光與光合作用1課時

1、細胞的能量供應和利用第10講光與光合作用考試說明 1.光合作用的基本過程()。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素()。3.實驗:葉綠體色素的提取和分離。第1課時光合作用的探究歷程與基本過程􀎮考點一捕獲光能的色素和葉綠體的結構 􀎯1.葉綠體中色素的種類和顏色色素的種類色素的顏色葉綠素葉綠素a 葉綠素b 類胡蘿卜素 黃色 橙黃色2.色素的分布與功能圖3-10-1(1)功能:。 由圖3-10-1可以看出:葉綠體中的色素只吸收光,而對紅外光和紫外光等不吸收。 類胡蘿卜素主要吸收,葉綠素a和葉綠素b主要吸收,類胡

2、蘿卜素和葉綠素吸收 最少。(2)分布:。 3.葉綠體的結構和功能圖3-10-2(1)結構:、, 其中是由堆疊形成的。 (2)與光合作用有關的酶:分布在上和中。 (3)功能:葉綠體是綠色植物進行的場所。 (4)功能驗證:恩格爾曼的實驗,好氧細菌只分布在葉綠體被光束照射的部位。理性思維1.歸納與概括 遇到連續(xù)陰雨天氣,溫室或大棚補充光源時在相同光強條件下應補充什么顏色的光?2.歸納與概括 玉米田里的白化苗,在長出幾片葉片時就會死亡,原因是什么?1.2019·全國卷 關于高等植物葉綠體中色素的敘述,錯誤的是()A.葉綠體中的色素能夠溶解在有

3、機溶劑乙醇中B.構成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收C.通常,紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的2.2019·全國卷 植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是()A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D.葉片在640660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的3.下列對葉綠體和光合作用的分析正確的

4、是()A.沒有葉綠體的細胞不能進行光合作用B.用8%的鹽酸處理葉綠體有利于各種色素的提取C.將葉綠體粉碎加工成勻漿并給予一定的光照,光合作用仍能正常進行D.葉綠體能產生和消耗ATP,兩個過程完全在葉綠體內完成題后歸納影響葉綠素合成的三大因素􀎮考點二葉綠體色素的提取和分離􀎯 1.實驗原理2.實驗步驟3.實驗結果圖3-10-34.實驗注意事項及操作目的注意事項操作目的提取色素選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高研磨時加無水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分、保護色素迅速、充分研磨防止乙醇過度揮發(fā),充分溶解色素盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧

5、化分離色素濾紙預先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散濾液細線要直、細、勻使分離出的色素帶平整不重疊濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中考查色素提取和分離的過程及結果1.2019·福建廈門一中月考 下列關于葉綠體色素提取和分離實驗的說法,不正確的是()A.實驗中需要加入SiO2進行研磨,以破碎細胞和葉綠體B.在研磨過程中加入CaCO3的目的是防止葉綠素被破壞C.色素分離后在濾紙條上形成的4條色素帶從上至下分別呈橙黃色、黃色、藍綠色、黃綠色D.色素帶的寬度反映了色素在層析液中溶解度的大小2.某班學生完成對新鮮菠菜葉進行葉綠體中色素的

6、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,如圖3-10-4所示。下列分析不合理的是()圖3-10-4A.甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B.乙可能是因為研磨時未加入SiO2C.丙是正確操作得到的理想結果 D.丁可能是因為研磨時未加入CaCO3方法提煉色素的提取與分離異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉,綠葉中色素(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:濾液細線過粗、不直。(3)濾

7、紙條上看不到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,色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條上只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶:忘記加碳酸鈣導致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。􀎮考點三光合作用的過程􀎯1.光合作用的探究歷程(連一連)2.卡爾文的實驗(1)實驗方法:。 (2)實驗思路:。 (3)實驗結論:光合作用中碳的轉移途徑:,這一途徑稱為。 3.光合作用的過程(1)反應式:。 (2)過程圖解圖3-10-5a.根據(jù)圖示寫出各標號所代表的物質或過程名稱 b.光合作用過程光反應進行的場所是,物質變化是;能量變化是

8、將光能轉化為。 暗反應進行的場所是,發(fā)生的物質變化有,能量變化是將ATP中活躍的化學能轉變成。 理性思維1.歸納與概括 CO2濃度為0.003%時,某植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的低,其原因是什么?2.歸納與概括 冬季應及時清理大棚膜上的水珠,目的是什么? 科學探究銀邊天竺葵葉片的邊緣呈白色,中間呈綠色(如圖3-10-6所示)。圖3-10-6不考慮葉片中光合產物的轉移,請以銀邊天竺葵的葉片為材料,設計一組實驗,驗證葉綠體是進行光合作用的場所,簡要寫出實驗思路并預測結果。1.光反應和暗反應的區(qū)別與聯(lián)系項目光反應暗反應條件需要光、色素、酶、H2O、AD

9、P、Pi不需要葉綠素和光,需要多種酶、ATP、H、CO2場所葉綠體的類囊體薄膜葉綠體基質物質轉化水光解:2H2O4H+O2ATP的合成:ADP+Pi+能量ATP能量轉化光能活躍的化學能活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能(續(xù)表)項目光反應暗反應聯(lián)系光反應為暗反應提供H、ATP,暗反應為光反應提供ADP和Pi等,如圖:2.光合作用過程中元素轉移途徑分析(1)光合作用總反應式及各元素去向圖3-10-7(2)光合作用過程中O的轉移途徑O 18O2C18O2C3(CO)+O(3)光合作用過程中C的轉移途徑14CO2 14C3(14CH2O)3.光合作用過程中一些物質含量變化的分析圖3-10-8技巧:需在繪

10、制光合作用模式簡圖的基礎上借助圖形進行分析。需從物質的生成和消耗兩個方面綜合分析。(1)析圖生成消耗影響因素C3產生于CO2的固定過程消耗于C3的還原過程CO2濃度改變直接影響的是CO2的固定過程。光照強度改變后間接影響C3的還原過程C5產生于C3的還原過程消耗于CO2的固定過程ATP和H產生于光反應過程消耗于C3的還原過程(CH2O)產生于C3的還原過程 (2)光合作用過程中物質含量變化分析條件H和ATPC3C5(CH2O)合成量模型分析光照強度由強到弱,CO2供應不變減少增加減少減少(續(xù)表)條件H和ATPC3C5(CH2O)合成量模型分析光照強度由弱到強,CO2供應不變增加減少增加增加光照

11、不變,CO2量由充足到不足增加減少增加減少光照不變,CO2量由不足到充足減少增加減少增加角度1考查光合作用的探究歷程1.如圖3-10-9是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖,下列有關敘述正確的是()圖3-10-9A.兩實驗均需進行“黑暗”處理,以消耗細胞中原有的淀粉B.兩實驗均需要光的照射C.兩實驗中只有恩格爾曼的實驗設置了對照D.兩實驗均可證明光合作用的產物有氧氣2.下列有關科學家探索光合作用的實驗中,敘述錯誤的是()A.與黑藻相比,水綿更適宜用作探究光合作用的場所B.金魚藻是水生植物,用作探究光合作用產物有O2時,利于收集氣體C.卡爾文利用小球藻,探明了CO2中的碳在光合作用中

12、轉化的途徑D.用銀邊天竺葵探究光合作用產物有淀粉時,不用脫色可直接加碘液使葉片邊緣變藍色題后歸納恩格爾曼實驗方法的巧妙之處(1)巧選實驗材料:選擇水綿和好氧細菌,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察;用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。(2)妙法排除干擾因素:沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。(3)巧妙設計對照實驗:用極細的光束照射,葉綠體上可分為光照多和光照少的部位,相當于一組對照實驗;臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果。角度2考查光合作用中物質和能量的轉化3.2019·湖北荊州中學月考(二) 用高速離心法打破葉綠體膜后,類囊體薄膜和基質都釋放出來。在缺二氧化碳的條件下

13、,給予光照,然后再用離心法去掉類囊體薄膜。黑暗條件下,在去掉類囊體薄膜的基質中加入14CO2,結果在基質中檢測到含14C的光合產物。為證明:光照條件下,在類囊體薄膜上產生ATP、H等物質;CO2被還原成光合產物的過程不需要光。在上述實驗進行的同時,應追加一個怎樣的實驗(已知肯定要加14CO2)來說明問題()A.準備無類囊體薄膜的基質,在無任何光照的條件下加入ATP、HB.準備有類囊體薄膜的基質,在無任何光照的條件下加入ATP、HC.準備無類囊體薄膜的基質,在有光照的條件下加入ATP、HD.準備有類囊體薄膜的基質,在有光照的條件下加入ATP、H4.在適宜光照下,給密閉玻璃裝置中的小麥提供用14C

14、標記的14CO2,下列對暗反應階段的敘述正確的是()A.14CO2固定后14C直接進入C5中B.CO2固定的同時將ATP中的化學能轉化為C3中的化學能C.暗反應產生的14C6H12O6可在線粒體中氧化分解再產生14CO2D.若氣孔關閉,則短時間內會導致葉肉細胞中的C3含量下降易錯提醒光合作用過程的4點注意(1)光反應階段產生的ATP只能用于暗反應階段C3的還原,不能用于其他生命活動。(2)光反應必須在光照下進行,暗反應有光、無光均能進行。(3)暗反應停止時,ATP和H積累,光反應也要停止。(4)H既不是H+,也不是H,而是還原型輔酶(NADPH)。角度3考查環(huán)境條件變化對光合作用中物質變化的影

15、響5.如圖3-10-10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()圖3-10-10A.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.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6.光合作用通過密切關聯(lián)的兩大階段光反應和暗反應實現(xiàn)。對于改變反應條件而引起的變化,正確的說法是()A.突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中C5/C3的值減小B.突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增加C.突然將紅光改變?yōu)榫G光會暫時引起葉綠體基質中C3/C5的值減小D.突然將

16、綠光改變?yōu)榧t光會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值減小􀎮歷年真題明考向􀎯1.2019·海南卷 關于生物體內能量代謝的敘述,正確的是()A.淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成B.人體大腦活動的能量主要來自脂肪的有氧氧化C.葉肉細胞中合成葡萄糖的過程是需要能量的過程D.硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲取能量2.2019·海南卷 將葉綠體懸浮液置于陽光下,一段時間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關說法正確的是()A.離體葉綠體在自然光下能將水分解產生氧氣B.若將葉綠體置于紅光下,則不會有氧氣產生C.若將葉綠體置于藍紫光下,則不會有氧氣產生D.

17、水在葉綠體中分解產生氧氣需要ATP提供能量3.2019·天津卷 在適宜反應條件下,用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后,突然改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質,組合正確的是()A.紅光,ATP下降B.紅光,未被還原的C3上升C.綠光,H下降D.綠光,C5上升4.2019·海南卷 下列敘述錯誤的是()A.溫度和光照會影響CO2的同化速率B.光合作用中O2的產生發(fā)生在光反應階段C.光反應產生的ATP和NADPH不參與暗反應D.土壤中的硝化細菌可利用CO2和H2O合成糖第10講光與光合作用第1課時光合作用的探究歷程與基本過程考點一【知識梳理】1

18、.藍綠色黃綠色葉黃素胡蘿卜素2.(1)吸收、傳遞、轉化光能可見藍紫光紅光和藍紫光綠光(2)葉綠體類囊體薄膜上3.(1)外膜內膜基質基粒類囊體(2)類囊體薄膜基質(3)光合作用理性思維1.補充紅光或藍紫光,因為這兩種顏色的光是植物光合作用吸收最多的,而相同強度的白光中只有一定比例的紅光和藍紫光。2.玉米白化苗中不含葉綠素,不能進行光合作用,待玉米胚乳中的營養(yǎng)物質被消耗盡后,無法產生新的有機物,因此玉米白化苗在長出幾片葉片時就會死亡?！久}角度】1.C解析 葉綠體中的色素能夠溶于有機溶劑乙醇、丙酮等物質中,A項正確。根可通過主動運輸從土壤中吸收鎂,B項正確。葉綠體中的色素吸收的是可見光,而不是紅外

19、光和紫外光,C項錯誤。葉綠素的合成需要光照,黑暗中生長的植物幼苗葉片因不能合成葉綠素而呈黃色,D項正確。2.A解析 類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,不吸收紅光,A項錯誤。通過測量葉綠素對不同波長光的吸收百分比,可以繪制吸收光譜,B項正確。由題干中信息“植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的”可知,光合作用的作用光譜可用O2的釋放速率、CO2的吸收速率表示,C項正確。640660 nm波長的光為紅光,葉綠素吸收的紅光能用于水的光解,釋放O2,D項正確。3.D解析 藍藻沒有葉綠體,但細胞內含藻藍素和葉綠素,可以進行光合作用,A錯誤。葉綠體色素是脂溶性色素,可以

20、通過加入無水乙醇溶解色素,便于提取;色素不溶于鹽酸,不能用鹽酸提取色素,B錯誤。將葉綠體粉碎加工成勻漿后,其中色素分子可能被破壞,光合作用相關酶的活性可能喪失,所以即便給予一定的光照,光合作用也不一定能正常進行,C錯誤。葉綠體中光反應產生的ATP,完全被葉綠體內暗反應所利用,D正確?？键c二【命題角度】1.D解析 濾紙條上色素帶的寬度反映了色素的含量,D錯誤。2.C解析 葉綠體色素能溶解在有機溶劑中,幾乎不溶于蒸餾水中,A正確;未加入SiO2,導致研磨不充分,獲得的色素少,B正確;在濾紙條上距離點樣處近的葉綠素含量比類胡蘿卜素多,C錯誤;CaCO3可防止葉綠素被破壞,未加入CaCO3會導致葉綠素

21、提取量減少,D正確?？键c三【知識梳理】1.-(a)-(2)-(c)-(1)-(e)-(5)-(d)-(3)-(b)-(4)2.(1)同位素標記法(2)用14C標記14CO2,供小球藻進行光合作用,然后追蹤其放射性(3)CO2C3(CH2O)卡爾文循環(huán)3.(1)CO2+H2O(CH2O)+O2 (2)a.HATPCO22C3光反應暗反應b.葉綠體類囊體薄膜水的光解、ATP的合成ATP中活躍的化學能葉綠體基質CO2固定、C3還原和ATP水解有機物中穩(wěn)定的化學能理性思維1.CO2濃度低時,暗反應的強度低,所需ATP和H少。2.增大光照強度和升高溫度,以提高作物產量?？茖W探究實驗思路:先把葉片在暗處放

22、置一段時間,然后再將其置于光下一段時間,最后分別檢測葉片白色部分和綠色部分是否有淀粉生成。預測結果:葉片白色部分沒有淀粉生成,綠色部分有淀粉生成。【命題角度】1.B解析 題圖所示的兩實驗中,只有薩克斯的實驗需進行“黑暗”處理,目的是消耗掉細胞中原有的淀粉。恩格爾曼實驗的目的是探究光合作用進行的場所,薩克斯實驗的目的是探究光合作用產物,所以兩實驗均需要光的照射。恩格爾曼的實驗中,照光處理與不照光處理、黑暗與完全曝光形成對照;薩克斯的實驗中,暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照。恩格爾曼的實驗可證明氧氣是光合作用的產物,薩克斯的實驗可證明淀粉是光合作用的產物。2.D解析 光合作用產物之一是淀粉,

23、淀粉遇碘液變藍色。要檢驗是否生成淀粉,首先要用酒精使綠色的葉片脫去顏色,再滴加碘液,防止綠葉本身顏色對實驗現(xiàn)象的干擾。銀邊天竺葵葉片邊緣不含葉綠體,無法進行光合作用合成淀粉,D錯誤。3.A解析 光反應必須在光下進行,其場所是類囊體薄膜,可為暗反應提供H、ATP等物質;暗反應在葉綠體基質中進行,有光、無光都可進行。據(jù)此結合題意可知,在題述實驗進行的同時,應追加一個對照實驗即另準備無類囊體薄膜的基質,在無任何光照的條件下,加入ATP、H和14CO2。若結果均檢測出含14C的光合產物,說明CO2被還原成光合產物的過程不需要光。綜上分析,A項正確,B、C、D三項均錯誤。4.D解析 CO2的固定是CO2與C5在酶的催化作用下合成C3的過程,14CO2固定后14C直接進入C3中,A錯誤;C3還原需要能量,而CO2的固定不需要消耗ATP,B錯誤;葡萄糖的初步分解是在細胞質基質中完成的,C錯誤;氣孔關閉,14CO2吸收減少,所以短時間內C3含量下降,D正確。5.C解析 CO2的固定實質上是CO2與C5結合生成C3,該過程在酶的催化作用下完成,不需要消耗ATP,故A項錯誤;CO2不能直接被H還原,而是C3被H還原,故B項錯誤;C3在有關酶的催化作用下可再形成C5,維持C5含量的穩(wěn)定,故C項正確;光照強度減弱,光反應減弱,光反應形成的H和ATP減少,這樣