# 生物步步高9.光与光合作用

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- 绿叶中色素的提取和分离
- 实验原理
- 提取：**有机溶剂（如无水乙醇）**能溶解色素。
- 分离：色素在**层析液**中的**溶解度**不同，在滤纸条上扩散的速度不同。
- 实验步骤
- 提取绿叶中的色素
- 研磨：剪碎绿叶。
- 二氧化硅：**研磨充分**。
- 碳酸钙：**保护叶绿素**。
- 无水乙醇：**溶解色素**。
- 制备滤纸条：一端剪去两角，使**扩散均匀**。
- 画滤液细线：细、齐、直（待干后重复一两次）
- 分离绿叶中的色素
- 滤纸条插入层析液中，层析液不能触及滤液细线。
- 原因：**防止色素溶解于层析液中**。

绿叶中色素的提取和分离实验结果，从上到下依次是？含量？溶解度？扩散速度？
胡黄ab.
胡<黄<b<a，a 最多。
溶解度、扩散速度从上到下递减。

叶绿体的功能：进行**光合作用**的场所。

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!这是什么？
叶绿体。

叶绿素主要吸收 **[1]红光和蓝紫光**，类胡萝卜素主要吸收 **[1]蓝紫** 光。

可见光的波长范围大约是？
390-760nm

判断：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。
正确。

!生产上，用何种颜色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高？
!阴天时，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源？
无色，因为日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。
应选择补红光和蓝光的照明灯。

判断：提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分。
错误，是保护叶绿素。（中和有机酸）

判断：绿叶中含量越多的色素，在滤纸条上扩散越快。
错误。

判断：叶绿素 a 与叶绿素 b 只吸收蓝紫光和红光。
错误，主要。

判断：植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。
错误，是叶绿体的颜色。

海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布一般依次是浅、中、深，这种现象与**光能捕获**有关，即**不同颜色的藻类吸收不同波长的光**。

判断：未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来，会导致滤纸条上色素带颜色过浅。
正确。

判断：使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少，会导致滤纸条上色素带颜色过浅。
正确。

判断：一次加入的无水乙醇过多，导致提取液浓度太低，会导致滤纸条上色素带颜色过浅。
正确。

判断：未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏，会导致滤纸条上色素带颜色过浅。
正确。

判断：画滤液细线次数过少，会导致滤纸条上色素带颜色过浅。
正确。

判断：选用的绿叶叶脉过多，叶肉细胞过少，会导致滤纸条上色素带颜色过浅。
正确。

绿叶中色素的提取和分离实验中，滤纸条色素带重叠的可能原因？
滤纸条未经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。

绿叶中色素的提取和分离实验中，滤纸条看不到色素带的可能原因？
忘记画滤液细线。
滤液细线触及层析液，色素全部溶解到层析液中。

绿叶中色素的提取和分离实验中，滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素的色素带的可能原因？
忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏。
所用叶片为“黄叶”。

判断：绿叶中的色素只能溶解在无水乙醇中。
错误，可以溶解在丙酮、无水乙醇等有机溶剂中。

判断：制备滤纸条时用圆珠笔画横线更方便。
错误，圆珠笔笔油中有色素，应当用铅笔画线。

光合作用的探究历程中，普利斯特利的结论或观点是？
植物可以更新空气。

光合作用的探究历程中，英格豪斯的结论或观点是？
只有在阳光下，植物才能更新空气。

光合作用的探究历程中，梅耶的结论或观点是？
光合作用把光能转化为化学能。

光合作用的探究历程中，萨克斯的结论或观点是？
光合作用的产物除了 $\ce{O2}$ 外，还有淀粉。

光合作用的探究历程中，鲁宾和卡门的结论或观点是？
光合作用释放的 $\ce{O2}$ 来自水。

光合作用的探究历程中，卡尔文的结论或观点是？
暗反应中碳的转移途径。（卡尔文循环）


光合作用反应方程式？
$\ce{6CO2 + 12H2O ->[光能][叶绿体] C6H12O6 + 6O2 + 6H2O}$

光合作用中，$\ce{H}$ 元素的转移途径？
$\ce{^{3}H2O ->[光反应] [^{3}H] ->[暗反应] (C^{3}H2O)}$

光合作用中，$\ce{C}$ 元素的转移途径？
$\ce{^{14}CO2 ->[\ce{CO2} 的固定] ^{14}C3 ->[\ce{C3}的还原] (^{14}CH2O)}$

光合作用的能量来源是？
光能。

化能合成作用能量来源是？
无机物氧化释放的能量。

化能合成作用的代表生物是？
硝化细菌。

光合作用与化能合成作用的相同点是？
都能将 $\ce{CO2}$ 与 $\ce{H2O}$ 等无机物合成有机物。

判断：植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应。
错误，缺乏原料，暗反应同样无法进行。

判断：光合作用过程中产生的 ATP 可以为细胞内的各项生命活动提供能量。
错误，为暗反应提供能量。

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!恩格尔曼实验在实验材料选取上有什么巧妙之处？
选择水绵和好氧细菌。
水绵叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。
用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。

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!恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？
排除氧气和极细光束外的其他光的干扰。

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!萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么？
消耗掉细胞中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰。

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!萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，目的是什么？
防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。

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!两实验设计中是如何形成对照的？
恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；
萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。

光反应场所？
叶绿体类囊体薄膜。

暗反应场所？
叶绿体基质。

光反应能量变化？
光能转化为活跃的化学能。

暗反应能量变化？
活跃的化学能转化为稳定的化学能。

判断：光能的吸收发生在类囊体膜上，光能的直接转化发生在叶绿体基质中。
错误，都发生在类囊体薄膜上。

判断：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。
正确。

判断：光照强度只影响光反应，不影响暗反应。
错误。

判断：镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。
正确。

判断：水分能影响气孔的开闭，间接影响 $\ce{CO2}$ 进入植物体内，从而影响光合作用。
正确。

判断：整个植物体处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和呼吸作用强度相等。
错误，整个植物只有部分可以光合作用。
叶肉细胞光合大于呼吸。

日出之后的一段时间内，光合作用不断增强的原因是？
光照强度逐渐增大。

正午，光合作用强度明显减弱的原因是？
温度高，气孔关闭，$\ce{CO2}$ 无法进入叶片组织，暗反应受到限制，光合作用减弱。

光照强度影响光合作用，在生产中的应用？
**温室生产中，适当增强光照强度**，以提高光合速率，使作物增产；
阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。

$\ce{CO2}$ 浓度影响光合作用，在农业生产上的应用？
在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大 $\ce{CO2}$ 浓度，提高光合速率。

温度影响光合作用，在农业生产中的应用？
温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；
晚上适当降低室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。

在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处？
有机肥中的有机物被土壤中的微生物**分解成各种矿质元素**，增加了土壤的肥力。
另外还释放出热量和 $\ce{CO2}$，增加了大棚内的温度和 $\ce{CO2}$ 浓度，有利于光合作用。

判断：充入一定量的氮气可以延长水果蔬菜储藏的时间。
正确，抑制有氧呼吸，减少有机物消耗。

判断：土壤板结后松土主要是促进农作物根系吸收水分。
错误。
壤板结后，及时松土透气能够增加土壤的通气量，有利于植物的根系进行有氧呼吸，并能促进其吸收土壤中的矿质元素。

农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是？
肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。

- 探究光照强度对光合作用强度的影响
- 实验原理：
- 叶片含有气体，上浮，抽气后气体下沉，光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片上浮。
- 实验装置：
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- 自变量：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。
- 中间盛水玻璃柱的作用：**吸收灯光热量，避免光照对烧杯内水温产生影响**。
- 因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的小圆形叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。

探究光照强度对光合作用强度的影响中，叶片上浮的原因是？
光合作用产生的 $\ce{O2} 大于有氧呼吸消耗的 $\ce{O2}$，不要片面认为只是光合作用产生了 $\ce{O2}$。

判断：探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，为确保溶液中 $\ce{CO2}$ 含量充足，小圆形叶片可以放入 $\ce{NaHCO3} 溶液中。
正确。

光合作用指的是什么？
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

光反应阶段指的是什么？
光合作用第一阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。

暗反应阶段指的是什么？
光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。

化能合成作用指的是什么？
自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的过程。

叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的**色素分子**，还有许多进行光合作用所必需的**酶**。

干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是？
叶片气孔开放程度降低，$\ce{CO2}$ 的吸收量减少，暗反应减慢，导致光合作用速率降低。

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根据光合色素吸收光谱分析，不同单色光补光后结果不同的直接原因是？
光合色素对不同单色光的吸收量不同。