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1、第三单元 细胞的能量供应和利用生物第 11 讲能量之源光合作用第三单元 细胞的能量供应和利用生物一、捕获光能的色素一、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(1)提取:提取:绿绿叶中的色素能叶中的色素能够够溶液在有机溶溶液在有机溶剂剂中,因此可中,因此可用用 提取提取绿绿叶中的色素。叶中的色素。主干知识整合无水乙醇无水乙醇第三单元 细胞的能量供应和利用生物(2)分分离离:不不同同的的色色素素在在 中中的的溶溶解解度度不不同同,溶溶解解度高的随度高的随层层析液在析液在滤纸滤纸上上扩扩散得快,反之散得快,反之则则慢。慢。(3)实实验验结结果果:滤滤纸纸条条上上呈呈现现四四条条
2、色色素素带带,自自上上而而下下颜颜色色依依次次是是 。其其中中色色素素带带最最宽宽的的颜颜色呈色呈 ,最窄的,最窄的颜颜色呈色呈 。层层析液析液橙黄色、黄色、橙黄色、黄色、蓝绿蓝绿色、黄色、黄绿绿色色蓝绿蓝绿色色橙黄色橙黄色第三单元 细胞的能量供应和利用生物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位置条位置叶叶绿绿素素(约约占占3/4)蓝绿蓝绿色色主要吸收主要吸收中下中下层层叶叶绿绿素素b黄黄绿绿色色最下最下层层类类胡胡萝萝卜素卜素(约约占占1/4)橙黄色橙黄色主要吸收主要吸收最上最上层层叶黄素叶黄素黄色黄色中上中上层层叶叶绿绿素素a胡胡萝
3、萝卜素卜素蓝蓝紫光、紫光、红红光光蓝蓝紫光紫光第三单元 细胞的能量供应和利用生物【特别提醒】叶叶绿绿素素对对红红光光和和蓝蓝紫紫光光的的吸吸收收量量大大,类类胡胡萝萝卜卜素素对对蓝蓝紫紫光光的的吸吸收收量量大大,但但对对其其他他波波段段的的光光并并非非不不吸吸收收,只是吸收量较少。只是吸收量较少。由由于于叶叶绿绿素素的的含含量量多多,因因此此正正常常植植物物的的叶叶呈呈现现绿绿色色。秋秋季季,叶叶绿绿素素被被破破坏坏,叶叶子子表表现现出出类类胡胡萝萝卜卜素素的的颜颜色。色。第三单元 细胞的能量供应和利用生物二、叶二、叶绿绿体体结结构和功能构和功能 1结构:结构:一般呈扁平的一般呈扁平的椭椭球形
4、或球形,外表有双球形或球形,外表有双层层膜,膜,内部的基粒是由内部的基粒是由 堆堆叠而成的。叠而成的。2色素和酶的分布:色素和酶的分布:吸收光能吸收光能的的色色素素分分布布于于 ,与与光光合合作作用用有有关关的的酶酶分布在分布在 和和 。3功能:功能:进进行行 的的场场所。所。类类囊体囊体类类囊体的薄膜上囊体的薄膜上类类囊体薄膜上囊体薄膜上叶叶绿绿体基体基质质中中光合作用光合作用第三单元 细胞的能量供应和利用生物三、光合作用的探究三、光合作用的探究历历程程1直直到到18世世纪纪中中期期,人人们们一一直直以以为为只只有有 ,是植物建造自身的原料。是植物建造自身的原料。21771年年,英英国国科科
5、学学家家普普利利斯斯特特利利的的实实验验证证实实:,可以更新因蜡可以更新因蜡烛烛燃燃烧烧或因小白鼠呼吸而或因小白鼠呼吸而变变得得污浊污浊的空气。的空气。31779年年,荷荷兰兰科科学学家家英英格格豪豪斯斯证证明明了了 在在更更新新空气中不可缺少。空气中不可缺少。土壤中的水分土壤中的水分植物植物阳光阳光第三单元 细胞的能量供应和利用生物41785年年,随随着着空空气气组组成成成成分分的的发发现现,人人们们才才明明确确绿绿叶在光下放出和吸收的气体分叶在光下放出和吸收的气体分别别是是 。51864年年,德德国国植植物物学学家家萨萨克克斯斯的的实实验验证证实实了了光光合合作作用的用的产产物除氧气外物除
6、氧气外还还有有 。61939年年,美美国国科科学学家家鲁鲁宾宾和和卡卡门门利利用用 法法证证明了光合作用明了光合作用释释放的氧气来自水。放的氧气来自水。720世世纪纪40年年代代,美美国国科科学学家家卡卡尔尔文文,利利用用 ,技技术术最最终终探探明明了了 中中的的碳碳在在光光合合作作用用中中转转化化成成 中中碳的途径。碳的途径。O2和和CO2淀粉淀粉同位素同位素标记标记同位素同位素标记标记CO2有机物有机物第三单元 细胞的能量供应和利用生物四、光合作用四、光合作用过过程程 光反光反应应暗反暗反应应场场所所条件条件光、光、酶酶等等酶酶等等物物质变质变化化能量能量变变化化光能光能活活跃跃的化学能的
7、化学能稳稳定的化学能定的化学能类类囊体薄膜上囊体薄膜上叶叶绿绿体基体基质质中中色素色素第三单元 细胞的能量供应和利用生物【特别提醒】光光反反应应中中产产生生的的H与与细细胞胞呼呼吸吸中中产产生生的的H并并不不是是同同一种物质。一种物质。暗暗反反应应有有光光、无无光光均均可可进进行行,但但需需要要光光反反应应提提供供的的H和和ATP,因此在暗处,暗反应不能长时间进行。,因此在暗处,暗反应不能长时间进行。第三单元 细胞的能量供应和利用生物五、光合作用原理的五、光合作用原理的应应用用1光光合合作作用用强强度度:植植物物在在单单位位时时间间内内通通过过光光合合作作用用制制造造 。2影影响响光光合合作作
8、用用强强度度的的外外界界因因素素有有 、土土壤壤中中的的水水分分、光光的的成成分分以以及及温温度度高高低等。低等。糖糖类类的数量的数量二氧化碳二氧化碳浓浓度度光照的光照的长长短与短与强强弱弱第三单元 细胞的能量供应和利用生物1叶绿体的结构和功能分析表叶绿体的结构和功能分析表 考点一:叶绿体中的色素叶绿体中的色素高频考点突破名称名称叶叶绿绿体体分布分布主要存在于主要存在于绿绿色植物的叶肉色植物的叶肉细细胞和幼茎的皮胞和幼茎的皮层层细细胞中胞中形形态态扁平的扁平的椭椭球形或球形球形或球形结结构构双双层层膜内含有几个到几十个基粒膜内含有几个到几十个基粒(由由许许多片多片层层结结构的薄膜重叠而成构的薄
9、膜重叠而成),基粒之,基粒之间间充充满满了基了基质质第三单元 细胞的能量供应和利用生物主要成分主要成分类类囊体的薄膜上分布有光合作用的色素和囊体的薄膜上分布有光合作用的色素和酶酶,基,基质质中有光合作用所需的中有光合作用所需的酶酶、少量的、少量的DNA和和RNA功能功能叶叶绿绿体中的色素能吸收、体中的色素能吸收、转转化、化、传递传递光能,叶光能,叶绿绿体是体是进进行光合作用的行光合作用的场场所所图图示示外膜,外膜,内膜,内膜,基粒,基粒,基基质质第三单元 细胞的能量供应和利用生物2.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱叶绿体中的色素及色素的吸收光谱 第三单元 细胞的能量供应和利用生物由由图图可以看出
10、:可以看出:(1)叶叶绿绿体体中中的的色色素素只只吸吸收收可可见见光光,而而对对红红外外光光和和紫紫外光等不吸收。外光等不吸收。(2)叶叶绿绿素素对对红红光光和和蓝蓝紫紫光光的的吸吸收收量量大大,类类胡胡萝萝卜卜素素对对蓝蓝紫紫光光的的吸吸收收量量大大,对对其其他他波波段段的的光光并并非非不不吸吸收收,只只是是吸收量吸收量较较少少 第三单元 细胞的能量供应和利用生物【对位训练】1(2011长长沙沙一一中中月月考考)下下列列关关于于叶叶绿绿体体的的描描述述,正确的是正确的是A叶叶绿绿体中的体中的类类胡胡萝萝卜素主要吸收卜素主要吸收红红光和光和蓝蓝紫光紫光BCO2的固定的固定过过程程发发生在生在类
11、类囊体薄膜上囊体薄膜上C叶叶绿绿体外表的双体外表的双层层膜上具有叶膜上具有叶绿绿素和素和酶酶D基粒由基粒由类类囊体堆叠而成囊体堆叠而成 第三单元 细胞的能量供应和利用生物解解析析本本题题主主要要考考查查叶叶绿绿体体的的结结构构和和功功能能。叶叶绿绿体体中中的的类类胡胡萝萝卜卜素素主主要要吸吸收收蓝蓝紫紫光光,叶叶绿绿素素主主要要吸吸收收红红光光和和蓝蓝紫紫光光,故故A错错误误;在在光光合合作作用用过过程程中中,水水的的光光解解发发生生在在类类囊囊体体薄薄膜膜上上,CO2的的固固定定过过程程发发生生在在叶叶绿绿体体基基质质中中,故故B错错误误;叶叶绿绿体体的的叶叶绿绿素素主主要要分分布布在在类类
12、囊囊体体薄薄膜膜上上,酶酶主主要要分分布布在在叶叶绿绿体体内内膜膜上上,故故C错错误误;叶叶绿绿体体的的基基粒粒由由许许多多片片层层结结构构的的薄薄膜膜重重叠而成。叠而成。答案答案D第三单元 细胞的能量供应和利用生物2(2012苏苏、锡锡、常常、镇镇四四市市一一次次调调查查)某某同同学学从从杨杨树树叶叶片片中中提提取取并并分分离离得得到到4种种叶叶绿绿体体色色素素样样品品,经经测测定定得得到到下下列吸收光列吸收光谱图谱图,其中属于叶,其中属于叶绿绿素素b的是的是第三单元 细胞的能量供应和利用生物解解析析叶叶绿绿体体中中的的色色素素有有四四种种,即即叶叶绿绿素素a、叶叶绿绿素素b、胡胡萝萝卜卜素
13、素和和叶叶黄黄素素。叶叶绿绿素素a、叶叶绿绿素素b主主要要吸吸收收红红光光和和蓝蓝紫紫光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。答案答案A第三单元 细胞的能量供应和利用生物1光反应与暗反应的比较光反应与暗反应的比较 考点二:光合作用的过程分析光合作用的过程分析项项目目光反光反应应暗反暗反应应条件条件需色素、需色素、酶酶,必,必须须在光在光下下不需要色素,需要不需要色素,需要酶酶,有,有光、无光都可以光、无光都可以场场所所叶叶绿绿体的体的类类囊体薄膜上囊体薄膜上叶叶绿绿体的基体的基质质中中物物质质变变化化第三单元 细胞的能量供应和利用生物能量能量变变化化光能光能转转
14、化成活化成活跃跃的化的化学能学能储储存在存在ATP中中ATP中的活中的活跃跃化学能化学能转转化化为为糖糖类类等有机物中等有机物中稳稳定的化学能定的化学能联联系系光反光反应为应为暗反暗反应应提供提供H和能量和能量(ATP)暗反暗反应产应产生的生的ADP和和Pi为为光反光反应应合成合成ATP提提供原料。如供原料。如图图:第三单元 细胞的能量供应和利用生物2.反应式及元素去向反应式及元素去向 第三单元 细胞的能量供应和利用生物【对位训练】3(2012山山东东烟烟台台高高三三期期末末)卡卡尔尔文文用用同同位位素素标标记记法法追追踪踪碳碳元元素素在在光光合合作作用用过过程程中中的的运运行行:在在供供给给
15、小小球球藻藻后后的的60s内内,相相隔隔不不同同时时间间取取样样,杀杀死死细细胞胞并并以以层层析析法法分分析析细细胞胞代代谢谢产产物物。发发现现7s后后的的代代谢谢产产物物中中有有多多达达12种种产产物物含含有有放放射射性性,而而5 s内内的的代代谢谢产产物物大大多多集集中中在在一一种种物物质质上上,该该物物质质是是第三单元 细胞的能量供应和利用生物A五碳化合物五碳化合物BATPC三碳化合物三碳化合物 D葡萄糖葡萄糖解解析析在在光光合合作作用用中中CO2中中C的的转转移移途途径径是是CO2C3有机物,故有机物,故C正确。正确。答案答案C第三单元 细胞的能量供应和利用生物4.(2011盐盐城城中
16、中学学期期中中)如如图图表表示示植植物物光光合合作作用用的的一一个个阶阶段段,下下列列各各项项叙述正确的是叙述正确的是A该该反反应应的的场场所所是是叶叶绿绿体体的的类类囊体囊体BC3生生成成C6H12O6需需要要H、ATP和多种和多种酶酶C 提提 高高 温温 度度 一一 定定 能能 促促 进进C6H12O6的生成的生成D无无光光条条件件有有利利于于暗暗反反应应进进行行第三单元 细胞的能量供应和利用生物解解析析本本题题主主要要考考查查光光合合作作用用的的基基本本过过程程。图图示示为为光光合合作作用用的的暗暗反反应应阶阶段段,该该反反应应进进行行的的场场所所是是叶叶绿绿体体基基质质,故故A错错误误
17、。C3生生成成C6H12O6需需在在多多种种酶酶的的催催化化下下,利利用用ATP提提供供的的能能量量,通通过过H的的还还原原进进行行,故故B正正确确。若若在在最最适适温温度度条条件件下下,提提高高温温度度会会降降低低酶酶活活性性,会会使使反反应应减减弱弱,故故C错错误误。在在无无光光条条件件下下,暗暗反反应应会会因因H和和ATP的缺乏受到限制,故的缺乏受到限制,故D错误。错误。答案答案B 第三单元 细胞的能量供应和利用生物1光照强度光照强度(1)光照光照强强度与光合作用度与光合作用强强度的关系曲度的关系曲线线分析分析考点三:影响光合作用的环境因素及应用影响光合作用的环境因素及应用 第三单元 细
18、胞的能量供应和利用生物A点点:光光照照强强度度为为0,此此时时只只进进行行细细胞胞呼呼吸吸,释释放放的的CO2量可表示此量可表示此时细时细胞呼吸的胞呼吸的强强度。度。AB段段:随随光光照照强强度度增增强强,光光合合作作用用强强度度也也逐逐渐渐增增强强,CO2释释放放量量逐逐渐渐减减少少,这这是是因因为为细细胞胞呼呼吸吸释释放放的的CO2有有一一部部分用于光合作用,此分用于光合作用,此时细时细胞呼吸胞呼吸强强度大于光合作用度大于光合作用强强度。度。B点点:细细胞胞呼呼吸吸释释放放的的CO2全全部部用用于于光光合合作作用用,即即光光合合作作用用强强度度等等于于细细胞胞呼呼吸吸强强度度(光光照照强强
19、度度只只有有在在B点点以以上上时时,植植物才能正常生物才能正常生长长),B点所示光照点所示光照强强度称度称为为光光补偿补偿点。点。第三单元 细胞的能量供应和利用生物BC段段:表表明明随随着着光光照照强强度度不不断断加加强强,光光合合作作用用强强度度不不断断加加强强,到到C点点以以上上不不再再加加强强了了,C点点所所示示光光照照强强度度称称为为光光饱饱和和点点。限限制制C点点以以后后光光合合作作用用强强度度不不再再增增加加的的内内部部因因素素是是色色素素含含量量、酶酶的的数数量量和和最最大大活活性性,外外部部因因素素是是CO2浓浓度度等等除除光照光照强强度之外的度之外的环环境因素。境因素。(2)
20、应应用用阴阴生生植植物物的的光光补补偿偿点点和和光光饱饱和和点点都都较较阳阳生生植植物物低低,如如图图中虚中虚线线所示。所示。间间作套种作套种农农作物,可合理利用光能。作物,可合理利用光能。第三单元 细胞的能量供应和利用生物2CO2浓度浓度(1)CO2浓浓度与光合作用度与光合作用强强度的关系曲度的关系曲线线第三单元 细胞的能量供应和利用生物曲曲线线表表示示在在一一定定范范围围内内,光光合合作作用用速速率率随随CO2浓浓度度的的增增加加而而增增大大,但但当当CO2浓浓度度增增加加到到一一定定范范围围后后,光光合合作作用用速速率率不再增加。不再增加。A点点表表示示光光合合作作用用强强度度等等于于细
21、细胞胞呼呼吸吸强强度度时时的的CO2浓浓度度,即即CO2补偿补偿点。点。B点点表表示示CO2饱饱和和点点。限限制制B点点的的因因素素是是酶酶的的数数量量和和最最大活性及光照大活性及光照强强度等度等环环境因素。境因素。(2)应应用用在在农农业业生生产产中中通通过过“正正其其行行,通通其其风风”,增增施施农农家家肥肥等等增增大大CO2浓浓度,提高光合作用度,提高光合作用强强度。度。第三单元 细胞的能量供应和利用生物3温度对光合作用速率的影响温度对光合作用速率的影响(1)温温度度主主要要通通过过影影响响与与光光合合作作用用有有关关酶酶的的活活性性而而影影响响光合作用速率。光合作用速率。(2)应应用用
22、:冬冬季季,温温室室栽栽培培可可适适当当提提高高温温度度;晚晚上上可可适适当降低温度,以降低当降低温度,以降低细细胞呼吸消耗有机物。胞呼吸消耗有机物。第三单元 细胞的能量供应和利用生物【特别提醒】当外界条件变化时,当外界条件变化时,CO2(光光)补偿点移动规律如下:补偿点移动规律如下:若若呼呼吸吸速速率率增增加加,CO2(光光)补补偿偿点点应应右右移移,反反之之应应左左移。移。若若呼呼吸吸速速率率基基本本不不变变,条条件件的的改改变变使使光光合合速速率率下下降降时,时,CO2(光光)补偿点应右移,反之应左移。补偿点应右移,反之应左移。阴阴生生植植物物与与阳阳生生植植物物相相比比,CO2(光光)
23、补补偿偿点点和和饱饱和和点点都相应向左移动。都相应向左移动。第三单元 细胞的能量供应和利用生物【对位训练】5 5(2010(2010安安徽徽理理综综)为为探探究究影影响响光光合合作作用用强强度度的的因因素素,将将同同一一品品种种的的玉玉米米苗苗置置于于2525条条件件下下培培养养,实实验验结结果果如如图图所示。所示。请请回答:回答:第三单元 细胞的能量供应和利用生物(1)与与D点点相相比比,B点点条条件件下下限限制制玉玉米米CO2吸吸收收量量的的因因素素是是_,C点点条条件件下下限限制制玉玉米米CO2吸吸收收量量的的主主要要因因素素是是_。(2)实实验验结结果果表表明明,在在_的的条条件件下下
24、施施肥肥效效果果明明显显,除除本本实实验验所所涉涉及及的的因因素素外外,从从增增加加光光合合面面积积的的角角度度考考虑虑,采采取取_措施能提高玉米的光能利用率。措施能提高玉米的光能利用率。解解析析本本题题以以曲曲线线图图的的形形式式考考查查考考生生对对影影响响光光合合作作用用速速率率的的因因素素的的理理解解,意意在在考考查查考考生生获获取取信信息息的的能能力力和和实实验验分分析析能能力力。(1)依依图图可可知知,影影响响光光合合作作用用的的因因素素有有土土壤壤含含水水量量、施施肥肥情情况况和和光光照照强强度度等等。解解题题时时,要要遵遵循循单单一一变变量量原原则则,B点点与与D点相比,土壤含水
25、量和施肥情况相同,不同之处在于光点相比,土壤含水量和施肥情况相同,不同之处在于光第三单元 细胞的能量供应和利用生物照照强强度度,故故限限制制B点点玉玉米米CO2吸吸收收量量的的因因素素为为光光照照强强度度。限限制制C点点玉玉米米CO2吸吸收收量量的的因因素素为为土土壤壤含含水水量量。(2)从从曲曲线线图图可可知知,在在土土壤壤含含水水量量为为20%40%的的条条件件下下,施施肥肥和和未未施施肥肥的的两两条条曲曲线线重重叠叠,在在土土壤壤含含水水量量为为40%60%的的条条件件下下,施施肥肥效效果果明明显显;从从增增加加光光合合面面积积的的角角度度考考虑虑,提提高高光光能能利利用用率率的的措措施
26、施有有合合理理密密植植、间间种种和和套套种种等等。本本小小题题易易忽忽视视题题干干中中的的限限定范围,而错答为定范围,而错答为“提高提高CO2浓度,适当提高温度浓度,适当提高温度”等。等。答答案案(1)光光照照强强度度(或或光光强强)土土壤壤含含水水量量(2)土土壤壤含含水水量量40%60%合理密植合理密植 第三单元 细胞的能量供应和利用生物(1)实验原理:实验原理:绿绿叶叶中中的的各各种种色色素素能能溶溶于于有有机机溶溶剂剂(无无水水乙乙醇醇或或丙丙酮酮)中,而不溶于水,从而使色素从生物中,而不溶于水,从而使色素从生物组织组织中脱离出来。中脱离出来。各各种种色色素素在在层层析析液液中中的的溶
27、溶解解度度不不同同,随随层层析析液液在在滤滤纸纸上上扩扩散散速速度度也也不不同同,溶溶解解度度高高的的色色素素分分子子随随层层析析液液在在滤滤纸纸上上扩扩散得快,反之散得快,反之则则慢,从而使各种色素分离开。慢,从而使各种色素分离开。考点四:叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离第三单元 细胞的能量供应和利用生物(2)实验程序:实验程序:第三单元 细胞的能量供应和利用生物(3)实验成功的关键:实验成功的关键:叶片要新叶片要新鲜鲜、颜颜色要深色要深绿绿,含有,含有较较多色素。多色素。研研磨磨要要迅迅速速、充充分分。叶叶绿绿素素不不稳稳定定,易易被被活活细细胞胞内内的的叶叶绿绿素素酶酶水
28、水解解。充充分分研研磨磨使使叶叶绿绿体体完完全全破破裂裂,提取提取较较多的色素。多的色素。滤滤液液细细线线不不仅仅要要求求细细、直直,而而且且要要求求含含有有较较多多的色素,所以要求待的色素,所以要求待滤滤液干后再画液干后再画23次。次。滤滤液液细细线线不不能能触触及及层层析析液液、否否则则色色素素溶溶解解到到层层析液中,析液中,滤纸滤纸条上得不到色素条上得不到色素带带。第三单元 细胞的能量供应和利用生物【对位训练】6(1)甲甲同同学学利利用用新新鲜鲜的的玉玉米米绿绿色色叶叶片片进进行行“叶叶绿绿体体中中色色素素的的提提取取和和分分离离”实实验验,在在滤滤纸纸上上出出现现了了四四条条清清晰晰的
29、的色素带,其中呈黄绿色的色素带为色素带,其中呈黄绿色的色素带为_。(2)该该同同学学改改变变层层析析液液组组成成后后继继续续进进行行实实验验,滤滤纸纸条条上上只只出出现现了了黄黄、绿绿两两条条色色素素带带。他他用用刀刀片片裁裁出出带带有有色色素素带带的的滤滤纸纸条条,用用乙乙醚醚分分别别溶溶解解条条带带上上的的色色素素,浓浓缩缩后后用用一一分分析析仪仪器器检检测测,通通过过分分析析色色素素溶溶液液的的_来来判判断断条条带带的的色色素种类。素种类。第三单元 细胞的能量供应和利用生物(3)实实验验结结束束几几天天后后,乙乙、丙丙两两同同学学发发现现部部分分预预留留叶叶片片已已变变黄黄。乙乙同同学学
30、认认为为这这是是由由叶叶片片中中某某些些色色素素降降解解所所造造成成的的,丙丙同同学学则则认认为为是是由由某某些些色色素素含含量量增增加加所所造造成成的的。根根据据所所学学知知识识,你你将将如如何何设设计计实实验验来来判判断断两两位位同同学学的的观观点是否正确?点是否正确?第三单元 细胞的能量供应和利用生物解解析析本本题题考考查查验验证证生生物物学学事事实实、正正确确分分析析和和处处理理实实验验现现象象及及结结果果等等基基本本实实验验能能力力,同同时时考考查查了了对对生生物物学学问问题题进进行行初初步步探探究究的的能能力力。(1)叶叶绿绿体体中中四四种种色色素素及及其其颜颜色色分分别别是是:胡
31、胡萝萝卜卜素素(橙橙黄黄色色)、叶叶黄黄素素(黄黄色色)、叶叶绿绿素素a(蓝蓝绿绿色色)、叶叶绿绿素素b(黄黄绿绿色色)。(2)不不同同色色素素的的吸吸收收光光谱谱不不同同。据据此此可可用用光光谱谱分分析析仪仪来来判判断断色色素素的的种种类类。(3)通通过过设设计计对对照照实实验验来来探探究究发发黄黄的的叶叶片片中中某某些些色色素素是是否否因因降降解解而而减减少少,某某些些色色素素是是否否含含量量增增加加。对对照照组组选选取取正正常常未未发发黄黄的的叶叶片片,实实验验组组选选取取已已变变黄黄的的叶叶片片,通通过过提提取取分分离离这这两两种种叶叶片片中中的的色色素素,比比较较各各种种色色素素的的
32、含含量量,得出结论。得出结论。第三单元 细胞的能量供应和利用生物答案答案(1)叶绿素叶绿素b(2)吸收光谱吸收光谱(3)从从预预留留的的叶叶片片中中挑挑选选出出足足量量的的、分分量量相相等等、大大小小相相近近的的已已变变黄黄的的叶叶片片和和尚尚未未变变黄黄的的叶叶片片为为实实验验材材料料,在在相相同同条条件件下下,再再次次进进行行色色素素的的提提取取和和分分离离实实验验,测测定定和和记记录录结结果果,比比较较这这两两种种叶叶片片各各种种色色素素的的组组成成及及含含量量后后,得出结论。得出结论。第三单元 细胞的能量供应和利用生物当当外外界界因因素素中中光光照照强强度度、CO2浓浓度度骤骤然然变变
33、化化时时,短短时时间间内内将将直直接接影影响响光光合合作作用用过过程程中中C3、C5、H、ATP及及(CH2O)生生成成量量,进进而而影影响响叶叶肉肉细细胞胞中中这这些些物物质质的的含含量量,它它们们关关系系归归纳纳如下:如下:答题技能培养方法体验一、光合作用条件骤变对各物质量的变化的一、光合作用条件骤变对各物质量的变化的 分析方法分析方法第三单元 细胞的能量供应和利用生物条件条件C3C5H和和ATP(CH2O)合成量合成量停止光照停止光照CO2供供应应不不变变增加增加下降下降减少或没有减少或没有减少或没有减少或没有突然光照突然光照CO2供供应应不不变变减少减少增加增加增加增加增加增加光照不光
34、照不变变停止停止CO2供供应应减少减少增加增加增加增加减少或没有减少或没有光照不光照不变变CO2供供应应增加增加增加增加减少减少减少减少增加增加光照不光照不变变CO2供供应应不不变变(CH2O)运运输输受阻受阻增加增加减少减少增加增加减少减少第三单元 细胞的能量供应和利用生物【典例1】(2011山山东东烟烟台台模模块块检检测测)如如图图所所示示为为研研究究光光照照强强度度和和CO2浓浓度度对对某某植植物物光光合合作作用用速速率率的的影影响响。下下列列有关叙述中不正确的是有关叙述中不正确的是 第三单元 细胞的能量供应和利用生物A曲曲线线中中a点点转转向向b点点时时,叶,叶绿绿体中体中C3浓浓度升
35、高度升高B曲曲线线中中b点点转转向向d点点时时,叶,叶绿绿体中体中C5浓浓度升高度升高C在在一一定定范范围围内内增增加加光光照照和和CO2浓浓度度,有有利利于于提高光合效率提高光合效率D曲曲线线中中c点点产产生生的的限限制制因因素素可可能能是是叶叶绿绿体体中中酶酶的数量的数量第三单元 细胞的能量供应和利用生物【解解析析】主主要要考考查查了了影影响响光光合合作作用用的的因因素素。在在CO2浓浓度度为为1%的的曲曲线线上上,从从a点点到到b点点即即增增加加光光照照强强度度,光光反反应应加加快快,产产生生的的ATP、H增增多多,使使得得暗暗反反应应也也加加快快,故故C3含含量量降降低低。在在光光照照
36、强强度度相相同同时时,d点点的的CO2浓浓度度比比b点点要要低低,会会影影响响到到CO2的的固固定定,故故C5含含量量增增加加。从从图图中中可可以以看看出出,c点点时时光光合合作作用用速速率率达达到到最最高高(不不再再增增高高),叶绿体中酶的数量是限制因素之一。,叶绿体中酶的数量是限制因素之一。【答案答案】A第三单元 细胞的能量供应和利用生物二、光合速率与呼吸速率的二、光合速率与呼吸速率的计计算方法算方法真正光合速率真正光合速率净净光合速率呼吸速率。光合速率呼吸速率。由关系式用由关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:或葡萄糖的量表示如下:(1)光合作用光合作用产产氧量氧气氧量氧气释释放量放
37、量细细胞呼吸耗氧量胞呼吸耗氧量(2)光光合合作作用用固固定定CO2量量CO2吸吸收收量量细细胞胞呼呼吸吸释释放放CO2量量(3)光光合合作作用用葡葡萄萄糖糖产产生生量量葡葡萄萄糖糖积积累累量量(增增重重部部分分)细细胞呼吸消耗葡萄糖量胞呼吸消耗葡萄糖量第三单元 细胞的能量供应和利用生物【典例2】(2011济济南南一一模模)将将某某绿绿色色植植物物放放在在特特定定的的实实验验装装置置中中,研研究究温温度度对对光光合合作作用用与与呼呼吸吸作作用用的的影影响响(其其余余的的实实验验条条件件都都是是理理想想的的),实实验验以以CO2的的吸吸收收量量与与释释放放量量为为指指标标。实验结实验结果如下表所示
38、:果如下表所示:温度温度5101520253035光照下吸收光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中黑暗中释释放放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50第三单元 细胞的能量供应和利用生物下列下列对该对该表数据分析正确的是表数据分析正确的是A不停地光照,温度在不停地光照,温度在35时该时该植物不能生植物不能生长长B不停地光照,不停地光照,该该植物生植物生长长的最适宜温度是的最适宜温度是30C每每天天交交替替进进行行12小小时时光光照照、12小小时时黑黑暗暗、温温度度均均保持保持20,该该植物植物积积累的有机物最
39、多累的有机物最多D每每天天交交替替进进行行12小小时时光光照照、12小小时时黑黑暗暗、温温度度在在30时该时该植物植物积积累的有机物是累的有机物是10时时的的2倍倍第三单元 细胞的能量供应和利用生物【解解析析】植植物物生生长长速速度度与与其其有有机机物物积积累累速速度度有有关关,植植物物光光照照下下吸吸收收的的CO2代代表表其其净净光光合合强强度度,故故昼昼夜夜不不停停地地光光照照,在在35时时该该植植物物可可以以生生长长。昼昼夜夜不不停停地地光光照照,在在25时时该该植植物物生生长长相相对对最最快快。每每天天光光照照12小小时时,20时时该该植植物物积积累累的的有有机机物物最最多多;每每天天
40、光光照照12小小时时,30时积累的有机物是时积累的有机物是10时的时的0.5倍。倍。【答案答案】C 第三单元 细胞的能量供应和利用生物【典例1】如如图图甲甲表表示示某某种种植植物物光光合合作作用用强强度度与与光光照照强强度度的的关关系系,图图乙乙表表示示该该植植物物叶叶肉肉细细胞胞的的部部分分结结构构(图图中中M和和N代代表表两两种种气气体体的的体体积积),下下列列说说法法不不正正确确的的是是(注注:不不考考虑虑无氧呼吸无氧呼吸)易误警示一、对不同状况下,植物气体代谢的特点模糊第三单元 细胞的能量供应和利用生物第三单元 细胞的能量供应和利用生物A影响影响m3大小的外界因素有光照大小的外界因素有
41、光照强强度和温度等度和温度等B甲甲图图中中a、b、c、d、e任任意意一一点点,乙乙图图中中都都有有m1n10,m2n20C甲甲图图中中e点点以以后后,乙乙图图中中n4不不再再增增加加,限限制制因因素素主要是光反主要是光反应应D甲甲图图中中c点点时时,乙,乙图图中有中有m1n1m4n4第三单元 细胞的能量供应和利用生物【尝试解答】【尝试解答】_【解解析析】乙乙图图中中m1m4分分别别表表示示线线粒粒体体释释放放、细细胞胞释释放放、细细胞胞吸吸收收、叶叶绿绿体体吸吸收收的的CO2量量,n1n4分分别别表表示示线线粒粒体体吸吸收收、细细胞胞吸吸收收、细细胞胞释释放放、叶叶绿绿体体释释放放的的O2量量
42、。A项项正正确确,甲甲图图中中的的纵纵坐坐标标数数值值是是整整个个细细胞胞吸吸收收的的CO2量量,即即为为乙乙图图中中的的m3。B项项错错误误,如如在在e点点时时,叶叶绿绿体体产产生生的的O2足足够够线线粒粒体体呼呼吸吸消消耗耗,n20。C项项正正确确,甲甲图图中中e点点以以后后,乙乙图图中中n4不不再再增增加加,即即达达到到光光饱饱和和,其其主主要要原原因因是是叶叶绿绿体体中中的的色色素素有有限限,来来不不及及吸吸收收和和利利用用太太多多的的光光能能。D项项正正确确,甲甲图图中中c点点时时,光光合合作作用用速速率率等于细胞呼吸速率,故有等于细胞呼吸速率,故有m1n1m4n4。B第三单元 细胞
43、的能量供应和利用生物【纠错笔记】(1)黑黑暗暗状状况况时时:植植物物只只进进行行细细胞胞呼呼吸吸,不不进进行行光光合合作作用用。此此状状态态下下,植植物物从从外外界界吸吸收收O2,并并将将细细胞胞呼呼吸吸产产生生的的CO2释放到体外。释放到体外。(2)较较弱弱光光照照时时:植植物物同同时时进进行行光光合合作作用用和和细细胞胞呼呼吸吸,且光合作用速率小于或等于细胞呼吸速率。且光合作用速率小于或等于细胞呼吸速率。光光合合作作用用速速率率小小于于细细胞胞呼呼吸吸速速率率时时,植植物物从从外外界界吸吸收收O2,并将细胞呼吸产生的,并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外。释放到体外。第三单元 细胞的能量供应
44、和利用生物光光合合作作用用速速率率等等于于细细胞胞呼呼吸吸速速率率时时,植植物物光光合合作作用用产产生生的的O2用用于于细细胞胞呼呼吸吸,细细胞胞呼呼吸吸产产生生的的CO2用用于于光光合合作作用用,植植物物与与外外界界不不进进行行气气体体交交换换,即即没没有有O2和和CO2的的吸吸收收与释放。与释放。(3)较较强强光光照照时时:植植物物同同时时进进行行细细胞胞呼呼吸吸和和光光合合作作用用,且且光光合合作作用用强强度度大大于于细细胞胞呼呼吸吸强强度度。此此状状态态下下,植植物物光光合合作作用用产产生生的的氧氧气气除除用用于于植植物物的的有有氧氧呼呼吸吸消消耗耗之之外外,其其余余的的氧气释放到周围
45、的环境中。氧气释放到周围的环境中。植植物物光光合合作作用用所所利利用用的的CO2除除来来自自植植物物自自身身细细胞胞呼呼吸吸外,不足的部分从外界吸收。外,不足的部分从外界吸收。第三单元 细胞的能量供应和利用生物【典例2】在在充充满满N2与与CO2的的密密闭闭容容器器中中,用用水水培培法法栽栽培培几几株株番番茄茄,CO2充充足足。测测得得系系统统的的呼呼吸吸速速率率和和光光合合速速率率变变化曲线如图,请回答问题。化曲线如图,请回答问题。二、对影响光合作用的因素分析不到位第三单元 细胞的能量供应和利用生物(1)9h10h间间,光光合合速速率率迅迅速速下下降降,推推测测最最可可能能发发生生变变化化的
46、的环环境境因因素素是是_;10h时时不不再再产产生生ATP的的细细胞胞器器是是_;若若此此环环境境因因素素维维持持不不变变,容容器器内内的的O2含含量量将将逐逐渐渐下下降降并并完完全全耗耗尽尽,此此时时另另一一细细胞胞器器即即_停停止止ATP的的合合成,成,_成成为为ATP合成的惟一合成的惟一场场所。所。(2)若若在在8h时时,将将容容器器置置于于冰冰浴浴中中,请请推推测测光光合合速速率率会会出出现现的的变变化及其原因。化及其原因。第三单元 细胞的能量供应和利用生物【常见错误】【常见错误】【正正确确解解答答】(1)光光照照强强度度叶叶绿绿体体线线粒粒体体细细胞胞质质基基质质(2)光合速率下降,
47、相关光合速率下降,相关酶酶的活性因降温而下降。的活性因降温而下降。易易错题错题号号常常见错误见错误(1)最可能最可能发发生生变变化的化的环环境因素是境因素是“温度温度”(2)“光合速率光合速率为为0”或或“光合作用的条件改光合作用的条件改变变导导致光合速率下降致光合速率下降”第三单元 细胞的能量供应和利用生物【纠错笔记】错填的原因主要是:错填的原因主要是:易错题号易错题号错因分析错因分析(1)不能全面准确地分析影响光合作用的因素。影响不能全面准确地分析影响光合作用的因素。影响光合作用的因素主要有光照强度、光合作用的因素主要有光照强度、CO2浓度和温浓度和温度,因为度,因为CO2充足,就错误地认为此时影响光合充足,就错误地认为此时影响光合作用的因素是温度,忽略了图中的关键信息作用的因素是温度,忽略了图中的关键信息(呼呼吸速率吸速率)未发生急剧变化未发生急剧变化(2)组织答案针对性不强,缺乏规范性。要将原因和组织答案针对性不强,缺乏规范性。要将原因和结果表达清楚,将容器置于冰浴中,由于温度降结果表达清楚,将容器置于冰浴中,由于温度降低,导致酶活性下降,而致使光合速率下降低,导致酶活性下降,而致使光合速率下降第三单元 细胞的能量供应和利用生物点击此处进入知能达标训练第三单元 细胞的能量供应和利用生物
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