資源簡介

(共37張PPT)
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√
×
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×
×
×
√
實驗用品
作用
①無水乙醇
a.過濾
②SiO2
b.溶解色素、提取色素
③CaCO3
C.有助于研磨充分
④單層尼龍布
d.防止研磨中色素被破壞
取材
稱取5g綠色葉片,剪碎
研蘑
研缽中加少許SiO2和CaCO3,再加入
無水乙醇,迅速研磨
過濾漏斗基部放一塊
尼龍布,將研磨
速倒入玻璃漏斗中進行過濾
集:試管收集色素濾液,及時用棉塞將試管
塞
剪濾紙條:將干燥的定性濾紙剪成長與寬
略小于試管長與寬的濾紙條
并在一端剪去兩角
鉛筆畫線:在距去角一端底部
用鉛筆
畫一條細的橫線
吸取濾液:用毛細吸管吸取少量濾液
線:沿鉛筆線均勻地畫出一條細線
線
重復畫線:待濾液
重復畫細線
離綠//將適量層析液倒入試管中將濾紙條(有濾
細線的一端朝下)輕輕插入層析液
能讓濾液細線觸及層析液),隨后用棉塞塞
素」豎試管
紙條上色素帶有四條,如下圖所
胡蘿卜素:橙黃色
觀察
黃素:黃色
素a:藍綠色
外膜
內膜
構成:由囊狀結構的類囊體堆疊而成
基粒
重要成分:與光合作用有關的色素和酶
基質:含有與光合作用有關的酶、少量的
NA和RNA
①極細
榮需氧細菌只集中分布在
綠體被光束照射到
照射水綿
部
綿
黑暗
需氧
無空氣②完全曝光需氧細菌分布在葉綠體
有受光的部
③用透過
大量的需氧細菌聚集在
棱鏡的
光和藍紫光區域
射水綿
2
③
④第1課時　捕獲光能的色素和結構
新課程標準 核心素養
1.闡明“綠葉中色素的提取和分離”實驗的原理與方法。2.說出植物捕獲光能的色素的種類和作用。3.說明葉綠體適于進行光合作用的結構特點。 1.生命觀念——認同葉綠體的結構特點與其作為光合作用的場所相適應。2.科學探究——通過對“綠葉中色素的提取和分離”實驗的操作，提升實驗探究能力。
知識點(一)綠葉中色素的提取和分離
1．原理
(1)提取原理：綠葉中的色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中。
(2)分離原理：不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。
2．實驗用品及作用(連線)
3．實驗步驟
(1)色素的提取
(2)色素的分離
4．葉綠體色素的吸收光譜
色素 主要吸收的光 光譜出現峰值的波長
葉綠素 葉綠素a 藍紫光、紅光 紅光區：663 nm藍紫光區：429 nm
葉綠素b 紅光區：645 nm藍紫光區：453 nm
類胡蘿卜素 胡蘿卜素 藍紫光 450 nm左右有兩個相鄰的峰值
葉黃素
(1)分離色素時，在層析液中溶解度越高，則在濾紙條上擴散的速度越慢。(×)
(2)研磨綠葉時，要加入二氧化硅、碳酸鈣和無水乙醇。(√)
(3)色素分離后，在濾紙條上從上至下的四條色素帶分別是葉黃素、胡蘿卜素、葉綠素a和葉綠素b。(×)
(4)葉綠素和類胡蘿卜素都主要吸收藍紫光和紅光。(×)
1．(科學探究)實驗過程中，甲同學忘記加入二氧化硅和碳酸鈣，乙同學忘記加入無水乙醇，丙同學加的無水乙醇過多。請分析他們可能出現的實驗結果。
提示：甲同學研磨不充分，部分色素被破壞，過濾收集的濾液顏色淺。乙同學不能提取到色素。丙同學的濾液顏色淺，提取的濾液色素的濃度低。
2．(科學思維)實驗結束后，某同學的濾紙條上沒有出現色素帶，請分析其實驗失敗的可能原因。
提示：(1)忘記畫濾液細線。(2)層析時濾液細線觸及層析液。
1．綠葉中色素提取實驗注意事項
(1)分離色素時，一般選擇新鮮的綠色葉片，因為新鮮綠葉中葉綠素的含量較高。
(2)研磨過程中加入無水乙醇的作用是溶解色素。
(3)研磨過程要迅速、充分，目的是防止乙醇揮發，并使色素充分溶解。
(4)碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞，且主要保護的是葉綠素。
(5)二氧化硅的作用是使葉片研磨充分。
(6)盛放濾液的試管口(燒杯)要塞嚴，目的是防止乙醇揮發和色素氧化。
2．綠葉中色素分離實驗注意事項
(1)制備濾紙條時：一要保證濾紙干燥，目的是使層析液能夠在濾紙上快速擴散；二要剪去一端兩角，目的是防止色素沿邊緣擴散太快。
(2)畫濾液細線的要求是細、齊、直，目的是使分離出來的色素帶平整不重疊。
(3)畫濾液細線時，要在首次畫完干燥后再畫1～2次，目的是使分離出的色素帶清晰分明。
(4)濾液細線一定不能觸及層析液，以防止色素溶解在層析液中，在濾紙上觀察不到色素帶。
(5)試管(小燒杯)一定要蓋嚴，防止層析液中的成分揮發。
3．綠葉中色素的提取和分離實驗的異?，F象分析
(1)收集到的濾液中綠色過淺的原因分析
①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。
②使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。
③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。
④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。
(2)濾紙條色素帶重疊：濾液細線畫得過粗。
(3)濾紙條看不見色素帶
①忘記畫濾液細線。
②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。
1.小明分別對紫藤的綠葉和黃葉進行了葉綠體中色素的提取和分離實驗，結果如圖。對該實驗結果說明合理的是(　　)
A．②是紫藤綠葉的色素分離結果
B．結果②表明葉片研磨不充分
C．紫藤黃葉中缺少葉綠素
D．紫藤黃葉中缺少類胡蘿卜素
解析：選C　紫藤的綠葉中含有4種色素，經提取、分離后可出現4條色素帶，應為圖①，A錯誤；如果葉片研磨不充分，則提取到的色素量少，經分離仍有4條色素帶，B錯誤；圖②缺少葉綠素a和葉綠素b兩條色素帶，說明紫藤黃葉中缺少葉綠素，C正確，D錯誤。
2．下列有關“綠葉中色素的提取和分離”實驗的敘述中，錯誤的是(　　)
A．研磨時加入CaCO3可防止葉綠素在酸性條件下分解
B．濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶均勻且比較直
C．畫濾液細線時需迅速重復多畫幾次以增加色素的含量
D．濾紙條上相鄰且距離濾液細線最遠的兩條色素帶呈橙黃色和黃色
解析：選C　將剪碎的綠葉放入研缽后應該依次加入二氧化硅(充分研磨)、碳酸鈣(防止色素被破壞)和無水乙醇(提取色素)，A正確；濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶均勻且比較直，防止色素帶不整齊，B正確；畫濾液細線的要求是細、齊、直，待濾液干后，還要重復畫幾次，C錯誤；實驗成功后應該可以清晰地看到濾紙條上有四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)，色素帶的寬窄與色素含量相關，D正確。
[方法點撥]
此類考查課本基礎實驗的原理，要求學生掌握提取和分離葉綠體中色素的方法，理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用，并對實驗現象和結果進行解釋、分析、處理。
知識點(二)葉綠體的結構和功能
1．形態：一般呈扁平的橢球形或球形。
2．結構
3．功能：是進行光合作用的場所。
4．葉綠體功能的實驗驗證
(1)實驗者：德國科學家恩格爾曼。
(2)實驗過程及現象
(3)實驗結論：O2是由葉綠體在光照條件下釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。
(1)沒有葉綠體的細胞一定不能進行光合作用。(×)
(2)葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內。(×)
(3)光合作用的酶分布于葉綠體內膜、外膜、類囊體薄膜和葉綠體基質中。(×)
(4)葉綠體中色素吸收光能不需要酶的催化。(√)
1．(社會責任)一般植物的葉片在春、夏季為綠色，而在秋季呈黃色。出現這一現象的原因是什么？
提示：在春、夏季節，葉子中葉綠素含量多于類胡蘿卜素含量，葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以呈綠色。在秋季，葉綠素被破壞，類胡蘿卜素完好，葉子呈現出類胡蘿卜素的顏色，所以呈現黃色。
2．(科學思維、科學探究)下圖是恩格爾曼實驗裝置改裝示意圖。
光線通過葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿，一段時間后，水綿周圍需氧細菌分布無顯著變化，請分析其原因。
提示：光線通過葉綠體色素提取液后，紅光和藍紫光被吸收，水綿光合作用微弱，產生O2較少，因此需氧細菌分布無顯著變化。
(1)葉綠體是進行光合作用的場所。它內部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體膜上和葉綠體基質中，還有許多進行光合作用所必需的酶。
(2)恩格爾曼實驗分析
①選材巧妙：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于實驗現象的觀察；需氧細菌的分布可以顯示氧氣的釋放部位。
②實驗處理得當：把載有水綿和需氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環境中，排除了外界氧氣和光照的影響，使實驗更具說服力。
③實驗對照設置合理：用極細的光束照射，葉綠體分為受光部位和不受光部位，形成一組對照；局部光照和完全光照也形成一組對照。
1．下圖為葉綠體結構模式圖。葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，下面有關葉綠體結構和功能的敘述錯誤的是(　　)
A．①④分別為外膜和內膜，具有選擇透過性的功能特點
B．②為基粒，類囊體的薄膜上含有與光合作用有關的色素和酶
C．③為葉綠體基質，與光合作用無關
D．光合作用的酶分布在②③
解析：選C?、偈侨~綠體外膜，②是基粒，③是基質，④是內膜，光反應在基粒的類囊體薄膜上進行，暗反應在基質中進行，所以C選項錯誤。
2．把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環境里，然后用極細的光束照射水綿，通過顯微鏡觀察發現，好氧細菌只集中在葉綠體被光束照射的部位。該實驗證明了(　　)
A．葉綠體能產生營養物質　 B．光合作用產生淀粉
C光合作用釋放的O2來自水 D．葉綠體是光合作用的場所
解析：選D　好氧細菌集中在被光束照射的葉綠體上，說明葉綠體產生O2，即進行了光合作用，所以葉綠體是進行光合作用的場所。
[要語必背·網絡構建]
一、要語必背
1．光合色素
(1)可進行光合作用的細胞不一定都含有葉綠體(如藍細菌等)，但是都有光合色素。
(2)葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。
(3)植物葉片呈現綠色的原因是葉片中的色素對綠光的吸收少，綠光被反射出來。
(4)植物的液泡中含有的色素不參與光合作用。
2．葉綠體：進行光合作用的場所。它內部的類囊體薄膜上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。
二、網絡構建
1．關于葉綠體中色素的提取和分離實驗的操作，正確的是(　　)
A．使用定性濾紙過濾研磨液
B．將干燥處理過的定性濾紙條用于層析
C．在畫出一條濾液細線后緊接著重復畫線1～2次
D．研磨葉片時，用體積分數為70%的乙醇溶解色素
解析：選B　在提取綠葉中色素時，漏斗基部放一塊單層尼龍布進行過濾；紙層析法分離濾液中色素時，需用干燥的定性濾紙；畫出一條濾液細線后需等濾液干后再畫1～2次；研磨葉片時應用無水乙醇溶解色素。
2．在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學對相關試劑、藥品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，他們所得到的實驗結果依次應為圖中的(　　)
試劑 甲 乙 丙 丁
無水乙醇 － ＋ ＋ ＋
水 ＋ － － －
CaCO3 ＋ ＋ － ＋
SiO2 ＋ ＋ ＋ －
A．①②③④　　　　　　 B．②④①③
C．④②③① D．③②①④
解析：選B　無水乙醇用于溶解綠葉中的色素，甲同學未加無水乙醇，其濾紙條上應無色素帶，對應②；CaCO3能夠防止研磨時葉綠素被破壞，丙同學未加CaCO3，其濾紙條上葉綠素a、葉綠素b對應的色素帶應較窄，對應①；SiO2能夠使研磨更充分，丁同學未加SiO2，其濾紙條上的四種色素帶均應較窄，對應③；乙同學操作正確，其濾紙條上的色素帶應為正常的分布，對應④。
3．如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍細菌經液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是(　　)
A．研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素
B．層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液
C．在敞開的燒杯中進行層析時，需通風操作
D．實驗驗證了該種藍細菌沒有葉綠素b
解析：選D　研磨時加入CaCO3的目的是防止葉綠素被破壞，故研磨時加入CaCO3過量不會破壞葉綠素，但會影響色素提取液的純度，A錯誤；光合作用色素易溶于有機溶劑不溶于水，故層析液應選用有機溶劑，而生理鹽水和磷酸鹽緩沖液為無機溶劑，B錯誤；層析液易揮發，故進行層析時要用培養皿蓋住燒杯，C錯誤；比較題圖所示分離結果可知，該種藍細菌沒有葉黃素和葉綠素b，D正確。
4．植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(　　)
A．類胡蘿卜素在紅光區吸收的光能可用于光反應中ATP的合成
B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制
C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示
D．葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
解析：選A　類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，不吸收紅光；葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制；作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應來繪制的，因此可用CO2吸收速率隨光波長的變化來表示；葉綠素吸收640～660 nm的紅光，導致水光解釋放O2。
5．下圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。根據此圖并結合所學知識分析，以下說法中正確的是(　　)
①在晚間用大約550 nm波長的綠光照射行道樹，目的是通過植物光合作用以增加夜間空氣中的氧氣濃度　②在通過紙層析法分離出來的色素帶上，胡蘿卜素的條帶在最上面　③土壤中缺乏鎂時，對420～470 nm波長的光的利用率顯著減少
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：選C　由于葉片中各種色素對綠光吸收很少，所以夜間用綠光照射行道樹，很難提高夜間氧氣的濃度；四種色素中胡蘿卜素在層析液中的溶解度最大，在濾紙上擴散的速率最快；土壤中缺乏鎂會使葉綠素的含量降低，從而明顯降低了對420～470 nm波長的光的吸收。
6．德國科學家恩格爾曼利用一種綠藻(這種綠藻具有呈螺旋狀的葉綠體)，研究光對光合作用的效應。他將該種綠藻放在一塊載有需氧細菌懸浮液的玻片上，這些細菌會移往氧濃度高的區域。他觀察細菌在不同光照下的分布情況，結果如圖所示。請回答下列問題：
(1)描述B情況下細菌的分布情況如何？______________________。如此分布是因為光合作用釋放______________________________________________________________________。
(2)該實驗證實了光合作用的場所是________，吸收光能的色素分布在_______________，催化反應的酶分布在_____________________________________________________。
(3)恩格爾曼進行裝置C的實驗，其目的是________________________________________
________________，在____________區域的細菌特別多。
解析：(1)白光的光質較為均勻，需氧細菌主要分布在能進行光合作用產生O2的葉綠體周圍。(2)通過螺旋狀的葉綠體與需氧細菌的關系可以看出進行光合作用的場所是葉綠體，吸收光能的色素分布在葉綠體的類囊體簿膜上，而酶有的分布在類囊體上，有的分布在葉綠體的基質中。(3)在C實驗中，自變量是光質，主要有紅、綠、藍三區，而在紅光和藍光區域的需氧細菌遠遠多于綠光區域。
答案：(1)細菌集中在葉綠體周圍　O2　(2)葉綠體
類囊體的薄膜上　類囊體上和葉綠體基質中
(3)探究不同顏色的光對光合作用的影響　紅光和藍光
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√
√
√
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√
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空氣中
響因素
壤中水分的多
度的高低
材:注射
原因:細胞間隙
組:取
清水
圓形小葉
照:分別將這
強、中、弱三種光照下
觀察并
內各實驗裝置中圓形
浮起的數
CO
2
O
CO2
LO2
cO
2
O
C
O
CO
O2(第2課時　光合作用的原理和應用
新課程標準 核心素養
1.說明光合作用以及對它的認識過程。2.掌握光合作用過程中的物質變化和能量變化。3.理解影響光合作用的環境因素。4.簡述化能合成作用。 1.科學思維——構建光反應和暗反應的過程模型，理解二者之間的關系，培養科學建模的能力。2.社會責任——通過觀察、搜集，用所學知識分析光合作用原理在農業生產中的應用。
知識點(一)光合作用的原理
1．光合作用的概念和反應式
(1)概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。
(2)反應式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
2．光合作用的探究歷程
(1)19世紀末，科學界普遍認為：C與H2O結合成甲醛。
(2)1928年：甲醛不能通過光合作用轉化成。
(3)1937年，英國希爾：離體葉綠體在適當條件下發生水的光解、產生氧氣。
(4)1941年，魯賓和卡門：研究了光合作用中氧氣的來源(氧氣來源于H2O)。
(5)1954年，美國阿爾農：光照下，葉綠體可合成ATP；1957年，他發現這一過程總是與水的光解相伴隨。
3．光合作用的過程
(1)光反應階段
①場所：葉綠體的類囊體薄膜。
②條件：、色素和有關的。
③物質變化
Ⅰ.水的光解：H2OO2＋2NADPH
Ⅱ.ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP。
④能量變化：將光能轉變為活躍的化學能。
(2)暗反應階段
①場所：葉綠體基質中。
②條件：的催化。
③物質變化
Ⅰ.CO2的固定：CO2＋C52C3
Ⅱ.C3的還原：C3(CH2O)
C3C5
④能量變化：ATP中活躍的化學能轉變為有機物中穩定的化學能。
(1)光反應的場所是葉綠體中的類囊體薄膜，光反應產生的O2、ATP和NADPH都用于暗反應。(×)
(2)暗反應包括CO2的固定和C3的還原，兩個階段都在葉綠體基質中進行。(√)
(3)整個光合作用過程中，能量的轉化是光能→ATP中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能。(√)
(4)光合作用釋放的O2都來自水。(√)
1．(科學探究)希爾的實驗說明水的光解產生氧氣，是否說明植物光合作用產生的氧氣中的氧元素全部都來自水？
提示：希爾的實驗只能說明水的光解產生氧氣，但沒有說明植物光合作用產生的氧氣中的氧元素全部來自水，具有實驗的局限性。
2．(科學思維)暗反應是CO2形成(CH2O)的過程，那么，我們可以利用什么方法來探究一下這個過程呢？你能嘗試運用示意圖表示出暗反應的過程嗎？
提示：同位素示蹤法。
1．光反應與暗反應的比較
(1)區別
項　目 光反應 暗反應(碳反應)
實質 光能轉化為化學能，并釋放O2 同化CO2，合成有機物
需要條件 外界條件：光照內部條件：色素、酶 外界條件：無需光照內部條件：酶
反應場所 葉綠體類囊體的薄膜上 葉綠體的基質中
物質變化 ①水的光解：水分解成NADPH和O2②ATP的合成：在相關酶的作用下，ADP和Pi形成ATP ①CO2的固定：CO2＋C52C3②C3的還原：2C3(CH2O)＋C5
能量變化 光能→活躍的化學能 活躍的化學能→有機物中穩定的化學能
相應產物 O2、ATP和NADPH 糖類等有機物
(2)聯系
①光反應為暗反應提供兩種重要物質：NADPH和ATP，NADPH既可作還原劑，又可提供能量；暗反應為光反應提供三種物質：ADP、Pi以及NADP＋。
②暗反應有光無光都能進行。若光反應停止，暗反應可持續進行一段時間，但時間不長，故晚上一般認為只進行呼吸作用，不進行光合作用。
2．光合作用過程中的物質變化
(1)光合作用過程中C、O元素轉移途徑
①
②
(2)光合作用總反應式與C、H、O元素的去向
1．下圖表示光合作用的過程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的兩個階段，a、b表示相關物質。下列相關敘述正確的是(　　)
A．階段Ⅰ表示暗反應　　　 B．階段Ⅱ表示光反應
C．物質a表示NADPH D．物質b表示C3
解析：選C?、?、Ⅱ分別表示光反應和暗反應，A、B錯誤；光反應為暗反應提供ATP和NADPH，所以圖中的a表示的是NADPH，b表示的是ATP，C正確，D錯誤。
2．如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是(　　)
A．光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會升高
B．被還原的C3在相關酶的催化作用下，可再形成C5
C．CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變為C3中的化學能
D．CO2可直接被NADPH還原，再經過一系列的變化形成糖類
解析：選B　光照強度由強變弱時，ATP和NADPH合成減少，C3還原減慢，C5生成量減少，而C5的消耗暫時不變，所以短時間內C5含量會減少，A錯誤；C3在有關酶的催化作用下，能形成糖類、水和C5，B正確；CO2的固定實質上是CO2與C5反應生成C3，ATP不參與CO2的固定，ATP用于C3的還原，C錯誤；CO2不能直接被NADPH還原，需要形成C3后才能被NADPH還原，再經過一系列的變化形成糖類，D錯誤。
知識點(二)光合作用的應用
1．光合作用的強度
(1)概念：植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數量。
(2)表示方法
單位時間內光合作用
(3)影響光合作用的因素
2．探究光照強度對光合作用強度的影響
3．在生產實踐中的應用
實例 原理
間作套種 不同植物對光照的需求不同
冬季大棚溫度白天適當提高，晚上適當降低 白天提高溫度，促進光合作用；夜間降溫，抑制呼吸作用
“正其行、通其風” 增大CO2濃度，有利于光合作用的進行
合理灌溉 缺少水導致氣孔關閉，CO2供應不足
4．化能合成作用
(1)概念：利用體外環境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物。
(2)實例：硝化細菌能利用土壤中的氨(NH3)氧化成亞硝酸(HNO2)，進而氧化成硝酸(HNO3)的過程中所釋放的化學能將CO2和H2O合成糖類，供自身利用。
(1)光照強度影響光合作用但光質不影響。(×)
(2)溫度只影響暗反應過程，因為只有暗反應需要酶的催化。(×)
(3)CO2濃度是通過影響暗反應過程來影響光合作用的。(√)
(4)探究實驗中，圓形小葉片浮起的原因是葉片進行細胞呼吸產生了CO2。(×)
(5)綠色植物和硝化細菌都為自養生物，都可通過光合作用制造有機物。(×)
1．(科學思維)夏季中午，光照強、溫度高，但植物的光合作用強度反而減弱，原因是什么？
提示：光照過強、溫度高→氣孔關閉→CO2供應不足→光合作用強度減弱。
2．(社會責任)大棚種植使用有機肥有利于增產，請從影響光合作用的因素分析原因。
提示：有機肥被微生物分解產生無機鹽和CO2，無機鹽被植物吸收利用，CO2能增大棚內的CO2濃度，提高作物的光合速率。
3．(科學探究)探究實驗中，葉片上浮的原因是什么？影響葉片上浮的外界因素主要是什么？
提示：光合作用產生的O2，導致葉片上浮。影響葉片上浮的主要外界因素是光照強度，即光照強度影響光合作用強度，進而影響葉片上浮。
探究光照強度對光合作用強度的影響實驗分析
(1)本實驗中的數值并不代表真正的光合速率，而是光合作用的凈產值，即光合作用與細胞呼吸的差值。
(2)用注射器使葉片中的氣體溢出后，放在黑暗環境中待用的目的是防止在有光的條件下產生O2，使葉片浮上來。
(3)也可將水溶液換成NaHCO3溶液(或者CO2緩沖液)，以持續提供CO2。
(4)本實驗的自變量是光照強度，可以通過更換燈泡大小或改變燈和試管之間的距離來改變光照強度。
(5)因變量是光合作用強度，可通過觀測單位時間內被抽去空氣的圓形小葉片上浮的數量或者是浮起相同數量的葉片所用的時間長短來衡量光合作用的強弱。
1．如何使作物最大限度地利用太陽光能進行光合作用，是現代化農業生產中提高作物產量的根本問題。下列措施不能有效提高光能利用效率的是(　　)
A．陰雨天氣提高溫室中的CO2濃度
B．將玉米與大豆混合種植
C．為農作物補充鎂元素，保證葉綠素的含量
D．合理灌溉，使植株保持挺拔
解析：選A　陰雨天氣，光照強度減弱，這種情況下補充CO2達不到提高光能利用率的目的；玉米與大豆套種可以充分利用光能，進而達到提高光能利用率的目的；充足的葉綠素可以保證對光的最大吸收；植株挺拔，葉片充分展開，有利于對光的吸收。
2．下圖甲為研究光合作用的實驗裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個葉圓片，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至含有不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測量每個培養皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時間(見圖乙)，以研究光合速率與NaHCO3溶液濃度的關系。有關分析正確的是(　　)
A．在a～b段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合速率逐漸減小
B．在b～c段，單獨增加光照或溫度或NaHCO3溶液濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時間
C．在c點以后，因NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細胞失水而導致代謝水平下降
D．因配制的NaHCO3溶液中不含O2，所以整個實驗過程中葉片不能進行呼吸作用
解析：選C　在a～b段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉圓片上浮至液面所用的平均時間變短，表明光合速率逐漸增大；在b～c段，單獨增加光照或溫度可以縮短葉圓片上浮至液面所用的時間，但單獨增加NaHCO3溶液濃度不能縮短葉圓片上浮至液面所用的時間；在c點以后，因NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細胞失水而導致代謝水平下降；凡是活細胞都能進行呼吸作用。
[方法點撥]
小圓形葉片上浮實驗中的三個關注點
(1)葉片上浮的原因是光合作用產生O2大于有氧呼吸消耗的O2，不要片面認為只是光合作用產生了O2。
(2)打孔時要避開大的葉脈，因為葉脈中沒有葉綠體，而且會延長小圓形葉片上浮的時間，影響實驗結果的準確性。
(3)為確保溶液中CO2含量充足，小圓形葉片可以放入NaHCO3溶液中。
[要語必背·網絡構建]
一、要語必背
1．關于NADPH的解釋
(1)氧化型輔酶Ⅱ(NADP＋)與電子、H＋結合，形成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)。
(2)呼吸作用中的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)，由氧化型輔酶Ⅰ(NAD＋)轉化而來，與光合作用中的NADPH不同。
2．自養生物與異養生物
(1)自養生物
特點：能夠利用光能或無機物氧化釋放的化學能作為能源，將CO2等無機物合成有機物，儲存能量，維持自身的生命活動。
代表生物
(2)異養生物
特點：利用環境中現有的有機物來維持自身的生命活動。
代表生物：寄生性植物、動物、真菌以及大多數細菌。
二、網絡構建
1．下列有關探究光合作用探索實驗的敘述，正確的是(　　)
A．希爾反應表明植物光合作用產生的氧氣中的氧元素來自水
B．含水綿和好氧細菌的臨時裝片，用透過三棱鏡的光照射，綠光區域聚集的好氧細菌最多
C．阿爾農通過實驗證實了葉綠體合成ATP的過程總是與水的光解相伴隨
D．向小球藻提供14CO2，光照一段時間，14C5化合物先于14C3化合物出現
解析：選C　由于缺少加入CO2的另一組對照實驗，故不清楚植物光合作用產生的氧氣中的氧元素是否能來自于CO2，A錯誤；光合色素主要吸收紅光和藍紫光，該實驗中恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發現好氧細菌聚集在紅光和藍紫光區域，綠光區域聚集好氧細菌最少，B錯誤；阿爾農通過實驗證實了葉綠體合成ATP的過程總是與水的光解相伴隨，C正確；向小球藻提供14CO2，光照一段時間，14C3化合物先于14C5化合物出現，D錯誤。
2．德國科學家薩克斯將綠色葉片放在暗處“饑餓”處理(消耗掉葉片中的淀粉)數小時后，再把葉片的一部分遮光，其他部分曝光。一段時間后，將該葉片經脫色、漂洗再用碘液處理，結果遮光部分不變藍，曝光部分變藍。下列有關本實驗的分析及結論合理的是(　　)
①本實驗未設對照組
②有無光照是遮光和曝光區域顯現不同結果的唯一原因
③實驗初始時，遮光和曝光區域均應達到無淀粉狀態
④實驗證明葉綠體利用光照將CO2轉變成了淀粉
A．②③　　　　　　 B．①②③
C．②③④ D．①②③④
解析：選A　本實驗中曝光部分能夠變藍是因為產生了淀粉，遮光部分不變藍是因為沒有產生淀粉，因此本實驗的自變量為是否進行光照，充分說明光照下能產生淀粉；而CO2對本實驗結果的影響未做研究。
3．在葉綠體中，ATP和ADP的運動方向是(　　)
A．ADP由類囊體薄膜向葉綠體的基質運動，ATP則向相反方向運動
B．ATP與ADP同時由類囊體薄膜向葉綠體基質運動
C．ATP與ADP同時由葉綠體的基質向類囊體薄膜運動
D．ATP由類囊體薄膜向葉綠體的基質運動，ADP的運動方向則正好相反
解析：選D　葉綠體是進行光合作用的場所，光反應在葉綠體類囊體薄膜上進行，此過程中消耗來自葉綠體基質的ADP，產生ATP，供暗反應階段C3的還原，所以葉綠體中ATP由類囊體薄膜向葉綠體的基質運動，ADP則由葉綠體的基質向類囊體薄膜運動。
4.如圖表示在一定范圍內，不同環境因素與水稻葉片光合作用強度的關系，對其描述錯誤的是(　　)
A．如果橫坐標是CO2含量，則a為紅光，b為白光
B．如果橫坐標是CO2含量，則a為強光，b為弱光
C．如果橫坐標是光照強度，則a的CO2含量較高，b的CO2含量較低
D．如果橫坐標是光照強度，則a的溫度較適宜，b的溫度較低
解析：選A　如果橫坐標是CO2含量，則相同的CO2含量時，植物對白光的吸收值大于紅光，因此光合作用強度較大，即a為白光，b為紅光。
5．光合作用與化能合成作用的根本不同點是(　　)
A．這兩類作用的生物種類不同
B．合成有機物的無機原料不同
C．由無機物合成有機物的過程中所需的酶不同
D．所需能量的來源不同
解析：選D　光合作用和化能合成作用都是將無機物合成為有機物，但能量來源不同，光合作用利用的是光能，化能合成作用利用的是化學能。
6．如圖為植物光合作用的過程模式圖，其中字母表示物質或結構，數字表示生理過程。回答下列問題：
(1)圖中X表示的結構是________，負責吸收光能的色素有兩類：____________________。
(2)物質a在細胞中的主要存在形式為__________________________________________。
d表示____________，c、d參與了Ⅱ過程中的______________________________。
(3)北方夏季中午，光照充足而光合作用強度明顯減弱，原因是圖中________(填數字)過程受到限制，此時可以采取________________的措施以提高光合作用強度。
(4)研究發現，黃光照射時植物光合速率減慢，科學家推測黃光可能導致葉綠素含量發生了改變。現以番茄試管苗為實驗材料，探究番茄試管苗在黃光照射下葉綠素含量是否發生改變。寫出簡要的實驗思路：________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)據題圖分析可知，X為光合作用光反應的場所類囊體，葉綠體中的色素有葉綠素和類胡蘿卜素兩大類，都能夠吸收光能。(2)a為H2O，在細胞內有自由水與結合水兩類，其中自由水是細胞中水的主要存在形式。d代表NADPH，c代表ATP，二者共同參與暗反應中的C3的還原。(3)北方夏季中午，由于光照過強，溫度過高，植物氣孔關閉，導致植物從外界吸收的CO2減少，光合作用的Ⅱ(暗反應)過程受到限制而使光合作用速率減慢，此時可以適當遮光以提高光合作用強度。(4)探究番茄試管苗在黃光照射下葉綠素含量是否發生改變的實驗思路：在自然光和黃光條件下分別培養番茄試管苗(甲和乙)，一段時間后取甲和乙的葉片，提取其中的色素并分離，通過比較兩組濾紙條上葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄來判斷葉綠素含量是否發生改變。
答案：(1)類囊體　葉綠素、類胡蘿卜素　(2)自由水　NADPH　C3的還原　(3)Ⅱ　適當遮光　(4)在自然光和黃光條件下分別培養番茄試管苗(甲和乙)，一段時間后取甲和乙的葉片，提取其中的色素并分離，通過比較兩組濾紙條上葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄來判斷葉綠素含量是否發生改變
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