1、第十一屆能量源光和光的合作用試驗綱要 1.光合作用的基本過程()。 2 .影響光合速率的環(huán)境因素()。 3 .實驗：葉綠體色素的提取和分離。一、捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)1 .葉綠體(1)結(jié)構(gòu)圖(2)結(jié)構(gòu)決定(3)功能：進(jìn)行光合作用的場所決定(4)恩格爾曼實驗：好氧細(xì)菌僅分布在葉綠體光束照射的部位巧記葉綠體：由葉綠體膜二層、基質(zhì)化學(xué)基粒構(gòu)成，類囊體堆積，附著色素酶催化劑，吸收光能轉(zhuǎn)化，有很好的光合作用場所。2 .色素的種類和功能色素功能葉綠素葉綠素a :青綠吸收藍(lán)紫色的光和紅色的光葉綠素b :黃綠色類胡蘿卜素葉黃素類：黃色吸收藍(lán)紫色的光胡蘿卜素：橘紅色(1)葉綠體和氣泡都有色素，但只有葉綠體

2、中的色素參與光能的捕捉。 (2)葉綠體中的色素只存在于光反應(yīng)部位3354葉綠體系膠囊的薄膜上，與光合作用相關(guān)的酶催化劑存在于兩個部位3354葉綠體系膠囊的薄膜上和基質(zhì)中。二、光合作用的探索過程中隊和中科學(xué)家用什么樣的技術(shù)手段得出實驗結(jié)論？這種技術(shù)手段有什么用途？跟蹤提示同位素標(biāo)識牌法的某個元素體和物質(zhì)的移動目的地。三、光合作用的反應(yīng)公式和過程1 .反應(yīng)式： CO2 H2O(CH2O) O2。2 .進(jìn)程(1)區(qū)別(2)聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和ATP。 暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP，Pi。作出判決1 .葉綠體中的色素主要分布于類囊體腔內(nèi)()提示分布在類囊體的薄膜上。2 .光合所需的酶催化劑僅分布在

3、葉綠體基質(zhì)中()提示同時存在于類囊體的薄膜上和葉綠體基質(zhì)上。3 .葉綠體是光合作用的主要場所()提示是所有的地方。4 .暗反應(yīng)必須在無光條件下進(jìn)行。 （）四、影響光合速率的環(huán)境要素1 .空氣中CO2的濃度。2 .土壤中水分的量。3 .光的長度、強(qiáng)度和光的成分。4 .溫度的高低等。試驗點分析光合作用的過程完善光合作用的過程圖進(jìn)行思考1 .光合作用總反應(yīng)式表示各元素體的由來和去路2 .比較表光反應(yīng)和暗反應(yīng)項目光反應(yīng)暗反應(yīng)條件需要光、色素、酶催化劑等不需要光和色素，但需要多種酶催化劑、ATP和h地點葉綠體膠囊的膠片上在葉綠體的基質(zhì)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化水的光解： H2OH O2 ATP的形成： ADP Pi光能

4、ATPCO2的固定： CO2 C52C3C3還原： c3(h ) c 5能量轉(zhuǎn)化光能電能活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi容易出錯的警告關(guān)于光合作用過程的3個容易出錯的地方(1)同一植物在兩種不同情況下進(jìn)行光合作用甲： 10分鐘一直照射著光。乙：光持續(xù)5秒，暗持續(xù)5秒，持續(xù)20分鐘的話，光合成的有機(jī)物：甲乙(暗反應(yīng)時間長)。(2)在CO2中，c進(jìn)入C3，不進(jìn)入C5 (CH2O )，最后，在C5中，c不進(jìn)入(ch2o )，可以用放射性同位素元素體標(biāo)識牌法證明。(3)基于光合成光反應(yīng)的ATP僅在暗反應(yīng)階段使用，不能使用于其他

5、生命活動，其他生命活動所需的ATP僅從細(xì)胞氧化獲得。1 .圖是葉綠體的構(gòu)造和功能的示意圖，以下的說法錯誤的是()a .結(jié)構(gòu)a中的能量變化是從光能向ATP中的化學(xué)能的轉(zhuǎn)換提供14CO2，放射性出現(xiàn)的順序為CO2C3甲c .結(jié)構(gòu)a釋放的O2進(jìn)入腺粒體d .如果緊急停止CO2的供給，則在短時間內(nèi)C3的含量增加答案d在解析光合成中，CO2首先生成C5和C3，當(dāng)停止供給CO2時，生成C3的解析光合成生成量減少，但由于其消耗量不變，所以在短時間內(nèi)C3的含量減少。2.(2011新課標(biāo)全國卷，29 )在光照等適宜條件下，將CO2濃度為1%的環(huán)境中培養(yǎng)的某些植物快速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉暗

6、反應(yīng)中C3和C5化合物的微克分子濃度變化趨勢如下圖所示。 回答問題：(1)圖中的物質(zhì)a為c 3化合物、C5化合物。(2)在2)co2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)b的濃度低于a，原因是：使CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)b濃度上升的原因是(3)使該植物在CO2濃度為0.003%的環(huán)境中繼續(xù)生長的話，在暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定的話，物質(zhì)a的濃度就會比b的_ _ _ _ _ (低，高)高。(4)當(dāng)CO2濃度為0.003%時，該植物的光合速率最大時所需的光的強(qiáng)度，與CO2濃度為1%時的強(qiáng)度相比，是(1)C3化合物(2)的暗反應(yīng)速度在該環(huán)境下穩(wěn)定，即C3和C5化合物的含量穩(wěn)定，從暗

7、反應(yīng)的特征來看，此時C3化合物的分子數(shù)為C5化合物的2倍，CO2濃度急劇降低時，C5化合物的合成速度不變，消耗速度變慢，導(dǎo)致C5化合物的蓄積(3)分析(1)CO2濃度降低時，C3化合物減少，消耗持續(xù)，因此C3化合物的濃度降低，因此物質(zhì)a代表C3化合物。 (2)正常情況下，1 mol CO2與1 mol C5化合物結(jié)合形成2 mol C3化合物，即C3化合物的濃度是C5化合物濃度的2倍。 CO2濃度急速下降到0.003%時，C5化合物的產(chǎn)生量不變，消耗量減少，因此C5化合物的濃度上升。 (3)當(dāng)CO2濃度繼續(xù)達(dá)到0.003%時，由于光反應(yīng)產(chǎn)物H和ATP的積累，光反應(yīng)過程受到抑制，足量的H和ATP

8、使暗反應(yīng)中C5化合物的濃度逐漸下降，C3化合物的濃度逐漸上升，相對穩(wěn)定時，C3化合物的濃度仍下降。 (4)由于CO2濃度低時暗反應(yīng)變?nèi)?，需要的H和ATP量減少，因此CO2濃度為0.003%時，能夠以低照度實現(xiàn)最大光合速率。結(jié)合下圖，請分析照明和CO2濃度如表所示變化時，如何輸入與表相關(guān)的信息條件C3C5h和可承諾量模型分析光從強(qiáng)到弱，CO2的供給不變增加減少減少或無光從弱到強(qiáng)，CO2的供給不變減少增加增加光線不變，CO2從一盞茶到不足減少增加增加光線不變，CO2因不足而一盞茶增加減少減少試驗點2的焦點影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用1 .單因素因素(1)照度原理分析：光強(qiáng)影響光合速率的

9、原理通過影響光反應(yīng)階段，制約ATP和H的產(chǎn)生，進(jìn)一步制約暗反應(yīng)階段。影像分析： a點時只進(jìn)行細(xì)胞氧化的AB段隨著光強(qiáng)的增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也增強(qiáng)，但比細(xì)胞氧化強(qiáng)度小的b點時代謝的特征是光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞氧化強(qiáng)度相等BC段隨著光強(qiáng)的增強(qiáng)，與光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)的c點對應(yīng)的照度為光吸收點，是限制c點的環(huán)境填孔完成后，下面的4張圖表示a點、AB段、b點、b點以后的氧和二氧化碳的移動方向。答案應(yīng)用分析：為了使植物正常生長，光照強(qiáng)度必須大于對應(yīng)b點的光照強(qiáng)度，適當(dāng)提高光照強(qiáng)度，可以增加溫室大棚作物產(chǎn)量。(2)光照射面積影像分析： OA段表示光合作用實量隨著葉面積的增大而增大，a點是光合作用面積的吸收點。

10、 之所以隨著葉面積的增大，光合強(qiáng)度不再增加，是因為很多葉被遮擋，光不足。OB段顯示，干物質(zhì)量隨著光合作用的增加而增加，a點以后光合作用強(qiáng)度不再增加，但隨著葉面積的增加呼吸量(OC段)增加，干物蓄積量下降(BC段)。應(yīng)用分析：適當(dāng)剔苗、修剪、合理施肥、澆水、避免徒長。 封行太快，中下層的葉子接受的光往往在光補償點以下，浪費有機(jī)物，招致不必要的浪費。(3)CO2濃度原理分析： CO2濃度影響光合作用的原理影響暗反應(yīng)階段，從而制約C3的生成。影像分析：圖1中的a點表示光合速率與細(xì)胞氧化速度相等時的CO2濃度、即CO2補償點，圖2中的a 點表示進(jìn)行光合成所需的CO2的最低濃度應(yīng)用分析：大氣中CO2濃度

11、在OA段時，植物在不能進(jìn)行光合作用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以采取增加農(nóng)家肥等措施，增加CO2濃度，提高光合速率。(4)溫度原理分析：通過影響酶活力影響光合作用。圖像分析：低溫會導(dǎo)致酶活力降低，引起植物的光合速率降低，在一定范圍內(nèi)隨著溫度的上升，酶活力上升，光合速率也引起增強(qiáng)的溫度過高，導(dǎo)致酶活力降低，植物的光合速率降低。應(yīng)用分析：在溫室中白天調(diào)整到最適合光合作用的溫度，提高光合速率晚上適度降低溫室溫度，降低細(xì)胞氧化，保證植物有機(jī)物的蓄積。(5)必須礦元素元素體畫像分析：在一定濃度范圍內(nèi)，增加必要的礦元素元素體的供給，可以提高光合速率，但超過一定濃度的話，土壤溶液濃度過高，植物光合速率降低。應(yīng)用分析：在

12、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)植物的需要肥規(guī)律，適時適量增加施肥材料，可提高作物的光能利用率。2 .多因素因素(1)曲線分析： p點的情況下，限制光合速率的要素應(yīng)該是用橫軸表示的因子，隨著該因子變強(qiáng)，光合速率變高。 到了q點，用橫軸表示的因子不再是影響光合速率的因子并且為了增加光合速率，可以采取適當(dāng)增加圖中其它因子的方法。(2)應(yīng)用：溫室栽培時，在一定照度下，白天適度提高溫度，提高光合作用酶催化劑活性，提高光合速率，云同步中填充適量的CO2進(jìn)一步提高光合速率，溫度適當(dāng)時適度提高光合作用強(qiáng)度和CO2濃度提高光合速率。容易出錯的警告光合作用影響因素中的2個容易忽略的點(1)容易忽略溫度變化對光合作用的影響。 溫

13、度變化時，無論是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)受影響，但主要影響暗反應(yīng)。 這是因為參與暗反應(yīng)的酶催化劑的種類和數(shù)量多于參與光反應(yīng)的酶催化劑的種類和數(shù)量。(2)容易忽略2)co2濃度對光合作用的影響。 CO2濃度低時，無法進(jìn)行光合作用。CO2濃度大于某個值時，進(jìn)行光合作用。 對植物來說也存在CO2的補償點和吸收點，如果CO2濃度過大，植物的呼吸作用被抑制，影響光合作用。3 .甲圖和乙圖表示某植物在適當(dāng)?shù)腃O2濃度條件下的光合速率和環(huán)境要素的關(guān)系，以下的相關(guān)記述有錯誤的地方是()a .在甲圖中，在a 點限制光合速率的主要因素是光強(qiáng)度，在b 點限制光合速率的主要因素是溫度或CO2濃度從乙圖可以看出，一旦超過一定的

14、溫度，光合速率就會隨著溫度的升高而降低c .溫度主要通過影響酶催化劑的活性來影響光合速率d .光強(qiáng)從突然地a變?yōu)閎時，短時間內(nèi)葉肉細(xì)胞中的C3含量增加答案d解析甲圖表示光強(qiáng)和溫度對光合速率的影響，乙圖表示溫度對光合速率的影響。 在分析甲圖某一點的限制因素時，要看曲線是否達(dá)到了吸收點。 在未達(dá)到吸收點(a點等)的情況下，限制要因達(dá)到用橫軸表示的要因、即作為照明強(qiáng)度的吸收點之后(例如b點)，限制要因是橫軸表示的要因以外的要因、例如溫度或CO2濃度。 光強(qiáng)度急劇增強(qiáng)時，光反應(yīng)速度加快，產(chǎn)生更多的H和ATP，在短時間內(nèi)C3的還原速度加快，CO2的一定速度不變，因此C3的含量減少。4 .環(huán)境因素對綠色植

15、物光合速率的影響如圖所示，圖中準(zhǔn)確為()a .在a點或b點時，可以在葉肉細(xì)胞的胞質(zhì)溶膠、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)上產(chǎn)生ATPb .環(huán)境中鎂不足時，CO2的含量不變化，a點有可能降低到b點與c.a點相比，b點葉綠體中的三碳化合物的含量多D.a點和b點的光合速率的不同是由于光強(qiáng)度和CO2濃度的不同造成的答案b因為葉肉細(xì)胞解析時時刻刻進(jìn)行呼吸作用，所以胞質(zhì)溶膠、腺粒體基質(zhì)產(chǎn)生ATP，而光合作用產(chǎn)生ATP的場所是在葉綠體中的類囊體薄膜上。 環(huán)境中鎂不足的話，葉綠素的合成就會減少，在相同的光強(qiáng)等條件下光合速率會下降。 b點與a點相比，照度相同，但CO2濃度低，因此合成三碳化合物的量少，兩者產(chǎn)生的H與ATP

16、同樣多，還原消耗的三碳化合物的量相同，因此在b點葉綠體中的三碳化合物的含量少。 由圖可知，a點和b點的光合速率不同的原因是CO2濃度的不同。對于具有吸收點(平衡點)的坐標(biāo)曲線，在分析其限制因素時，必須分為兩部分(1)達(dá)到吸收點的制約因素是橫坐標(biāo)表示的因素。(2)達(dá)到吸收點后的制約因素是橫軸表示的因素以外的因素。試點三光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實驗分析1.1771年普里斯托利實驗本實驗的缺點：缺乏空白對照，實驗結(jié)果說服力不強(qiáng)。2.1864年薩克斯實驗(1)本實驗中黑暗處理的目的：消耗葉片內(nèi)在淀粉，避免干擾。(2)本實驗是自我對照，自變量是否照光(半曝光和已經(jīng)半遮光)，變量是葉子是否制成淀粉，外觀是變量是否發(fā)生顏色變化(是否出現(xiàn)藏藍(lán)色)。3.1880年恩格爾曼實驗(1)本實驗組為極細(xì)光束照射處的葉綠體，對照組為暗處的葉綠體和完全曝光的葉綠體。(2)本實驗中自我對照，自變量為光照射(照光處和不照光處暗黑和完全曝光)，因為變量為好氧細(xì)菌分布。容易錯誤地警告恩格爾曼的實驗方法的巧妙(1)實驗材料為好極了：使用棉作為實驗材料。 水綿