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第5讲 光合作用,考试标准,(1)光合作用的概念、阶段、场所和产物(b)；(2)色素的种类、颜色和吸收光谱(a)；(3)光反应发生的变化和碳反应的过程(b)； (4)活动：光合色素的提取与分离(b)；(5)活动：探究环境因素对光合作用的影响(c)；(6)环境因素对光合速率的影响；(7)光合作用与细胞呼吸的异同。,考点一 光合作用的概念及过程(b/b),知识梳理,一、光合作用概述 1.概念 2.总反应式,指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把 转化成贮存着能量的有机物，并且 的过程。 。,CO2和H2O,释放出氧气,3.光合作用的场所叶绿体,观察上面的叶绿体结构示意图，完成下列问题： (1)为 ，为 。 (2)为基粒，是由许多 叠连而成的，其膜可称为光合膜。为液态的 ，含有许多酶。,外膜,内膜,类囊体,叶绿体基质,4.光合作用的研究O2的产生 5.阶段划分,利用 的方法，证实光合作用释放的氧气来自于 中的O。 光合作用分为光反应和 两个阶段。前一阶段在 膜上进行， (需，不需)光；后一阶段在 中进行，不需要光直接参加。,同位素示踪,H2O,碳反应,类囊体,需,叶绿体基质,光合作用过程“一二三四”,二、光合作用的过程 1.光反应阶段,(1)条件： 。 (2)场所： 。 (3)产物： 。 (4)物质转变 水在光下裂解为 。 水中的氢在光下将 。 (5)能量转变： 被吸收并转化为 。,叶绿体色素、酶、光和水,叶绿体类囊体膜,NADPH、ATP、O2,H、O2和电子,NADP还原为NADPH,光能,ATP和NADPH,中的化学能,2.碳反应,(1)条件： 。 (2)场所： 。 (3)产物： 。 (4)主要变化 CO2RuBP2 。 三碳分子的还原：三碳分子接受 中的氢和ATP中的 ，被还原成 ，这是碳反应形成的产物。,多种酶、ATP、NADPH,叶绿体基质,三碳糖,三碳分子,NADPH,磷酸基团及能量,三碳糖,3.RuBP的再生,每 个CO2分子进入卡尔文循环就形成 分子的 分子，后者都被还原为 ，其中 个三碳糖分子在循环中再生为 ，另一个三碳糖分子则离开循环，或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质或脂质，或运出叶绿体，转变成 。,3,6,三碳酸,三碳糖,5,RuBP,蔗糖,4.光合作用过程图解,ATP,三碳酸,RUBP,(1)色素分子吸收光能不需要酶的参与，但其他光反应和碳反应过程都需要酶的催化。 (2)进行光合作用的生物不一定都有叶绿体，但必须都有相关的色素和酶，如蓝细菌和光合细菌。 (3)CO2中C进入三碳酸但不进入RuBP，最后进入三碳糖，RuBP中C不进入三碳糖，可用放射性同位素标记法证明。 (4)光合作用光反应产生的ATP只用于碳反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。,1.(2015嘉兴期中)没有在光合作用碳反应中被消耗的物质是( ),A.NADPH和ATP B.CO2 C.RuBP和酶 D.三碳酸分子 解析 RuBP、酶均可被循环利用，不曾被消耗。 答案 C,对点小练,2.光合作用过程中，ATP形成和三碳糖形成的场所分别是( ),A.都在叶绿体的类囊体膜上 B.都在叶绿体基质中 C.前者在叶绿体的类囊体膜上，后者在叶绿体基质中 D.前者在叶绿体基质中，后者在叶绿体的类囊体膜上 解析 光合作用过程中，ATP形成于光反应过程，其场所为叶绿体类囊体膜上，三碳糖形成于碳反应过程，其场所为叶绿体基质。 答案 C,3.(2016宁波模拟)用14C标记参加光合作用的二氧化碳，可以了解光合作用的哪一过程( ),A.光反应必须在有光条件下进行 B.碳反应不需要光 C.二氧化碳被还原为糖的过程 D.光合作用中能量的传递过程 解析 证明光反应必须在有光条件下进行，只需要设计对照试验就可以，变量是有无光照，A错误；碳反应需要不需要光照的证明，提供H和ATP，设计对照实验，变量也是是否有光照，B错误；卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径，C正确；梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能，D错误。 答案 C,4.下图表示光合作用的碳反应过程。下列叙述错误的是( ),A.是3磷酸甘油酸 B.和在类囊体膜上产生 C.是核酮糖二磷酸 D.可在叶绿体内转变为氨基酸 解析 图中为3磷酸甘油酸，为ATP，为NADPH，为NADP，为三碳糖磷酸。 答案 C,5.把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用下图装置进行实验。该实验不能用于验证( ),A.光合作用需要CO2 B.光合作用能产生O2 C.光合作用需要光 D.光合作用需要叶绿体,解析 装置信息显示，铝箔可遮光，NaOH可吸收CO2，“白色”与“绿色”部分的单一变量为有无叶绿体，故该装置可用于验证光合作用是否需要CO2，是否需光，是否需叶绿体，但不能用于验证是否能产生O2。 答案 B,6.(2016宁波模拟)离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物(3磷酸甘油酸)、C5化合物(RuBP)及ATP相对含量的变化是( ),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 二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固定这个反应，二氧化碳含量由高到低时，二氧化碳的固定这个反应变弱，则这个反应的反应物C5化合物消耗减少，剩余的C5相对增多；生成物C3生成量减少，由于C3化合物的生成量减少，则又影响了C3化合物的还原，使得C3化合物的还原反应减弱，则消耗的和ATP量减少，所以和ATP剩余的量增多，所以突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3的含量减少、C5的含量增多、ATP的含量增多。 答案 D,考点二 实验：光合色素的提取与分离(b/b),知识梳理,1.实验原理及过程,有机溶剂（如95%的乙醇）能溶解色素,因溶解度不同而扩散速度不同,二氧化硅、碳酸钙,收集滤液,重复34次,层析液,胡萝卜素,橙黄色,叶黄素,黄色,叶绿素,蓝绿色,叶绿素,黄绿色,2.实验中的注意事项及操作目的,绿叶中的色素提取和分离实验的异常现象分析 (1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析 未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。 使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素(叶绿素)太少。 一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。 未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 (2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线未画成一条细线。 (3)滤纸条上得不到色素带的原因分析 滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。,1.关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是( ),A.使用定性滤纸过滤研磨液 B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23次 D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素 解析 色素易被滤纸吸附，故用纱布过滤，A错误；每次重复画色素滤液细线时，需等干燥后再进行，C错误；由于叶绿体中的色素不溶于水，因此研磨叶片时需用体积分数为95%的乙醇或丙酮，D错误。 答案 B,对点小练,2.图示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果， 据图判断用作实验材料的叶片颜色最可能为AD中的哪一种( ),A.红色 B.黄色 C.绿色 D.紫色 解析 在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色，故选B。 答案 B,3.(2016杭州七校联考)关于如图所示光合色素分离的实验结果，叙述正确的是( ),A.距滤液细线最近的色素带中不含镁元素 B.距滤液细线最远的色素带，主要吸收红光和蓝紫光 C.若实验过程中未添加碳酸钙，则离滤液细线较远的两条色素带会变窄 D.颜色为橙黄色的色素带中的色素在层析液中的溶解度最大,解析 距滤液细线最近的色素带为叶绿素b，它与叶绿素a均含Mg2；距滤液细线最远的色素带为胡萝卜素，它主要吸收蓝紫光；碳酸钙主要保护的是叶绿素，故研磨时未加碳酸钙时可导致叶绿素含量变小，其相应色素带距滤液细线较近。 答案 D,4.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为( ),A. B. C. D.,解析 解答本题首先要知道表格中各种试剂的作用，然后再分析每位同学所加的试剂。其中乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要水，若加入水会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是；乙同学操作正确，色素分离后得到四条正常的色素带，与情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应。 答案 B,1.光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应，其反应物含能较少，而产物(糖)则含能较多，此吸能反应所需的能量来自太阳光。 2.进行光合作用的生物包括植物、藻类和某些细菌，它们以CO2和H2O为原料，利用光能合成糖类等有机物质，此类生物称自养生物。 3.光合作用的第一阶段直接需要光，称为光反应，第二阶段不需光直接参加，是将CO2转变成糖的过程称为碳反应，两阶段依次在叶绿体类囊体膜和叶绿体基质中进行。,4.光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将CO2还原为糖的能源物质。 5.叶绿体中含有的主要色素有叶绿素a和叶绿素b(主要吸收红光、蓝紫光，它们都是含镁的有机分子)其次还含有胡萝卜素、叶黄素等(主要吸收蓝紫光)。 6.提取叶绿体中的色素可使用95%的乙醇作为提取剂，用层析液通过纸层析法分离色素。 7.光反应中发生的变化主要有3个：光能被吸收并转化为ATP和NADPH中的化学能；水在光下裂解为H、O2和电子；水中的氢在光下将NADP还原为NADPH。,8.卡尔文循环的关键步骤是每个三碳分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团形成1分子三碳糖，此三碳糖是碳反应的产物。 9.光合作用中碳反应的产物三碳糖，在叶绿体内能作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料而被利用，但大部分是被运至叶绿体外，并且转变为蔗糖，供植物体所有细胞利用。 10.叶绿体中，ATP、NADPH由类囊体膜向叶绿体基质移动；ADP、磷酸基团由叶绿体基质向类囊体膜移动。 11.NADPH既是能量(活跃化学能)的载体，也是还原剂。每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团，形成三碳糖(即三碳糖磷酸)。,
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