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2019-2020年高中生物 第五章 第23課時 光合作用的探究歷程和光合作用過程課時作業(yè) 新人教版必修1 目標導航　1.說明光合作用的認識過程。2.說出光合作用的過程。 一、光合作用的探究歷程 二、光合作用的過程 1．光反應(yīng)階段 (1)條件：______、______、有關(guān)的酶。 (2)場所：________________。 (3)物質(zhì)變化 ①水的光解：H2O______＋______ ②ATP的合成：ADP＋PiATP (4)能量變化：將________轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的__________。 2．暗反應(yīng)階段 (1)條件：__________的催化。 (2)場所：葉綠體內(nèi)的________中。 (3)物質(zhì)變化：CO2首先被一個______分子固定，生成兩個C3化合物，三碳化合物被__________還原生成有機物，并將________釋放的化學能儲存在有機物中。 (4)能量變化：________中的活躍化學能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中________________。 知識點一　光合作用的探究歷程 1．下圖表示德國科學家薩克斯的實驗，葉片光照24 h后，經(jīng)脫色并用碘液處理，結(jié)果有錫箔覆蓋的部位不呈藍色，而不被錫箔覆蓋的部位呈藍色。本實驗證明 (　　) ①光合作用需要二氧化碳?、诠夂献饔眯枰狻、酃夂献饔眯枰~綠素?、芄夂献饔梅懦鲅鯕狻、莨夂献饔卯a(chǎn)生淀粉 A．①② B．③⑤ C．②⑤ D．①③ 2．A.Benson與M.Calvin于1949年采用放射性同位素自顯影技術(shù)對光合作用進行研究。以下是他們研究過程的簡述：往小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同的光照時間后立即殺死小球藻。從培養(yǎng)液中提出產(chǎn)生的放射性物質(zhì)進行分析。結(jié)果如下： 實驗組別 光照時間(s) 放射性物質(zhì)分布 1 20 12種磷酸化糖類 2 60 除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機酸等 3 2 大量3－磷酸甘油酸 請根據(jù)上述實驗資料分析，下列選項錯誤的是 (　　) A．本實驗原料只有CO2，暗反應(yīng)的產(chǎn)物是有機物 B．CO2進入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是3－磷酸甘油酸 C．實驗結(jié)果還說明光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等 D．從CO2進入葉綠體到產(chǎn)生有機物的整個過程看，產(chǎn)生的有機物主要是磷酸化糖類 知識點二　光合作用的過程 3．如圖表示某植物體內(nèi)的某些代謝過程，據(jù)圖回答下列問題： (1)③過程為________________，②過程為______________，①過程進行的場所是__________________。 (2)在此過程中可以產(chǎn)生還原氫的有________(填圖中數(shù)字)，需要消耗還原氫的是________(填圖中數(shù)字)。 (3)假如白天突然中斷了二氧化碳的供應(yīng)，則C5的含量會________。 (4)適當?shù)臏囟葪l件下，測定該植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度，結(jié)果如下表。表中負值表示二氧化碳釋放量，正值表示二氧化碳吸收量。 光照強度(klx) 2.0 4.0 6.0 8.0 9.0 10.0 光合作用速度 [CO2mg/(100cm2h)] －2.0 2.0 6.0 10.0 12.0 12.0 光照強度在0～9 klx范圍內(nèi)，光合作用速度主要受____________影響；超過9 klx時，光合作用速度主要受________________影響。當光照強度為8 klx時，葉綠體中ADP的移動方向為______________________________________。 基礎(chǔ)落實 1．光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) A．光反應(yīng)不需要酶，暗反應(yīng)需要酶 B．光反應(yīng)消耗水，暗反應(yīng)消耗ATP C．光反應(yīng)固定CO2，暗反應(yīng)還原CO2 D．光反應(yīng)儲存能量，暗反應(yīng)釋放能量 2．在葉綠體中，[H]和ADP的運動方向是 (　　) A．[H]和ADP同時由類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)運動 B．[H]和ADP同時由葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜運動 C．[H]由類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)運動，ADP的運動方向正好相反 D．ADP由類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)運動，[H]的運動方向正好相反 3．下列關(guān)于光合作用和細胞呼吸的敘述，正確的是 (　　) A．光合作用和細胞呼吸總是同時進行 B．光合作用形成的糖類能在細胞呼吸中被消耗 C．光合作用產(chǎn)生的ATP主要用于細胞呼吸 D．光合作用與細胞呼吸分別在葉肉細胞和根細胞中進行 4．葉綠體是植物進行光合作用的場所。下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是 (　　) A．葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi) B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中 C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上 D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在基質(zhì)中合成的 5．1864年，德國科學家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時，然后把此葉片一半遮光，一半曝光。經(jīng)過一段時間后，用碘蒸氣處理葉片成功地證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。這個實驗的自變量是 (　　) A．有無光照 B．光照時間 C．光照強度 D．是否產(chǎn)生淀粉 6．下列關(guān)于光合作用的敘述中，錯誤的 (　　) A．水的光解發(fā)生在葉綠體基粒的類囊體薄膜上 B．光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要有許多酶參與催化 C．光合作用的暗反應(yīng)階段需要在黑暗處進行 D．溫度降到0℃，仍有植物能進行光合作用 能力提升 7．為了探究光合作用，生物小組的同學把菠菜葉磨碎，分離出細胞質(zhì)基質(zhì)和全部葉綠體。然后又把部分葉綠體磨碎分離出基粒和葉綠體基質(zhì)，分別裝在四支試管內(nèi)(如圖所示)，并進行光照。問：哪一支試管能檢測到光合作用光反應(yīng)階段的過程并且檢測不到暗反應(yīng)階段的過程 (　　) 8．德國植物學家薩克斯將綠色葉片放在暗處數(shù)小時“饑餓”處理(消耗掉葉片中的淀粉)后，再把葉片的一部分遮光，其他部分曝光。一段時間后，將該葉片經(jīng)脫色、漂洗再用碘蒸氣處理，結(jié)果遮光部分不變藍，曝光部分變藍。下列有關(guān)本實驗的分析及結(jié)論合理的是(　　) ①本實驗未設(shè)對照組?、谟袩o光照是遮光和曝光區(qū)域顯現(xiàn)不同結(jié)果的惟一原因　 ③實驗初始時遮光和曝光區(qū)域均達到無淀粉狀態(tài)　④實驗證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉 A．只有②③ B．只有①②③ C．只有②③④ D．全部 9.選一盆銀邊天竺葵(葉邊緣呈白色)，預(yù)先放在黑暗中48小時，再用黑紙將葉片②處上下兩面夾住，然后把天竺葵放在陽光下照射6小時，剪下此葉片，用打孔器分別在該葉片不同部位取下①②③三個圓片，放在酒精溶液中加熱脫色，再放入清水中漂洗，取出后加碘液。此實驗證明植物在光下能產(chǎn)生淀粉以及證明光合作用的場所是葉綠體的對照組和實驗組依次是 (　　) A．①②和①③ B．①②和③② C．①②和②③ D．②①和③① 10.右圖表示20℃時玉米光合作用強度與光照強度的關(guān)系，S1、S2、S3表示所在部位的面積，下列說法中不正確的是 (　　) A．S1＋S3表示玉米呼吸作用消耗的有機物量 B．S2＋S3表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機物總量 C．若空氣中CO2濃度突然下降，則B點右移，D點左移 D．S2－S3表示玉米光合作用有機物的凈積累量 11．下圖為植物的某個葉肉細胞中的兩種膜結(jié)構(gòu)以及發(fā)生的生化反應(yīng)。下列有關(guān)敘述不正確的是 (　　) A．圖甲、乙中的兩種生物膜分別存在于葉綠體和線粒體中 B．圖乙中的[H]主要來自于葡萄糖的分解 C．甲、乙兩種生物膜除產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還均可產(chǎn)生ATP D．影響甲、乙兩種膜上生化反應(yīng)的主要環(huán)境因素分別是光照和溫度 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 綜合拓展 12．下圖是某植物葉肉細胞中光合作用和細胞呼吸的物質(zhì)變化示意簡圖，其中a、b表示物質(zhì)，①～④表示生理過程。據(jù)圖回答： (1)圖中物質(zhì)a是________，①過程中與a物質(zhì)產(chǎn)生有關(guān)的色素分布在__________________________上。 (2)②過程中發(fā)生的能量變化是______________________，圖中生理過程的能量最終來源于____________。 (3)當b供應(yīng)量突然減少時，C3、C5的含量變化分別是____________，④過程中a利用的具體部位是______________，若無a供應(yīng)，則此植物細胞呼吸的產(chǎn)物一般是______________________。 (4)圖中有氧呼吸相關(guān)酶的分布場所是__________________________________，請寫出③和④所示生理活動的總反應(yīng)式______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 知識清單 一、更新空氣　陽光照射　化學能　暗處理　曝光　遮光 淀粉　曝光　葉綠體　葉綠體　葉綠體　O2　18O2　水　CO2轉(zhuǎn)化成有機物 二、1.(1)光　色素　(2)類囊體薄膜上　(3)①O2　[H]　(4)光能　化學能　2.(1)有關(guān)酶　(2)基質(zhì)　(3)C5　[H]　ATP　(4)ATP　穩(wěn)定的化學能 對點訓練 1．C　[光照一段時間，葉片裸露的部分進行光合作用，脫色后用碘液處理變藍，說明有淀粉生成；有錫箔覆蓋的位置因無光照，不能進行光合作用，未產(chǎn)生淀粉，用碘液處理不變藍，說明光合作用需要光，沒有光就不能進行光合作用。] 方法點撥　由薩克斯的實驗設(shè)計，可得出兩個實驗結(jié)論：(1)光是光合作用的必要條件(葉片遮光部分為實驗組，見光部分為對照組)；(2)淀粉是光合作用的產(chǎn)物(葉片遮光部分為對照組，見光部分為實驗組)。 所以表面看是由一組對照實驗得出了兩個結(jié)論，實質(zhì)上仍為一組對照實驗，只能得出一個結(jié)論。 2．A　[從實驗結(jié)果中放射性物質(zhì)出現(xiàn)的時間分析，CO2進入葉綠體后，最早出現(xiàn)在3－磷酸甘油酸中，因此最初形成的主要物質(zhì)是3－磷酸甘油酸，然后又形成磷酸化糖類，還有氨基酸、有機酸等。參與光合作用的原料主要有CO2和H2O。] 思路導引　資料分析題，獲取題干信息很重要，仔細閱讀題干，將所給信息一一標出，然后將信息加以分析整合，閱讀所給選項進行甄別。 3．(1)二氧化碳的固定　C3的還原　細胞質(zhì)基質(zhì)　(2)①④ ?、凇?3)增加　(4)光照強度　二氧化碳的濃度　從葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜上移動 解析　掌握光合作用的過程是解題的關(guān)鍵。分析圖形可知，③過程為二氧化碳的固定，②過程為C3的還原，需要消耗還原氫。①④過程為有氧呼吸的第一、第二階段，都能產(chǎn)生還原氫，其中①過程的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)。X物質(zhì)為C3，Y為丙酮酸。分析表中數(shù)據(jù)可知：在0～9 klx范圍內(nèi)，光合作用速度隨光照強度的增大而增大，此時主要受光照強度的影響；超過9 klx時，光照強度增大而光合作用速度不再增大，此時主要受二氧化碳濃度的影響。ADP在光合作用的暗反應(yīng)階段葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)生，而ADP主要用于ATP的合成，此過程在光反應(yīng)階段葉綠體類囊體薄膜上進行，因此光合作用過程中ADP的移動方向為從葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜上移動。 知識鏈接　光合作用光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較 　　階段 項目　　 光反應(yīng)階段 暗反應(yīng)階段 所需條件 必須有光、酶 有光無光均可、酶 進行場所 基粒類囊體薄膜上 葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中 物質(zhì)變化 ①水的分解 H2O[H]＋O2 ②ATP的形成 ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定 CO2＋C52C3 ②C3的還原 2C3C6H12O6 能量轉(zhuǎn)換 光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和[H]中活躍的化學能 ATP和[H]中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學能 聯(lián)系 物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]，在暗反應(yīng)階段用于還原C3 能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP和[H]，在暗反應(yīng)階段中將其儲存的化學能釋放出來，還原C3形成糖類，活躍的化學能則轉(zhuǎn)化為糖類中的化學能 課后作業(yè) 1．B　[光反應(yīng)進行的條件是需要水、光照、酶和色素，暗反應(yīng)進行的條件是需要ATP、酶和[H]。] 2．C　[[H]在葉綠體類囊體薄膜上產(chǎn)生，在葉綠體基質(zhì)中被利用；ADP在葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)生，在類囊體薄膜上被利用。] 3．B　[無光照時只能進行細胞呼吸，光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP用于光合作用的暗反應(yīng)階段，葉肉細胞中既能進行光合作用又能進行細胞呼吸，根細胞中無葉綠體只能進行細胞呼吸。] 4．D　[本題考查了葉綠體的結(jié)構(gòu)、功能和光合作用過程。葉綠體中的色素分布在類囊體薄膜上；色素吸收光能后，在類囊體薄膜上將水分解成[H]和O2；CO2從氣孔進入后，與C5結(jié)合生成C3的過程稱為CO2的固定，此過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中；C3在[H]和ATP的參與下被還原生成有機物，此過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。] 5．A　[本題考查光合作用的探究過程，掌握實驗的探究過程是解答本題的關(guān)鍵。從薩克斯實驗的過程分析，“一半遮光，一半曝光”說明該實驗的自變量是有無光照；光照時間、光照強度屬于無關(guān)變量；是否產(chǎn)生淀粉屬于因變量。] 6．C　[解此題首先應(yīng)分析光反應(yīng)和暗反應(yīng)發(fā)生的場所及條件。水的分解發(fā)生在光反應(yīng)階段，而光反應(yīng)需要色素吸收光能，色素分布在類囊體薄膜上，因此水的分解發(fā)生在類囊體薄膜上。光反應(yīng)中所發(fā)生的化學反應(yīng)都需要許多酶的催化。光反應(yīng)必須在光下進行，但暗反應(yīng)不需要光，有沒有光都能進行。當溫度降到0℃時，仍有許多植物能進行光合作用。] 7．D　[光反應(yīng)階段的場所是葉綠體類囊體的薄膜；B、D中均有此結(jié)構(gòu)，所以能檢測到光反應(yīng)的過程。而暗反應(yīng)階段的場所是葉綠體基質(zhì)，在B、C中均能檢測到。綜合起來，D符合。] 8．A　[本題主要考查了光合作用發(fā)現(xiàn)史中的相關(guān)實驗?，F(xiàn)做如下分析： 而對于合成淀粉的原料是否是CO2，則不能證明。] 10．D　[由圖示可知，S1＋S3為呼吸作用的總消耗量；S2＋S3為實際的光合作用的合成量；光合作用強度受CO2濃度的影響；S2代表有機物的凈積累量。] 11．B　[圖甲中色素分子吸收光可將H2O光解產(chǎn)生[H]和O2，表明該生物膜為葉綠體類囊體薄膜，由圖乙中[H]＋O2形成H2O表明圖乙為線粒體內(nèi)膜，圖乙中的[H]主要來自丙酮酸與H2O。] 12．(1)O2　葉綠體類囊體薄膜　(2)活躍的化學能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學能　太陽能(光能)　(3)減少、增加　線粒體內(nèi)膜　酒精和二氧化碳　(4)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量