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1、专题6 光合作用,考纲要求,-3-,特色梳理,选考提升,光合色素及其提取、分离 1.色素的种类、颜色和吸收光谱 (1)光合色素的种类及颜色 叶绿体中的主要色素是叶绿素,呈绿色,包括叶绿素a和叶绿素b。 叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素,合称为类胡萝卜素。,-4-,特色梳理,选考提升,(2)叶绿素a的吸收光谱,吸收光谱定义:以某种物质对不同波长光的吸收率(可用百分率表示)为纵坐标(a),以波长为横坐标(b),所绘制的曲线。 叶绿素a主要吸收蓝紫光(c)和红光(d),几乎不吸收绿光。,-5-,特色梳理,选考提升,2.光合色素的提取与分离 (1)光合色素提取:制备匀浆收集滤液制备滤纸条点样。
2、,-6-,特色梳理,选考提升,典例精析(2017浙江4月选考,30)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响,进行了相关实验,结果如图所示。,回答下列问题。,-7-,特色梳理,选考提升,(1)本实验的因变量是 。由图中曲线对比可知,经 处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,这将直接导致光反应中叶绿素吸收的 光减少而降低了光合速率。由此推知,若遇到较低温天气,除升温方法外,可对植物进行 处理可以减少叶绿素的损失。 (2)提取上述四组该植物叶片中的色素时,为防止色素被破坏,研磨时可加入适量的 。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离,结果发现,第4组得到的色素带中,从上到下的第 条色素
3、带均明显变窄。 (3)若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定 ,可得到叶绿素a的吸收光谱。,答案 (1)叶绿素含量 低温和光照 蓝紫光和红 遮光 (2)碳酸钙 3、4 (3)吸光率,-8-,特色梳理,选考提升,解析 (1)分析图示可知,本实验检测不同处理方式下叶绿素的含量,故因变量是叶绿素含量。相比较其他组别,0 低温和光照条件处理,叶绿素的含量最低。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,叶绿素含量降低,会对上述光吸收减少。第3组为低温处理,与第4组相比,该组叶绿素含量更高,因此遇低温天气,可适当进行遮光处理。(2)提取光合色素时,为防止叶绿素被破坏,可加入少量碳酸钙,以保护叶绿素。对提取的光合色素
4、进行纸层析处理后,自上而下,叶绿素a和叶绿素b分别处于色素带的第三和第四的位置,实验中第4组叶绿素被破坏,上述条带会在层析后明显变窄。(3)不同光合色素吸收不同波长的光,利用不同波长的光照射光合色素,可绘制光合色素对不同波长光的吸收率的吸收光谱。,-9-,特色梳理,选考提升,知识强化 1.叶绿体色素的种类、颜色及吸收光谱,-10-,特色梳理,选考提升,2.光合色素提取与分离实验的异常现象分析,-11-,特色梳理,选考提升,1.光反应 (1)场所:叶绿体类囊体膜中。 (2)物质变化 水光解:水在光下裂解为2H+2e-和O2。 ATP的合成:ADP+Pi+ ATP。 NADPH合成:水中的氢(H+
5、和e-)将NADP+还原为NADPH。 (3)能量变化: 光能转变为ATP和NADPH中的化学能。,光合作用基本过程,-12-,特色梳理,选考提升,2.碳反应 (1)场所:叶绿体基质。 (2)物质变化 CO2被固定:1分子CO2和1分RuBP结合形成一个六碳分子2个三碳酸。 三碳酸被还原:三碳酸接受来自NADPH的氢和ATP的磷酸集团三碳糖(卡尔文循环中的第一个糖)。 再生RuBP:每3个二氧化碳进入卡尔文循环,形成6分子三碳酸还原为6分子三碳糖5个三碳糖再生RuBP,1个三碳糖离开卡尔文循环 (3)能量变化 ATP和NADPH中的化学能转变为糖分子中化学能,该物质在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白
6、质和脂质的原料被利用,大部分运至叶绿体外,转变成蔗糖供植物所有细胞利用。,-13-,特色梳理,选考提升,典例精析1下列关于光合作用的叙述,不正确的是( ) A.光反应需要光,不需要酶,碳反应不需要光,需多种酶 B.光反应在叶绿体的类囊体膜中进行,碳反应在叶绿体的基质中进行 C.光反应分解水生成NADPH,碳反应将CO2还原成葡萄糖并生成H2O D.光反应吸收光能形成ATP,碳反应将ATP中化学能储存在有机物中,A,-14-,特色梳理,选考提升,解析 光反应需要光、酶和色素等,A项错误;光反应在叶绿体的类囊体膜中进行,碳反应在叶绿体的基质中进行,B项正确;光反应分解水生成氧气、H+和电子,H+和
7、e-在光下将NADP+还原为NADPH,碳反应将CO2还原成葡萄糖并生成H2O,C项正确;光合作用中能量转化过程为光能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,D项正确。,-15-,特色梳理,选考提升,知识强化“一二三四”法巧记光合作用基本知识,-16-,特色梳理,选考提升,典例精析2(2017浙江十校联盟模拟)如图为光合作用过程示意图,其中数字代表反应过程,字母表示物质,请回答下列问题。,-17-,特色梳理,选考提升,(1)图中磷脂双分子层上除分布有叶绿素外,还含有许多种黄色、橙色和红色的色素,合称为 ;提取绿叶中光合色素时,除绿叶外,还需在研钵中加入 。 (2)图中膜甲侧浓稠的
8、液体称为 ,在此液体内发生的反应过程有 (请用数字表示)。 (3)若光照强度突然减弱,则C物质的合成速率将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。 (4)生成一分子H物质,需要循环 轮。 (5)在供给14CO2较长时间后,能够检测出14C的物质是 (请用字母回答)。,答案 (1)类胡萝卜素 SiO2、CaCO3、95%的乙醇 (2)叶绿体基质 (3)减弱 (4)3 (5)B、C、H,-18-,特色梳理,选考提升,解析 (1)图中膜发生水的光解,是类囊体薄膜,膜上分布有叶绿素和类胡萝卜素,其中许多种黄色、橙色和红色的色素,合称为类胡萝卜素;提取绿叶中光合色素时,需在研钵中加入SiO2、CaCO3、9
9、5%的乙醇。(2)图中膜是类囊体薄膜,甲侧进行暗反应,因此甲侧浓稠的液体称为叶绿体基质,在此发生二氧化碳的固定、三碳化合物的还原、ATP的水解和H的还原()。(3)若光照强度突然减弱,光反应阶段速率降低,产生的ATP和H较少,三碳化合物的还原速率降低,C5合成量减少,进一步是C物质C3的合成速率将减弱。(4)由于1分子二氧化碳中只含1个C,而1分子三碳糖中只含3个C,所以形成1分子三碳糖,需要进行3次卡尔文循环。(5)在供给14CO2较长时间后,二氧化碳与B固定生成C,C还原生成H和B,则碳元素的传递过程是:14CO2CH+B,即能够检测出14C的物质是B、C、H。,-19-,特色梳理,选考提
10、升,知识强化对光反应与碳反应的认识 (1)光合作用中光反应和碳反应不是独立的两个阶段,而是息息相关的过程,没有光反应,碳反应也无法进行。 (2)光合作用的场所在真核生物中一定为叶绿体,在原核生物中主要为质膜。 (3)碳反应所需要的ATP仅来自光反应,而不能由细胞呼吸提供。 (4)光合作用中,ATP提供能量和磷酸基团;NADPH提供能量和作为还原剂,也是氢的载体,提供氢。 (5)三碳糖或五碳糖(RuBP)组成元素中含有磷。,-20-,特色梳理,选考提升,环境因素对光合速率的影响 1.光强度对光合速率的影响,在一定范围内,光合速率随光强度的增加而增加,当光照达到一定数值后,光强度再增加光合速率也不
11、会增加,此时的光强度称为光饱和点。,-21-,特色梳理,选考提升,2.温度对光合速率的影响,低于最适温度,随温度升高,光合速率加快;超过最适温度,随温度升高,酶的活性降低,光合速率减慢。 3.CO2浓度对光合速率的影响 目前大气中二氧化碳的浓度约为0.035% 当这一浓度增加至1%以内时,光合速率会随CO2浓度的增高而增高。,-22-,特色梳理,选考提升,4.多因素对光合速率的影响,以图1为例进行分析。P点时,限制光合速率的因素应为光强度,并随该因子的不断加强,光合速率不断提高。Q点时,光强度不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当改变温度。,-23-,特色梳理,选考提升,典例精析1正常生长
12、的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( ) A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP+比值下降,解析 用黑布迅速将培养瓶罩上使光反应停止,O2的产生停止,A项正确;光反应停止后,导致光反应产生的NADPH和ATP减少,抑制碳反应,因此CO2的固定减慢,B项错误;由于光反应产生的ATP减少,而ADP的含量相对增多,因此ATP/ADP比值下降,C项正确;同理可知,光反应生成的NADPH的含量减少,NADP+的含量就相对增多,因此NAOPH/NADP+比值下降,D项正确。,B,-24-,特色
13、梳理,选考提升,知识强化光照和CO2浓度变化对光合作用物质变化的影响,-25-,特色梳理,选考提升,典例精析2(2016浙江10月选考,26)在玻璃温室中,研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试验,结果如图所示。补光的光强度为150 mol/(m2s),补光时间为上午7:0010:00,温度适宜。,下列叙述正确的是( ) A.给植株补充580 nm光源,对该植株的生长有促进作用 B.若680 nm补光后植株的光合色素增加,则光饱和点将下降 C.若450 nm补光组在9:00时突然停止补光,则植株释放的O2量增大 D.当对照组和450 nm补光组CO2吸收速率都达到6 mo
14、l/(m2s)时, 450 nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少,D,-26-,特色梳理,选考提升,解析 分析图示可知,补充580 nm光源,在7:0010:00补光时间内,植株对CO2的吸收速率降低,说明补充该强度光源对植物的生长有抑制作用,A项错误;680 nm补光,植物对CO2的吸收速率增加,即光合速率增加,若此时植株光合色素增加,则光饱和点升高,B项错误;450 nm补光组较白光对照,光合速率增加,若9:00突然停止补光,光合速率下降,植株释放O2量减少,C项错误;450 nm补光组CO2吸收速率达到6 mol/(m2s),需要时间短,约3 h左右,对照组CO2吸收速率达到6
15、mol/(m2s),需时间长,约4 h,两者横、纵坐标围成的面积后者大于前者,即对照组对CO2的吸收量多,D项正确。,-27-,特色梳理,选考提升,知识强化光合速率与呼吸速率的计算(以光强度对光合速率的影响为例),(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。 (2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率。,-28-,特色梳理,选考提升,(3)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下: 光合作用产生的O2量=实测的O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量。 光合作用固定的CO2量=实测的CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量。
16、 光合作用产生的葡萄糖量=葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄糖量。,-29-,特色梳理,选考提升,典例精析3(2017浙江温州选考模拟)将符合实验要求的室内观赏植物白掌分成8组,用不同的温度和光强度进行实验处理,一段时间后测定光合速率,结果如下图所示。,-30-,特色梳理,选考提升,(1)结合实验结果分析,在 实验条件下白掌的光合速率最小。 (2)光合作用将 中的O氧化为O2,并将CO2还原为 ,这一系列反应需要利用光反应生成的 。在适宜光照环境中,不同温度条件下光合速率不同,这表明高温可能影响了卡尔文循环中 的活性。 (3)在上述实验的基础上,学习小组欲探究其他环境因素对光合速率的影响,选择黑藻、水、碳酸氢钠和大烧杯等材料用具进行单因子对照实验。他们提出的假设是 。实验中应怎样控制可变因素(自变量)的变化? 。,答案 (1)强光照、40 (2)H2O(或水) 糖(或三碳糖或
