第五章 光合作用必需记住的基础人人过关.docx
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第五章光合作用必需记住的基础人人过关
第五章光合作用必需记住的基础人人过关
第五章第4节能量之源——光合作用
(一)
一、绿叶中色素的提取和分离
1.提取色素原理:
色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等溶解并提取色素。
2.分离色素原理:
各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。
溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
3.色素提取分离的步骤、方法及原因
步骤
方法
原因
色素提取
1.选取新鲜叶片:
色素含量高
2.加人少许SiO2:
研磨充分
3.加人少许CaCO3:
保护色素
4.加人无水乙醇:
溶解、提取色素
将研磨液迅速倒人基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中过滤,滤液收集到试管中,及时用棉塞塞紧试管口
试管口加棉塞:
防止溶剂挥发,并充分溶解色素
分离色素
.剪去两角:
防止色素带扩散不整齐.
.铅笔线:
作画滤液细线的标记.
画滤液细线
1.画得细、齐、直:
使分离的色素带平整、不重叠
②.干后重复画2至3次:
使分离的色素带清晰
.层析液不能没及滤液细线:
防止色素溶于层析液中
②.试管加塞是为了防止层析液挥发
(因为丙酮、苯等有毒性)
观察与分析
结果说明:
1色素带的宽窄与色素含量有关,色素带越宽说明此种色素含量越多。
2色素带扩散速度与溶解度有关,扩散速度越快,溶解度越大。
实验成功的关键:
1.选材:
鲜嫩、色绿
2.画滤液细线:
.画得细、齐、直;干后重复画。
3.层析液:
不能没及滤液细线
针对训练1:
将该实验中,下列各物质的作用填在横线上
无水乙醇或丙酮:
________________;层析液:
___________________。
二氧化硅:
______________________:
碳酸钙:
_______________________。
针对训练2:
如下图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置,下列与之有关的叙述中,错误的是()
A.应向培养皿中倒人层析液
B.应将滤液滴在a处,而不能滴在b处
C.实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)
D.实验得到的若干个同心圆中,最小的一个圆呈橙黄色
二.色素对光的吸收
特别提醒:
1.自然光下:
光合作用最强
2.单色光下:
红光的光合作用最强;绿光最弱。
3.什么颜色的玻璃瓶(或塑料薄膜、滤光片),只能透过该颜色的光。
例如红色的玻璃瓶只能透过红光。
针对训练3:
根据不同色素对不同波长的光的吸收特点,想一想,温室或大棚种植蔬莱时,应选择什么颜色的玻璃、塑抖薄膜或补充光源?
_____________________________________________。
基础练习
1.关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,不正确的是
A.可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B.叶绿体中色素能够分离的原因是在层析液中的溶解度不同
C.研钵中加人二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用柞棒进行研磨,不用作任何处理
D.滤液细线要画得细而直,避免色素带间的部分重叠
2.某同学得到叶绿体色素溶液后,取一圆形滤纸,在滤纸中央滴一滴色素提取液,再滴一滴层析液,色素随层析液扩散得到如图结果,则1、2、3、4四条色素带依次表示
A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B.叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b
C.叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
D.叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素
3.叶绿体色素的纸层析结果显示,叶绿素b位于层析滤纸的最下端,原因是
A.相对分子质量最小B.相对分子质量最大
C.在层析液中的溶解度最小D.在层析液中的溶解度最大
4.从高等植物叶片中分离出4种光合色素,其中呈橙黄色的是
A.叶绿素aB.叶绿素bC.胡萝卜素D.叶黄素
5.如图是叶片中两类色素的吸收光谱,试判定A和B分别为何种色素()
A.叶绿素a、叶绿素b
B.类胡萝卜素、叶绿素
C.叶黄素、叶绿素a
D.叶绿素、类胡萝卜素
第4节能量之源——光合作用
(二)
一.叶绿体的结构
1.特点和功能:
(1).叶绿体基粒由多个类囊体堆叠而我成,极大地扩展了__________________。
(2).叶绿体在不同的光照条件下可以_________,改变椭球体的方向,这样既能接受较多的___________,又不至于______________________。
(3).吸收光能的四种色素就分布在______________________________。
(4).与光合作用有关的酶分布在_______________________和______________中。
(2).实验结论
1.叶绿体是进行光合作用的场所。
②.02是由叶绿体释放的。
(3).实验设计巧妙之处
1.水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察.
2用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。
3.没有空气的黑暗环境:
排除了氧气和光的干扰。
..用极细的光束照射:
叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位,相当于一组对照实验。
.进行局部光照和曝光对照实验:
明确实验结果完全是光照引起的等。
补充资料3.叶绿体与线粒体的区别
叶绿体
线粒体
不同点
分布
主要分布在绿色植物的叶肉细胞
几乎所有真核细胞
扩大膜面积的方式
由囊状结构堆叠而成基粒
内膜向内腔折叠形成嵴
酶的分布
光反应酶分布于类囊体薄膜上,暗反应酶分布于基质中
有氧呼吸第二阶段的酶分布于基质中,第三阶段的酶分布于内膜上
相同点
均有双层膜;均含有DNA¿和RNA;均能产生ATP,与能量转换有关
特别提醒:
1.原核生物蓝藻虽然没有叶绿体,但也能进行光合作用。
原因是其含有与光合作用有关的色素和酶。
.原核生物蓝藻虽没有线粒体,但也能进行有氧呼吸。
原因是其含有与有氧呼吸相关的酶。
二.光合作用探索历程中几个重要实验的分析
1.普利斯特利和萨克斯的实验
普利斯特利实验
萨克斯实验
实验过程及现象
实验分析
①.缺少空白对照,实验结果说服力不强,应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内,作为空白对照。
.没有认识到光在植物更新空气中的作用,而将空气的更新归因于植物的生长。
.受当时科学发展水平的限制,没有明确植物更新那种气体的成分。
①.设置了自身对照,自变量为光照,因变量是叶片颜色变化。
②.实验的关键是黑暗饥饿处理,以使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力。
③.本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外,还证明了光是光合作用的必要条件。
2.鲁宾和卡门的实验
(1).实验过程及结论
(2).实验分析
设置了对照实验,自变量是标记物质(H218O和C18O2),因变量是O2的放射性。
3.卡尔文循环实验
实验过程:
用14C标记CO2,供小球藻进行光合作用
实验结论:
CO2中的碳 → 有机物中的碳
针对训练1:
连线
科学家实验结论
1.普利特利a.氧气是由叶绿体释放出来的
2.萨克斯b.光合作用释放的氧气全来自水
3.恩格尔曼c.植物能更新空气
4.鲁宾和卡门d.绿叶在光合作用中产生淀粉
针对训练2:
下列不符合光合作用发现史的是
A.普利斯特利证明了植物可以吸收CO2,释放O2
B.萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
C.恩格尔曼用水绵做实验证明叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
D.鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水
第4节能量之源——光合作用(三)
一、光合作用过程
1.光合作用过程图解
2.光反应和暗反应的区别和联系
3.
利用同位素标记法,可以得知光合作用中原子转移途径为:
4.叶绿体处于不同条件下,C3、C5、〔H〕、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化.
利用该图分析每种物质的来源和去向
5.光合作用与有氧呼吸的比较
光合作用
有氧呼吸
代谢性质
合成代谢
分解代谢
发生部位
含叶绿体的细胞
需氧活细胞
反应场所
叶绿体
主要在线粒体内(第一阶段在细胞质基质中)
条件
光、H20、CO2、适宜温度、酶、色素
有光无光均可、适宜的温度、O2、酶
能量代谢
光能转变成化学能储存在有机物中
有机物中化学能释放,一部分转移到ATP中
物质代谢
将无机物合成有机物
有机物分解成无机物(H2O、CO2)
联系
基础训练
1.叶绿体是植物进行光合作用的场所。
下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是
A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B.H2O在光下分解为「H]和O2的过程发生在基质中
C.CO2的固定过程发生在类囊体的薄膜上
D.光合作用的产物―淀粉是在叶绿体基质中合成的
2.用含14C的二氧化碳来追踪光合作用的碳原子,其转移的途径是
A.CO2→叶绿素→ATPB.CO2→C3→ATP
C.CO2→C3→糖类D.C02→C5→C3→糖类
3.光合作用过程中能量转换过程是
A.光能→叶绿素中的化学能→水中的化学能
B.光能→ATP中的化学能→(CH2O)中的化学能
C.光能→ATP中的化学能→叶绿素中的化学能
D.光能→ATP中的化学能→三碳化合物中的化学
4.如图是光合作用过程的图解,请回答下列问题。
(1).
是光合作用的阶段,场所是________。
阶段,发生在中。
过程①、④的名称、_________。
(2).指出下列物质的名称:
B_______;C________;D________;E_______;F___________。
人类等生物利用的能量最终来源于[]______。
(3).[H]的作用是________________;C的作用是____________________。
(4).该过程中,能量的转化是_______________。
第4节能量之源——光合作用(三)
一.探究环境因素对光合作用产生影响的分析
影响因素
曲线
曲线解读
光照强度
(1).A点光照强度为0,此时只进行呼吸作用。
释放的CO2量可表示此时细胞的呼吸强度。
(2).AB段表示随光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用。
(3).B点时,呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用;即光合作用强度等于呼吸作用强度.B点为光朴偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上,植物才能正常生长)。
(4).BC段表示随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以后不再加强了,即C点为光饱和点。
C点之后稳定的原因:
.内因:
色素的含量、C5的含量、酶的数量和活性的限制。
.外因(环境因素)主要是CO2浓度和温度的限制。
CO2浓度
(1).图1和图2共同说明:
在一定范围内随CO2浓度的增加光合作用增强,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用强度不再增强。
(2).图1中A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度,此浓度为CO2补偿点,图2中的A'点表示进行光合作用所需的最低CO2浓度,两图中的B与B‘都表示CO2饱和点。
(3).B与B‘点之后稳定的原因:
.内因:
色素的含量、C5的含量、酶的数量和活性的限制。
.外因(环境因素)主要是光照强度和温度的限制。
温度
光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响醉的活性,从而影响光合速率.
(1).B点为光合作用的最适温度.
(2).温度过高,不但酶的活性低,而且还会影响植物叶片气孔的开度,影响CO2供应,进而影响光合作用,从而影响光合速率。
(温室大棚作物,白天应适当升温,晚上应适当降温)。
叶面积指数
(l).OA段表示随叶面积的增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点,超过A点时,随叶面积的增大,光合作用实际圣不再增加,原因是有很多叶被遮档在光补偿点以下
(2).OB段表示干物质量随光合作用增加而增加
(3).由于A点以后光合作用量不再淆加.但叶片随叶面积的不断增加呼吸量不断增加(OC段).所以干物质积累量不断降低,如BC段。
(4).植物的叶面积指数不能超过C点,若超过C点,植物将入不敷出,无法生活下去
叶龄
(l).随幼叶不断生长,叶面积不断增大,叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合速率不断增加(OA段)。
(2).壮叶时,叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态,光合速率基本稳定(AB段)。
(3).老叶时,随叶龄增加,叶内叶绿素被破坏,光合速率下降(BC段)。
无机盐(矿质元素)
N是构成叶绿体、酶、ATP等的元素;P是构成ATP等的元素,参与叶绿体膜的构成;Mg是构成叶绿素的元素;K影响糖类的合成和运输。
在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合速率,但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难而导致光合速率下降。
水分
1.水分是光合作用的原料
2.(主要原因)另外水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内。
多因子影响
1P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。
2.Q点时,为何各曲线所示的光合速率不同?
由每条曲线上所标注的因素决定的。
如第一图是由温度不同决定。
3.当到Q点之后,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可适当提高图示的其他因子。
如第一图的限制因素外因主要是CO2浓度。
4.Q点之后稳定的原因:
.内因:
色素的含量、C5的含量、酶的数量和活性的限制。
.外因(环境因素从上至下分别)主要是CO2浓度;CO2浓度和温度的限制。
基础训练
1.如图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用的关系(叶面积指数是指单位面积上植物叶面积数量。
此值越大,表示植物叶片交错程度越大)。
图中阴影部分表示的生理过程和森林合理开采的叶面积指数分别为()
A.吸收矿质元素的量,8B.呼吸作用消耗有机物量,4
C.呼吸作用消耗有机物量,6D.蒸腾作用失水量,2
2.下图1表示光合作用部分过程的图解,图2表示改变光照后,与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。
请据图回答:
(1).图1中A表示的物质是,它由产生,其作用主要是
(2)..图1中ATP形成所需的能量最终来自于。
若用放射性同位素标记14CO2,则14C最终进人的物质是
(3).图2中曲线a表示的化合物是,在无光照时,其含量迅速上升的原因是
____________________。
(4).曲线b表示的化合物是,在无光照时,其含量下降的原因是
________________________________________________。
3..(2009·宁夏高考)请回答与光合作用有关的问题:
(1)甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图所示。
据图回答:
(1).甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图所示。
据图回答:
①.强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是
②.乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是(a、b、c、d)。
③.当光照强度从a到b时,植物光合作用强度增加的最快。
(2).植物光合作用产生的O2来自H20,还是来自CO2.请写出简单实验思路证明你的结论。
4.甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2浓度条件下光合作用速率与环境因素之间的关系,下列相关描述中错误的
A.甲图中,在A点上限制光合作用速率的主要因素是光照强度,在B点上限制光合作用速率的主要因素是温度或CO2浓度
B.从乙图可以看出,当超过一定温度后,光合作用速率会随着温度的升高而降低
C.温度主要是通过影响酶的活性来影响光合作用速率
D.若光照强度突然由A变为B,短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加
光照强度
1.A点光照强度为0,此时只进行呼吸作用。
释放的CO2量可表示此时细胞的呼吸强度。
2.AB段表示随光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用。
3.B点时,呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用;即光合作用强度等于呼吸作用强度.B点为光朴偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上,植物才能正常生长)。
4.BC段表示随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以后不再加强了,即C点为光饱和点。
C点之后稳定的原因:
.内因:
色素的含量、C5的含量、酶的数量和活性的限制。
.外因(环境因素)主要是CO2浓度和温度的限制。
CO2浓度
(1).图1和图2共同说明:
在一定范围内随CO2浓度的增加光合作用增强,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用强度不再增强。
(2).图1中A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度,此浓度为CO2补偿点,图2中的A'点表示进行光合作用所需的最低CO2浓度,两图中的B与B‘都表示CO2饱和点。
3.B与B‘点之后稳定的原因:
.内因:
色素的含量、C5的含量、酶的数量和活性的限制。
.外因(环境因素)主要是光照强度和温度的限制。
叶面积指数
(l)OA段表示随叶面积的增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点,超过A点时,随叶面积的增大,光合作用实际圣不再增加,原因是有很多叶被遮档在光补偿点以下
(2)OB段表示干物质量随光合作用增加而增加
(3)由于A点以后光合作用量不再淆加.但叶片随叶面积的不断增加呼吸量不断增加(OC段).所以干物质积累量不断降低,如BC段。
(4).植物的叶面积指数不能超过C点,若超过C点,植物将入不敷出,无法生活下去
温度
光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响醉的活性,从而影响光合速率
(l)B点为光合作用的最适温度;
(2)温度过高,不但酶的活性低,而且还会影响植物叶片气孔的开度,影响CO2供应,进而影响光合作用,从而影响光合速率。
无机盐(矿质元素)
N是构成叶绿体、酶、ATP等的元素;P是构成ATP等的元素,参与叶绿体膜的构成;Mg是构成叶绿素的元素;K影响糖类的合成和运输。
在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合速率,但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难而导致光合速率下降
多因子影响
1.P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。
2.Q点时,为何各曲线所示的光合速率不同?
由每条曲线上所标注的因素决定的。
如第一图是由温度不同决定。
3.当到Q点之后,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可适当提高图示的其他因子。
如第一图的限制因素外因主要是CO2浓度。
4.Q点之后稳定的原因:
.内因:
色素的含量、C5的含量、酶的数量和活性的限制。
.外因(环境因素从上至下分别)主要是CO2浓度;CO2浓度和温度的限制。
叶龄
l)随幼叶不断生长,叶面积不断增大,叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合速率不断增加(OA段)。
2)壮叶时,叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态,光合速率基本稳定(AB段)。
3)老叶时,随叶龄增加,叶内叶绿素被破坏,光合速率下降(BC段)
水分
1.水分既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质;
2.(主要原因)另外水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内。
多种因素对光合作用产生影响的分析
影响因素
曲线
曲线解读
光照强度
1.A点光照强度为0,此时只进行呼吸作用。
释放的CO2量可表示此时细胞的呼吸强度。
2.AB段表示随光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用。
3.B点时,呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用;即光合作用强度等于呼吸作用强度.B点为光朴偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上,植物才能正常生长)。
4.BC段表示随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以后不再加强了,即C点为光饱和点。
C点之后稳定的原因:
.内因:
色素的含量、C5的含量、酶的数量和活性的限制。
.外因(环境因素)主要是CO2浓度和温度的限制。
CO2浓度
(1).图1和图2共同说明:
在一定范围内随CO2浓度的增加光合作用增强,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用强度不再增强。
(2).图1中A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度,此浓度为CO2补偿点,图2中的A'点表示进行光合作用所需的最低CO2浓度,两图中的B与B‘都表示CO2饱和点。
(3).B与B‘点之后稳定的原因:
.内因:
色素的含量、C5的含量、酶的数量和活性的限制。
.外因(环境因素)主要是光照强度和温度的限制。
温度
光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响醉的活性,从而影响光合速率
(1).B点为光合作用的最适温度;
(2).温度过高,不但酶的活性低,而且还会影响植物叶片气孔的开度,影响CO2供应,进而影响光合作用,从而影响光合速率。
叶面积指数
(l)OA段表示随叶面积的增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点,超过A点时,随叶面积的增大,光合作用实际圣不再增加,原因是有很多叶被遮档在光补偿点以下
(2)OB段表示干物质量随光合作用增加而增加
(3)由于A点以后光合作用量不再淆加.但叶片随叶面积的不断增加呼吸量不断增加(OC段).所以干物质积累量不断降低,如BC段。
(4).植物的叶面积指数不能超过C点,若超过C点,植物将入不敷出,无法生活下去
叶龄
l)随幼叶不断生长,叶面积不断增大,叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合速率不断增加(OA段)。
2)壮叶时,叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态,光合速率基本稳定(AB段)。
3)老叶时,随叶龄增加,叶内叶绿素被破坏,光合速率下降(BC段)
水分
无机盐(矿质元素)
N是构成叶绿体、酶、ATP等的元素;P是构成ATP等的元素,参与叶绿体膜的构成;Mg是构成叶
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