2027届高三生物一轮复习课件第4、5讲：光合作用与能量转换（一）

第1课时：光合作用的过程和影响因素 第4讲　光合作用与能量转化(Ⅰ) 科学家 关键设计或现象 实验结论(观点) 恩格尔曼 （1811） 氧气是______释放出来的，______是光合作用的场所，光合作用需要光照 一、探索光合作用原理的部分实验（P102） 叶绿体 叶绿体 大量的好氧菌为什么集中在红光和蓝紫光区？ 因为：此波长光的照射下，叶绿体更易释放O2，因此好氧菌集中于此 2 科学家 关键设计或现象 实验结论(观点) 希尔（1937） 离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气 在离体的叶绿体中发生水光解、产生____（希尔反应） 鲁宾和 卡门（1941） 光合作用释放的氧气全部来自__ 阿尔农 （1954） 在光照下，叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随 叶绿体中水的光解过程伴随ATP合成 卡尔文 （20世纪40年代） 用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性（同位素标记法）14CO2→14C3→(14CH2O)和14C5 光合产物中的碳来自________ 二氧化碳 氧气 水 同位素标记法 希尔（英国植物学家），鲁宾和卡门（美国），阿尔农（美国），卡尔文（美国） 3 例．为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力，科学家在黑暗条件下进行了如下实验，有关分析正确的是(　　) A．黑暗的目的是与光照作对照 B．pH＝4的缓冲溶液模拟的是叶绿体基质的环境 C．ADP和Pi形成ATP后进入类囊体腔内 D．类囊体膜两侧的pH差是叶绿体形成ATP的动力 D 考查光合作用探究历程的相关实验 D　[本题考查叶绿体中合成ATP的机制。黑暗处理的目的是避免光照对ATP的合成产生干扰，A错误；pH＝4的缓冲溶液模拟的是叶绿体类囊体内部的环境，B错误；ADP与 Pi在类囊体薄膜上形成ATP，ATP形成后进入叶绿体基质，C错误；分析实验结果可知，转移类囊体至pH＝8缓冲溶液中立即加入ADP和Pi有ATP产生，而平衡之后加入ADP和Pi无ATP产生，说明叶绿体中 ATP形成的动力来自类囊体膜两侧的pH差，D正确。] 4 A B C D E F H I Ｏ2(H+) NADPH(储存能量) ATP ADP+Pi NADP+ 注：H2O→ H+ + O2 H+ + NADP+ →NADPH（储存能量，供暗反应） 酶 14CO2 214C3 14C5 (14CH2O糖类) 条件：光、色素、酶、H2O、ADP、Pi、NADP＋ 产物：ATP、O2和[H] 条件：酶、CO2、ATP、[H]和C5 叶绿体基质 类囊体薄膜 光合色素 （吸收光能） 二、光合作用的过程分析 叶绿体基质，类囊体薄膜 5 例1．磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。如图表示叶绿体膜结构上磷酸转运器的运转机制(Pi和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输严格按照1∶1的反向交换方式进行)。下列相关说法错误的是(　　) A．a表示ATP和NADPH，可为暗反应提供能量 B．磷酸丙糖是暗反应的产物，可在叶绿体基质中合成蔗糖 C．若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则更容易形成淀粉 D．若磷酸转运器的活性受到抑制，则转运进叶绿体的Pi会减少，光合速率下降 B 考查光合作用的过程 B　[图中a是光反应为暗反应提供的物质，是NADPH和ATP，在叶绿体类囊体薄膜上合成，二者可为暗反应提供能量，A正确；由图示可知，磷酸丙糖是暗反应的产物，不可以在叶绿体基质中合成蔗糖，合成蔗糖的场所在细胞质基质，B错误；若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则会导致磷酸丙糖在叶绿体中的含量上升，因而更容易形成淀粉，C正确；磷酸转运器活性受抑制，不能将磷酸丙糖运出叶绿体和将磷酸运入叶绿体。造成叶绿体中光合作用产物积累和缺少磷酸，导致光合作用速率降低，D正确。] 6 例2、如图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程，有关说法错误的是(　　) A．图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜 B．光合作用过程中[H]来源于①过程中水的光解，用于③过程C3的还原 C．在有氧呼吸的第一阶段，除了产生了[H]、ATP外，产物中还有丙酮酸 D．②、④过程中产生ATP最多的是④过程 D 解析：选D　根据题干，分析图示可知，①过程是发生在叶绿体基粒的类囊体膜上的水光解过程；①过程生成的[H]和ATP用于暗反应，b是CO2，则③过程是C3的还原；细胞呼吸的第一阶段，除了产生了[H]、ATP外，产物中还有丙酮酸；有氧呼吸过程中水生成阶段产生ATP的量最多，即图示中的②过程。 7 例3．如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列有关判断错误的是(　　) A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c为ATP，f为[H] C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到18O D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转化 成活跃的化学能 B 解析：选B　图中a～g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①～⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成；18O2HOC18O2暗反应(CHO)；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用。 8 物质和能量的联系 2、光反应、暗反应的区别和联系 光反应阶段 暗反应阶段 所需条件 进行场所 物质变化 能量变化 必须有光(酶等) 有光无光均可（酶等） 类囊体薄膜 叶绿体基质 水光解为O2和H+、 ATP和NADPH合成 CO2的固定， C3的还原 ATP和NADPH分解 光能-----ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH中的化学能-----为有机物中稳定的化学能 光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。 光反应生成的ATP和NADPH供暗反应C3的还原，暗反应为光反应提供了ADP、Pi和NADP+ 光反应为暗反应提供了活跃的化学能（ ATP和NADPH ），暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能 9 在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理，单位光照时间有机物的积累量要多吗？ 例1．为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。每组处理的总时间均为135 s，光照与黑暗处理情况见如图所示(A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同)。结果是A组光合作用产物的相对含量为50%；B组光合作用产物的相对含量为70%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%。 (1)各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件适宜且相同，这样处理的目的是什么？ (2)可以判断，单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组植物合成有机物的量，判断依据是什么？如何解释这一实验结果？ 排除无关变量对实验结果的干扰(或保证自变量的唯一性) B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%。 因为随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的ATP和NADPH能够及时利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。 (1)排除无关变量对实验结果的干扰(或保证自变量的唯一性)。 (2)B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%。因为随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的ATP和NADPH能够及时利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。 11 例2．光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段，下列叙述正确的是 A．光反应和暗反应的条件不同，可单独进行 B．炎热的夏季中午，植物的“光合午休”现象是因为暗反应受阻，但光反应正常进行 C．在其他条件适宜的情况下，光照停止，C3含量短时间会降低 D．光反应和暗反应是紧密联系的两个过程 D 项目 光合作用 化能合成作用 区别 能量来源 ________ ___________ 代表生物 绿色植物 ___________ 相同点 都能将________等无机物合成有机物 光合作用和化能合成作用的比较(P106) 　　CO2和H2O 光能 无机物氧化释放的能量　 硝化细菌 3．环境改变时光合作用各物质含量的变化 (1)“过程法” 总结：其他条件不变 C3和C5的变化相反 C3减少: 光照增强或CO2供应减少 C5增加: 光照增强或CO2供应减少 14 例1．如图是水生植物黑藻在光照强度等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多 B．t2→t3，暗反应限制光合作用，若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是光反应速率不变、暗反应增强的结果 D．t4后短暂时间内，叶绿体中ATP含量降低，C3还原速率降低 D 考查环境条件变化对光合作用速率及各物质变化的分析 D　[水的光解、O2的释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A错误； t2→t3，光照充足，限制光合速率的因素为CO2浓度，若t2时刻增加光照，光合速率不会提高，B错误； t3→t4，CO2浓度增加，暗反应增强，一定程度上促进了光反应的进行，C错误；突然停止光照，光反应不再继续进行，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，C3还原速率降低，D正确。] 15 例2（海南卷）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，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5含量的变化是（ ） A 、C3和C5都迅速减少 B 、C3和C5都迅速增加 C 、C3迅速增加， C5迅速减少 D、 C3迅速减少， C5迅速增加 C 例3（天津卷）在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（ ） A.红光，ATP下降 B.红光，C3上升 C.绿光，[H]下降 D.绿光，C5上升 C 2、模型法：如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变的变化情况，下列对这一环境因素改变的分析正确的是 (　) A．突然停止光照 B．突然增加CO2浓度 C．降低环境温度 D．增加光照强度 D ①图1中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、 NADPH、ATP。 ②图2中曲线甲表示C5、NADPH、ATP， 曲线乙表示C3。 ③图3中曲线甲表示C5、NADPH、ATP， 曲线乙表示C3。 ④图4中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、 NADPH、ATP。 图3 图4 图1 图2 解析：突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将增加、C5的相对含量将减少；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3还原速率不变，植物细胞内C3相对含量增加、C5相对含量减少；降低环境温度，CO2固定速率和C3还原速率均下降，C5的相对含量不会大幅度地增加；增加光照强度，光反应产生的[H]和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加。 17 光 合 速 率 净光合速率 总光合速率 “光合速率” 的常用表示方法 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 三、影响光合作用的环境因素及在生产上的应用 有机物积累速率 CO2吸收速率 O2释放速率 有机物产生(制造)速率 CO2固定（消耗）速率 O2产生(生成)速率 光合作用强度的衡量指标：观和速率 18 三、影响光合作用的环境因素及在生产上的应用 ① ②（气孔开闭状况） ⑤ ④ ③ 复合(白色)光 ﹥红光，蓝紫光 ﹥绿光 叶面积指数；是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数 叶面积指数；是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数 19 曲线 模型 模型分析 曲线对 应点 细胞生理 活动 ATP产生场所 植物组织外观表现 图示 A点 只进行____ ____，不进行光合作用 只在____ ______和______ 从外界吸收___，向外界排出____ （一）外界因素 （1）光对光合作用的影响及应用 速率 速率 20 曲线模型 AB段(不含A、B点) 呼吸速率___光合速率 细胞质基质、线粒体、叶绿体 从外界吸收O2，向外界排出CO2 B点 光合速率___呼吸速率 与外界不发生气体交换 B点之后 光合速率___呼吸速率 从外界吸收_____，向外界释放___。此时植物可更新空气 应用 ①温室生产中，适当_____________，以提高光合速率，使作物增产 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示，间作（同时）套种（不同时间）农作物，可合理利用____ 速率 速率 光饱和点 间作：在一块地上，同时期按一定行数的比例间隔种植两种以上的作物 套种：在一种作物生长的后期，种上另一种作物，其共同生长的时间短 轮作：同一块地，交替种植不同作物 光合速率 光强 阴生苔藓 阴生草木 阳生草木 小麦 玉米 高粱 各种植物的光合速率 22 图中哪一个表示净光合速率，哪一个表示总光合速率？ 光合速率 0 光照强度 A A B 光照强度 0 吸收量mg/dm2·h CO2 释放量 CO2 C 总光合速率 净光合速率 净光合速率 呼吸速率 总光合速率（总值） 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 例1．(天津卷)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是(　　) A．光照强度低于P 时，突变型的光反应强度低于野生型 B．光照强度高于P 时，突变型的暗反应强度高于野生型 C．光照强度低于P 时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度 D．光照强度高于P 时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度 D 解析：光照强度低于P时，光反应强度受叶绿素含量影响较大，突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，故其光反应强度低于野生型。光照强度高于P时，暗反应强度受固定CO2酶的影响较大，突变型水稻叶片固定CO2酶的活性显著高于野生型，故其暗反应强度高于野生型。光照强度低于P时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度。P点并未达到突变型水稻光合作用的光饱和点，故光照强度高于P小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度。 24 例2、下图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S1、S2、S3表示所在部位的面积，下列说法中不正确的是(　　) A．S1＋S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量 B．S2 ＋S3表示玉米光合作用产生的有机物总量 C．若土壤中缺Mg，则B点右移，D点左移 D．S2－S3表示玉米光合作用有机物的净积累量 D 26 A B 光照强度 0 吸收量mg/dm2·h CO2 C 释放量 CO2 S1 S2 S3 呼吸消耗量： 净积累量： 总光合作用量： D E OAB与ABDE（S1+S3） ACE-OAED（S2-S1） 净值+呼吸消耗量（S2+S3） 例3、如图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题： (1)7～10时的光合作用强度不断增强的原因是________ ____。 (2)10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是_________。 (3)14～17时的光合作用强度不断下降的原因是_____ ________。 光照强度逐渐增大 温度过高，气孔大量关闭，CO2进入细胞受阻，光合作用暗反应受限制 光照强度不断减弱 环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系 (1)光补偿点的移动： ①呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应 移，反之。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应 移，反之。 (2)光饱和点的移动： 相关条件的改变(如增大CO2浓度)使光合速率增大时，光饱和点C应 移，C′点 移，反之。 右 右 右 右上 例1、生长环境中的CO2浓度由1%降低到0.03%时，植物的光饱和点和光补偿点如何变化 光饱和点降低，光补偿点升高 光饱和点降低，因为CO2浓度降低时，暗反应的强度低，所需要的ATP和NADPH少。光补偿点升高，因为在合成有机物的量不变时，CO2浓度降低，所需要的光照强度增大。 28 例2.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和CO2浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d 的移动方向分别是 (　) A．下移、右移、上移　　　　B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 C 解析：图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干可知，当温度从30 ℃降到25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，d点上移；b点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25 ℃时细胞呼吸作用强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下，要使其仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度，即b点左移。 答案：C　 29 A′: B′: P: A: B: 呼吸作用强度大小 CO2补偿点 CO2饱和点 进行光合作用所需最低外界CO2浓度 （2）CO2浓度对光合作用的影响及应用 CO2饱和点 ②应用： 措施： ①多施有机肥或农家肥； ②大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量； ③释放一定量的干冰或使用二氧化碳发生器。 温室栽培时适当提高CO2的浓度，增强光合作用 ①原理： CO2影响暗反应制约C3的形成 30 A．该植物的呼吸速率为40(O2吸收量mg/h) B．当二氧化碳浓度为100ppm时，该植物总光合速率等于40(O2产生/mg/h) 例1．下图为在某种光强度和一定温度下，不同二氧化碳浓度影响某绿色植物O2的释放量（单位叶面积·每小时）绘制成的相应曲线。下列分析不正确的是（ ） C．当二氧化碳浓度超过400ppm后，该植物有机物积累量随时间增加而不再增加 D．当二氧化碳浓度为500ppm时，如需提高光合速率，可增加光照和适当提高温度 C 试题分析：A项对，当CO2浓度为0时，植物只进行呼吸作用，根据图示可知该植物的呼吸速率为40(O2吸收量mg/h)；B项对，当CO2浓度为100 ppm时，净光合速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，即光合速率等于40(O2释放量mg/h)；C项错，当CO2浓度超过400 ppm后，该植物有机物光合速率大于呼吸速率，随时间增加，有机物仍然积累；D项对，当CO2浓度为500 ppm时，限制光合作用速率的因素有光照强度、温度等，所以如需提高光合速率，可增加光照和适当提高温度。 考点：本题考查光合作用和呼吸作用的知识。 点评：本题难度中等，属于考纲理解层次。解答本题的关键是正确曲线图，同时理解有机物是否积累取决于光合速率与呼吸速率的差值。 31 二氧化碳浓度 （μmoL﹒moL-1） 光合速率（μmoLCO2﹒M-2﹒moL-1） 欧洲蕨 石楠 355 3.74 5.81 539 6.76 15.62 例2．为探究二氧化碳浓度对植物光合作用的影响，科学家选择生长在同一环境中的两种植物做了相关实验。在其他条件相同且适宜的情况下，测得数据如下表。由此可推出的结论是（ ） A．干旱对欧洲蕨光合作用的影响大于石楠 B．二氧化碳浓度升高对石楠光合作用的影响大于欧洲蕨 C．自然界中植物的光合作用速率会随二氧化碳浓度升高不断增大 D．两种植物光合作用的最适宜二氧化碳浓度是539（μmoL﹒moL-1） B 此实验探究的是二氧化碳浓度对光合作用的影响，其他条件都适宜，不能得出干旱对光合作用的影响，A错误；由表格中数据可以看出，CO2浓度升高对石楠光合作用的影响大于欧洲蕨，B正确；植物的光合作用随着二氧化碳的浓度升高而增大，但是有一定的范围，不会无限增大，C错误；实验只有两组浓度，不能确定最适的二氧化碳的浓度，D错误。 32 （3）温度对光合作用的影响及应用 光合作用强度 O 时间：盛夏 A 7 10 12 14 18 晴朗夏季中午光合作用“午休” d点的含义是： 温度过高，部分气孔关闭， CO2供应不足，光合速率下降。 提高 降低 1.温室栽培时,白天适当 温度,晚上适当 温度… 2、适时浇水，使气孔开放，加强蒸腾作用，降低植物体温度。 ②应用： ①原理：影响酶的活性，气孔开张 光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。 33 例1．新疆哈密盛产哈密瓜，下图表示哈密瓜植株在三种不同光照强度下消耗CO2的情况。下列分析正确的是（ ） D．在温度相同的情况下，4倍光照强度时的光合作用强度一定大于1倍光照强度时的光合作用强度 C A．在－5～0℃时，限制光合作用的因素是光照强度 B．在10～25℃时，限制光合作用的主要因素是温度 C．在光照强度相同的情况下，0℃时的光合作用强度一定小于15℃时的光合作用强度 -5℃～5℃之间，光照强度不同但三条曲线汇集在一起，说明不受光照强度的限制，限制光合速率的主要因素是温度，A错误。在10～25℃时，随着温度增加，每条曲线的光合速率不变，但不同的光照强度光合作用强度不同，因此限制光合作用的主要因素是光照强度，B错误。从曲线可以看出，当光照强度相同的情况下，0℃时的光合作用强度一定小于15℃时的光合作用强度，C正确。从曲线分析，在温度相同的情况下，4倍光照强度时的光合作用强度不一定大于1倍光照强度时的光合作用强度，例如－5～0℃时，光合作用强度相同，D错误。 34 例2、研究温度对某蔬菜新品种产量的影响，实验结果如下图。据此提出以下结论，合理的是（ ） A．光照越强，该蔬菜新品种的产量越高 B．温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25～30℃ C．光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度 D．阴影部分表示5～35℃时蔬菜的净光合速率小于零 B 试题分析：据图可知，光合作用的最适温度在25～30℃之间，细胞呼吸的最适温度在35℃之上，因此呼吸作用酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度，故C错；该蔬菜的产量（即净经光合作用量）可用图中两曲线的差值表示，据图可知在5～35℃范围内蔬菜的光合作用强于细胞呼吸，净光合作用速率大于0，故D错；两曲线的差值在25～30℃范围内最大，是温室栽培的最适温度，故B正确；在一定范围内，随着光照强度的增加，光合作用速率越快，超过这一范围，光合作用速率不变，故A错。 考点：本题主要考查光合作用过程和应用，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系和能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。 35 例1．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。下列相关分析正确的是（ ） A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势不可能是因为CO2固定减少引起的 B．叶片光合速率下降和叶片叶绿素含量下降同步 C．实验2-4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的 D．实验2-4天，光合速率下降可能是由叶片内二氧化碳浓度下降引起的 D （4）水分对光合作用的影响 题分析：图甲中可以看出，随干旱时间延长，叶片光合速率呈下降趋势，可能是由于干旱,气孔关闭,导致细胞间隙CO2浓度下降而引起的,A正确；比较图甲和乙，图甲中光合速率在第2天就开始下降，而图乙中叶绿素含量在第4天才开始下降，因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降，B错误；图乙中，实验2-4天中叶片叶绿素含量并没有下降，C错误；实验2～4天，光合作用速率下降很有可能是由于干旱，气孔关闭，导致叶片中CO2浓度下降而引起的，D错误。 考点：本题主要考查光合作用相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。 36 例2．有人把玉米和向日葵的叶片从植株上切下后，分别放在保持高湿度、光照充足的容器内（保持叶片的生活状态），叶片的含水量由于蒸腾作用而逐渐减少，然后测定叶片在水分亏缺情况下的相对光合作用强度，结果如图所示．据图分析，水分亏缺对光合作用产生影响的原因最可能是 A．水分亏缺直接影响植物的光合作用 B．水分亏缺对不同植物光合作用的影响程度和影响方式不同 C．水分亏缺影响光合作用是因为水分是光合作用的原料之一 D．水分亏缺影响光合作用主要是通过影响CO2进入叶内而起作用的 D 试题分析：A、水分亏缺导致气孔大部分关闭，影响二氧化碳供应而影响光合作用，A错误； B、水分亏缺对不同植物光合作用的影响都是通过影响二氧化碳供应间接影响光合作用，只不过不同植物在低浓度二氧化碳下光合作用能力不同，B错误； C、水分亏缺导致气孔大部分关闭，影响二氧化碳供应而影响光合作用，C错误； D、水分亏缺导致气孔大部分关闭，影响二氧化碳供应而影响光合作用，D正确． 故选：D 37 （5）矿质元素（影响酶、影响光合色素的合成） ①原理：N—蛋白质（酶），Mg—叶绿素，P—ATP、NADPH ，K—促进淀粉的形成和向储存器官的运输。 土壤板结，光合速率下降的原因是? 土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生的ATP减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶数量减少，光合作用减弱。 ②应用：合理施肥、补充土壤中的矿质元素 为何后段光合速率会下降？ (1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP、磷脂的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。 在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液的浓度过高，植物渗透失水导致植物光合作用强度下降。 38 （6）光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合影响及应用 图中：a.高CO2浓度　b．中CO2浓度　c．低CO2浓度 ①高光强　②中光强　③低光强 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。 Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。 例题、回答有关光合作用的问题。下图表示当影响光合作用的因素X和Z变化时，光合作用合成量和光强度的关系。 (1)图中Xl、X2、X3的差异是由于某种原因如______ ___要提高大棚作物的光合作用合成量，由X3增加为Xl，最常采取的简便而有效的措施是__________。 二氧化碳浓度和温度 ② (2)图中Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中_____ ___反应的不同。 光反应和暗 施用农家肥,干冰（合理的能提高CO2浓度或升温的方法均可） 40 一、光合作用与细胞呼吸的联系 第三课时、光合作用与细胞呼吸的综合 A、图解 例1．(2021·邢台检测)如图表示植物光合作用、细胞呼吸中氧的转移过程。下列叙述正确的是(　　) A．过程①②④都有ATP生成 B．过程②③进行的场所不同 C．过程②⑤所需[H]全部来源于过程① D．过程①③⑤都需在生物膜上进行 B B　[④过程中没有ATP生成，A项错误；过程②进行的场所是线粒体的内膜，过程③进行的场所是线粒体的基质，B项正确；过程⑤所需[H]来源于过程①，过程②所需[H]来源于有氧呼吸的第一和第二阶段，C项错误；过程①③⑤进行的场所分别是叶绿体类囊体薄膜、线粒体基质和叶绿体基质，D项错误。] 42 例2．下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和[H]的变化，相关叙述正确的是 (　　) A．过程①发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程④发生在线粒体的内膜上 B．过程⑦发生在线粒体中 C．过程⑤⑥均需要[H]和ATP的参与 D．过程①③产生的[H]是相同的物质，过程⑧在线粒体中进行 A 解析：过程①表示光合作用的光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程④表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上；过程⑦表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中；过程⑤是CO2的固定，不需要[H]和ATP的参与；过程①③产生的[H]是不同的物质，过程⑧是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体中。 43 例3(全国卷Ⅱ)下图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。 据图回答下列问题： (1)图中①、②、③、④代表的物质依次是______、______、_______、_______，[H]代表的物质主要是______。 (2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_____________________。 O2 NADP＋ ADP＋Pi C5 NADH (或还原型辅酶Ⅰ)　 C和D 在缺氧条件下进行无氧呼吸 解析：(1)由分析可知，图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；②是生成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的反应物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。 44 B、元素转移 例1．将盆栽植物天竺葵浇上含18O的水后，置于密闭的玻璃钟罩内，再把整个装置放在室外阳光下，并保持适宜的温度条件。一周后，玻璃钟罩内的空气及天竺葵中下列哪些物质可能含有18O (　　) ①O2　②水蒸气　③CO2　④葡萄糖　⑤氨基酸　⑥脂肪 A．①②中含有，③④⑤⑥中没有 B．①②③中含有，④⑤⑥中没有 C．①②③④中含有，⑤⑥中没有 D．①②③④⑤⑥中都可能含有 D 解析：植物体内的水能够通过蒸腾作用以水蒸气的形式散发到空气中，水还可经过光合作用生成氧气，存在于周围的空气中；植物体内水中的氧经呼吸作用转移到二氧化碳中，二氧化碳也会释放到周围的空气中；二氧化碳中的氧，通过光合作用又可转移到葡萄糖中，而葡萄糖经转化可形成脂肪和氨基酸，从而18O可进入脂肪和氨基酸等有机物中。 46 例2．下列是几个同位素示踪实验，对其结果的叙述错误 的是 (　　) A．提供15N标记的氨基酸给细胞，粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均可能出现15N B．给水稻提供14CO2，则14C的转移途径大致是：14CO2→14C3→(14CH2O) C．给水稻提供C18O2，则产生18O2必须依次经历光合作用、有氧呼吸、再一次光合作用 D．小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到H218O，呼出的二氧化碳也可能含有18O C 解析：粗面内质网上的核糖体和游离的核糖体都是将氨基酸合成蛋白质的场所；光合作用暗反应中C原子的转移途径是CO2→C3→(CH2O)；给水稻提供C18O2，经光合作用会产生HO，HO再参与光反应即可产生18O2；小白鼠只能进行呼吸作用，吸入18O2后，经有氧呼吸第三阶段可产生HO，HO参与有氧呼吸第二阶段，可以产生C18O2。 47 二、光合速率的测定方法 1、液滴移动法 ①测定呼吸速率 a．玻璃钟罩应遮光处理，目的是排除光合作用的干扰。 b．装置小烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液，用于吸收CO2。 c．置于适宜温度环境中。 d．红色液滴向左移动，单位时间内移动距离代表呼吸速率。 ②测定净光合速率 a．装置小烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于维持容器内CO2浓度的恒定。 b．给予较强光照处理，且温度适宜。 c．红色液滴向右移动，单位时间内移动距离代表净光合速率。 ③误差校正 为排除温度、气压等因素引起的气体体积膨胀，应设计对照实验。对照实验与如图不同之处在于不放植物或放置死亡的植物。 48 例题．下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，不可能出现的是 (　　) A．甲、乙装置水滴都左移 B．甲、乙装置水滴都右移 C．甲装置水滴不动，乙装置水滴左移 D．甲装置水滴右移，乙装置水滴左移 B 气体体积变化法——计算O2产生的体积或CO2消耗的体积 解析：根据题意可知，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平，故甲装置内的气压变化是由氧气含量变化引起的，较强光照条件下(光合强度大于呼吸强度)甲装置内水滴右移，黑暗或较弱光照条件下(光合强度小于呼吸强度)甲装置内水滴左移，适宜光照条件下(光合强度等于呼吸强度)甲装置内水滴不动；乙装置内青蛙只进行细胞呼吸不进行光合作用，故乙装置内水滴只会左移。 49 2、黑白瓶法——计算溶氧量的变化 黑瓶：测定的是有氧呼吸量 白瓶：测定的是净光合作用量 ②在没有初始值的情况下(初始值设为X )，白瓶中测得的现有量(设为M)－黑瓶中测得的现有量(设为N)＝总光合作用量，即(X－N)＋(M－X)＝M－N。 注：该方法假设植物不进行无氧呼吸。 ①有初始值的情况下，黑瓶中O2的减少量为有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。 例题．一位同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸时，设计了如下操作： 取三个相同的透明玻璃瓶标号a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以铅箔。将a、b、c三个瓶子均在湖中待测深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧量。将a、b两瓶密封后再沉入待测深度水体中，24小时后取出。测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。关于24小时内待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是(　　) A．24小时内待测深度水体中有氧呼吸消耗的氧气量是v mol/瓶 B．24小时内待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是k mol/瓶 C．24小时内待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(k－v) mol/瓶 D．24小时内待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(k－v) mol/瓶 D w－v k－v D　[根据题意知，a瓶生物在黑暗条件下，仅能进行呼吸作用，24 h内待测深度水体中生物进行有氧呼吸消耗的氧气量为(w－v) mol/瓶；b瓶生物在光照条件下，24 h内氧气的增加量为(k－w) mol/瓶，即瓶内生物24 h内积累的氧气量(净光合量)为(k－w) mol/瓶，故24 h内待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量＝呼吸消耗的氧气量＋净光合量＝(w－v) mol/瓶＋(k－w) mol/瓶＝(k－v) mol/瓶。综上所述，D正确。] 51 三、总光合速率、净光合速率“呼吸速率”图示分析 三率”的表示方法： ①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定 时间内 释放量或 吸收量，即图1中 点。 ②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2______、CO2 或有机物 ，即图1中的______段对应CO2量，也称为表观光合速率 ③总光合速率＝ ＋ ，即图1中的 对应的CO2总量 (3)图3中曲线c表示 ，d表示 ，c＋d表示___________。在G点时，总光合速率是呼吸速率的 倍。 (2)图2中曲线Ⅰ表示 ，曲线Ⅲ表示 ，曲线Ⅱ表示 _______。交点D对应点E，此时净光合量为 ，__点时植物生长最快。 1．如图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列有关叙述不正确的是(　　) A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③ B．②的进行与⑤⑥密切相关，与③⑦无直接关系 C．叶肉细胞中③发生在类囊体膜上，④发生在叶绿体基质中 D．叶肉细胞③中O2的产生量等于⑥中O2的消耗量，则一昼夜该植物体内有机物的总量不变 D D　[叶肉细胞③中O2的产生量等于⑥中O2的消耗量，则叶肉细胞的净光合量为0。植物体中不含叶绿体的细胞细胞呼吸要消耗有机物，一昼夜的夜间植物体的细胞要消耗有机物。因此，一昼夜该植物体内有机物的总量会减少。] 55 2．(全国卷Ⅲ，每空2分，共8分)回答下列问题： (1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的__________上，该物质主要捕获可见光中的_____________。 蓝紫光和红光 类囊体膜 (2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是 。 群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低 增加 解析：高等植物进行光合作用捕获光能的物质是光合色素，该物质分布在叶绿体的类囊体薄膜上，其捕获的光主要是蓝紫光和红光。解析：由图中曲线可以看出，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率都在增加；当叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率增加，两者差值减小，故群体干物质积累速率降低 56 3（16分，每空2分）、研究人员利用甲、乙两种植物探究环境因素对光合作用强度的影响，下图为在温度适宜、CO2浓度为0.03%（相当于大中CO2浓度）的条件下测得的两种植物光合作用强度随光照强度的变化曲线。请回答下列问题： （1）光照强度为b时，甲植物叶肉细胞中产生ATP的场所是_____________ _。 当光照强度由b突然增加到c时，甲植物叶绿体基质中短时间内C5的含量变化是______。 （2）分析曲线可知________植物更适合弱光环境，出现这种差异的内因是____ ________。 叶绿体（类囊体薄膜）线粒体和细胞质基质 增加 乙 色素的含量、酶的量等 （3）光照强度为c时，甲植物的生长速度______（填“大于”、“等于”或“小于”）乙植物的生长速度，主要依据是___________________ ___________。 （4）图中d点为甲植物光合作用强度达到最高时所需要的最低光照强度，若适当提高CO2浓度进行实验，则d点位置的移动情况是________，原因是________________。 等于 光照强度为c时，甲、乙两种植物净光合速率相等 向右移动 适当提高CO2浓度，暗反应增强，需要光反应产生更多的[H]和ATP来满足暗反应的需要，则需增强光照强度，故d点右移 57 (3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 。 4(全国卷Ⅰ，共8分)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T )后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。 (1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是_________。 (2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高_________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素即低光强引起的，而非遗传物质的改变造成的（4分） 解析：根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度低于a时，随光照强度的增加，光合作用强度逐渐升高，说明此时限制其光合作用强度的主要因素为光照强度。 解析：根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度高于b时，随光照强度的增加，光合作用强度不变，说明受其他环境因素的限制。由于光合作用需要不断消耗环境中的CO2，故提高CO2浓度可使b光照强度下甲组的光合作用强度升高。 58 谢谢 谢谢 59 第三单元　细胞代谢 第4讲　光合作用与能量转化 第2课时　捕获光能的色素和结构 一、实验：绿叶中色素的提取和分离 1、提取色素的原理是什么？分离色素的原理，分离的方法是什么？ 2、实验共分几大步骤？ 3、研磨时研钵中除了加入绿叶外，还加入了几种物质？各有什么作用？ 4、研磨液用什么进行过滤？为什么要用棉塞塞紧试管口? 5、画滤液细线时，为什么待滤液干燥后再重画一两次? 6、为什么滤液细线不能触及层析液? 无水乙醇（提取色素）、二氧化硅（有助于研磨充分）、碳酸钙（防止色素破坏） 防止色素氧气，防止乙醇挥发； 单层尼龙布过滤 分离原理：P98 增加色素的含量，以便分离到更多的色素,使色素带清晰分明； 防止色素直接溶解到层析液中。 提取色素---制备滤纸条---画滤液细线---分离色素---观察与记录 提取原理：P98 分离方法：纸层析 62 色素 含量 颜色 溶解度 吸收光 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 最少 较少 最多 较多 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最大 较大 较小 最小 蓝紫光 （主要） 红光蓝紫光 （主要） 【实验结果】 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 叶绿素 类胡萝卜素 （3/4） (1/4) 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b（黄绿色） 叶绿体中的色素有4种 64 例2.(江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(　　) A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C．研磨时添加石英砂有助于色素提取 D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散 B 色素提取和分离实验的“过程与结果” 例1（海南卷）关于叶绿素提取的叙述，错误的是（ ） A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B．加入少许CaC03能避免叶绿素被破坏 C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 C 65 【答案】B 【解析】CaCO3可防止酸破坏叶绿素，应在研磨时加入，A错误；即使菜中叶剪碎不够充分，但色素并没有减少，也可提取出4种光合作用色素，B正确；由于研磨时乙醇挥发，故为获得10ml提取液，研磨时加入多于10mL乙醇，C错误；叶绿素条带不会随层析液挥发消失，D错误。 B　[叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏，B错误；加入二氧化硅是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。] 例3．如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是( ) A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液 C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D．实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b和叶黄素 D D [研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，A项错误；层析液由有机溶剂配制而成，B项错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝细菌中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。] 66 例1、提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，错误的是 (　　) A．滤纸条看不到色素带可能的原因有：忘记画滤液细线，滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 B．滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶” C．滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的 D．收集到的滤液绿色过浅：分次加入少量无水乙醇提取色素 色素的提取与分离注意事项及原因分析 D 一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低，颜色较浅 收集到的滤液绿色过浅的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少。 ③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。 ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 67 例2．为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(　　) A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深 B．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成 C．四种色素在层析液中溶解度的大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ D．如果滤液细线触及石油醚，会缩短分离得到四条色素带的时间 B B　[由图可知，强光照时叶绿素含量下降，类胡萝卜素含量上升，因此正常光照下的绿色更深，A错误；强光照的作用可能是抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；四种色素中溶解度大的，在滤纸上扩散速度快，因此四种色素在层析液中溶解度的大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，C错误；如果滤液细线触及石油醚，四种色素会溶解于层析液中，得不到四条色素带，D错误。] 68 叶绿素溶液 二、叶绿体中色素的功能： 类胡萝卜素溶液 叶绿素（a、b）主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 1、一般情况下，光合色素只吸收可见光(400～760 nm)，对红外光和紫外光不吸收。 2、光合色素对其他的可见光不是不吸收，而是吸收的比较少，对 光吸收的最少（通常叶片呈绿色） 3、光合作用最有效的光是 。秋季，叶片黄为什么会变黄？ 绿 白光 主要原因：叶绿素被破坏，表现出类胡萝卜素的颜色 叶绿素a＞叶绿素b 叶绿素a＜叶绿素b 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 红光区： 。 蓝紫光区： 。 70 影响叶绿素合成的因素： （1）韭黄的叶片呈现黄色，韭黄是在黑暗的条件下培养的； （3）缺乏Mg将导致植物叶片失绿，叶绿素无法合成。 1、光照 3、必需元素（N、 Mg ） （2）秋天叶片会变黄； 2、温度 温度影响酶的活性，进而影响叶绿素的合成 低温时叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素比较稳定,因而秋天叶片变黄. 塑料大棚不用发绿光的光源（如电灯），在功率相同的情况下该用什么光源？ 塑料大棚通常应该选择什么颜色的薄膜？ 植物液泡中的色素能用于光合作用吗？ 类胡萝卜素：吸收蓝紫光 叶绿素：吸收蓝紫光和红光 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 紫外光 红外光 红光和蓝紫光 无色透明 不能 例1．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断下列说法错误的是 (　　) A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光 B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度 C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加 D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少 C 叶绿体色素的功能 解析：类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强，C3还原加速，叶绿体中C3的量将减少；叶绿素b主要吸收420～470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少。 73 例2．(全国卷Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　) A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起 A 例3．(全国卷Ⅱ改编)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，正确的是(　) A．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值相同 B．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 D 解析：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示；叶绿素吸收640～660 nm的红光，导致水光解释放O2。 74 实验．植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷会导致植株矮小，叶色暗绿。依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素，试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。 实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。 实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。实验假设：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，叶色暗绿。 实验步骤：第一步：取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、________的黄瓜幼苗。 第二步：A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量______ ，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。 第三步：分别从A、B两组中选取____ ___，用________提取叶片色素，用________法分离色素，观察比较_____________ _____。 长势相近（同一品种、苗龄相同） 仅缺磷的完全培养液 等量叶片 无水乙醇 纸层析 A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅 实验结果预测： (1)A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。 (2)_______________________________________________。 A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色素带)，说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致 与叶绿体色素相关的实验 谢谢 质基质 线粒体 O2 CO2 细胞 呼吸 细胞 CO2 O2 增强光照强度 光能 > ＝ > 吸收量 积累量 C′C 净光合速率 呼吸速率 AD CO2 O2 A 释放量 B 净光合速率 呼吸速率 总光合速率 2 总光合量 呼吸量 净光合量 0 光照强度 CO2浓度 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $