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1、第第2 2講光合作用講光合作用-2-考點一自主梳理核心突破典題試做考點四考點二考點三考點一光合作用的探索歷程請將科學家和相關實驗結論連起來-3-考點一自主梳理核心突破典題試做考點四考點二考點三判一判判一判(1)英格豪斯通過實驗得出的結論是光合作用釋放的氧氣來自于水。()(2)梅耶根據(jù)能量轉化與守恒定律明確指出,植物進行光合作用時,把光能轉變成化學能儲存在淀粉中。()提示:魯賓和卡門通過實驗得出的結論是光合作用釋放的氧氣來自于水。提示:梅耶根據(jù)能量轉化與守恒定律明確指出,植物在進行光合作用時,把光能轉化成化學能儲存起來。-4-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四1.1771年普利斯特

2、萊實驗本實驗的缺點:缺乏空白對照,實驗結果的說服力不強。2.1864年薩克斯實驗(1)本實驗中黑暗處理的目的:消耗掉葉片中原有的淀粉,避免干擾。(2)本實驗為自身對照,自變量為是否照光(一半曝光,另一半遮光),因變量為葉片是否制造出淀粉,表觀因變量為是否出現(xiàn)顏色變化(出現(xiàn)深藍色)。-5-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四3.1880年恩吉爾曼實驗(1)本實驗的實驗組為極細光束照射處的葉綠體,對照組為黑暗處的葉綠體和完全曝光的葉綠體。(2)本實驗為自身對照,自變量為光照(照光處與不照光處;局部光照與完全曝光),因變量為好氧細菌分布。-6-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考

3、點四4.1940年魯賓、卡門實驗(1)本實驗方法為同位素標記法。(2)本實驗為相互對照,自變量為標記物質 ,因變量為O2的放射性。-7-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四方法技巧恩吉爾曼實驗方法的巧妙之處 (1)實驗材料選得妙:用水綿作為實驗材料。水綿不僅具有細而長的帶狀葉綠體,而且葉綠體螺旋狀地分布在細胞中,便于觀察和分析研究。(2)排除干擾的方法妙:實驗成功的關鍵之一在于控制無關變量和減少額外變量,恩吉爾曼將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中,排除了環(huán)境中光線和氧的影響,從而確保實驗能夠正常進行。(3)觀測指標設計得妙:通過好氧細菌的分布進行檢測,從而能夠準確地判斷出水綿細

4、胞中釋放氧的部位。(4)實驗對照設計得妙:進行局部光照和完全曝光的對照實驗,從而說明實驗結果不同是由光照條件不同引起的。-8-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四例題在光合作用的探究歷程中,德國科學家梅耶根據(jù)能量轉化和守恒定律,提出了植物在進行光合作用時把光能轉化成化學能的假說。以下哪項科學實驗能證明這一假說?( )A.英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實驗B.恩吉爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍紫光的實驗C.薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用可以產生淀粉的實驗D.魯賓和卡門證明光合作用產生的氧氣來自水的實驗 答案解析解析關閉英格豪斯在實驗中證明了植物在光照條件下可以

5、改變空氣成分(即氧氣和二氧化碳),恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍紫光,魯賓和卡門的實驗只是證明了氧氣的來源,但是這些都未涉及能量的轉換。薩克斯的實驗可以證明光合作用過程中吸收的光能轉化成了有機物(淀粉)中穩(wěn)定的化學能,涉及能量的轉換。 答案解析關閉C -9-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四對應訓練下列關于科學實驗及方法的敘述,正確的是 ( ) A.利用光學顯微鏡觀察細胞膜時發(fā)現(xiàn)其具有暗亮暗三層結構B.用H218O和C18O2作對照研究光合作用的產物O2的來源C.用14CO2研究光合作用中碳的轉移途徑為CO2C3C5(CH2O)D.用極細的光束和乳酸菌處理黑暗中的水綿證

6、明葉綠體在光合作用中產生氧氣 答案解析解析關閉 答案解析關閉-10-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四考點二光合作用的基本過程填寫光合作用過程圖解 -11-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四判一判判一判(1)黃綠色葉片在光反應中不會產生ATP。 ()(2)光反應為暗反應提供H、水。()(3)離體葉綠體基質中添加ATP、H和CO2后可完成暗反應。()提示:黃綠色葉片在光反應中會產生ATP。 提示:光反應為暗反應提供H、ATP。 -12-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四1.反應式2.元素去向分析(2)碳元素:CO2C3(CH2O)(3)氫元素:H2OH(

7、CH2O)-13-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四3.光反應與暗反應的比較 -14-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四-15-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四知識拓展光照和CO2濃度變化對光合作用物質含量變化的影響 外界條件改變后,短時間內,光合作用過程中C3、C5、H、ATP的含量變化可以采用下圖分析。(1)圖示-16-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四(2)分析 -17-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四-18-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四例題(2015全國卷)為了探究不同光照處理對植物光合作用的

8、影響,科學家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定,每組處理的總時間均為135 s,處理結束時測定各組材料中光合作用產物的含量。處理方法和實驗結果如下。A組:先光照后黑暗,時間各為67.5 s;光合作用產物的相對含量為50%。B組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為7.5 s;光合作用產物的相對含量為70%。C組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為3.75 ms(毫秒);光合作用產物的相對含量為94%。D組(對照組):光照時間為135 s;光合作用產物的相對含量為100%

9、。-19-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四回答下列問題。(1)單位光照時間內,C組植物合成有機物的量(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量,依據(jù)是;C組和D組的實驗結果可表明光合作用中有些反應不需要,這些反應發(fā)生的部位是葉綠體的。 (2)A、B、C三組處理相比,隨著的增加,使光下產生的能夠及時利用與及時再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。 -20-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四答案:(1)高于C組只用了D組一半的光照時間,其光合作用產物的相對含量卻是D組的94%光照基質(2)光照和黑暗交替頻率ATP和H解析:(1)比較C組和D組可知,前者

10、光照時間為后者的一半,結果光合作用產物的相對含量C組卻是D組的94%,說明單位光照時間內C組植物合成有機物的量高于D組。光合作用的暗反應不需要光照,其發(fā)生部位是葉綠體基質。(2)A、B、C三組隨著光照和黑暗交替頻率的增加,使光反應產生的ATP和H能夠充分利用與及時再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。-21-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四失分警示辨析光合作用過程(1)光合作用光反應產生的ATP只用于暗反應階段,不能用于其他生命活動,其他生命活動所需ATP只能來自細胞呼吸。(2)CO2中的C先進入C3(不進入C5),再進入(CH2O),可用放射性同位素標記法證明。(3)若同

11、一植物處在兩種不同情況下進行光合作用:第一種情況是一直光照10 min;第二種情況是光照5 s,黑暗5 s,持續(xù)20 min,則光合作用制造的有機物:前者后者(暗反應時間長)。-22-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四對應訓練1右圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的改變的變化情況,下列對這一環(huán)境因素的改變的分析,正確的是( )A.突然停止光照B.突然增加CO2濃度C.降低環(huán)境溫度D.增加光照強度 答案解析解析關閉突然停止光照時,H和ATP減少,C3被消耗的量減少,故其含量增多,而C5的來源減少,故其含量降低。突然增加CO2濃度時,合成C3的原料增加

12、,導致C3含量增加。增加光照強度時,H和ATP增多,C3因大量消耗而減少,C5的含量增加。 答案解析關閉D-23-考點一考點二考點三自主梳理典題試做核心突破考點四對應訓練2(2015安徽卷)右圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是( )A.CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3中的化學能B.CO2可直接被H還原,再經過一系列的變化形成糖類C.被還原的C3在有關酶的催化作用下,可再形成C5D.光照強度由強變弱時,短時間內C5含量會升高 答案解析解析關閉CO2的固定實質上是CO2與葉綠體基質中的C5結合生成C3,C3被H還原,再經一系列變化,生成有機物(糖類),釋放出C

13、5,其能量變化是ATP中活躍的化學能轉變成有機物中穩(wěn)定的化學能。光照強度由強變弱時,光反應階段生成的H和ATP減少,故C3的還原減慢,生成的C5減少,所以短時間內C5含量會減少。 答案解析關閉C -24-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四考點三影響光合作用的因素及應用1.光合作用強度(1)含義:植物在 單位時間內 通過光合作用制造糖類的數(shù)量。 2.影響光合作用的環(huán)境因素包括CO2濃度、水分、光照強度、光照時間及光質、溫度的高低等。 -25-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四3.二氧化碳的濃度通過影響光合作用暗反應中CO2的固定,使C3的合成量減少,從而影響光合作用的

14、速率;土壤中水分通過影響葉氣孔的 開放度 ,從而影響 暗反應 ,間接影響光合作用的速率;光照通過影響光反應的ATP和H的合成量,從而影響光合作用的速率;溫度通過影響光合作用中酶的活性,從而影響光合作用的速率。 -26-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四判一判判一判(1)光照越弱,陰生植物光合作用越強;光照越強,陽生植物光合作用越強。()(2)某一光照強度下,檢測到新鮮葉片沒有與外界進行氣體交換,則可判斷出此葉片沒有進行光合作用。()(3)綠色植物根吸收的水分主要用于光合作用。 ()提示:在一定范圍內,隨光照強度增大,陰生植物和陽生植物的光合作用強度均增強。 提示:此種狀況下判斷葉

15、片的光合作用強度等于細胞呼吸強度。提示:綠色植物根吸收的水分主要用于蒸騰作用。-27-考點一考點二考點三自主梳理核心突破典題試做考點四1.影響光合作用的內部因素(1)陽生植物與陰生植物光能利用能力應用:由圖示看出,陰生植物光補償點與光飽和點均小于陽生植物,即BB,C葉綠素b葉黃素胡蘿卜素。(3)色素帶擴散速度與溶解度有關,擴散速度越快溶解度越大。溶解度大小依次為:胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b。(4)相鄰兩條色素帶之間距離最遠的是胡蘿卜素和葉黃素,最近的是葉綠素a和葉綠素b。-51-考點一考點二考點三考點四自主梳理核心突破典題試做例題(2015河南商丘一模)右圖所示為某同學做“葉綠體中色素的提

16、取和分離”實驗的改進裝置,下列與之有關的敘述,錯誤的是( )A.應在培養(yǎng)皿中倒入層析液B.應將濾液滴在a處,而不能滴在b處C.實驗結果應得到四個不同顏色的同心圓(近似圓形)D.實驗得到的若干個同心圓中,最小的一個圓呈橙黃色 答案解析解析關閉分離色素采用的是紙層析法,所以要在培養(yǎng)皿中倒入層析液;應將濾液滴在a處,而不能滴在b處,否則濾液會溶于有機溶劑;綠葉中含有四種色素,因此實驗結果應得到四個不同顏色的同心圓;實驗得到的四個同心圓的顏色從內到外依次是黃綠色、藍綠色、黃色和橙黃色,即最大的一個圓呈橙黃色。 答案解析關閉D-52-考點一考點二考點三考點四自主梳理核心突破典題試做易錯易混綠葉中色素的提

17、取和分離實驗異?，F(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過淺未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉,濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無水乙醇,提取的色素濃度太低(正確做法:分次加入少量無水乙醇提取色素)。未加碳酸鈣或加入過少,色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊:濾紙條上的濾液細線未畫成一條細線。(3)濾紙條看不見色素帶忘記畫濾液細線。濾液細線接觸到層析液,且時間較長,色素全部溶解在層析液中。-53-考點一考點二考點三考點四自主梳理核心突破典題試做對應訓練1在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時,甲、乙、丙、丁四位同學對相關試劑的使用情況如下表所示(“+”表示使用,“-”表示未

18、使用),其余操作均正常,他們所得到的實驗結果依次應為( )A.B.C. D. 答案解析解析關閉在綠葉中色素的提取過程中,無水乙醇、CaCO3、SiO2的作用分別是溶解提取色素、中和有機酸保護色素、充分研磨。葉綠體中的色素不溶于水,故用水替代丙酮后濾液中幾乎沒有色素,層析的結果是濾紙條上無色素帶。不加CaCO3會造成葉綠素因被破壞而含量降低,層析的結果是葉綠素a、葉綠素b對應的條帶較窄。不加SiO2則因研磨不充分而使濾液中各種色素的含量均較低,層析的結果是四條色素帶均較窄。 答案解析關閉B-54-考點一考點二考點三考點四自主梳理核心突破典題試做對應訓練2(2015山東師大附中模擬)某班學生完成對

19、新鮮菠菜葉進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時,由于各組操作不同,出現(xiàn)了以下四種不同的層析結果。下列分析錯誤的是( )-55-考點一考點二考點三考點四自主梳理核心突破典題試做A.甲可能是因為研磨時未加入SiO2B.乙可能是因為研磨時未加入CaCO3C.丙可能誤用蒸餾水做提取液和層析液D.丁是正確操作得到的理想結果 答案解析解析關閉SiO2能使研磨充分,色素釋放出來,所以甲可能是因為研磨時未加入SiO2而導致色素相對含量低;CaCO3能防止研磨中色素尤其是葉綠素被破壞,乙中顯示葉綠素含量較低,所以乙可能是因為研磨時未加入CaCO3而導致葉綠素被破壞;色素不溶于水,但能溶解于有機溶劑,丙中沒有色素帶出現(xiàn),可能誤用蒸餾水做提取液和層析液;正確操作得到的理想結果應該是離點樣處較遠的色素含量少,而離點樣處較近的色素含量多。 答案解析關閉D