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1、2022年高三生物光合作用框架问题人教版1关于“定义”什么叫绿色植物的光合作用？还有哪些生物能进行光合作用？能进行光合作用的生物都具有叶绿体吗？（不）自养型生物（生产者）都能进行光合作用吗？（不，如硝化细菌等化能自养型细菌）（1）定义：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。 场所：叶绿体条件：光能原料：CO2和H2O产物：有机物（糖类、氨基酸和脂肪等）、氧气（2）光合生物：绿色植物、蓝藻（无叶绿体，但有类囊体）、光合细菌（无叶绿体）（3）能进行光合作用的自养生物在生态系统中属于生产者，但生产者不都是能进行光合作用的，如化能菌。2关于“发现史”
2、请分别说出关于光合作用发现的几个经典实验的主要方法、步骤及变量的控制、对照原则的体现，反应变量与观测指标，结果与结论等。（1）1771年，英国科学家普里斯特利实验： 方法：点燃的蜡烛与绿色植物，密闭蜡烛不熄灭；（略去只放蜡烛的对照） 小鼠与绿色植物，密闭小鼠不易窒息而死（略去只放小鼠的对照）结论：植物可以更新空气。（但本实验未能重复，他忽略了“光”，即植物并非总能“净化空气”）（2）1864年，德国科学家萨克斯实验：【收获季节P79第13题】 方法：绿叶黑暗处理让叶片中的营养物质消耗掉，避免叶片中原有的淀粉对实验结果带来影响；叶片一半曝光，另一半遮光（对照）；一段时间后，将叶片置于酒精中煮沸，
3、再用清水漂洗（使叶片脱色，避免叶片绿色对实验结果的干扰，便于结果分析，得出结论）；碘蒸气处理，观察颜色变化。（检测指标是“叶片中是否有淀粉”） 结果：曝光的一半变深蓝，遮光的一半无颜色变化 结论：绿叶在光合作用中产生了淀粉。（3）1880年，美国科学家恩格尔曼： 巧妙之处：选用水绵作实验材料，水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析；将临时装片放在黑暗并且无空气的环境中，排除了环境中光线和氧气的影响，从而确保实验能够正常进行（水滴中溶有CO2，水绵的光合作用可以进行）；用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，（观测指标好氧细菌的分布）从而能够准确地判断出
4、水绵细胞中释放氧的部位；进行了黑暗（局部光照）和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起。结果：用极细的光束照射，好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中；完全曝光下，好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。结论：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。（4）20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门实验（同位素标记法）， 方法：用18O分别标记H2O、CO2； 给两组植物分别提供H218O、CO2和H2O、C18O2，在相同适宜条件下培养； 分析光合作用释放出的氧（观测指标）。 结果：第一组释放的O2全部是18 O2，第二组释放的O2全部是O2。 结论：光合作用释放的
5、氧全部来自于水。 【完成收获P6768练习】3完成下列反应式：光 能叶绿体CO2 + H2O（CH2O）+ O2（1）生成糖类的光合作用总反应式：光能叶绿体6CO2 + 12H2O*C6H12O6 + 6H2O + 6 O2*（2）生成葡萄糖的光合作用总反应式：2H2OO2 + 4H+ 4e-酶（3）光合作用中水的裂解： 酶ADP + Pi+能量ATP（4）光反应中生成ATP：酶NADP + 2 e-+ H+NADPH（5）光反应中生成NADPH： 酶CO2+C52C3（6）C3植物CO2的固定： 酶6CO2 + 12H2O +能量C6H12O6+ 6H2O+6 O2（7）有氧呼吸总反应式：
6、4.关于叶绿体的形态、分布，物质基础和亚显微结构（1）哪些细胞中存在叶绿体？引起细胞中叶绿体的形态和分布发生改变的主要非生物因素是什么？这种改变有何意义？ 形态：扁平的椭球形或球形分布：叶肉细胞、C4植物的维管束鞘细胞、幼茎的形成层细胞、气孔的保卫细胞 主要非生物因素：水（少，会皱缩）、光照强度和方向 改变的意义：既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤。（2）试绘出叶绿体的亚显微结构平面模式图，并分析回答：外膜内膜基粒（光合色素、酶等）基质（酶、DNA等）注明结构名称，说出各自含有的物质（化合物和元素）。叶绿体中一定有类囊体和基粒吗？类囊体堆叠成基粒有何意义？不同细胞中基粒数量和组成基粒的类囊
7、体数量都相同吗？（不同）基粒的分布：C4植物维管束鞘细胞的叶绿体无基粒，所以，C4植物有两种叶绿体。意义：类囊体堆叠成基粒使叶绿体内的膜面积大大增加，有利于充分吸收光照。紫茉莉叶肉细胞按其中质体的类型可分为哪几种？如何研究紫茉莉枝条颜色的遗传？请预期结果。类型：只有白色体的、只有叶绿体的、既有白色体，又有叶绿体的三种研究方法：选用不同颜色的枝条作亲本，进行杂交，比较正交和反交的结果和性状分离比叶绿体DNA的遗传有哪些主要特点？为什么？ 特点：细胞质遗传母系遗传；（受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞） 后代的性状不会出现一定的分离比。（生殖细胞在进行减数分裂时，细胞质内的遗传物质是随机地、不均等
8、地分配到子细胞中去）类胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）：C40H56叶黄素（黄色）：C40H56O2叶 绿 素（占总量的1/4）叶绿素b（黄绿色）：C55H70O6N4Mg叶绿素a（蓝绿色）：C55H72O5N4Mg（占总量的3/4）种类主要吸收蓝紫光和蓝紫光主要吸收红橙光归纳叶绿体色素的种类，注明各自的颜色、含量比例、功能，叶绿体色素中对能量转换最为重要的是少数特殊状态的叶绿素a。 分布：叶绿体囊状结构的薄膜上 作用：绝大多数叶绿素a、全部叶绿素b和类胡萝卜素具有吸收和传递光能的作用，少数特殊状态的叶绿素a具有吸收和转换光能的作用。色素提取和分离实验的原理、材料和试剂选择、主要方法步骤以及注意事项
9、、实验结果的描述。 （收获季节P6869）影响叶绿素含量的外界因素有哪些？ 影响的外界因素：温度（低温抑制叶绿素的合成）矿质元素的供应（N、Mg是叶绿素的组成成分）光照（合成叶绿素的必要条件）完成收获P69705关于“C3植物、C4植物”（1）C3植物、C4植物划分的依据是什么？常见的C4植物有哪些？依据：固定CO2的途径C3植物：光合作用中CO2固定的最初产物是C3（3磷酸甘油酸，PGA），这种固定CO2的途径为C3途径，仅有C3途径的植物叫C3植物。 C4植物：光合作用中CO2固定的最初产物是C4（草酰乙酸），这种固定CO2的途径为C4途径，具有C4途径的植物叫做C4植物。 常见的C4植物
10、：玉米、高粱、甘蔗、苋菜等（2）请说出研究C4植物同化CO2过程的方法、结果及结论。（C3P29）方法：同位素示踪法（学案第13题）结果：C4：14CO214C414C3（14CH2O） C3：14CO214C3（14CH2O）结论：此类植物的光合作用中，CO2中的C首先转移到C4中，然后才转移到C3中。（3）C4植物的原产地在哪里？（热带）（4）C3植物在干旱、炎热环境条件下，气孔运动的结果是什么？其利弊何在？ 结果：CO2吸收减少利弊：蒸腾作用减弱，减少体内水分的丧失，但光合作用减弱。（5）C3植物和C4植物结构和生理上的主要不同点是什么？ 结构： （收获季节P68第1题） C3：维管束鞘
11、细胞小，没有叶绿体；维管束鞘以外的叶肉细胞排列疏松，但有正常叶绿体。 C4：维管束鞘细胞大，含许多大的无基粒的叶绿体；维管束鞘细胞和外面的部分叶肉细胞共同构成“花环型”结构。生理：C4途径中固定CO2的PEP羧化酶活性强，能利用细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用。所以，C4植物的光合作用效率高。附：C3植物和C4植物的比较 植 物项 目C3 植 物C4 植 物起 源温带热带或亚热带固定CO2 的物质C5先是PEP（一种C3），后是C5CO2固定后的最初产物C3先是C4，后是C3酶与CO2的亲和力小大叶片结构特点维管束鞘细胞小，不含叶绿体大，含有许多大的无基粒的叶绿体叶肉细胞含有叶绿体，鞘外
12、部分叶肉细胞排列疏松含有叶绿体，部分叶肉细胞与鞘细胞共同围绕维管束，呈花环型叶绿体的种类1种2种叶脉的颜色浅深光合作用特点固 定CO2的途径酶C3途径：CO2+C5 2C3酶先 C4途径：CO2+PEP C4后C3途径：CO2固定场所叶肉细胞的叶绿体中C4途径在叶肉细胞的叶绿体中C3途径在维管束鞘细胞的叶绿体中暗反应场所叶肉细胞维管束鞘细胞光合效率低高代 表 植 物水稻、小麦、大麦、大豆、菠菜、马铃薯和菜豆等玉米、高粱、甘蔗、苋菜等（6）C3植物和C4植物在叶片结构上有哪些特点？ 见上表6关于C3植物光合作用过程：（1）光合作用的过程可分为哪两个阶段？划分的依据是什么？ 大体上说，根据是否需要
13、光能，光合作用可分为光反应和暗反应。其中光反应必需要光，暗反应与有光无光无关。（2）默写C3植物光合作用过程图解：(CH2O)光合作用过程图解EGHFA B C DI J光能（3）说出下图中AJ的过程或物质名称，并完成表格： 总过程A光反应，B暗反应；CH2O，DO2；EATP，FADPPi；GNADPH，HNADP+；ICO2，J（CH2O）等阶段名称光反应暗反应场 所2H2OO2+4H+4e-光叶绿体囊状结构的薄膜上酶叶绿体的基质中物质变化酶NADP + 2 e-+ H+NADPH酶ADP + Pi+能量ATPATP、NADPH酶2C3 （CH2O）CO2+C5 2C3 C3 C5 酶能量变化光能电能活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能重要条件光、色素、酶等CO2、酶等联 系光反应为暗反应供能、供氢，是暗反应的基础；暗反应为光反应提供ADP和NADP+，限制光反应。（强调要从整体上把握的思想）（4）光反应和暗反应分别生成了哪些产物？能量来源有何不同？光合作用过程中存在的“循环”有哪些？这些周转循环有何意义? 阶 段项 目光反应暗反应产 物O2、ATP、NADPH/（CH2O）、水等ADP+P
