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第9讲光与光合作用1.说明光合作用以及对它的认识过程。2.研究影响光合作用速率的环境因素。3.活动：提取和分离叶绿体色素。目标要求内容索引考点一绿叶中色素的提取和分离考点二捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程考点三光合作用的基本过程考点四影响光合作用的因素及应用01绿叶中色素的提取和分离1.实验原理有机溶剂(如无水乙醇)溶解度溶解度大的色素扩散速度快2.实验步骤二氧化硅碳酸钙扩散均匀3.实验结果色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色_______________叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色_____较低较慢叶绿素b黄绿色较多__________最少最高最快最多最低最慢观察：滤纸条上出现了几条颜色不同的条带？其排列的顺序如何？宽窄如何？排序和宽窄分别说明了什么？4.捕获光能的色素及色素的吸收光谱叶绿素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)叶绿素主要吸收光，类胡萝卜素主要吸收光。可见光红光和蓝紫蓝紫1.下图是提取绿叶中色素的实验步骤，请分析：合作探究(1)提取色素时，加入研钵内的物质若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？答案A是二氧化硅，作用是使研磨更充分；B是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏；C是无水乙醇，作用是溶解色素。(2)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？答案研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。(3)制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？答案防止色素带不整齐；画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。(4)色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，为什么？答案否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。2.下图是分离到的色素在滤纸条上的分布情况，那么：(1)含量最多和最少的色素分别是哪两种？答案叶绿素a和胡萝卜素。(2)在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？答案胡萝卜素和叶绿素b。(3)分子结构最相似的是哪两种色素？答案叶绿素a和叶绿素b。3.如遇连阴雨，温室内给植物人工补充哪些单色光有利？大棚薄膜用什么颜色的最好？答案红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光，因此补充这两种光最有利。大棚薄膜最好用无色透明的，因为可以允许所有色光透过。1.(2019·黑龙江大庆实验中学第一次月考)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是A.绿叶中的色素只能溶解在无水乙醇中B.层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液C.制备滤纸条时用圆珠笔画横线更方便D.若研磨绿叶时没有加入碳酸钙，则提取不到光合色素考向一实验的基本原理和过程分析√2.如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及其在滤纸上的分离情况，下列分析错误的是(不定项)A.叶绿体中的四种色素均分布在类囊体薄膜上B.四种色素均主要吸收蓝紫光和红光C.四种色素在层析液中溶解度最大的是ⅢD.发黄的菠菜叶色素含量显著减少的是Ⅲ和Ⅳ√√3.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为考向二实验的拓展分析试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A.①②③④B.②④①③C.④②③①D.③②①④√4.(2019·江苏安宜中学测试)如图是利用新鲜的菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验，滤液经层析后，色素带在滤纸条上的分布情况，下列说法正确的是A.①是叶黄素，②是胡萝卜素，它们是类胡萝卜素B.③是叶绿素b，其含量最多C.④的溶解度最高，扩散速度最慢D.菠菜叶如果放置时间过长，实验中③④色素带宽度会变窄√02光合作用的探究历程1.光合作用的探究历程(连线)讲义P53教材P101光合作用探究历程——1864年萨克斯的实验暗处理一昼夜光照酒精脱色碘蒸汽处理一半曝光一半遮光思考：①实验中为什么先对叶片进行暗处理？②为什么对叶片一半曝光，一半遮光？③酒精脱色的目的是什么？④如果遮光部位也变蓝，可能的结果是什么？⑤此实验的结论是什么？命题示例（讲义P54）7.(2019·吉林“五地六校”联考)把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用右图装置进行实验。该实验不能用于验证A.光合作用需要CO2B.光合作用能产生O2C.光合作用需要光D.光合作用需要叶绿体解析图中NaOH的作用是吸收CO2，所以该装置可以用于验证光合作用需要CO2，A正确；图中没有检验O2的手段，B错误；图中铝箔的作用是遮光，从而证明光合作用需要光，C正确；图中白斑叶片分为绿色部分和白色部分，可以用于验证光合作用需要叶绿体，D正确。√光合作用探究历程——1880年恩格尔曼的实验思考：①此实验在实验材料上的选取上有何巧妙之处？②在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？③此实验如何形成对照？④此实验的结论是什么？光合作用探究历程——1939年鲁宾和卡门的实验提供材料：小球藻、CO2、C18O2、H218O、H2O实验方法：同位素标记法第一组H218OCO218O2第二组H2OC18O2O2结论：光合作用产生的O2全部来自于H2O。8.科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表。（讲义P54）实验组别光照时间(s)放射性物质分布12三碳化合物22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等根据上述实验结果分析，下列叙述错误的是(不定项)A.本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段B.每组光照后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布C.CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类D.实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等√解析培养液中通入14CO2研究有机物的种类及分布，暗反应利用的原料是CO2，A正确；光照后对酶处理使其失活，才能阻碍反应的进一步进行，才能测定放射性物质的分布，B正确；根据光照时间分析，CO2进入叶绿体后，最初形成的是大量三碳化合物，C错误；根据表中物质，光合作用的产物还有氨基酸和有机酸等，D正确。03光合作用的基本过程1.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图↓决定(3)功能：进行的场所。(2)结构外表：①内部②基质：含有与有关的酶③基粒：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色素光合作用6.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（讲义P54）A.①和②均为选择透过性膜B.③上分布有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少C.③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋时这些色素都无法合成D.在③上形成的产物[H]和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量√解析①和②分别为叶绿体的外膜和内膜，膜结构均具有选择透过性，A项正确；③为类囊体，其上分布有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少，所以叶片一般为绿色，B项正确；叶绿素中含Mg2＋，胡萝卜素、叶黄素中不含Mg2＋，C项错误；在类囊体上形成的产物[H]和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量，D项正确。1.光合作用概念：指绿色植物通过，利用光能，把转化成储存着能量的有机物，并且释放出的过程。2.过程叶绿体二氧化碳和水氧气类囊体的薄膜[H]＋O2叶绿体基质(CH2O)稳定的化学能4.光反应和暗反应的比较项目光反应暗反应条件场所______________________物质变化、ATP的合成CO2的固定、、ATP的分解能量变化联系光反应为暗反应提供，暗反应为光反应提供__________。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成类囊体薄膜叶绿体基质水的光解C3的还原[H]和ATPNADP＋、ADP和Pi光、色素、酶ATP、[H]、CO2、多种酶光能转化为活跃的化学能活跃的化学能转化为稳定的化学能来源去路[H]光合作用有氧呼吸ATP光合作用有氧呼吸有氧呼吸第1、2阶段水的光解用于暗反应C3的还原与O2结合生成水光反应阶段用于暗反应中C3的还原，用于各种需能的生命活动光合作用与细胞呼吸过程中【H]和ATP的来源、去路的比较有氧呼吸第1、2、3阶段5.光合作用和化能合成作用的比较项目光合作用化能合成作用区别能量来源__________________________代表生物绿色植物_________相同点都能将等无机物合成有机物光能无机物氧化释放的能量硝化细菌CO2和H2O下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。②图中C是___，它被传递到叶绿体的_____部位，用于。③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______④图中G,F是__________,J是_____________⑤图中的H表示_______，I表示________，H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类暗反应考向一光合作用过程的综合分析右图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质，甲、乙为结构。(1)图中所示的过程属于光合作用的阶段，甲为。(2)图中a为，b为，当外界CO2浓度升高时，b的含量会暂时。(3)该过程将光能转化为化学能储存在中。(4)乙为叶绿体基质，是的场所。(5)图中的ATP一般(填“能”或“不能”)运出所在的细胞器，用于其他生命活动。热点拓展（讲义P56）光反应类囊体薄膜氧气NADPH下降b和ATP光合作用暗反应不能10.如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列有关叙述正确的是(不定项)A.图中①表示水分的吸收，③表示水的光解B.c为ATP，f为[H]C.将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性D.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能√√√（讲义P56）解析图中a～g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①～⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成，A项正确、B项错误；18O2――――――→有氧呼吸第三阶段H218O――――――→有氧呼吸第二阶段C18O2――――→暗反应(CH218O)，C项正确；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D项正确。4.条件骤变时物质含量的变化CO2浓度不变光反应[H]ATPC3C5（CH2O）光照减弱光照增强H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3（CH2O）H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原积累、增加消耗、减少光照不变暗反应C3C5[H]ATP（CH2O）CO2浓度减少CO2浓度增加H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3（CH2O）H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原积累、增加消耗、减少4.条件骤变时物质含量的变化命题示例（讲义P56）11.(2019·福建厦门湖滨中学第一次阶段检测)光合作用通过密切关联的两大阶段———光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，下列说法正确的是A.突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B.突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大C.突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小D.突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小√解析突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增加，A错误；突然中断CO2供应，导致C3含量减少，进而使ATP和[H]含量增加，所以暂时引起叶