2017版高考生物人教版第10讲光合作用的探究历程与基本过程

1、第10讲 光合作用的探究历程与基本过程,2017备考最新考纲,1.光合作用的基本过程()。2.实验：叶绿体中色素的提取和分离。,考点一 捕获光能的色素和结构及光合作 用的探究历程(5年3考),自主梳理,1.叶绿素和其他色素,转换,酒精,纸层析,类胡萝卜素,叶绿素b,叶绿素a,红光和蓝紫光,2.叶绿体的结构与功能,(1)结构模式图,双层膜,暗反应,基粒,色素,光反应,光合反应,叶绿体,3.光合作用的探究历程(连一连),答案 Ab Ca Ee Dc Bd,深度思考,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混浊。,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48 h 后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。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：,(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

2、别是什么？ (2)实验中对植株进行暗处理，其目的是什么？ 提示 (1)图中d与e对照，其单一变量为有无光照，结果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)该实验的关键是饥饿处理，其目的是使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。,影响叶绿素合成的三大因素,跟进题组,题组一 捕获光能的色素和结构,1.(2015四川卷，1)下列在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋 白质参与的是( ),A.Mg2吸收 B.O2扩散 C.光能转换 D.DNA复制 解析 叶绿体对Mg2的吸收，需要细胞膜上载体蛋白的协助，也需要消耗ATP供能，A不符合题意；O2的扩散是单纯扩散，既不需要载体协助，也不需要消耗能量，也就不需要蛋白质的参与，B符合题意；光能转换为化学能的过程中需要酶(蛋白质)作催化剂，C不符合题意；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，也需要消耗ATP供能，D不符合题意。,B,2.关于叶绿素的叙述，错误的是( ),A.

3、叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 解析 Mg是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用的光反应过程；叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同；叶绿素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出去，使植物呈现绿色。 答案 D,题组二 光合作用的探究历程,3.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 解析 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 C,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

4、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,解析 本题主要考查光合作用的发现过程。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、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 B,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多的部位。 (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多和光照少的部位，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。,考点二 光合作用的过程（5年9考）,自主梳理,1.完善光合作用的过程,ATP,光、色素、酶,类囊体的薄膜上,H+O2,A

5、TP,ATP中活跃的 化学能,酶,叶绿体基质,有机物中稳定的化学能,ATP,C3,CH2O,2C3,CO2,2.写出光合作用的总反应式并标出各种元素的来源和去向,3.光反应与暗反应的比较,酶,ATP,类囊体薄膜,叶绿体基质,水的光解,C3的还原,ATP中活跃的化,学能,有机,物中稳定的化学能,H和ATP,ADP和Pi,巧记光合作用过程的“一、二、三、四”,如图为某细胞内生物膜结构的一部分，据图分析,(1)图示结构中产生的ATP (填“能”或“不能”)运出所在的细胞器，用于其他生命活动 (2)图示膜结构为叶绿体 (填“外膜”或“内膜”、“类囊体膜”) (3)图中发生的能量转换是： (4)图中“色素”是指,不能,类囊体膜,光能活跃的化学能,叶绿素(a、b)、类胡萝卜素,跟进题组,题组一 光合作用过程分析,1.(2015安徽卷，2)右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在相关酶的催化作用下，可再形成C5 D.光照强度由强变弱时，

6、短时间内C5含量会升高,解析 由图解可知，光反应产生的ATP和H参与C3的还原，而不参与CO2的固定，A、B错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下一部分合成了(CH2O)，另一部分又形成了C5，C正确；光照强度变弱时，光反应产生的ATP和H减少，故短时间内C5含量会降低，D错误。 答案 C,2.根据下面光合作用图解，判断下列说法正确的是( ),A.过程发生于叶绿体基质中 B.过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 C.图示依次为H、ATP、CO2、(CH2O) D.不仅用于还原C3化合物，还可促进与C5的结合,解析 根据光合作用的过程判断分别表示H、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中。C3化合物还原过程中需要ATP，CO2固定过程中不需要ATP。 答案 C,题组二 环境因素骤变对光合作用物质含量变化的影响,3.(2015福建卷，3)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2 C5(即RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组 从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产 物14C3的放射性强度。下

7、列分析错误的是( ),A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质 B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行 C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法 D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高,解析 RuBP羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质，A正确；暗反应不需要光，有光和无光条件下都可进行，B错误；实验中利用14C标记CO2并检测产物放射性强度，即采用同位素标记法，C正确；单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率，酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性，D正确。 答案 B,4.卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果获得了1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向玻璃容器中通入CO2，通气管上有一个开关，可控制CO2的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无。请回答下列问题：,(1)实验材料小球藻属于_(填“原核”或“真核”)生物。 (2)卡尔文通过停止_来探究光反应和暗反应的联系，他得到的实验结果是下图中的_。,(3)卡尔文通过停止_来探究

8、光合作用过程中固定CO2的化合物，这时他发现C5的含量快速升高，由此得出固定CO2的物质是C5。,(4)卡尔文向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到第5 s时，14C出现在一种C5和一种C6中；将反应时间缩短到0.5 s时，14C出现在一种C3中。上述实验中卡尔文是通过控制_来探究CO2中碳原子的转移路径的，采用的技术方法有_等。 (5)卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70 的蒸馏水中，这样做是为了使细胞中的_失活，此时，细胞中的化合物就保持在热处理之前的状态。,解析 (1)小球藻属于真核生物。(2)在光照下，光反应进行，其产生的ATP和H参与暗反应中C3的还原，因此，通过停止光照可以探究光反应和暗反应的联系。当停止光照后.光反应停止，ATP和H的合成停止，则C3的还原减少，C3浓度增大，C5浓度减小，停止光照一段时间后，C3和C5浓度基本保持不变。(3)在暗反应中，CO2与C5结合形成C3，当停止CO2的供应后，CO2的固定受到影响，故会导致C5含量升高。(4)由题中叙述可知，实验中卡尔文是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径的，该实验中他采用了放射性同位素标记法。(5

9、)酶是生物体内催化化学反应的催化剂，大多数酶的化学本质是蛋白质，在高温下酶的结构被破坏，导致细胞中的化学反应不能进行，化合物的含量不再发生变化。 答案 (1)真核 (2)光照 A (3)CO2的供应 (4)反应时间 同位素标记法 (5)酶,巧用模型法分析物质量的变化,(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。 (2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP含量变化是一致的。 (3)具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定，消耗于C3的还原；C5产生于C3的还原，消耗于CO2的固定)，才能避开试题陷阱。,考点三 （实验）叶绿体中色素的提取和分离 （5年3考）,自主梳理,1.实验原理,有机溶剂无水乙醇,无水乙醇,溶解度,溶解度高,层析液,2.实验流程,叶绿,素,提取液,均匀、整齐,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,黄色,蓝绿色,黄绿色,最多,最高,最低,(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少； (2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小； (3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。,提醒,深度思考,(1)为什么滤液细线要重复画，且线要细、直？ 提示 重复画线是为了增加色素的浓度，使分离出的色素带清晰分明。滤液细线要细、直是为了防止色素带之间出现重叠。 (2)层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？ 提示 滤纸条上的滤液细线触及(或没入)层析液，会使滤液中的色素溶解于层析液中，滤纸条上得不到色素带，使实验失败。,跟进题组,题组 叶绿体中色素提取和分离过程与结果,1.(2015江苏卷，21改编)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影 响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，下 图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述 不正确的是( ),A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照 C.色素

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