5.4 能量之源 光與光合作用

1、第5章 細胞的能量供應(yīng)和利用 4. 能量之源 光與光合作用5.4 能量之源 光與光合作用教材梳理一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（一）捕獲光能的色素種類、顏色、作用、提取、分離（由大到?。?）提取原理：相似相溶有機溶劑（如、等，研磨過程加入碳酸鈣 (CaCO3）的目的：，加入二氧化硅(SiO2)的目的：）（2）分離原理：四種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴散快，反之慢。（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)（附線粒體的結(jié)構(gòu)）1活細胞所需的能量最終來自 。2葉綠體是進行 的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的 ，還有許多進行光合作用所必需的 。二、光合作用的原理1光合作用的探究

2、歷程普利斯特利將蠟燭（小鼠）與綠色植物一起放在密閉玻璃罩內(nèi)不熄滅（死亡），證明植物可 空氣。英格豪斯做了植物更新空氣的實驗，證明綠葉只有在 下才可以更新空氣。薩克斯把饑餓處理過的綠色葉片一半曝光，另一半遮光，一段時間后碘蒸氣處理，曝光的一半呈深藍色，遮光的一半無顏色變化。證明光合作用產(chǎn)生了 。恩格爾曼利用水棉和好氧性細菌做實驗，證明氧由 釋放出來，葉綠體是光合作用的場所。魯賓和卡門用同位素標18分別標記H2O和CO2，追蹤18O的去向，證明光合作用釋放的氧全部來自 ?？栁挠?4CO2供小球藻進行光合作用，追蹤檢測放射性。探明碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的循環(huán)途徑卡爾文循環(huán)：。2光合作用的過

3、程（在圖中標注出字母所代表的物質(zhì)）結(jié)論：1光合作用的原料： ；產(chǎn)物： 。2反應(yīng)式： 。綠色植物通過 ，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存著能量的 ，并且釋放出 的過程。  3影響光合作用速率的環(huán)境因素有： 、 、 等。三、自測11771年，英國科學家普利斯特利將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅，對這一現(xiàn)象的合理解釋是( ) A植物可以更新空氣 B蠟燭燃燒所需物質(zhì)來自綠色植物 C綠色植物在燭光下能制造有機物 D綠色植物在燭光下能釋放氧氣2光合作用發(fā)生的部位( )A葉綠素 B葉綠體 C類囊體的薄膜 D葉綠體的基質(zhì)【變式訓練2-1】植物固定二氧化碳的場所是(

4、 ) A細胞質(zhì)基質(zhì) B葉綠體囊狀結(jié)構(gòu) C葉綠體基質(zhì) D質(zhì)網(wǎng)膜上3光合作用形成ATP的部位( )A葉綠體外膜 B葉綠體內(nèi)膜 C類囊體 D葉綠體的基質(zhì)41864年德國科學家薩克斯把綠葉先在暗處放置幾個小時，然后讓此葉片一半遮光，一半曝光。一段時間后，他用碘蒸氣處理這片葉片，成功地證明了綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。在此實驗中，薩克斯看到的現(xiàn)象是( ) A葉片全變藍 B遮光的一半變藍 C曝光的一半變藍 D葉片全不變藍 5在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含18O的水中，過一段時間后，最先發(fā)現(xiàn)18O放射性標志的是( ) A在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn) B在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)C在植物體周圍的空氣中發(fā)現(xiàn) D在植物

5、體內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉中均可發(fā)現(xiàn)【變式訓練5-1】在光合作用實驗中，如果所用的水中有0.20%的水分子含18O，二氧化碳中有0.68%的二氧化碳分子含18O，那么，植物進行光合作用釋放的氧氣中，含18O的比例為( )A0.20% B0.44% C0.64% D0.88%6下列有關(guān)光合作用的敘述中，不正確的是( ) A光合作用是生物生存、繁殖的基礎(chǔ) B光合作用為動物和人類提供食物和能量 C光合作用在植物的所有細胞中都進行 D光合作用需要光【變式訓練6-1】下列有關(guān)光合作用的敘述中，不正確的是( ) A光合作用的產(chǎn)物中有氧氣 B光反應(yīng)不需要酶C光反應(yīng)中有H和ATP產(chǎn)生 D光合作用產(chǎn)生的氧氣來自水

6、的分解【變式訓練6-2】下列關(guān)于光合作用的敘述正確的是( )A無氧條件下，光合作用是細胞內(nèi)ATP的唯一來源 B在暗反應(yīng)過程中酶和C5化合物的數(shù)量因消耗而不斷減少 C在較強光照下，光合作用強度隨著CO2濃度的提高而不斷增強 D在白天，葉綠體可為線粒體提供O2，用于有機物的氧化分解。7光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)有( ) AC6H12O6、H、ATP BH、CO2、ATPCH、O2、ATP DC6H12O6、CO2、H2O 【變式訓練7-1】在光反應(yīng)階段的物質(zhì)變化是( ) 水在光下分解 ADP與Pi發(fā)生反應(yīng)形成ATP ATP水解 二氧化碳的固定 三碳化合物的還原 A B C D8下列能正確表示光合作用

7、的公式是( ) A二氧化碳+水有機物 BC D9光合作用過程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是（）A光能葉綠素ATP（CH2O） B光能葉綠素（CH2O） C光能C3C6H12O6 D光能葉綠素C3C6H12O6【變式訓練9-1】光合作用過程中，C元素的轉(zhuǎn)移途徑依次是( ) 二氧化碳 三碳化合物 五碳化合物 有機物 A B C D【變式訓練9-2】植物固定二氧化碳的場所是( ) A細胞質(zhì)基質(zhì) B葉綠體囊狀結(jié)構(gòu) C葉綠體基質(zhì) D質(zhì)網(wǎng)膜上10在作物栽培中，除哪項措施外，均有利于提高光能利用率（）A.適當增加空氣濕度 B.適當增加二氧化碳濃度 C.適當增加光照強度 D.保持適宜的溫度11葉綠體中色素的提取和分離實

8、驗主要證明了（）A色素分布在葉綠體片層結(jié)構(gòu)薄膜上 B葉綠素含量是類胡蘿卜素的四倍C葉綠體中色素的種類和各種色素的顏色 D四種顏色擴散速度不同12經(jīng)紙層析后，濾紙條上最窄的色素帶（用新鮮菠菜葉作材料）是（）A葉綠素a B葉綠素b C葉黃素 D胡蘿卜素13在進行葉綠素提取和分離的實驗時，不能讓層析液沒及濾液細線的原因是（）A濾紙上幾種色素會擴散不均勻而影響結(jié)果 B濾紙條上濾液細線會變粗而使色素太分散 C色素會溶解在層析液中而使結(jié)果不明顯 D濾紙條上的幾種色素會混合起來14陽光透過三棱鏡照在絲狀綠藻上，好氧細菌主要聚集的光譜區(qū)域是（） A紅光區(qū)和藍紫光區(qū) B黃光區(qū)和藍紫光區(qū) C紅光區(qū)和綠光區(qū) D藍紫

9、光區(qū)和綠光區(qū)【變式訓練14-1】在做植物實驗的暗室中，為了盡可能地降低光合作用的強度，最好安裝( ) A紅光燈 B綠光燈 C白熾燈 D藍光燈15. 葉綠體是進行光合作用的細胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確的是（） A葉綠體中的色素分布在類囊體結(jié)構(gòu)的薄膜上 B葉綠體中的色素分布在內(nèi)膜和外膜上 C光合作用的酶只分布在葉綠體的基質(zhì)中 D光合作用的酶分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上16光合作用實質(zhì)是（） A把二氧化碳轉(zhuǎn)變成ATP B產(chǎn)生化學能，貯藏在ATP中 C把光能轉(zhuǎn)變成化學能，貯藏在ATP中 D無機物轉(zhuǎn)變成有機物，光能轉(zhuǎn)變成化學能17下圖是光合作用過程的圖解，請依據(jù)圖說明 （1）圖中A代表_，其功能是_。圖

10、中B是_，圖中C是_。 （2）圖中D是在有關(guān)酶的催化下，利用_將_與_結(jié)合形成的。 （3）光反應(yīng)在 上進行，暗反應(yīng)在 中進行。 （4）暗反應(yīng)階段發(fā)生的兩個主要化學變化是 和 。 （5）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 ，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 。 （6）在陽光下的綠色植物突然遮光，葉綠體中的 增多。18光合作用與化能合成作用的最重要區(qū)別是（） A原料不同B能源不同C碳源不同D產(chǎn)物不同四、高考接軌1光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所條件物質(zhì)變化能量變化光能ATP中活躍的化學能葡萄糖中化學能聯(lián)系2如圖為光照強度影響光合作用的示意圖，說出A、B、C三點的含義分別是什么？光照強度怎樣影響光合作用？1.（2014&

11、#183;海南）下列關(guān)于生長在同一植株上綠色葉片和黃色葉片的敘述，錯誤的是（ ）A兩種葉片都能吸收藍紫光 B兩種葉片均含有類胡蘿素C兩種葉片的葉綠體中都含有葉綠素a D黃綠色葉片在光反應(yīng)中不會產(chǎn)生ATP2.（2014·海南）關(guān)于小麥光合作用的敘述，錯誤的是（ ）A類囊體上產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng) B夏季晴天光照最強時，小麥光合速率最高C進入葉綠體的CO2不能被NADPH直接還原 D凈光合速率為長期零時會導致幼苗停止生長3.（2014·新課標）正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是（ ）A.O2的產(chǎn)生停止 B.CO

12、2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP+比值下降4.（2014·天津）下圖是細胞中糖類合成與分解過程示意圖。下列敘述正確的是A.過程只在線粒體中進行，過程只在葉綠體中進行 B.過程產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中C.過程產(chǎn)生的（CH2O）中的氧全部來自H2O D.過程和中均能產(chǎn)生H，二者還原的物質(zhì)不同5.（2014·新課標）關(guān)于光合作用和呼吸作用的敘述，錯誤的是（ ）A磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)物B光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與C人體在劇烈運動時所需的能量由乳酸分解提供D病毒核酸的復(fù)制需要宿主細胞的呼吸作用提供能量7.（2013

13、83;新課標）關(guān)于葉綠素的敘述，錯誤的是（ ）A葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素 B被葉綠素吸收的光可用于光合作用C葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同 D植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光8.（2013·江蘇）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.在劃出一條濾液細線后緊接著重復(fù)劃線23次 D.研磨葉片時，用體積分數(shù)為70%的乙醇溶解色素9.（2013·海南）關(guān)于葉綠素提取的敘述，錯誤的是（ ）A菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料 B加入少許CaC03能避免葉綠素被破壞C用乙醇提取的葉

14、綠體色素中無胡蘿卜素 D研磨時加入石英砂可使葉片研磨更充分10.（2014·大綱版）植物的光合作用受多種因素的影響?；卮鹣铝袉栴}：（1）右圖表示了 對某種C3植物和某種C4植物 的影響。當光照強度大于p時，C3植物和C4植物中光能利用率高的是 植物。通常提高光能利用率的措施有 的面積，補充 氣體等。（2）在光合作用過程中，C4植物吸收的CO2被固定后首先形成 化合物。（3）C3植物光合作用的暗反應(yīng)需要光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH，這兩種物質(zhì)在葉綠體內(nèi)形成的部位是 。NADPH的中文簡稱是 ，其在暗反應(yīng)中作為 劑，用于糖類等有機物的形成。10.（2013·新課標）某油料作物

15、種子中脂肪含量為種子干重的70 %。為探究該植物種子萌發(fā)過程中干重及脂肪的含量變化，某研究小組將種子置于溫度、水分（蒸餾水）、通氣等條件適宜的黑暗環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢查萌發(fā)種子（含幼苗）的脂肪含量和干重，結(jié)果表明：脂肪含量逐漸減少，到第11d時減少了90%，干重變化如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）為了觀察胚乳中的脂肪，常用 染液對種子胚乳切片染色，然后再顯微鏡下觀察，可見 色的脂肪微粒。（2）實驗過程中，導致種子干重增加的主要元素是 （填“C”、“N”或“O”）。（3）實驗第11d如果使萌發(fā)種子的干重（含幼苗）增加，必須提供的條件是 和 。11.（2013·北京）為研究棉花去棉鈴（果實）

16、后對葉片光合作用的影響，研究者選取至少具有10個棉鈴的植株，去除不同比例棉鈴，3天后測定葉片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。結(jié)果如圖 （1）光合作用碳（暗）反應(yīng)利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和 ,在 中將CO2轉(zhuǎn)化為三碳糖，進而形成淀粉和蔗糖。（2）由左圖可知，隨著去除棉鈴百分率的提高，葉片光合速率 。本實驗中對照組（空白對照組）植株CO2固定速率相對值是 。（3）由右圖可知，去除棉鈴后，植株葉片中 增加。已知葉片光合產(chǎn)物會被運到棉鈴等器官并被利用，因此去除棉鈴后，葉片光合產(chǎn)物利用量減少， 降低，進而在葉片中積累。（4）綜合上述結(jié)果可推測，葉片光合產(chǎn)物的積累會 光合作用。（5）一種驗證上述推測的方

17、法為：去除植株上的棉鈴并對部分葉片遮光處理，使遮光葉片成為需要光合產(chǎn)物輸入的器官，檢測_ _葉片的光合產(chǎn)物含量和光和速率。與只去除棉鈴植株的葉片相比，若檢測結(jié)果是_ _，則支持上述推測。12.（2013·山東）大豆種子萌發(fā)過程中鮮重的變化曲線如圖（1）階段和大豆種子的鮮重增加明顯，階段中，水進入種子胚細胞的穿（跨）膜運輸方式為 。階段中，種子胚細胞內(nèi)水的主要存在形式是 。（2）階段期間，大豆種子胚細胞合成的 解除種子休眠，促進種子萌發(fā)。階段中根向地生長的原因是 分布不均，使根的近地側(cè)生長受到 。（3）若測得階段種子吸收O2與吸收CO2的體積比為1:3，則此時種子胚細胞的無氧呼吸與有氧

18、呼吸消耗葡萄糖之比為 。（4）大豆幼苗在適宜條件下進行光合作用時，若突然停止CO2供應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體中C5和ATP含量的變化分別為 、 。大田種植大豆時，“正其行，通其風”的主要目的是通過 提高光合作用強度以增加產(chǎn)量。五、欣賞：光合速率與呼吸速率的關(guān)系（左圖）及表觀(凈)光合速率的測定方法(如右圖) 說明：(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指標：植物光合作用釋放氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強增大，毛細管內(nèi)的水滴右移。單位時間內(nèi)水滴右移的體積即是光合速率。(3)條件：整個裝置必須在光下。六、我的收獲七、參

19、考資料1.（2014·海南）C2.（2014·海南）B3.（2014·新課標）B4.（2014·天津）D5.（2014·新課標）C6.（2014·全國卷）7.（2013·新課標）【答案】D 【解析】葉綠素中心元素是鎂離子，A正確；色素的作用是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，進行光合作用，B正確；葉綠素a比葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值高，C正確；植物主要的吸收峰在藍紫光區(qū)和紅光區(qū)，綠光吸收最少，反射多，所以葉片呈現(xiàn)綠色，D錯誤。 【試題點評】此題考查對色素基本知識的識記和判斷能力，難度不大。8.（2013·江蘇）【答案】B【解析

20、】過濾主要是將濾渣和濾液分開，要用吸水性差的紗布而不能用吸水性強的濾紙過濾研磨液，A錯誤；干燥處理定性濾紙是為了讓層析液能夠更快的上升，使色素更好地分離，B正確；畫濾液細線，要等一次畫完干燥后才能重復(fù)，防止濾液細線過粗，C錯誤；葉綠體中色素為脂溶性的，要用無水乙醇溶解，D錯誤。9.（2013·海南）【答案】C【解析】菠菜綠葉富含葉綠素，可用作提取葉綠素的材料，A項正確；加入碳酸鈣可避免研磨過程中液泡中的有機酸等物質(zhì)對葉綠素的破壞，B項正確；用乙醇提取到的葉綠體色素含有胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，C項錯誤；研磨加石英砂的目的是為了研磨更充分，D項正確?！驹囶}點評】本題考查綠葉

21、中色素提取實驗相關(guān)操作和注意事項，難度不大，較易得分。10.（2013·新課標）【答案】（1）蘇丹（） 橘黃（紅） （2） O （3）一定的光照 適宜的水分和礦質(zhì)營養(yǎng)（無機鹽）【解析】以種子萌發(fā)為背景，重點考查了植物代謝的基本知識。但是對知識的要求很低，主要是對考生從試題中獲取信息和處理信息的能力進行綜合考查，第（2）、（3）題思考空間較大，而答案卻又較為簡單，利于評分的客觀公正。體現(xiàn)了高考試題能力立意的主題。（1）屬于記憶類。（2）從圖中可以看出，種子的干重先增加后減少，在6-8 d時最大。培養(yǎng)條件為黑暗，蒸餾水。干重增加不可能是來源于光合作用和礦質(zhì)元素的吸收，因而導致種子干重增加

22、的主要元素不會是C和N，只能是O。為什么？應(yīng)是吸收的水參與種子中物質(zhì)代謝以及成為結(jié)合水等，導致種子干重增加。特別是胚乳中脂肪轉(zhuǎn)化為幼苗中糖類等親水性物質(zhì)，會使細胞中結(jié)合水增加。（3）從圖中可知，實驗第11d時種子干重已經(jīng)下降到開始時水平，并呈繼續(xù)下降趨勢，說明種子通過呼吸作用和生長發(fā)育耗能，胚乳中的脂肪已經(jīng)消耗殆盡，幼苗再增加干重只能靠幼苗的光合作用及從培養(yǎng)液中吸收無機鹽離子?！驹囶}點評】本題考查種子萌發(fā)過程中物質(zhì)的變化，實驗生物組織中化合物的檢測、有機物的相互關(guān)系、光合作用影響因素等相關(guān)知識，主要考查對光合作用影響因素的識記和理解能力及提取信息的能力。11.（2013·北京）【答案

23、】（1）H/NADPH 葉綠體基質(zhì) （2）逐漸下降 28（3）淀粉和蔗糖的含量 輸出量 （4）抑制（5）末遮光的 光合產(chǎn)物含量下降，光合速率上升【解析】（1）光反應(yīng)為暗（碳）反應(yīng)提供了ATP和H（NADPH），用于三碳化合物（三碳糖）的還原。（2）根據(jù)圖1可以看出，隨去除棉鈴的百分率提高，二氧化碳固定的速率下降；對照組沒有去除棉鈴即去除棉鈴的百分率為0，此時植物二氧化碳固定速率為28。（3）由圖2可知，隨去除棉鈴的百分率逐漸提高，葉片干重百分比逐漸升高。去除棉鈴后，葉片光合作用產(chǎn)生有機物含量雖然降低，但最終凈光合作用積累有機物量提高，說明葉片和棉鈴的細胞呼吸消耗有機物減少。（4）根據(jù)圖1可以看出，光合作用速率隨去除棉鈴的百分率的增加而降低，而圖2則說明光合作用下降的原因是光合作用的產(chǎn)物在葉片中積累，所以葉片中光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用。（5）去除掉棉鈴