光与光合作用(ⅰ)

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1、第10讲 光与光合作用(),考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构,考点二 光合作用的探究历程及过程,考点三 绿叶中色素的提取和分离,构建知识网络 强记答题语句,探究高考 明确考向,练出高分,目 录,考纲要求： 1.光合作用的基本过程()。 2.实验：叶绿体色素的提取和分离。,考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构,解题探究,知识梳理,1.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱,知识梳理,叶绿素b,叶绿素a,胡萝卜素,叶黄素,由图可以看出： (1)叶绿体中的色素只吸收 ，而对红外光和紫外光等不吸收。 (2)叶绿素对 的吸收量大，类胡萝卜素对 的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。,可见光,

2、红光和蓝紫光,蓝紫光,2.叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图,(2)结构,外表：,内部,基质：含有与 有关的酶 ：由类囊体堆叠而成，分布 有 和与光反应有关的酶,双层膜,暗反应,基粒,色素,光合作用,(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于 被光束照 射的部位。,叶绿体,深度思考 (1)为什么叶片一般呈现绿色？ 提示 因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。 (2)为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？ 提示 无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。,题组一 光合色素吸收光谱的分析 1.将可见光通

3、过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是( ),解题探究,A.类胡萝卜素 B.叶黄素 C.胡萝卜素 D.叶绿素a,解析 叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。其中，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。从图中可以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光，所以该色素为叶绿素a。 答案 D,2.如图表示叶绿体中色素吸收光能 的情况。据图判断，以下说法不正 确的是( ),A.由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光 B

4、.用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度 C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加 D.土壤中缺乏镁时,植物对420470 nm波长的光的利用量显著减少,解析 类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光，A正确； 据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确； 由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强，C3还原加速，叶绿体中C3的量将减少，C项错误； 叶绿素b主要吸收420470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少，D

5、正确。 答案 C,题组二 分析光合色素的元素组成与作用 3.(2013新课标，2)关于叶绿素的叙述，错误的是( ) A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光,解析 植物在进行光合作用时主要吸收红光和蓝紫光，由于绿色植物几乎不吸收绿色光，所以植物的叶片一般呈现绿色。 答案 D,4.1880年德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)，他得出光合作用强度在红光区和蓝光

6、区最强。这个实验的思路是( ),A.细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，水绵光合作用强 B.好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强 C.好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强 D.聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用,解析 普通白光经三棱镜折射后，分散成不同色彩的光，在图(b)中由左到右是按照红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分布，好氧细菌分布在氧气浓度较高的环境中。图(a)中，好氧细菌分布多的地方，氧气浓度高，氧气来自光合作用中的光反应，因此好氧细菌的分布也体

7、现出光合作用强度的大小，故B项正确。 答案 B,影响叶绿素合成的因素分析 (1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 (2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。,归纳提升,(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶子变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶子变黄。,考点二 光合作用的探究历程及过程,解题探究,知识梳理,1.光合作用的探究历程(连线),知识梳理,思考 (1)普利斯特利实验结果说服力

8、不强，应如何设计对照实验？ 答案 应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。 (2)萨克斯实验的自变量、因变量、实验组、对照组分别是什么？ 答案 自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。,(3)写出鲁宾和卡门实验的设计思路。,2.光合作用的过程 (1)反应式：,(2)过程,叶绿体类囊体的薄膜,H+O2,ATP,活跃的化学能,叶绿体基质,(CH2O),ADP+Pi,稳定的化学能,思维诊断 (1)光合作用需要的色素和酶均分布在叶绿体基粒和基质中( ) (2)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生(2011浙江，1A)( ) (3)细胞中不能

9、合成ATP的部位是叶绿体中进行光反应的膜结构(2012北京，1B)( ) (4)光合作用过程中光反应是暗反应进行的前提( ),(5)在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中C3和C5化合物含量都迅速增加(2009海南，15B)( ) (6)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中(2009安徽，1B)( ),题组一 分析光合作用的探究历程 1.如图表示较强光照且温度相 同以及水和小球藻的质量相等 的条件下，小球藻进行光合作 用的实验示意图。一段时间后， 以下相关比较不正确的是( ),解题探究,A.Y2的质量大

10、于Y3的质量 B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量 C.中水的质量大于中水的质量 D.试管的质量大于试管的质量,解析 Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3；中小球藻中含有(CH O)的有机物，而中小球藻含有(CH2O)的有机物，故中小球藻质量大于中的小球藻质量；和中的水都为H O，且含量相同，因此质量相等；在试管和中原有质量相等的情况下，中释放出的是18O2，而中释放出的是O2，故剩余质量大于。 答案 C,2.(2013海南，10)某植物叶片不同部位的 颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后， 用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日 光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘

11、染 色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是( ),A.a、b和d B.a、c和e C.c、d和e D.b、c和e,解析 部位c、e被锡箔纸遮盖，所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液不会变蓝。 答案 B,体会探究光合作用历程的实验方法 (1)在光合作用的探究历程中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确。 普利斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。 鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(H O与C18O2)，因变量为O2的放射性。 萨克斯：自身对照，自变量为光照(一半曝光、另一半

12、遮光)，因变量为叶片的颜色变化。,归纳提升,(2)萨克斯在做实验前，把绿叶放在黑暗中处理一段时间，目的是消耗掉叶片中的营养物质。如果不进行该步操作，结果可能会变为遮光处也出现蓝色，因为其中的营养物质没有被充分消耗掉。 (3)应用普利斯特利的实验装置和萨克斯的实验处理方法可以验证CO2是光合作用必需的原料，在实验时应注意对植物做饥饿处理。,题组二 光合作用的过程分析 3.根据右面光合作用图解，判断 下列说法正确的是( ),A.过程发生于叶绿体基质中 B.过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 C.图示依次为H、ATP、CO2、(CH2O) D.不仅用于还原C3化合物，还可促进与C5的结合,解析 根据光合作

13、用的过程判断分别表示H、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中。C3化合物还原过程中需要ATP，CO2固定过程中不需要ATP。 答案 C,4.如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述错误的是( ) A.和均为选择透过性膜 B.上分布有与光反应有关的色素和酶 C.在上形成的产物H和ATP进入中为暗反应提供物质和能量 D.中进行的反应使ATP进入糖类等有机物中,解析 和分别表示叶绿体的外膜和内膜，为生物膜，具有选择透过性；为基粒，其上分布着光反应所需的色素和酶；光反应的产物H和ATP进入叶绿体基质中，为暗

14、反应提供还原剂氢和能源物质ATP；ATP水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，而非直接将ATP转移到有机物中。 答案 D,5.(2014福建，26)氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成H和O2，H可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使H转变为氢气。 (1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的 。 解析 (1)在光合作用过程中，叶绿素a等光合色素捕获光能的过程属于光反应过程，光合色素分布在叶绿体类囊体的薄膜上，故光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上。,类囊体薄膜,(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究

15、缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设计完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组),在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢总量。 实验结果：B组A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有 作用。 为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为 和 。,解析 A组为对照组，产氢量：B组A组，说明缺硫能促进莱茵衣藻产氢；根据单一变量原则，研究CCCP对莱茵衣藻产氢的影响时，可将自变量设置为是否添加CCCP，研究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响时，可设置完全培养液和缺硫培养液进行对照，而既要研究CCCP和缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，又要研究两者的相互关系，可设置如下四组实验：,答案 促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液,(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因 。,解析 光反应产生的H和ATP用于暗反应中C3的还原，而产氢则意味着部分H转变为氢气，参与暗反应的H减少，会使暗反应产生的有机物减少。,莱茵衣藻光反应产生的H,转变为H2，参与暗反应的H减少，有机物生成量减少,(4)在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是 ，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。,解析 由题干中信息“低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使H转变为氢气”可