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1、,第4节 能量之源光与光合作用,一、捕获光能的色素和结构 1捕获光能的色素 (1)绿叶中色素的提取和分离 可以利用_提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其中前者有助于_，后者可防止在研磨中_被破坏。 分离的原理是利用色素在层析液中的_不同，_的在滤纸上扩散的快，反之则慢。,无水乙醇,研磨充分,色素,溶解度,溶解度大,(2)色素的种类和吸收光谱,2.叶绿体的结构和功能 (1)结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外部有双层膜，内部的基 粒是由_堆叠而成的，基粒之间充满了_。 (2)色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于_，与 光合作用有关的酶分布在_上和_中。 (3)功能：进行光合作
2、用的场所。,类囊体,基质,类囊体薄膜上,类囊体薄膜,基质,四、光合作用原理的应用 1光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造 _的数量。可通过测定一定时间内_消耗的数量或_生成的 数量来定量表示。 2影响光合作用强度的环境因素 (1)空气中_的浓度； (2)土壤中_的多少； (3)光照_以及光的成分； (4)_的高低等。,糖类,原料,产物,CO2,水分,长短与强弱,温度,五、化能合成作用 1概念：某些细菌利用体外环境中的某些_时 所释放的能量来制造有机物的合成作用。 2实例：硝化细菌能利用_时所释放 的化学能，将CO2和H2O合成为糖类。 3自养生物和异养生物 (1)自养生物：绿色植物和
3、硝化细菌都能将 _，因此属于自养生物。 (2)异养生物：人、动物、真菌以及大多数细菌只能利用环 境中_来维持自身的生命活动，属于异养生物。,无机物氧化,NH3氧化成HNO2和HNO3,CO2和H2O合成糖类,现成的有机物,1(教材课后题改编)有关光合作用中形成ATP的部位和ATP的用途，说法正确的是( ) A叶绿体外膜，用于各项生命活动 B叶绿体内膜，仅用于暗反应 C类囊体膜，仅用于暗反应 D叶绿体基质，用于各项生命活动 【解析】 在类囊体膜上，色素分子吸收光能把ADP和Pi合成ATP，ATP用于暗反应中三碳化合物的还原过程，不用于其他生命活动。 【答案】 C,【解析】 绿叶吸收绿光最少，植物
4、在绿光下合成的淀粉最少，故与碘液反应着色最浅。 【答案】 D,3下图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是( ) A结构A中的能量变化是光能转变为H和ATP中的化学能 B供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3C5甲 C结构A释放的氧气可进入线粒体中 D结构A释放的氧气来自水 【解析】 在光合作用中，CO2首先和C5反应生成C3，然后利用光反应阶段产生的ATP和H还原成葡萄糖，因此供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3甲。 【答案】 B,4(2010珠海模拟)下列关于光合作用的叙述，正确的是( ) A光合作用制造的有机物中的氧全部来自于水 B光合作用中各种酶的活性与温度呈正相关
5、C光反应阶段和暗反应阶段均有ATP的合成 D光反应阶段为暗反应阶段提供了还原剂H 【解析】 光合作用制造的有机物中的氧来自CO2，H2O光解产生的O2释放到了外界环境中；温度过高时酶的活性会降低；光反应产生ATP，暗反应消耗ATP；光反应为暗反应提供还原剂H和ATP。 【答案】 D,5用高速离心法打破叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来。在缺二氧化碳的条件下，给予光照，然后再用离心法去掉类囊体薄膜。黑暗条件下，在去掉类囊体薄膜的基质中加入14CO2，结果在基质中检出含14C的光合产物。 在上述实验进行的同时，另备无类囊体薄膜的基质，无任何光照的条件下，加入ATP、H和14CO2，结果也在这种
6、基质中检出含14C的光合产物。请分析回答： (1)上述两个实验中，前者给予光照后产生了_等物质，在加入14CO2后，先产生_物质，再产生含14C的光合产物。 (2)上述的另一无光照条件的实验中，无类囊体薄膜的基质在并无任何光照的情况下也能产生光合产物，这说明_。在基质中加入ATP、H等物质的作用是_，如果不加入上述物质而只给予光照，反应将_。,(3)上述整个实验证明： 光照条件下，在_中产生ATP、H等物质； CO2被还原成光合产物的过程不需要_； 基质中含有CO2还原成光合产物所需要的_。 【解析】 本题考查光反应和暗反应的场所、物质转化及条件。光反应在类囊体薄膜上进行，且必须在光下进行，光
7、反应为暗反应提供H、ATP等物质。暗反应在叶绿体基质中进行，有光、无光都可进行。 【答案】 (1)ATP、H、氧气(缺一不可) 三碳化合物(C3) (2)CO2还原成糖类并不需要光 使三碳化合物还原成糖类 不能进行 (3)类囊体薄膜 光 酶,1.原理解读 (1)提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。 (2)分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。,3实验中的注意事项 (1)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。 (2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，
8、以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。 (3)画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线既要细、直且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。 (4)色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。,1回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题： (1)某同学的操作程序如下： 将5 g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨； 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画12次； 将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素
9、在滤纸条上的扩散速度。 结果实验失败，请指出其错误所在： _。 _。 _。,1.绿叶中色素种类及其吸收光谱,2.色素的分布和功能 (1)分布：叶绿体类囊体的薄膜上。 (2)功能：吸收光能、传递光能(四种色素)、转化光能(只有少数处于特殊状态的叶绿素a)。 3不同颜色温室大棚的光合效率 (1)无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。 (2)叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。,2(2010海南高考)某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是( ),【解析】 叶绿素
10、对光最强的吸收区有两处：波长640660 nm的红光部分和430470 nm的蓝紫光部分。叶绿素a在红光区的吸收峰比叶绿素b高，而蓝紫光区的吸收峰比叶绿素b低，也就是说，叶绿素b吸收蓝紫光的能力比叶绿素a强。类胡萝卜素的吸收带在400500 nm的蓝紫光区，它们基本不吸收红、橙、黄光，从而呈现橙黄色或黄色。 【答案】 A,3对光合作用过程中物质转变途径的叙述中，不正确的是( ) A碳原子：CO2C3化合物(CH2O) B氧原子：H2OO2 C氢原子：H2OATP(CH2O) D氧原子：CO2C3化合物(CH2O) 【解析】 H2O中的H没有进入ATP中。 【答案】 C,4.(2010菏泽质检)
11、右图表示 同一植物在不同条件下进 行光合作用时有关中间产 物的量的变化情况。下列 判断中正确的是( ) A曲线a可表示C5含量的变化 B曲线a可表示还原氢量的变化 C曲线b可表示三磷酸腺苷量的变化 D曲线b可表示C3量的变化 【解析】 在光照变为暗处时，H、ATP和C5的含量减少，C3含量增多。 【答案】 C,1.光照强度 (1)探究光照强度对光合作用强度的影响 实验流程,实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。,(2)光照强度与光合作用速率的关系曲线 曲线分析 A点光照强度为0，此时 只进行细胞呼吸，释放 的CO2量可表示此
12、时细 胞呼吸的强度。 AB段：随光照强度增 强，光合作用强度也逐 渐增强，CO2释放量逐 渐减少，这是因为细胞 呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大 于光合作用强度。,B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等 于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生 长)，B点所示光照强度称为光补偿点。 BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到 C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。 应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示，间作 套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适 当提高光照强度可增加大棚作
13、物产量。,2CO2浓度 (1)CO2浓度与光合作 用强度的关系曲线 曲线表示在一定范围 内，光合作用速率随 CO2浓度的增加而增 大，但当CO2浓度增 加到一定范围后，光 合作用速率不再增加。 A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度，即CO2补偿点。 B点表示CO2饱和点，限制B点的因素是酶的数量和最大活性及光照 强度等环境因素。 (2)应用 在农业生产中通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓 度，提高光合作用强度。,3温度 (1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。 (2)应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白
14、天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。,4必需元素供应 (1)曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。 (2)应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。,5水分 (1)影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。 (2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。,5为了探究“环境因素对植物光合作用强度的影响”，设计如下实验方案： (1)取生长旺盛的绿叶，用直径为1 cm的打孔器打出小圆形叶片40片。(注意避开大的叶脉) (2)用注射器将小圆形叶片内部的气体全部逸出，并放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满水，所以全都沉到水底。 (3)进行如下图所示操作,本实验的目的是为了探究_对光合作用强度的影响。 图中的装置中，叶片最先浮起来的是_
