1、1原理解读(1)色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。(2)各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。2实验流程图示3实验中几种化学试剂的作用(1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。(2)层析液用于分离绿叶中的色素。(3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。4实验中的注意事项(1)选材：应选取新鲜、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)画滤液细线
2、：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。(4)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。5色素提取液呈淡绿色的原因分析(1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。(3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。1普利斯特利的实验(1)实验过程及现象(2)实验分析缺少空白对照，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。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
3、长。限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。2萨克斯的实验(1)实验过程及现象(2)实验分析设置了自身对照，自变量为照光和遮光，因变量是颜色变化(有无淀粉生成)。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。本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。3水绵实验(1)实验过程及结论实验结论叶绿体是进行光合作用的场所。 O2是由叶绿体释放的。(2)实验分析本实验设计的巧妙之处在于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；用好氧细胞确定O2释放的部位，便
4、于观察。没有空气的黑暗环境排除了O2和光的干扰。设置了对照实验，自变量为光照(照光处与不照光处；黑暗与完全曝光)，因变量是好氧细菌的分布。4鲁宾和卡门的实验(1)实验过程及结论H218OCO2植物18O2 H2OC18O2植物O2光合作用释放的O2全部来自水。(2)实验分析设置了对照实验，自变量是标记物质(H218O和C18O2)，因变量是O2的放射性。1光合作用过程图解2反应方程式及元素去向3叶绿体处于不同条件下，C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化项目条件C3C5H和ATP(CH2O) 合成量光照不变停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变CO2供应增加增加减少减少增
5、加光照不变，CO2供应不变，(CH2O)运输受阻增加减少增加减少停止光照CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照CO2供应不变减少增加增加增加1探究光照强度对光合作用强度的影响及相关分析(1) 实验流程项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量甲10片20 mL强多乙10片20 mL中中丙10片20 mL弱少(2)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片产生的O2多，浮起的多。)(3)光照强度与光合作用速率的关系曲线分析应用曲线分析A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照强度增强
6、，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度 B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。2CO2浓度对光合作用强度的影响(1)曲线分析：图1和图2都表
7、示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增强。图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点。(2)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。3温度对光合作用速率的影响(1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降
8、低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。4必需元素供应对光合速率的影响(1)曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。(2)应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。5水分的供应对光合作用速率的影响(1)影响：水是光合作用的原料，缺水即可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。(2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。1区别与联系光合作用有氧呼吸代谢类型合成作用(或同化作用)分解作用(或异化作用)物质变化无机物合成有机物有机物分解成无机物能量变化
9、光能化学能(储能)化学能ATP、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行联系2.光合作用与细胞呼吸的计算(1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。(2)在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率表现光合速率呼吸速率。如图所示：(3)呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加
10、量、O2减少量或有机物减少量，即表示呼吸速率。(4)一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可用下式表示：积累量白天从外界吸收的CO2量晚上呼吸释放的CO2量。例一 (2010东营模拟)右面是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是 ()A提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲乙)(丙丁)C四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D四种色素中，丙和丁主要吸收红光解析：在提取色素时加入的碳酸钙是为了保护色素不被破坏；从扩散距离可知：丁、丙、乙、甲分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。水稻收获季节，叶片变黄故叶绿素含量极低；溶解
11、度越大、扩散速度越快，故丁的溶解度最大；丙和丁主要吸收蓝紫光。答案：B如图用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素 ()A叶绿素、类胡萝卜素B类胡萝卜素、叶绿素C叶黄素、叶绿素a D叶绿素a、叶绿素b答案：A解析：根据曲线分析可知，A主要吸收红光和蓝紫光，B主要吸收蓝紫光，因此A为叶绿素，B为类胡萝卜素。例二 光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是()A叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应B叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应解析：光反应是在叶绿体内囊状
12、结构的薄膜上进行的，该过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体内的基质中进行的，该过程有光无光均可。答案：DCO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2减少，下列叙述中最直接的原因是 ()ACO2不足使固定形成的三碳化合物减少B三碳化合物还原所消耗的ATP和NADPH减少CATP和NADPH减少使光反应分解水减少DADP、Pi、NADP减少使光反应分解水减少答案：D解析：根据教材中的光合作用图解可知，CO2供应不足，C3化合物减少，光反应积累的NADPH和ATP的量相对增多，细胞中ADP、Pi、NADP相应地减少，光反应能力下降，分解水减少，释放O2减少。例三 在下列4种实验条件下，测定
13、了不同光照强度对光合作用速率的影响，实验条件记录于下表中。根据实验结果绘制成的曲线如图所示：实验CO2浓度(%)温度()10.103020.102030.033040.0320以上实验可知对光合作用速率的限制因素的描述正确的是 ()ABCD实验2光强度0.1%CO2温度温度实验40.03%CO2光强度光强度0.03%CO2P点温度温度CO2浓度光强度解析：本题综合考查学生的识图、推理判断能力。比较实验1、2可知，限制实验2的因素是温度；比较实验2、4可知，限制实验4的因素是CO2浓度；实验1、2、3、4在P点时光合速率都较低，是光照强度太低的缘故。答案：D例四 科学家研究小麦20 时光合作用强
14、度与光照强度的关系，得到如下图所示曲线，下列有关叙述不正确的是 ()A随着环境温度的升高，cd段位置不断上移Ba点时的叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体C其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动D外界条件均适宜时，c点后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关答案：A解析：本题考查的是光照强度、矿质元素、温度及植物内部因素对光合作用的影响情况。酶的活性受温度的影响，随着环境温度的升高，二氧化碳的吸收量会有所增加，但不会不断升高，在超过最适温度后有所下降；a点时因没有光照，叶肉细胞只进行呼吸作用，产生ATP的细胞器只有线粒体；当植物缺Mg时，叶绿素减少，光反应减弱，暗反应合成的
15、有机物减少，b点将向右移动；c点之后限制光合作用的因素是暗反应，可能与叶绿体中酶的数量有关。实验测得一片叶子在不同光照条件下CO2吸收与释放的情况如图所示。图中所示细胞发生的情况与曲线中AB段(不包括A、B两点)相符的一项是 ()解析：图中AB段呼吸作用大于光合作用，因此线粒体中产生的CO2一部分进入叶绿体进行光合作用，一部分释放出去。答案：A(2010湛江模拟)下图表示在不同光照强度下某植物的氧气释放量。该植物在2 000 lx光照强度下，每小时光合作用所产生的氧气量(mL)是 ()A17B12C18D23答案：D解析：真正光合速率净光合速率呼吸速率。无光条件下，氧气释放速率呼吸速率。每小时光合作用所产生的氧气量为：17623。
