定3 3个个COCO2 2分子分子, ,生成生成6 6个个PGAL,PGAL,其中其中5 5个个PGALPGAL用用来产生来产生3 3个分子的个分子的RuBP,RuBP,以保证碳循环正常进行以保证碳循环正常进行, ,只有只有1 1个个 PGALPGAL用来合成葡萄用来合成葡萄糖等其他糖类。所以糖等其他糖类。所以, ,每产生每产生1 1个分子的葡萄糖个分子的葡萄糖( (即图中即图中C C6 6),),需要需要2 2个分子的个分子的PGAL,PG

9、AL,即需要即需要6 6次循环才能完成。碳反应的直接产物次循环才能完成。碳反应的直接产物PGALPGAL只有少部分在叶绿只有少部分在叶绿体内作为淀粉、蛋白质、脂质等的原料被利用体内作为淀粉、蛋白质、脂质等的原料被利用, ,大部分是运出叶绿体并转变大部分是运出叶绿体并转变成蔗糖成蔗糖, ,供植物体所有细胞利用。供植物体所有细胞利用。答案答案: :D D【前连后挂】【前连后挂】 教材中哪些实验应用了同位素示踪技术教材中哪些实验应用了同位素示踪技术? ?【例【例2 2】 离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时, ,如果突然中断如果突然中断COCO2 2的供应的供应,

10、 ,下列关于一段时间内叶绿体中下列关于一段时间内叶绿体中ATPATP与与O O2 2的相对含量变化的相对含量变化的示意图中的示意图中, ,正确的是正确的是( () )【解题指导】【解题指导】 离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时, ,突然中突然中断断COCO2 2的供应使的供应使C C3 3合成减少合成减少, ,一段时间内碳反应逐渐减弱一段时间内碳反应逐渐减弱, ,碳反应消碳反应消耗的耗的ATPATP也逐渐减少也逐渐减少, ,故故ATPATP相对含量逐渐增加相对含量逐渐增加; ;随着碳反应的减弱随着碳反应的减弱, ,光反应也逐渐减弱光反应也逐渐减弱, ,所以

11、叶绿体内氧气含量逐渐减少所以叶绿体内氧气含量逐渐减少,B,B正确。正确。答案答案: :B B误区误区1 1误认为进行光合作用的生物一定都有叶绿体。误认为进行光合作用的生物一定都有叶绿体。点拨点拨: : 进行光合作用的生物不一定都有叶绿体进行光合作用的生物不一定都有叶绿体, ,但必须都有相关的色但必须都有相关的色素和酶素和酶, ,如蓝细菌和光合细菌。如蓝细菌和光合细菌。误区误区2 2误认为整个光合作用过程都需要酶。误认为整个光合作用过程都需要酶。点拨点拨: : 色素分子吸收光能不需要酶的参与色素分子吸收光能不需要酶的参与, ,但其他光反应和碳反应过但其他光反应和碳反应过程都需要酶的催化。程都需要

12、酶的催化。误区误区3 3误认为光合作用光反应产生的误认为光合作用光反应产生的ATPATP可以用于所有生命活动。可以用于所有生命活动。点拨点拨: :光合作用光反应产生的光合作用光反应产生的ATPATP只用于碳反应阶段只用于碳反应阶段, ,不能用于其他生不能用于其他生命活动命活动, ,其他生命活动所需其他生命活动所需ATPATP只能来自细胞呼吸。只能来自细胞呼吸。走出误区走出误区误区误区4 4误认为光反应被阻断误认为光反应被阻断, ,碳反应会阻断而碳反应被阻断时碳反应会阻断而碳反应被阻断时, ,光反应不会被阻断。光反应不会被阻断。点拨点拨: :光合作用的光反应与碳反应是相互联系的光合作用的光反应与

13、碳反应是相互联系的, ,而它们之间的联而它们之间的联系纽带是系纽带是ATPATP和和NADPHNADPH。当光反应停止时。当光反应停止时( (如植物在黑暗条件下如植物在黑暗条件下),),碳反应的碳反应的ATPATP和和NADPHNADPH的来源被阻断的来源被阻断, ,碳反应会停止碳反应会停止; ;而反过来而反过来, ,当当碳反应停止时碳反应停止时( (如植物在气孔完全关闭或无二氧化碳如植物在气孔完全关闭或无二氧化碳),),光反应也光反应也受到影响受到影响, ,因为光反应产生的因为光反应产生的ATPATP和和NADPHNADPH没有被碳反应消耗没有被碳反应消耗, ,根据根据化学平衡的原理化学平衡

14、的原理, ,相当于光反应的产物浓度升高相当于光反应的产物浓度升高, ,化学平衡会向反化学平衡会向反向进行向进行, ,从而光反应就停止了。从而光反应就停止了。考点二考点二光合作用和细胞呼吸光合作用和细胞呼吸问题引领问题引领: :(1)(1)光合作用与细胞呼吸在能量与物质方面有什么联系光合作用与细胞呼吸在能量与物质方面有什么联系? ?(2)(2)当植物向外界释放当植物向外界释放COCO2 2时时, ,一定不进行光合作用吗一定不进行光合作用吗? ?知识归纳知识归纳1.1.光合作用和需氧呼吸的区别与联系光合作用和需氧呼吸的区别与联系2.2.光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律光合作用与细胞呼

15、吸在不同光照条件下气体变化规律【例【例3 3】 (2014 (2014金华十校期末调研金华十校期末调研) )利用同种玉米植株利用同种玉米植株, ,探究不同条件探究不同条件下光合作用或细胞呼吸的变化情况下光合作用或细胞呼吸的变化情况, ,得到的结果如下各图。其中得到的结果如下各图。其中“M”M”点时光合作用速率与细胞呼吸速率不相等的图是点时光合作用速率与细胞呼吸速率不相等的图是( () )典例训练典例训练答案答案: :A A【例【例4 4】 (2014(2014杭州质检杭州质检) )将一植物放在密闭的玻璃罩内将一植物放在密闭的玻璃罩内, ,置于室置于室外进行培养外进行培养, ,假定玻璃罩内植物的

16、生理状态与自然环境中相同。获假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。获得实验结果如下图。下列有关说法不正确的是得实验结果如下图。下列有关说法不正确的是( () )A.A.图乙中的图乙中的C C点对应图甲中的点对应图甲中的C C点点, ,此时细胞内的气体交换状态对应图丙中此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的的B.B.图甲中的图甲中的F F点对应图乙中的点对应图乙中的H H点点, ,此时细胞内的气体交换状态对应图丙中此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的的C.C.到达图乙中的到达图乙中的D D点时点时, ,玻璃罩内玻璃罩内CO2CO2浓度最高浓度最高, ,此时细胞内气体交换状态此时细胞内气体交换

17、状态对应图丙中的对应图丙中的D.D.经过这一昼夜之后经过这一昼夜之后, ,植物体的有机物含量会增加植物体的有机物含量会增加【解题指导】【解题指导】 图乙中图乙中C C、D D分别表示光合作用即将开始、光合作用速率等分别表示光合作用即将开始、光合作用速率等于呼吸作用速率于呼吸作用速率, ,分别对应图甲的分别对应图甲的B B点和点和C C点点, ,细胞内的气体交换状态分别细胞内的气体交换状态分别为图丙的为图丙的、。到达图乙中。到达图乙中D D点时点时, ,玻璃罩内的玻璃罩内的CO2CO2浓度最高。图甲中的浓度最高。图甲中的F F点是一天中第二次光合速率等于呼吸速率点是一天中第二次光合速率等于呼吸速

18、率, ,对应图乙中的对应图乙中的H H点、图丙中的点、图丙中的。经过一昼夜后玻璃罩内的。经过一昼夜后玻璃罩内的CO2CO2浓度降低浓度降低, ,说明植物体内的有机物含量说明植物体内的有机物含量增加。增加。答案答案: :A A突破方法突破方法巧辨总光合速率与净光合速率及其内在关系的方法巧辨总光合速率与净光合速率及其内在关系的方法(1)(1)表观表观( (净净) )光合作用速率与真正光合作用速率与真正( (总总) )光合作用速率的表示方法光合作用速率的表示方法项目项目表示方法表示方法表观表观( (净净) )光合速率光合速率COCO2 2吸收量或小室中吸收量或小室中COCO2 2减少量或减少量或O

19、O2 2释放量或小释放量或小室中室中O O2 2增加量或增加量或C C6 6H H1212O O6 6积累量积累量真正真正( (总总) )光合速率光合速率COCO2 2固定量或固定量或O O2 2产生量或叶绿体产生量或叶绿体COCO2 2吸收量或叶吸收量或叶绿体绿体O O2 2释放量或释放量或C C6 6H H1212O O6 6制造量制造量呼吸速率呼吸速率( (遮光条遮光条件下测得件下测得) )COCO2 2释放量或释放量或O O2 2吸收量或线粒体吸收量或线粒体COCO2 2释放量或线释放量或线粒体粒体O O2 2吸收量或吸收量或C C6 6H H1212O O6 6消耗量消耗量(2)(2

20、)计算公式计算公式: :真正真正( (总总) )光合速率光合速率= =表观表观( (净净) )光合速率光合速率+ +呼吸速率。具体呼吸速率。具体可表示为可表示为: :真正真正( (总总) )光合速率光合速率= =从外界吸收从外界吸收COCO2 2的速率的速率+ +呼吸释放呼吸释放COCO2 2的的速率速率, ,或真正或真正( (总总) )光合速率光合速率= =释放释放O O2 2的速率的速率+ +呼吸消耗呼吸消耗O2O2的速率。的速率。考点三考点三影响光合速率的环境因素分析及应用影响光合速率的环境因素分析及应用问题引领问题引领: :(1)(1)连续阴天时连续阴天时, ,如何提高大棚内作物的产量

21、如何提高大棚内作物的产量? ?(2)(2)提高大田作物产量的措施有哪些提高大田作物产量的措施有哪些? ?知识归纳知识归纳1.1.单因子变量对光合作用的影响单因子变量对光合作用的影响见附表见附表2.2.多因子变量对光合速率影响的分析多因子变量对光合速率影响的分析(1)(1)图像图像(2)(2)曲线分析曲线分析P P点时点时, ,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子, ,随该因子的随该因子的不断加强不断加强, ,光合速率不断提高。光合速率不断提高。到到Q Q点时点时, ,横坐标所表示的因子横坐标所表示的因子, ,不再是限制光合速率的因素不再是限制光合速率

22、的因素, ,要想提要想提高光合速率高光合速率, ,可适当提高图示其他因子强度。可适当提高图示其他因子强度。3.3.应用应用: :提高农作物产量的具体措施及机理归纳提高农作物产量的具体措施及机理归纳见附表见附表【例【例5 5】 (2014 (2014余杭月考余杭月考) )如图曲线如图曲线表示黄豆在适宜温度、表示黄豆在适宜温度、COCO2 2浓度浓度为为0.03%0.03%的环境中光合速率与光强度的关系。在的环境中光合速率与光强度的关系。在y y点时改变某条件点时改变某条件, ,结果结果发生了如曲线发生了如曲线的变化。下列分析合理的是的变化。下列分析合理的是( () )典例训练典例训练A.A.与与

23、y y点相比较点相比较,x,x点时叶绿体中点时叶绿体中C C3 3含量低含量低B.B.在在y y点时点时, ,适当升高温度可导致曲线由适当升高温度可导致曲线由变为变为C.xC.x点时光合作用的制约因素主要是叶绿体中色素的含量点时光合作用的制约因素主要是叶绿体中色素的含量D.zD.z点时光合作用的制约因素可能是二氧化碳浓度点时光合作用的制约因素可能是二氧化碳浓度【解题指导】【解题指导】 x x点时点时, ,光强度较弱光强度较弱, ,光反应提供的光反应提供的NADPHNADPH和和ATPATP较较少少,C,C3 3的浓度较的浓度较y y点时高点时高,A,A项不正确项不正确; ;题目中提到已是在适宜

24、温度下题目中提到已是在适宜温度下, ,如果再提高温度如果再提高温度, ,会降低光合速率会降低光合速率,B,B项不正确项不正确; ;制约制约x x点的光合作用点的光合作用因素是光强度因素是光强度,C,C项不正确项不正确; ;在适宜温度下和同等光强度条件下在适宜温度下和同等光强度条件下, ,提提高高COCO2 2浓度可提高光合作用速率浓度可提高光合作用速率,D,D项正确。项正确。答案答案: :D D【前连后挂】【前连后挂】 处在食物链中的绿色植物光合作用发生变化对其他处在食物链中的绿色植物光合作用发生变化对其他生物有什么影响生物有什么影响? ?答案提示答案提示: :若处在食物链中绿色植物光合作用减

25、少若处在食物链中绿色植物光合作用减少, ,则会导致其他则会导致其他的生物数量减少的生物数量减少, ,即出现连锁反应即出现连锁反应, ,因为第一营养级的生物是其他因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。生物直接或间接的食物来源。【例【例6 6】 如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况, ,除各图除各图中所示因素外中所示因素外, ,其他因素均控制在最适范围内。下列分析错误的是其他因素均控制在最适范围内。下列分析错误的是( () )A.A.甲图中甲图中a a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量B.B.乙图中乙图

26、中d d点与点与c c点相比点相比, ,相同时间内叶肉细胞中相同时间内叶肉细胞中C C3 3的生成量多的生成量多C.C.图中图中M M、N N点的限制因素是光照强度点的限制因素是光照强度,P,P点的限制因素是温度点的限制因素是温度D.D.丙图中丙图中, ,随着温度的升高随着温度的升高, ,曲线走势将稳定不变曲线走势将稳定不变【解题指导】【解题指导】 本题易错之处是不能正确分析图中各种曲线的含义及本题易错之处是不能正确分析图中各种曲线的含义及相互关系相互关系, ,特别是图中均涉及两个实验变量特别是图中均涉及两个实验变量, ,需要考生根据单一变量原需要考生根据单一变量原则进行分析。乙图中则进行分析

27、。乙图中d d点时的光照较点时的光照较c c点强点强, ,光反应生成的光反应生成的ATPATP和和NADPHNADPH较多较多, ,促进促进C C3 3的还原的还原, ,使使RuBPRuBP生成量多生成量多, ,因此因此,RuBP,RuBP与与COCO2 2结合生成结合生成C C3 3的量的量也会增多也会增多, ,故故B B项正确。温度通过影响酶的活性影响代谢。在丙图中项正确。温度通过影响酶的活性影响代谢。在丙图中, ,随着温度的进一步升高随着温度的进一步升高, ,曲线上升到一定程度之后将下降。曲线上升到一定程度之后将下降。答案答案: :D D突破方法突破方法光合作用、细胞呼吸曲线中关键点移动

28、方向的判断光合作用、细胞呼吸曲线中关键点移动方向的判断实验一实验一: :光合色素的提取与分离光合色素的提取与分离实验基础实验基础实验探究实验探究积累技能积累技能 透析实验透析实验 分析误差分析误差【实验原理】【实验原理】 (1)(1)利用色素溶于有机溶剂而不溶于水的性质利用色素溶于有机溶剂而不溶于水的性质, ,可以用可以用95%95%乙醇等有乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。机溶剂提取绿叶中的色素。(2)(2)利用各种色素在层析液中溶解度不同利用各种色素在层析液中溶解度不同, ,随层析液在滤纸上扩散速随层析液在滤纸上扩散速度不同的原理可以使各种色素相互分离度不同的原理可以使各种色素相互分离, ,

29、溶解度高的随层析液在滤溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快纸上扩散得快, ,反之则慢。反之则慢。SiOSiO2 2 CaCOCaCO3 3 1cm 1cm 透析实验透析实验1.1.色素提取过程中色素提取过程中, ,加入二氧化硅和碳酸钙的作用分别是什么加入二氧化硅和碳酸钙的作用分别是什么? ?透析透析: :加入二氧化硅能增加摩擦力加入二氧化硅能增加摩擦力, ,破坏细胞结构破坏细胞结构, ,使研磨更充分。碳使研磨更充分。碳酸钙能防止研磨过程中色素被破坏。酸钙能防止研磨过程中色素被破坏。2.2.提取光合色素时提取光合色素时, ,为什么最好选择新鲜的绿色叶片为什么最好选择新鲜的绿色叶片? ?透析透析:

30、:新鲜的绿色叶片中含色素较多新鲜的绿色叶片中含色素较多, ,实验效果较好。实验效果较好。3.3.研磨时为什么要充分、迅速研磨时为什么要充分、迅速? ?透析透析: :一是为了使叶绿体完全破裂一是为了使叶绿体完全破裂, ,从而能提取出较多的色素从而能提取出较多的色素; ;二是叶二是叶绿素极不稳定绿素极不稳定, ,易被细胞中的酸性物质破坏。易被细胞中的酸性物质破坏。 4.4.为什么盛放滤液的小试管管口要加软木塞为什么盛放滤液的小试管管口要加软木塞? ?透析透析: :防止乙醇挥发和色素氧化。防止乙醇挥发和色素氧化。5.5.在滤纸条一端剪去两角的目的是什么在滤纸条一端剪去两角的目的是什么? ?透析透析:

31、 :防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。6.6.为什么滤纸预先要干燥处理为什么滤纸预先要干燥处理( (保持干燥保持干燥)?)?透析透析: : 使层析液在滤纸上扩散速度快。使层析液在滤纸上扩散速度快。7.7.画滤液细线时画滤液细线时, ,为什么一定要细且直为什么一定要细且直? ?透析透析: :这样可以防止色素带重叠这样可以防止色素带重叠, ,使色素分子均匀分布在一条直线上使色素分子均匀分布在一条直线上, ,做到扩散起点一致。做到扩散起点一致。8.8.为什么滤液细线干燥后要再画一次为什么滤液细线干燥后要再画一次, ,共画共画3 34

32、4次次? ?透析透析: :增加滤液细线中色素的浓度增加滤液细线中色素的浓度, ,使分离的色素带更清晰分明。使分离的色素带更清晰分明。9.9.滤纸上画的滤液细线为什么要高于层析液液面滤纸上画的滤液细线为什么要高于层析液液面? ?透析透析: :如果滤液细线浸没在层析液中如果滤液细线浸没在层析液中, ,会使滤液细线中的色素溶解在层会使滤液细线中的色素溶解在层析液中析液中, ,无法在滤纸上扩散开来。无法在滤纸上扩散开来。误差分析误差分析误差误差1: 1: 分离色素时色素带颜色过浅。分离色素时色素带颜色过浅。原因分析原因分析: : (1) (1)叶片颜色太浅叶片颜色太浅;(2);(2)叶片放置时间太久叶

33、片放置时间太久;(3);(3)未加石英砂未加石英砂, ,研磨不研磨不充分充分;(4);(4)未加未加CaCOCaCO3 3粉末粉末;(5);(5)加入提取液量太多加入提取液量太多( (正确做法正确做法: : 分多次每次加入分多次每次加入少量少量95%95%的乙醇提取色素的乙醇提取色素);(6);(6)滤液细线接触到层析液滤液细线接触到层析液, ,使滤液细线中的色素溶使滤液细线中的色素溶解在层析液中。解在层析液中。误差误差2: 2: 滤纸条色素带重叠。滤纸条色素带重叠。原因分析原因分析: : 画滤液细线时画滤液细线时, ,没有画得细且直没有画得细且直; ;滤纸条上的滤液细线接触到层滤纸条上的滤液

34、细线接触到层析液。析液。误差误差3:3:滤纸条上只有两条色素带。滤纸条上只有两条色素带。原因分析原因分析: :使用的叶片已经衰老发黄了使用的叶片已经衰老发黄了, ,所以只有类胡萝卜素的两条色素带。所以只有类胡萝卜素的两条色素带。命题设计命题设计(2014(2014浙江杭州二中第二次月考浙江杭州二中第二次月考) )如图表示叶绿体色素提取与分离实如图表示叶绿体色素提取与分离实验中纸层析的结果验中纸层析的结果, ,据图判断用作实验材料的叶片颜色为据图判断用作实验材料的叶片颜色为( ( ) )B BA.A.红色红色 B.B.黄色黄色 C.C.绿色绿色 D.D.紫色紫色解析解析: :由图示可知从左到右四

35、条色素带对应的色素名称是叶绿素由图示可知从左到右四条色素带对应的色素名称是叶绿素b b、叶、叶绿素绿素a a、叶黄素、胡萝卜素。由其相对浓度可知胡萝卜素和叶黄素的、叶黄素、胡萝卜素。由其相对浓度可知胡萝卜素和叶黄素的含量高含量高, ,叶绿素含量低叶绿素含量低, ,可判断实验叶片为黄色。可判断实验叶片为黄色。实验二实验二: :探究环境因素对光合作用的影响探究环境因素对光合作用的影响实验基础实验基础【实验原理】【实验原理】(1)(1)光合速率光合速率光合速率是指一定量的植物在单位时间内进行多少光合作用光合速率是指一定量的植物在单位时间内进行多少光合作用, ,表示表示光合速率的指标有光合速率的指标有

36、 、 、有机物积累量。、有机物积累量。(2)(2)影响光合速率的主要环境因素影响光合速率的主要环境因素: : 、 和和 。O O2 2释放量释放量COCO2 2吸收量吸收量光强度光强度温度温度COCO2 2浓度浓度【实验思路】【实验思路】 (1)(1)探究光强度对光合速率影响的实验设计探究光强度对光合速率影响的实验设计组装如图装置三套组装如图装置三套, ,编号为甲、乙、丙。编号为甲、乙、丙。分别向三支试管内加入等量的分别向三支试管内加入等量的 和和5%5%的的NaHCONaHCO3 3溶液。溶液。记录有色液滴的记录有色液滴的 。取三只取三只100 W100 W灯泡灯泡, ,分别置于距甲、乙、丙

37、分别置于距甲、乙、丙 10 cm10 cm、20 cm20 cm、50 cm 50 cm 处处, ,一段时间后一段时间后, ,记录记录 。(2)(2)探究温度对光合速率影响的实验设计探究温度对光合速率影响的实验设计组装如组装如(1)(1)中装置三套中装置三套, ,编号为甲、乙、丙。编号为甲、乙、丙。分别向三支试管内加入等量的小球藻和分别向三支试管内加入等量的小球藻和 溶液。溶液。将三支试管分别置于装有不同温度将三支试管分别置于装有不同温度(15 ,25 ,35 )(15 ,25 ,35 )水的烧杯中水浴水的烧杯中水浴保温。保温。记录有色液滴的记录有色液滴的 。将三套装置给予将三套装置给予 ,

38、,一段时间后一段时间后, ,记录液滴位置。记录液滴位置。小球藻小球藻起始位置起始位置液滴位置液滴位置5% NaHCO5% NaHCO3 3起始位置起始位置相同的光照相同的光照(3)(3)探究探究COCO2 2浓度对光合速率影响的实验设计浓度对光合速率影响的实验设计组装如组装如(1)(1)中装置三套中装置三套, ,编号为甲、乙、丙。编号为甲、乙、丙。分别向三支试管内加入等量的分别向三支试管内加入等量的 和不同浓度和不同浓度(1%,5%,10%)(1%,5%,10%)的的NaHCONaHCO3 3溶液。溶液。记录有色液滴的记录有色液滴的 。给予三套装置相同的光照给予三套装置相同的光照, ,一段时间

39、后一段时间后, ,记录液滴位置。记录液滴位置。小球藻小球藻起始位置起始位置透析实验透析实验1.1.为什么在探究一种环境因素对光合作用影响时为什么在探究一种环境因素对光合作用影响时, ,要保持其他因素相同且适宜要保持其他因素相同且适宜? ?透析透析: :设计实验时要遵循对照原则、单一变量原则等设计实验时要遵循对照原则、单一变量原则等, ,这样得出的结论才具有严这样得出的结论才具有严密性和科学性。密性和科学性。2. 2. 探究光强度对光合速率的影响探究光强度对光合速率的影响, ,除了用小球藻作为实验对象除了用小球藻作为实验对象, ,还可以用什么还可以用什么材料材料? ?透析透析: : 探究光强度对

40、光合速率的影响探究光强度对光合速率的影响, ,也可用打孔器打出绿叶的小圆形叶片也可用打孔器打出绿叶的小圆形叶片, ,用用注射器抽尽叶片内空气注射器抽尽叶片内空气, ,使其沉底使其沉底, ,给予不同光照后给予不同光照后, ,比较叶片浮起的数量。比较叶片浮起的数量。3.3.为什么探究温度对光合速率影响的实验中使用为什么探究温度对光合速率影响的实验中使用5% NaHCO5% NaHCO3 3溶液溶液, ,是不是是不是NaHCONaHCO3 3浓度越大越好浓度越大越好? ?透析透析: :若若NaHCONaHCO3 3溶液浓度太大溶液浓度太大, ,会使植物细胞失水而发生质壁分离甚至死亡。会使植物细胞失水

41、而发生质壁分离甚至死亡。误差分析误差分析误差误差1:1:探究光强度对光合速率影响的实验中探究光强度对光合速率影响的实验中, ,在在50 cm 50 cm 处观察到液滴几处观察到液滴几乎不动。乎不动。原因分析原因分析: : 只有当光强度达到一定值时只有当光强度达到一定值时, ,植物才能进行光合作用植物才能进行光合作用, ,光光合作用并非有光就能进行。合作用并非有光就能进行。可能在此光强度下光合作用等于细胞呼可能在此光强度下光合作用等于细胞呼吸吸, ,释放释放O O2 2等于吸收等于吸收O O2 2, ,瓶内气压不变。瓶内气压不变。误差误差2:2:探究光强度对光合速率影响的实验中探究光强度对光合速

42、率影响的实验中, ,还可能存在温度的不同对还可能存在温度的不同对实验结果的影响。实验结果的影响。原因分析原因分析: :因为用因为用100 W100 W灯泡作为光源灯泡作为光源, ,会产生热量会产生热量, ,会改变装置内的温会改变装置内的温度度, ,且距离越近且距离越近, ,影响越大。改进措施影响越大。改进措施: :可以在光源与试管之间加装一个可以在光源与试管之间加装一个盛水的透明装置盛水的透明装置, ,既能透光既能透光, ,又能隔热和吸热。又能隔热和吸热。命题设计命题设计某生物兴趣小组利用下列材料用具设计实验某生物兴趣小组利用下列材料用具设计实验, ,探究光照强度对光合作用的影响。探究光照强度

43、对光合作用的影响。请帮助完成下列实验方案。请帮助完成下列实验方案。材料用具材料用具: :打孔器、注射器、打孔器、注射器、40 W40 W台灯、烧杯、菠菜叶片等。台灯、烧杯、菠菜叶片等。实验步骤实验步骤: :取生长旺盛的菠菜叶片取生长旺盛的菠菜叶片, ,用直径为用直径为1 cm1 cm的打孔器打出小圆形叶片的打孔器打出小圆形叶片3030片。片。将小圆形叶片置于注射器内将小圆形叶片置于注射器内, ,并让注射器吸入清水并让注射器吸入清水, ,待排出注射器内残留的待排出注射器内残留的空气后空气后, ,用手堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞用手堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞, ,使小圆形叶片内的气体

44、使小圆形叶片内的气体逸出。逸出。将内部气体逸出的小圆形叶片放入将内部气体逸出的小圆形叶片放入处盛有清水的烧杯中待用。处盛有清水的烧杯中待用。取取3 3只小烧杯只小烧杯, ,编号甲、乙、丙编号甲、乙、丙, ,分别倒入分别倒入20 mL20 mL富含富含的清水。的清水。分别向分别向3 3只小烧杯中各放入只小烧杯中各放入1010片小圆形叶片片小圆形叶片, ,然后分别然后分别 。观察并记录。观察并记录。请回答请回答: :(1)(1)设置步骤设置步骤使小圆形叶片内的气体逸出的目的是使小圆形叶片内的气体逸出的目的是 。(2)(2)在实验步骤的横线上填空在实验步骤的横线上填空: : , , , 。(3)(3

45、)此实验属于定此实验属于定( (填填“性性”或或“量量”) )实验。因变量是实验。因变量是 。(4)(4)设计一张用于记录实验结果的表格。设计一张用于记录实验结果的表格。解析解析: :从试题实验设计分析从试题实验设计分析, ,本实验的实验目的是探究光照强度对本实验的实验目的是探究光照强度对光合作用的影响。实验原理是光照强度影响植物的光合作用光合作用的影响。实验原理是光照强度影响植物的光合作用, ,光光合作用释放氧气。光合作用的强弱可通过氧气的释放量来表示。合作用释放氧气。光合作用的强弱可通过氧气的释放量来表示。在本实验中在本实验中, ,自变量是光照强度自变量是光照强度, ,可通过调节台灯的亮度

46、或台灯与可通过调节台灯的亮度或台灯与装置之间的距离控制。因变量是氧气的释放量装置之间的距离控制。因变量是氧气的释放量, ,通过上浮的叶片通过上浮的叶片数量表示。无关变量是叶片数量、照光时间等。制作表格时注意数量表示。无关变量是叶片数量、照光时间等。制作表格时注意行和列的含义。行和列的含义。答案答案: : (1) (1)排除叶片内原有气体对实验的干扰排除叶片内原有气体对实验的干扰(2)(2)黑暗黑暗COCO2 2 ( (或或NaHCONaHCO3 3) )对对3 3个实验装置进行强、中、弱三种光照处理个实验装置进行强、中、弱三种光照处理( (或将或将3 3个实验装置分别放在距台灯不同距离的三个地

47、方或调节台灯的亮度个实验装置分别放在距台灯不同距离的三个地方或调节台灯的亮度) )(3)(3)性光合作用产生的氧气量性光合作用产生的氧气量( (或光合作用的强度或光合作用的强度)()(写出氧气量即可写出氧气量即可, ,写上写上浮的叶片数量不对浮的叶片数量不对) )(4)(4)要求横向写出要求横向写出“光照强度光照强度”和和“小圆形叶片浮起的数量小圆形叶片浮起的数量”, ,纵向有甲、乙、纵向有甲、乙、丙编号丙编号, ,需填的空格数有需填的空格数有6 6格。格。( (注注: :小烧杯可不写小烧杯可不写, ,横向和纵向内容可以调换横向和纵向内容可以调换) )小烧杯小烧杯光照强度光照强度小圆形叶片浮起

48、的数量小圆形叶片浮起的数量甲甲乙乙丙丙题组演练题组演练科学高效科学高效 题组集训题组集训 对点落实对点落实题组一光合作用过程及影响因素题组一光合作用过程及影响因素1.(20141.(2014杭州外国语学校高三期中杭州外国语学校高三期中) ) Kalvin Kalvin等人研究光合作用时进等人研究光合作用时进行了以下实验行了以下实验: :在某种绿藻培养液中通入在某种绿藻培养液中通入14CO14CO2 2, ,再给予不同的光照时再给予不同的光照时间后从培养液中提取并分析放射性物质。预测实验结果是间后从培养液中提取并分析放射性物质。预测实验结果是( ( ) )A.A.光照时间越长光照时间越长, ,固

49、定产生的三碳糖越多固定产生的三碳糖越多B.B.在一定时间内光照时间越长在一定时间内光照时间越长, ,产生的放射性物质的种类越多产生的放射性物质的种类越多C.C.无论光照时间长短无论光照时间长短, ,放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体膜上放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体膜上D.D.只要给予光照只要给予光照, ,放射性就会出现在放射性就会出现在NADPHNADPH中中B B解析解析: :由于往绿藻培养液中通入由于往绿藻培养液中通入14CO14CO2 2的量一定的量一定, ,在一定的时间里随在一定的时间里随着光照时间的延长着光照时间的延长,14CO,14CO2 2先用于固定形成三碳糖先用于固定形成

50、三碳糖, ,再合成有机物再合成有机物, ,因因此此, ,产生的放射性物质的种类会越来越多产生的放射性物质的种类会越来越多,B,B正确。但是随着光照时正确。但是随着光照时间的延长间的延长,14CO,14CO2 2被大量利用而不足时被大量利用而不足时, ,固定产生的三碳糖将减少固定产生的三碳糖将减少,A,A错误。在叶绿体的类囊体膜上进行的是光反应错误。在叶绿体的类囊体膜上进行的是光反应, ,水的光解不会出现水的光解不会出现放射性物质放射性物质,NADPH,NADPH中也不会出现中也不会出现,C,C、D D错误。错误。2. (20142. (2014温州第一次联考温州第一次联考) )绿色植物是主要的

51、能量转换者绿色植物是主要的能量转换者, ,因为它们因为它们均含有叶绿体均含有叶绿体( (图甲图甲) )这一能完成能量转换的细胞器这一能完成能量转换的细胞器, ,图乙是图甲中的色图乙是图甲中的色素分离结果素分离结果, ,图丙是在图甲图丙是在图甲结构中进行的生化反应结构中进行的生化反应, ,分别代表分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关分析中图甲中叶绿体的结构。下列相关分析中, ,正确的是正确的是( ( ) )A.A.图甲中图甲中和和的成分和结构相似的成分和结构相似, ,色素分布于色素分布于和和中中B.B.图乙中色素带由图乙中色素带由1 1到到4 4分别是叶绿素分别是叶绿素b b、叶绿素、叶绿素a a、胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素、叶黄素C.C.环境条件相对稳定的条件下环境条件相对稳定的条件下, ,图甲图甲中的中的C C3 3含量多于含量多于RuBPRuBPD.D.如果突然降低如果突然降低COCO2 2的浓度的浓度, ,图丙中的图丙中的C C3 3含量会一直下降含量会一直下降