
第三單元·細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第9講 光合作用與能量轉(zhuǎn)化說明光合作用及其對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程活動(dòng):提取和分離葉綠體色素活動(dòng):探究不同環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響關(guān)注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系課標(biāo)要求——明考向 通過分析討論光合作用的過程,形成物質(zhì)與能量觀。通過比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)及它們之間的關(guān)系,建立對(duì)立統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)。通過解讀光合作用過程及影響因素的模型,理解C3、C5等物質(zhì)變化和光合作用的相關(guān)曲線,形成利用科學(xué)的思維解決問題的習(xí)慣。通過光合作用歷程的探究及提取和分離葉綠體色素,掌握實(shí)驗(yàn)的原理、思路及操作技能。通過探究光照強(qiáng)度等環(huán)境因素對(duì)光合作用速率影響實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析能力。關(guān)注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系,解決合理密植、合理施肥等生產(chǎn)生活實(shí)踐問題,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。生命觀念科學(xué)思維科學(xué)探究社會(huì)責(zé)任捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理影響光合作用的因素及應(yīng)用思維導(dǎo)學(xué)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)(1)在菠菜的葉肉細(xì)胞內(nèi),含量最多的光合色素是葉綠素a ( )(2)提取色素時(shí)加碳酸鈣的目的是使研磨更充分 ( )(3)綠葉中含量越多的色素,其在濾紙條上擴(kuò)散得越快 ( )(4)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素 ( )(5)綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中 ( )(6)葉綠體中的色素分布在類囊體薄膜和葉綠體內(nèi)膜 ( )(7)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同 ( )(8)葉綠體中的色素一般只利用波長(zhǎng)在400~760 nm之間的可見光 ( )(9)黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片因無法合成葉綠素而變黃 ( )√×√√×√×√√長(zhǎng)句默寫1 .研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用分別是__________________________________________________________________。2 .研磨時(shí)要迅速和充分的原因是________________________________________________________________________________。3 .制備濾紙條時(shí),在濾紙條一端剪去兩角的目的是______________________________________________________________。?4.高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色,原因是_______________________________________________________________________。5.入秋后,葉片逐漸變黃,原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸鈣可防止研磨時(shí)色素被破壞 防止無水乙醇揮發(fā)和色素氧化,保證色素充分溶解并提取較多的色素 防止出現(xiàn)邊緣效應(yīng),兩邊色素?cái)U(kuò)散得快;保證色素帶整齊 入秋后,氣溫逐漸降低,低溫可導(dǎo)致葉綠素被破壞,而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定,葉片中葉綠素含量減少,類胡蘿卜素相對(duì)含量增加 葉綠體中的色素幾乎不吸收綠光,綠光被反射出來基礎(chǔ)梳理1.綠葉中色素的提取和分離(1)實(shí)驗(yàn)原理無水乙醇溶解度紙層析法(2)實(shí)驗(yàn)裝置及操作(3)實(shí)驗(yàn)流程防止色素被破壞 研磨充分 色素 保證色素?cái)U(kuò)散均勻,否則會(huì)形成弧形帶 分離出的色素帶平整不重疊 清晰 橙黃 最少 最高 黃色 藍(lán)綠 最多 黃綠 最低(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果四種越多溶解度大胡蘿卜素和葉黃素葉綠素a和葉綠素b(5)結(jié)果歸納巧學(xué)妙記演示視頻:綠葉中色素的提取和分離1.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及原因分析實(shí)驗(yàn)異?,F(xiàn)象分析正常分離未加碳酸鈣未加無水乙醇未加二氧化硅葉綠體基質(zhì) 暗反應(yīng) 類囊體 色素光反應(yīng) 光合作用 光束照射 所有受光2.葉綠體及其中的色素(1) 葉綠體外膜光反應(yīng)暗反應(yīng)模式圖恩格爾曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處①實(shí)驗(yàn)材料用 ,水綿的葉綠體呈 分布,便于觀察,用需氧細(xì)菌可確定 的部位。②沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了 的干擾。③用極細(xì)的光束照射,葉綠體上可分為 和 的部位,相當(dāng)于一組對(duì)比試驗(yàn)。④臨時(shí)裝片局部曝光與完全暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。?水綿和需氧細(xì)菌螺旋帶狀釋放氧氣氧氣和光有光照無光照重要提醒藍(lán)紫光紅光和藍(lán)紫光葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素3/41/4葉綠體中的光合色素只吸收可見光,對(duì) 不吸收可見光的波長(zhǎng)范圍大約是______nm400~760 紅外光和紫外光葉綠素類胡蘿卜素__________________________主要吸收主要吸收(2)光合色素①植物葉片呈現(xiàn)綠色的原因是葉片中的色素對(duì)綠光的吸收少,綠光被反射出來。②植物的液泡中含有的色素(花青素)不參與光合作用。③植物幼嫩的莖和果實(shí)的細(xì)胞中也含有吸收光能的色素。重要提醒源于必修1 P99“圖5-12”、“旁欄思考”及P101“拓展應(yīng)用”(1)從葉綠素吸收光譜圖可知:葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長(zhǎng)波方面,且吸收光譜帶比葉綠素b寬,葉綠素b在藍(lán)紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a (填“寬”或“窄”)。(2)研究表明:在遮光條件下,以藍(lán)紫光為主的散光占比增加。請(qǐng)預(yù)測(cè):在適當(dāng)遮光的條件下葉片(比如同一植物底層葉片)中葉綠素a/b_____,弱光下的吸收能力 ,有利于提高植物的捕光能力,是對(duì)弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。寬降低增強(qiáng)教材隱藏知識(shí)(3)植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源?提示 這種波長(zhǎng)的光不能被光合色素吸收,因此不能用于光合作用中合成有機(jī)物。(4)海洋中的藻類,習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻,它們?cè)诤K械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎?請(qǐng)根據(jù)材料作答。材料 藻類中色素種類及光在海水中的分布提示 這與光能的捕獲有關(guān),不同顏色的藻類吸收不同波長(zhǎng)的光,藻類本身的顏色是它們“反射”的光。光合色素和光合場(chǎng)所的三點(diǎn)提醒(1)色素的功能特點(diǎn):葉綠素和類胡蘿卜素均有主要的吸收光波段,對(duì)其他波段的可見光并非不吸收,只是吸收量較少。(2)色素的分布位置:色素不只分布于葉綠體中,液泡中也含有色素如花青素,但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)光合作用的場(chǎng)所:葉綠體不是細(xì)胞進(jìn)行光合作用的唯一場(chǎng)所,如藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞沒有葉綠體,也能進(jìn)行光合作用。?素養(yǎng)培優(yōu)影響葉綠素合成因素的分析[結(jié)構(gòu)與功能觀]素養(yǎng)提升1.(解釋生物學(xué)現(xiàn)象)玉米田里的白化苗長(zhǎng)出幾片 葉片就死亡,原因是什么? 提示 玉米白化苗中不含葉綠素,不能進(jìn)行光合作用,無法產(chǎn)生新的有機(jī)物,待種子中儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被消耗盡后,幼苗就會(huì)死亡。2.葉綠體是光合作用的場(chǎng)所,那么沒有葉綠體就一定不能進(jìn)行光合作用嗎??提示 不一定。如藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中沒有葉綠體,但含有葉綠素和藻藍(lán)素,也能進(jìn)行光合作用。3.(實(shí)驗(yàn)改進(jìn))提取葉綠體中的色素,也可用如圖所示的方法:即在圓心處滴加適量濾液,待干燥后再滴加適量層析液進(jìn)行層析,結(jié)果會(huì)出現(xiàn)不同顏色的4個(gè)同心圓,則①~④依次對(duì)應(yīng)哪種色素及顏色?提示?、俸}卜素(橙黃色)?、谌~黃素(黃色) ③葉綠素a(藍(lán)綠色)?、苋~綠素b(黃綠色)4.(與社會(huì)的聯(lián)系)溫室或大棚種植蔬菜時(shí),應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充什么顏色的光源? 提示 最好選用無色透明的玻璃或塑料薄膜,因?yàn)樗梢允垢鞣N顏色的光通過;補(bǔ)充光源可選擇紅光或藍(lán)紫光,因?yàn)檫@種顏色的光植物光合作用吸收利用較多,更有利于植物進(jìn)行光合作用。結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理及過程,考查科學(xué)探究B葉綠體色素能溶解在無水乙醇或丙酮等有機(jī)溶劑中,所以可用無水乙醇作為溶劑提取葉綠體色素,A正確;研磨時(shí)加入CaCO3可以防止葉綠素被破壞,B錯(cuò)誤;加入石英砂是為了使研磨更充分,從而使葉綠體中的色素釋放出來,C正確;畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散,防止色素帶之間部分重疊,D正確。1.(2020·江蘇卷,6)采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn),下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.提取葉綠體色素時(shí)可用無水乙醇作為溶劑B.研磨時(shí)加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞C.研磨時(shí)添加石英砂有助于色素提取D.畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散2.在做提取和分離葉綠體中的光合色素實(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C甲同學(xué)由于沒有加入提取劑無水乙醇,所以提取液中不會(huì)出現(xiàn)色素,色素分離的結(jié)果是②;乙同學(xué)操作正確,色素分離后得到的色素帶有四條,與④情況相符;丙同學(xué)由于未加CaCO3,所以葉綠素含量減少,所得到的色素帶中兩條葉綠素帶比正常的色素帶要窄,對(duì)應(yīng)①;丁同學(xué)由于未加SiO2,導(dǎo)致葉片研磨不充分,最終導(dǎo)致各種色素的含量均減少,對(duì)應(yīng)③。故C正確。A.①②③④ B.④②③① C.②④①③ D.③②①④圍繞光合色素與葉綠體,考查生命觀念B葉片衰老過程中,葉綠素較易降解,類胡蘿卜素主要呈黃色,導(dǎo)致葉片變黃,A正確;光合色素在光合作用中的作用是吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能,與CO2的固定無直接關(guān)系,B錯(cuò)誤;葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,葉片黃化后,葉綠素含量大量減少,因此葉片中的光合色素吸收的紅光會(huì)大幅度減少,C正確;葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,因此缺乏類胡蘿卜素的水稻突變體仍能捕獲藍(lán)紫光,D正確。3.光合色素直接影響植物對(duì)光能的利用。下列關(guān)于綠色植物的葉綠體中光合色素的敘述,錯(cuò)誤的是( )A.葉片衰老過程中,葉綠素較易降解,導(dǎo)致葉片變黃B.類囊體薄膜上的光合色素能直接促進(jìn)細(xì)胞對(duì)CO2的吸收C.黃化葉片中光合色素吸收的紅光會(huì)大幅度減少D.缺乏類胡蘿卜素的水稻突變體仍能捕獲藍(lán)紫光4.科學(xué)家恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片,發(fā)現(xiàn)需氧細(xì)菌大量聚集在如圖所示區(qū)域。以下分析正確的是A.實(shí)驗(yàn)過程中裝片需放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中是為了設(shè)置自變量B.水綿光合作用產(chǎn)生的O2能進(jìn)入細(xì)菌的線粒體與[H]結(jié)合生成H2OC.圖中細(xì)菌分布的差異是水綿不同區(qū)域光合作用強(qiáng)度不同造成的D.水綿葉綠體產(chǎn)生的ATP直接為核DNA復(fù)制提供能量C由圖可知,需氧細(xì)菌聚集在紅光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū),這是由于葉綠體中的色素能夠利用這兩種光進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣。實(shí)驗(yàn)過程中不同顏色的光為自變量,裝片需放置在黑暗環(huán)境中是為了設(shè)置自變量,而沒有空氣是為了排除無關(guān)變量的影響,A錯(cuò)誤;細(xì)菌不含有線粒體,B錯(cuò)誤;水綿葉綠體產(chǎn)生的ATP只能供暗反應(yīng)使用,D錯(cuò)誤。光合作用的原理(1)植物在夜晚不能進(jìn)行光反應(yīng),只能進(jìn)行暗反應(yīng) ( )(2)光合作用中ATP的移動(dòng)方向是從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜 ( )(3)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP ( )(4)光合作用只能發(fā)生在葉綠體中 ( )(5)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基粒中 ( )(6)土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖類 ( )(7) NADPH既可作還原劑,又可為暗反應(yīng)提供能量 ( )(8)葉綠體中光合色素吸收的光能,只用于ATP的合成 ( )(9)光合作用產(chǎn)生的淀粉可以進(jìn)入篩管,通過韌皮部運(yùn)輸?shù)街仓旮魈? )×√×√√×√××長(zhǎng)句默寫1.希爾的實(shí)驗(yàn)說明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),理由是________________________________________________________________________________________。2.光反應(yīng)和暗反應(yīng)在物質(zhì)變化和能量變化方面的聯(lián)系是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.利用小球藻培養(yǎng)液進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)在其中加入抑制暗反應(yīng)的藥物后,在同樣的光照條件下釋放氧氣的速率下降。原因主要是__________________________________________________________________________________________________。水的光解實(shí)驗(yàn)是在沒有CO2的情況下進(jìn)行的,沒有碳參與反應(yīng),而糖的合成需要碳的參與 物質(zhì)聯(lián)系:光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH,而暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+;能量聯(lián)系:光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了活躍的化學(xué)能,暗反應(yīng)將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能暗反應(yīng)被抑制,會(huì)減少對(duì)NADPH和ATP的消耗,從而使NADPH和ATP積累,水的光解減慢?;A(chǔ)梳理1.探索光合作用的部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)葉綠體葉綠體O2水ATP二氧化碳填寫圖中序號(hào)所代表的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)a.______;b.________;c.__________;d.______。Ⅰ是________;Ⅱ是________。O2 NADP+ ADP+Pi C5 光反應(yīng) 暗反應(yīng)2.光合作用原理 (1)圖解光合作用的過程 (2)光合作用的概念光合作用是指綠色植物通過______,利用光能,將______________轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出______的過程。 (3)光合作用的反應(yīng)式:葉綠體二氧化碳和水氧氣(4)光合作用的意義①光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物除供自身利用外,還為 生物提供食物。②光能通過驅(qū)動(dòng)光合作用而驅(qū)動(dòng) 的運(yùn)轉(zhuǎn)。所有異養(yǎng)生命世界 巧學(xué)妙記光合作用過程的“一、二、三、四”3.光合作用和化能合成作用的比較光能無機(jī)物氧化釋放的能量硝化細(xì)菌CO2和H2O突破光合作用過程的4個(gè)誤區(qū)(1)綠色植物中參與光合作用的色素只存在于葉綠體類囊體薄膜上,液泡中的色素不參與光合作用。(2)綠色植物中參與光合作用的酶存在于葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)(3)不要認(rèn)為暗反應(yīng)不需要光。光合作用的過程可以分為兩個(gè)階段,即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。前者在光下才能進(jìn)行,并在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng);后者在有光、無光的條件下都可以進(jìn)行,但需要光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]和ATP,因此在無光條件下不可以長(zhǎng)期進(jìn)行。(4)葉綠體并不是進(jìn)行光合作用的必要場(chǎng)所。進(jìn)行光合作用的細(xì)胞不一定含葉綠體,如藍(lán)藻、光合細(xì)菌能進(jìn)行光合作用,但沒有葉綠體。中。重要提醒1.比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)光色素ATP、NADPHATP和NADPH有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP和NADPHADP、Pi、NADP+2.光合作用過程中元素的去向分析NADPH(C3H2O)14C318O2提醒 光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉,還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進(jìn)入篩管,再通過韌皮部運(yùn)輸?shù)街仓旮魈帯?CH18O)素養(yǎng)培優(yōu)1.判斷C3、C5等物質(zhì)含量變化(1)分析思路(2)分析方法①“過程法”分析各物質(zhì)含量變化(單一因子改變)②“模型法” 表示各物質(zhì)含量變化(單一因子改變)(1)C5、NADPH、ATP的變化一致。C3與C5、NADPH、ATP的變化相反。(2)C3量高于C5量,一般C3量為C5量的2倍。(3)對(duì)光合作用有利,則(CH2O)合成增加,反之則減少。2.連續(xù)光照和間隔光照下的有機(jī)物合成量分析[科學(xué)思維](1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累,在光反應(yīng)停止時(shí),暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間,有機(jī)物還能繼續(xù)合成。(2)在總光照時(shí)間相同的條件下,光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機(jī)物積累量要多。(3)應(yīng)用:人工補(bǔ)光時(shí),可適當(dāng)采用“光暗交替”策略,這樣,在提高光合產(chǎn)量的情況下,可大量節(jié)省能源成本。素養(yǎng)提升1.光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化成的活躍化學(xué)能只儲(chǔ)存在ATP中嗎?提示 不是,[H]中也含有活躍的化學(xué)能。2.葉綠體中C3的分子數(shù)量為什么多于C5的分子數(shù)量?提示 暗反應(yīng)CO2固定時(shí),每消耗1分子C5,產(chǎn)生2分子C3;C3還原時(shí),每還原2分子C3,產(chǎn)生1分子C5,因此當(dāng)暗反應(yīng)速率達(dá)到穩(wěn)定時(shí),C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍。3.光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2,一定時(shí)間后殺死小球藻,同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),僅僅30 s的時(shí)間,放射性代謝產(chǎn)物多達(dá)幾十種??s短時(shí)間到7 s,發(fā)現(xiàn)放射性代謝產(chǎn)物減少到12種,想要探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物是什么,可能的實(shí)驗(yàn)思路是?提示 不斷縮短光照時(shí)間后殺死小球藻,同時(shí)提取產(chǎn)物并分析,直到最終提取物中只有一種放射性代謝產(chǎn)物,該物質(zhì)即為CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物。結(jié)合光合作用原理,考查生命觀念D由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco”可知,Rubisco是與暗反應(yīng)有關(guān)的酶,暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的,故Rubisco存在于葉綠體的基質(zhì)中,催化C5和CO2結(jié)合生成C3,A錯(cuò)誤,D正確;暗反應(yīng)在有光、無光條件下都可以進(jìn)行,故激活Rubisco不一定需要黑暗條件,B錯(cuò)誤;在暗反應(yīng)階段,CO2的固定不消耗NADPH和ATP,C錯(cuò)誤。1.(2021·廣東卷,12)在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco,下列敘述正確的是( )A.Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B.激活Rubisco需要黑暗條件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2結(jié)合2.(2021·湖南選擇性考試)綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.弱光條件下植物沒有O2的釋放,說明未進(jìn)行光合作用B.在暗反應(yīng)階段,CO2不能直接被還原C.在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗,葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降D.合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度A弱光條件下,植物沒有O2的釋放是因?yàn)榇藭r(shí)呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度,并不是未進(jìn)行光合作用,A敘述錯(cuò)誤;在光合作用暗反應(yīng)階段,CO2一般要與C5結(jié)合生成C3后才被還原,B敘述正確;在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗,短時(shí)間內(nèi)使得光合作用產(chǎn)物輸出受阻,對(duì)光合作用過程起抑制作用,葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降,C敘述正確;合理密植(增加受光面積、增加CO2濃度)和增施有機(jī)肥(提供無機(jī)鹽和CO2)均可在一定程度上提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度,D敘述正確。3.(2022·東北師大附中質(zhì)檢)如圖表示光合作用過程,a、b、c表示物質(zhì),甲、乙表示場(chǎng)所,下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )B根據(jù)圖示可看出,甲是葉綠體的類囊體薄膜,是光合作用光反應(yīng)的場(chǎng)所,乙為葉綠體基質(zhì),是暗反應(yīng)的場(chǎng)所,物質(zhì)b可能是暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供的ADP和Pi,A正確;物質(zhì)c為CO2,CO2轉(zhuǎn)化成(CH2O)和C5需經(jīng)過CO2的固定和C3的還原兩個(gè)過程,B錯(cuò)誤;類囊體薄膜上的色素不溶于水,能溶于有機(jī)溶劑,C正確;葉綠體基質(zhì)中含有多種催化反應(yīng)的酶,D正確。A.物質(zhì)b可能是ADP和PiB.物質(zhì)c直接被還原生成(CH2O)和C5C.甲中色素不溶于水,能溶于有機(jī)溶劑D.乙中含有多種催化反應(yīng)的酶附加題:(多選)如圖表示綠色植物光合作用的部分過程,圖中A~C表示相關(guān)物質(zhì)。有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )BC水的光解產(chǎn)物是氧氣和H+,若光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度,氧氣會(huì)部分釋放到空氣中,A正確;圖中B是在NADP+、H+和電子參與下形成NADPH,當(dāng)外界CO2濃度升高時(shí),暗反應(yīng)中生成的三碳化合物增多,則消耗的NADPH增多,導(dǎo)致NADPH的含量暫時(shí)降低,B錯(cuò)誤;葉綠體基質(zhì)中,暗反應(yīng)消耗NADPH、ATP產(chǎn)生NADP+、ADP和Pi,故NADP+和ADP、Pi均來自葉綠體基質(zhì),C錯(cuò)誤;光合作用光反應(yīng)過程中,將光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和NADPH中,D正確。A.圖中A為氧氣,可部分釋放到空氣中B.圖中B為NADPH,外界CO2濃度升高時(shí),B的含量暫時(shí)升高C.該過程消耗的NADP+和C分別來自類囊體和葉綠體基質(zhì)D.該過程將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在B和ATP中結(jié)合光合作用的探究歷程,考查科學(xué)探究C恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)證明了水綿光合作用生成氧氣,沒有定量分析生成氧氣的量,A錯(cuò)誤;甲醛對(duì)植物有害,不能作為原料參與光合作用,B錯(cuò)誤;魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)證明O2來自H2O,D錯(cuò)誤。4.科學(xué)是在實(shí)驗(yàn)和爭(zhēng)論中前進(jìn)的,光合作用的探究歷程就是如此。在下面幾個(gè)關(guān)于光合作用的實(shí)驗(yàn)中,相關(guān)敘述正確的是( )A.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量B.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛是光合作用的原料C.希爾發(fā)現(xiàn)離體葉綠體在適宜條件下可釋放O2D.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中,用18O分別標(biāo)記H2O和CO2,證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自CO2而不是H2O圍繞光合作用物質(zhì)含量變化,考查科學(xué)思維B光合作用過程中色素吸收的光能有兩方面的用途,一方面引起水的光解,另一方面參與ATP合成,A錯(cuò)誤;在光合作用暗反應(yīng)階段,C3的還原只有接受ATP釋放的能量才可完成,B正確;圖中②表示NADP+,若突然增加光照強(qiáng)度,光反應(yīng)增強(qiáng),則短時(shí)間內(nèi)②含量減少,③為ADP和磷酸,增加光能后短時(shí)間內(nèi)③的含量也會(huì)減少,C錯(cuò)誤;若突然增加光照強(qiáng)度,則甲乙兩植株光合作用光反應(yīng)均增強(qiáng),所以C3均減少,圖中④(C5)均增加,D錯(cuò)誤。5.(2022·湖北孝感中學(xué)質(zhì)檢)如圖為某植物葉肉細(xì)胞光合作用示意圖,圖中①②③④表示相關(guān)物質(zhì)?,F(xiàn)有甲、乙兩植株,甲葉色正常,乙為葉色黃化的突變植株,葉綠素含量明顯少于甲。將甲、乙植株置于正常光照、溫度、CO2濃度等條件相同的環(huán)境中,下列相關(guān)分析正確的是A.被色素吸收的光能全部用于③合成ATPB.只有接受ATP釋放的能量,C3才可被NADPH還原C.如果突然增加光照強(qiáng)度,則短時(shí)間內(nèi)②含量減少,③的含量增加D.如果突然增加光照強(qiáng)度,甲的葉肉細(xì)胞C3減少,乙的葉肉細(xì)胞④含量減少附加題: (多選)用14CO2“飼喂”光照條件下的葉肉細(xì)胞,讓葉肉細(xì)胞繼續(xù)在相同光照下進(jìn)行光合作用,一段時(shí)間后,關(guān)閉光源,將葉肉細(xì)胞置于黑暗環(huán)境中,含放射性的三碳化合物的濃度變化情況如圖所示,下列相關(guān)敘述正確的是ABDAB段CO2的固定速率與三碳化合物的還原速率相同,即三碳化合物的生成速率和消耗速率相等,三碳化合物的濃度不變,A正確;關(guān)閉光源后短時(shí)間內(nèi),黑暗條件下,植物葉肉細(xì)胞的光反應(yīng)停止,不能生成NADPH和ATP,三碳化合物的還原受阻,但其生成速率基本不變,故其濃度略有上升,B正確;OA段含放射性的三碳化合物的濃度升高,此過程中光照不變,則光合速率基本不變,不會(huì)出現(xiàn)葉肉細(xì)胞中五碳化合物濃度上升的情況,C錯(cuò)誤;葉肉細(xì)胞中CO2的利用是在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的,D正確。A.AB段含放射性的三碳化合物的濃度不變的原因是其生成和被還原的速率相等B.B時(shí)后短時(shí)間內(nèi)曲線略有上升,是因?yàn)楹诎禇l件下葉肉細(xì)胞光反應(yīng)停止,葉綠體內(nèi)NADPH和ATP的供應(yīng)減少C.OA段葉肉細(xì)胞中五碳化合物濃度有所上升D.葉肉細(xì)胞利用14CO2的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)6.(2022·山東泰安期末)如圖是光合作用過程示意圖(字母代表物質(zhì)),圖中PSBS是一種類囊體膜蛋白,它能感應(yīng)類囊體腔內(nèi)的H+濃度而被激活,激活了的PSBS抑制電子在類囊體膜上的傳遞,最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放,從而防止強(qiáng)光對(duì)植物細(xì)胞造成損傷。(1)由圖可知,反應(yīng)Ⅰ為光反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ?yàn)榘捣磻?yīng),則A代表O2,B代表ADP,C代表ATP,D代表NADP+,E代表NADPH。(2)葉綠素a主要吸收紅光和藍(lán)紫光;濾液細(xì)線一定要高于層析液液面,防止濾液細(xì)線上的色素溶于層析液中。(1)圖中的A是________,C是________,D是________。(2)葉綠素a主要吸收______________光。采用紙層析法分離色素時(shí),注意濾紙上的濾液細(xì)線要高于______________。O2ATPNADP+紅光和藍(lán)紫層析液液面(3)降低G(CO2)的濃度,則CO2固定過程減弱,C5的消耗減少,短時(shí)間內(nèi)C3的還原過程仍正常進(jìn)行,C5的生成不變,C5的含量將升高。常利用同位素示蹤法追蹤元素的轉(zhuǎn)移途徑。(4)由圖可知,PSBS可參與水的光解過程,水的光解產(chǎn)生H+、O2和e-,PSBS抑制電子傳遞給D(NADP+)。(3)若反應(yīng)Ⅱ中G的濃度突然降低至一半,短時(shí)間內(nèi)C5的含量將________。如果追蹤G中碳元素的去向,常用____________法。(4)過度光照將會(huì)激活膜蛋白PSBS,直接抑制反應(yīng)Ⅰ中____過程,會(huì)導(dǎo)致電子不能傳遞給___________(填圖中字母),所以過量的光能將不能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。升高同位素示蹤水的光解D影響光合作用的因素及應(yīng)用(1)延長(zhǎng)光照時(shí)間能提高光合作用強(qiáng)度( )(2)光照越弱,陰生植物光合作用越強(qiáng);光照越強(qiáng),陽生植物光合作用越強(qiáng)( )(3)植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用( )(4)外界環(huán)境中的CO2通過氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞被利用 ( )(5)與夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時(shí)間短( )(6)白天與夜間適當(dāng)提高溫度,有利于增加大棚蔬菜的產(chǎn)量( )(7)適時(shí)進(jìn)行灌溉可以緩解作物的“光合午休”程度( )(8)作物合理間作套種,可充分利用光能( )(9)溫度對(duì)光反應(yīng)和暗反應(yīng)的影響程度相同( )××√×√××√×長(zhǎng)句默寫1.(生產(chǎn)實(shí)踐)土壤板結(jié),光合速率下降的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(生產(chǎn)實(shí)踐)北方夏季中午時(shí),光照強(qiáng)度很強(qiáng),植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原因是:______________________________________________________________________________________________________________。3.植物工廠用人工光源生產(chǎn)蔬菜的優(yōu)點(diǎn)是__________________________________________________________________________。同時(shí),__________________________________________________________________________,以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。4.(生產(chǎn)實(shí)踐)大棚種植使用有機(jī)肥有利于增產(chǎn),從影響光合作用的因素角度分析原因是_________________________________________________________________。 土壤板結(jié),導(dǎo)致土壤中缺氧,根細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生的ATP減少,供給根細(xì)胞用于礦質(zhì)元素吸收的能量減少,光合色素的合成和酶數(shù)量減少,光合作用減弱 光照強(qiáng)度過強(qiáng),溫度升高,導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,細(xì)胞CO2供應(yīng)不足,光合作用減弱 可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn) 人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的,可以根據(jù)植物生長(zhǎng)的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)有機(jī)肥在被微生物分解的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生無機(jī)鹽并釋放CO2,促進(jìn)光合作用基礎(chǔ)梳理1.光合作用的強(qiáng)度植物在__________內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量單位時(shí)間概念即光合生產(chǎn)率(又稱凈同化率):植物在較長(zhǎng)時(shí)間(一晝夜或一周)內(nèi),單位葉面積生產(chǎn)的干物質(zhì)量。光合生產(chǎn)率比光合速率低,因?yàn)槿サ艉粑认闹笜?biāo)光合速率單位時(shí)間、單位葉面積固定CO2的量或產(chǎn)生O2的量或制造有機(jī)物的量光合產(chǎn)率光合作用的強(qiáng)度2.影響光合作用的因素葉面積葉齡光照強(qiáng)度CO2濃度酶合理灌溉合理施肥3.探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理①在光照下,綠色植物通過 產(chǎn)生O2。②若葉片中的氣體逸出,細(xì)胞間隙充滿了水,浮力減小,葉片就會(huì)沉到水底;若光合作用產(chǎn)生的 充斥在葉片的細(xì)胞間隙中,浮力增大,葉片會(huì)從水底浮起。 ③光照強(qiáng)度不同,則光反應(yīng)產(chǎn)生 的速率不同,葉片上浮的時(shí)間也不同。光合作用 (2)實(shí)驗(yàn)裝置分析①設(shè)置自變量:自變量是光照強(qiáng)度,通過調(diào)整__________________來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。②中間盛水玻璃柱的作用:吸收燈光的熱量,避免光照對(duì)燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。③CO2的供應(yīng):事先向小燒杯中的清水中吹氣或者是用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~2%的__________溶液。光源與燒杯的距離 NaHCO3(3)實(shí)驗(yàn)變量分析光照強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度單位時(shí)間內(nèi)葉片上浮的數(shù)量或者浮起相同數(shù)量的葉片所用時(shí)長(zhǎng)臺(tái)燈與燒杯葉片大小、溶液的量等保持一致(4)實(shí)驗(yàn)流程圓形小葉片黑暗CO2浮起的數(shù)量(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析光照越強(qiáng),燒杯內(nèi)圓形小葉片浮起的數(shù)量越多,說明一定范圍內(nèi),隨著光照強(qiáng)度的不斷增強(qiáng),光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。(6)注意事項(xiàng)①葉片上浮的原因是_______________________________________________________________________________________________。②打孔時(shí)要避開 ,因?yàn)槠渲袥]有葉綠體,而且會(huì)延長(zhǎng)圓形小葉片上浮的時(shí)間,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。③為確保溶液中CO2含量充足,圓形小葉片可以放入 溶液中。光合作用產(chǎn)生的O2大于有氧呼吸消耗的O2,釋放氧氣,使葉肉細(xì)胞間隙充滿了氣體,浮力增大,葉片上浮大的葉脈NaHCO3演示視頻:探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響1.內(nèi)部因素(1)遺傳特性植物自身的遺傳特性(如植物品種不同),以陰生植物、陽生植物為例,如圖所示。(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶增大(3)葉面積指數(shù)2.外部因素 (1)單因子變量對(duì)光合作用影響的曲線分析 ①光照強(qiáng)度ATP及NADPH②CO2濃度③溫度酶的活性④水分水既是光合作用的原料,又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的_______,如植物缺水導(dǎo)致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分還能影響氣孔的開閉,間接影響CO2進(jìn)入植物體內(nèi)應(yīng)用:預(yù)防干旱,________合理灌溉介質(zhì)⑤礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素是參與光合作用的許多重要化合物的組成成分,缺乏會(huì)影響光合作用的進(jìn)行。例如,N是酶的組成元素,N、P是________________的組成元素,Mg是葉綠素的組成元素等在一定濃度范圍內(nèi),增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng),可提高光合作用強(qiáng)度;但當(dāng)?shù)V質(zhì)元素超過一定含量后,土壤溶液的濃度過高,植物會(huì)因___________而使光合作用強(qiáng)度下降應(yīng)用:合理施肥、補(bǔ)充土壤中必需礦質(zhì)元素滲透失水ATP、NADPH、磷脂(2)多因子對(duì)光合速率的影響溫室栽培時(shí),在一定光照強(qiáng)度下,白天適當(dāng)提高溫度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同時(shí)適當(dāng)增加CO2濃度,進(jìn)一步提高光合速率多因子曲線模型模型解讀生產(chǎn)應(yīng)用多因素對(duì)光合作用影響的曲線分析方法解答受多因素影響的光合作用曲線題時(shí),找出曲線的限制因素是關(guān)鍵。具體方法是對(duì)縱坐標(biāo)或橫坐標(biāo)畫垂線或者只看某一條曲線的變化,將多因素轉(zhuǎn)變?yōu)閱我灰蛩?,從而確定限制因素。當(dāng)曲線上標(biāo)有條件時(shí),說明因變量受橫坐標(biāo)和曲線上條件的共同影響。若題干中描述了曲線的獲得前提,如最適溫度下測(cè)得,則應(yīng)該考慮溫度以外的影響因素。技巧總結(jié)素養(yǎng)培優(yōu)光合作用曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)(1)A點(diǎn):代表呼吸速率,細(xì)胞呼吸增強(qiáng),A點(diǎn)下移;反之,A點(diǎn)上移(2)B點(diǎn)與C點(diǎn)的變化(注:只有橫坐標(biāo)為自變量,其他條件不變)(3)D點(diǎn):代表最大光合速率,若增大光照強(qiáng)度或增大CO2濃度使光合速率增大時(shí),D點(diǎn)向右上方移動(dòng);反之,移動(dòng)方向相反。注意: 細(xì)胞呼吸速率增加,其他條件不變時(shí),CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移,反之左移。素養(yǎng)提升1.北方夏季中午,光照強(qiáng)度很強(qiáng),但植物的光合作用強(qiáng)度明顯減弱的原因?提示 北方夏季中午,溫度很高,蒸騰作用很強(qiáng),失水過多,導(dǎo)致大量氣孔關(guān)閉,CO2吸收減少,光合作用強(qiáng)度明顯減弱。2.大棚生產(chǎn)中,為什么多施有機(jī)肥能夠提高作物的產(chǎn)量?提示 有機(jī)肥中的有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生了CO2和無機(jī)鹽,能夠增加大棚中的CO2濃度并為作物提供礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。[探究意圖:以溫度影響色素合成為情境信息進(jìn)行科學(xué)探究]3.“霜葉紅于二月花”的美麗景色,是成片的黃櫨或楓葉逐漸變紅形成的。假如你是某研究性學(xué)習(xí)小組的成員,請(qǐng)你對(duì)這一自然現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)假設(shè):葉片變紅現(xiàn)象受溫度影響。(1)圍繞該實(shí)驗(yàn)假設(shè),有的同學(xué)主張?jiān)趯?shí)驗(yàn)前,需要搜集有關(guān)資料,才能對(duì)實(shí)驗(yàn)組的溫度進(jìn)行設(shè)置,該“有關(guān)資料”應(yīng)為______________________________________。實(shí)驗(yàn)材料:盆栽的黃櫨或楓樹、透明的恒溫箱等實(shí)驗(yàn)用具。(2)實(shí)驗(yàn)步驟:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論:_________________________________________________________________________________________________________________________。當(dāng)?shù)厣钋锏臅円箽鉁刈兓Y料(當(dāng)?shù)貧庀筚Y料) ①取甲、乙兩組盆栽的黃櫨或楓樹,分別放入兩只透明的恒溫箱內(nèi),甲為實(shí)驗(yàn)組,乙為對(duì)照組;②甲組恒溫箱模擬深秋時(shí)晝夜溫度變化,乙組除溫度為夏季溫度外,其余條件都與甲組一致;③若干天后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①如果實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中的葉片都變紅(或都不變紅),則假設(shè)不成立。②如果實(shí)驗(yàn)組葉片變紅,對(duì)照組葉片不變紅,則假設(shè)成立圍繞影響光合作用的因素,考查科學(xué)思維BA、不同植物對(duì)光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度的需求不同,可可根據(jù)植物生長(zhǎng)特點(diǎn)調(diào)控光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度,A正確;B、為保證植物的根能夠正常吸收水分,該系統(tǒng)應(yīng)控制培養(yǎng)液的濃度小于植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,B錯(cuò)誤;C、適當(dāng)提高白天的溫度可以促進(jìn)光合作用的進(jìn)行,讓植物合成更多的有機(jī)物,而夜晚適當(dāng)降溫則可以抑制其呼吸作用,使其少分解有機(jī)物,合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量,C正確;D、適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度,進(jìn)而提高光合作用的速率,D正確。1.(2021遼寧高考真題)植物工廠是通過光調(diào)控和通風(fēng)控溫等措施進(jìn)行精細(xì)管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),常采用無土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )A.可根據(jù)植物生長(zhǎng)特點(diǎn)調(diào)控光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度B.應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相同C.合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量D.適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度附加題:(2022·湖南·高考真題·多選)在夏季晴朗無云的白天,10時(shí)左右某植物光合作用強(qiáng)度達(dá)到峰值,12時(shí)左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱。光合作用強(qiáng)度減弱的原因可能是( ?。?A.葉片蒸騰作用強(qiáng),失水過多使氣孔部分關(guān)閉,進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影響,呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量C.葉綠體內(nèi)膜上的部分光合色素被光破壞,吸收和傳遞光能的效率降低D.光反應(yīng)產(chǎn)物積累,產(chǎn)生反饋抑制,葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降A(chǔ)DA、夏季中午葉片蒸騰作用強(qiáng),失水過多使氣孔部分關(guān)閉,進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少,暗反應(yīng)減慢,光合作用強(qiáng)度明顯減弱,A正確;B、夏季中午氣溫過高,導(dǎo)致光合酶活性降低,呼吸酶不受影響(呼吸酶最適溫度高于光合酶),光合作用強(qiáng)度減弱,但此時(shí)光合作用強(qiáng)度仍然大于呼吸作用強(qiáng)度,即呼吸釋放的CO2量小于光合固定的CO2量,B錯(cuò)誤;C、光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜而非葉綠體內(nèi)膜上,C錯(cuò)誤;D、夏季中午葉片蒸騰作用強(qiáng),失水過多使氣孔部分關(guān)閉,進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少,暗反應(yīng)減慢,導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物積累,產(chǎn)生反饋抑制,使葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降,光合作用強(qiáng)度明顯減弱,D正確。圍繞影響光合作用的因素,考查科學(xué)探究該實(shí)驗(yàn)探索油菜素內(nèi)酯(BR)對(duì)光抑制的影響機(jī)制,自變量是對(duì)幼苗不同的處理,因變量為光合作用強(qiáng)度,由曲線可知,BR可能通過促進(jìn)光反應(yīng)關(guān)鍵蛋白的合成來減弱光抑制現(xiàn)象。2.(2022·山東·高考真題)強(qiáng)光條件下,植物吸收的光能若超過光合作用的利用量,過剩的光能可導(dǎo)致植物光合作用強(qiáng)度下降,出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象。為探索油菜素內(nèi)酯(BR)對(duì)光抑制的影響機(jī)制,將長(zhǎng)勢(shì)相同的蘋果幼苗進(jìn)行分組和處理,如表所示,其中試劑L可抑制光反應(yīng)關(guān)鍵蛋白的合成。各組幼苗均在溫度適宜、水分充足的條件下用強(qiáng)光照射,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。(1)蘋果幼苗葉肉細(xì)胞中的色素有葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素,其中胡蘿卜素在層析液中溶解度最大,故色素分離時(shí),隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度最快的色素是胡蘿卜素,主要吸收藍(lán)紫光。(1)光可以被蘋果幼苗葉片中的色素吸收,分離蘋果幼苗葉肉細(xì)胞中的色素時(shí),隨層析,液在濾紙上擴(kuò)散速度最快的色素主要吸收的光的顏色是__________。藍(lán)紫光(2)影響光合作用的外界因素有光照強(qiáng)度、CO2的含量,溫度等;其內(nèi)部因素有酶的活性、色素的數(shù)量、五碳化合物的含量等。強(qiáng)光照射后短時(shí)間內(nèi),蘋果幼苗光合作用暗反應(yīng)達(dá)到一定速率后不再增加,可能的原因有五碳化合物供應(yīng)不足、CO2供應(yīng)不足;氧氣的產(chǎn)生速率繼續(xù)增加的原因是強(qiáng)光照射后短時(shí)間內(nèi),光反應(yīng)速率增強(qiáng),水光解產(chǎn)生的氧氣速率增強(qiáng)。(2)強(qiáng)光照射后短時(shí)間內(nèi),蘋果幼苗光合作用暗反應(yīng)達(dá)到一定速率后不再增加,但氧氣的產(chǎn)生速率繼續(xù)增加。蘋果幼苗光合作用暗反應(yīng)速率不再增加,可能的原因有___________________、____________(答出2種原因即可);氧氣的產(chǎn)生速率繼續(xù)增加的原因是______________________________________________________________________。五碳化合物供應(yīng)不足CO2供應(yīng)不足???? 強(qiáng)光照射后短時(shí)間內(nèi),光反應(yīng)速率增強(qiáng),水光解產(chǎn)生的氧氣速率增強(qiáng)(3)據(jù)圖分析,與甲組相比,乙組加入BR后光合作用強(qiáng)度較高,說明加入BR后光抑制減弱;乙組用BR處理,丙組用BR和試劑L處理,與乙組相比,丙組光合作用強(qiáng)度較低,由于試劑L可抑制光反應(yīng)關(guān)鍵蛋白的合成,說明BR可能通過促進(jìn)光反應(yīng)關(guān)鍵蛋白的合成發(fā)揮作用的。(3)據(jù)圖分析,與甲組相比,乙組加入BR后光抑制______(填“增強(qiáng)”或“減弱”);乙組與丙組相比,說明BR可能通過____________________________發(fā)揮作用。減弱促進(jìn)光反應(yīng)關(guān)鍵蛋白的合成分析題圖a可知,A組未遮陰,B組植株一半遮陰(50%遮陰),C株全遮陰(100%遮陰)。(1)分析題圖b結(jié)果可知,培養(yǎng)10天后,A組葉綠素含量為4.2,C組葉綠素含量為4.7,原因可能是遮陰條件下植物合成較多的葉綠素,以盡可能地吸收光能。3.(2022·廣東·高考真題)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖a),測(cè)定相關(guān)指標(biāo)(圖b),探究遮陰比例對(duì)植物的影響。回答下列問題:(1)結(jié)果顯示,與A組相比,C組葉片葉綠素含量_________,原因可能是___________________________________________。高遮陰條件下植物合成較多的葉綠素(2)比較圖b中B1葉綠素含量為 5.3,B2組的葉綠素含量為3.9,A組葉綠素含量為4.2;B1凈光合速率為20.5,B2組的凈光合速率為7.0,A組凈光合速率為11.8,可推測(cè)B組的玉米植株總?cè)~綠素含量為5.3+3.9=9.2,凈光合速率為(20.5+7.0)/2=13.75,兩項(xiàng)數(shù)據(jù)B組均高于A組,推測(cè)B組可能會(huì)積累更多的糖類等有機(jī)物,因而生長(zhǎng)更快。3.(2022·廣東·高考真題)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖a),測(cè)定相關(guān)指標(biāo)(圖b),探究遮陰比例對(duì)植物的影響?;卮鹣铝袉栴}:(2)比較圖b中B1與A組指標(biāo)的差異,并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù),推測(cè)B組的玉米植株可能會(huì)積累更多的________________,因而生長(zhǎng)更快。糖類等有機(jī)物(3)分析題意可知,該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄緽組條件下是否提高作物產(chǎn)量。該實(shí)驗(yàn)自變量為玉米遮光程度,因變量為作物產(chǎn)量,可用籽粒重量表示。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循對(duì)照原則、單一變量原則、等量原則等,無關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜,故實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:實(shí)驗(yàn)材料:選擇前期光照條件一致、生長(zhǎng)狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實(shí)驗(yàn)方法:按圖a所示條件,分為A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗,每組30株;其中以A組為對(duì)照,并保證除遮光條件外其他環(huán)境條件一致,收獲后分別測(cè)量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計(jì):比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論:如果B組遮光條件下能提高作物產(chǎn)量,則下一步需要探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮光比例是多少。(3)某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長(zhǎng)更快的研究結(jié)果,作出該條件可能會(huì)提高作物產(chǎn)量的推測(cè),由此設(shè)計(jì)了初步實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究:實(shí)驗(yàn)材料:選擇前期________________一致、生長(zhǎng)狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實(shí)驗(yàn)方法:按圖a所示的條件,分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗,每組30株;其中以_____為對(duì)照,并保證除___________外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測(cè)量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計(jì):比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論:如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立,下一步探究實(shí)驗(yàn)的思路是_______________________________________________________________________。光照條件A組遮光程度???? 探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮光比例是多少核心概念(1)(必修1 P102)光合作用:是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。(2)(必修1 P103)光反應(yīng)階段:光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng),必須有光才能進(jìn)行,這個(gè)階段叫作光反應(yīng)階段。(3)(必修1 P104)暗反應(yīng)階段:光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng),有沒有光都能進(jìn)行,這個(gè)階段叫作暗反應(yīng)階段。(4)(必修1 P105)光合作用強(qiáng)度:指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。要點(diǎn)金句 (1)(必修1 P98)綠葉中的色素有4種,它們可以歸為兩大類:葉綠素(含量約占3/4)和類胡蘿卜素(含量約占1/4),其中葉綠素包含葉綠素a(藍(lán)綠色)和葉綠素b(黃綠色),類胡蘿卜素包含胡蘿卜素(橙黃色)和葉黃素(黃色)。(2)(必修1 P99)葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。 (3)(必修1 P101)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。在它內(nèi)部巨大的膜表面上,不僅分布著許多吸收光能的色素分子,還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。(4)(必修1 P105)只要影響到光合作用的原料、能量的供應(yīng),都可能是影響光合作用強(qiáng)度的因素。(5)(必修1 P105)影響到葉綠體的形成和結(jié)構(gòu)的因素,會(huì)影響光合作用強(qiáng)度。(6)(必修1 P105)影響酶活性的因素,也是光合作用強(qiáng)度的影響因素。下節(jié)課再見謝謝!
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