光合作用Word文件下载.docx

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6.化能合成作用

7.绿叶中色素的提取和分离

二、重难点提示

1.绿叶中色素的种类和作用

2.光合作用的发现及研究历史

3.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系

构建知识网络

1.叶绿体的结构及光合色素的种类

2.光合作用的原理和应用

注：

反应过程中的酶未标注。

3.影响光合作用的环境因素

能力提升类

例1为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质和全部叶绿体。

然后又把部分叶绿体磨碎，分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照。

问哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程（）

一点通：

光合作用的光反应是在叶绿体囊状结构薄膜上进行的，需要光和酶，发生的物质变化有水的光解和ATP及[H]的形成。

分析上述试管中的成分，只有B试管可发生光反应。

答案：

B

例2在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，下列叙述正确的是（）

A.可以用质量分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1∶1）进行解离，使细胞分散开来

B.可以用93号汽油作层析液

C.研磨时要加入碳酸钙，以防止叶绿体被破坏

D.研磨液用滤纸过滤后，盛放滤液的小试管要及时用棉塞塞紧

光合色素的提取和分离不需要解离。

研磨时叶绿体会被破坏，加入碳酸钙是为了保护色素不被破坏。

研磨液过滤时要用纱布而不能用滤纸，滤纸容易吸附色素。

故A、C、D均不正确。

实验中若无层析液可以用93号汽油取代，色素分子随汽油在滤纸上的扩散速度不同也会分离开。

综合运用类

例1将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。

如果突然将环境中CO2含量降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是（）

A.上升；

下降；

上升B.下降；

上升；

下降

C.下降；

上升D.上升；

下降

从光合作用的反应过程进行分析：

在光合作用过程中，CO2参与暗反应，CO2与C5化合物结合，生成两个C3化合物，当CO2突然减少时，这个过程必然受阻，因而导致C5化合物的含量上升和C3化合物的含量下降。

而C3化合物的减少，又使暗反应中C3化合物被还原成葡萄糖的过程受阻，消耗光反应提供的ATP量也减少，使细胞中ATP含量上升。

C

例2科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。

请据图判断下列叙述不正确的是（）

A.光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同

B.光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同

C.光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高

D.光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高

由题目中坐标曲线图信息可知，光照强度为a～c时，曲线Ⅰ光合作用强度随光照强度升高而升高，而曲线Ⅲ在光照强度达到b之前，光合作用强度已达最大值，因此D错误。

光照强度为a时，曲线Ⅱ和曲线Ⅲ的变量是CO2浓度，因此其差异是由CO2浓度造成的。

同理可知，造成曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是温度，光照强度为a～b时，限制曲线Ⅰ和曲线Ⅱ光合作用强度的主要因素是光照强度，因此，随光照强度的上升光合作用强度会上升。

D

思维拓展类

例1以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如下图所示。

下列分析正确的是（）

A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等

B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多

C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少

D.两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有机物的量相等

A项，光照相同时间，光合作用制造有机物的量等于有机物净积累量加上细胞呼吸消耗有机物的量，35℃时光合作用制造有机物的量为3＋3.5＝6.5mg/h,30℃时为3.5＋3＝6.5mg/h；

B项，由图中虚线可以看出光照相同的时间，25℃时有机物净积累量最多；

C项，温度超过25℃，有机物净积累量开始减少，光合作用制造的有机物的量仍随温度升高而增加；

D项，两条曲线的交点表示有机物积累（光合产生－呼吸消耗）量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等。

A

例2下图曲线表示农田中Ⅰ昼夜温度变化；

Ⅱ光照强度变化；

Ⅲ农作物吸收和释放CO2的变化，请根据图示回答：

（1）曲线Ⅲ与时间轴的交点c、e所表示的是农作物处于的生理状态。

（2）引起曲线Ⅲ上a点数量变化的主要生态因素是

A.温度B.氧气浓度C.水分D.光照强度

（3）上述图示中的段内表示农作物在制造有机物；

在段内表示农作物积累了有机物。

（4）曲线Ⅲ在d段内是空白，请用曲线表示出农作物在d段内的变化

（5）农作物在d段内出现变化的合理解释为：

①蒸腾作用强烈，水分供应不上，致使气孔关闭，导致供应不足；

②作用的产物不能及时运走，堆积在叶肉细胞。

（6）在农业生产上可采取适时、选用品种来避免或减轻农作物在d段内出现的现象。

（7）增加曲线Ⅲ与时间轴围成的正面积的有效农业措施包括：

__________________

________________________________________________（答出三条即可）。

一点通：

本题通过曲线图考查影响细胞代谢的各个因素。

解题之前，首先要看懂曲线图。

曲线Ⅰ代表的是昼夜温度变化，曲线Ⅱ代表的是一天之内的光照强度变化，a点对应温度最低，此时为黑夜，无光，只进行呼吸作用，酶的活性最低，所以表现为曲线Ⅲ上这一点会有变化。

b－f段有光照，可以进行光合作用，自然有有机物的制造，而c－e段二氧化碳的净吸收值大于0，表示此阶段光合作用强度大于呼吸作用强度，有机物发生积累。

在午后光照强度最强时（d段），植物会发生午休现象，二氧化碳的净吸收量下降。

（1）呼吸作用和光合作用强度相等

（2）A（3）b－f；

c－e

（4）

（5）①CO2；

②光合（6）灌溉；

抗旱

（7）增施有机肥；

保证良好通风；

合理灌溉

1.光合作用总反应式及元素去向

2.光合作用与呼吸作用的比较

（1）区别与联系

呼吸作用

场所

叶绿体

线粒体或细胞质基质

条件

只在光照下进行

有光、无光都能进行

物质变化

无机物

有机物

能量变化

光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能

有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能+热能

实质

合成有机物，储存能量

分解有机物，释放能量

代谢类型

同化作用（或合成作用）

异化作用（或分解作用）

范围

绿色植物细胞等（如蓝藻）

几乎所有活细胞

联系

（2）[H]、ATP来源、去路的比较

来源

去路

[H]

光反应中水的光解

作为暗反应阶段中的还原剂，用于将C3还原成有机物等

有氧呼吸

第一阶段、第二阶段产生

用于第三阶段还原氧气，产生水，同时释放大量能量

ATP

在光反应阶段合成ATP，其合成所需能量来自于色素吸收转换的太阳能

用于满足暗反应阶段C3还原时的能量之需，以稳定的化学能储存在有机物中。

第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，能量来自有机物的分解

作为能量直接用于各项生命活动

色素分子吸收光能不需要酶参与，其他光反应、暗反应的生理反应却需要酶的参与。

（3）[H]就是[NADPH]。

（4）含有光合色素的细菌虽然没有叶绿体，但也能进行光合作用，制造有机物，为自养生物。

1.中间产物含量变化问题

C3

C5

［H］和ATP

（CH2O）

CO2浓度不变，停止光照

增加

减少

减少或没有

CO2浓度不变，突然光照

光照不变，增加CO2浓度

光照不变，降低CO2浓度

2.净光合作用和总光合作用的辨别

例1将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以C02的吸收量与释放量为指标。

实验结果如下表所示：

下列对该表数据分析正确的是（）

A.昼夜不停地光照，温度在35℃时该植物不能生长

B.昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30℃

C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在20℃的条件下，该植物积累的有机物最多

D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度在30℃时，该植物积累的有机物是

温度在10℃时的2倍

解析：

该表研究的是温度对光合作用与呼吸作用的影响。

测定的光下吸收CO2量为净光合作用的吸收量，净光合作用＝总（实际）光合作用－呼吸作用，黑暗下释放CO2量为呼吸作用的释放量。

在A、B中，条件均为昼夜不停地光照，判断植物生长情况是看净光合速率，也就是光照下吸收CO2量，根据表中数据判断，35℃时该植物能生长，该植物生长的最适宜温度是25℃；

在C、D中，条件均为每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，选项中的积累量为一昼夜的积累量，而不是净光合速率，也就是白天净光合积累的减去夜间呼吸消耗的，因为光照和黑暗时间相等，所以只看一小时的差值即可。

20℃的条件下，该植物积累的有机物最多，30℃时，该植物积累的有机物是温度在10℃时的1/2。

例2有一位科学家做了这样一个实验，将10g叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来，在离体条件下分别测定其光合作用中CO2的吸收量（图A）和呼吸作用中CO2的释放量（图B）。

（1）在光照强度为8千勒克斯，温度为15℃的条件下，离体的叶绿体的光合作用强度是___________μg／h/10g，温度为30℃的条件下的叶肉细胞既不吸收CO2，也不释放CO2，此时的光照强度应为___________千勒克斯。

（2）假定离体叶绿体和线粒体与其在叶肉细胞内时的生理活性基本一致，在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯条件下光照10h后，再移到温度也为30℃的暗处，此10克叶肉组织24h能积累的葡萄糖是_______μg。

如果黑暗条件下的温度平均为15℃，则10克叶肉组织合成的葡萄糖是_______μg。

（1）41.5

（2）3054.5

本题以实验所测数据绘制而成的图形为背景，综合考查同学们的读图能力和处理实验数据的能力。

因此要求同学们充分理解光合速率概念的内涵，并根据光合作用方程式进行有关数量的换算。

由题意可知，实验数据是在离体条件下测得的。

离体的叶绿体只进行光合作用，故其光合作用中CO2的吸收量表示总（实际）光合速率。

离体的线粒体主要进行呼吸作用，故其呼吸作用中CO2的释放量表示呼吸速率。

总光合速率与呼吸速率的关系可表示为：

总（实际）光合速率=净（表观）光合速率+呼吸速率。

这个关系式有三个衍生式：

光合作用实际产生的O2量=净释放的O2量+呼吸作用消耗的O2量；

光合作用实际消耗的CO2量=净消耗的CO2量+呼吸作用产生的CO2量；

光合作用合