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1、生物 第三单元 第09课时第9课时光合作用（四课时）考纲要求 1.色素的提取与分离()。2.光合作用过程及影响因素。一、 捕获光能的色素和结构叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色)主要吸收蓝紫光和叶绿素色素的种类和功能主要吸收胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)类胡萝卜素证明决定分布于叶绿体议一议1海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？2温室内自然光照射的情况下，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？二、光合作用的探索历程连一连想一想和中科学家用什么样的技术手段得出实验结论？该技术手段有何用途？三、光合作用的反应式及过程1反应式：_2过程(1)区别(2)联系：光反应为暗反应提供_

2、；暗反应为光反应提供_。判一判1叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 ()2光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中 ()3叶绿体是光合作用的主要场所 ()练一练(2011新课标全国卷，3)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，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C光反应强度不变，暗反应强度降低D光反应强度降低，暗反应强度不变四、影响光合作用的因素影响光合作用的因素有原料(包括_和土壤中的水分)，光照条件(包括_、光照时间和光的成分)，影响酶活性的_等。1教材63页，叶绿体中色素的提取和分离实验。2教材65页，光合作用

3、的过程要熟练掌握。3教材66页，影响光合作用的环境因素理论联系实践要学以致用。考点一关注生物学史光合作用的探究历程1 1883年德国生物学家恩吉尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是 ()A细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，光合作用强B好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强C好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强D好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于 光合作用1实验常考易错点(1)萨克斯实验黑暗

4、处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气。(2)恩吉尔曼选用水绵作为实验材料的好处：叶绿体大且呈带状，便于观察，所用细菌异化作用类型为需氧型。(3)鲁宾、卡门用的实验方法为同位素标记法。(4)卡尔文选用小球藻做实验，用同位素标记法揭示了暗反应过程。2上述实验中对照实验设置在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确。(1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。(2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(HO与C18O2)，因变量为O2的放射性。(3)普利斯特莱：密闭的玻璃罩是否加植物为

5、自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。3恩吉尔曼实验方法的巧妙之处(1)实验材料选得妙：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。(2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩吉尔曼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。(3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。(4)实验对照设计得妙：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。1德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗

6、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，其他部分曝光。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开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CO2转变成了淀粉A B C D考点二实验技能提升绿叶中色素的提取与分离2(2011江苏卷，4)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

7、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1实验过程2注意问题(1)关键词与试剂对应关系不能颠倒提取色素无水乙醇；分离色素层析液。(2)A为绿色，因为色素最不吸收绿光而透过；B 为红色，此为荧光现象。(3)可用丙酮或其他有机溶剂代替无水乙醇提取色素，但丙酮有毒，研磨时需采取措施防止挥发；也可用汽油代替层析液进行层析；可用其他绿色叶片代替菠菜，但不能用大白菜等不含叶绿素的材料。(4)色素提取液呈淡绿色的原因分析研磨不充分，色素未能充分提取出来。称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。(5)叶片绿色：

8、叶绿素类胡萝卜素31；最不吸收绿光，反射回来；叶片变黄：低温破坏了叶绿素，呈现出了类胡萝卜素的颜色；叶片变红：低温破坏了叶绿素，呈现出液泡中花青素的颜色。2(2011广东卷，29)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。.提取叶绿素.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 )下进行实验，方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液(mL)调pH至处理时间(min)溶液颜色3.03.03.03.0Y7.06.05.010101010绿色绿色黄绿色黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色

9、。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)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。_考点三提升结构模式图和过程流程图有机结合的解读能力光合作用过程3如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是 ()A结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2三碳化合物甲C结构A释放的O2可进入线粒体中D如果突然停止CO2的供应，短时间内三碳化合物的含量将会增加提示(1)光合作用中能量转变为光能电

10、能活跃化学能稳定化学能。(2)通过元素的去路掌握光合反应的实质。(3)有光合作用就有呼吸作用，但反过来不一定，如根中的细胞只存在呼吸作用。(4)分析光合作用物质动态变化要整体把握光合作用从光反应到暗反应的过程。1光合作用过程图解2光反应和暗反应的关系3反应式及元素去向 氧元素 碳元素：CO2三碳化合物(CH2O) 氢元素：H2OH(CH2O)1光反应为暗反应提供两种重要物质：H和ATP，H既可作还原剂又可提供能量；暗反应为光反应也提供两种物质：ADP和Pi，注意产生位置和移动方向。2没有光反应，暗反应无法进行，所以晚上植物只进行呼吸作用，不进行光合作用；没有暗反应，有机物无法合成，生命活动也就

11、不能持续进行。3色素只存在于光反应部位叶绿体类囊体膜上，但光反应和暗反应都需要酶参与，所以与光合作用有关的酶存在于两个部位叶绿体类囊体膜上和叶绿体基质中，但暗反应中酶的种类和数量多。4若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用甲：一直光照10分钟；乙：光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲Z2Z1)可以表示CO2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 光合作用曲线中点的含义和移动规律及如何确定变量1曲线中点的含义和移动规律光照强度与光合速率的关系曲线图中各点的含义(1)光补偿点含义：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素(如光照、CO2浓度)，使光合

12、作用增大(减小)，而呼吸作用不受影响，则光补偿点应左移(右移)；若改变某一因素(如温度)，使呼吸作用增大(减小)，而光合作用不受影响，则光补偿点应右移(左移)。(2)光饱和点含义：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时，若改变某一因素使光合作用增大(减小)，则光饱和点应右(左)移。2如何确定自变量此曲线中只包含X和Z两个自变量，a点(曲线上升阶段)时影响因素即横坐标对应的变量X；b点(达到平衡)时影响因素则为该曲线中另外一个变量Z，不可考虑X、Z之外的其他变量，相当于把范围缩小到X、Z两个变量中。典例(2010安徽理综，29)为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25 条件

13、下培养，实验结果如下图所示。请回答：(1)与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是_，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是_。(2)实验结果表明，在_的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取_措施能提高玉米的光能利用率。对光合作用条件骤变时各物质量的变化模糊不清典例(2011新课标全国卷，29)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中三碳化合物和五碳化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：(1)图中物质A是_(三碳化合物、五碳化合物)。(2)在CO2浓度为1%的环

14、境中，物质B的浓度比A的低，原因是_，将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_。(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中三碳化合物和五碳化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_(低、高)。(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_(高、低)，其原因是_。纠错笔记光反应和暗反应中三碳化合物、五碳化合物、ATP、ADP四种物质与光照、CO2之间的关系(如图所示)：(1)此图中若停止光照ADP积累，含量增加；ATP减少a.ATP不再产生b.原有ATP仍继续分解，直至全部消耗过程停止： 三碳化

15、合物积累，含量增加；五碳化合物减少a.三碳化合物不再还原成五碳化合物b.原有五碳化合物仍继续参与CO2的固定，直至全部消耗过程停止 过程停止过程停止 即：光停，ATP，ADP，三碳化合物，五碳化合物(2)此图中若停止CO2供应五碳化合物积累，含量增加；三碳化合物减少a.三碳化合物不再生成b原有三碳化合物继续还原生成五碳化合物，直至全部消耗 过程停止： 过程停止ATP积累，含量增加；ADP减少a.ATP不再分解b.原有ADP继续合成ATP，直至全部消耗过程停止： 过程停止 即：CO2停，五碳化合物，三碳化合物，ATP，ADP纠错训练离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，

16、下列关于短时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是 ()题组一色素的提取与分离实验1 在“绿叶中色素的提取与分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是 加入的丙酮太多用无水乙醇代替丙酮层析液没及滤液细线研磨时没有加入CaCO3研磨时没有加入SiO2取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少画滤液细线的次数少使用放置数天的菠菜叶A B C D2(2010上海卷，26)下图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则下图所示结果最有可能来自于 ()A水培的洋葱叶 B生长的柳树幼叶 C培养的衣藻 D秋冬的银杏落叶题组二光合作用过程3(2011浙江理综，1)下列有关叶绿体及光合作用的叙述

17、，正确的是 ()A破坏叶绿体外膜后，O2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、NADPH和CO2后，可完成暗反应题组三光合作用的影响因素5(2011江苏卷，23)某种铁线莲的根茎可作中药，有重要的经济价值。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)净光合速率(molm2s1)植株干重(g)04.82.18.07.5105.32.39.69.9305.22.48.99.2504.42.65.27.2704.12.92.

18、74.8903.33.003.2A.适当的遮光处理，可降低其干重 B叶绿素含量与净光合速率呈正相关C叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标 D遮光90%时，铁线莲不进行光合作用6(2011全国卷，33)为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片，平均分成8组，实验处理如下表所示。一段时间后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表。编号组1组2组3组4组5组6组7组8处理葡萄糖溶液浸泡，溶液中通入空气葡萄糖溶液浸泡，溶液中通入CO2和N2蒸馏水浸泡，水中通入空气蒸馏水浸泡，水中通入CO2和N2光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗检测结果

19、有淀粉有淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉回答问题：(1)光照条件下，组5叶片通过_作用产生淀粉；叶肉细胞释放出的氧气来自于_的光解。(2)在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是_。(3)组2叶片中合成淀粉的原料是_，直接能源物质是_，后者是通过_产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的原因是_。(4)如果组7的蒸馏水中只通入N2，预期实验结果是叶片中_(有、无)淀粉。课后规范训练1.红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述正确的是 ()A红枫叶片不含叶绿素勤部 B红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C红枫叶片能吸收光能进行光合作用 D液泡中色素吸收的光能用于光合作用2下列关于叶绿体中色素的叙述，错误的是 ()A矿质元素能影响叶绿素的合成 B提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂C低温条件下色素合成受阻 D黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在3如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是()A提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(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