幻灯片 1第3讲 能量之源——光与光合作用
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幻灯片 2一、捕获光能的色素
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幻灯片 3----
幻灯片 4二、叶绿体的结构和功能
2.恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于 的部位，证明光合作用的场所是叶绿体。
叶绿体被光束照射
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幻灯片 5三、光合作用的探究历程
1.概念：光合作用是指绿色植物通过 ，利用 把二氧化碳和水转化成储存着 的有机物，并且释放出 的过程；化学反应式：
叶绿体
光能
能量
氧气
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幻灯片 6四、光合作用的过程
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幻灯片 7五、光合作用的实质及意义
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幻灯片 8六、光合作用原理的应用
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幻灯片 9七、化能合成作用
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幻灯片 10（教师资源·备选题库）
1.（2013年新昌模拟）1883年德国生物学家C.Engelman设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况（如图），他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是（ ）
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幻灯片 11A.细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B.好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强
C.好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强
D.聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物——O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用
解析：普通白光经三棱镜折射后，分散成不同色彩的光，在图b中由左到右根据波长光谱分布是按照红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分布。好氧性细菌的特性是分布在氧气浓度较高的环境中，图a中好氧性细菌分布多的地方，氧气浓度高，氧气来自光合作用中的光反应，因此好氧性细菌的分布也体现出光合作用强度的大小。
答案：B
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幻灯片 122.（2013年抚顺模拟）下列关于叶绿体的色素叙述错误的是（ ）
A.矿质元素能影响叶绿素的合成
B.提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂
C.低温条件下色素合成受阻
D.黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在
解析：Mg是合成叶绿素的主要元素；提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮（相似相溶），形成色素液，层析液的作用是溶解并分离不同色素，这是两个不同的过程；低温会降低酶的活性进而影响色素的合成；黄化苗因缺光而不能产生叶绿素，所以变黄，但有其他色素存在。
答案：B
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幻灯片 133.（2013年启东模拟）农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响，将实验结果绘制成如下图曲线。据此提出以下结论，你认为合理的是（ ）
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幻灯片 14A.光合作用酶的最适温度高于细胞呼吸酶的最适温度
B.阴影部分表示5～35 ℃时蔬菜的净光合速率小于零
C.光照越强，该蔬菜新品种的产量越高
D.温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25～30 ℃
解析：题图中反映光合作用酶的最适温度在25～30 ℃，没有反映细胞呼吸酶的最适温度，不能得出A项结论。阴影部分表示5～35 ℃时蔬菜光合作用量减去细胞呼吸量，即净光合量，很明显是大于零的。植物有光饱和点，光照强度大于光饱和点，光合作用不再增强，产量不再提高。在25～30 ℃时，净光合量最大，蔬菜产量最高，因此，温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25～30 ℃。
答案：D
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幻灯片 154.下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质名称，请回答：
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幻灯片 16（1）物质a分布在叶绿体的 ，提取该物质时加入CaCO3的目的是________________________________________。
（2）过程②和③发生的场所分别是 和 。
（3）上述①～⑤过程中，必须有氧气参与进行的是 ，图中能够产生ATP的生理过程是 。（两空均用图中数字回答）
（4）在光合作用过程中，二氧化碳被还原成糖类等有机物时，既要接受 释放的能量，又要被 还原。（两空均用图中字母回答）
（5）假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内e量的变化是 ；假如该植物从光下移到暗处，f量的变化是 。
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幻灯片 17解析：图中的①为光合作用光反应阶段，②为暗反应阶段；③为细胞呼吸的第一阶段，④和⑤分别为有氧呼吸的第二、三阶段。其中的物质a～h分别为色素、O2、ATP、ADP、C5、NADPH、CO2和C3。色素分布在叶绿体类囊体的薄膜上，提取色素时，CaCO3的作用是防止研磨时叶绿体中的色素被破坏。②暗反应发生在叶绿体基质，③细胞呼吸第一阶段发生在细胞质基质。植物叶肉细胞中，ATP来源于光合作用光反应以及细胞呼吸的三个阶段。若突然中断CO2的供应，短时间内C5的利用减少，C3还原生成C5不变，因此C5增加；若从光下移到暗处，光反应阶段不发生，f的生成减少，而暗反应利用f不变，因此，f含量减少。
答案：（1）类囊体的薄膜上 防止叶绿体中的色素被破坏 （2）叶绿体基质 细胞质基质 （3）⑤ ①③④⑤（多写少写均不可） （4）c和f f （5）增加 减少
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幻灯片 18 考点一 叶绿体
1.叶绿素和其他色素
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幻灯片 19----
幻灯片 20----
幻灯片 21（1）不同颜色温室大棚的光合效率
①无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高；其次是红色光为光合作用的有效光。
②叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。
（2）吸收光谱
①连续光谱：可见光→三棱镜→赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
②吸收光谱：可见光→色素溶液→三棱镜→红光、蓝光、紫光区出现强暗带，绿光区几乎无变化（说明绿光吸收非常少）。
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幻灯片 22（3）荧光现象与吸收光谱
叶绿素溶液在透射光下呈绿色，但在反射光下呈红色（叶绿素a为血红色，叶绿素b为棕红色），此为荧光现象。因为叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上，辐射出的能量就小，根据波长与光子能量成反比的规律，反射光的波长比入射光的波长要长一些。
A.透射光下观察 B.反射光下观察
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幻灯片 232.叶绿体的结构与功能
（1）结构与功能的关系
①基粒的类囊体增大了受光面积。
②类囊体的薄膜上分布着酶和色素，有利于光反应的顺利进行。
③基质中含有与暗反应有关的酶。
（2）功能的实验验证
①实验过程及现象
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幻灯片 24②实验结论
a.叶绿体是进行光合作用的场所。
b.O2是由叶绿体释放的。
③实验分析
本实验设计的巧妙之处在于：
a.选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌确定O2释放的部位，便于观察。
b.没有空气的黑暗环境排除了O2和光的干扰。
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幻灯片 251.（2013年福州质检）下图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱（作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率）。以下对该图的分析错误的是（ ）
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幻灯片 26A.图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光
B.总吸收光谱是代表叶绿体四种色素对光能的吸收
C.图示表明只有叶绿素a吸收的光能才能用于光合作用
D.总吸收光谱与光合作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收光能都能参加光合作用
解析：图示中，叶绿素a的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区；总吸收光谱是指叶绿体色素总吸收值，叶绿体含四种光合色素；图示中，作用光谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似，说明色素吸收的光均可用于光合作用。
答案：C
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幻灯片 27考点二 光合作用原理及应用
1.光合作用的探究历程
（1）普利斯特利的实验
①本实验缺少空白对照，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。
②普利斯特利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。
（2）萨克斯的实验
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幻灯片 28①该实验设置了自身对照，自变量为光的有无，因变量是颜色变化（有无淀粉生成）。
②该实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显，在用碘处理之前应用热酒精对叶片进行脱绿处理。
③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明光是光合作用的必要条件。
（3）鲁宾和卡门的实验
H2 18O＋CO2―→植物―→18O2
H2O＋C 18O2―→植物―→O2
①该实验设置了对照，自变量是标记物质（H2 18O和C 18O2），因变量是O2的放射性。
②鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪CO2和H2O中的C、H、O等元素在光合作用中的转移途径。
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幻灯片 292.光合作用的过程分析
（1）光反应与暗反应的比较
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幻灯片 30----
幻灯片 313.外界条件变化对光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化分析方法
当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析：
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幻灯片 32（1）停止光照时：光停，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：
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幻灯片 33（2）CO2供应停止时：CO2停，C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下：
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幻灯片 342.甲表示植物细胞代谢的某些过程，图乙表示光照强度与二氧化碳变化量的关系。请据图回答问题。（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器）
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幻灯片 35（1）图甲中，细胞器a为_____________________________。
（2）图甲中物质④在 的情况下，全部进入c中被分解。
（3）将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条件和结果如上图乙所示，（数据均在标准状况下测的）据此回答：
若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在25 ℃、4千勒克斯光照条件下，该植物在充分光照下1小时总共积累葡萄糖 毫克。
（4）从图乙中可发现，影响A点光合速率的因素是_________。
（5）若给该密闭装置通入C 18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明_______________________________。
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幻灯片 36解析：（1）分析图甲可知，b是进行光合作用的叶绿体，c为进行有氧呼吸的主要场所线粒体，a可吸收H2O供叶绿体利用，为液泡。（2）图甲中物质④为丙酮酸，在氧气充足的情况下，全部进入线粒体中被分解。（3）分析图乙可知：在25 ℃、4千勒克斯光照条件下，植物1小时从外界净吸收CO244.8 mL，积累葡萄糖的量为1/3 ×180＝60 mg。（4）分析图乙可知：影响A点光合速率的因素是光照强度和温度。（5）若给该密闭装置通入C18O2，参与光合作用，其氧进入葡萄糖和水分子中，水分子再参与光合作用被光解，产生氧气，即C18O2―→H218O―→18O2。
答案：（1）液泡 （2）氧气充足 （3）60 （4）温度和光照强度 （5）C18O2―→H218O―→18O2
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幻灯片 37考点三 光合作用的影响因素及曲线分析
1.影响光合作用的内部因素
（1）植物种类不同，光合速率不同。光合速率取决于叶肉细胞中叶绿体的数量、叶绿体中色素的含量以及光合酶的种类和数量。
（2）同一植物在不同的生长发育阶段、不同部位的叶片、同一部位的叶片在不同的叶龄时，光合速率不同。
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幻灯片 382.影响光合作用的环境因素及曲线分析
（1）光照强度对光合作用的影响
①光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。植物的光合速率在一定范围内随着光照强度的增加而增强，但当光照强度达到一定值时，光合速率不再随着光照强度的增加而增强。（此时影响光合速率的主要因素为CO2浓度）
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幻灯片 39②光补偿点和光饱和点
a.概念：植物光合作用所吸收的CO2与该温度条件下细胞呼吸所释放的CO2量达到平衡时的光照强度叫做光补偿点。当光照强度增加到一定值后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为光饱和点。
b.不同的植物的光补偿点和光饱和点不同
不同的植物的光补偿点不同，主要与该植物的细胞呼吸强度有关，与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。不同的植物的光饱和点不同。阳生植物的光饱和点高于阴生植物。欲使植物生长，光照强度必需大于光补偿点。
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幻灯片 40③农业生产启示
a.温室大棚适当提高光照强度可以增加光合作用强度。
b.延长光合作用时间。
c.增加光合作用面积（合理密植）。
d.温室大棚采用无色透明玻璃。
e.若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光，吸收其他波长的光，光合能力比白光弱，但比其他单色光强。
（2）CO2浓度对光合作用的影响
①CO2浓度对光合作用的影响规律
a.CO2是光合作用的原料，通过影响暗反应来影响光合速率。植物的光合速率在一定范围内随着CO2浓度的增加而增强，但当CO2浓度达到一定值时，光合速率不再增强。如果CO2浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。
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幻灯片 41b.植物光合作用的最适CO2浓度为0.1%，而空气中CO2仅为0.03%。因此适当增加空气中CO2浓度，可提高光合速率。
②CO2补偿点和CO2饱和点
植物光合作用吸收的CO2与细胞呼吸释放的CO2相等时的CO2浓度称为CO2补偿点。
CO2达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。（见图）
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幻灯片 42③农业生产启示
温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度，如放一定量的干冰或多施有机肥，使其吸收CO2增多。
（3）温度对光合作用的影响
①温度对光合作用的影响规律
a.温度直接影响光合作用中有关酶的活性，对光合作用的影响很大。低温时，植物酶促反应速率下降，限制了光合作用的进行；高温时，叶绿体和细胞质的结构会遭到破坏、叶绿体的酶发生钝化、变性甚至遭到破坏。
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幻灯片 43b.低温会影响光合酶的活性，植物净光合速率较低；较高温度使呼吸速率加强，净光合速率下降。（详见图）
②最适温度
一般植物可在10～35 ℃正常地进行光合作用，其中以25～30 ℃最适宜，在35 ℃以上时光合作用速率就开始下降，40～50 ℃时即完全停止。
③农业生产启示：①适时播种；②温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降低温度。
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幻灯片 44（4）矿质元素对光合作用的影响
①矿质元素在光合作用中的作用
a.N是各种酶以及NADP＋和ATP的重要组成成分。
b.P是NADP＋和ATP的重要组成成分。
c.Mg是叶绿素的重要组成成分。
d.K对光合产物的运输和转化起促进作用。
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幻灯片 45②矿质元素对光合作用的影响规律：在一定范围内，矿质元素越多，光合速率就越快；超过一定浓度，光合速率不再增强，甚至由于渗透失水反而使光合速率下降。
③农业生产启示
适时适量施肥，注意施肥不要过量，否则会造成土壤溶液浓度大于细胞液浓度导致细胞失水。
（5）水对光合作用的影响
①水影响光合作用的规律
缺水时气孔关闭，影响CO2进入叶肉细胞；缺水，则叶片淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输出缓慢。因此，植物体水分减少会使光合速率下降。
②农业生产启示：合理浇灌。
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幻灯片 46（6）多因子对光合速率的影响常见坐标曲线图
①关键点P点理解：此点之前，限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。
②关键点Q点理解：此点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，影响因素为坐标图中三条曲线所表示出的其他因素。
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幻灯片 473.（2013年济南检测）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：
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幻灯片 48（1）甲图曲线中C点和E点（外界环境中CO2浓度变为零）时，植株处于何种生理活动状态__________________________________。
（2）根据甲图推测该植物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FG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。
（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为__________________________________________________________________________________________________________________。
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幻灯片 49解析：甲图中C与E点植物不吸收也不释放CO2，表明植物的光合强度等于呼吸强度；光合作用强度最高点应是CO2吸收速率最高点（D），有机物积累最多点应是光合作用减弱到等于细胞呼吸时的点（E）。
答案：（1）呼吸释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量 （2）D E （3）光照强度逐渐减弱 ATP ［H］
（4）温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2的供应
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幻灯片 50考点四 光合作用与细胞呼吸的关系
1.光合作用与细胞呼吸的区别与联系
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幻灯片 512.光合作用与有氧呼吸过程中［H］、ATP的来源与去路比较
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幻灯片 523.光合速率与呼吸速率
（1）呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。
（2）净光合速率和真正光合速率
①净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示；
②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
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幻灯片 53（3）光合速率与呼吸速率的关系
①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率（A点）。
②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。
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幻灯片 54③真正光合速率＝净（表观）光合速率＋呼吸速率。
由关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
A.光合作用产氧量＝氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量；
B.光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量；
C.光合作用葡萄糖产生量＝葡萄糖积累量（增重部分）＋细胞呼吸消耗葡萄糖量。
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幻灯片 554.（2013年滨州模拟）将金鱼藻放在一定浓度的碳酸氢钠溶液中培养，先给予10 000 lx的光照处理5分钟，再进行5 000 lx的光照处理5分钟，最后1 000 lx的光照5分钟后再黑暗处理。定时测定金鱼藻产生的气泡数量及叶细胞中C3和C5化合物的浓度的变化结果如下。据此回答：
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幻灯片 56（1）若10 000 lx光照是金鱼藻所能利用的最强光照，则限制气泡增多的内因是 ，若要增加实验中所产生的气泡数量，可适当________________________________________________等条件。
（2）实验中14 min时不产生气泡的原因是_________________；
16 min时叶肉细胞中产生［H］的细胞结构是 。
（3）图中曲线A表示 含量变化，物质A含量高于B的原因是________________________________。
（4）5 000 lx光照处理初期，物质A含量瞬时上升的原因是 ，然后含量下降的原因是____________________________
_________________________________________________________
______________________________________________________。
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幻灯片 57解析：（1）若10 000 lx光照是金鱼藻所能利用的最强光照，即光照达到饱和，则限制气泡增多的内部因素是植物细胞中光合色素的含量；适当提高CO2浓度或提高温度，可进一步提高光合速率。（2）光照减弱，光合作用强度等于细胞呼吸强度，不再有气泡产生；16分钟时处于黑暗状态，［H］只通过细胞呼吸产生，产生的场所有细胞质基质和线粒体。（3）降低光照强度后，［H］和ATP产生的量减少，C3会暂时升高，据此可推断图中A曲线表示的是C3的变化；C3高于C5的原因是一分子C5和一分子CO2反应会生成2分子C3。（4）5 000 lx光照处理初期，［H］、ATP供应不足，C3化合物还原受阻而积累；随着C5与CO2的结合，C5也会越来越少，从而导致C3含量降低。
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幻灯片 58答案：（1）光合色素含量 提高碳酸氢钠溶液浓度、提高温度 （2）光合强度和呼吸强度相等 细胞质基质和线粒体 （3）C3化合物 一分子的CO2和一分子的C5化合物形成两分子的C3化合物 （4）［H］、ATP供应不足，C3化合物还原受阻而积累 C5化合物减少，C3化合物生成受阻
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幻灯片 59一、绿叶中色素的提取与分离
1.原理解读
（1）提取：叶绿体中的色素易溶于有机溶剂而不溶于水，将叶片磨碎后可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。
（2）分离：各种色素在层析液中的溶解度有差异，所以不同色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同。
2.实验中几种化学物质的作用
（1）无水乙醇：作为提取液，可溶解绿叶中的色素。
（2）层析液：用于分离色素。
（3）二氧化硅：破坏细胞结构，使研磨充分。
（4）碳酸钙：中和研磨过程中释放出的酸性物质，从而防止叶绿体中的色素被破坏。
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幻灯片 603.实验流程
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幻灯片 61----
幻灯片 624.实验中的注意事项
（1）选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。
（2）提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。
（3）制备滤纸条：剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。
（4）画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。
（5）色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。
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幻灯片 63［特别提醒］
若将长形滤纸条换成圆形滤纸观察层析实验结果，将出现四个同心圆，从外向内顺序与纸条从上到下顺序相同。
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幻灯片 645.叶绿体色素提取分离实验异常现象分析
（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加二氧化硅，研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少。
③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低（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。
（2）滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
（3）滤纸条看不见色素带
①忘记画滤液细线。
②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。
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幻灯片 655.（2013年江南十校联考）根据对光照强度需要的不同，可把植物分为适合在阳光充足的环境中生长的阳生植物和适合在阴蔽环境中生长的阴生植物。在一定范围内，阴生植物叶片的叶绿素含量随着阴蔽程度的增加而升高。某小组为探究哪种植物是阴生植物，以叶绿素含量为测定指标，用遮阳网设置了四种遮阴条件进行实验（其他条件均适宜），结果如下表：
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幻灯片 66请回答：
（1）本实验需要提取叶绿素，研磨叶片时加入碳酸钙是为了防止_________________________________________________。
（2）从实验结果判断， 更可能是阴生植物。在一定程度的阴蔽条件下，该植物能有效地吸收光能用于光反应，光反应能为暗反应提供的物质有 。若利用纸层析法分离该植物色素，滤纸上可获得四条色素带，由上到下分别为1、2、3、4，随着遮阴程度增加，3、4色素带宽度的比值变 ，表明 含量相对增多，能更有效地吸收阴蔽环境中含量更多的波长较短的蓝紫光，从而适应环境，同时也说明了不仅光强， 也能影响植物的光合作用。
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幻灯片 67（3）该小组欲测定上述两种植物叶片在某一特定条件下的呼吸速率，并比较它们的差异，设计了简要的实验思路如下：将上述两种植物叶片分别置于密闭容器中，某一温度、在50%遮阴条件下，测定并比较两种植物叶片CO2的释放量。
该实验思路有一处错误，请指出并给予改正：________________
_______________________________________________________。
解析：（1）提取叶绿素时需要研磨叶片，使细胞破裂。加入碳酸钙可以和细胞液中的酸性物质反应，防止叶绿素被破坏。（2）从实验结果可看出，植物B的叶绿素总量随着阴蔽程度的增加而升高，因此植物B更可能是阴生植物。当植物吸收光能进行光合作用时，光反应为暗反应提供ATP和［H］。
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幻灯片 68分离色素时，滤纸上的四条色素带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。根据实验结果可知，随着遮阴程度增加，叶绿素a和叶绿素b的比值不断变小，叶绿素a和叶绿素b色素带宽度的比值变小，这表明叶绿素b的含量相对增多，从而能更有效地吸收阴蔽环境中含量更多的波长较短的蓝紫光。这也说明除了光强外，光质也能影响植物的光合作用。（3）欲测定两种植物叶片在某一特定条件下的呼吸速率，必须排除光合作用的影响，因此应将植物置于黑暗条件下，而不是50%的遮阴条件下。
答案：（1）叶绿素被破坏 （2）植物B ATP、［H］ 小 叶绿素b 光质（或光的波长） （3）50%的遮阴条件是错的，应改为黑暗条件
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幻灯片 69二、光合速率的测定方法
1.NaHCO3溶液作用
玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。
2.植物光合速率指标
植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。
3.条件
整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。
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幻灯片 706.（2013年沈阳测试）图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置放在20 ℃环境中。实验开始时，针筒的读数
是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题：
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幻灯片 71（1）以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是 mL/h。
（2）与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值 （偏高/偏低/相同），原因是____________________ _____________________________________________________。
（3）假若将该植物叶的下表皮涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的 反应阶段。
（4）如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6 mL读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30 ℃，针筒容量需要调至0.8 mL读数处，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出什么结论？__________________________________ _______________________________________________________。
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幻灯片 72解析：（1）20 ℃时光合作用的速率为（0.6－0.2）mL/0.5h＝0.8 mL/h。
（2）此装置测得的光合速率为净光合速率，低于实际光合速率。
（3）植物叶的下表皮涂上凡士林后，减少了二氧化碳的供应，影响到光合作用的暗反应。
（4）温度提升后，针筒内气体变化量大于增加光照对内部光合作用的影响，可以得出在上述条件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而温度才是限制光合作用速率的主要因素。
答案：（1）0.8 （2）偏低 植物同时进行细胞呼吸，消耗了部分氧气 （3）暗 （4）在上述条件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而温度才是限制光合作用速率的主要因素（其他合理答案也可）
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幻灯片 73类型一 光合作用的场所——叶绿体
［例1］ （2011年高考浙江卷）下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是（ ）
A.破坏叶绿体外膜后，O2不能产生
B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应
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幻灯片 74［听课记录］ 光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜，破坏叶绿体外膜不会影响光反应的进行，仍然会有O2产生，A项错误。植物叶片在衰老过程中，部分色素（如叶绿素）遭到破坏，各种色素的比例发生改变：叶绿素含量相对减少，叶黄素和类胡萝卜素含量相对增多，B项错误。与夏季相比，冬季温度较低，低温直接影响光合作用所需酶的活性，温度是影响光合速率的主要原因，C项错误。碳反应的场所是叶绿体基质，碳反应所需条件为ATP、［H］、CO2，所以在离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应，D项正确。
［答案］ D
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幻灯片 75类型二 光合作用的过程分析
［例2］ 下图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～③代表过程。据图回答下列问题：
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幻灯片 76（1）将该植物由光照下突然置于黑暗中，甲图中C3的含量将 ，C5的含量将____________________________________。
（2）乙图与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比，特有的步骤是 （填数字），这些过程发生在 中。
（3）若用18O标记甲图中的H2O，则在细胞呼吸产物中能首先测到放射性的是 ，甲、乙两图中不同数字代表同一物质的标号是________________________________________________。
（4）根据上图写出根吸收无机盐离子所需要能量来源过程：光能→ → → →吸收无机盐离子的能量。
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幻灯片 77［听课记录］ （1）由光照突然置于黑暗条件，［H］和ATP会供应不足，导致C3增多，C5减少。（2）马铃薯块茎在无氧时进行产乳酸的无氧呼吸，不具备有氧呼吸的第二、三阶段，这两个阶段分别发生在线粒体的基质和内膜上。（3）叶绿体产生的氧气在线粒体中被利用，会出现在细胞呼吸的产物水中；Ⅱ和Ⅵ代表O2，Ⅲ和Ⅶ代表CO2，属于同一物质。（4）通过光合作用和细胞呼吸，由光能转变为生命活动可利用的能量，主要途径是由光能转变为ATP中的化学能，再转变为葡萄糖中稳定的化学能，然后通过细胞呼吸转变为ATP中活跃的化学能，被生命活动利用。
［答案］ （1）增多 减少 （2）②③ 线粒体 （3）水 Ⅱ与Ⅵ、Ⅲ与Ⅶ （4）ATP中活跃的化学能 葡萄糖等有机物中稳定的化学能 ATP中活跃的化学能
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幻灯片 78类型三 影响光合作用的因素分析
［例3］ （2013年郑州模拟）对农作物光合作用和细胞呼吸的研究，可以指导我们的农业生产。下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答相关问题。
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幻灯片 79（1）由甲图可推知，与P点相比，Q点限制单株光合强度的外界因素是 （写出两种），甲实验给我们的启示是，在栽培农作物时要注意 。
（2）种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图乙所示。C～F段，叶绿体内ADP含量最高的地方是 ，叶绿体内O2的含量将 ，一昼夜内植株是否显示生长现象？并说明理由_____________________________________________________________ __________________________________。
乙图给我们的启示是，在密闭大棚种植作物时要注意 。
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幻灯片 80（3）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图丙），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）。则b－a所代表的是_____________________________________ _______________________________________________________。
（4）装置丁（如图）可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，可以确定该实验的因变量应该是 ，而自变量可以是 ；无关变量有 （写出两种）。
［听课记录］ （1）随种植密度增大，田间的通风、透光条件都变差，故与P点比，限制Q点光合作用强度的外界因素是光强、CO2浓度。（2）植物进行光合作用过程中，ATP在叶绿体基质中被消耗，故在叶绿体内基质中ADP含量最高。
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幻灯片 81因大棚密闭，总碳量不变，经过一昼夜，棚内CO2含量降低，则有机物含量增加。（3）照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行，故右（总光合作用与细胞呼吸）－左（细胞呼吸）＝总光合作用。（4）该实验的自变量是光强，因变量应该是反映光合作用强度的指标——叶片上浮速率。而影响光合作用强度的其他因素都是无关变量。
［答案］ （1）光照强度、CO2浓度 合理密植
（2）叶绿体基质 逐渐升高 生长。因为一昼夜内大棚内的CO2浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物有积累 经常补充CO2
（3）12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量 （4）单位时间上浮叶片的数量 光照强度（台灯与烧杯的距离） 温度、清水的量、CO2的含量等
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幻灯片 84本小节结束
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