2016届《导与练》一轮复习高效信息化课堂 第10讲 能量之源——光与光合作用

1、第第1010讲能量之源讲能量之源光与光合作用光与光合作用 最新考纲最新考纲 1.1.光合作用的基本过程光合作用的基本过程()()2.2.影响光合作用速率的环影响光合作用速率的环境因素境因素()()3.3.实验实验: :叶绿体色素的提取和分离叶绿体色素的提取和分离考点突破考点突破能力培养能力培养知识梳理知识梳理实验探究实验探究知识梳理知识梳理温故串知温故串知 重温教材重温教材 夯实基础夯实基础一、捕获光能的色素和叶绿体的结构一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1.1.叶绿体叶绿体(1)(1)结构模式图结构模式图(4)(4)恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验: :好氧细菌只分布于好氧细菌只分布于 被光束照射

2、的部位。被光束照射的部位。光合作用光合作用 叶绿体叶绿体2.2.叶绿体中色素的种类、含量及功能叶绿体中色素的种类、含量及功能(1)(1)色素的种类、含量色素的种类、含量 连一连连一连 (2)(2)功能功能: : 和转换光能。和转换光能。吸收、传递吸收、传递【思维激活【思维激活1 1】红枫叶片呈红色是因为叶绿体中的色素吸收红光和蓝红枫叶片呈红色是因为叶绿体中的色素吸收红光和蓝紫光吗紫光吗? ?提示提示: :不是不是, ,枫叶呈红色是因为叶绿素被破坏枫叶呈红色是因为叶绿素被破坏, ,叶绿体中的类胡萝卜素叶绿体中的类胡萝卜素及液泡中的花青素的颜色显现出来。及液泡中的花青素的颜色显现出来。【思维激活【

3、思维激活2 2】叶绿体中三碳化合物的量为什么多于五碳化合物的量叶绿体中三碳化合物的量为什么多于五碳化合物的量? ?提示提示: :暗反应暗反应COCO2 2固定时固定时, ,每消耗每消耗1 1分子分子C C5 5, ,产生产生2 2分子分子C C3 3;C;C3 3还原时还原时, ,每还每还原原2 2分子分子C C3 3, ,产生产生1 1分子分子C C5 5, ,因此当暗反应速率达到稳定时因此当暗反应速率达到稳定时,C,C3 3化合物的分化合物的分子数是子数是C C5 5化合物的化合物的2 2倍。倍。四、光合作用原理的应用四、光合作用原理的应用1.1.光合作用强度光合作用强度(1)(1)概念概

4、念: :植物在植物在 内通过光合作用制造内通过光合作用制造 的数量。的数量。(2)(2)表示方法表示方法: :用一定时间内用一定时间内 或或 的数量来定量表示。的数量来定量表示。2.2.影响因素影响因素(1)(1)空气中空气中 。(2)(2)土壤中土壤中 。(3)(3)光照的光照的 、 以及光的以及光的 。(4)(4) 的高低。的高低。单位时间单位时间原料消耗原料消耗产物生成产物生成COCO2 2浓度浓度水分含量水分含量时间时间强度强度成分成分温度温度糖类糖类3.3.应用应用控制控制 和温度的高低、适当增加作物环境中和温度的高低、适当增加作物环境中 来来提高光合作用强度。提高光合作用强度。光照

5、的强弱光照的强弱COCO2 2的浓度的浓度建网络图建网络图考点突破考点突破悟法提能悟法提能 核心归纳核心归纳 重点突破重点突破考点一考点一 光合作用过程分析光合作用过程分析 1.1.光合作用过程图解光合作用过程图解(1)(1)图图1 1中中A A表示的物质是表示的物质是, ,它由它由产生产生, ,其作用其作用主要是主要是_。(2)(2)图图1 1中中ATPATP形成所需的能量最终来自形成所需的能量最终来自。若用放射性同位素。若用放射性同位素标记标记1414COCO2 2, ,则则1414C C最终进入的物质是最终进入的物质是。(3)(3)图图2 2中曲线中曲线a a表示的化合物是表示的化合物是

6、, ,在无光照时在无光照时, ,其含量迅速上其含量迅速上升的原因是升的原因是 _。 (4)(4)曲线曲线b b表示的化合物是表示的化合物是, ,在无光照时在无光照时, ,其含量下降的原因是其含量下降的原因是_。解析解析: :(1)(1)光反应为暗反应提供的物质是光反应为暗反应提供的物质是HH和和ATP,ATP,由此可确定由此可确定A A是是H,HH,H是由水光解后经一系列过程产生的是由水光解后经一系列过程产生的, ,其作用主要是用于其作用主要是用于C C3 3的还的还原。原。 (2)(2)光反应中光反应中, ,光能转换为活跃的化学能储存于光能转换为活跃的化学能储存于ATPATP等化合物等化合物

7、中中,14CO2,14CO2的同化途径为的同化途径为1414COCO2 21414C C3 3(1414CHCH2 2O)O)。 (3)(3)、(4)(4)题干中已说明题干中已说明曲线曲线a a、b b表示表示C C3 3和和C C5 5的含量变化的含量变化, ,光照停止后光照停止后, ,光反应停止光反应停止,H,H和和ATPATP下下降降,C,C3 3的还原减弱直至停止的还原减弱直至停止, ,而而COCO2 2的固定仍将进行的固定仍将进行, ,因此因此C C3 3含量相对升含量相对升高高,C,C5 5含量相对下降含量相对下降, ,即即a a表示表示C C3 3,b,b表示表示C C5 5。答

8、案答案: :(1)H(1)H水在光下分解用于水在光下分解用于C C3 3的还原的还原(2)(2)太阳光能太阳光能(CH(CH2 2O)O)(3)C(3)C3 3COCO2 2与与C C5 5结合形成结合形成C C3 3和和C C3 3不能被还原不能被还原 (4)C(4)C5 5C C5 5与与COCO2 2结合形成结合形成C C3 3, ,且且C C3 3不能被还原为不能被还原为C C5 5(2)(2)图图2 2中中, ,若改变的条件是若改变的条件是“COCO2 2量不足到量不足到COCO2 2量充足量充足”, ,则图则图中中a a、b b分别表示哪种物质分别表示哪种物质? ?在在COCO2

9、2量充足时量充足时,a,a表示的化合物迅表示的化合物迅速上升的原因是什么速上升的原因是什么? ?提示提示: :a a表示表示C C3 3,b,b表示表示C C5 5;C;C5 5与与COCO2 2结合形成的结合形成的C C3 3量增加。量增加。误区误区1 1误认为用光照射叶绿体中提取的色素就能发生光反应误认为用光照射叶绿体中提取的色素就能发生光反应点拨点拨: :叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用, ,但发生光反但发生光反应除色素、光照之外应除色素、光照之外, ,还需还需ADPADP、PiPi、H H2 2O O、NADPNADP+ +、酶等

10、。、酶等。误区误区2 2误认为暗反应被阻断时误认为暗反应被阻断时, ,光反应不会被阻断光反应不会被阻断点拨点拨: :当暗反应被阻断时当暗反应被阻断时, ,光反应产生的光反应产生的HH、ATPATP出现积累而使光反应出现积累而使光反应受到抑制。受到抑制。误区误区3 3误认为光反应产生的误认为光反应产生的ATPATP可用于其他生命活动可用于其他生命活动, ,线粒体产生的线粒体产生的ATPATP可用于暗反应可用于暗反应点拨点拨: :光反应产生的光反应产生的ATPATP仅用于暗反应仅用于暗反应C C3 3化合物的还原化合物的还原, ,线粒体产生的线粒体产生的ATPATP用于除光合作用之外的其他生命活动

11、。用于除光合作用之外的其他生命活动。走出误区走出误区解析解析: :根据光合作用的过程可知根据光合作用的过程可知,a,a、b b为光反应产生的为光反应产生的ATPATP和和H,cH,c为为COCO2 2。若。若COCO2 2降至极低水平降至极低水平, ,则暗反应中则暗反应中C C3 3产生量降低产生量降低, ,从而导致光反应从而导致光反应产生的产生的ATPATP和和HH积累。积累。B B 考点二考点二 影响光合作用的环境因素分析影响光合作用的环境因素分析 1.1.单因子变量对光合作用速率的影响单因子变量对光合作用速率的影响( (外界因素外界因素) )(1)(1)光照强度光照强度曲线分析曲线分析(

12、 (如图如图):):A A点点: :只呼吸不光合只呼吸不光合; ;植物释放植物释放COCO2 2, ,吸收吸收O O2 2。(2)(2)应用应用: :温室栽培时温室栽培时, ,在一定光照强度下在一定光照强度下, ,白天适当提高温度白天适当提高温度, ,增加光合增加光合作用酶的活性作用酶的活性, ,提高光合速率提高光合速率, ,也可同时充入适量的也可同时充入适量的COCO2 2进一步提高光合进一步提高光合速率速率, ,当温度适宜时当温度适宜时, ,要适当提高光照强度和要适当提高光照强度和COCO2 2浓度以提高光合速率。浓度以提高光合速率。(1)(1)光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影

13、响。其中光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响。其中, ,光照光照强度直接影响光合作用的强度直接影响光合作用的过程过程; ;二氧化碳浓度直接影响光二氧化碳浓度直接影响光合作用的合作用的过程。过程。(2)(2)甲图表示在二氧化碳充足的条件下甲图表示在二氧化碳充足的条件下, ,某植物光合速率与光照强度和某植物光合速率与光照强度和温度的关系。温度的关系。 在温度为在温度为10 ,10 ,光照强度大于光照强度大于千勒克斯时千勒克斯时, ,光合速率不再光合速率不再增加。当温度为增加。当温度为30 ,30 ,光照强度小于光照强度小于L L3 3千勒克斯时千勒克斯时, ,光合速率的限制因光合速率的限

14、制因素是素是。根据甲图根据甲图, ,在乙图的坐标上标出光照强度为在乙图的坐标上标出光照强度为L L2 2千勒克斯千勒克斯, ,温度分别为温度分别为10 10 、20 20 和和30 30 时的光合速率。时的光合速率。(3)(3)丙图表示在适宜光照强度下测定的叶片光合作用强度丙图表示在适宜光照强度下测定的叶片光合作用强度( (以以COCO2 2吸收吸收速率表示速率表示) )与与COCO2 2浓度的关系。若适当增大光照强度浓度的关系。若适当增大光照强度, ,则则a a点和点和b b点如何点如何移动移动? ? 。若适当降低光照强度。若适当降低光照强度, ,则则a a点和点和b b点又如何移点又如何移

15、动动? ?。(4)(4)据丁图回答据丁图回答、三个小问题。三个小问题。强光下甲、乙、丙三种植物固定强光下甲、乙、丙三种植物固定COCO2 2能力最强的是能力最强的是。乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是(a(a、b b、c c、d)d)。当光照强度从当光照强度从a a到到b b时时, ,植物光合作用强度增加得最快。植物光合作用强度增加得最快。解析解析: :(1)(1)光是光反应的主要条件光是光反应的主要条件, ,所以光照强度主要通过影响光反应所以光照强度主要通过影响光反应过程影响光合作用过程影响光合作用, ,而二氧化碳的固定发生在暗反应而

16、二氧化碳的固定发生在暗反应, ,故故COCO2 2浓度直接浓度直接影响光合作用暗反应阶段。影响光合作用暗反应阶段。(2)(2)根据甲图可知根据甲图可知, ,温度为温度为10 ,10 ,光强大于光强大于L1L1千勒克斯时光合速率不千勒克斯时光合速率不再增加再增加; ;温度为温度为30 ,30 ,光强小于光强小于L L3 3千勒克斯时千勒克斯时, ,限制光合速率的因素是限制光合速率的因素是光照强度而不是温度。光照强度而不是温度。据甲图知光强为据甲图知光强为L L2 2千勒克斯千勒克斯, ,温度分别为温度分别为10 10 、20 20 和和30 30 的光的光合速率分别为合速率分别为2 2、4 4、

17、4,4,在乙图中标出即可。在乙图中标出即可。(3)a(3)a点时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度点时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度,b,b点时点时,CO,CO2 2吸收速率最大。吸收速率最大。当光照强度适当增强时当光照强度适当增强时, ,光合作用增强光合作用增强, ,由于呼吸作用强度不变由于呼吸作用强度不变, ,此时此时COCO2 2浓度只有小于浓度只有小于a a点时的浓度才能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度点时的浓度才能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度, ,故故a a点左移点左移; ;光照强度增强光照强度增强, ,光反应增强光反应增强, ,暗反应吸收、固定的暗反应吸收、固定的COCO2

18、 2增加增加, ,因因此此b b点右移。同理点右移。同理, ,若适当降低光照强度若适当降低光照强度,a,a点右移点右移,b,b点左移。点左移。(4)(4)光照强度可以影响植物光合作用强度光照强度可以影响植物光合作用强度, ,当光照强度为当光照强度为d d时时, ,比较三种比较三种植物可知植物可知, ,甲的光合作用强度最大甲的光合作用强度最大, ,固定的固定的COCO2 2最多最多; ;根据图中曲线可知根据图中曲线可知, ,当光照强度达到当光照强度达到c c后后, ,再增加光照强度再增加光照强度, ,乙植物的光合作用强度不再增加乙植物的光合作用强度不再增加, ,因此乙植物达到最大光合作用所需的最

19、低光照强度为因此乙植物达到最大光合作用所需的最低光照强度为c;c;当光照强度从当光照强度从a a到到b b时时, ,甲曲线的斜率最大甲曲线的斜率最大, ,因此甲植物光合作用强度增加最快。因此甲植物光合作用强度增加最快。(2)(2)L1L1光照强度光照强度如图如图(3)a(3)a点左移点左移,b,b点右移点右移a a点右移点右移,b,b点左移点左移 (4)(4)甲甲c c甲甲延伸拓展延伸拓展: :(1)(1)甲图中甲图中, ,当温度为当温度为20 ,20 ,光照大于光照大于L L2 2千勒克斯时千勒克斯时, ,限制限制光合速率的内外因素分别是什么光合速率的内外因素分别是什么? ?提示提示: :内

20、部因素主要是色素和酶的含量内部因素主要是色素和酶的含量, ,因为因为20 20 时酶的活性较低时酶的活性较低, ,同时叶绿素的含量也有所降低。外界因素是同时叶绿素的含量也有所降低。外界因素是COCO2 2浓度等。浓度等。(2)(2)丙图中丙图中, ,若将植物放在缺镁的培养液中培养若将植物放在缺镁的培养液中培养,a,a点和点和b b点如何移动点如何移动? ?若若将纵坐标改为将纵坐标改为“光合速率光合速率”, ,则则a a点表示的含义是否与原先相同点表示的含义是否与原先相同? ?提示提示: :a a点右移点右移,b,b点左移点左移; ;不同不同, ,此时此时a a点表示植物进行光合作用的最低点表示

21、植物进行光合作用的最低COCO2 2浓度浓度, ,再低于此浓度再低于此浓度, ,植物不进行光合作用。植物不进行光合作用。(3)(3)丁图中丁图中, ,若选两种植物进行间作套种若选两种植物进行间作套种, ,最宜选哪两种植物最宜选哪两种植物? ?提示提示: :甲和丙。甲和丙。突破方法突破方法表观光合速率测定方法表观光合速率测定方法(1)(1)装置图如下装置图如下, ,整个装置必须放置在光下整个装置必须放置在光下, ,对照组放一盆死植物对照组放一盆死植物, ,以排以排除温度、压强等外界因素的干扰。除温度、压强等外界因素的干扰。(2)NaHCO(2)NaHCO3 3溶液作用溶液作用: :玻璃瓶中的玻璃

22、瓶中的NaHCONaHCO3 3溶液保证了容器内溶液保证了容器内COCO2 2浓度浓度的恒定的恒定, ,满足了绿色植物光合作用的需求。满足了绿色植物光合作用的需求。(3)(3)植物光合速率指标植物光合速率指标: :植物光合作用释放氧气植物光合作用释放氧气, ,使容器内气体压使容器内气体压强增大强增大, ,毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是表观表观( (净净) )光合速率。光合速率。组别组别光照强度光照强度(lx)(lx)液滴移动液滴移动(mL/h(mL/h) )1 10 0左移左移2.22.22 22 0002 000右移右移0.2

23、0.23 34 0004 000右移右移1.81.84 46 0006 000右移右移3.93.95 58 0008 000右移右移5.95.96 610 00010 000右移右移6.56.57 712 00012 000右移右移6.56.5(1)(1)组别组别1 1中叶肉细胞产生中叶肉细胞产生ATPATP的场所是的场所是和和。引起该组。引起该组液滴左移的生理原因是液滴左移的生理原因是_。(2)(2)与组别与组别4 4相比相比, ,限制组别限制组别3 3液滴移动的主要环境因素是液滴移动的主要环境因素是。光。光照强度为照强度为12 000 lx12 000 lx时时, ,限制装置内植物光合作用

24、的环境因素主要是限制装置内植物光合作用的环境因素主要是_。(3)(3)光照强度为光照强度为8 000 lx8 000 lx时时, ,植物光合作用植物光合作用2 2小时产生氧气小时产生氧气mLmL。若光照强度由若光照强度由8 000 lx8 000 lx突然降低到突然降低到2 000 lx,2 000 lx,此时叶绿体内此时叶绿体内C3C3的相对含的相对含量将量将( (填填“升高升高”、“不变不变”或或“降低降低”),),用于暗反应的用于暗反应的ATPATP来自来自_。(4)(4)在在6 000 lx6 000 lx光照条件下光照条件下, ,将实验装置的温度提升至将实验装置的温度提升至30 ,3

25、0 ,发现液滴发现液滴右移明显减慢右移明显减慢, ,其原因是其原因是 _ _。解析解析: :(1)(1)组别组别1 1光照强度为光照强度为0,0,植物进行细胞呼吸消耗氧气植物进行细胞呼吸消耗氧气, ,产生的产生的COCO2 2被被CO2CO2缓冲液吸收缓冲液吸收, ,液滴左移。液滴左移。(2)(2)组别组别3 3与组别与组别4 4的区别在于光照强度小的区别在于光照强度小; ;当光照强度为当光照强度为12 000 lx12 000 lx时时, ,限限制光合作用的因素不再是光照强度而是制光合作用的因素不再是光照强度而是COCO2 2浓度或温度等。浓度或温度等。(3)(3)植物每小时产生氧气量等于表

26、观植物每小时产生氧气量等于表观( (净净) )光合作用与呼吸作用之和光合作用与呼吸作用之和, ,所以所以8 000 lx8 000 lx时时,2,2小时产生氧气量为小时产生氧气量为2 2(5.9+2.2)=16.2(mL)(5.9+2.2)=16.2(mL)。当光照强度。当光照强度降低时降低时, ,光反应产生的光反应产生的HH、ATPATP减少减少,C,C3 3化合物还原受阻化合物还原受阻,C,C3 3的相对含量的相对含量将升高。将升高。(4)(4)液滴右移减慢液滴右移减慢, ,说明净光合速率降低说明净光合速率降低, ,这是由于温度影响光合作用和这是由于温度影响光合作用和呼吸作用酶的活性引起。

27、呼吸作用酶的活性引起。答案答案: :(1)(1)细胞质基质线粒体细胞呼吸消耗氧气细胞质基质线粒体细胞呼吸消耗氧气(2)(2)光照强度光照强度COCO2 2浓度浓度( (或温度或温度) )(3)16.2(3)16.2升高光反应升高光反应( (类囊体类囊体) )(4)(4)光合作光合作用酶和呼吸酶的活性改变用酶和呼吸酶的活性改变, ,导致植物释放的速率减小导致植物释放的速率减小能力培养能力培养深度过关深度过关 活化思维活化思维 夺取高分夺取高分一昼夜中植物代谢强度变化曲线分析一昼夜中植物代谢强度变化曲线分析信息获取与解读信息获取与解读(1)(1)自然环境中自然环境中( (图图1)1)曲线的各点含义

28、及形成原因分析曲线的各点含义及形成原因分析a a点点: :凌晨温度降低凌晨温度降低, ,呼吸作用减弱呼吸作用减弱,CO2,CO2释放减少释放减少; ;b b点点: :上午开始有光照上午开始有光照, ,植物进行光合作用植物进行光合作用; ;bcbc段段: :光合作用小于呼吸作用光合作用小于呼吸作用; ;c c点点: :上午光合作用等于呼吸作用上午光合作用等于呼吸作用; ;cece段段: :光合作用大于呼吸作用光合作用大于呼吸作用; ;d d点点: :温度过高温度过高, ,部分气孔关闭部分气孔关闭, ,出现出现“光合午休光合午休”现象现象; ;e e点点: :下午光合作用等于呼吸作用下午光合作用等

29、于呼吸作用; ;efef段段: :光合作用小于呼吸作用光合作用小于呼吸作用; ;fgfg段段: :无光照无光照, ,植物停止光合作用植物停止光合作用, ,只进行呼吸作用。只进行呼吸作用。有关有机物情况的分析有关有机物情况的分析积累有机物时间段积累有机物时间段:ce:ce段段; ;制造有机物时间段制造有机物时间段:bf:bf段段; ;消耗有机物时间段消耗有机物时间段:Og:Og段段; ;一天中有机物积累最多的时间点一天中有机物积累最多的时间点:e:e点点; ;一昼夜有机物的积累量表示一昼夜有机物的积累量表示:SP:SP。(2)(2)密闭环境中密闭环境中( (图图2)2)曲线的各点含义及形成原因分

30、析曲线的各点含义及形成原因分析ABAB段段: :无光照无光照, ,植物只进行呼吸作用。植物只进行呼吸作用。BCBC段段: :温度降低温度降低, ,呼吸作用减弱。呼吸作用减弱。CDCD段段:4:4时后时后, ,微弱光照微弱光照, ,开始进行光合作用开始进行光合作用, ,但光合作用强度但光合作用强度 呼吸作用强度。呼吸作用强度。其中其中FGFG段表示段表示“光合午休光合午休”现象。现象。H H点点: :随光照减弱随光照减弱, ,光合作用强度下降光合作用强度下降, ,光合作用强度光合作用强度= =呼吸作用强度。呼吸作用强度。HIHI段段: :光照继续减弱光照继续减弱, ,光合作用强度光合作用强度 呼

31、吸作用强度呼吸作用强度, ,直至光合作用完全直至光合作用完全停止。停止。有关有机物情况的分析有关有机物情况的分析如果如果I I点低于点低于A A点点, ,说明经过一昼夜说明经过一昼夜, ,植物体内的有机物总量增加植物体内的有机物总量增加; ;如果如果I I点高于点高于A A点点, ,说明经过一昼夜说明经过一昼夜, ,植物体内的有机物总量减少植物体内的有机物总量减少; ;如果如果I I点等于点等于A A点点, ,说明经过一昼夜说明经过一昼夜, ,植物体内的有机物总量不变植物体内的有机物总量不变; ;一天中有机物积累最多的点一天中有机物积累最多的点:H:H点。点。解题指导解题指导解答此类题目解答此

32、类题目, ,首先弄清横纵坐标代表的含义首先弄清横纵坐标代表的含义; ;其次其次, ,明确各关键点代明确各关键点代表的生物学含义表的生物学含义; ;最后通过对光合作用、细胞呼吸过程及其关系的分最后通过对光合作用、细胞呼吸过程及其关系的分析析, ,完成解题。完成解题。【变式体验【变式体验】如图表示一株生长迅速的植物在夏季如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h24 h内内COCO2 2的净吸的净吸收量和净释放量收量和净释放量( (单位单位:mg):mg)。请回答。请回答 (1)(1)在在时时, ,该植物既没有该植物既没有COCO2 2的净吸收的净吸收, ,也没有也没有COCO2 2的净释放的净释放

33、, ,说说明此时刻明此时刻。(2)(2)测定植物呼吸速率比较简便的方法是测定植物呼吸速率比较简便的方法是。假。假设该植物在设该植物在24 h24 h内呼吸速率不变内呼吸速率不变, ,则该植物的呼吸速率为则该植物的呼吸速率为mg/h,mg/h,最高光合作用速率约为最高光合作用速率约为mg/hmg/h。解析解析: :(1)(1)图中可以看出图中可以看出, ,在在18:0018:00和和6:00,6:00,二氧化碳的吸收量均为二氧化碳的吸收量均为0,0,即呼即呼吸作用产生的二氧化碳刚好被光合作用吸收吸作用产生的二氧化碳刚好被光合作用吸收, ,此时植物光合作用强度与此时植物光合作用强度与呼吸作用强度相

34、等。呼吸作用强度相等。(2)(2)测定植物呼吸作用速率比较简便的方法是测定在黑暗条件下测定植物呼吸作用速率比较简便的方法是测定在黑暗条件下, ,单位时单位时间内间内COCO2 2释放量。图中夜间只进行呼吸作用释放量。图中夜间只进行呼吸作用, ,其二氧化碳的释放量为其二氧化碳的释放量为10 mg/h,10 mg/h,该值表示呼吸速率。假设该植物在该值表示呼吸速率。假设该植物在24 h24 h内呼吸速率不变内呼吸速率不变, ,在图在图中中C C区段二氧化碳吸收的最高值为区段二氧化碳吸收的最高值为75 mg/h,75 mg/h,此值为净光合速率此值为净光合速率, ,因此此时因此此时的真光合作用速率的

35、真光合作用速率= =净光合速率净光合速率+ +呼吸速率呼吸速率=75+10=85(mg/h)=75+10=85(mg/h)。答案答案: :(1)18(1)18时和时和6(6(缺一不可缺一不可) )光合作用强度与呼吸作用强度相等光合作用强度与呼吸作用强度相等(2)(2)测定在黑暗条件下测定在黑暗条件下, ,单位时间内单位时间内COCO2 2释放量释放量 10108585(3)(3)该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为( (用字用字母表示母表示) )。(4)(4)若某一阶段若某一阶段, ,该植物体对该植物体对COCO2 2的吸收量与释放量总是符合

36、图中所示的吸收量与释放量总是符合图中所示的曲线的曲线, ,说明该植物正处于旺盛生长的状态说明该植物正处于旺盛生长的状态, ,因为这一阶段因为这一阶段。(5)(5)中午中午1212时左右时左右, ,与曲线最高点所对应的时间相比与曲线最高点所对应的时间相比, ,该植物叶绿体内该植物叶绿体内C C3 3的含量的含量, ,原因是由于原因是由于, ,致致_ _。解析解析: :(3)(3)白天光合速率大于呼吸速率白天光合速率大于呼吸速率, ,因此因此A A和和C C区段表示的是白天积区段表示的是白天积累的有机物累的有机物; ;而夜间只进行呼吸作用而夜间只进行呼吸作用, ,因此因此B B区段表示夜间消耗的有

37、机区段表示夜间消耗的有机物物, ,因此该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为因此该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A+C-BA+C-B。(4)(4)图中看出图中看出,A+C,A+C的总面积大于的总面积大于B,B,表示植物光合作用大于呼吸作用表示植物光合作用大于呼吸作用( (同化作用大于异化作用同化作用大于异化作用),),有机物有较多的积累有机物有较多的积累, ,说明该植物正处于说明该植物正处于旺盛生长的状态。旺盛生长的状态。(5)(5)中午中午1212时左右时左右, ,由于气孔关闭由于气孔关闭, ,导致二氧化碳浓度低导致二氧化碳浓度低, ,二氧化碳的二氧化碳的固定减少固定减少,

38、 ,而而C C3 3的还原仍在发生的还原仍在发生, ,因此与曲线最高点所对应的时间相因此与曲线最高点所对应的时间相比比, ,植物叶绿体内植物叶绿体内C C3 3的含量下降。的含量下降。答案：答案：(3)A+C-B(3)A+C-B(4)A+C(4)A+C的总面积大于的总面积大于B,B,表示植物光合作用大于呼吸作用表示植物光合作用大于呼吸作用( (同化作用大于同化作用大于异化作用异化作用),),有机物有较多的积累有机物有较多的积累(5)(5)下降部分气孔关闭从外界吸收的下降部分气孔关闭从外界吸收的COCO2 2减少减少实验探究实验探究积累技能积累技能 透析实验透析实验 分析误差分析误差绿叶中色素的

39、提取和分离绿叶中色素的提取和分离 实验基础实验基础【实验原理【实验原理】(1)(1)提取提取: :绿叶中的色素溶于绿叶中的色素溶于 而不溶于水而不溶于水, ,可用可用 等有等有机溶剂提取色素。机溶剂提取色素。(2)(2)分离分离: :各种色素在各种色素在 中溶解度不同中溶解度不同, , 的随层析液在滤的随层析液在滤纸上扩散得快纸上扩散得快, ,反之则慢反之则慢, ,从而使各种色素相互分离。从而使各种色素相互分离。有机溶剂有机溶剂无水乙醇无水乙醇层析液层析液溶解度高溶解度高【实验步骤【实验步骤】透析实验透析实验1.1.为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料?

40、 ?透析透析: :新鲜绿色的叶片中色素含量高新鲜绿色的叶片中色素含量高, ,从而使滤液中色素含量较高从而使滤液中色素含量较高, ,实实验效果明显。验效果明显。2.2.为什么研磨时要迅速为什么研磨时要迅速? ?为什么研磨时要加入少量的为什么研磨时要加入少量的CaCO3CaCO3和和SiO2?SiO2?透析透析: :叶绿素不稳定叶绿素不稳定, ,易被破坏易被破坏, ,因此研磨要迅速、充分因此研磨要迅速、充分, ,以保证提取较以保证提取较多的色素。二氧化硅破坏细胞结构多的色素。二氧化硅破坏细胞结构, ,使研磨充分。碳酸钙可防止研磨使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。过程中色素被破坏。3.3

41、.为什么盛放滤液的试管管口加棉塞为什么盛放滤液的试管管口加棉塞? ?透析透析: :防止乙醇挥发和色素氧化。防止乙醇挥发和色素氧化。4.4.滤纸为什么需预先干燥处理滤纸为什么需预先干燥处理? ?在制备滤纸条时在制备滤纸条时, ,为什么将一端的两个为什么将一端的两个角剪掉角剪掉? ?透析透析: :干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散, ,剪掉两角的目的剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快, ,从而保证色素带分离整齐。从而保证色素带分离整齐。5.5.为什么滤液细线要重复画为什么滤液细线要重复画, ,且线要细、直且线要细

42、、直? ?提示提示: :重复画线是为了增加色素的浓度重复画线是为了增加色素的浓度, ,使分离出的色素带清晰分明。使分离出的色素带清晰分明。画线细、直是为了防止色素带之间出现重叠。画线细、直是为了防止色素带之间出现重叠。6.6.层析时层析时, ,为什么不能让滤液细线触及层析液为什么不能让滤液细线触及层析液? ?提示提示: :滤纸条上的滤液细线触及滤纸条上的滤液细线触及( (或没入或没入) )层析液层析液, ,会使滤液中的色素溶会使滤液中的色素溶解于层析液中解于层析液中, ,滤纸条上得不到色素带滤纸条上得不到色素带, ,使实验失败。使实验失败。误差分析误差分析误差误差1:1:色素提取液呈现淡绿色。

43、色素提取液呈现淡绿色。原因分析原因分析: :(1)(1)叶片颜色太浅叶片颜色太浅;(2);(2)绿叶不新鲜绿叶不新鲜;(3);(3)研磨不充分研磨不充分;(4);(4)未未加碳酸钙或加入量太少加碳酸钙或加入量太少;(5);(5)加入无水乙醇量太多加入无水乙醇量太多;(6);(6)研磨时间过长研磨时间过长, ,部分叶绿素被破坏。部分叶绿素被破坏。误差误差2:2:滤纸条上色素带宽窄不同滤纸条上色素带宽窄不同, ,且不整齐。且不整齐。原因分析原因分析: :不同色素的含量不同不同色素的含量不同, ,含量多的在滤纸条上呈现的色素带宽含量多的在滤纸条上呈现的色素带宽, ,这属于正常现象。不整齐的原因可能是

44、这属于正常现象。不整齐的原因可能是: :滤纸条部分区域不干燥滤纸条部分区域不干燥; ;滤液细线画得不细滤液细线画得不细, ,不直不直; ;重复画线时重复画线时, ,应干燥后再画。应干燥后再画。误差误差3:3:滤纸条上无色素带滤纸条上无色素带, ,或色素带数目少于或色素带数目少于4 4条。条。原因分析原因分析: :无色素带可能滤液细线没入层析液无色素带可能滤液细线没入层析液, ,或滤液细线中色素的或滤液细线中色素的含量过少。色素带少于含量过少。色素带少于4 4条可能选材不佳条可能选材不佳, ,如衰老叶片中叶绿素被破如衰老叶片中叶绿素被破坏等。坏等。迁移应用迁移应用叶绿体中的色素在层析液中的溶解度

45、不同叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同, ,溶解度大的色素在滤纸溶解度大的色素在滤纸条上扩散快。依据滤纸条上色素带的分布情况可用来判断叶绿体中条上扩散快。依据滤纸条上色素带的分布情况可用来判断叶绿体中色素的合成或破坏情况。色素的合成或破坏情况。注注: :叶绿素被破坏后变成黄褐色。叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果根据所学知识和实验结果, ,请回答请回答: :(1)(1)提取食用叶绿素的提取食用叶绿素的X X应该为应该为_,原因是原因是_。(2)(2)表中表中Y Y应该为应该为_, ,原因是原因是 _。(3)(3)若用作食品色素若用作食品色素, ,天然叶绿体色素不适用于天然叶绿体

46、色素不适用于食品食品, ,否否 则则_。(4)(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素, ,请你提供检测方请你提供检测方法并写出主要步骤。法并写出主要步骤。解析解析: :(1)(1)色素易溶于有机溶剂不溶于水色素易溶于有机溶剂不溶于水, ,因此提取食用叶绿素选用对人因此提取食用叶绿素选用对人体无害的有机溶剂。体无害的有机溶剂。(2)(2)据表中数据可知据表中数据可知,pH,pH梯度为梯度为1.0,1.0,因此因此Y Y的数值为的数值为8.08.0。(3)(3)据题中实验结果可知据题中实验结果可知, ,酸性条件可破坏叶绿素。酸性条件可破坏叶绿素。(4)(4)检测产品中是否含有其他色素检测产品中是否含有其他色素, ,可利用教材实验的纸层析法。可利用教材实验的纸层析法。答案答案: :(1)(1)对人体无害的有机溶剂对人体无害的有机溶剂( (食用酒精食用酒精) )叶绿素溶于有机溶剂和叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0(2)8.0以以1.01.0作为作为pHpH梯度进行实验梯度进行实验(3)(3)酸性叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质酸性叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质(4)(4)纸层析法纸层析法, ,其主要步骤其主要步