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光合作用
《光合作用》
一、学案:
1、学习目标:
①知道光合作用研究的历史。
②知道叶绿体的形态、结构和功能。
③知道叶绿体中色素的种类、颜色、分布及与所吸收光谱的关系。
④理解光合作用的概念、过程中的物质变化和能量转换。
光反应与暗反应两个阶段的特点与联系,总反应是、实质及意义。
⑤设计实验,探究光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的影响。
2、重点:
光合作用的过程
3、难点:
设计实验,探究影响光合作用的因素。
4、知识准备:
(1)植物叶片的主要生理功能是进行_______作用和蒸腾作用。
其中前者是利用____和_________制造有机物,并且释放_______的过程,该过程发生的场所是在叶肉细胞中的________(细胞器)。
(2)叶绿体实在光学显微镜下可以观察到的,其亚显微镜够必须借助______显微镜来观察。
它是由_____层膜构成的,内部的圆柱形基粒是由很多个_______堆叠而成,其上具有光合作用所需的_____,跟光合作用有关的酶分布在____________和________。
(3)淀粉遇碘液会变成_______色,参与组成植物叶绿素的无机盐是_______离子。
(4)ATP的中文全称是_____________,其中A代表______,T代表三个,P代表__________。
其结构简式为_______________,1个ATP中含有____个高能磷酸键,当它水解时首先断裂的是______的高能磷酸键,产物是_____和_____。
(5)酶是由活细胞产生的具有催化活性的生物大分子,它的基本特性包括________和_________,酶的活性容易受到环境________和________的影响。
一些与氧化还原有关的酶需要某些小分子有机化合物的辅助才能发挥作用,这些辅助因子称为______。
二、课堂例题
例1、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是()
A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应
答案:
D
例2、下列关于光合作用强度的叙述,正确的是()。
A.叶片从幼到老光合作用强度不变
B.森林或农田中植株上部叶片和下部叶片光合作用强度有差异
C.光合作用强度是由基因决定的,因此是固定不变的
D.在相同光照条件下,各种植物的光合作用强度相同
答案:
B
例3、在光合作用过程中不属于暗反应的是()
A.CO2与五碳化合物结合B.三碳化合物接受ATP释放的能量
C.H2O的氢传递给NADP+D.NADPH的氢传递给三碳化合物
答案:
C
例4、右图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。
P点的生物学含义是()
A.无光合作用,有呼吸作用
B.光合作用与呼吸作用达到动态平衡
C.无呼吸作用,有光合作用
D.光合作用与呼吸作用都不进行
答案:
B
例5、请回答下列有关光合作用的问题。
(1)光合作用受到温度、二氧化碳和光照强度的影响。
其中,光照强度直接影响光合作用的过程;二氧化碳浓度直接影响光合作用的过程。
(2)甲图表示在二氧化碳充足的条件下,某植物光合速度与光照强度和温度的关系。
①在温度为10℃、光照强度大于千勒克司时,光合速度不再增加。
当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克司时,光合速度的限制因素是。
②根据甲图,在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司,温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合速度。
答案:
(1)光反应暗反应
(2)1)L1光照强度2)见右图
三、课后练习题
(一)选择题(每题2分,共40分)
1、生长旺盛的叶片,剪成5毫米见方的小块,抽去叶内气体,做下列处理,这四种处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起的是()
2、光合作用中,光能转变成活跃化学能发生在()
A.水的光解B.ATP的水解C.CO2的固定D.三碳化合物还原
3、生长在较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合作用速度并未随之增加,主要限制因素是()
A.呼吸作用和暗反应B.光反应C.暗反应D.呼吸作用
4、用含同位素18O的水来浇灌植物,经光照后,18O可发现于()
A.生成的葡萄糖中B.生成的淀粉中
C.合成的蛋白质中D.周围的空气中
5、将一棵重约0.2kg的柳树,栽培于肥沃的土壤中,两年后连根挖出;称其干重达11kg,增加的这10余千克,主要来源于()
A.土壤中的矿质元素B.土壤中的水
C.大气中的O2D.大气中的CO2
6、右图为四种植物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)在不同光照强度下光合作用速率的曲线,其中最适于在荫蔽条件下生长的植物是()
A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ
7、下列作用不属于叶绿素的功能的是()
A.吸收光能B.利用光能使水分解
C.利用光能合成ATPD.固定和还原二氧化碳
8、叶绿体色素的纸层析结果显示,叶绿素b位于层析滤纸的最下端,原因是()
A.分子量最小B.分子量最大
C.在层析液中的溶解度最小D.在层析液中的溶解度最大
9、科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到实验结果如下图。
请据图判断下列叙述不正确的是()
A.光照强度为a时,造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为b时,造成曲线I和II光合作用强度差异的原因是温度的不同
C.光照强度为a~b,曲线I、II光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~c,曲线I、III光合作用强度随光照强度升高而升高
10.将单细胞绿藻置于25℃,适宜光照和充足CO2条件下培养,经过一段时间后,突然停止光照,发现绿藻体内三碳化合物的含量突然上升,这是由于()
①光反应停止,由于没有[H]和ATP供应,三碳化合物不能形成糖类等有机物,因而积累了许多三碳化合物。
②暗反应仍进行,CO2与五碳化合物结合,继续形成三碳化合物。
③光反应停止,不能形成ATP。
④光反应仍进行,形成ATP
A.④③②B.③②①C.④②D.③②
11、测试光合作用强度与光照强度之间的关系,可通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2吸收和释放的情况绘制曲线。
能代表细胞中发生的情况与曲线中C点相符的一项是()
12、利用小球藻培养液进行光合作用实验时,在其中加入抑制暗反应的药物后,发现在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。
主要原因是()
A.叶绿素吸收光能的效率下降
B.〔H〕等的积累,光反应速率减慢
C.合成ATP所需酶的活性受到抑制
D.暗反应中生成的水减少,使光反应的原料不足
13、下列关于叶绿体和光合作用的描述中,正确的是()
A.叶片反射绿光故呈绿色,因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小
B.叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素
C.光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的
D.光合作用强烈时,暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物
14、叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。
下列叙述中错误的是()
A.叶绿体DNA能够转录B.叶绿体DNA是遗传物质
C.叶绿体内存在核糖体D.叶绿体功能不受细胞核调控
15、如右图所示,某植物的绿叶经光照24小时后,然后脱色用碘处理,结果有锡箔覆盖的位置不呈蓝色而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。
该实验证明()
(1)光合作用需要叶绿素
(2)光合作用需要光
(3)光合作用放出氧气(4)光合作用制造淀粉
A.
(1)(4)B.
(2)(4)C.
(2)(3)D.
(1)(3)
16、如图所示,现有四个实验装置,若要验证绿色开花植物产生O2需要光和验证O2是否由绿色植物释放,则应选用的实验组合分别是()
A.①②和①③B.②③和①②C.②④和①③D.②③和③④
17、光照下正常生长的某绿色植物,若光照突然停止,其它条件不变,则短时间内叶绿体中C3合成量的变化为(横坐标为时间,纵坐标为合成量)()
18、右图是一细胞的模式图。
下列有关该细胞的叙述中,不正确的是()
A.能进行光合作用的细胞B.能进行有氧呼吸的细胞
C.有核孔的细胞D.有纤维素的细胞
19、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,暗反应不需要光,需多种酶
B.光反应在叶绿体的片层结构薄膜上进行,暗反应在叶绿体的基质中进行
C.光反应分解水生成[H],暗反应将CO2还原成葡萄糖
D.光反应吸收光能形成ATP,暗反应将ATP中化学能储存在有机物中
20、右图曲线表示农田中:
Ⅰ昼夜温度变化;Ⅱ光照强度;Ⅲ植物吸收CO2的变化,请判断下列说法中正确的是()
A.在Ⅲ曲线与时间轴交点c和e时,光合作用吸
收的CO2和呼吸作用释放的CO2量相等
B.a点的形成是由夜间的低温造成的
C.在从时间轴上的c点开始合成有机物,到e
点有机物的合成终止
D.增大曲线Ⅲ与时间轴所围成的正面积措施包括
提高光照强度,CO2浓度和充足的水分供应等
答案:
1-5CABDD6-10DDCDB
11-15DBBDB16-20BBAAC
(二)非选择题(每空1分,共60分)
21、(4分)生物学家恩格曼将可见光通过三棱镜后照射在丝状绿藻上,发现原来丝状绿藻周围均匀分布的好氧性细菌发生重新分布,不同区域聚集着不同数量的细菌(如图),请分析回答:
①细菌重新分布时,主要聚集在光投射区的绿藻周围。
②发生这种现象的原因是,绿藻细胞中的叶绿素主要吸收
光,进行作用,放出的多,以满足好氧型细菌的需要。
答案:
(1)蓝紫光和红光
(2)蓝紫光和红光光合氧气
22、(6分)分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液,即:
深绿色、黄绿色、(或褐色)、几乎无色。
处理
A
B
C
SiO2(少量)
+
+
+
CaCO3(少量)
-
+
+
95%乙醇(10毫升)
+
-
+
蒸馏水(10毫升)
-
+
-
注:
“+”表示加;“-”表示不加。
试回答:
(1)A处理得到的溶液颜色是,原因是
(2)B处理得到的溶液颜色是,原因是
(3)C处理得到的溶液颜色是,原因是
答案:
(1)A黄绿色,部分叶绿素受到破坏
(2)B几乎无色,叶绿素不溶于水
(3)C深绿色,大量叶绿素溶于乙醇中
23、(12分)下图为在夏季睛朗白天某植物叶片光合作用强度的变化曲线图,请观察后回答:
(1)曲线AB段表明光合作用强度随光照增强。
(2)对于C点光合作用强度减弱的解释是:
由于中午_____过高,作用过大,叶片的气孔关闭,使光合作用原料之一的供应大量减少,以致反应阶段植物体内的五碳化合物不能与之结合,使________的形成大为减少。
(3)DE段光合作用强度下降的原因是,以致光合作用反应发生的_和_________减少,因而影响反应的进行。
(4)如用14CO2示踪,在光合作用过程中,14C在下列分子中的转移途径是()
A.14CO2→叶绿素→ADPB.14CO2→NADP→糖类
C.14CO2→三碳化合物→糖类D.14CO2→叶绿素→ATP
答案:
(1)增强
(2)温度蒸腾CO2暗三碳化合物
(3)光照逐渐减弱光NADPH、ATP暗(4)C
24、(12分)根据叶绿体的亚显微结构回答下列问题
(1)该细胞器是细胞进行__________的场所,与该功能有关的色素分布在[]_________与该功能有关的酶分布在[]_________和[]_________上。
(2)图中①的主要化学成分是 。
(3)把光能转化为ATP和NADPH的过程是在[]________中进行的,把ATP和NADPH中的能量用于三碳化合物还原的过程在[]________中完成的。
答案:
(1)光合作用②类囊体膜②类囊体膜③叶绿体基质
(2)蛋白质和磷脂
(3)②类囊体膜③叶绿体基质
25、(11分)下图是光合作用过程的图解,请对图仔细分析后回答下列问题:
(1)图中H过程表示________________,I过程表示________________。
(2)图中A代表____________,其生理功能主要是_____________________。
(3)图中B是_______,它是通过叶片的________结构排到大气中的。
(4)图中C在叶绿体中形成的部位是______,其生物作用是___________。
(5)图中D物质所含的能量最后贮存到________(填图中的字母)。
(6)如果将一株在光下的植物,突然转移到黑暗的地方,则图中哪一种物质的量将会有较大幅度的增加________。
A.FB.DC.JD.G
(7)请写出图中E的结构简式___________________。
答案:
(1)光反应暗反应
(2)叶绿体中的色素吸收可见的太阳光
(3)氧气气孔(4)类囊体还原剂(5)j(6)A
(7)A-P~P
26、(9分)下图为水草叶绿体结构与功能示意图,请据图回答:
(1)在A中发生的反应称,反应的产物有_______、_______和_________。
(2)CO2进入叶绿体后,在基质中被和____后形成甲物质。
若突然停止光照,C3的含量变化是__
(3)如果玻璃瓶中缺乏Mg2+,长时间后水草将呈现__________的颜色。
(4)光合作用的总反应式是。
答案:
(1)光反应;O2、[H](NADPH)、ATP
(2)固定,还原,升高,(3)类胡萝卜素
光能
(4)CO2+H2O(CH2O)+O2
叶绿体
27、(6分)下图为六月份北方某晴天一昼夜棉花植株对CO2吸收、释放量表,请回答:
(1)白天光照时间是指O---K中哪段时间。
其中有机物积累最多的时刻是在。
(2)在E-F出现的CO2吸收量下降是由于
(3)在C-D强光下可观察到大量叶片的气孔关闭现象,所以引起
(4)光合作用强度超过呼吸作用强度时间段是
(5)如果把一株盆栽的棉花放在实验室内,模拟D点钟的大田条件,每天给予光照24小时,持续4天,请绘出第三天A-G点钟的棉花制造葡萄糖的图象。
答案:
(1)A-GG
(2)温度降低影响了酶的活性
(3)CO2的吸收量下降(4)B-F
(5)如图所示
四、课堂练习
1、范·赫尔蒙特的柳树实验解开光合作用研究的畜牧之后,科学家们又设计了各种实验,对植物光合作用进行了研究,请根据实验结果得出结论,填写在表格中:
科学家的实验
实验结果
结论
英格豪斯实验
①光照条件下,老鼠存活;
②黑暗条件下,老鼠死亡。
(1)_____是光合作用的条件。
塞尼比尔实验
①经煮沸过的水中放入绿叶,光照后没有气泡产生;
②当水中加入CO2后,才能看到气泡产生。
(2)______是光合作用的原料。
恩格尔曼实验
需氧细菌集中在叶绿体被光照射到的部位周围。
(3)光合作用的场所是______,光合作用的产物有________。
萨克斯实验
将紫苏叶片部分遮光,光照一段时间,然后用酒精去除色素,再用碘液染色。
碘液染色后,只有光照部分出现深紫蓝色。
(4)______是光合作用的产物,光合作用需要_______条件。
2、据图回答
(1)图中编号1和2的名称分别是和。
(2)与光合作用有关的色素分布在[]的膜上,由几十个该结构构成了。
(3)与光合作用有关的酶分布在[]______和[]_______中。
。
(4)写出在叶绿体中进行光合作用的反应式。
3、据图回答
(1)该生理过程的名称是,在被称为的细胞器中进行。
(2)ABC。
(3)需要消耗A和B的生理过程3的名称是。
(4)1和2所表示的生理过程分别是和。
(5)如果在该细胞器基质中的酶因某种原因而被破坏,则这一生理过程中,最先受到影响的阶段是。
(6)色素吸收的能,在这一生理过程的阶段,被转移到中,转化为活跃的能,再经过这一生理过程的阶段,转变为的化学能,储存在中。
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