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1、第 5講 光 合 作 用考試標準(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 發(fā) 生 的 變 化 和 碳 反 應 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 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、應式指 綠 色 植 物 通 過 葉 綠 體 ， 利 用 光 能 ， 把 轉 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 構 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 膜 類 囊 體葉 綠 體 基 質 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 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 應類 囊 體 需葉 綠 體 基 質 光合作用過程“一二三四” 二、光合作用的過程1.光反應階段(1)條 件 ： 。(2)場 所 ： 。(3)產(chǎn) 物 ： 。(4)物 質 轉 變 水 在 光 下 裂 解 為 。 水 中 的 氫 在 光 下 將 。(5)能 量 轉 變 ： 被 吸 收 并 轉 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 能 2.碳反應(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 應形 成 的 產(chǎn) 物 。多 種 酶 、 ATP、 NADPH葉 綠 體 基 質三 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 合 成 淀 粉 、 蛋 白 質 或 脂 質 ， 或 運 出 葉 綠 體 ， 轉 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，但其他光反應和碳反應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，但必須都有相關的色素和酶，如藍細菌和光合細菌。(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記法證明。(4)光合作用光反應產(chǎn)生的ATP只用于碳反應階段，不能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP只能來自細胞呼吸。 1.(2015嘉興期中)沒 有 在 光 合 作 用 碳 反 應 中 被 消 耗 的 物 質 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 中C.前 者 在 葉 綠 體 的 類 囊 體 膜 上 ， 后 者 在 葉 綠 體 基 質 中D.前 者 在 葉 綠 體 基 質 中 ， 后 者 在 葉 綠 體 的 類 囊 體 膜 上解析光合作用過程中，ATP形成于光反應過程，其場所為葉綠體類囊體膜上，三碳糖形成于碳反應過程，其場所為葉綠體基質。答案 C 3.(2016寧波模擬)用 14C標 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 必 須 在 有 光 條 件 下 進 行B.碳 反 應 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 程解析證明光反應必須在有光條件下進行，只需要設計對照試驗就可以，變量是有無光照，A錯誤；碳反應需要不需要光照的證明，提供H 和ATP，設計對照實驗，變量也是是否有光照，B錯誤；卡爾文采用同位素標記法探明了CO 2的固定過程中碳元素的轉移途徑，C正確；梅耶根據(jù)能量轉換與守恒定律明確指出植物進行光合作用時光能轉換為化學能，D錯誤。答案C 4.下 圖 表 示 光 合 作 用 的 碳 反 應 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 轉 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 ， 短 時 間 內 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中二氧化碳的固定這個反應，二氧化碳含量由

11、高到低時，二氧化碳的固定這個反應變弱，則這個反應的反應物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，短時間內葉綠體中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

12、 34次 層 析 液胡 蘿 卜 素 橙 黃 色葉 黃 素 黃 色葉 綠 素 藍 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 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 線 要 直 、細 、 齊 使 分 離 的 色 素 帶 平 齊 ，不 重 疊 濾 液 細 線 干 燥 后重 復 畫 3 4次 使 分 離 的 色 素 帶 清 晰便 于 觀 察 濾 液 細 線 不 能 觸及 層 析 液 防 止 色 素 直 接 溶 解 到燒 杯 內 的 層 析 液 中 綠葉中的色素提取和分離實驗的異?，F(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：濾紙條上的濾液細線未畫成一條細線。(3)濾紙條上得不到色素帶的原因分析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。 1.關 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 線 后 緊 接 著 重 復 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；每次重復畫色素濾液細線時，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數(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 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呈黃色，故選B。 答案 B 3.(2016杭州七校聯(lián)考)關 于 如 圖 所 示 光 合 色 素 分 離 的 實 驗 結 果 ，敘 述 正 確 的 是 ( )A.距 濾 液 細 線 最 近 的 色 素 帶 中 不 含 鎂 元 素B.距 濾 液 細 線 最 遠 的 色 素 帶 ， 主 要 吸 收 紅 光 和 藍 紫光C.若 實 驗 過 程 中 未 添 加 碳 酸 鈣 ， 則 離 濾 液 細 線 較 遠的 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；距濾液細線最遠的色素帶為胡蘿卜素，它主要吸收藍紫光；碳酸鈣主要保護的是葉綠素，故研磨時未加碳酸鈣時可導致葉綠素含量變小，其相應色素帶距濾液細線較近。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 對 相 關 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 果 依次 應 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所加的試劑。其中乙同學操作完全正確，其他同學與該同學進行對比，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，色素分離的結果是；乙同學操作正確，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；丁同學由于未加SiO2，導致葉片研磨不充分，最終導致各種色素的含量均減少，對應。答案 B 1.光合作用是植物綠色細胞中最重要的吸能反應，其反應物含能較少，而產(chǎn)物(糖)則含能較多，此吸能反應所需的能量來自太陽光。2.進行光合作用的生物包括植物、藻類和某些細菌，它們以CO2和H 2O為原料，利用光能合成糖類等有機物質，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，第二階段不需光直接參加，是將CO 2轉變成糖的過程稱為碳反應，兩階段依次在葉綠體類囊體膜和葉綠體基質中進行。 4.光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH是碳反應中將CO2還原為糖的能源物質。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.光反應中發(fā)生的變化主要有3個：光能被吸收并轉化為ATP和NADPH中的化學能；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，此三碳糖是碳反應的產(chǎn)物。9.光合作用中碳反應的產(chǎn)物三碳糖，在葉綠體內能作為合成淀粉、蛋白質和脂質的原料而被利用，但大部分是被運至葉綠體外，并且轉變?yōu)檎崽牵┲参矬w所有細胞利用。10.葉綠體中，ATP、NADPH由類囊體膜向葉綠體基質移動；ADP、磷酸基團由葉綠體基質向類囊體膜移動。11.NADPH既是能量(活躍化學能)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)。