第三讲 能量之源光与光合作用Word格式.docx
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D.类囊体膜上具有叶绿素和酶
解析:
叶绿体是由双层膜、基粒、基质构成,是光合作用的场所,其中光反应的场所是类囊体薄膜,暗反应的场所是叶绿体基质。
答案:
C
2.如图为水绵结构模式图。
恩格尔曼进行光合作用实验时,把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用白光束对水绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射,发现水中的好氧细菌明显聚集在叶绿体被光投射处;
若将装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位。
此实验证明了( )
A.氧气是由水分解来的
B.叶绿体是光合作用的场所
C.光合作用能产生淀粉
D.光合作用需以二氧化碳作原料
在没有空气的黑暗环境里,用白光束对水绵细胞的不同部位做点状投射,好氧细菌聚集在叶绿体被光投射处,其他部位不聚集,说明被白光束照到的叶绿体产生了氧气;
若装片完全暴露在光下,好氧细菌又分布在叶绿体所有受光部位,这又进一步说明叶绿体受光照部位产生了氧气。
B
知识点二:
光合作用的过程及光合作用原理的应用
1.比较光反应与暗反应
2.光合作用条件骤变时物质量的分析
由于各种因素的变化,如温度变化、光照强度变化、CO2浓度的变化会影响C3、C5、NADPH、ATP、C6H12O6这些物质的含量,遵照化学平衡的原理进行分析,可以获得它们之间变化的关系如下表。
3.光合作用的影响因素及其在生产实践中的应用
3.如图为高等绿色植物光合作用图解,以下说法正确的是( )
A.①是光合色素,分布在叶绿体和细胞质基质中
B.②是氧气,可参与有氧呼吸的第三阶段
C.③是三碳化合物,能被氧化为(CH2O)
D.④是ATP,在叶绿体基质中生成
根据光合作用图解可知,图中①是光合色素,分布在叶绿体类囊体薄膜(基粒)上;
②是氧气,可参与有氧呼吸的第三阶段,与有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]结合生成水,释放大量的能量;
③是三碳化合物,在由光反应阶段提供的[H]和ATP的作用下还原为(CH2O);
④是ATP,在叶绿体类囊体薄膜(基粒)上生成。
4.通过实验测一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况得到如图1所示曲线。
图1中所示细胞发生的情况与曲线中AB段(不包括A、B两点)相符的一项是图2中的( )
AB段表现为释放CO2,因此呼吸速率大于光合速率,呼吸作用产生的CO2一部分扩散入叶绿体用于光合作用,另一部分扩散到细胞外。
A
(2012·
上海高考)图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果,据图判断用作实验材料的叶片颜色为
A.红色 B.黄色
C.绿色D.紫色
本题主要考查叶绿体色素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位置,粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。
在叶绿体色素提取和分离实验中,滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是:
叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,由图可知,叶绿素含量比类胡萝卜素含量少,用作实验材料的叶片应呈黄色。
B选项正确。
(1)叶绿体的四种色素中只有极少数叶绿素a分子真正能实现能量转化(光能→(电能)→ATP、[H]中活跃化学能),其余色素均只能吸收光能,不能转化光能。
(2)光是叶绿素合成的必要条件,植物在黑暗中不能合成叶绿素,因此呈现黄色。
(3)叶绿素的合成都需要酶的催化。
叶绿素形成的最低温度为2~4℃,最适宜的温度为30℃,最高温度为40℃。
秋天叶片变黄,是由于低温抑制叶绿素合成,同时原有的叶绿素分解的结果。
(4)镁是构成叶绿素的成分之一,缺镁时叶绿素合成受阻;
铁、锰、铜、锌等是叶绿素形成过程中某些酶的辅助成分,因此缺少铁、锰、铜、锌等矿质元素时,也不能合成叶绿素。
大纲全国高考)金鱼藻是一种高等沉水植物,有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差,以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。
据图回答下列问题:
(1)该研究探讨了________________________对金鱼藻________的影响。
其中,因变量是________。
(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为________lx。
在黑暗中,金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气________μmol。
(3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
本题主要考查环境因素对光合作用影响的相关知识。
(1)由图示信息知:
实验研究了光照度、NaHCO3浓度、pH对金鱼藻净光合速率的影响。
因变量随自变量变化而变化,曲线图的横、纵坐标分别表示自变量和因变量。
(2)由图b知:
金鱼藻达到最大净光合速率所对应的光照度处于10.0×
103lx和15.0×
103lx之间,即12.5×
103lx。
由图a知:
曲线与纵轴的交点即为金鱼藻在黑暗环境中的耗氧速率。
(3)因pH能影响酶的活性,故净光合速率随pH变化而变化。
(1)光照度、pH、NaHCO3浓度 净光合速率 净光合速率
(2)12.5×
103 8 (3)酶活性受pH的影响
正确界定总光合速率与净光合速率
(1)净光合速率与真正光合速率:
①净光合速率:
常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示;
②真正光合速率;
常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
(2)光合速率与呼吸速率的关系:
①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织在光下测得的数值为呼吸速率(A点)。
②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净光合速率。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:
a.光合作用产氧量=氧气释放量+细胞呼吸耗氧量
b.光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量
c.光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗葡萄糖量
叶绿体色素的提取和分离
1.实验原理
(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.实验成功的关键
(1)叶片要新鲜、颜色要深绿,含有较多色素。
(2)研磨要迅速、充分。
叶绿素不稳定,易被活细胞内的叶绿素酶水解。
充分研磨使叶绿体完全破裂,提取较多的色素。
(3)滤液细线不仅要求细、直,而且要求含有较多的色素,所以要求待滤液干后再画2~3次。
(4)滤液细线不能触及层析液、否则色素溶解到层析液中,滤纸条上得不到色素带。
如图是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。
据图回答下列问题。
(1)图中步骤①加入研钵内的物质:
A________10mL,作用是____________;
B__________少许,作用是研磨得充分;
C__________少许,作用是______________________。
(2)图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部放有____________。
(3)图中步骤③剪去两角的作用是____________________,
画滤液细线的要求是________________________。
(4)图中步骤④中关键应注意_____________________;
加盖的目的是__________;
色素带最宽的是__________,扩散速度最快的是________。
(5)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”,做“绿叶中色素的提取和分离”实验。
色素层析结果如图,请根据实验结果填写下表:
组别
滤纸条编号
判断依据
绿叶组
嫩黄叶组
(6)秋天,北方树叶大都由绿变黄,其原因是占四种色素总量75%的________和____________分解,从而显示出________和________的颜色。
(1)研磨时需要加入三种物质:
10mL的无水乙醇,作用是溶解色素;
二氧化硅可以增大摩擦力,使细胞和叶绿体破碎,有助于研磨充分;
细胞研磨破碎后,会溢出有机酸,为防止叶绿素中的镁被氢取代,破坏叶绿素,研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。
(2)过滤研磨液时,漏斗基部不能用滤纸,因为色素可吸附在滤纸上。
一般用一层尼龙布过滤。
(3)剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快。
画滤液细线的要求是细、齐、直。
(4)层析时的关键技术是不能让层析液没及滤液细线,否则,滤液细线会被层析液溶解,不能分离。
四种色素溶于层析液中,因溶解度的差异,造成在滤纸条上扩散速度不同,从而达到分离的目的。
由于层析液有毒,而且可以挥发,所以要加盖。
色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的,含量越多,色素带越宽,一般植物叶片中叶绿素a含量最多,所以叶绿素a带最宽。
扩散速度最快的是胡萝卜素,在色素带的最上层。
(5)嫩黄叶含叶绿素a和叶绿素b较少,而绿叶含叶绿素多,所以分离的色素带中,绿叶中叶绿素a和叶绿素b色素带应宽些。
(6)叶绿素不稳定,易分解,而叶黄素和胡萝卜素较稳定。
(1)无水乙醇 溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 防止色素被破坏
(2)一层尼龙布
(3)防止色素带不整齐 细、齐、直
(4)层析液不要没及滤液细线 防止层析液挥发 叶绿素a 胡萝卜素
(5)
(6)叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素
叶绿素a带和叶绿素b带较宽
叶绿素a带和叶绿素b带较窄
实验中几种化学物质的作用
(1)无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素。
(2)层析液用于分离色素。
(3)二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分。
(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
1.(2012·
海南高考)关于叶绿体色素的叙述,错误的是( )
A.叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光
B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素
D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能
叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。
绿叶中叶绿素约占3/4,类胡萝卜素约占1/4。
利用层析液可分离叶绿体色素,提取的叶绿体色素仍可吸收光能,但叶绿体结构被破坏,导致完整的光合作用不能进行。
D
2.(2012·
天津高考)设置不同CO2浓度,分组光照培养蓝藻,测定净光合速率和呼吸速率(光合速率=
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