【课件】2023届高三生物一轮复习课件光合作用与能量转化

第4节

光合作用与能量转化捕获光能的色素和结构第1课时学习目标：1.说出叶绿体的结构与功能。（重点）4.掌握实验绿叶中色素的提取和分离的步骤。（重点、难点5年2考）2.说出绿叶中色素的种类和功能。（重点、难点）3.色素吸收光谱。（重点、难点5年4考）外膜内膜基粒类囊体分布有色素和酶色素酶基质叶绿体的功能：

光合作用的场所。原因：吸收光能的4种色素，就分布在类囊体薄膜上。一、捕获光能的结构叶绿体二.叶绿体类囊体上的4种色素：P98叶绿素（含量约3/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）类胡萝卜素（含量约1/4）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）绿叶中的色素二.色素的功能：捕获光能叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，

胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。对绿光吸收最少。不同颜色的光对光合作用影响不同，光合速率高低为：白光>红光>蓝紫光>........>绿光(吸收最少)叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液可见光的波长范围大约是400-760nm。波长小于400nm的光是紫外光;波长大于760nm的光是红外光。一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光

【教材易漏知识】

温室或大棚种植蔬菜时，最好选择_________的玻璃、塑料薄膜，理由是有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；

而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行。无色透明1.(2017·Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(

)A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的A三.绿叶中色素的提取和分离：1.实验原理：提取：分离：无水乙醇（无水酒精）（95%乙醇+无水碳酸钠）层析法分离层析液或者92号汽油代替滤纸条2.实验步骤：4.分离绿叶中的色素3.画滤液细线2.制备滤纸条1.提取绿叶中的色素5.观察与记录SiO2——使研磨充分CaCO3

——中和酸性物质，防止色素被破坏无水乙醇——溶解色素（用量一般多余10mL）（1）称取绿叶5克，剪碎，放在研钵中（2）加入少许SiO2（石英）

、CaCO3，再加入10毫升无水乙醇，进行快速、充分的研磨1.提取绿叶中的色素（3）过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（基部放置单层尼龙布），获取绿色滤液，及时用棉塞将试管口封严。过滤叶脉及二氧化硅等防止乙醇挥发，叶绿素氧化分解2.制备滤纸条画铅笔细线将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条，将一端减去两角，并在距这一端1厘米处用铅笔画一条细线。

剪角的目的：防止两侧色素扩散快，色素带不整齐铅笔线（细、齐、直）3.画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀划出一条细线，滤液细线要求：细、齐、直。

待滤液干后，重复1-2次，目的：积累更多色素，使色素分离效果更明显。目的：使各色素扩散的起点相同4.分离色素：取适量层析液倒入烧杯中，将滤纸条轻插入层析液中（滤液细线不能触及层析液，否则色素会溶解在层析液中，而不会沿滤纸条向上扩散）用培养皿盖住（防止层析液挥发）插滤纸条层析液培养皿实验结果：3.实验结果分析：结合图示填写表格内容。P98胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）扩散最高，说明扩散速度最快，溶解度最大胡>叶黄素>a>b色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽，含量越多。a>b>叶黄素>胡色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度a_________橙黄色_____最高最快b叶黄素黄色_____较高_____c叶绿素a_______最多_____较慢d________黄绿色较多__________胡萝卜素最少较少较快蓝绿色较低叶绿素b最低最慢(2)科学探究——实验结果分析如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，据图分析：①实验时应将滤液滴在__(填“a”或“b”)处。②在定性滤纸上会出现4个不同颜色的同心圆，最大的圆圈含有_________(填色素种类)，呈现_______；最小的圆圈含有________(填色素种类)，呈现_____色。a胡萝卜素橙黄色叶绿素b黄绿【微点警示】影响色素带颜色深浅的“四大”因素(1)未加SiO2，研磨不充分。(2)未加CaCO3或加入过少，叶绿素分子被破坏。(3)菠菜叶放置时间长，滤液色素少。(4)一次加入无水乙醇过多，色素浓度低。2.(2016·Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是(

)A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的C3.(2018·Ⅱ)在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂__________。无水乙醇（2019·Ⅲ）叶绿体中含氮的光合色素是____________。叶绿素(2018·Ⅲ）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的___________上，该物质主要捕获可见光中的____________类囊体薄膜红光和蓝紫光D4.(2016·Ⅱ)关于叶绿素的叙述，错误的是（）A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【典例1】(2016·江苏高考)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是(

)A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B.即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C.为获得10mL提取液，研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失B叶绿素条带会因色素分解而消失，但不会随溶剂的挥发而消失，D项错误。【解析】选B。本题主要考查绿叶中色素的提取和分离实验。

CaCO3可防止研磨过程中叶绿素被酸破坏，应该在研磨时加入CaCO3，A项错误。菜叶剪碎是否充分，不影响菜叶中色素的种类和总含量，即使菜叶剪碎不够充分，也可提取出4种光合作用色素，B项正确；由于研磨时乙醇挥发，为了获得10mL提取液，研磨时加入多于10mL的乙醇，C项错误；层析完毕后，应迅速记录结果，否则叶绿素条带会因色素分解而消失，但不会随溶剂的挥发而消失，D项错误。【典例2】分析实验过程(2019·石家庄模拟)下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是(

)A.使用定性滤纸过滤研磨液B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C.在画出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素B【解析】选B。过滤的目的主要是将滤渣和滤液分开，要用尼龙布而不能用滤纸过滤研磨液，故A错误；干燥处理定性滤纸是为了让层析液能够更快地上升，使色素更好地分离，故B正确；画滤液细线，要等一次画完干燥后才能重复，防止滤液细线过粗，故C错误；叶绿体中色素不溶于水，而溶于有机溶剂，可用无水乙醇溶解色素，故D错误。【典例3】(2017·天津高考)叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是(

)A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.用水做层析液观察花青苷的色素带C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目D【解析】选D。叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素；花青苷为水溶性，用水做层析液可以观察花青苷的色素带；月季成熟叶片具有紫红色的大液泡，可以用于质壁分离和复原实验，探究细胞的失水与吸水；

表皮细胞高度分化，不再进行有丝分裂，不能用光学显微镜观察染色体的形态和数目。【典例4】为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是 (

)A.强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B.强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C.四种色素在层析液中溶解度的大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<ⅣD.如果滤液细线触及石油醚，会缩短分离得到四条色素带的时间B【解析】选B。由图可知，强光照时叶绿素含量下降，类胡萝卜素含量上升，因此正常光照下的绿色更深，A错误；强光照的作用可能是抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；四种色素中溶解度大的，在滤纸上扩散速度快，因此四种色素在层析液中溶解度的大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，C错误；如果滤液细线触及课堂小结1.说出叶绿体的结构与功能。（重点）3.基于对实验原理的分析，设计出绿叶中色素的提取和

分离的步骤。（重点、难点5年2考）2.说出绿叶中色素的种类和功能。（重点、难点）4.色素吸收光谱。（重点、难点5年4考）课后作业【典例5】从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体色素，用纸层析法分离，结果如图。下列判断正确的是 (

)A.室内植物叶片偏黄B.室外植物叶片偏绿C.室外植物叶片胡萝卜素含量>叶黄素含量D.室内植物叶片叶绿素a含量>叶绿素b含量D第2课时光合作用的概念和过程

1.说出光合作用的概念。2.明确光合作用过程中的物质变化和能量变化。

（重点、难点）考点：课本103页图5-15

光合作用过程的图解

学习目标：1.光合作用的概念

1.场所：叶绿体2.过程：根据是否需要光能，可分为：光反应：必须有光才能进行暗反应：有没有光都可以进行勤朴弘毅

类囊体薄膜上的4种色素光能H2O水在光解下分O2ATPADP+Pi2C3(CH2O)C5CO2多种酶

光反应暗反应

（类囊体薄膜）

（叶绿体基质）任务二：光合作用的过程NADP+NADPH固定CO2的还原C3的P103项目场所

、

、

、条件物质变化能量变化联系光反应暗反应类囊体薄膜叶绿体基质、

、色素、酶多种酶、

、

、CO2、、①CO2的固定：CO2+C5

、

酶②C3的还原：2C3

+C5NADPH、ATP、能量③ATP水解：ATPADP+Pi+能量①光反应为暗反应提供

、

；②暗反应产生的NADP+、ADP、Pi为光反应提供原料。光2C3(CH2O)ATP水解酶NADPHATP叶绿体的ATPNADPH水的光解产生氧气；产生ATP和NADPH。光能转变为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中NADPH和ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能勤朴弘毅(1)过程A称为__________，发生在叶绿体的__________。过程B称为__________，发生在叶绿体的

。A过程与B过程是相互联系的，A过程为B过程的进行提供了_______、

。光反应类囊体薄膜暗反应基质[H]ATP1.下图是光合作用过程的图解，请根据图示内容分析并回答下列问题：(2)在光照最强的夏季中午，由于气孔的关闭，光合作用的原料供应不足，导致暗反应中C3含量

，最终光合作用效率下降。(3)暗反应阶段发生的两个主要的物质变化是_______________和__________________。降低CO2的固定

C3的还原CO2勤朴弘毅课堂巩固2.

（2015年高考）如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是（）A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能。B.CO2可直接被[H]还原，在经过一系列的变化形成糖类。C.被还原的C3在有关酶的催化作用下，可形成C5。D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高。C[H][H]CO2+C5→C3

3.(2017·Ⅰ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是

、

、

、

、

,[H]代表的物质主要是

。(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在

(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是

。(1)

(

(3)O2NADP+ADP+Pi

C5NADH或还原型辅酶ⅠC和D在缺氧条件下进行无氧呼吸勤朴弘毅1.光合作用的概念。2.光合作用的反应式。3.光合作用的场所。4.光合作用的光反应和暗反应的具体过程，并能阐明物质和能量的变化。课堂小结：课后作业第3课时影响光合作用的因素学习目标：2.影响光合作用的环境因素（重、难点,5年10考）1.掌握相关概念。勤朴弘毅

类囊体薄膜上的4种色素光能H2O水在光解下分O2ATPADP+Pi2C3(CH2O)C5CO2多种酶

光反应暗反应

（类囊体薄膜）

（叶绿体基质）任务二：光合作用的过程NADP+NADPH固定CO2的还原C3的1.真正光合速率（光合作用强度）：指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内通过光合作用制造糖类（有机物）的量。(2)其他表示方法：①单位时间内通过光合作用______________的数量。②单位时间内通过光合作用______________的数量。消耗（固定）CO2产生O2检测指标真正(总)光合速率呼吸速率净光合速率CO2利用量、固定量、消耗量释放量(有氧呼吸)外界吸收量O2产生量吸收量(有氧呼吸)释放量有机物制造量、产生量消耗量(黑暗)积累量2.净光合速率（表观光合速率）：指植物单位面积单位时间内从外界吸收的CO2量。（=实际吸收CO2量-呼吸释放CO2量）3.真正光合速率：指在光照条件下，植物从外界环境中吸收的CO2量，加上细胞呼吸释放的CO2量，即植物实际所吸收的CO2量。（植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。）勤朴弘毅

类囊体薄膜上的4种色素光能H2O水在光解下分O2ATPADP+Pi2C3(CH2O)C5CO2多种酶

光反应暗反应

（类囊体薄膜）

（叶绿体基质）任务二：光合作用的过程NADP+NADPH固定CO2的还原C3的二、影响光合作用的环境因素（重、难点,5年10考）①内因：色素的数量、酶的数量、叶绿体的数量、叶龄等②外因：

包括光照强度、CO2浓度、温度、水分、矿质元素。①内因：叶龄与光合作用规律:叶片由小到大的过程中，叶面积逐渐增大，叶肉细胞中叶绿体逐渐增多，光合效率逐渐增强。

生长到一定程度，叶片面积和光合色素含量等达到稳定状态，光合效率也基本稳定。

随着叶片的衰老，部分色素遭到破坏，光合效率下降。（如图1和图2)对农业生产的启示：

在农业生产中，通过合理密植、适当间苗、修剪以增加有效光合作用面积，提高光能利用率。②外因：

包括光照强度、CO2浓度、温度、水分、矿质元素。1.光照强度：(1)原理：光照强度通过直接影响___反应，进而影响光合作用强度。主要影响光反应阶段_________的产生,进而影响暗反应阶段。光②表达式模型：真正（实际）光合速率=______________________。(表观)净光合速率+呼吸速率ATP和[H](2)曲线模型：外界线粒体(3)曲线解读：代谢过程细胞气体交换图解A点光照强度为0,此时只进行_________,CO2释放量表示_____________

AB段开始进行光合作用,随光照强度增加,光合作用速率逐渐增加,但光合作用速率_____细胞呼吸速率

B点光合作用速率_____细胞呼吸速率,此时光照强度为光的补偿点

细胞呼吸细胞呼吸速率小于等于代谢过程细胞气体交换图解BC段光合作用速率_____细胞呼吸速率,随光照强度增加,光合作用速率逐渐增加

C点光照强度增加,光合作用速率_________,此时的光照强度(C′)为光饱和点C′点光饱和点：光照强度增强，光合作用强度__________。此阶段限制光合作用速率的环境因素为温度、CO2等大于基本不变不再增加(4)应用：①增加光照强度促进光合作用：温室中适当_________以提高作物的光合作用强度。②依据植物的特点合理利用光能：阴生植物光补偿点和光饱和点均较阳生植物___，可采用阴生植物与阳生植物_____的方式以合理利用光能。增加光照低间作（1）光照强度为750μmol.m-2.s-1时，野生型拟南芥每秒固定CO2的量是

μmol.m-2。

1529.（9分）科研人员对一种气孔发育不良的拟南芥突变体进行研究，得到如图所示的结果。公式：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率

光合作用29.（9分）科研人员对一种气孔发育不良的拟南芥突变体进行研究，得到如图所示的结果。回答下列问题。气孔发育不良（2）据图可知，气孔发育不良会影响拟南芥的

。（填“光合作用”“呼吸作用”或“光合作用和呼吸作用”）。（3）弱光下，野生型和突变体的光合作用强度无显著差异，原因__________________________________________________________________________________________________________________________________。

弱光下，光合作用光反应强度较弱，产生的ATP和[H]少，限制了暗反应的速率，植物对CO2的需求量小，故气孔发育不良对植物光合作用强度无影响。29.（9分）科研人员对一种气孔发育不良的拟南芥突变体进行研究，得到如图所示的结果。回答下列问题。气孔发育不良（4）据图可知，光照强度为250－1250μmol.m-2.s-1时，限制突变体光合作用强度的自身因素最可能是

，环境因素是

。气孔发育不良光照强度29.（9分）科研人员对一种气孔发育不良的拟南芥突变体进行研究，得到如图所示的结果。回答下列问题。【方法技巧】曲线图中限制因素的判断方法:(1)曲线上升阶段：纵坐标随横坐标增加而增加，限制因素为横坐标代表的物理量。(2)曲线水平阶段：纵坐标不再随横坐标增加而增加，限制因素为横坐标以外的物理量。（1）光照强度为750μmol.m-2.s-1时，野生型拟南芥每秒固定CO2的量是

μmol.m-2。

（2）据图可知，气孔发育不良会影响拟南芥的

（填“光合作用”“呼吸作用”或“光合作用和呼吸作用”）。（3）弱光下，野生型和突变体的光合作用强度无显著差异，原因___________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________。（4）据图可知，光照强度为250－1250μmol.m-2.s-1时，限制突变体光合作用强度的自身因素最可能是

，环境因素是

。15光合作用气孔发育不良光照强度弱光下，光合作用光反应强度较弱，产生的ATP和[H]少，限制了暗反应的速率，植物对CO2的需求量小，故气孔发育不良对植物光合作用强度无影响。29.（9分）科研人员对一种气孔发育不良的拟南芥突变体进行研究，得到如图所示的结果。回答下列问题。2.CO2浓度对光合作用的影响:(1)原理:CO2浓度通过影响_______阶段,制约C3的生成进而影响光合作用强度。暗反应(2)曲线1:(3)模型解读：代谢过程A点细胞只进行细胞呼吸AB段光合作用强度__细胞呼吸强度B点CO2补偿点：光合作用强度=细胞呼吸强度B点后光合作用强度__细胞呼吸强度C′点CO2饱和点：增加CO2浓度，光合作用强度__________<>不再增加曲线2:关键点A′进行光合作用所需的最低CO2浓度B′CO2饱和点(4)应用。①大田生产：应“正其行，通其风”或增施_______。②温室栽培：人工增加___、增施农家肥或与动物圈舍联通等。农家肥CO23.温度对光合作用的影响:(1)原理:通过影响_______进而影响光合作用。酶活性(2)曲线2:(3)模型解读。①光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响。②与_________有关的酶对温度更为敏感。光合作用(4)应用。①白天：适当提高温度以_________________。

35℃左右适宜。②夜间：适当降低温度以_________________，减少有机物的消耗。降低细胞呼吸强度提高光合作用强度4.水：(1)原理：①直接影响：水是光合作用的_____，含水量越高，细胞代谢越旺盛。②间接影响：植物缺水会导致_________，CO2供应不足，影响光合作用速率。(2)应用：合理灌溉。原料气孔关闭5.矿质元素：(1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的_________，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。组成成分(2)模型解读：①在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度。②超过一定浓度后，会因_____________过高而降低植物光合作用强度。土壤溶液浓度(3)应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用强度。6.综合因素：(1)构建数学模型：图中：a.高CO2浓度，b.中CO2浓度，c.低CO2浓度。

①高光强，②中光强，③低光强。(2)模型解读：①P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，依次为_________、_________和温度。②Q点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素，此时的主要影响因素依次为温度、_________

和_________。光照强度光照强度CO2浓度光照强度(3)应用：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素，增加了土壤的肥力，另外还释放出热量和CO2，增加了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行。【微点警示】对光合作用强度的三点认识(1)光合作用强度高≠光能利用率高：①其他条件相同的情况下，光合作用强度越高，光能利用率越高。②光能利用率除受光合作用强度的影响外，还受光合作用时间和光合作用面积的影响。(2)影响光合作用强度的因素：①外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。②内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。(3)多因素对光合作用强度的影响：①不同因素的作用具有互补效应。如当光照强度降低时，可通过增加CO2浓度补偿。②不同条件下关键影响因素不同。如其他条件适宜，CO2达到饱和点，此时限制因素最可能是五碳化合物的含量。【典例1】(2018·全国卷Ⅰ)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是_________。

(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是___________________________________________________。

甲甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是_____。

原因是：(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。

乙CO2乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲【典例2】单因素对光合作用的影响1.如图，原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后，CO2吸收量发生了改变。据图判断下列叙述中正确的是 (

)A.曲线AB段表示绿色植物呼吸强度减慢B.曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用C.B点时植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸D.整段曲线表明，随光照强度增加，光合速率增加，呼吸速率也增加C【解析】选C。曲线AB段表示随着光照强度逐渐增强，二氧化碳的释放量逐渐减小，而不代表细胞呼吸强度改变，A错误；曲线BC段表示光照强度较高，绿色植物光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物表现为释放CO2，B错误；B点表示绿色植物光合作用强度等于细胞呼吸强度，植物表现为既不吸收CO2也不释放CO2，C正确；由曲线可知，随光照强度递增，光合作用增强，但达到一定程度时，光合作用强度不再随之变化，在整个过程中不能确定呼吸速率的变化，D错误。【典例3】多因素对光合作用的综合影响(2017·天津高考)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是 (

)A.光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度D【解析】选D。题图中光照强度低于P时，突变型CO2吸收速率低于野生型，原因是突变型叶绿素含量较低，吸收光的能力较弱，光反应强度低于野生型，A项正确；光照强度高于P时，突变型CO2吸收速率大于野生型，原因是突变型固定CO2酶的活性显著高于野生型，导致暗反应强度高于野生型，B项正确；光照强度低于P时，突变型光合速率随光照强度的增加而增加，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，C项正确；光照强度高于P时，在达到光饱和点以前，突变型光合速率仍随光照强度的增加而增加，此时限制突变型光合速率的主要环境因素仍是光照强度，D项错误。7.影响光合作用的因素及在生产实践中的应用(1).开放环境中光合作用昼夜变化曲线分析:(1)曲线分析:MN和PQ夜晚植物只进行细胞呼吸;植物体内有机物的总量减少,环境中CO2量增加,O2量减少。N～P光合作用与呼吸作用同时进行。NA和EP清晨和傍晚光照较弱,光合作用强度小于细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量减少,环境中CO2量增加,O2量减少。A点和E点光合作用强度等于细胞呼吸强度,CO2的吸收和释放达到动态平衡;植物体内有机物的总量不变,环境中CO2量不变,O2量不变。A～E光合作用强度大于细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量增加;环境中CO2量减少,O2量增加。C点叶片表皮气孔部分关闭,光合作用强度下降。E点光合作用产物的积累量最大。(2)一昼夜有机物的积累量的计算方法(用CO2表示):一昼夜有机物的积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸作用释放的CO2量,即S3-(S1+S4)。2.密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线:AB段无光照,植物只进行呼吸作用BC段温度降低,呼吸作用减弱CD段4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度<呼吸作用强度D点光合作用强度=呼吸作用强度(1)曲线分析:DH段光合作用强度>呼吸作用强度H点光合作用强度=呼吸作用强度HI段光照继续减弱,光合作用强度<呼吸作用强度,直至光合作用完全停止(1)曲线分析:(2)植物生长与否的判断方法:I点低于A点说明一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小,即光合作用强度>呼吸作用强度,植物生长。若I点高于A点说明光合作用强度<呼吸作用强度,植物体内有机物总量减少,植物不能生长。若I点等于A点说明光合作用强度=呼吸作用强度,植物体内有机物总量不变,植物不生长。【素养案例】(2018·全国卷Ⅱ)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题: (1)从图可知,A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是_________________________________________________________________________________。

(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的__________反应受到抑制。

(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是______________。

下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片暗无水乙醇课堂小结课后作业第4课时光合作用相关的探究实验

学习目标：1.探究光照强度对光合作用强度的影响。3.测定光合速率和呼吸速率的装置。2.了解高中阶段常见的缓冲液。一.探究光照强度对光合作用强度的影响：1.光合作用强度的表示方法:2.实验原理：①利用抽气法排除叶片细胞间隙中的_____，使其沉入水中。光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。气体②通过_________________控制光照强度。③光合作用的过程中产生__的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片_____。因此可依据一定时间内_____________________，来比较光合作用强度。台灯与烧杯的距离O2上浮小圆形叶片上浮的数量

(1)变量分析:变量内容操作及观察自变量光照强度调节_____________________因变量光合作用强度单位时间内_______________台灯与烧杯之间的距离叶片浮起的数量3.实验装置:(2)盛水玻璃柱的作用:吸收热量排除_____等无关变量的影响。温度4.实验步骤及操作要点：实验步骤操作要点①制备小圆形叶片将绿色菠菜叶片用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片②排出细胞间隙中的气体a.将小圆形叶片和适量清水置于注射器中，排出注射器内的空气。b.用手堵住注射器前端的小孔，并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。重复几次，直到小圆形叶片_________沉入水底③分装小圆形叶片将内部气体逸出的小圆形叶片各10片，分别放入暗处盛有20mL富含____的清水的3个小烧杯中。这时的叶片由_________________，全部沉到水底CO2细胞间隙充满了水消耗掉叶片中的气体，使叶片下沉。④给予不同的光照强度分别取离台灯10cm、20cm、30cm(对应编号为1、2、3)的位置，把三个烧杯分别放在这三个位置上，打开台灯⑤观察并记录一定时间内_______________的数量小圆形叶片浮起5.实验结论：在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而_____。增强【典例】如图是探究光照强度对光合作用影响的装置示意图，探讨怎样设置强、中、弱三种不同的光照强度。提示：（1）固定台灯与烧杯的距离，使用不同功率的灯泡。（2）使用相同功率的灯泡，调整灯泡与烧杯的距离。二、缓冲液：

当往某些溶液中加入一定量的酸和碱时，有阻碍pH变化的作用，称为缓冲作用，这样的溶液叫做缓冲溶液。（维持pH值稳定）

高中生物中常见的缓冲液1.CO2缓冲液

光合作用实验室里，CO2缓冲液有吸收CO2的能力，控制变量。CO2缓冲液是当反应系统内CO2增多时，CO2缓冲液吸收CO2。当反应系统内CO2减少时，CO2缓冲液释放CO2。

2.碳酸氢盐缓冲液：NaHCO3和H2CO3

高中生物中常见的缓冲液H2CO3H++HCO3-

该缓冲体系也是人体血浆中最重要的体系，当人体剧烈运动产生乳酸时，HCO3-可与乳酸（C3H6O3）反应产生二氧化碳和水。3.磷酸盐缓冲液（简称PBS）：包括NaH2PO4

和Na2HPO4三、测定光合速率和呼吸速率的装置。1.测定依据：实际光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸速率。（真正）2.测定装置:3.测定细胞呼吸速率。a.小烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液，用于_____。b.玻璃钟罩应遮光处理，以排除_________的干扰。c.置于适宜温度环境中。d.测定单位时间内红色液滴_____________，代表呼吸速率。(单位时间内移动距离代表呼吸速率)。吸收CO2光合作用向左移动距离4.测定净光合速率。a.在小烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液（NaHCO3）,用于保证容器内CO2浓度恒定,满足光合作用的需求。b.必须给予较强光照处理,且温度适宜。c.红色液滴

(单位时间内移动距离代表净光合速率)。向右移动距离5.光合作用、细胞呼吸实验常用的研究方法:(1)“黑白瓶法”:

用黑瓶(无光照的一组)测得的结果为呼吸作用强度值,用白瓶(有光照的一组)测得的结果为净光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用强度值。(2)梯度法:用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置,可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。【典例1】为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是 (

)A.在无光条件下，液滴向左移动B.在有光条件下，液滴向右移动C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大A【解析】选A。由于CO2缓冲液的作用是维持装置中的CO2含量不变，所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸，消耗O2，液滴左移，A项正确。有光条件下，绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2，又进行光合作用产生O2，若光合作用>细胞呼吸，液滴右移；若光合作用=细胞呼吸，液滴不移动；若光合作用<细胞呼吸，液滴左移，B项错误。在有光条件下，液滴向右移动的距离代表净光合速率，C项错误。在达到光饱和点之前随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大，D项错误。【典例2】如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2

浓度的变化，下列叙述错误的是 (

)A.该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3

溶液是为了吸收细胞呼吸释放的CO2C.拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2

浓度D.若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸强度B【解析】选B。分析图示装置可知，自变量是不同的单色光，因变量为盛气装置中O2的多少，因而