生物一轮复习必修1第5章第4节能量之源光与光合作用.ppt

生物一轮复习必修1第5章第4节能量之源光与光合作用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构1.捕获光能的色素捕获光能的色素(1)绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离 可以利用可以利用 提取绿叶中的色素，在研磨时提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许还应加入少许 和碳酸钙，其中前者有助于和碳酸钙，其中前者有助于 ，后者可防止在研磨中，后者可防止在研磨中 被破坏。被破坏。分离的原理是利用色素在层析液中的分离的原理是利用色素在层析液中的 不同，不同，的在滤纸上扩散的快，反之则慢。的在滤纸上扩散的快，反之则慢。无水乙醇无水乙醇二氧化硅二氧化硅研磨充分研磨充分色素色素溶解度溶解度溶解度大溶解度大(2)色素的种类和吸收光谱色素的种类和吸收光谱色素种色素种类类颜颜色色吸收光吸收光谱谱滤纸滤纸条条上位置上位置叶叶绿绿素素(约约占占3/4)叶叶绿绿素素a主要吸收主要吸收 中下中下层层叶叶绿绿素素b类类胡胡萝萝卜素卜素(约约占占1/4)胡胡萝萝卜素卜素主要吸收主要吸收叶黄素叶黄素中上中上层层蓝绿蓝绿色色黄黄绿绿色色红红光和光和蓝蓝紫紫光光最下最下层层最上最上层层蓝蓝紫光紫光橙黄色橙黄色黄色黄色2.叶绿体的结构和功能叶绿体的结构和功能(1)结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外部有双层膜，内结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外部有双层膜，内 部的基粒是由部的基粒是由 堆叠而成的。堆叠而成的。(2)色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于 ，与光合作用有关的酶分布在与光合作用有关的酶分布在 和和 。(3)功能：进行功能：进行 的场所。的场所。类囊体类囊体类囊体薄膜上类囊体薄膜上类囊体薄膜类囊体薄膜基质基质光合作用光合作用二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用1.光合作用的探索历程光合作用的探索历程年代年代科学家科学家观观点点(结论结论)1771英国，普英国，普利斯特莱利斯特莱植物可以植物可以1779 荷荷兰兰，英根豪斯，英根豪斯只有在只有在 ，植物才能更，植物才能更新空气新空气1785明确植物吸收明确植物吸收CO2，放出，放出O21845德国，梅耶德国，梅耶光合作用把光能光合作用把光能转换为转换为化学能化学能1864德国，德国，萨萨克斯克斯光合作用的光合作用的产产物除物除O2外，外，还还有有1939美国，美国，鲁鲁宾宾和卡和卡门门证证明光合作用明光合作用释释放的放的O2来自于来自于更新空气更新空气阳光照射下阳光照射下淀粉淀粉水水2.光合作用的过程光合作用的过程(1)光反应光反应 场所：叶绿体的场所：叶绿体的 上。上。条件：条件：、色素、酶、水等。、色素、酶、水等。物质变化：将水分解为物质变化：将水分解为 和和 ，将，将ADP和和Pi合成合成 。能量变化：光能转变为活跃的能量变化：光能转变为活跃的 。类囊体薄膜类囊体薄膜光能光能O2HATP化学能化学能(2)暗反应暗反应场所：叶绿体的场所：叶绿体的 中。中。条件：条件：、H、ATP、CO2等。等。物质变化物质变化CO2的固定：的固定：C5CO2。C3的还原：的还原：2C3H。能量变化：能量变化：ATP中活跃的化学能转变为中活跃的化学能转变为。基质基质酶酶2C3(CH2O)C5有机物中稳定化学能有机物中稳定化学能3.光合作用原理的应用光合作用原理的应用(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造 的数量。的数量。(2)影响光合作用强度的因素包括空气中影响光合作用强度的因素包括空气中 的浓度、土壤的浓度、土壤 中中 和矿质元素的多少、光的和矿质元素的多少、光的 以及温度的高低等。以及温度的高低等。糖类糖类CO2水分水分强弱强弱4.化能合成作用化能合成作用(1)概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些氧化氧化时所释放的能量来制造时所释放的能量来制造的合成作用。的合成作用。(2)实例：硝化细菌能利用实例：硝化细菌能利用氧化成氧化成和和时所时所释放的化学能，将释放的化学能，将和和合成合成。无机物无机物有机物有机物氨氨亚硝酸亚硝酸硝酸硝酸CO2H2O糖类糖类1.绿叶中色素种类及其吸收光谱绿叶中色素种类及其吸收光谱色素种色素种类类吸收光吸收光吸收光吸收光谱图谱图示示叶叶绿绿素素(含含量量约约占占3/4)叶叶绿绿素素a(蓝绿蓝绿色色)吸收吸收红红光光和和蓝蓝紫光紫光叶叶绿绿素素b(黄黄绿绿色色)吸收吸收红红光光和和蓝蓝紫光紫光色素种色素种类类吸收光吸收光吸收光吸收光谱图谱图示示类类胡胡萝萝卜素卜素(含含量量约约占占1/4)胡胡萝萝卜素卜素(橙黄色橙黄色)吸收吸收蓝蓝紫光紫光叶黄素叶黄素(黄色黄色)吸收吸收蓝蓝紫光紫光2.色素的分布、功能及特性色素的分布、功能及特性(1)分布：叶绿体类囊体的薄膜上。分布：叶绿体类囊体的薄膜上。(2)功能：吸收光能、传递光能功能：吸收光能、传递光能(四种色素四种色素)、转化光能、转化光能(只有只有 少数处于特殊状态的叶绿素少数处于特殊状态的叶绿素a)。3.不同颜色温室大棚的光合效率不同颜色温室大棚的光合效率(1)无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透 过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光 合效率最高。合效率最高。(2)叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。例例1(2010西安调研西安调研)下图表示叶绿体色素吸收光能的下图表示叶绿体色素吸收光能的情况，根据此图并结合所学知识，判断以下说法中正确的情况，根据此图并结合所学知识，判断以下说法中正确的是是()少数特殊状态下的叶绿素少数特殊状态下的叶绿素a对对420nm、670nm光的转换光的转换率较高率较高在晚间用大约在晚间用大约550nm波长的绿光照射行道树，目的是通波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度据图可知，用白光中据图可知，用白光中450nm左右波长的光比白光更有利左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度于提高光合作用强度土壤中缺乏镁时，土壤中缺乏镁时，420nm470nm左右波长的光的利用左右波长的光的利用量显著减少量显著减少由由550nm波长的光转为波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中波长的光后，叶绿体中C3的量减少的量减少A.B.C.D.课堂笔记课堂笔记选选 由图可知，叶绿素由图可知，叶绿素a的吸收高峰为的吸收高峰为420 nm和和670 nm，叶绿素，叶绿素b的吸收高峰为的吸收高峰为470 nm和和650 nm左左右，少数特殊状态的叶绿素右，少数特殊状态的叶绿素a能转换光能，在能转换光能，在420 nm和和670 nm转换效率较高。叶绿体色素不吸收绿光；白光中各转换效率较高。叶绿体色素不吸收绿光；白光中各种波长的光都有，其光合作用效率高于某一单色光。叶绿种波长的光都有，其光合作用效率高于某一单色光。叶绿素中含素中含Mg，缺，缺Mg导致叶绿素不能合成，相应波段的光的导致叶绿素不能合成，相应波段的光的吸收值下降。在吸收值下降。在550 nm的波长，光吸收值少，而在的波长，光吸收值少，而在670 nm光吸收值高，叶绿素光吸收值高，叶绿素a转换的光能多，生成的转换的光能多，生成的ATP多，多，还原的还原的C3增多，故叶绿体中增多，故叶绿体中C3含量减少。含量减少。A1.下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是()A.叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小的比例最小B.叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素色素C.光照下叶绿体中的光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的氧呼吸产生的D.在日光下，叶片中的叶绿素等量吸收不同波长的光在日光下，叶片中的叶绿素等量吸收不同波长的光解析：解析：叶绿素对绿光的吸收量最少，因此日光中透过叶绿叶绿素对绿光的吸收量最少，因此日光中透过叶绿体的光中绿光比例最大，选项体的光中绿光比例最大，选项A错误；光照下叶绿体中的错误；光照下叶绿体中的ATP是利用光合色素吸收的光能，在有关酶的催化作用下是利用光合色素吸收的光能，在有关酶的催化作用下由叶绿体自身合成的，选项由叶绿体自身合成的，选项C错误；叶绿素主要吸收红光错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而不是等量吸收各种光，选项和蓝紫光，而不是等量吸收各种光，选项D错误；与光合错误；与光合作用有关的色素都分布于叶绿体的类囊体薄膜上，选项作用有关的色素都分布于叶绿体的类囊体薄膜上，选项B正确。正确。答案：答案：B1.过程图解过程图解2.反应式及元素去向反应式及元素去向CO2H2O(CH2O)O2(1)氧元素氧元素H2OO2CO2(CH2O)(2)碳元素：碳元素：CO2C3(CH2O)。(3)氢元素：氢元素：H2OH(CH2O)。3.光照和光照和CO2浓度变化对光合作用的影响浓度变化对光合作用的影响(1)光照强光照强弱弱CO2供应不变供应不变H减少减少ATP减少减少O2产生量减少产生量减少C3还原减弱还原减弱CO2固定仍固定仍正常进行正常进行C3含量上升含量上升C5含量下降含量下降(CH2O)合成量减少合成量减少(2)光照不变光照不变 减少减少CO2供应供应CO2固定减弱固定减弱C3还原仍正常进行还原仍正常进行C3含量下降含量下降C5含量上升含量上升H相对增加相对增加ATP相对增加相对增加上述两种物质上述两种物质转化速度变慢，转化速度变慢，O2产生量减少产生量减少(CH2O)合成合成 量相对减少量相对减少例例2(2009海南高考海南高考)在其他条件适宜的情况下，在供试在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和和C5化合物含化合物含量的变化是量的变化是()A.C3和和C5都迅速减少都迅速减少B.C3和和C5都迅速增加都迅速增加C.C3迅速增加，迅速增加，C5迅速减少迅速减少D.C3迅速减少，迅速减少，C5迅速增加迅速增加课堂笔记课堂笔记选选 在植物进行光合作用的过程中突然停在植物进行光合作用的过程中突然停止光照，使光反应产生的止光照，使光反应产生的ATP、H减少，减少，C3不能被还原，不能被还原，因而因而C3化合物的量增加，同时化合物的量增加，同时CO2与与C5化合物的结合不受化合物的结合不受影响，导致影响，导致C5量迅速减少。量迅速减少。C 类类型型比比较项较项目目光合作用光合作用细细胞呼吸胞呼吸范范围围绿绿色植物的色植物的绿绿色色细细胞胞一切生物的一切生物的活活细细胞胞与光的与光的关系关系在光照下在光照下才能才能进进行行与光无关，每与光无关，每时时每刻都在每刻都在进进行行场场所所叶叶绿绿体体细细胞胞质质基基质质和和线线粒体粒体1.区别区别 类类型型比比较项较项目目光合作用光合作用细细胞呼吸胞呼吸物物质质变变化化将无机物合成将无机物合成有机物有机物分解有机物分解有机物能量能量变变化化光能光能化学能化学能实质实质合成有机物合成有机物储储存能量存能量分解有机物分解有机物释释放能量放能量2.联系联系(1)过程图解过程图解(2)物质和能量转化关系物质和能量转化关系物质方面物质方面能量方面能量方面3.光合速率与呼吸速率的关系光合速率与呼吸速率的关系(1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料等原料 的消耗或的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来表示。但由等产物的生成数量来表示。但由 于于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。真正光合速率。(2)在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实 验容器中验容器中O2增加量、增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称减少量或有机物的增加量，称 为表观光合速率，而植物真正光合速率表观光合速率为表观光合速率，而植物真正光合速率表观光合速率 呼吸速率。如下图所示：呼吸速率。如下图所示：(3)呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加增加量、量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。(4)一昼夜有机物的积累量一昼夜有机物的积累量(用用CO2量表示量表示)可用下式表示：积可用下式表示：积累量白天从外界吸收的累量白天从外界吸收的CO2量晚上呼吸释放的量晚上呼吸释放的CO2量。量。(1)表观光合速率常用有机物的积累量、表观光合速率常用有机物的积累量、O2释放量或释放量或CO2吸吸收量表示。收量表示。(2)真正光合速率常用有机物的产生量、真正光合速率常用有机物的产生量、O2的产生量或的产生量或CO2的固定量表示。的固定量表示。例例3(2009广东高考广东高考)在充满在充满N2与与CO2的密闭容器中，用的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图，请回答问题。光合速率变化曲线如下图，请回答问题。(1)68 h间，光合速率间，光合速率(大于、小于大于、小于)呼吸速率，容呼吸速率，容 器内的器内的O2含量含量，CO2含量含量，植株干，植株干 重重。(2)910 h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的 环境因素是环境因素是；10 h时不再产生时不再产生ATP的细胞器的细胞器 是是；若此环境因素维持不变，容器内的；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量含量 将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即 停止停止 ATP的合成，的合成，成为成为ATP合成的唯一场所。合成的唯一场所。(3)若在若在8 h时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速率会出现时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速率会出现 的变化及其原因。的变化及其原因。课堂笔记课堂笔记分析曲线图可知，分析曲线图可知，68 h间，光合速率大于呼间，光合速率大于呼吸速率，则容器内的吸速率，则容器内的O2含量增加，含量增加，CO2含量下降，植株干含量下降，植株干重增加。重增加。910 h间，光合速率迅速下降，因间，光合速率迅速下降，因CO2充足，只充足，只能是光照突然减弱，如晴转阴。能是光照突然减弱，如晴转阴。10 h时光合速率为零，叶时光合速率为零，叶绿体不再产生绿体不再产生ATP和和O2，呼吸继续消耗，呼吸继续消耗O2，导致容器内的，导致容器内的O2耗尽，有氧呼吸无法进行，只能在细胞质基质中进行无耗尽，有氧呼吸无法进行，只能在细胞质基质中进行无氧呼吸，此时线粒体无法产生氧呼吸，此时线粒体无法产生ATP，只有细胞质基质可合，只有细胞质基质可合成成ATP。若。若8 h时，将容器置于冰浴中，由于温度降低，导时，将容器置于冰浴中，由于温度降低，导致酶活性下降，而致使呼吸速率下降。致酶活性下降，而致使呼吸速率下降。答案答案(1)大于上升下降增加大于上升下降增加(2)光照强度叶绿体线粒体细胞质基质光照强度叶绿体线粒体细胞质基质(3)呼吸速率下降，相关酶的活性因降温而下降。呼吸速率下降，相关酶的活性因降温而下降。2.以测定的以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿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，结果如图所示。下色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是列分析正确的是()A.光照相同时间，光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与时光合作用制造的有机物的量与30 时相等时相等B.光照相同时间，在光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少时，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物的量相等解析：解析：A项正确：光下项正确：光下CO2的消耗量应为的消耗量应为CO2吸收量与呼吸吸收量与呼吸CO2释放量之和，释放量之和，35时消耗量为时消耗量为3.003.506.50，30时为时为3.503.006.50。B项错误：图中可见光下项错误：图中可见光下25时时CO2吸收量吸收量最大，故最大，故25时植物积累的有机物的量最多。时植物积累的有机物的量最多。C项错误：项错误：25时，光合作用时，光合作用CO2的消耗量应为的消耗量应为3.752.256.00，而，而30、35时都为时都为6.50。D项错误：图中两曲线的交点应表项错误：图中两曲线的交点应表示光合作用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。示光合作用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。答案：答案：A1.光照强度光照强度(1)光照强度影响光合作用强度的实验光照强度影响光合作用强度的实验实验流程实验流程打出小圆形叶片打出小圆形叶片(30片片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径直径1cm)抽出叶片内气体：用注射器抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片内有清水、小圆形叶片)抽出叶抽出叶片内气体片内气体(O2等等)小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底对照实验及结果：对照实验及结果：项项目目 烧烧杯杯 小小圆圆形形叶片叶片加富含加富含CO2的清水的清水光照光照强强度度叶片浮叶片浮起数量起数量甲甲10片片20 mL强强多多乙乙10片片20 mL中中中中丙丙10片片20 mL弱弱少少实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的小圆形叶片中产生的O2多，浮多，浮起的多起的多)。(2)光照强度与光合作用速率的关系曲线分析应用光照强度与光合作用速率的关系曲线分析应用曲线分析曲线分析(如图如图)：A点光照强度为点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可量可表示此时细胞呼吸的强度。表示此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。B点：细胞呼吸释放的点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在光照强度只有在B点以上时，植物点以上时，植物才能正常生长才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。点所示光照强度称为光补偿点。BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到强，到C点以上就不再加强了，点以上就不再加强了，C点所示的光照强度称为光点所示的光照强度称为光饱和点。饱和点。应用：阴生植物的光补偿点前移，光饱和点较低，如图应用：阴生植物的光补偿点前移，光饱和点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。2.CO2浓度浓度(1)曲线分析：图曲线分析：图1中中A点表示点表示CO2补偿点，即光合作用速补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图浓度，图2中中A点表示点表示进行光合作用所需进行光合作用所需CO2的最低浓度。的最低浓度。B和和B点都表示点都表示CO2饱和点。饱和点。(2)应用：在农业生产上可以通过应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风正其行，通其风”，增施农家肥等增大增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。浓度，提高光合作用速率。3.矿质元素矿质元素(1)曲线的含义：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的曲线的含义：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的 供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会 因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用 速率下降。速率下降。(2)应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。4.水分的供应对光合作用速率的影响水分的供应对光合作用速率的影响(1)影响：水是光合作用的原料，缺水既可影响光合作用，影响：水是光合作用的原料，缺水既可影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接进入叶片，从而间接 影响光合作用。影响光合作用。(2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。应用：根据作物的需水规律合理灌溉。例例4(2009江苏高考江苏高考)某研究性学习小组采用盆栽实验，某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析正确条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析正确的有的有(多选多选)()A.叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势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叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C.实验实验24天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引 起的起的D.实验实验24天，光合速率下降可能是由叶片内天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下浓度下 降引起的降引起的课堂笔记课堂笔记选选 由图示曲线信息可知，实验条件由图示曲线信息可知，实验条件下，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；由于下降；由于24天光合速率下降早于叶绿素含量下降，因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；实验条此，光合速率的下降不是叶绿素含量下降引起的；实验条件下，随时间推移，植物缺水严重、叶片失水、气孔关闭，件下，随时间推移，植物缺水严重、叶片失水、气孔关闭，导致导致CO2吸收减少，使光合速率下降。吸收减少，使光合速率下降。ABD回回顾顾考情考情从近几年新课标地区生物高考试题看，考查点主从近几年新课标地区生物高考试题看，考查点主要集中在以下几个方面：要集中在以下几个方面：1.叶绿体色素的提取、分离及分布与功能。如叶绿体色素的提取、分离及分布与功能。如 2008年海南卷第年海南卷第4题考查叶绿素的功能。题考查叶绿素的功能。2008年广东第年广东第4题考查叶绿素的提取与分离。题考查叶绿素的提取与分离。2.光合作用的过程。如光合作用的过程。如2009年海南卷第年海南卷第15题考查题考查 停止光照后停止光照后C3和和C5含量的变化。含量的变化。3.影响光合作用的环境因素。这是高考命题的重影响光合作用的环境因素。这是高考命题的重 点，历年高考都会考查。点，历年高考都会考查。回回顾顾考情考情如如2009年江年江苏苏卷第卷第25题题、广、广东东卷第卷第3题题、海南、海南卷第卷第13题题分分别别考考查查了水分、光照了水分、光照强强度、度、CO2等等对对光合作用的影响。光合作用的影响。4.光合作用与光合作用与细细胞呼吸的胞呼吸的综综合考合考查查。如。如2009年年 浙江卷第浙江卷第4题题，广，广东东卷第卷第30题题都考都考查查了光合作了光合作 用与用与细细胞呼吸的关系。胞呼吸的关系。瞻望瞻望考向考向在在2011年的高考中，有关光合作用的年的高考中，有关光合作用的过过程，光合程，光合作用的影响因素及光合作用与作用的影响因素及光合作用与细细胞呼吸的关系等胞呼吸的关系等内容，仍将是命内容，仍将是命题题的的热热点。在考点。在考查查角度上，既可角度上，既可能能单单独考独考查查，也可能，也可能综综合考合考查查。下图下图1表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合作用和有氧呼吸的过程，其中作用和有氧呼吸的过程，其中a、b为光合作用的原料，为光合作用的原料，表示相关过程。图表示相关过程。图2、图、图3表示外界相关条件对植表示外界相关条件对植物光合作用和呼吸作用的影响。请据图回答：物光合作用和呼吸作用的影响。请据图回答：命题设计命题设计(1)图图1中中过程进行的场所分别是过程进行的场所分别是、。(2)过程中产生的过程中产生的H用于用于过程过程。(3)若将该植物从若将该植物从CO2浓度为浓度为0.03%环境转移到环境转移到CO2浓度为浓度为0.5%的环境中，其他环境条件不变，叶绿体中的环境中，其他环境条件不变，叶绿体中C5含量将含量将。如果在图。如果在图2的乙点突然停止光照，叶绿体内的乙点突然停止光照，叶绿体内C3的含量将的含量将。(4)图图3中，真光合作用速率净光合作用速率呼吸作用中，真光合作用速率净光合作用速率呼吸作用速率。速率。40时植物体时植物体(填填“能能”或或“不能不能”)显示生长显示生长现象；而现象；而5时的状态可用图时的状态可用图2中中点表示。点表示。(5)用大棚种植蔬菜时，白天最好控制光照强度为图用大棚种植蔬菜时，白天最好控制光照强度为图2中的中的点对应的光照强度，温度为图点对应的光照强度，温度为图3中的中的最佳。最佳。【解题指导解题指导】(1)图图1中中a、b分别表示水和二氧化碳，分别表示水和二氧化碳，、分别表示光反应和暗反应，两者合称光合作用。分别表示光反应和暗反应，两者合称光合作用。、合称呼吸作用。合称呼吸作用。、的场所分别是叶绿体类的场所分别是叶绿体类囊体薄膜和线粒体内膜。囊体薄膜和线粒体内膜。(2)过程产生的过程产生的H用于用于过程过程的的C3的还原。的还原。(3)当当CO2由不足变为充足时由不足变为充足时C5的含量下降，的含量下降，图图2中的乙点属于光补偿点，该点时光合作用强度与呼吸中的乙点属于光补偿点，该点时光合作用强度与呼吸作用强度相等，如果在该点上突然停止光照，则作用强度相等，如果在该点上突然停止光照，则C3的还原的还原过程减慢，但过程减慢，但CO2的固定过程不变，即的固定过程不变，即C3的利用减慢，而的利用减慢，而生成不变，所以其含量升高。生成不变，所以其含量升高。(4)图图3中，由于在中，由于在40时的真光合作用速率小于呼吸作用速时的真光合作用速率小于呼吸作用速率，所以不能显示生长现象。在率，所以不能显示生长现象。在5时，真光合作用速率等时，真光合作用速率等于呼吸作用速率，即处于光补偿点上，与图于呼吸作用速率，即处于光补偿点上，与图2中的乙点相对中的乙点相对应。应。(5)图图2中的丁点达到光的饱和点，图中的丁点达到光的饱和点，图3中中25时真光合作时真光合作用速率最高，在适宜条件下能积累更多的有机物。用速率最高，在适宜条件下能积累更多的有机物。【答案答案】(1)叶绿体叶绿体(类囊体薄膜类囊体薄膜)线粒体线粒体(内膜内膜)(2)C3的还原的还原(二氧化碳的还原二氧化碳的还原)(3)下降升高下降升高(4)不能乙不能乙(5)丁丁251.实验原理实验原理(1)绿叶中的各种色素能溶于有机溶剂绿叶中的各种色素能溶于有机溶剂(无水乙醇或丙酮无水乙醇或丙酮)中，中，而不溶于水，从而使色素从生物组织中脱离出来。而不溶于水，从而使色素从生物组织中脱离出来。(2)各种色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸各种色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸 上扩散速度也不同，溶解度高的色素分子随层析液在上扩散速度也不同，溶解度高的色素分子随层析液在 滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素分离开。滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素分离开。叶绿体色素的提取与分离叶绿体色素的提取与分离理论指导理论指导2.实验程序实验程序提取色素：称量提取色素：称量5g菠菜干粉菠菜干粉加入少量加入少量SiO2、CaCO3和和23ml95%乙醇乙醇 过滤过滤收集到试管内并塞紧管口收集到试管内并塞紧管口制滤纸条制滤纸条将干燥的滤纸剪成长将干燥的滤纸剪成长10cm，宽，宽1cm的纸条，的纸条，剪去一端两个角剪去一端两个角在距离剪角一端在距离剪角一端2cm处用铅笔画线处用铅笔画线画滤液线画滤液线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处均用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处均匀地画一条直的滤液细线匀地画一条直的滤液细线干燥后，重复画干燥后，重复画23次次色素分离色素分离(纸层析纸层析)倒入烧杯倒入烧杯3ml层析层析液（层析液高度液（层析液高度不超过滤液细线）不超过滤液细线）将滤纸条尖端朝下将滤纸条尖端朝下略微斜靠烧杯内略微斜靠烧杯内壁，轻轻插入层析液壁，轻轻插入层析液用培养皿盖上烧杯用培养皿盖上烧杯观察结果观察结果滤纸条上出现四条宽度、滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带颜色不同的色素带整理、洗手整理、洗手3.实验成功的关键实验成功的关键(1)叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。(2)研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶 绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的 色素。色素。(3)滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画所以要求待滤液干后再画23次。次。(4)滤液细线不能触及层析液、否则色素溶解到层析液中，滤液细线不能触及层析液、否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。滤纸条上得不到色素带。请回答下列有关请回答下列有关“绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离”实实验的问题：验的问题：(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行实验，在滤甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为为。命题设计命题设计 (2)该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的仪器检测，通过分析色素溶液的来判断条带的色来判断条带的色素种类。素种类。(3)乙同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条乙同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已已重复几次画线重复几次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的丙同学的滤条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的丙同学的滤纸条上却色素分带明显。乙同学实验失败的原因可能是纸条上却色素分带明显。乙同学实验失败的原因可能是。(4)若选用在缺若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是是 。(5)实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的，丙同学则认为是某些色素含量增加所致。根据所学成的，丙同学则认为是某些色素含量增加所致。根据所学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确？【解题指导解题指导】(1)在在“绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离”实验实验中，最后滤纸条上出现的四条色素带从上到下分别是：胡萝中，最后滤纸条上出现的四条色素带从上到下分别是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素、叶绿素b，颜色分别是橙黄色、黄，颜色分别是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色，因此呈黄绿色的色素带为叶绿素色、蓝绿色、黄绿色，因此呈黄绿色的色素带为叶绿素b。(2)由于不同色素对不同波长的光吸收情况是不同的，因由于不同色素对不同波长的光吸收情况是不同的，因此，分析不同色素种类时可以根据色素的吸收光谱来分析。此，分析不同色素种类时可以根据色素的吸收光谱来分析。(3)乙同学滤纸条上无色素带，说明滤液细线中的色素溶乙同学滤纸条上无色素带，说明滤液细线中的色素溶解到层析液中，即层析液没及滤液细线。解到层析液中，即层析液没及滤液细线。(4)Mg是合成叶绿素的必需元素，无是合成叶绿素的必需元素，无Mg不能合成叶绿素不能合成叶绿素a和叶绿素和叶绿素b。(5)通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降解而减少，某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发因降解而减少，某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片，实验组选取已变黄的叶片，通过提取分离这两种叶黄的叶片，实验组选取已变黄的叶片，通过提取分离这两种叶片中的色素，比较各种色素的含量，得出结论。片中的色素，比较各种色素的含量，得出结论。【答案答案】(1)叶绿素叶绿素b(2)吸收光谱吸收光谱(3)层析液触及层析液触及滤液细线滤液细线(4)缺缺Mg植物不能合成叶绿素植物不能合成叶绿素(5)从预留的叶片从预留的叶片中挑选出足量的、份量相等、大小相近的已变黄的叶片和中挑选出足量的、份量相等、大小相近的已变黄的叶片和绿色鲜嫩的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行绿绿色鲜嫩的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行绿叶中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较叶中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片中各种色素的组成及含量后，得出结论。这两种叶片中各种色素的组成及含量后，得出结论。1.下列关于光合作用的探究历程的叙述，不正确的是下列关于光合作用的探究历程的叙述，不正确的是 ()A.萨克斯让叶片在暗处放置几小时，然后一半遮光、一半萨克斯让叶片在暗处放置几小时，然后一半遮光、一半 曝光处理，得出光合作用需要光照才能进行的结论曝光处理，得出光合作用需要光照才能进行的结论 B.恩格尔曼以好氧细菌和水绵为实验材料进行实验，得出恩格尔曼以好氧细菌和水绵为实验材料进行实验，得出 氧气是由叶绿体释放出来的结论氧气是由叶绿体释放出来的结论.C.梅耶根据能量转化和守恒定律，指出植物在进行光合作梅耶根据能量转化和守恒定律，指出植物在进行光合作用时把光能转换成化学能储存起来用时把光能转换成化学能储存起来D.鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法，证明光合作用