光合作用的探究历程与基本过程

第3讲光合作用的探究历程与基本过程[考纲要求]1．光合作用的基本过程(Ⅱ)2.实验：叶绿体色素的提取和分离。-2-考点1考点2考点3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.叶绿体的结构(填写名称)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。-3-考点1考点2考点3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考点1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2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱(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:可见光的波长范围大约是390~760nm,叶绿体中的色素只吸收可见光,对红外光和紫外光等不吸收。-5-考点1考点2考点3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结教材深挖无色透明大棚中植物的光合效率为何最高?提示：无色透明大棚能透过可见光中的各种色光,有色大棚主要透过可见光中的同色光,其他可见光被其吸收,所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。-6-考点1考点2考点3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-考点1考点2考点3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-考点1考点2考点3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结开启高考长句应答模式!1.英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功,则只要有光照,植物一定能更新空气,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,若光照强度不够充分(在光补偿点以下),则植物不但不能更新空气,反而会使空气变得更污浊。-9-考点1考点2考点3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1.下列关于光合作用探究历程的叙述,不正确的是()A.普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B.萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉C.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D.鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2答案解析解析关闭恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的,叶绿体是进行光合作用的场所,但不能定量分析光合作用生成的氧气量。答案解析关闭CC-10-考点1考点2考点3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.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,照光处理与不照光处理、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BB-11-考点1考点2考点3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)妙法排除干扰因素: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。-12-考点1考点2考点3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考点2光合作用的基本过程1.完善光合作用的过程-13-考点1考点2考点3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：-14-考点1考点2考点3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项目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;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-15-考点1考点2考点3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)破坏叶绿体外膜后,O2不能产生。()(6)光反应为暗反应提供[H]和H2O。()(7)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成暗反应。()(8)进入叶绿体的CO2不能被NADPH[H]直接还原。()√××√××√√-16-考点1考点2考点3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(9)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其叶片光合作用强度下降,原因是光反应强度升高,暗反应强度降低。()(10)在其他条件适宜情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5含量都迅速增加。()(11)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。()××√[思维激活]探究外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少[H]和ATP的含量减少或没有增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加-20-考点1考点2考点3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向1考查光合作用的过程1.(2015安徽卷,2)右上图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的C3在有关酶的催化作用下,可再形成C5D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高答案解析解析关闭本题考查光合作用过程。以暗反应阶段为切入点,考查暗反应过程、实质,以及与光反应阶段的联系。CO2的固定实质上是CO2与叶绿体基质中的C5结合生成C3,C3被[H]还原,再经一系列变化,生成有机物(糖类),释放出C5,其能量变化是ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能,综上分析,A、B两项错误,C项正确。光照强度由强变弱时,光反应阶段生成的[H]和ATP减少,故C3的还原减慢,生成的C5减少,所以短时间内C5含量会减少,D项错误。答案解析关闭CC-25-考点1考点2考点3核心梳理归纳总结考点3(实验)绿叶中色素的提取与分离1.实验原理(1)提取:绿叶中的色素溶于有机溶剂而不溶于水,可用无水乙醇提取色素。(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。2.实验步骤提取色素:称取5g绿叶,剪碎,放入研钵中,加入SiO2、CaCO3和10mL无水乙醇→研磨→过滤→收集到试管内并塞严试管口-26-考点1考点2考点3核心梳理归纳总结制备滤纸条:将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长和直径的滤纸条,将滤纸条一端剪去两角,在距离剪角一端1cm处用铅笔画一条细的横线画滤液细线:用毛细吸管吸取少量的滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,待滤液干后,再画一两次。-27-考点1考点2考点3核心梳理归纳总结分离色素:将适量的层析液倒入试管中,将滤纸条轻轻插入层析液中→用棉塞塞紧试管口,装置如图所示观察结果:滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带-28-考点1考点2考点3核心梳理归纳总结叶绿体中色素的提取和分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶,滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠在滤纸条上画的滤液细线较粗。(3)滤纸条看不到色素带①忘记画滤液细线。②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。-29-考点1考点2考点3核心梳理归纳总结(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带。忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。-30-通关记通关辨通关练1.叶绿体中的色素有4种,即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。2.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。3.吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。4.叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶。5.光合作用释放的O2来自于H2O。6.光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能,将H2O分解形成[H]和O2,同时形成ATP的过程。7.暗反应过程是在叶绿体基质内,在多种酶催化下完成的,包括CO2的固定和C3的还原等过程。-31-通关记通关辨通关练1.辨析光合作用的相关物质的来源或去向(1)光合作用中产生的[H]为NADPH,呼吸作用中产生的[H]为NADH,二种[H]不是同一种物质。(2)光合作用光反应中产生的ATP只被暗反应所利用,呼吸作用中产生的ATP可被除暗反应外的各项生命活动所利用。(3)CO2中C进入C3但不进入C5,最后进入(CH2O),C5中C不进入(CH2O),可用放射性同位素标记法证明。