主題(二)　光合色素的提取與分離、光合作用的過程

主題(二)光合色素的提取與分離、

光合作用的過程[概念理解·微點(diǎn)判斷]1.判斷下列有關(guān)光合色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)敘述的正誤(1)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素。

()(2)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同。

()(3)秋天葉片變黃，是葉黃素含量增多導(dǎo)致的。

()√×√(4)葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收率來繪制。

()(5)植物生長(zhǎng)過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變。

()(6)分離葉綠體中的色素時(shí)，不同色素隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度不同。

()(7)進(jìn)行光合色素分離時(shí)，不要讓濾液細(xì)線觸及層析液，否則色素會(huì)溶解在層析液中使實(shí)驗(yàn)失敗。

()√×√√2.判斷下列有關(guān)光合作用的過程敘述的正誤(1)光反應(yīng)的產(chǎn)物是O2、H＋和e－。

()(2)碳反應(yīng)在類囊體膜和葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。

()(3)正在進(jìn)行光合作用的植物，突然停止光照供應(yīng)，碳反應(yīng)不會(huì)立即停止。

()(4)水在葉綠體中分解產(chǎn)生O2需要ATP提供能量。

()×√××(5)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH可為碳反應(yīng)的CO2固定過程提供能量。

()(6)正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)NADPH/NADP＋比值下降。

()×√[要點(diǎn)整合·強(qiáng)化認(rèn)知]1.光合色素的提取與分離95%的酒精層析液層析液二氧化硅、碳酸鈣層析液胡蘿卜素葉綠素a2.光反應(yīng)與碳反應(yīng)的聯(lián)系下圖為某種植物光合作用過程簡(jiǎn)圖，其中階段Ⅰ與階段Ⅱ表示光合作用的兩個(gè)階段，字母表示物質(zhì)成分，e－為電子，數(shù)字表示過程。基于圖示分析，完善下表有關(guān)光反應(yīng)和碳反應(yīng)的內(nèi)容。項(xiàng)目階段Ⅰ：________階段Ⅱ：________場(chǎng)所_______________________________條件光合色素、光、酶、水酶、ATP、NADPH、CO2時(shí)間短促較緩慢光反應(yīng)碳反應(yīng)葉綠體類囊體膜中葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化(1)水在光下裂解為O2、H＋和e－；在光下B與e－將NADP＋還原為F(_________)；(2)D(_____)的生成：B通過ATP合成酶由類囊體膜內(nèi)側(cè)運(yùn)至類囊體膜外側(cè)，促成C(_____)與Pi生成D①過程為___________，具體為：CO2＋H(五碳糖)→G(三碳酸分子)；②過程為___________的還原，具體為：G＋D＋F→J(三碳糖分子)＋C＋E；③過程為五碳糖的再生：J→HNADPHATPADPCO2的固定三碳酸分子續(xù)表能量變化光能→______________中活躍的化學(xué)能ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能→________中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供NADPH和ATP，碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP＋，二者緊密聯(lián)系，缺一不可續(xù)表ATP、NADPH有機(jī)物[科學(xué)思維·規(guī)范表達(dá)]1.提取光合色素時(shí)，與加入碳酸鈣組相比，未加入碳酸鈣組提取液會(huì)偏黃，原因是__________________________________________。2.采用紙層析法能夠?qū)μ崛〉墓夂仙剡M(jìn)行分離，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。碳酸鈣在提取葉綠素時(shí)能夠防止葉綠素被破壞

不同色素在層析液中的溶解度不同及在濾紙上的吸附能力不同，導(dǎo)致4種色素隨層析液在濾紙條上的移動(dòng)速率不同而出現(xiàn)色素帶分層的現(xiàn)象3.從CO2到糖類等有機(jī)物的轉(zhuǎn)化發(fā)生在光合作用的碳反應(yīng)階段。若無光照，該轉(zhuǎn)化也無法進(jìn)行，原因是___________________________________。4.氫氣是一種清潔能源。低氧時(shí)萊茵衣藻葉綠體中的產(chǎn)氫酶活性提高，使NADPH轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?。萊茵衣藻在產(chǎn)生氫氣時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)不良的現(xiàn)象，從光合作用物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度分析，其原因是______________________________________________________________________________________。在自然條件下，萊茵衣藻幾乎不產(chǎn)生氫氣，從相關(guān)酶的活性分析，原因可能是________________________________。

沒有光反應(yīng)為其提供ATP和NADPH

光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH轉(zhuǎn)變?yōu)镠2，參與碳反應(yīng)中三碳酸還原的NADPH不足，有機(jī)物的生成量減少氧氣濃度較高，抑制了產(chǎn)氫酶的活性考法(一)光合色素的提取與分離1.(2023·金華金東區(qū)期中)下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是

(

)A.提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素b較多B.胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡逤.色素帶的寬窄反映了色素在層析液中溶解度的大小D.研磨葉片后立即加入碳酸鈣可防止色素被破壞答案：A

解析：葉綠素(包括葉綠素a和葉綠素b)在綠葉中的含量約占3/4，所以提取液呈綠色，A正確；胡蘿卜素在層析液中溶解度最大，擴(kuò)散速度最快，所以處于濾紙條最上方，B錯(cuò)誤；色素帶的寬窄反映了色素含量的多少，C錯(cuò)誤；碳酸鈣應(yīng)該在研磨葉片前加入，目的是防止研磨過程中色素被破壞，D錯(cuò)誤。2.(2023·全國乙卷)植物葉片中的色素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用。下列有關(guān)葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是

(

)A.氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C.用不同波長(zhǎng)的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得越慢答案：D

解析：葉綠素由C、H、O、N、Mg組成，A正確；葉綠體中吸收光能的色素(葉綠素和類胡蘿卜素)分布在類囊體薄膜上，B正確；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用不同波長(zhǎng)的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，D錯(cuò)誤?？挤?二)光反應(yīng)與碳反應(yīng)過程及兩者的聯(lián)系3.(2023·寧波九校期末改編)如圖為光合作用部分過程。已知焦磷酸化酶可催化淀粉的合成，該酶活性受葉綠體內(nèi)三碳酸的調(diào)節(jié)。葉綠體在白天會(huì)形成淀粉粒，夜間淀粉粒消失。據(jù)圖推測(cè)錯(cuò)誤的是

(

)A.每固定1分子CO2，將生成2分子三碳酸B.若突然增強(qiáng)光照，短時(shí)間內(nèi)五碳糖含量增加C.饑餓處理會(huì)促進(jìn)淀粉轉(zhuǎn)化為麥芽糖和葡萄糖D.三碳酸對(duì)焦磷酸化酶具有抑制作用答案：D

解析：

1分子CO2與五碳糖結(jié)合，形成1分子六碳化合物，其隨即分解成2分子三碳酸，A正確；若突然增強(qiáng)光照，短時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，三碳酸生成的五碳糖增加，由于消耗五碳糖生成三碳酸速率基本不變，故五碳糖含量增加，B正確；由圖可知，黑暗條件下淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖和麥芽糖，因此饑餓處理(黑暗處理)會(huì)促進(jìn)淀粉轉(zhuǎn)化為麥芽糖和葡萄糖，C正確；已知焦磷酸化酶催化淀粉的合成，葉綠體在白天會(huì)形成淀粉粒，白天會(huì)進(jìn)行光合作用生成三碳酸，夜間淀粉粒消失，因此三碳酸對(duì)焦磷酸化酶有活化作用，D錯(cuò)誤。4.光斑是指通過樹冠枝葉空隙投射到地面的圓形光照面。如圖為紅薯葉片在光斑照射前后O2釋放速率和CO2吸收速率的變化情況。下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.a點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)光反應(yīng)大于碳反應(yīng)B.圖中Ⅰ、Ⅱ所示的陰影面積應(yīng)存在明顯的差異C.c點(diǎn)時(shí)，紅薯葉肉細(xì)胞葉綠體光合作用產(chǎn)生的O2運(yùn)往線粒體及外界環(huán)境D.光斑移開后，光反應(yīng)雖然很弱，但20～40s期間積累的ATP和NADPH仍然可以維持一段時(shí)間的碳反應(yīng)答案：B

解析：

a點(diǎn)時(shí)，紅薯葉片的O2釋放速率明顯大于CO2吸收速率，說明葉肉細(xì)胞內(nèi)光反應(yīng)大于碳反應(yīng)，A正確；圖中Ⅰ所示的陰影面積可表示光反應(yīng)大于碳反應(yīng)積累下的ATP和NADPH，圖中Ⅱ所示的陰影面積可表示光斑移開后消耗之前積累的ATP和NADPH，故兩者陰影面積沒有明顯差異，B錯(cuò)誤；c點(diǎn)時(shí)，紅薯葉肉細(xì)胞光合作用大于呼吸作用，葉綠體光合作用產(chǎn)生的O2一部分用于細(xì)胞呼吸運(yùn)往線粒體，一部分釋放到外界環(huán)境，C正確；光斑移開后，光反應(yīng)雖然很弱，但20～40s期間積累的ATP和NADPH仍然可以維持一段時(shí)間的碳反應(yīng)，D正確。基于光反應(yīng)與碳反應(yīng)的聯(lián)系分析光合作用過程中物質(zhì)含量的變化當(dāng)外界條件改變時(shí)，光合作用中C3(三碳酸)、C5(五碳糖)、NADPH、ATP的含量變化可以采用下圖分析：|深|化|提|能|條件過程變化C3C5NADPH和ATP模型分析光照由強(qiáng)到弱，