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第3讲光合作用的探究历程与基本过程-2-1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。2.实验:绿叶中色素的提取和分离。-3-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程1.叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a蓝绿色叶绿素b黄绿色类胡萝卜素叶黄素黄色胡萝卜素橙黄色-4-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.叶绿体中色素的吸收光谱(1)色素的功能:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)色素吸收光的范围:可见光的波长范围是390~760nm,叶绿体中的色素只吸收可见光,不吸收红外光和紫外光等。-5-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.叶绿体的结构图中③中含有与暗反应有关的酶;④由类囊体堆叠而成,分布有色素和与光反应有关的酶。-6-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.光合作用的探究历程-7-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)被叶绿素吸收的光可用于光合作用。(√)(2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(√)(3)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光。(×)(4)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。(√)(5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(×)(6)叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。(×)-8-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功,即只要有光照,植物就一定能更新空气,对吗?提示:不对,植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率,即净光合速率0。若光照不够强(在光补偿点以下),植物不但不能更新空气,反而会使空气变得更污浊。-9-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如右上图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。请思考并回答下列问题。-10-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)本实验设置了哪些对照?其自变量和因变量分别是什么?实验结论分别是什么?提示:图中b(d)与e对照,其单一变量为有无光照,结果b(d)部位经碘液检测显示蓝色,e部位不显示蓝色,表明光合作用制造淀粉必须有“光”。图中a与b(d)对照,其单一变量为叶绿体的有无,结果b(d)部位经碘液检测显示蓝色,a部位不显示蓝色,表明光合作用制造淀粉必须有“叶绿体”。(2)实验中对植株进行暗处理,其目的是什么?提示:该实验需要对植株进行暗(饥饿)处理,其目的是使叶片中的营养物质消耗掉,避免了原有淀粉对实验的干扰。-11-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向1捕获光能的色素和结构1.图甲为叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是()A.图乙所示结构取自图甲中的①或③B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上C.图乙所示的结构是产生[H]并消耗ATP的场所D.叶绿体以图甲中③的形式扩大膜的表面积答案解析解析关闭图乙所示结构含有光合色素,光合色素只分布在叶绿体的类囊体薄膜上,对应于图甲中的③,A项错误;在叶绿体的基质(图甲④)中,也分布有与光合作用有关的酶,B项错误;消耗ATP的场所是叶绿体基质(图甲④),C项错误;③是叶绿体的类囊体,叶绿体以图甲③的形式扩大膜的表面积,D项正确。答案解析关闭D-12-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.(2017全国Ⅲ卷)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的答案解析解析关闭类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,主要吸收蓝紫光,基本不吸收红光,A项错误;各种色素的吸收光谱可以通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B项正确;光合作用的作用光谱可用光合作用的强度随光波长的变化来表示,通常用O2的释放速率或CO2的吸收速率来表示光合作用强度,故C项正确;波长为640~660nm的光为红光,叶绿素对其吸收量较大,在此波长光下释放O2是由于叶绿素参与了光合作用,故D项正确。答案解析关闭A-13-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向2光合作用的探究历程3.(2019湖南高三六校联考)下列关于叶绿体和光合作用的几个实验中,得不到相应实验结果的是()A.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5h,加碘液处理后溶液呈蓝色B.在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一片叶,用酒精隔水加热脱色,并加碘液处理叶片,变成蓝色C.将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间,从三棱镜的一侧观察,连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内,3h后在叶内淀粉中可检验到14C的存在答案解析解析关闭叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素,不能完成光反应,也不能产生淀粉,A项符合题意;光合作用产生淀粉,观察时需对叶片进行脱色处理,B项不符合题意;叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光,导致连续光谱相应区域变暗,C项不符合题意;CO2是光合作用的原料,14CO2中的14C元素可转移到淀粉中,故产物中可检测到14C,D项不符合题意。答案解析关闭A-14-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,下列有关叙述正确的是()A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有的淀粉B.两实验均需要光的照射C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气答案解析解析关闭图示的两实验中,只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理,目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所,萨克斯实验的目的是探究光合作用的产物,所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中,照光处与不照光处、黑暗与完全曝光形成对照,萨克斯的实验中,暗处理的叶片一半曝光,一半遮光,形成对照。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物,萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。答案解析关闭B-15-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可以确定释放氧气的部位。(2)巧妙排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和除极细光束外其他光的干扰。(3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照部位和黑暗部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。-16-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结光合作用的基本过程1.光合作用的过程-17-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结教材深挖依据下列物质和能量,利用箭头构建光反应和暗反应的关系模型。光能、[H]、ATP、ADP+Pi、H2O、O2、CO2、(CH2O)提示:-18-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.光反应与暗反应的比较光反应暗反应条件光、水、色素和酶ATP、[H]、CO2、多种酶场所在类囊体薄膜上在叶绿体基质中物质转化水的光解和ATP的形成CO2的固定和C3的还原能量转化光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供[H]和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi-19-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.光合作用和化能合成作用的比较光合作用化能合成作用区别能量来源光能无机物氧化释放的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同点都能将CO2和H2O等无机物合成有机物-20-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)类囊体上产生的ATP可用于暗反应。(√)(2)光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。(×)(3)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。(×)(4)在适宜光照条件下,叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质。(√)(5)光反应为暗反应提供[H]和H2O。(×)(6)离体叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后,可完成暗反应。(√)(7)进入叶绿体的CO2不能被[H]直接还原。(√)-21-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(8)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段,不能用于其他生命活动,其他生命活动所需要的ATP来自细胞呼吸。(√)-22-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结下图为环境因素骤变时光合作用中C3、C5、[H]、ATP等物质含量变化模型图。-23-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)当光照由强→弱时,光反应减弱,减少,C3还原减弱,C3消耗减少,C5产生减少,结果使C3含量,C5含量。当光照由弱→强时,情况与之。(2)当CO2供应充足→不充足时,减弱,C3产生减少,C5消耗减少,结果使C3含量,C5含量。当CO2供应不足→充足时,情况与之。答案:(1)[H]和ATP增加减少相反(2)CO2固定减少增加相反-24-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向1光合作用的过程1.(2019全国Ⅰ卷)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40g,其增加的质量来自()A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气答案解析解析关闭黄瓜幼苗在光照等适宜的环境中由20g长到40g,是同化作用大于异化作用的结果,增加的质量来自吸收的水、矿质元素以及通过光合作用将水和空气中的CO2转化成的有机物。答案解析关闭A-25-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.(2018北京卷)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色,该反应过程中()A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气答案解析解析关闭光反应过程中有H2O的光解,产生O2和还原剂[H]。氧化还原指示剂DCIP由蓝色变为无色,说明DCIP被[H]还原。光合色素吸收、传递、转化光能。答案解析关闭D-26-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.(2017全国Ⅱ卷)右上图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题。(1)图中①②③④代表的物质依次是、、、,[H]代表的物质主要是。(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是。-27-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结答案:(1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或答还原型辅酶Ⅰ)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸解析:由图可知,A表示光合作用的光反应,B表示暗反应;①②③④代表的物质依次是O2、NADP+、ADP+Pi、C5;[H]代表的物质为NADH(还原型辅酶Ⅰ)。在植物叶肉细胞中,ATP合成除了发生在光反应过程中,还发生在有氧呼吸的整个过程中,有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质(C)中,第二、三阶段发生在线粒体(D)中。在缺少氧气的条件下,细胞可进行无氧呼吸产生酒精。-28-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向2环境因素骤变对光合作用物质含量变化的影响4.在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是()A.红光,ATP下降B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,[H]下降D.绿光,C5上升答案解析解析关闭光合作用主要吸收红光和蓝紫光,所以突然改用光照强度与白光相同的红光后,光反应增强,ATP的生成速率上升,暗反应中C3的还原加快,未被还原的C3减少,所以A、B两项错误。光合作用利用最少的光是绿光,所以突然改用光照强度与白光相同的绿