光合作用经典内容.docx
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光合作用经典内容
一、光合作用的发现
年代
创新发现人
创新实验设计思路及现象
实验结论
17世纪中叶
比利时范.海尔蒙特
用定量的方法
植物生长所需养料主要来自，而不是
1771
英国普里斯特利
通过植物和动物之间进行气体交换的实验
植物的生长需要吸收
，同时释放出
1779
荷兰英格豪斯
植物体需要才能制造车O2
1864
德国萨克斯
采用方法
叶片在光下能产生
1880
美国恩格尔曼
水绵黑暗，无空气
好氧性细菌制片显微镜观察
极细的光束照射叶绿体→观察现象
完全曝光→观察现象
1939
美国鲁宾和卡门
实验方法是同位素标记法即向植物提供
H218O、+CO2→现象
H2O、C18O2→现象
光合作用释放的O2来自
，糖类中的氢也来自
20世纪40年代
美国卡尔文
实验方法是
发现了CO2在光合作用中转化成有机物中碳的途径,及卡尔文循环。
二、色素的提取分离与作用
1.实验原理：
①提取：
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中。
②分离：
各种色素在层析液中的不同，高的在层析液中扩散的快，反之则慢。
因而色素就会随着在上的扩散而分离。
2．方法步骤：
（1）提取绿叶中的色素
取材：
称取5g的，剪碎放入研钵中
研磨：
向研钵中放入少许和，再加入10ml，迅速研磨。
过滤：
将滤液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）中进行过滤。
将滤液收集到中，及时用将试管口塞严。
（2）制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与宽的滤纸条，将滤纸条的一端，并在距这一端处用铅笔画一条细的横线。
（3）画滤液细线
用吸取少量滤液，沿铅笔线均匀的画出一条线。
待滤液干后，再画一两次。
（4）分离绿叶中的色素
将适量的层析液导入试管中，将滤纸条（有的一端朝下）轻轻插入层析液中，用棉塞塞紧试管口。
注意：
不能让滤纸条的触到层析液。
（5）观察与记录
滤纸条上有条不同颜色的色带，由下到上依次是、、
、。
最宽的是，最窄的是。
3、绿叶中色素的种类及吸收光谱
叶绿素a（）主要吸收
叶绿素和
（含量约占）叶绿素b（）
绿叶中的色素
胡萝卜素（）
类胡萝卜素主要吸收
（含量约占）叶黄素（）
4．图6表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为（）
A．红色
B．黄色
C．绿色D．紫色
5.关于叶绿体色素的叙述，错误的是（）
A.叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能
6.如图是恩格尔曼实验装置改装示意图，光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围好氧细菌分布无显著变化，其原因是（ ）
①色素吸收了红光 ②色素吸收了蓝紫光 ③色素吸收了全部光照 ④水绵不同部分的光合作用变化不大 ⑤水绵不进行光合作用
A．①②④B．③⑤C．①②⑤③④
7.分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：
深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。
处理
A
B
C
SiO2（少量）
+
+
+
CaCO3（少量）
－
+
+
95%乙醇（10毫升）
+
－
+
蒸馏水（10毫升）
－
+
－
（注：
“+”表示加；“－”表示不加）
试回答：
（1）A处理得到的溶液颜色是，原因是。
（2）B处理得到的溶液颜色是，原因是。
（3）C处理得到的溶液颜色是，原因是。
三、光合作用的过程
1.居里夫人说过：
“掌握光合作用的过程，对人类来说，比得到核能还重要……”
2．过程：
3.比较光合作用光反应与暗反应之间的关系
光反应
暗反应
条件
场所
过程
实质
反应式
物质变化
能量变化
4.如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大
B．乙图所示的结构来自甲图中的③
C．③中的所有色素分子都可以吸收、传递和转化光能
D．ATP的合成场所是④，分解场所是③
5．上图为光合作用过程示意图，在适宜的条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平（其他条件不变），则a、b在叶绿体中含量的变化将会是（ ）
A．a上升、b下降B．a、b都上升C．a、b都下降D．a下降、b上升
6.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是（ ）
A．光反应强度升高，暗反应强度降低B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低D．光反应强度降低，暗反应强度不
7.绿色植物是主要的能量转换者，是因为它们均含有叶绿体（图甲）这一完成能量转换的细胞器，图乙是图甲中的色素分离结果，图丙是在图甲④结构中进行的生化反应，①～④分别代表图甲叶绿体的结构。
请根据图示回答下列问题。
（1）观察图甲叶绿体的结构，①～④中具有膜结构的是________________（填数字），构成膜结构的基本支架是________________。
（2）图甲中吸收光能的结构是[ ]________，发生的能量变化是_______________________。
（3）观察图乙色素的分离结果，1、2、3、4分别是_________________________________________________________________。
（4）图丙需要图甲②结构提供的物质________还原三碳化合物生成五碳化合物和（CH2O）。
（5）若图丙中的CO2供应突然降低，其他条件不变，短时间内，三碳化合物含量将________。
四、影响光合作用的因素
探究点一：
光照强度对光合速率的影响
1.曲线分析：
文字描述
图示
A点：
光照强度为，此时只进行，释放的CO2量可表示此时的强度。
AB段：
随光照强度增强，光合作用强度，CO2释放量，这是因为
，此时呼吸强度光合强度。
B点：
细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即
（光照强度只有在B点时，植物才能正常生长），B点所示光照强度称为。
BC段：
表明随着光照强度不断加强，光合作用强度，到C点以上，C点所示光照强度称为。
2.真（净）光合速率、呼吸速率的关系及表示方法
（1）三者关系：
（2）二氧化碳：
（3）氧气：
（4）有机物：
3.如实线为代表阳生植物，则阴生植物的B点，C点
【针对训练1】分析下列说法,不正确的是（）
A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体,b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
B.已知某植物的光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃,如图表示该植物处于25℃环境中,则将温度提高到30℃时,a点下移,b点右移,d点下移
C.当植物缺镁时,b点将向左移
D.如果该图表示阴生植物,改绘成阳生植物,则c点右移,d点上移
【针对训练2】以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。
下列分析正确的是（）
A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间，在20℃条件下植物产生的有机物的量最多
C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
【针对训练3】将某水生绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对其有机物积累量的影响，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。
实验结果如下表所示：
根据上表数据分析，如果每天交替进行12h光照、12h黑暗，那么在哪个温度条件下，该植物积累的有机物最多
A.lO℃B.15℃C.20℃D.25℃
探究点二：
光照面积对光合速率的影响
【针对训练4】叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积。
叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。
下图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系。
有关叙述中错误的是（）
A.直线与曲线的交点处，光合作用与呼吸作用强度相等
B.阴影部分面积代表有机物的积累量
C.叶面积指数大约为5时，对农作物增产最有利
D.叶面积指数超过7时，农作物将减产
探究点三：
光质对光合速率的影响
[针对训练5]为提高大棚蔬菜的产量，应采取的正确措施是（）
A.安装红色透光薄膜B.安装蓝紫色透光薄膜
C.安装绿色透光薄膜D.安装无色透光薄膜
探究点四：
光照周期对光合速率的影响
[针对训练6]下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。
甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
甲乙
（1）甲图曲线中C点和E点（外界环境中CO2浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态。
（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的段，其中光合作用强度最高的是点，植株积累有机物最多的是点。
（3）乙图中F—G段CO2吸收量逐渐减少是因为，以致光反应产生的
和逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了CO2固定。
探究点五：
二氧化碳浓度对光合速率的影响
【针对训练7】读图回答下列问题：
（1）右图表示A、B两种植物的光照等其他条件适宜的情况下，光合作用强度对环境中CO2浓度变化的响应特性。
据图判断在CO2浓度为300μL·L-1（接近大气CO2浓度）时，光合作用强度较高的植物是_______________。
（2）若将上述两种植物幼苗置于同一密闭的玻璃罩中，在光照等其他条件适宜的情况下，一段时间内，生长首先受影响的植物是____________，原因是_____________________________._______________________________________。
（3）当植物净固定CO2量为0时，表明植物__________________________________________。
探究点六：
水和矿质元素对光合速率的影响
【针对训练8】某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔（即气孔开放程度）与光合速率的变化如图所示。
请回答：
（1）停止供水后，光合速率下降。
这是由于水是的原料，又是光合产物在植物体内的主要介质。
（2）在温度、光照相同的条件下，图中A点与点相比，光饱和点低的是点，其主要原因是
。
（3）停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是。
此时类囊体结构破坏，提供给碳反应的减少。
探究点七：
其他因素对光合速率的影响
【针对训练9】荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化间下表。
注：
“—”表示未测数据.
叶片
发育情况
叶面积（最大面积的%）
总叶绿素含量
气孔相对开放度
净光合速率
A
新叶展开前
19
—
—
-2.8
B
新叶展开中
87
1.1
55
1.6
C
新叶展开完成
100
2.9
81
2.7
D
新叶已成熟
100
11.1
100
5.8
（1）B的净光合速率较低，推测原因可能是：
①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；②___________________________，导致_______________________。
（2）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累_________；D的叶肉细胞中，ATP含量将__________。
（3）与A相比，D合成生长素的能力________；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是_______________。
（4）叶片发育过程中，叶片面积逐渐增大，是______________________的结果；D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是________________________。
五、光合呼吸的综合
光合作用
有氧呼吸
范围
主要是绿色植物的叶肉细胞
所有的活细胞
场所
条件
只在有光条件下进行
反应式
物质变化
有机物分解为无机物
能量变化
实质
合成有机物，储存能量
联系
小专题1：
光合作用与细胞呼吸的过程
【针对训练1】如图所示为光合作用与呼吸作用两者间的关系，请问供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程和各种生物体都能进行的过程分别是哪些部分（）
A．1和5B.5和3C.2和3D.3和5
【针对训练2】如图表示某植物细胞内的代谢过程，下列有关叙述中不正确的是（ ）
A．X、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸
B．①④过程都产生[H]
C．①过程发生在线粒体基质中，②过程发生在叶绿体基质中
D．①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气
【针对训练3】如图为某种植物细胞部分结构示意图，下列四项叙述中，正确的是（ ）
A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d
D．以H
O作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b
小专题2：
真光合速率=净光合速率+呼吸速率
【针对训练4】将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与细胞呼吸的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO2的吸收量与释放量为指标。
实验结果如下所示：
温度℃
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2（mg/h）
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2（mg/h）
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
下列对该表数据分析正确的是（ ）
A．不停地光照，温度在35℃时该植物不能生长
B．不停地光照，该植物生长的最适温度是30℃
C．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗、温度均保持20℃，该植物积累的有机物最多
D．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗、温度在30℃时，该植物积累的有机物是10℃时的2倍
小专题3：
影响细胞呼吸与光合作用的因素
【针对训练5】某植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，如图为该植物处于25℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图。
下列叙述正确的是（ ）
A．a点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响
B．b点时植物才开始进行光合作用
C．若将温度从25℃提高到30℃时，a点上移，d点下移
D．c点时该植物O2的产生量为V1＋V2
【针对训练6】储藏种子、蔬菜或水果，控制其呼吸强度至关重要，作物生长过程中光照时间和强度是提高产量的重要因素。
下图中图1表示O2浓度对细胞呼吸强度的影响，图2是光照强度对光合强度的影响。
请据图回答下列问题：
（1）由图1可知，有氧呼吸的强度是否一定比无氧呼吸的强度大？
________。
在A点时，无氧呼吸消耗的葡萄糖与有氧呼吸消耗的葡萄糖比例是________。
（2）在图1中的C点时，细胞中能产生ATP的场所有________________________，在B点时，能产生CO2的场所是________________________________。
（3）如果某植株缺乏镁元素，则图2中的G点应向哪个方向移动？
________。
（4）当光照突然由F降低至G，则叶绿体中C3的含量会________，C5的含量会________。
在GF段，限制光合速率的主要因素是________，F点以后的限制因素是________。
小专题四：
实验设计专题
[针对训练7]一学生做了这样一个实验：
将小球藻放在一只玻璃容器内，使之处于气密封状态。
实验在保持适宜温度的暗室中进行，并从第5分钟起给予光照。
实验中仪器记录了该容器内氧气量的变化，结果如右图。
请据图分析回答：
（1）在0-5分钟之间氧气量减少的原因是_______________________________________
（2）给予光照后氧气量马上增加的原因是________________________________________
_______________________________
（3）在5-20分钟之间，氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为________________________________
_______________________________
（4）加入少量的NaHCO3溶液后，氧气产生量呈直线上升，这是因为__________________________________________________________.
（5）加入NaHCO3溶液后，平均每分钟产生__________摩尔的氧气。
【针对训练8】某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验：
将8株各有20片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中CO2含量的变化。
实验结果统计如下表，请分析回答下列问题。
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
10
10
20
20
30
30
40
40
光照强度/lx
1000
0
1000
0
1000
0
1000
0
开始时CO2量/g
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
12h后CO2量/g
4.5
5.1
3.5
5.4
1.9
5.9
2.0
5.8
（1）表中序号1、3、5、7可构成另一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，自变量是________，无关变量是________________________________（至少答两个）。
（2）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的主题是________________________________________________________________________。
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