2024-2025学年高中生物第三章第五节光合作用教学案浙科版必修1

PAGEPAGE26第五节光合作用1．叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体中所含的光合色素有 叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素 等)；叶绿素主要汲取蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要汲取蓝 紫光。 2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在 滤纸上扩散得快，反之则慢。 3．光合作用的光反应和碳反应两个阶段同时进行，相辅相成。 光反应为碳反应供应NADPH和ATP；碳反应利用ATP和 NADPH，促进光反应的进行。光反应的场所是类囊体薄膜， 产物是O2、NADPH和ATP；碳反应在叶绿体基质中进行，产 物是糖类等有机物，但蔗糖在叶绿体外合成。 4．当光照突然减弱时，短时间内C3(三碳酸)含量上升，C5(RuBP) 含量下降。当CO2含量削减时，短时间内C5(RuBP)含量上 升，C3(三碳酸)含量下降。 5．光合速率受光强度、温度和二氧化碳浓度等因素的影响。在 其他条件都相宜的状况下，在确定范围内，光合速率随光强 度提高而加快。 eq\a\vs4\al(对应学生用书,P60)光合色素的提取和分别1．原理绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%乙醇中。不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。2．试验用品及作用[连线]3．试验流程eq\a\vs4\al(提取色素)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(簇新叶片烘干粉碎后，取2g放入研钵中,加入少量SiO2、CaCO3和2～3mL95%乙醇→,研钵→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口))↓eq\a\vs4\al(制备,滤纸条)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(剪滤纸条：将滤纸剪成长10cm、宽1cm,的滤纸条，并在一端剪去两角,↓,铅笔画线：在距去角一端1cm处用铅笔画,一条细的横线))↓eq\a\vs4\al(画滤,液细线)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(用毛细吸管吸取少量滤液,↓,画线：沿铅笔线匀称地画出一条细线,↓,待滤液干后，重复画细线2～3次))↓色素分别eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①倒入试管3mL层析液,②将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中,③棉塞塞紧试管口))↓视察结果：滤纸条上色素带有四条，如下图乙所示：[巧学妙记]四种光合色素在滤纸上自上而下的分布依次是“胡叶ab”。1．试验过程中，甲同学遗忘加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学遗忘加入95%乙醇，请分析他们可能出现的试验结果提示：甲同学研磨不充分，部分色素被破坏，过滤收集的滤液颜色浅。乙同学不能提取到色素。2．为什么提取液用95%乙醇而不用水？相同绿叶条件下，假如一次加的95%乙醇过多，可能会是什么结果？提示：色素能溶于有机溶剂(如95%乙醇)而不溶于水。乙醇过多，滤液颜色变浅。3．试验操作时，为什么要将滤纸条的一端剪去两角？画滤液细线的要求是细、直、齐，且要在干燥后重复画一两次，请分析这样做的缘由是什么？提示：①剪去两角的目的是防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快。②滤液细线要细、直、齐是使分别的色素不重叠，重复画线的目的是增加色素含量使分别的色素带清楚，便于视察。4．试验结束后，某同学的滤纸条上没有出现色素带，请探讨其试验失败的可能缘由？提示：①遗忘画滤液细线。②层析时滤液细线触及层析液。5．滤纸条上色素带的宽窄代表什么含义？提示：色素的含量。色素含量多、色素带宽，反之则窄。6．滤纸条上色素带的排序代表什么含义？提示：色素在层析液中的溶解度不同。溶解度大，位于上部，反之，位于下部。1．试验留意事项(1)选材时应留意选取鲜嫩、色浓绿、少浆汁的叶片，如菠菜叶、棉花叶等。(2)研磨要快速、充分。一是因为95%乙醇简单挥发；二是为了使叶绿体完全裂开，从而能提取较多的色素；三是叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。(3)滤纸条要用干燥滤纸，且剪去两角。可以使色素在滤纸条上扩散匀称，便于视察试验结果。(4)画滤液细线时要画得细、齐而直，且重复画两三次。(5)分别色素时层析液不能触及滤液细线。且层析液有确定毒性，层析时要加塞(加盖)，尽量削减有机溶剂的挥发。2．试验结果分析(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。(3)相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。(4)色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。光合作用的概述1．光合作用的含义光合作用是一个吸能反应，它是指绿色植物以二氧化碳和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物的过程。2．光合色素的种类、颜色及汲取光谱[填表]色素种类汲取光汲取光谱图示叶绿素叶绿素b(黄绿色)汲取红光和蓝紫光叶绿素a(蓝绿色)汲取红光和蓝紫光类胡萝卜素叶黄素(黄色)汲取蓝紫光胡萝卜素(橙黄色)汲取蓝紫光3．光合作用所释放O2的来源 下图是1939年美国科学家鲁宾和卡门用18O(同位素示踪法)分别标记CO2、H2O：(1)试验分析：设置了比照试验，自变量是标记物质(H218O和C18O2)，因变量是O2的放射性。(2)结论：该试验证明光合作用释放的氧气全部来源于水。4．光合作用的总反应式6CO2＋12H2Oeq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体)))C6H12O6＋6H2O＋6O2。1．一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。请分析出现这一现象的缘由是什么？提示：在春夏季节，叶子中叶绿素含量多于类胡萝卜素，叶绿素对绿光汲取最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。在秋季，叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶子呈现出了类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。2．温室或大棚种植蔬菜，应选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜？提示：无色玻璃或塑料薄膜。3．显微镜下看到的叶绿体是绿色的，那么，叶绿体的内外两层膜应是什么颜色的？提示：是无色的。4．从所含化学成分上分析，叶绿体能进行光合作用的缘由是什么？提示：叶绿体中含有光合色素和与光合作用有关的酶。(1)叶绿体和液泡中都有色素，但只有叶绿体中的色素参与光能的汲取、传递和转化。(2)叶绿体中的色素只存在于类囊体膜中，与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体膜中和基质中。光合作用的过程1．完善光合作用的过程图解2．填表比较光反应和碳反应项目光反应碳反应场所在叶绿体内基粒类囊体膜中进行在叶绿体基质中进行条件需色素和光、酶须要多种酶物质变更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的还原：6C3(三碳酸)eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5(ATP、NADPH))6个三碳糖(其中有1个三碳糖积累离开卡尔文循环)③C5(RuBP)的再生：5个三碳糖eq\o(→,\s\up7(酶))3C5能量转化叶绿素把光能→活跃的化学能，并贮存在ATP、NADPH中NADPH、ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能联系①光反应为碳反应供应NADPH和ATP②碳反应产生的ADP和Pi、NADP＋为光反应合成ATP和NADPH供应原料，二者是光合作用全过程的两个阶段，是相辅相成的3．当条件发生变更时，某些成分含量变更(1)当光照减弱时，短时间内C3(三碳酸)含量上升，C5(RuBP)含量下降。缘由是：由于光照减弱，ATP、NADPH合成削减，C3(三碳酸)的还原受阻，而短时间内CO2的固定接着进行。(2)当CO2削减时，短时间内C5含量上升，C3(三碳酸)含量下降。缘由是：由于CO2削减，CO2的固定受阻，而短时间内C3的还原接着进行。1．碳反应必需在无光条件下才能进行吗？提示：光反应必需在光下进行，而碳反应有光无光都可进行。2．为什么碳反应不能“较长时间”地在黑暗条件下进行？提示：因为光反应为碳反应供应的NADPH、ATP是有限的。3．试利用同位素示踪法，分析光合作用过程中各元素的转移途径。(1)用放射性同位素分别标记H2O中的H和O，则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性？提示：O可在释放的氧气中检测到；H可在产生的糖类中检测到。(2)试在光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路。提示：光合作用总反应式及各元素去向：4.结合光合作用过程，你认为早晨熬炼好还是傍晚熬炼好？提示：傍晚熬炼好。因为植物在白天进行光合作用，汲取CO2产生O2；晚上只进行细胞呼吸，汲取O2释放CO2，所以傍晚时空气中O2含量比早晨多。光照和CO2浓度变更对光合作用主要物质含量变更的影响条件C3(三碳酸)C5(RuBP)NADPH和ATP模型分析光照由强到弱CO2供应不变增加削减削减或没有光照由弱到强CO2供应不变削减增加增加光照不变CO2由足够到不足削减增加增加光照不变CO2由不足到足够增加削减削减[特殊提示](1)以上各物质的变更是相对含量的变更，不是合成速率，且是在条件变更后的短时间内发生的。(2)在以上各物质的含量变更中：C3(三碳酸)和C5(RuBP)含量的变更是相反的，即C3(三碳酸)增加，则C5(RuBP)削减；NADPH和ATP的含量变更是一样的，都增加，或都削减。影响光合作用的因素1.光合速率也称光合强度，它是指确定量的植物在单位时间内通过光合作用释放氧气的量或消耗二氧化碳的量或干物质的合成量。2．探究环境因素(光强度)对光合作用强度的影响(1)试验原理：eq\x(叶片含有空气，上浮)eq\o(→,\s\up7(抽气))eq\x(叶片下沉)eq\o(→,\s\up7(光合作用),\s\do5(产生O2))eq\x(充溢细胞间隙，叶片上浮)(2)试验流程：项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光强度相同时间内叶片浮起数量甲10片20mL强多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少(3)试验结论：在确定范围内，随着光强度不断增加，小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多，表明光合作用强度也不断增加。3.影响光合速率的外界因素(参见P112小专题大才智)下图所示的1～4四种试验条件下，测定不同光强度对光合作用速率的影响。从试验可知，限制试验2、试验3和P点光合作用速率的因素分别是温度、CO2浓度、光强度。4．光合作用与细胞呼吸的关系(参见P116小专题大才智)1．在探究环境因素对光合作用强度的影响试验中，叶片下降的缘由是什么？光照后叶片为什么上升？提示：抽出气体后，细胞间隙充溢水，叶片下降；光照后，叶片进行光合作用，细胞间隙又充溢气体，叶片上升。2．依据在不同光强度下，单位时间内叶片上浮的数量，描述光强度与光合作用强度的关系，并尝试用曲线表示。(横坐标为光强度，纵坐标为光合作用强度)提示：3．下图为夏季晴朗的白天，植物光合作用强度曲线图，据图思索问题：(1)在12时左右光合作用强度明显减弱的缘由是什么？提示：光照过强→气孔关闭→CO2供应不足→光合作用下降。(2)C点与B点相比，C3(三碳酸)和C5(RuBP)化合物含量发生怎样的变更？提示：与B点相比，C点C3(三碳酸)含量相对下降，C5(RuBP)含量相对上升。4．光强度是如何影响植物的光合速率？提示：在其他条件都相宜的状况下，在确定范围内(光饱和点前)，光合速率随光强度提高而加快。当光强度高到确定数值(光饱和点)后，光强度再提，光合速率不再提高。5．依据光强度对光合作用的影响分析生产上提高光合速率的措施有哪些？提示：①适当增加光强度；②合理密植等。6．依据二氧化碳浓度对光合作用的影响分析生产上提高光合速率的措施有哪些？提示：①运用农家肥：利用土壤中微生物分解有机物，放出CO2，产生各种矿质离子。②合理密植和确保良好的通风。③温室中还可以运用CO2发生器、施用干冰。探究环境因素(光强度)对光合作用强度影响的变量分析自变量设置方法因变量视察指标光强度通过台灯距离试验材料的远近来设置光合作用强度观测单位时间内被抽去空气的小圆叶片上浮的数量 eq\a\vs4\al(对应学生用书,P64)以图表信息为依托，考查光合色素的提取与分别[例1]在做“光合色素的提取与分别”试验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的运用状况如下表所示(“＋”表示运用，“－”表示未运用)，其余操作均正常，他们所得的试验结果依次应为()甲乙丙丁95%乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④[思路点拨]eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\x(读信息)——\x(表中各试剂的有无),\x(忆学问)——\x(各种试剂的作用)))eq\x(\a\al(图表比照分析，,得出答案))[精讲精析]由于甲在提取过程中用的是水，而色素不溶于水，因此得到的提取液中不含色素，得到的结果对应②；乙的操作正常，得到的结果对应④；丙在研磨过程中没有加入CaCO3，部分色素分子被破坏，得到的结果对应①；丁在研磨过程中没有加入SiO2，使研磨不充分，提取的色素含量较少，得到的结果对应③。[答案]B光合色素提取与分别试验异样现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的缘由分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②运用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的95%乙醇，提取浓度太低。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠：滤纸细线画的过粗。(3)滤纸条看不见色素带：①遗忘画滤液细线。②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。1．右图所示为某同学做“光合色素的提取与分别”试验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是()A．应向培育皿中倒入层析液B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处C．试验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)D．试验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色解析：选D图示为叶绿体中光合色素分别的试验装置，所以应把层析液倒入培育皿中；灯芯起到传递层析液的作用，把色素滴到a点让其在定性滤纸上扩散；四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，它应当是呈黄绿色的叶绿素b。以结构图为依托，考查叶绿体的结构和功能[例2]右图为叶绿体结构示意图，下列有关叶绿体结构与功能的叙述错误的是()A．①和②具有选择透性功能B．③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶C．③和④上都有与光合作用有关的酶D．有叶绿体的细胞才能进行光合作用[思路点拨][精讲精析]①②表示叶绿体的双层膜，它们具有选择透性功能。③为叶绿体的基粒，其上含有进行光合作用的色素和酶。④基质也是进行光合作用的场所，也具有与光合作用有关的酶。光合色素和酶是进行光合作用的必要条件，具有上述条件而不具有叶绿体的蓝细菌等也可进行光合作用。[答案]D叶绿体和线粒体的内部膜面积都很大，但是缘由不同：叶绿体是通过类囊体的堆叠来实现的，而线粒体是通过内膜的某些部位向内腔折叠来实现的。2．将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如下图所示，若干天后，与丙盆相比，甲、乙两盆麦苗长势()A．甲、乙、丙三盆麦苗长势相近B．甲与丙长势相近，乙比丙长势差C．乙与丙长势相近，甲比丙长势差D．甲、乙长势都比丙好解析：选C甲盆罩的绿色透亮膜的特性是不汲取绿光(我们看到的颜色是其反射光)，因此罩内的麦苗得到的主要是绿光。同理，乙盆的麦苗得到的主要是红光和蓝紫光。丙盆的透亮罩能透过各种波长的光，即麦苗能得到各种波长的光，明显丙盆是该试验中的比照。由于麦苗进行光合作用主要利用的是可见光中的红光和蓝紫光，所以，乙盆与丙盆的麦苗长势相近，而甲盆中的麦苗缺少可利用的光能，长势较差。以图示为载体，考查光合作用过程[例3]下图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示变更光照后，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更曲线。据图回答下面的问题：(1)图1中c表示的物质是________，它由________阶段产生的，其作用主要是________________________________________________________________________。(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14CO2，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，其含量快速上升的缘由是：________________________________________________________________________。(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的缘由是：________________________________________________________________________。[思路点拨][精讲精析](1)光反应为碳反应供应的物质是NADPH和ATP，由此可确定c是NADPH，NADPH是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3(三碳酸)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，14CO2的同化途径为：eq\a\vs4\al(14CO2)eq\a\vs4\al(14C3三碳酸)eq\a\vs4\al(葡萄糖等有机物)eq\a\vs4\al(14C3糖)eq\a\vs4\al(C5。)(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3(三碳酸)和C5的含量变更，光照停止后，光反应停止，NADPH和ATP下降，C3(三碳酸)的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3(三碳酸)含量相对上升，C5(RuBP)含量相对下降，即a表示C3(三碳酸)，b表示C5(RuBP)。答案：(1)NADPH光反应用于C3(三碳酸)的还原(2)太阳光能葡萄糖等有机物(3)C3(三碳酸)CO2与C5(RuBP)结合形成C3(三碳酸)接着进行，而C3(三碳酸)的还原减弱直至停止(4)C5(RuBP)C5(RuBP)与CO2结合形成C3(三碳酸)接着进行，而C3(三碳酸)的还原减弱直至停止C3(三碳酸)和C5(RuBP)含量变更的分析方法(1)eq\o(\s\up7(光照强→弱),\s\do5(CO2供应不变))eq\o(→,\s\up7(光反应减弱))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NADPH削减,ATP削减,O2产生量削减))eq\o(→,\s\up7(碳反应))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3还原减弱,CO2固定仍,正常进行))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量上升,C5含量下降))→有机物合成量削减(2)eq\o(\s\up7(光照不变),\s\do5(削减CO2供应))eq\o(→,\s\up7(碳反应))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(CO2固定减弱,C3还原仍正常进行))→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相对增加,ATP相对增加,O2产生量削减))→eq\o(\s\up7(有机物合成),\s\do5(量相对削减))3.下图为叶绿体结构与功能示意图，相关说法错误的是()A．提取M中的色素时不加CaCO3滤液呈褐黄色B．供应14CO2，放射性出现的依次为CO2→C3→甲C．结构M中的能量变更只是光能转变为ATP中的化学能D．图中水可来自液泡和线粒体解析：选C结构M中的能量变更是光能转变为ATP、NADPH中的化学能。以坐标曲线图为信息依托，考查影响光合作用的因素[例4]下图曲线a表示某种植物在温度为20℃、CO2浓度为0.03%的环境中随着光强度的变更光合作用速率的变更；在N点时变更某种条件，结果发生了如曲线b的变更。下列分析不正确的是()A．在N点时变更的某种条件可能是适当提高了温度B．在N点时变更的某种条件可能是增加了CO2浓度C．图中M点与N点相比较，M点时叶绿体产生的NADPH和ATP少D．K点时间合作用的限制因素可能是光强度[思路点拨][精讲精析]图中M点与N点相比较，M点时间强度弱，光反应弱，产生的NADPH和ATP少；适当升温柔增加CO2浓度都能提高光合作用速率；从曲线看出K点时间强度是足够的，限制光合作用的因素可能是CO2浓度和温度。[答案]D解答坐标曲线题的基本步骤(1)明标，即关注横坐标和纵坐标所表示的含义。(2)找点，即找出曲线中的起点、止点、顶点、交点和转折点等关键点。(3)理解曲线含义。即找出曲线形态及上升、下降或波动等变更趋势，并找出其变更的缘由。(4)在受多种因素影响时，找出曲线的限制因素。方法是对纵坐标或横坐标作垂线、或者只看某一条曲线的变更，从而将多因素转变为单一因素，进而确定限制因素。4．下列是有关光合作用的图示，请回答：(1)写出图甲中下列物质的名称：A________，C________。(2)从图甲可知：光合作用包括D和E两个阶段，E是________，在叶绿体的________中进行，该阶段须要D阶段供应的物质是________和________。(3)叶绿体的色素分布在________(用图中字母回答)，可用________法分别。(4)影响绿色植物光合作用的外界因素有光强度、CO2浓度、温度等。①若图乙中的x代表光强度，光强度影响光合作用强度主要是影响________阶段(用图甲的字母回答)。②若图乙中的x代表温度，其主要通过影响________来影响光合作用强度。③光合作用强度在图丙的a点时达到最大值，请画出CO2浓度接着增加时曲线的变更趋势。解析：图甲中A是O2，B是ATP，C是C3，D是光反应，E是碳反应，F是基粒。叶绿体中的色素分布在类囊体膜中，可用纸层析分别绿叶中的色素。光照主要影响光合作用的光反应阶段，温度主要影响酶的活性。答案：(1)O2三碳酸(或C3)(2)碳反应基质NADPHATP(或B)(3)F纸层析(4)①D②酶的活性③如右图 eq\a\vs4\al(对应学生用书,P66)[课堂回扣练习]一、概念原理识记题1．光合作用过程中，与光反应相比，碳反应阶段的特点是()A．须要光、叶绿体色素和酶B．在酶、ATP和NADPH的作用下完成CO2的固定和C3(三碳酸)的还原，最终形成有机物C．把水光解为H＋＋e和氧气D．把光能转化为储存在糖类中的化学能解析：选B碳反应阶段是一系列的酶促反应，主要的物质变更是CO2的固定和C3(三碳酸)的还原。二、基本原理应用题2．探讨人员发觉，从蔬菜叶中可提取大量的各种自然色素，这为目前市场上自然色素“供不应求”的状况供应了一条解决的途径。在进行“植物中光合色素的提取”试验时，假如在研钵中研磨绿叶时没有加入碳酸钙，最可能会出现的结果是()A．研磨不充分，提取的色素少B．层析后滤纸条上位于下边的两条色素带变窄C．层析时各种色素不能相互分别，造成色素带的重叠D．层析后滤纸条上只剩两条色素带解析：选BCaCO3是爱护色素的，不加CaCO3会导致部分叶绿素被破坏，导致叶绿素含量削减，滤纸条上色素带变窄。三、易错易混辨析题3．某试验小组将玉米幼苗置于一密闭容器内，测定温度对光合作用和细胞呼吸的影响(用容器内CO2的变更量表示)。试验结果如下(“＋”表示增加，“－”表示削减)，下列有关说法正确的是()温度(℃)1015202530354045相宜光照－12－17－23－26－35－26－24－15黑暗＋6＋11＋18＋25＋35＋40＋32＋20A．由表中数据可知，光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度相同B．在相宜光照下，35℃时间合速率小于呼吸速率C．由表可知，在相宜光照下，最有利于植物生长的温度是30℃D．在黑暗状况下，叶肉细胞内无ATP的形成解析：选C光合作用酶在30℃时候作用最强，此时为70，而细胞呼吸在35℃最强，这个比较简单看出来。在35℃相宜光照下CO2是削减的，说明光合作用速率确定大于呼吸速率。在30℃下，光合作用是最剧烈的，所以最有利于植物生长。在黑暗状况下，叶肉细胞会进行细胞呼吸，而细胞呼吸是会产生ATP的。四、试验探究分析题4．下图甲为某校生物爱好小组探究光强度对茉莉花光合作用强度影响的试验装置示意图，图乙为所测得的结果。据图分析：(1) 请写出限制本试验自变量的一种方法____________________________________________________________________________________________________________________。(2)为了防止无关变量对试验结果的干扰，本试验还应设置比照试验，请问比照装置如何设计？____________________________________________________________________________________________________________________。(3)B点以后，限制茉莉花光合速率的主要环境因素有_____等。(4)图甲所示装置无法测得A点数据，除非将其中的NaHCO3溶液换为__________溶液，且将装置放在__________环境中。在A点，产生ATP的结构有________________________。解析：(1)要变更光强度，有两种方法，一是灯泡不变，通过变更灯与广口瓶的距离来变更光强度，二是灯与广口瓶的距离不变，通过变更灯泡的功率大小来变更光强度。(2)该比照试验装置在外界环境不变时，液滴不移动，因此应不放植物或放一株同样的死植物。(3)图乙中B点时，光合作用强度达到最大，以后随着光强度的增加不再发生变更，说明光强度不再是限制因素，温度、CO2浓度可能会成为限制因素。(4)图乙中A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用，要测量呼吸强度，必需将装置放在黑暗处，并将其中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液，否则植物进行光合作用产生O2，会对结果产生影响。答案：(1)用不同瓦数灯泡或变更灯与广口瓶的距离(2)将装置中的茉莉花换成死花，其他设置与装置甲一样(3)温度、CO2浓度(4)NaOH黑暗(或遮光)细胞溶胶和线粒体[回扣学问点]1．光合作用各阶段的物质变更、条件、场所。。2．实力迁移运用光合色素提取与分别中试剂的作用来分析相关的现象或结果。3．易误点提示：表格分析光合作用和细胞呼吸的关系。在分析过程中极简单发生错误，混淆是真正光合速率还是表观光合速率。4．方法指导：生物试验解题的一般思路——细致审题，弄清试验目的和要求(1)确定试验目的，找出要探讨的问题，这一点题目中都会给我们提示，诸如“探讨、验证、探究”等字眼后面往往是试题将要探讨的问题，也就是试验目的。(2)对应试验目的，运用所学学问，找准试验原理。(3)要弄清试验类型，即要设计的试验是验证性试验还是探究性试验。(4)依据试验原理确定试验变量以及影响试验结果的无关变量。(5)确定试验器材，对于生物试验题中已供应的试验材料和用具，主要分析“有什么用”“怎么用”，一般应全部用上，不行遗漏，除非试题是让你选择运用或者自行确定试验材料和用具。[课下综合检测(一)]一、选择题1．下列有关“光合色素的提取与分别”试验的叙述正确的是()A．加入碳酸钙防止滤液挥发B．用NaCl溶液提取叶片中的光合色素C．用95%酒精分别滤液中的光合色素D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨解析：选D碳酸钙的作用是防止叶绿素遭到破坏，石英砂的作用是使研磨充分，95%酒精用来溶解提取叶绿体中的光合色素，因为叶绿素能溶解在95%酒精中。2．(海南高考)关于叶绿体色素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和b主要汲取红光和蓝紫光B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C．利用纸层析法可分别4种叶绿体色素D．乙醇提取的叶绿体色素不能汲取光能解析：选D叶绿素a和叶绿素b主要汲取红光和蓝紫光；叶绿体中叶绿素含量为3/4，类胡萝卜素含量为1/4；不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分别；乙醇提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍是可以汲取光能的。3．下图是簇新绿叶的四种光合色素在滤纸上分别的状况，以下说法正确的是()A．提取色素时加入石英砂、碳酸钙是为了防止滤液挥发B．水稻在收获季节，叶片中色素量变为(甲＋乙)＜(丙＋丁)C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D．四种色素中，丙和丁主要汲取红光解析：选B依柱状图中扩散距离可推知，甲表示叶绿素b，乙表示叶绿素a，丙表示叶黄素，丁表示胡萝卜素。在提取色素时，加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中，叶绿素遭到破坏；在水稻的收获季节，叶绿素(甲＋乙)的含量小于类胡萝卜素(丙＋丁)；丁在层析液中的溶解度最大，故扩散得最远；叶绿素(甲＋乙)主要汲取红光和蓝紫光，类胡萝卜素(丙＋丁)主要汲取蓝紫光。4．(海南高考改编)下列关于叶绿体的描述，错误的是()A．基粒由类囊体堆叠而成B．叶绿体被膜由双层膜组成C．碳反应发生在类囊体膜上D．类囊体膜上具有叶绿素和酶解析：选C碳反应发生在叶绿体基质中，光反应发生在类囊体膜上。5．(新课标卷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．被叶绿素汲取的光可用于光合作用C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的汲取峰值不同D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地汲取绿光解析：选D叶绿素中心元素是镁离子；色素的作用是汲取、传递、转化光能，进行光合作用；叶绿素a比叶绿素b在红光区的汲取峰值高；植物主要的汲取峰在蓝紫光区和红光区，绿光汲取最少，反射多，所以叶片呈现绿色。6．下列关于光合作用的叙述，不正确的是()A．把二氧化碳和水转变成有机物B．把光能转变成化学能C．全过程都必需在光下进行D．有氧气放出解析：选C光合作用的光反应阶段干脆须要光，而碳反应阶段不须要光干脆参与。7．下列物质转变过程属于光反应的是()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：选D光反应阶段的产物有NADPH、ATP和O2，所以反应①、④发生在光反应阶段。8．(海南高考)在其他条件相宜的状况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中马上起先连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3(三碳酸)和C5化合物含量的变更是()A．C3和C5都快速削减B．C3和C5都快速增加C．C3快速增加，C5快速削减D．C3快速削减，C5快速增加解析：选C突然停止光照，光反应无法产生产生ATP、NADPH，C3不能被还原，因而C3化合物的量增加，同时CO2与C5化合物的结合正常进行，导致C5量快速削减。9．光合作用产生的NADPH和细胞呼吸产生的[H]分别用于()A．都用于还原CO2B．都用于还原O2C．前者还原O2，后者还原CO2D．前者还原C3(三碳酸)，后者还原O2解析：选D光合作用形成的NADPH用于还原C3(三碳酸)为三碳糖；细胞呼吸产生的[H]用于与O2结合形成H2O，即还原O2。二、非选择题10．下图是光合作用过程的试验图解。请分析试验结果：(1)装置C中产生含碳有机物是由于在装置A中结构[]________上进行了________反应，为结构[]________中进行________反应供应了________等物质的原因。(2)装置B中不能产生含14C的有机物，主要是因为结构①中缺少________和________。(3)适当增加光照，增加CO2浓度以及适当提高温度均可提高________，从而提高含碳有机物的产量，并能释放出较多的________。解析：(1)含碳有机物的产生需光反应为之供应NADPH和ATP，含碳有机物产生于叶绿体基质中进行的碳反应过程。(2)装置B中不能产生14C的有机物，主要是因为结构①(叶绿体类囊体膜)中缺少C5化合物及与碳反应有关的酶。(3)适当增加光照，增加CO2浓度及适当提高温度可提高光合作用，从而提高含碳有机物的产量并释放较多氧气。答案：(1)①叶绿体的类囊体膜光②叶绿体基质碳NADPH和ATP(2)C5(RuBP)与碳反应有关的酶(3)光合速率(光合作用强度)O2[课下综合检测(二)]一、选择题1．光合速率(光合作用强度)可以用多种指标表示，以下不适合的是()A．植物体鲜重增加量 B．植物体干重增加量C．O2释放量 D．CO2汲取量解析：选A表示光合速率有多种指标：如用CO2的汲取量，O2的释放量，植物体干重(主要为有机物)的增加量来表示，但不能用植物体鲜重(主要为水分)增加量表示。2．下图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变更的曲线图，与b点相比较，c点叶肉细胞短时间内的C3(三碳酸)、C5(RuBP)、ATP的含量和C3糖产生速率发生的变更依次是()A．降、升、升、升 B．升、升、降、降C．降、降、降、降 D．降、升、升、降解析：选D与b点相比较，c点此时的光照过强，部分气孔关闭，CO2汲取下降，光合作用降低。由此分析，当CO2汲取下降，会影响CO2的固定，刚起先三碳酸的还原正常进行，使得C3(三碳酸)含量削减，进而C3还原消耗的NADPH和ATP也会削减，使光反应产生的NADPH和ATP会因积累而含量上升。所以C3(三碳酸)、C5(RuBP)、ATP的含量和C3糖分别是降、升、升、降。3．下图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光强度的关系(相宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时变更某条件，曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是()A．与y点相比，x点叶绿体中的C3(三碳酸)含量较低B．在y点时，上升温度导致曲线由Ⅰ变为ⅡC．制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D.制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度解析：选D在x点的光强度比y点弱，所以x点的C3(三碳酸)含量较y点高；原来处于相宜温度下的y点，上升温度会导致酶的活性降低，曲线应在曲线Ⅰ的下方；x点限制其光合作用的因素主要是光强度；在大于光饱和点的光强度处增加CO2浓度，会提高光合作用强度。4．某探讨性学习小组采纳盆栽试验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。试验起先时土壤水分足够，然后试验组停止浇水，比照组土壤水分条件保持相宜，试验结果如下图所示。下列有关分析不正确的是()A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C．试验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D．试验2～4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的解析：选C由图示曲线信息可知，试验条件下，随干旱时间的延长叶片的光合速率呈下降趋势；对比甲、乙图示可知，叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降；由于2～4天光合速率下降早于叶绿素含量下降，因此，光合速率的下降不是叶绿素含量下降引起的；试验条件下，随时间推移，植物缺水严峻、叶片失水、气孔关闭，导致CO2汲取削减，使光合速率下降。5．下图表示某高等植物体内的生理过程，有关分析正确的是()A．阶段Ⅰ生成的NADPH将作为还原剂固定二氧化碳B．能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅱ、ⅢC．过程⑤可为细胞汲取Mg2＋等离子供应动力D．过程④、⑤进行的场所都是细胞溶胶和线粒体解析：选C解读题干信息“某高等植物体内的生理过程”。再据图分析可知Ⅰ阶段代表光合作用的光反应阶段，Ⅱ阶段代表碳反应阶段，Ⅲ阶段代表细胞呼吸过程。阶段Ⅰ生成的NADPH作为还原剂还原三碳酸；Ⅱ阶段在叶肉细胞的叶绿体基质中和线粒体进行，Ⅲ阶段的⑤过程在细胞溶胶和线粒体中进行；过程④只在细胞溶胶中进行。6．(浙江高考)下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是()A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATPD．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量解析：选D无氧条件下植物细胞进行厌氧呼吸产生的酒精对水果细胞有毒害作用，零下低温易引起细胞结冰，二者均不利于水果的保鲜；C6H12O6在细胞溶胶中分解产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中进一步分解产生CO2和H2O；在细胞呼吸过程中，化学能转变成热能和ATP中不稳定的化学能，而ATP是物质不是能量；夏季连续阴雨天，限制光合作用的主要因素是光照，适当增加光照能够提高光合速率，夜间适当降低温度可降低呼吸速率，二者结合起来，可提高作物产量。7．(海南高考)取某种植物生长状态一样的簇新叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别赐予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一样。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如右图所示。下列叙述错误的是()A．装置内增加的氧气来自于水B．光强度为a时，光合作用停止C．丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低D．该图反映了光合作用强度与光强度的关系解析：选B由图示可以看出，在光强度为a时，装置内仍有少量氧气的增多，说明光合作用并没有停止。8．(江苏高考)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()遮光比例(%)叶绿素a/b叶绿素含量(mg/g)表观光合速率(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．适当的遮光处理，可提高其干重B．叶绿素含量与表观光合速率呈正相关C．叶绿素a/b可作为其利用强光实力的推断指标D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用解析：选A从表中可见，遮光比例为10%时，植株干重为9.9g，比遮光比例为0时的植株干重重；由表中数据可得，随着遮光比例的增加，叶绿素的含量增加，但表观光合速领先增大，然后又渐渐减小；分析表中叶绿素a/b的值，与表观光合速率呈正相关，故其可作为铁线莲利用弱光实力的推断指标；遮光90%时表观光合速率为0，此时植株仍能进行光合作用，只是光合速率等于呼吸速率。9．(重庆高考)下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变更的示意图。下列有关叙述，正确的是()A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素汲取光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B．t2→t3，碳反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合作用将再提高C．t3→t4，光强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、碳反应增加的结果D．t4后短短暂间内，叶绿体中ADP和Pi含量上升，C3(三碳酸)还原后的干脆产物含量降低解析：选D水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质；t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时间照足够且恒定，若增加光照，光合作用不会提高；t3→t4，碳反应增加，确定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应；t4后突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体膜上ATP合成受阻，A