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第9讲光合作用(Ⅱ)考点一环境因素对光合速率的影响(加试)1.光合速率(又称光合强度)(1)含义：一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。
(2)表示方法：产生氧气量/单位时间或消耗二氧化碳量/单位时间。
2.环境因素对光合速率的影响(1)光强度对光合速率的影响①图像分析：A点时，只进行细胞呼吸；AB段随着光强度的增强，光合作用强度也增强，但仍小于细胞呼吸强度；B点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度即光补偿点；BC段随着光强度的增强，光合作用强度增强；C点对应的光强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
②下面的四幅图表示A点、AB段、B点和B点之后的O2和CO2转移方向，但顺序已打乱，请具体填出对应区段。
③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光强度大于光补偿点；适当提高光强度可增加大棚作物产量。
(2)CO2浓度①图像分析：图1中纵坐标表示净光合速率，A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中纵坐标表示总光合速率，A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大。
②应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合速率。
(3)温度①原理分析：通过影响酶活性进而影响光合作用。
②图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内(AB段)随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；B点为酶的最适温度，光合速率最大；BC段随温度升高，酶的活性下降，植物光合速率降低。
③应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。
思考讨论1.将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内的CO2浓度会发生怎样的变化？提示玻璃容器内CO2浓度降至一定水平后保持相对稳定。
考向一 叶绿体色素的种类及提取与分离一、叶绿素和其他色素1．叶绿体中的色素（1）分布：在类囊体的膜上（叶绿体基粒上）。
（2）种类⎩⎨⎧叶绿素⎩⎪⎨⎪⎧ 叶绿素蓝绿色叶绿素黄绿色类胡萝卜素⎩⎪⎨⎪⎧叶黄素黄色胡萝卜素橙黄色2．色素颜色与光的关系：其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
3．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
3．色素的功能：吸收、传递和转化光能。
4．色素与叶片的颜色（1）生长旺盛时，叶片颜色为绿色，类胡萝卜素的颜色常被叶绿素掩盖。
（2）深秋时，叶片变黄色，原因是气候变冷，叶绿素的合成速度变慢或停止，类胡萝卜素的颜色显露出来。
二、光合色素的提取与分离1．原理（1）提取原理：绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%的乙醇中。
（2）分离原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
2．实验流程提取色素：新鲜叶片烘干粉碎后，取2 g 放入研钵中加入少量SiO 2、CaCO 3和2～3 mL 95%的乙醇→放入研钵→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口↓制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧剪滤纸条：将滤纸剪成长10 cm 、宽1 cm 的滤纸条，并在一端剪去两角铅笔画线：在距去角一端1 cm 处用铅笔画一条细的横线↓画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧用毛细吸管吸取少量滤液画线：沿铅笔画的横线均匀地画出一条细而直的滤液细线，待滤液干后，重复画线3～4次 ↓色素分离⎩⎪⎨⎪⎧①倒入试管2 mL 层析液②将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中③软木塞塞住试管口观察结果：滤纸条上色素带有四条2．滤纸条上色素的分布和对光的吸收1．下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的【答案】C2．如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。
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考纲要求 1.光合作用的概念、阶段、场所和产物[必考(b）、加试(b)]。
2。
色素的种类、颜色和吸收光谱［必考（a)、加试(a）]。
3.光反应和碳反应的过程[必考（b)、加试(b）]。
4.活动：光合色素的提取与分离［必考（b)、加试(b)].考点一光合色素和叶绿体的结构1．叶绿体的结构与功能(1)结构模式图（2）结构错误!↓决定(3）功能：进行光合作用的场所.2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。
（2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。
思考诊断1．热图解读：完善叶绿体的结构与光合作用过程观察上面的叶绿体结构示意图，完成下列问题:(1)①为外膜,②为内膜.(2）③为基粒，是由许多类囊体堆叠而成的,其膜可称为光合膜。
④为液态的叶绿体基质，含有许多酶。
2．为什么叶片一般呈现绿色？提示因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。
题型一色素的种类、颜色和吸收光谱1．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。
据图判断，以下说法不正确的是(）A．由图可知,类胡萝卜素主要吸收400~500 nm波长的光B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体中三碳酸分子的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少答案C解析类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光，A正确；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强,三碳酸分子还原加速，叶绿体中三碳酸分子的量将减少，C项错误；叶绿素b主要吸收420~470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少，D正确。
2．(2016·宁波期末联考）下表是在适宜条件下测得某植物叶绿体中色素吸收光能的情况，下列分析错误的是（)A.O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比的变化基本一致B．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时,叶绿体中三碳酸分子的量会增加C．该植物缺乏镁时，叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大D．环境温度降低，该植物对光能的利用能力将降低答案B解析植物光合作用吸收光能，发生水的光解产生O2，因此O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比的变化基本一致,A项正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，植物吸收的光能增加,光反应加快,为碳反应提供的NADPH和ATP增加,三碳酸分子的还原速率加快,叶绿体中三碳酸分子的含量减少，B项错误;镁是叶绿素的重要构成成分，植物缺乏镁时,叶绿素a含量降低，吸收的光能百分比的减少幅度更大，C项正确；表中实验数据是在最适温度条件下所得的实验结果,因此环境温度降低,该植物对光能的利用能力将降低,D项正确。
归纳提升影响叶绿素合成的因素（1）光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗环境中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。
（2）温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成.低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶片变黄。
(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。
题型二叶绿体的结构3．如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图,下列有关叙述错误的是(）A．①和②均为选择透性膜B．③上分布有与光反应有关的色素和酶C．在③上形成的产物NADPH和ATP进入④中为碳反应提供物质和能量D．④中进行的反应使ATP进入糖类等有机物中答案D解析①和②分别表示叶绿体的外膜和内膜，为生物膜,具有选择透性；③为基粒，其上分布着光反应所需的色素和酶;光反应的产物NADPH和ATP进入④叶绿体基质中，为碳反应提供还原剂氢和能源物质ATP;ATP水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，而非直接将ATP转移到有机物中。
4．如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图.下列相关叙述正确的是（)A．甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大B．图乙所示的结构来自图甲中的③C．③中的所有色素分子都可以吸收红光和蓝紫光D．图甲是光合作用的基本单位，蓝细菌可以进行光合作用的原因是具有图甲结构答案B解析图甲中的①②③和④分别是叶绿体外膜、内膜、基粒和基质，乙所示的膜结构来自图甲中的③。
叶绿体扩大膜面积主要靠片层结构中的类囊体膜。
③中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
叶绿体是进行光合作用的基本单位,蓝细菌是原核细胞，除核糖体外，无其他细胞器，其能进行光合作用的原因是有藻蓝素和叶绿素。
考点二光合作用的概念及其过程1．光合作用的概念和反应式(1）光合作用指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把CO2和H2O转化成贮存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
（2)总反应式：6CO2＋12H2O错误!C6H12O6＋6H2O＋6O2。
2．光合作用的过程Ⅰ。
光反应(1）条件：叶绿体色素、酶、光和水。
(2)场所:叶绿体类囊体膜.(3)产物：NADPH、ATP、O2。
(4)物质转变①水在光下裂解为H＋、O2和电子。
②水中的氢(H＋＋e－）在光下将NADP＋还原为NADPH.（5）能量转变：光能被吸收并转化为ATP和NADPH中的化学能。
Ⅱ.碳反应(1)条件：多种酶、ATP、NADPH。
(2)场所：叶绿体基质。
(3）产物：三碳糖。
（4）主要变化①CO2的固定：CO2＋RuBP―→2三碳酸分子。
②三碳酸分子的还原：三碳酸分子接受NADPH中的氢和ATP 中的磷酸基团及能量，被还原成三碳糖，这是碳反应形成的产物。
③RuBP的再生每3个CO2分子进入卡尔文循环就形成6分子的三碳酸分子,后者都被还原为三碳糖，其中5个三碳糖分子在循环中再生为RuBP，另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环，或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质或脂质,或运出叶绿体，转变成蔗糖.思考诊断1．写出光合作用的总反应式及各元素的去向提示2．光反应与碳反应的区别与联系项目光反应碳反应条件需色素、光、酶不需色素和光，需要多种酶场所叶绿体的类囊体膜叶绿体基质物①水光解:①CO2的固定：CO2＋质转化H2O――→光2H＋＋2e－＋错误!O2；②ATP和NADPH的合成：ADP＋Pi＋光能――→酶ATP;NADP＋＋H＋＋e－错误!NADPHRuBP错误!2三碳酸分子②三碳酸分子的还原：三碳酸分子错误!三碳糖③RuBP的再生和其他有机物的形成：能量转换光能→活跃的化学能，并贮存在ATP和NADPH中ATP和NADPH中的活跃化学能→有机物中稳定的化学能3.光照和CO2浓度变化对光合作用物质变化的影响变化条件三碳酸分子RuBPNADPH和ATP三碳糖CO2供应不变光照强→弱增加减少减少减少光照减少增增加增加弱→强加光照不变CO2充足→不足减少增加增加减少CO2不足→充足增加减少减少增加题型一光反应和碳反应的过程1．下图表示光合作用的碳反应过程。
下列叙述错误的是（)A．①是3－磷酸甘油酸B．②和③在类囊体膜上产生C．⑤是核酮糖二磷酸D．⑥可在叶绿体内转变为氨基酸答案C解析图中①为3－磷酸甘油酸（三碳酸分子）,②为A TP，③为NADPH,④为NADP＋，⑤为三碳糖.2. 如图为大豆叶片光合作用碳反应阶段的示意图.下列叙述正确的是（)A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为三碳酸分子中的化学能B．CO2可直接被NADPH还原，再经过一系列的变化形成糖类C．被还原的三碳酸分子在相关酶的催化作用下，可再形成RuBP D．光强度由强变弱时，短时间内RuBP含量会升高答案C解析ATP中的能量转化到有机物中,成为稳定的化学能的过程,不参与CO2的固定，A项错误;在碳反应中，绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被还原。
它首先与RuBP结合,形成三碳酸分子，三碳酸分子接受ATP释放的能量并被NADPH还原，再经一系列变化形成糖类，另一部分形成RuBP，B项错误；三碳酸分子被NADPH还原后可再形成RuBP，此过程中需要酶参与，C项正确；光强度由强变弱时，会造成NADPH和ATP在短时间内减少，RuBP的合成速率下降，而其分解速率不变,所以RuBP的含量会下降，D项错误。
题型二条件骤变对光合作用物质含量变化的影响3．（2016·宁波模拟）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中3－磷酸甘油酸、RuBP及ATP相对含量的变化是(）A．上升、下降、上升B．上升、下降、下降C．下降、上升、下降D．下降、上升、上升答案D解析二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固定过程，二氧化碳含量由高到低时,二氧化碳的固定过程变弱，该反应的反应物RuBP消耗减少，剩余的RuBP相对增多；生成物3－磷酸甘油酸减少，由于3－磷酸甘油酸的化合物减少,则又影响了3－磷酸甘油酸的还原，使得3－磷酸甘油酸的还原反应减弱，则消耗的NADPH和ATP量减少，所以NADPH和ATP剩余的量增多，所以突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中3－磷酸甘油酸的含量减少、RuBP的含量增多、ATP的含量增多。
4．（2014·新课标Ⅰ，2）正常生长的绿藻,照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是(）A．O2的产生停止B．CO2的固定加快C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降答案B解析正常生长的绿藻,照光培养一段时间,说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后,改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和NADPH停止产生,所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止后，碳反应中3-磷酸甘油酸还原受影响,RuBP减少,CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。
考点三活动：光合色素的提取与分离1．实验原理2．实验步骤实验中的注意事项及操作目的④滤液细线干燥后重复画3～4次使分离的色素带清晰便于观察⑤滤液细线不能触及层析液防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中问题探究（1）分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。
提示不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之色素带窄。
（2)分析并比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小.提示①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。
②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。
