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1、第 5講 光 合 作 用考試標(biāo)準(zhǔn)(1)光 合 作 用 的 概 念 、 階 段 、 場 所 和 產(chǎn) 物 (b)； (2)色 素 的 種 類 、 顏色 和 吸 收 光 譜 (a)； (3)光 反 應(yīng) 發(fā) 生 的 變 化 和 碳 反 應(yīng) 的 過 程 (b)；(4)活 動 ： 光 合 色 素 的 提 取 與 分 離 (b)； (5)活 動 ： 探 究 環(huán) 境 因 素 對光 合 作 用 的 影 響 (c)； (6)環(huán) 境 因 素 對 光 合 速 率 的 影 響 ； (7)光 合 作用 與 細(xì) 胞 呼 吸 的 異 同 。 考點一光合作用的概念及過程(b/b)知 識 梳 理 一、光合作用概述1.概念2.總反

2、應(yīng)式指 綠 色 植 物 通 過 葉 綠 體 ， 利 用 光 能 ， 把 轉(zhuǎn) 化 成貯 存 著 能 量 的 有 機 物 ， 并 且 的 過 程 。 。CO2和 H 2O釋 放 出 氧 氣 3.光合作用的場所葉綠體觀 察 上 面 的 葉 綠 體 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 ， 完 成 下 列 問 題 ：(1) 為 ， 為 。(2) 為 基 粒 ， 是 由 許 多 疊 連 而 成 的 ， 其 膜 可 稱 為 光合 膜 。 為 液 態(tài) 的 ， 含 有 許 多 酶 。外 膜 內(nèi) 膜 類 囊 體葉 綠 體 基 質(zhì) 4.光合作用的研究O2的產(chǎn)生5.階段劃分利 用 的 方 法 ， 證 實 光 合 作 用 釋 放 的

3、氧 氣 來 自 于中 的 O。光 合 作 用 分 為 光 反 應(yīng) 和 兩 個 階 段 。 前 一 階 段 在膜 上 進 行 ， (需 ， 不 需 )光 ； 后 一 階 段 在中 進 行 ， 不 需 要 光 直 接 參 加 。同 位 素 示 蹤H 2O 碳 反 應(yīng)類 囊 體 需葉 綠 體 基 質(zhì) 光合作用過程“一二三四” 二、光合作用的過程1.光反應(yīng)階段(1)條 件 ： 。(2)場 所 ： 。(3)產(chǎn) 物 ： 。(4)物 質(zhì) 轉(zhuǎn) 變 水 在 光 下 裂 解 為 。 水 中 的 氫 在 光 下 將 。(5)能 量 轉(zhuǎn) 變 ： 被 吸 收 并 轉(zhuǎn) 化 為。葉 綠 體 色 素 、 酶 、 光 和 水葉

4、 綠 體 類 囊 體 膜NADPH 、 ATP、 O2H 、 O2和 電 子NADP 還 原 為 NADPH光 能 ATP和 NADPH中 的 化 學(xué) 能 2.碳反應(yīng)(1)條 件 ： 。(2)場 所 ： 。(3)產(chǎn) 物 ： 。(4)主 要 變 化 CO2 RuBP 2 。 三 碳 分 子 的 還 原 ： 三 碳 分 子 接 受 中 的 氫 和 ATP中 的 ， 被 還 原 成 ， 這 是 碳 反 應(yīng)形 成 的 產(chǎn) 物 。多 種 酶 、 ATP、 NADPH葉 綠 體 基 質(zhì)三 碳 糖 三 碳 分 子 NADPH磷 酸 基 團 及 能 量 三 碳 糖 3.RuBP的再生每 個 CO2分 子 進

5、入 卡 爾 文 循 環(huán) 就 形 成 分 子 的分 子 ， 后 者 都 被 還 原 為 ， 其 中 個 三 碳 糖 分 子在 循 環(huán) 中 再 生 為 ， 另 一 個 三 碳 糖 分 子 則 離 開 循 環(huán) ，或 在 葉 綠 體 內(nèi) 合 成 淀 粉 、 蛋 白 質(zhì) 或 脂 質(zhì) ， 或 運 出 葉 綠 體 ， 轉(zhuǎn) 變成 。3 6 三 碳 酸三 碳 糖 5RuBP蔗 糖 4.光合作用過程圖解ATP 三 碳 酸 RUBP (1)色素分子吸收光能不需要酶的參與，但其他光反應(yīng)和碳反應(yīng)過程都需要酶的催化。(2)進行光合作用的生物不一定都有葉綠體，但必須都有相關(guān)的色素和酶，如藍(lán)細(xì)菌和光合細(xì)菌。(3)CO2中C進

6、入三碳酸但不進入RuBP，最后進入三碳糖，RuBP中C不進入三碳糖，可用放射性同位素標(biāo)記法證明。(4)光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于碳反應(yīng)階段，不能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP只能來自細(xì)胞呼吸。 1.(2015嘉興期中)沒 有 在 光 合 作 用 碳 反 應(yīng) 中 被 消 耗 的 物 質(zhì) 是 ( )A.NADPH 和 ATP B.CO2C.RuBP和 酶 D.三 碳 酸 分 子解析RuBP、酶均可被循環(huán)利用，不曾被消耗。答案 C 對 點 小 練 2.光 合 作 用 過 程 中 ， ATP形 成 和 三 碳 糖 形 成 的 場 所 分 別 是 ( )A.都 在 葉 綠 體 的 類 囊

7、 體 膜 上B.都 在 葉 綠 體 基 質(zhì) 中C.前 者 在 葉 綠 體 的 類 囊 體 膜 上 ， 后 者 在 葉 綠 體 基 質(zhì) 中D.前 者 在 葉 綠 體 基 質(zhì) 中 ， 后 者 在 葉 綠 體 的 類 囊 體 膜 上解析光合作用過程中，ATP形成于光反應(yīng)過程，其場所為葉綠體類囊體膜上，三碳糖形成于碳反應(yīng)過程，其場所為葉綠體基質(zhì)。答案 C 3.(2016寧波模擬)用 14C標(biāo) 記 參 加 光 合 作 用 的 二 氧 化 碳 ， 可 以 了 解光 合 作 用 的 哪 一 過 程 ( )A.光 反 應(yīng) 必 須 在 有 光 條 件 下 進 行B.碳 反 應(yīng) 不 需 要 光C.二 氧 化 碳

8、被 還 原 為 糖 的 過 程D.光 合 作 用 中 能 量 的 傳 遞 過 程解析證明光反應(yīng)必須在有光條件下進行，只需要設(shè)計對照試驗就可以，變量是有無光照，A錯誤；碳反應(yīng)需要不需要光照的證明，提供H 和ATP，設(shè)計對照實驗，變量也是是否有光照，B錯誤；卡爾文采用同位素標(biāo)記法探明了CO 2的固定過程中碳元素的轉(zhuǎn)移途徑，C正確；梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)換與守恒定律明確指出植物進行光合作用時光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，D錯誤。答案C 4.下 圖 表 示 光 合 作 用 的 碳 反 應(yīng) 過 程 。 下 列 敘 述 錯 誤 的 是 ( )A. 是 3磷 酸 甘 油 酸B. 和 在 類 囊 體 膜 上 產(chǎn) 生C. 是 核

9、酮 糖 二 磷 酸D. 可 在 葉 綠 體 內(nèi) 轉(zhuǎn) 變 為 氨 基 酸解析圖中為3磷酸甘油酸，為ATP，為NADPH，為NADP ，為三碳糖磷酸。答案 C 5.把 一 株 牽 牛 花 在 黑 暗 中 放 置 一 晝 夜 ， 然 后 利 用 下 圖 裝 置 進 行 實驗 。 該 實 驗 不 能 用 于 驗 證 ( )A.光 合 作 用 需 要 CO 2 B.光 合 作 用 能 產(chǎn) 生 O2C.光 合 作 用 需 要 光 D.光 合 作 用 需 要 葉 綠 體 解析裝置信息顯示，鋁箔可遮光，NaOH可吸收CO2，“白色”與“綠色”部分的單一變量為有無葉綠體，故該裝置可用于驗證光合作用是否需要CO2

10、，是否需光，是否需葉綠體，但不能用于驗證是否能產(chǎn)生O2。答案 B 6.(2016寧波模擬)離 體 的 葉 綠 體 在 光 照 下 進 行 穩(wěn) 定 的 光 合 作 用 時 ，如 果 突 然 中 斷 CO2氣 體 的 供 應(yīng) ， 短 時 間 內(nèi) 葉 綠 體 中 C3化 合 物 (3磷酸 甘 油 酸 )、 C5化 合 物 (RuBP)及 ATP相 對 含 量 的 變 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 解析二氧化碳含量的改變直接影響的是碳反應(yīng)中二氧化碳的固定這個反應(yīng)，二氧化碳含量由

11、高到低時，二氧化碳的固定這個反應(yīng)變?nèi)酰瑒t這個反應(yīng)的反應(yīng)物C5化合物消耗減少，剩余的C5相對增多；生成物C3生成量減少，由于C3化合物的生成量減少，則又影響了C3化合物的還原，使得C3化合物的還原反應(yīng)減弱，則消耗的和ATP量減少，所以和ATP剩余的量增多，所以突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體中C3的含量減少、C5的含量增多、ATP的含量增多。答案D 考點二實驗：光合色素的提取與分離(b/b)知 識 梳 理 1.實驗原理及過程有 機 溶 劑 （ 如 95%的 乙 醇 ） 能 溶 解 色 素因 溶 解 度 不 同 而 擴 散 速 度 不 同二 氧 化 硅 、 碳 酸 鈣 收 集 濾 液重 復(fù)

12、 34次 層 析 液胡 蘿 卜 素 橙 黃 色葉 黃 素 黃 色葉 綠 素 藍(lán) 綠 色葉 綠 素 黃 綠 色 2.實驗中的注意事項及操作目的實 驗 過程 操 作 操 作 目 的提取色素 選 取 新 鮮 綠 色 的 葉 片 使 濾 液 中 色 素 含量 高 新 鮮 的 菠 菜 葉 烘 干 、粉 碎 成 干 粉 ， 研 磨 時加 入 2 3 m L 95%的乙 醇 溶 解 葉 片 中 的 色素 研 磨 時 加 入 少 許 的 二氧 化 硅 和 碳 酸 鈣 研 磨 充 分 和 保 護葉 綠 素 迅 速 充 分 研 磨 防 止 溶 劑 揮 發(fā) 并充 分 溶 解 色 素 分離色素 濾 紙 條 預(yù) 先 干

13、 燥處 理 使 層 析 液 在 濾 紙 條 上的 擴 散 速 度 快 濾 紙 條 的 一 端 剪去 兩 角 防 止 層 析 液 在 濾 紙 條的 邊 緣 處 擴 散 過 快 濾 液 細(xì) 線 要 直 、細(xì) 、 齊 使 分 離 的 色 素 帶 平 齊 ，不 重 疊 濾 液 細(xì) 線 干 燥 后重 復(fù) 畫 3 4次 使 分 離 的 色 素 帶 清 晰便 于 觀 察 濾 液 細(xì) 線 不 能 觸及 層 析 液 防 止 色 素 直 接 溶 解 到燒 杯 內(nèi) 的 層 析 液 中 綠葉中的色素提取和分離實驗的異常現(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉

14、，濾液中色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(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：濾紙條上的濾液細(xì)線未畫成一條細(xì)線。(3)濾紙條上得不到色素帶的原因分析濾液細(xì)線接觸到層析液,且時間較長,色素全部溶解到層析液中。 1.關(guān) 于 葉 綠 體 中 色 素 的 提 取 和 分 離 實 驗 的 操 作 ， 正 確 的 是 ( )A.使 用 定 性 濾 紙 過 濾 研 磨 液B.將 干 燥 處 理 過 的 定 性 濾 紙 條 用 于 層 析C.在 畫 出 一 條 濾 液 細(xì) 線 后 緊 接 著 重 復(fù) 畫 線 2 3次D

15、.研 磨 葉 片 時 ， 用 體 積 分 數(shù) 為 70%的 乙 醇 溶 解 色 素解析色素易被濾紙吸附，故用紗布過濾，A錯誤；每次重復(fù)畫色素濾液細(xì)線時，需等干燥后再進行，C錯誤；由于葉綠體中的色素不溶于水，因此研磨葉片時需用體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇或丙酮，D錯誤。答案B 對 點 小 練 2.圖 示 葉 綠 體 色 素 提 取 分 離 實 驗 中 紙 層 析 的 結(jié) 果 ， 據(jù) 圖 判 斷 用 作實 驗 材 料 的 葉 片 顏 色 最 可 能 為 A D中 的 哪 一 種 ( )A.紅 色 B.黃 色 C.綠 色 D.紫 色解析在葉綠體色素提取和分離實驗中，濾紙條上的四條色素帶距點樣處的距離由近及

16、遠(yuǎn)分別是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，由圖可知，葉綠素含量比類胡蘿卜素含量少，用作實驗材料的葉片應(yīng)呈黃色，故選B。 答案 B 3.(2016杭州七校聯(lián)考)關(guān) 于 如 圖 所 示 光 合 色 素 分 離 的 實 驗 結(jié) 果 ，敘 述 正 確 的 是 ( )A.距 濾 液 細(xì) 線 最 近 的 色 素 帶 中 不 含 鎂 元 素B.距 濾 液 細(xì) 線 最 遠(yuǎn) 的 色 素 帶 ， 主 要 吸 收 紅 光 和 藍(lán) 紫光C.若 實 驗 過 程 中 未 添 加 碳 酸 鈣 ， 則 離 濾 液 細(xì) 線 較 遠(yuǎn)的 兩 條 色 素 帶 會 變 窄D.顏 色 為 橙 黃 色 的 色 素 帶 中 的 色 素

17、 在 層 析 液 中 的 溶解 度 最 大 解析距濾液細(xì)線最近的色素帶為葉綠素b，它與葉綠素a均含Mg2；距濾液細(xì)線最遠(yuǎn)的色素帶為胡蘿卜素，它主要吸收藍(lán)紫光；碳酸鈣主要保護的是葉綠素，故研磨時未加碳酸鈣時可導(dǎo)致葉綠素含量變小，其相應(yīng)色素帶距濾液細(xì)線較近。答案D 4.在 做 “ 綠 葉 中 色 素 的 提 取 和 分 離 ” 實 驗 時 ， 甲 、 乙 、 丙 、 丁 四位 同 學(xué) 對 相 關(guān) 試 劑 的 使 用 情 況 如 下 表 所 示 (“ ” 表 示 使 用 ，“ ” 表 示 未 使 用 )， 其 余 操 作 均 正 常 ， 他 們 所 得 的 實 驗 結(jié) 果 依次 應(yīng) 為 ( )A.

18、B. C. D. 試 劑 甲 乙 丙 丁無 水 乙醇 水 CaCO3 SiO2 解析解答本題首先要知道表格中各種試劑的作用，然后再分析每位同學(xué)所加的試劑。其中乙同學(xué)操作完全正確，其他同學(xué)與該同學(xué)進行對比，分析缺少的試劑并根據(jù)該試劑的作用分析可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果。無水乙醇為提取劑，色素提取過程不需要水，若加入水會使色素提取液顏色變淺；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保護葉綠素分子。甲同學(xué)由于沒有加入提取劑無水乙醇，所以提取液中不會出現(xiàn)色素，色素分離的結(jié)果是；乙同學(xué)操作正確，色素分離后得到四條正常的色素帶，與情況相符；丙同學(xué)由于未加CaCO 3，所以葉綠素含量減少，所得到的色素帶中兩條葉綠

19、素帶比正常的色素帶要窄，對應(yīng)；丁同學(xué)由于未加SiO2，導(dǎo)致葉片研磨不充分，最終導(dǎo)致各種色素的含量均減少，對應(yīng)。答案 B 1.光合作用是植物綠色細(xì)胞中最重要的吸能反應(yīng)，其反應(yīng)物含能較少，而產(chǎn)物(糖)則含能較多，此吸能反應(yīng)所需的能量來自太陽光。2.進行光合作用的生物包括植物、藻類和某些細(xì)菌，它們以CO2和H 2O為原料，利用光能合成糖類等有機物質(zhì)，此類生物稱自養(yǎng)生物。3.光合作用的第一階段直接需要光，稱為光反應(yīng)，第二階段不需光直接參加，是將CO 2轉(zhuǎn)變成糖的過程稱為碳反應(yīng)，兩階段依次在葉綠體類囊體膜和葉綠體基質(zhì)中進行。 4.光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH是碳反應(yīng)中將CO2還原為糖的能源物質(zhì)。5.葉

20、綠體中含有的主要色素有葉綠素a和葉綠素b(主要吸收紅光、藍(lán)紫光，它們都是含鎂的有機分子)其次還含有胡蘿卜素、葉黃素等(主要吸收藍(lán)紫光)。6.提取葉綠體中的色素可使用95%的乙醇作為提取劑，用層析液通過紙層析法分離色素。7.光反應(yīng)中發(fā)生的變化主要有3個：光能被吸收并轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能；水在光下裂解為H 、O2和電子；水中的氫在光下將NADP還原為NADPH。 8.卡爾文循環(huán)的關(guān)鍵步驟是每個三碳分子接受來自NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團形成1分子三碳糖，此三碳糖是碳反應(yīng)的產(chǎn)物。9.光合作用中碳反應(yīng)的產(chǎn)物三碳糖，在葉綠體內(nèi)能作為合成淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的原料而被利用，但大部分是被運至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽?，供植物體所有細(xì)胞利用。10.葉綠體中，ATP、NADPH由類囊體膜向葉綠體基質(zhì)移動；ADP、磷酸基團由葉綠體基質(zhì)向類囊體膜移動。11.NADPH既是能量(活躍化學(xué)能)的載體，也是還原劑。每個三碳酸分子接受來自NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團，形成三碳糖(即三碳糖磷酸)。