高考一輪生物詳細(xì)復(fù)習(xí)能量之源光與光合作用課件新人教

11三月2024高考一輪生物詳細(xì)復(fù)習(xí)能量之源光與光合作用課件新人教光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析1．1771年普里斯特利實(shí)驗(yàn)。缺點(diǎn)：缺乏對(duì)照組(記錄時(shí)漏掉了實(shí)驗(yàn)在陽(yáng)光下進(jìn)行這一重要條件，后來(lái)英格豪斯為其糾正)2．1864年薩克斯實(shí)驗(yàn)。提前暗處理——消耗掉葉片中原有的淀粉，避免干擾3．1880年恩格爾曼實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)組：極細(xì)光束照射處的葉綠體。對(duì)照組：黑暗處的葉綠體和完全曝光的葉綠體。?特別提醒：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)方法的巧妙之處(1)實(shí)驗(yàn)材料選得妙：用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料。水綿不僅具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。(2)排除干擾方法妙：實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一在于控制無(wú)關(guān)變量和減少額外變量，恩格爾曼將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘＿M(jìn)行。(3)觀測(cè)指標(biāo)用得妙：通過(guò)好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)妙：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。4．20世紀(jì)30年代魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)。?特別提醒：在光合作用的發(fā)現(xiàn)中，大多數(shù)科學(xué)家們利用了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，使結(jié)果和結(jié)論更科學(xué)、準(zhǔn)確。(1)薩克斯：自身對(duì)照，自變量為光照(一半曝光與另一半遮光)，因變量為顏色變化。(2)恩格爾曼：自身對(duì)照，自變量為光照(照光處與不照光處；黑暗與完全曝光)，因變量為好氧菌的分布。(3)魯賓和卡門：相互對(duì)照，自變量為標(biāo)記物質(zhì)(HO與C18O2)，因變量為O2的放射性。(4)普里斯特利：缺少空白對(duì)照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)服力不強(qiáng)?！纠?】下圖中圖甲為研究光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個(gè)葉圓片，再用氣泵抽出氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至含有不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測(cè)量每個(gè)培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間(見圖乙)，以研究光合作用速率與NaHCO3溶液濃度的關(guān)系。請(qǐng)分析回答以下問(wèn)題：(1)圖甲用氣泵抽出的氣體是細(xì)胞間的__________。給予光照后葉圓片上浮的原因是______________。(2)圖乙c點(diǎn)以后葉圓片上浮的時(shí)間逐漸變長(zhǎng)的原因是NaHCO3溶液濃度過(guò)高，使葉肉細(xì)胞________而導(dǎo)致代謝水平下降。(3)在干旱高溫的環(huán)境里，綠色植物從空氣中吸收二氧化碳的量會(huì)減少，原因是__________________。解析：本題考查的是光合作用中產(chǎn)生O2與NaHCO3濃度的關(guān)系，其中實(shí)驗(yàn)中的NaHCO3能產(chǎn)生CO2，所以NaHCO3濃度相當(dāng)于CO2含量對(duì)光合作用影響，同時(shí)涉及物理中的浮力問(wèn)題。第(1)小題中的兩個(gè)空應(yīng)該聯(lián)合在一起思考，光照導(dǎo)致葉圓片上浮是因?yàn)楣夂献饔卯a(chǎn)生了氧氣，那么第一空中使葉圓片沉入水底時(shí)抽出的氣體應(yīng)該以氧氣為主。(2)NaHCO3濃度增加使CO2增加，光合作用應(yīng)該增加到一定量后保持不變，而此題坐標(biāo)圖乙c點(diǎn)以后光合作用卻下降，顯然與CO2無(wú)關(guān)，所以應(yīng)該從濃度本身到代謝的影響思考，即：高濃度溶液引起失水，影響代謝。(3)干旱高溫環(huán)境對(duì)光合作用的影響主要是失水使氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致CO2吸收減少，光合作用下降。答案：(1)O2和少量CO2葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，小圓片浮力增大(2)失水(3)葉面上大量氣孔關(guān)閉跟蹤訓(xùn)練(2013·肇慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè))通過(guò)對(duì)照能夠證明光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的氧全部來(lái)自水的一組實(shí)驗(yàn)是()A．①②B.①③C．②③D．②④A．①②B.①③C．②③D．②④A．①②B.①③ C．②③ D．②④解析：欲證明光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來(lái)自于水，應(yīng)當(dāng)用同位素18O單獨(dú)標(biāo)記水或二氧化碳，目的是將水和二氧化碳中的氧原子加以區(qū)分，通過(guò)檢查產(chǎn)物氧氣是否含有18O來(lái)判斷其來(lái)源，因此裝置②③可行，答案為C。答案：C葉綠體中色素的種類和作用1．葉綠體中色素的種類及其吸收光譜。色素種類吸收光吸收光譜圖示葉綠素(約占3/4)葉綠素a(藍(lán)綠色)主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠素b(黃綠色)類胡蘿卜素(約占1/4)胡蘿卜素(橙黃色)主要吸收藍(lán)紫光葉黃素(黃色)2.色素的分布與作用。(1)分布：基粒類囊體薄膜上。(2)作用：吸收光能并將光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存于ATP中的化學(xué)能，同時(shí)還能將H2O分解為[H]和O2。?特別提醒：(1)原核生物藍(lán)藻雖然沒有葉綠體，但也能進(jìn)行光合作用，原因是其含有與光合作用有關(guān)的色素和酶。(2)不同顏色溫室大棚的光合效率(注意應(yīng)用)：①無(wú)色透明大棚日光中各色光均能透過(guò)，有色大棚主要透過(guò)同色光，其他光被其吸收，所以用無(wú)色透明的大棚光合效率最高。②葉綠素對(duì)綠光吸收最少，因此綠色塑料大棚光合效率最低?！纠?】在做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對(duì)相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為()甲乙丙丁丙酮－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④下邊的兩條色素帶比正常的窄，應(yīng)為①；丁同學(xué)未加SiO2，可能研磨不充分，導(dǎo)致各種色素的提取量均少于正常水平，應(yīng)為③。答案：B解析：由表可知，甲同學(xué)加的溶劑為水，而不是有機(jī)溶劑丙酮，色素不溶于水，因而提取不到葉綠體中的色素，所得結(jié)果應(yīng)為②；乙同學(xué)的操作正確，應(yīng)為④，即自上而下依次出現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，且葉綠素a和葉綠素b的含量較多；丙同學(xué)盡管使用了有機(jī)溶劑丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，葉綠素可能被破壞，因而【例3】(2013·肇慶二模，26)下面兩圖說(shuō)明了不同變量對(duì)黃瓜光合速率的影響。圖A顯示不同光照強(qiáng)度對(duì)光合作用速率的影響。在該實(shí)驗(yàn)中，二氧化碳濃度和溫度保持不變。圖B顯示在兩種溫度和兩種二氧化碳濃度下不同光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，每種光照強(qiáng)度下的二氧化碳濃度和溫度分別依次升高。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)從圖A給出曲線的形狀我們知道，在一定溫度和________供應(yīng)充足的條件下，光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而________。但超出一定范圍之后，光合速率的加快程度減慢，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一光照強(qiáng)度時(shí)，____________________，這一現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。(2)在一定范圍內(nèi)，光合速率隨溫度升高而加快。光合作用反應(yīng)過(guò)程需要________參與，而溫度直接影響________，因此光合速率隨著溫度的升高而加快。(3)當(dāng)二氧化碳濃度變化時(shí)，光合速率隨之發(fā)生變化。這是因?yàn)?。______________________________(4)在B圖中，如何區(qū)分二氧化碳濃度和溫度對(duì)光合速率的影響。________________________________________________________________________(5)根據(jù)B圖，二氧化碳濃度和溫度哪一個(gè)對(duì)光合作用速率的影響大？說(shuō)明道理。________________________________________________________________________解析：(1)由圖A可知，在一定溫度和二氧化碳條件下，光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而增加。當(dāng)?shù)竭_(dá)某一光照強(qiáng)度時(shí)，光合速率不再加快，此時(shí)的光強(qiáng)被稱做光飽和點(diǎn)。(2)溫度直接影響酶的活性而影響光合作用速率。(3)二氧化碳是光合作用的原料，在一定的二氧化碳濃度范圍合速率隨著二氧化碳濃度的升高而加快，隨著二氧化碳濃度的降低而減慢。(4)對(duì)照實(shí)驗(yàn)中遵循單一變量原則，實(shí)驗(yàn)中可以保持其中一種因素不變，觀察另一種因素變化對(duì)光合速率的影響。(5)由圖B可以看出，相同溫度下光合速率隨著二氧化碳濃度升高而上升的幅度，大于相同二氧化碳濃度下光合速率隨著溫度升高而上升的幅度。因此二氧化碳濃度對(duì)光合速率的影響大。答案：(1)二氧化碳增加光合速率不再加快(2)酶酶的活性(3)二氧化碳是光合作用的原料，在一定的二氧化碳濃度范圍內(nèi)，光合速率隨著二氧化碳濃度的升高而加快，隨著二氧化碳濃度的降低而減慢(4)保持其中一種因素不變，觀察另一種因素變化對(duì)光合速率的影響(5)二氧化碳濃度對(duì)光合速率的影響大。從圖B中的曲線形狀可以看出，相同溫度下光合速率隨著二氧化碳濃度升高而上升的幅度，大于相同二氧化碳濃度下光合速率隨著溫度升高而上升的幅度。跟蹤訓(xùn)練光合作用和化能合成作用是自養(yǎng)生物的重要代謝活動(dòng)，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：(1)綠色植物的葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。藍(lán)藻細(xì)胞不含葉綠體，但含有____________________________________________________等物質(zhì)，從而能進(jìn)行光合作用。(2)除了綠色植物以外，硝化細(xì)菌也屬于自養(yǎng)生物。硝化細(xì)菌能將二氧化碳和水合成為糖類，該過(guò)程利用的能量來(lái)自_________________________。(3)下圖表示的是光合作用的簡(jiǎn)要過(guò)程。據(jù)圖回答：在其他條件適宜的情況下，突然停止光照，短時(shí)間內(nèi)磷酸甘油酸的濃度________，適宜光照條件下，突然停止二氧化碳供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)二磷酸核酮糖的濃度________，磷酸甘油醛的濃度________。在CO2存在條件下，將植物從暗處移到明處后，磷酸甘油醛的濃度________。

解析：(1)藍(lán)藻是原核生物，不具有葉綠體，但它含有藻藍(lán)素和葉綠素，以及與光合作用相關(guān)的酶。(2)硝化細(xì)菌能利用氨氧化釋放的化學(xué)能將二氧化碳和水合成有機(jī)物，該過(guò)程稱為化能合成作用。(3)在其他條件適宜的情況下，突然停止光照，因[H]和ATP缺乏，短時(shí)間內(nèi)磷酸甘油酸的濃度上升；適宜光照條件下，突然停止二氧化碳供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)二磷酸核酮糖積累導(dǎo)致其濃度上升，而磷酸甘油酸能生成磷酸甘油醛，同時(shí)磷酸甘油醛生成二磷酸核酮糖，因此短時(shí)間內(nèi)磷酸甘油醛的濃度基本不變。在CO2存在條件下，將植物從暗處移到明處后，磷酸甘油醛的濃度因光反應(yīng)受阻而上升。答案：(1)吸收光能的色素和光合作用必需的酶(2)氨氧化釋放的化學(xué)能(答案合理給分)(3)上升上升基本不變上升影響光合作用的因素及在生產(chǎn)上的應(yīng)用1．光照強(qiáng)度。(1)曲線分析。A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng))，B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了，C點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。(2)應(yīng)用：陰生植物的B點(diǎn)前移，C點(diǎn)較低，如圖中虛線所示，間作套種農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置，可合理利用光能；適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。2．CO2濃度。(1)CO2濃度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線如右：曲線表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度的增加而增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。A點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)。B點(diǎn)表示CO2飽和點(diǎn)。限制B點(diǎn)的因素是酶的數(shù)量和最大活性及光照強(qiáng)度等環(huán)境因素。(2)應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過(guò)“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合作用強(qiáng)度。3．溫度。(1)曲線分析：溫度主要是通過(guò)影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。(2)應(yīng)用：“白高晚低”冬天，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證植物有機(jī)物的積累。4．必需元素供應(yīng)。(1)曲線分析：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過(guò)一定濃度后，會(huì)因土壤溶液濃度過(guò)高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫。(2)應(yīng)用：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。5．水分。(1)影響：水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用，又會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，限制CO2進(jìn)入葉片，從而間接影響光合作用。(2)應(yīng)用：根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉。【例4】小麥?zhǔn)侨祟愖钪匾募Z食作物之一。課題小組利用小麥做了如下兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：(1)探究小麥旗葉(穗下第一張葉片)、麥穗(麥穗初期也有光合能力)的光合作用與耐旱性關(guān)系。研究結(jié)果如圖1。由圖可知，________的光合作用對(duì)缺水比較敏感，__________________的光合作用對(duì)干旱有較強(qiáng)的適應(yīng)性，這對(duì)植物度過(guò)不良環(huán)境有一定的積極作用。(2)探究小麥的生長(zhǎng)中心(麥穗)有無(wú)與葉片光合作用速率的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖2實(shí)驗(yàn)裝置。如果采用前后自我對(duì)照的設(shè)計(jì)方案，那么，后來(lái)對(duì)小麥的處理方法是__________。本實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)_____________________________________________________，該實(shí)驗(yàn)的原理是光合作用速率的大小可通過(guò)一定時(shí)間內(nèi)測(cè)定______________________________________來(lái)確定，而該值的大小可反映______________________對(duì)光合作用有機(jī)物的需求量的大小。(3)以上兩個(gè)探究均測(cè)定了小麥的光合速率。光合速率是通過(guò)測(cè)定_________________________________來(lái)定量地表示。解析：考查光合作用、水分代謝等主干知識(shí)。(1)坐標(biāo)圖解題的方法是認(rèn)真分析橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，據(jù)圖可知缺水處理，旗葉光合作用速率下降明顯，麥穗對(duì)缺水處理光合速率變化不大；(2)本題的核心是要求學(xué)生掌握本實(shí)驗(yàn)的方法、原理、步驟(要會(huì)描述，本題省略了)、觀察指標(biāo)等，其中實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：控制適宜的光照、溫度等環(huán)境因素不變，進(jìn)行如圖操作；第二步：光照1小時(shí)后，觀察并記錄滴液移動(dòng)的方向和格數(shù)；第三步：剪去麥穗；第四步：光照1小時(shí)后，觀察并記錄滴液移動(dòng)的方向和格數(shù)。最可能的結(jié)果：有麥穗(生長(zhǎng)中心)時(shí)，液滴向右移動(dòng)的格數(shù)大于摘去麥穗(生長(zhǎng)中心)時(shí)滴液向右移動(dòng)的格數(shù)。(3)空氣中二氧化碳的濃度，土壤中水分的多少，光照的長(zhǎng)短與強(qiáng)弱，光的成分以及溫度的高低等，都是影響光合作用強(qiáng)度的外界因素。光合作用的強(qiáng)度可以通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)原料消耗或產(chǎn)物生成的數(shù)量來(lái)定量地表示。答案：(1)旗葉麥穗(2)剪去麥穗有色液滴移動(dòng)的方向和刻度(方向缺不得分)O2的釋放量生長(zhǎng)中心(麥穗)(3)一定時(shí)間內(nèi)原料消耗量或產(chǎn)物生成量跟蹤訓(xùn)練(2013·廣州二模)(雙選)在CO2濃度為0.03%和適宜的恒定溫度條件下，測(cè)定植物甲和植物乙在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如圖，下列有關(guān)分析正確的是()A.光照強(qiáng)度為1千勒克司時(shí)，植物甲開始進(jìn)行光合作用B.當(dāng)光照強(qiáng)度為3千勒克司時(shí)植物乙的總光合速率是20mg/100cm2葉·小時(shí)C.若在c點(diǎn)時(shí)突然停止CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)植物甲的葉綠體中C3的含量會(huì)增加D.d點(diǎn)時(shí)限制植物乙的光合速率增大的主要環(huán)境因素是CO2的濃度解析：光照強(qiáng)度為1千勒克司時(shí)，植物甲光合作用速率等于呼吸作用速率，A錯(cuò)誤。當(dāng)光照強(qiáng)度為3千勒克司時(shí)植物乙的光合作用速率等于呼吸作用速率，故總光合速率是20mg/100cm2葉·小時(shí)，凈光合速率為0，B正確。若在c點(diǎn)時(shí)突然停止CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)植物甲的葉綠體中C3的含量會(huì)下降，C錯(cuò)誤。d點(diǎn)時(shí)植物乙達(dá)到光飽和點(diǎn)，在CO2濃度為0.03%和適宜的恒定溫度條件下，此時(shí)限制植物乙的光合速率增大的主要環(huán)境因素是CO2的濃度，D正確。答案：BD1．原理解讀。(1)提?。喝~綠體中的色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。(2)分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。實(shí)驗(yàn)9：葉綠體色素的提取和分離提取色素制備濾紙條加入少許SiO2和CaCO3、10mL無(wú)水乙醇，迅速研磨并用單層尼龍布過(guò)濾距剪去兩角的濾紙條一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)線2．實(shí)驗(yàn)流程。畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取色素濾液，沿鉛筆線畫一細(xì)線，待干后再畫一兩次色素分離將適量層析液倒入試管

插入濾紙條棉塞塞緊試管口觀察結(jié)果濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶3．實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及操作目的。過(guò)程注意事項(xiàng)操作目的提取色素(1)選新鮮的綠色葉片使濾液中色素含量高(2)研磨時(shí)加無(wú)水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護(hù)色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇揮發(fā)和充分溶解色素(5)盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化分離色素(1)濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散(2)濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻(齊)使分離出的色素帶平整不重疊(3)濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明(4)濾液細(xì)線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中跟蹤訓(xùn)練中國(guó)的飲食講究色香味，顏色會(huì)影響消費(fèi)。小李同學(xué)擬研發(fā)綠色食用色素，他以生長(zhǎng)很快的入侵植物水葫蘆為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。(1)提取葉綠素。綠色葉片X提取液過(guò)濾液濃縮液葉綠素粗產(chǎn)品(2)探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響。取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25℃)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方法和結(jié)果如下表：實(shí)驗(yàn)組號(hào)葉綠素溶液/mL調(diào)pH至處理時(shí)間/min溶液顏色①3.0Y10綠色②3.07.010綠色③3.06.010黃綠色④3.05.010黃褐色①3.0Y10綠色②3.07.010綠色③3.06.010黃綠色④3.05.010黃褐色注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)回答：(1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為________________________________________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(2)表中Y應(yīng)該為________，原因是________________________________________________________________________。(3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于______食品，否則________________________________________________________________________。(4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請(qǐng)你提供檢測(cè)方法并寫出主要步驟。________________________________________________________________________解析：葉綠素是易溶于有機(jī)溶劑，如丙酮或無(wú)水乙醇中。探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響時(shí)，要有酸性、中性和堿性等不同條件。由表格信息可知，酸性條件下可使葉綠素變成黃褐色，可借鑒課本中色素的分離方法進(jìn)行色素種類的鑒定。答案：(1)對(duì)人無(wú)害的有機(jī)溶劑(食用酒精)葉綠素溶于有機(jī)溶劑時(shí)應(yīng)考慮溶劑對(duì)人體的影響(2)8.0實(shí)驗(yàn)中自變量的變化應(yīng)有規(guī)律和應(yīng)考慮堿性pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響(3)酸性由于葉綠素被破壞造成食品失綠而影響品質(zhì)(4)紙層析法，其主要步驟：①制備濾紙條；②畫色素液細(xì)線；③用層析液分離色素；④觀察色素帶1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路分析。環(huán)境因素控制自變量因變量光照強(qiáng)度①不同光照強(qiáng)度的燈泡②同一光照強(qiáng)度的燈泡距植物遠(yuǎn)近不同①植物產(chǎn)生氣泡(O2)的數(shù)量或快慢②抽出氣體后的葉片上浮的數(shù)量或快慢③密閉環(huán)境中CO2減少量或O2增加量或有機(jī)物增加量CO2濃度提供不同濃度的NaHCO3溶液課題11：探究影響光合作用的環(huán)境因素2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例——探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響。(1)實(shí)驗(yàn)流程：打出小圓形葉片用打孔器在生長(zhǎng)旺盛的綠葉上打出直徑1cm的圓形葉片30片抽出葉片內(nèi)氣體用注射器(內(nèi)有清水、小圓形葉片)抽出葉片內(nèi)氣體(O2等)小圓形葉片沉到水底將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底對(duì)照實(shí)驗(yàn)及結(jié)項(xiàng)目燒杯小圓形葉片/片加富含CO2的清水/mL光照強(qiáng)度葉片浮起數(shù)量甲1020強(qiáng)多乙1020中中丙1020弱少(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)(小圓形葉片中產(chǎn)生的O2多，浮起的多)。跟蹤訓(xùn)練鳳眼蓮原產(chǎn)南美洲，作為入侵生物對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅?？蒲腥藛T利用密閉容器培養(yǎng)鳳眼蓮，并通過(guò)傳感器定時(shí)檢測(cè)密閉容器中二氧化碳含量的變化，以測(cè)定在不同實(shí)驗(yàn)條件下鳳眼蓮的光合速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示，據(jù)圖回答：(l)據(jù)圖1，當(dāng)光照強(qiáng)度從2458(lx)(飽和點(diǎn))到2800(lx)時(shí)，葉片光合速率沒有明顯變化，此時(shí)限制鳳眼蓮光合速率變化的環(huán)境因素主要有____________________________(至少答兩點(diǎn))。據(jù)圖2，鳳眼蓮光合作用的最適溫度范圍為_____________________，當(dāng)溫度由40℃升至45℃時(shí)光合作用下降的主要原因是_________________________________。(2)若密閉容器內(nèi)充入14CO2，當(dāng)圖1中光照強(qiáng)度為2000(lx)時(shí)，則14C的轉(zhuǎn)移途徑是__________________(用“→”表示)，此時(shí)葉綠體中ATP的轉(zhuǎn)移途徑是從______________到____________。(3)科研人員對(duì)該地生長(zhǎng)的鳳眼蓮、玉米的光合作用特性進(jìn)行測(cè)量，獲得如下數(shù)據(jù)：鳳眼蓮玉米光飽和點(diǎn)/lx2458±692550±37最大凈光合速率/μmol·(m2·s－1)34.50±0.7230.36±0.42光補(bǔ)償點(diǎn)/lx20.25±2.6029.75±2.42與玉米相比較，能說(shuō)明鳳眼蓮生長(zhǎng)較快的原因有：①_________________________________________________；②_____________________________________________。解析：(1)達(dá)到光飽和點(diǎn)，增大光照強(qiáng)度，葉片光合速率沒有明顯變化，此時(shí)光照強(qiáng)度不是限定因子，限制因子是二氧化碳濃度、溫度等，據(jù)圖2鳳眼蓮光合作用的最適溫度范圍為30～35℃，此時(shí)光合作用效率大。當(dāng)溫度由40℃升至45℃時(shí)光合作用下降的主要原因是溫度升高，酶的活性降低。(2)光照強(qiáng)度為2000(lx)時(shí)有利于合成有機(jī)物，14CO2轉(zhuǎn)移的途徑是14CO2→14C3→有機(jī)物。此時(shí)暗反應(yīng)消耗ATP，故葉綠體中ATP的轉(zhuǎn)移途徑是從葉綠體類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)，為暗反應(yīng)提供能量。

答案：(1)二氧化碳濃度溫度等(至少答兩點(diǎn))30～35℃(或30～40℃)溫度升高酶的活性降低(溫度升高氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足)(2)14CO2→14C3→有機(jī)物葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)(3)①最大凈光合速率高，強(qiáng)光條件下能大量積累有機(jī)物②光補(bǔ)償點(diǎn)低，弱光條件下也能積累有機(jī)物光合作用過(guò)程的考查1．判斷正誤。(1)葉片黃化，葉綠體對(duì)紅光的吸收增多。()(2)葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。()(3)H2O在光下分解為[H]和O2的過(guò)程發(fā)生在基質(zhì)中。()(4)在葉肉細(xì)胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場(chǎng)所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。()(5)葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用。()(6)夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量。()1．解析：(1)葉綠素的吸收光譜是紅橙光和藍(lán)紫光，葉片黃化，說(shuō)明葉綠素含量減少，這樣對(duì)紅光的吸收會(huì)減少。(2)葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光，正確。(4)CO2的固定發(fā)生在光合作用暗反應(yīng)階段，進(jìn)行場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。CO2產(chǎn)生于有氧呼吸的第二階段，進(jìn)行場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)。正確。答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√2．(2013·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷，2)關(guān)于葉綠素的敘述，錯(cuò)誤的是()A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素B．被葉綠素吸收的光可用于光合作用C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光解析：葉綠素中心元素是鎂離子，A正確；色素的作用是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，進(jìn)行光合作用，B正確；葉綠素a比葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值高，C正確；植物主要的吸收峰在藍(lán)紫光區(qū)和紅光區(qū)，綠光吸收最少，反射多，所以葉片呈現(xiàn)綠色，D錯(cuò)誤。答案：D(3)通過(guò)表格中的數(shù)據(jù)可知，①鳳眼蓮的最大凈光合速率高，強(qiáng)光條件下能大量積累有機(jī)物。②鳳眼蓮的光補(bǔ)償點(diǎn)低，弱光條件下也能積累有機(jī)物。3．(2012·浙江卷，30)某植物在停止供水和恢復(fù)供水條件下，氣孔開度(即氣孔開放程度)與光合速率的變化如圖所示。(1)停止供水后，光合速率下降。這是由于水是__________的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)________的主要介質(zhì)。(2)在溫度、光照相同的條件下，圖中A點(diǎn)與B點(diǎn)相比，光飽和點(diǎn)低的是________點(diǎn)，其主要原因是_______________________________________________________(3)停止供水一段時(shí)間后，葉片發(fā)黃，原因是________________________________________________________此時(shí)類囊體結(jié)構(gòu)破壞，提供給暗反應(yīng)的________減少。(4)生產(chǎn)實(shí)踐中，可適時(shí)噴施植物激素中的________(“細(xì)胞分裂素”、“脫落酸”)，起到調(diào)節(jié)氣孔開度的作用。

解析：(1)由“停水導(dǎo)致光合速率下降”聯(lián)系水的生理作用，既可參與反應(yīng)，又可運(yùn)輸物質(zhì)。(2)B點(diǎn)光合速率小于A點(diǎn)與氣孔開度降低有關(guān)，而后者是由停止水分供應(yīng)造成的。(3)水分的減少會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的光合作用及其他過(guò)程減慢，引發(fā)一系列的變化。(4)脫落酸可在植物細(xì)胞失水時(shí)使氣孔關(guān)閉，在生產(chǎn)實(shí)踐中用來(lái)調(diào)節(jié)植物的代謝過(guò)程。

答案：(1)光合作用運(yùn)輸(2)B氣孔開度降低，CO2吸收減少(答出一項(xiàng)即可)(3)葉綠素合成速度變慢或停止(或葉綠素分解)，類胡蘿卜素的顏色顯露出來(lái)(答出一項(xiàng)即可)[H]和ATP(或NADPH和ATP)(4)脫落酸4．(2013·重慶卷，6)圖示是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是()A．t1→t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多B．t2→t3，暗反應(yīng)(碳反應(yīng))限制光合作用。若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高C．t3→t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果D．t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低解析：本題考查光合作用的原理和影響因素。解答時(shí)，首先要從坐標(biāo)中看準(zhǔn)各種處理的時(shí)間，再結(jié)合光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的物質(zhì)變化及二者的關(guān)系可對(duì)選項(xiàng)做出判斷。水的光解、O2釋放發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，而不是葉綠體基質(zhì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。t2→t3，限制光合速率的因素為CO2濃度，此時(shí)光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不會(huì)提高，B項(xiàng)錯(cuò)誤。t3→t4，暗反應(yīng)增強(qiáng)，加快了ATP和ADP的轉(zhuǎn)化，同時(shí)促進(jìn)了光反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。t4后突然停止光照，光反應(yīng)減弱甚至停止，類囊體薄膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，被還原的C3化合物減少，直接產(chǎn)物含量降低，D項(xiàng)正確。答案：D影響光合作用的因素及實(shí)踐應(yīng)用5．(2013·四川卷，8)將玉米的PEPC酶基因?qū)胨竞?，測(cè)得光照強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻和原種水稻的氣孔導(dǎo)度及光合速率的影響結(jié)果，如下圖所示。(注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越高)(1)水稻葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所是________，捕獲光能的色素中含量最多的是________。(2)CO2通過(guò)氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞后，首先與___________________結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供________。(3)光照強(qiáng)度低于8×102μmol·m－2·s－1時(shí)，影響轉(zhuǎn)基因水稻光合速率的主要因素是____________；光照強(qiáng)度為10～14×102μmol·m－2·s－1時(shí)，原種水稻的氣孔導(dǎo)度下降但光合速率基本不變，可能的原因是________________________________________________________

(4)分析圖中信息，PEPC酶所起的作用是________________________________________________________________________轉(zhuǎn)基因水稻更適宜栽種在________環(huán)境中。解析：(1)植物光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，其中有四種色素，含量最多的是葉綠素a，葉綠素a主要吸收紅光和藍(lán)紫光。

(2)光合作用的暗反應(yīng)中，CO2首先被C5化合物固定成為C3化合物，再被光反應(yīng)提供的ATP和[H]還原。(3)光照強(qiáng)度低于8×102μmol·s－1時(shí)，轉(zhuǎn)基因水稻的光合速率變化曲線還未達(dá)到飽和點(diǎn)，所以限制光合作用的因素是橫坐標(biāo)表示的因素——光照強(qiáng)度。光照強(qiáng)度為10～14×102μmol·m－2·s－1時(shí)，原種水稻的氣孔導(dǎo)度下降而光合速率保持不變，說(shuō)明CO2供應(yīng)已經(jīng)充足或CO2濃度雖然有所降低但仍能滿足需要。(4)由氣孔導(dǎo)度與光強(qiáng)度關(guān)系曲線可看出，轉(zhuǎn)基因水稻較普通水稻的氣孔度大，其原因?yàn)檗D(zhuǎn)基因水稻導(dǎo)入了PEPC酶基因，能提高對(duì)CO2的吸收能力，從而提高光合速率。同時(shí)轉(zhuǎn)基因水稻在較強(qiáng)光照下光合速率卻更強(qiáng)說(shuō)明能適應(yīng)較強(qiáng)光照環(huán)境。