（浙江选考）高考生物一轮复习 第三单元 第8讲 光合作用课件-人教版高三全册生物课件.pptx

第第8 8讲光合作用讲光合作用教材研读知识知识1光合作用的概述和过程光合作用的概述和过程一、光合作用概述一、光合作用概述1.概念概念:光合作用指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。2.总反应式总反应式:6CO2+12H2O6O2+6H2O+C6H12O6。3.光合作用的场所光合作用的场所叶绿体叶绿体观察下面的叶绿体结构示意图,完成下列问题:(1)a、b分别为外膜和内膜。(2)c为基粒,是由许多类囊体堆叠而成的,其膜可称为光合膜。d为液态的叶绿体基质,含有许多酶。4.光合作用的研究光合作用的研究氧气的产生氧气的产生利用同位素示踪的方法,证实光合作用释放的氧气来自参加反应的水。5.阶段阶段:光合作用分为光反应和碳反应两个阶段。前一阶段在类囊体膜中进行,后一阶段在叶绿体基质中进行。二、光合作用的过程二、光合作用的过程1.光反应阶段光反应阶段:叶绿素分子中的电子被光能激发的反应。(1)光系统:是位于类囊体膜中的两种叶绿素蛋白质复合体,分别称为光系统和光系统。(2)过程:光系统中:光能被吸收并转化为ATP中的化学能;同时水被裂解成H+、氧气、电子。光系统中:由光系统产生的H+、电子以及自身吸收光能后被激发出的电子将NADP+还原成NADPH。2.碳反应阶段碳反应阶段:CO2通过卡尔文循环被还原成糖的过程,包括以下过程。(1)CO2的固定:一个CO2被一个五碳分子固定,形成一个六碳分子,随即又分解成两个三碳酸分子。(2)三碳酸分子的还原:三碳酸分子接受NADPH中的氢和ATP中的磷酸基团及能量,被还原成三碳糖,这是碳反应形成的产物。(3)RuBP再生:每三个CO2进入循环,可以形成6分子三碳糖,其中5个三碳糖分子在循环中再生为五碳糖,另一个三碳糖分子则离开循环,或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质或脂质,或运出叶绿体,转变成蔗糖。知识知识2影响光合速率的环境因素影响光合速率的环境因素一、光合速率的概念一、光合速率的概念1.光合速率指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。2.表观光合速率是指植物从外界环境吸收的二氧化碳总量。3.真正光合速率是指在光照条件下,植物从外界环境中吸收的CO2的量,加上细胞呼吸释放的CO2的量,即植物实际所同化的CO2的量。二、影响光合作用的外界因素二、影响光合作用的外界因素1.光强度光强度:在一定的范围内,光合速率随光强度的增大而增大,在光强度达到一定值时,光合速率达到最大值,此时的光强度称为光饱和点。2.温度温度:通过影响光合作用的有关酶的活性而影响光合速率。3.CO2浓度浓度:在一定的范围内,光合速率随CO2浓度的增加而增大,在CO2浓度达到一定值时,光合速率达到最大值。光合作用的光合速率是由温度、二氧化碳浓度、光强度等共同影响的,其中任何一个因素都可能成为限制光合作用的因素。知识知识3叶绿体色素的提取与分离叶绿体色素的提取与分离一、叶绿体色素的提取和分离实验一、叶绿体色素的提取和分离实验1.原理原理(1)叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂(如丙酮)。(2)叶绿体中的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.结果结果:色素在滤纸条上的分布自上而下:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。在层析液中溶解度最高的是胡萝卜素。3.注意事项注意事项(1)95%乙醇的用途是提取(溶解)叶绿体中的色素,层析液的用途是分离叶绿体中的色素。(2)二氧化硅的作用是为了研磨充分;碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏。(3)分离色素时,层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中。二、色素的位置和功能二、色素的位置和功能1.位置位置:叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。2.功能功能:叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光;Mg是构成叶绿素分子必需的元素。1.(2019湖州期末)光合作用中水分子光解的产物是(B)A.氧气和氢气B.氧气、H+、e-C.氧原子、NADP+、e-D.氧气、NADPH、ATP答案答案B在光合作用的光反应中,水在叶绿体的类囊体膜上发生分解反应,产物是氧气、H+、e-。其中氧气可以释放到外界环境或供线粒体进行需氧呼吸,H+、e-可以与NADP+反应生成NADPH。2.如图表示光合作用的碳反应过程。下列叙述错误的是(C)A.是3-磷酸甘油酸B.和在类囊体膜上产生C.是核酮糖二磷酸D.可在叶绿体内转变为氨基酸答案答案C题图表示光合作用过程中的卡尔文循环,是3-磷酸甘油酸;和分别是ATP和NADPH,在类囊体膜上产生;是不离开循环的三碳糖分子,可再生为核酮糖二磷酸;是离开循环的三碳糖分子,可在叶绿体内转变为氨基酸,故选C。3.正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是(B)A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP的值下降D.NADPH/NADP+的值下降答案案B用黑布迅速将培养瓶罩上,导致绿藻细胞叶绿体内的光反应停止,不再产生O2、ATP和NADPH,使ATP/ADP、NADPH/NADP+的值下降,A、C、D正确;光反应停止,使碳反应中的三碳酸还原受阻,导致RuBP含量减少,从而使CO2的固定减慢,B错误。4.(2019绍兴3月选考模拟)如图是利用新鲜菠菜叶进行“光合色素的提取和分离”活动时得到的结果,出现该实验结果的原因可能是(C)A.用70%乙醇作为提取液B.研磨时未加SiO2C.研磨时未加CaCO3D.分离时层析液液面高于滤液细线答案答案C距离点样处由远到近的色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,正常情况下,新鲜菠菜叶叶绿素的含量要大于类胡萝卜素,出现图示结果可能是叶绿素被破坏,即在研磨时未加入CaCO3所导致的。5.下列关于叶绿体的叙述,正确的是(A)A.叶绿体是进行光合作用的场所B.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用C.叶绿体是具有单层膜结构的细胞器D.叶绿体是进行细胞呼吸的主要场所答案答案A叶绿体是进行光合作用的场所;蓝细菌没有叶绿体,但是含有藻蓝素、叶绿素,可以进行光合作用;叶绿体是具有双层膜结构的细胞器;细胞需氧呼吸的主要场所是线粒体,不是叶绿体。考点一光合作用的基本过程考点一光合作用的基本过程考点突破光合作用的基本过程1.光合作用的过程图解光合作用的过程图解2.光反应与碳反应的区别与联系光反应与碳反应的区别与联系项目光反应碳反应场所叶绿体类囊体膜叶绿体基质条件光合色素、光、酶、水酶、ATP、NADPH、CO2时间短促较缓慢物质变化水在光下裂解为H+、O2和电子水中的氢(H+e-)在光下将NADP+还原为NADPHCO2的固定:CO2+RuBP2三碳酸分子三碳酸分子的还原:三碳酸+NADPH+ATP三碳糖分子+NADP+ADPRuBP的再生:三碳糖分子RuBP能量变化光能ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为碳反应提供NADPH和ATP;碳反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+,两者紧密联系,缺一不可用综合分析法比较光合作用和细胞呼吸的异同1.光合作用与细胞呼吸的区别与联系光合作用与细胞呼吸的区别与联系项目光合作用细胞呼吸场所叶绿体细胞溶胶和线粒体或细胞溶胶条件只在光下进行有光、无光都能进行物质变化无机物 有机物有机物 无机物能量变化光能ATP和NADPH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,贮存能量分解有机物,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)范围主要为绿色植物叶肉细胞几乎所有活细胞联系2.光合作用与细胞呼吸中光合作用与细胞呼吸中H与与ATP来源、去路的比较来源、去路的比较来源去路H光合作用光反应中水的光解作为碳反应阶段的还原剂,用于还原三碳酸需氧呼吸、厌氧呼吸需氧呼吸第一阶段、第二阶段及厌氧呼吸第一阶段产生需氧呼吸用于第三阶段还原氧气产生水,同时释放大量能量;厌氧呼吸用于第二阶段还原丙酮酸生成相应产物ATP光合作用在光反应阶段合成ATP,其合成所需能量来自色素吸收转化的太阳能用于碳反应阶段三碳酸还原,其中活跃的化学能最终以稳定的化学能形式贮存在有机物中需氧呼吸、厌氧呼吸需氧呼吸第一、二、三阶段均产生,其中第三阶段产生最多,其中的能量来自有机物的分解;厌氧呼吸第一阶段产生分解释放的能量直接用于各项生命活动(绿色植物光合作用的碳反应等除外)典例典例1如图所示为光合作用的部分代谢过程,图中A、B、M表示某种物质。请回答下列问题。(1)光合色素存在于图中的中,其中呈黄色、橙色、红色的色素合称为。ATP、RuBP、NADPH共有的组成元素是。(2)图中水裂解产生。据图分析,膜蛋白具有功能。(3)图中M代表,NADPH和ATP分别为碳反应中三碳酸的还原提供了。解题关键解题关键明确光反应的场所、过程及产物,仔细识图。答案答案(1)类囊体膜类胡萝卜素C、H、O、P(2)O2、H+、e-控制物质进出和催化(3)NADP+氢、能量和磷酸基团、能量解析解析(1)光合色素存在于图中的类囊体膜中,其中呈黄色、橙色、红色的色素合称为类胡萝卜素。ATP和NADPH的元素组成为C、H、O、N、P,而RuBP的组成元素是C、H、O、P。(2)图中水裂解产生O2、H+、e-。据图分析,膜蛋白具有控制物质进出和催化功能。(3)图中M代表NADP+,NADPH和ATP分别为碳反应中三碳酸的还原提供了氢、能量和磷酸基团、能量。(1)由图可知,PS和PS位于,具有的功能。(2)从物质的变化角度分析,光反应为碳反应提供和1-1(2019金华期末)光合作用包括光反应与碳反应,光反应又包括许多个反应。如图为光合作用的光反应示意图,请据图回答相关问题。;从能量变化的角度分析,光反应的能量变化是。(3)光反应涉及电子(e-)的一系列变化,电子(e-)的最初供体为。(4)从图中ATP的产生机制可以判断膜内H+浓度(填“大于”“等于”或“小于”)膜外浓度。答案答案(1)类囊体膜吸收(转化)光能/传递电子(2)ATPNADPH光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能(3)H2O(4)大于解析解析(1)图中的色素PS和PS位于类囊体膜,具有吸收、转化光能和传递电子的功能。(2)光合作用的光反应阶段可以为暗反应提供ATP和NADPH;光反应中可以将光能转变为ATP、NADPH中活跃化学能。(3)图中电子(e-)的最初供体为水。(4)图中H+浓度在类囊体腔中的浓度大于膜外的,H+通过离子通道运出类囊体后驱动ADP和Pi合成ATP。考点二影响光合作用的因素及在生产上的应用考点二影响光合作用的因素及在生产上的应用一、表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率一、表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率1.表观光合速率与真正光合速率表观光合速率与真正光合速率: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O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量,可表示表观光合速率,而植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。2.呼吸速率呼吸速率:将植物置于黑暗环境中,实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量,可表示植物呼吸速率。知能拓展知能拓展真正光合速率和表观光合速率的判断方法:(1)若为坐标曲线形式,当光强度为0时,CO2吸收值为0,则为真正(实际)光合速率,若CO2吸收值是负值则为表观光合速率。(2)若所给数值为有光条件下绿色植物CO2吸收量或O2释放量的测定值,则为表观光合速率。(3)有机物积累量为表观光合速率,有机物制造量为真正(实际)光合速率。二、内部因素二、内部因素:叶龄与光合作用叶龄与光合作用1.规律规律: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)图1图22.对农业生产的启示对农业生产的启示: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。三、环境因素三、环境因素1.光强度对光合作用的影响光强度对光合作用的影响(1)光强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。植物的光合速率在一定范围内随着光强度的增加而增加,但当光强度达到一定程度时,光合速率不再随着光强度的增加而增加。(此时限制光合速率的主要因素为CO2浓度,详见图3)图3(2)对农业生产的启示增加光合作用强度的措施:温室大棚适当提高光强度。延长光合作用时间(延长光照时间)。增加光合作用面积(合理密植)。温室大棚采用无色透明玻璃。知能拓展知能拓展光补偿点和光饱和点概念:植物光合作用所吸收的CO2与该温度条件下呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时的光强度叫作光补偿点。当光强度增加到一定值后,植物的光合作用强度不再增加或增加很少时,这一光强度就称为光饱和点。不同的植物的光补偿点和光饱和点不同不同的植物的光补偿点不同,主要与该植物的呼吸作用强度有关,与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。不同的植物的光饱和点不同。阳生植物的光饱和点高于阴生植物。2.CO2浓度对光合作用的影响浓度对光合作用的影响(1)CO2是光合作用的原料,通过影响碳反应来影响光合速率。植物的光合速率在一定范围内随着CO2浓度的增加而增加,但当CO2达到一定浓度时,光合速率不再增加。如果CO2浓度继续升高,光合速率不但不会增加,反而还会下降,甚至引起植物CO2中毒而影响它正常的生长发育。(2)对农业生产的启示:温室栽培植物时适当提高温室内CO2的浓度,如放一定量的干冰或多施有机肥。知能拓展知能拓展CO2补偿点和CO2饱和点植物光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时的CO2浓度称为CO2补偿点。CO2达到一定浓度后,光合作用强度就不再增加,这时的CO2浓度称为CO2饱和点。(见图)3.温度对光合作用的影响温度对光合作用的影响(1)温度对光合作用的影响规律温度直接影响光合作用所需酶的活性,对光合作用的影响很大。在低温条件下,植物酶促反应速率下降,限制了光合作用的进行;在高温条件下,叶绿体的结构会遭到破坏,叶绿体中的酶发生钝化甚至变性。低温会影响光合酶的活性,植物表观光合速率较低;较高温度使呼吸作用加强,表观光合速率下降。(详见图4)图4(2)对农业生产的启示适时播种。温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降低温度。知能拓展知能拓展一般植物在10 35 时正常地进行光合作用,其中以25 30 最适宜,在35 以上时光合速率就开始下降,40 50 时光合作用完全停止。4.多因子对光合速率影响的常见坐标曲线图多因子对光合速率影响的常见坐标曲线图图5(1)关键点的含义P点:此点之前,限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子,随着该因子的不断加强,光合速率不断提高。Q点:此时横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因子,影响因素为坐标图中三条曲线所标示出的其他因子。(2)对农业生产的启示:温室栽培时,在一定光强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,可提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光强度或CO2浓度以提高光合速率。总之,可根据具体情况,通过增加光强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的。知能拓展知能拓展(1)影响光合作用的环境因素主要是光强度、CO2浓度,其次是温度、水分和必需的矿质元素。所以在光强度对光合速率的影响曲线中,当光合速率不再随光强度增加而增加时,限制光合速率进一步增加的环境因素主要是CO2浓度,而内因主要是色素含量。同理自变量为CO2浓度时,光合速率达到最大时,限制其进一步增加的环境因素主要是光强度。(2)如图为密闭环境中CO2浓度、夏季一昼夜植物光合速率随时间的变化。图甲表示一昼夜密闭环境中CO2浓度随时间的变化规律,图乙表示夏季一昼夜植物光合速率随时间变化规律。图甲中的B、D与图乙中的b、f所示时间点的净光合速率均为0。B与b时有机物积累量最少,D与f时有机物积累量最多。图甲中24时CO2浓度较初始浓度低,说明植物有机物积累量为正值,表现为生长。图乙中因午后光照过强导致叶片气孔关闭而出现cd段变化,cd段与ef段光合速率降低的原因不同。一、光合速率及其测定方法一、光合速率及其测定方法1.光合速率光合速率(1)光合速率的表示方法:通常以单位时间内CO2等原料的消耗量或O2等产物的生成量表示。(2)表观光合速率与真正光合速率的关系真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。如图:在不考虑光强度对呼吸速率影响的情况下,OA段表示植物呼吸速率,曲线上某点对应的纵坐标为表观光合速率,最大真正光合速率为OA+OD。2.光合速率的测定方法光合速率的测定方法(1)以气体体积变化为测量指标测定方法光合作用速率可用如图所示装置进行测定,NaHCO3可以维持瓶内空间CO2浓度稳定,小液滴的移动量表示植物放氧量(表观光合量)。物理实验误差的校对为了防止气压、温度等非光合作用因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如死的幼苗),其他条件均不变。利用装置进行光合速率的测定,测出的结果是表现光合速率,要得到真正的光合速率,还需要在黑暗环境中测出其呼吸速率,二者相加即真正光合速率。(2)以有机物变化量为测量指标半叶法如图,可在同一片叶主叶脉两侧对称位置取等大的两部分A、B。若给B照光,A不照光,将A取下并放置在与B温度、湿度等条件相同,但无光的环境中保存,一段时间后,与取下的B同时烘干、称重,重量差值与时间的比值表示真正的光合速率。假设最初A、B初始重量为Xg,实验处理t时间后A、B称重分别为WA、WB,则(X-WA)表示呼吸消耗量,(WB-X)表示表观光合量,真正光合量=(WB-X)+(X-WA),真正光合速率=(WB-WA)/t。若先将A取下烘干称重,B照光一段时间后再取下烘干称重,则重量差值与时间比值表示表观光合速率(A、B初始干重相等,故WB-WA表示有机物积累量)。二、光照与二、光照与CO2浓度变化对植物细胞内三碳酸、浓度变化对植物细胞内三碳酸、RuBP、NADPH、ATP、三、三碳糖合成量的影响碳糖合成量的影响由于各种因素的变化,如温度变化、光强度变化、CO2浓度变化会影响三碳酸、RuBP、NADPH、ATP、三碳糖这些物质的含量,遵照化学平衡的原理进行分析,可以获得它们之间变化的关系如下表:项目光照变强CO2不变光照变弱CO2不变光照不变CO2增多光照不变CO2减少三碳酸RuBPATP三碳糖NADPH注:此表只是对变化后短时间内各物质的相对量的变化做讨论,而不是长时间。其中的“”代表上升“”代表下降典例典例2某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培试验,连续48h测定温室内CO2浓度及植物吸收CO2速率,得到图1所示曲线(整个过程呼吸作用强度恒定),请回答下列相关问题:图1(1)实验开始阶段的03小时,叶肉细胞产生ATP的场所有,图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有个。(2)6时CO2在细胞内的移动方向是,12时到18时,叶绿体内三碳酸含量变化是。(3)叶绿体利用CO2速率最大的时刻是h时,前24小时比后24小时的平均光照强度。(4)如果使用相同强度绿光进行实验,c点的位置将(填“上移”“下移”或“不变”),原因是。(5)若已知植物光合作用与呼吸作用的最适温度分别为25和30,图2为CO2浓度一定、环境温度为25时,不同光照条件下测得的植物的光合作用强度。请据图在空白处绘出环境温度为30时,光合作用强度随光照强度变化的曲线。(要求在曲线上标明与图中A、B、C三点对应的a、b、c三个点的位置)图2解题关键解题关键光合作用过程中光反应和碳反应是互为条件,相互联系的,光反应为碳反应提供了ATP和NADPH,碳反应为光反应提供了ADP和NADP+。答案答案(1)细胞溶胶和线粒体4(2)线粒体移向叶绿体增加(3)36弱(4)上移植物对绿光吸收很少,光合作用减弱,呼吸作用不变,吸收外界CO2量将减少(5)如图(曲线,标明a、b、c,c在C的左上方)解析解析(1)03时,无光照,叶肉细胞仅通过细胞呼吸(场所为细胞溶胶和线粒体)产生ATP。光合速率与呼吸速率相等时,CO2吸收速率为0。(2)6时光合速率等于呼吸速率,线粒体产生的CO2移向叶绿体,被叶绿体消耗。1218时因光照减弱,NADPH、ATP产生速率降低而导致光合速率降低,细胞中三碳酸含量增加。(3)叶绿体利用CO2速率最大时为CO2吸收速率曲线峰值对应的时刻。前24小时光合速率低于后24小时,故前24小时的平均光照强度较弱。(4)植物光合作用吸收绿光很少,故光照改为相同强度的绿光后,植物呼吸速率不变,植物的总光合速率下降,48小时后密闭环境中CO2浓度将增大。(5)图示为表观光合速率随光照强度变化曲线。30时,植物的呼吸速率增大,总光合作用速率降低。2-1为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验处理温度/3636363125相对湿度/%1727525252实验结果光合速率/mgCO2dm-2h-111.115.122.123.720.7回答下列问题:(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是,其依据是;并可推测,(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)在实验组中,若适当提高第组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是。(3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。答案答案(1)湿度(或答相对湿度)在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大增加(2)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3)不需要不需要图12-2在“探究环境因素对光合速率的影响”活动中,同学们得到了如图1所示的实验结果。图2表示光合作用碳反应的过程。请分析回答:图2(1)图2过程在叶绿体的中进行,物质为,它在光合作用的阶段产生;物质可运至叶绿体外,并且转变成,供植物体所有细胞利用。(2)若实验中用14C标记的CO2作原料,则14C在碳反应中的转移途径是。(用“”、图2中的文字和序号回答)。(3)图1中,限制A点光合速率的主要环境因素是。与A点相比,B点条件下3-磷酸甘油酸的生成速率(填“增大”“减小”或“基本不变”);与B点相比,C点条件下物质的生成速率(填“增大”“减小”或“基本不变”)。(4)据图分析,适当提高光强度、和可提高大棚蔬菜的产量。答案答案(1)基质NADPH光反应蔗糖(2)14CO23-磷酸甘油酸、(3)光强度增大基本不变(4)CO2浓度温度解析解析(1)图2过程为光合作用碳反应过程,在叶绿体的基质中进行;物质为NADPH,它在光合作用的光反应阶段产生;物质三碳糖分子可运至叶绿体外,并且转变成蔗糖,供植物体所有细胞利用。(2)若实验中用14C标记的CO2做原料,CO2被RuBP固定形成3-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸进一步被还原成三碳糖,一部分再生为RuBP,一部分离开卡尔文循环。(3)图1中,在A点之后,B点之前,随着光强度增加,光合速率进一步增强,因此限制A点光合速率的主要环境因素是光强度;与A点相比,B点条件下光合速率较大,3-磷酸甘油酸的生成速率增大;与B点相比,C点条件下光合速率基本不变,物质的生成速率基本不变。(4)据图1分析,适当提高光强度、CO2浓度、温度可提高大棚蔬菜的产量。考点三叶绿素的提取与分离考点三叶绿素的提取与分离一、叶绿体中的色素一、叶绿体中的色素色素种类叶绿素(约3/4)类胡萝卜素(约1/4)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素颜色蓝绿色黄绿色橙黄色黄色分布叶绿体的类囊体膜上吸收光谱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化学特性不溶于水,能溶于乙醇、丙酮等有机溶剂分离方法纸层析法色素与叶片颜色正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为31,且对绿光吸收最少,所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄寒冷时,叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素较稳定,显示出类胡萝卜素的颜色,叶子变黄叶色变红秋天降温时,植物体为适应寒冷环境,体内积累了较多的可溶性糖,有利于形成红色的花青素,而叶绿素因寒冷逐渐降解,叶子呈现红色知能拓展知能拓展色素在光能转换中的作用(1)吸收、传递光能:绝大多数的叶绿素a、全部叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。(2)吸收、转换光能:少数处于特殊状态的叶绿素a。(3)光是叶绿素合成的必要条件,植物在黑暗中不能合成叶绿素,因此呈现黄色。二、二、“光合色素的提取与分离光合色素的提取与分离”实验的分析实验的分析1.原理解读原理解读(1)提取:叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水,可用95%的乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。(2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。2.实验流程实验流程知能拓展知能拓展(1)从滤纸条上色素带的宽度知,色素含量的多少,依次为:叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素。(2)从滤纸条上色素带的位置知,色素在层析液中溶解度的大小,依次为胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b。(3)在滤纸条上距离最近的相邻两条色素带是叶绿素a与叶绿素b,距离最远的相邻两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。提高实验效果的方法或措施及目的实验过程方法或措施目的提取色素选取新鲜绿色的叶片放入4050的烘箱中烘干使滤液中色素含量高研磨时加入2mL3mL95%的乙醇溶解叶片中的色素研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙研磨充分和保护叶绿素迅速、充分研磨防止溶剂挥发并充分溶解色素盛放滤液的小试管口加棉塞防止溶剂挥发和色素分子被氧化分离色素滤纸条预先干燥处理使层析液在滤纸条上的扩散速度快滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快滤液细线要直、细、齐使分离的色素带平齐,不重叠滤液细线干燥后再重复画23次增加色素量,使分离的色素带清晰,便于观察滤纸细线不能触及层析液防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中典例典例3图甲是菠菜叶肉细胞中的叶绿体亚显微结构示意图,其中、表示不同的部位;图乙是光合作用的碳反应过程示意图,其中表示物质。请回答下列问题:甲乙(1)利用新鲜菠菜叶片进行“光合色素的提取和分离”活动。在菠菜叶片研磨过程中,加入95%乙醇的作用是;分离色素的过程中,应注意滤纸上的滤液细线要高于的液面;分离后,在滤纸条上会呈现四条色素带,其中离滤液细线最远的色素是(填相应的色素名称)。(2)光合色素存在于图甲的中,其中叶绿素主要吸收红光和光。图乙过程发生在图甲的中。(在内填写图中的相应编号)(3)图乙中,物质是,该物质在光反应产物的作用下形成物质。若3个CO2分子进入卡尔文循环可形成6个物质分子,其中有个物质分子经过一系列变化再生成RuBP,其余的离开循环,可在叶绿体内作为合成、蛋白质和脂质等大分子物质的原料。解题关键解题关键区分提取液和层析液在“色素的提取和分离”实验中的作用;熟记色素在叶绿体中的位置及相应的吸收光谱和碳反应中相关反应过程。答案答案(1)溶解叶片中的色素层析液胡萝卜素(2)光合膜蓝紫基质(3)3-磷酸甘油酸ATP和NADPH5淀粉解析解析(1)在提取菠菜叶片色素过程中,加入95%乙醇的作用是溶解色素;分离色素的过程中,应注意滤纸上的滤液细线要高于层析液的液面;分离后,在滤纸条上会呈现四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。(2)光合色素存在于图甲的光合膜中,其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光;图乙过程是光合作用碳反应过程,发生在图甲的叶绿体基质中。(3)图乙中,物质是由RuBP和CO2形成的三碳酸(3-磷酸甘油酸),其在ATP和NADPH作用下形成物质三碳糖;6个三碳糖分子有5个经过一系列变化再生成RuBP,1个离开循环,在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质、脂质等大分子物质的原料。3-1如图是新鲜菠菜叶中的光合色素纸层析的结果,下列描述中正确的是(A)A.能够吸收红光和蓝紫光的色素位于色素带B.色素带是含镁的有机分子C.纸层析的原理是光合色素易溶于95%乙醇D.色素带是仅由碳氢链组成的分子答案答案A解析解析色素带分别是叶绿素b和叶绿素a,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,A正确;色素带是含镁的有机分子,B错误;纸层析的原理是光合色素在层析液中的溶解度不同,导致其随层析液在滤纸上扩散速度不同,光合色素提取的原理是光合色素不溶于水易溶于无水乙醇,C错误;色素带对应的色素分子是叶绿素,是由C、H、O、N和Mg元素组成的,D错误。3-2在下列四项中图A、图B为不同材料叶绿体中色素的层析结果(示意图),图C、图D为不同条件下水稻光合作用强度的变化曲线,其中正确的是(A)答案答案A解析解析Mg是合成叶绿素的重要元素,没有Mg将影响叶绿素的合成而不影响胡萝卜素和叶黄素的合成,故B中应该无叶绿素a、叶绿素b,只有胡萝卜素和叶黄素。水稻为阳生植物,在CO2浓度相同时,光照强度大时光合作用强度就大。水稻为C-3植物,在夏季的晴天具有“午休”现象。