能量之源——光与光合作用.doc

5-4 能量之源光与光合作用一、捕获光能的色素（在类囊体的薄膜上）吸收、传递、转化光能实验：绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取：叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。分离：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）（1）研磨时加入二氧化硅有助于研磨得充分，使叶绿体充分被破坏，使色素完全释放出来。碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。研磨要迅速是为了防止无水乙醇挥发。（2）过滤时要用单层尼龙布而不用滤纸的原因：色素分子较大，不易通过滤纸；滤纸有较强的吸附能力而使色素吸附在滤纸上，从而降低色素浓度影响实验效果。（3）制备滤纸条时，在滤纸条的一端减去两角的目的：防止边缘效应。用铅笔画一细线的目的：其标记作用（以便每次重复画的滤液细线在同一位置）。（4）画滤液细线要细、齐、直，干燥后重复23次。（5）分离时，将有滤液细线的一段朝下，不能让滤液细线直接接触到层析液：防止色素溶解在层析液中，影响实验效果。实验要在通风的条件下进行，要用培养皿盖住小烧杯，用棉塞塞紧试管口：因为层液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。实验结果：滤纸条上有有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。 胡萝卜素：橙黄色（最窄）类胡萝卜素 叶黄素：黄色 色素的分类 叶绿素a：蓝绿色（最宽） 叶绿素 叶绿素b：黄绿色 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。白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。例1从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（ ）A.老叶片B.革质叶片C.刚刚长出来的小嫩叶D.鲜嫩，颜色浓绿的叶片例2某同学正在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，为了防止研磨过程中色素被破坏，他应向研钵中加入少许（ ）A.无水乙醇B.丙酮C.二氧化硅D.碳酸钙例3在进行绿叶中色素的提取和分离实验中，不能让层析液没及滤液细线，否则( )A滤纸上的几种色素会扩散不均匀而影响实验效果B滤纸上的滤液细线会变粗而使色素带相互重叠C色素会溶解在层析液中，在滤纸上达不到层析效果D会导致不同色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同例4 农村种返季节蔬菜时，用什么颜色的塑料薄膜封盖大棚最有利于棚内植物的光合作用（ ）A无色 B红色 C蓝紫色 D绿色例5下列强度相同的四种光，哪种对植物进行光合作用最有利（ ）A白光 B红光 C绿光 D蓝紫光例6如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是()A提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲乙)(丙丁)C四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D四种色素中，丙和丁主要吸收红光二 捕获光能的结构叶绿体叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。三 光合作用的探究历程年代创新发现人创新实验设计思路及现象实验结论1771年普时斯特利点燃的蜡烛与绿色植物放在密闭玻璃罩内，现象：蜡烛不易熄灭。小鼠与绿色植物放在密闭玻璃罩内，现象：小鼠不容易窒息而死。植物可以更新空气1864年萨克斯把绿色植物放在暗处几小时，目的是让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉，然后一半曝光，另一半遮光一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的一半无颜色变化，曝光的一半则呈深蓝色。绿色叶片在光合作用中产生淀粉1880年恩格尔曼水绵 + 好氧细菌黑暗、 显微镜没有空气 观察极细光束照射叶绿体 完全曝光现象：好氧细菌只 现象：好氧细菌集集中在带状叶绿体 中在带状叶绿体所被光束照射到部位 有受光部位的周围附近。 （远离叶绿体的其 余部位分布很少）氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所20世纪30年代鲁宾和卡门实验方法是同位素标记法 H218O、CO2现象：释放的氧气全是18O2即向植 物提供 H2O、C18O2现象：释放的氧气全是O2光合作用释放的氧气来自于水例7范海尔蒙特用桶盛着称好重量的土壤，插入称好重量的柳条，浇以雨水，并精确收集全部落叶等脱落物，5年后，柳树共增加干重744Kg，而土壤的全部损失还不到622g。请回答：（1）土壤中损失的少量物质是 。（2）柳树增加干重的绝大部分物质来源是 。例8 1771年，英国科学家普利斯特利将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭。今天我们对这一现象的合理解释是（ ）A植物可以更新空气 B蜡烛燃烧所需物质来自绿色植物C绿色植物在烛光下能制造有机物 D绿色植物在烛光下能释放氧气例9 下图表示萨克斯的实验，在叶片照光24小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈蓝色。本实验说明（ ）光合作用需要CO2光合作用需要光光合作用需要叶绿素光合作用放出氧光合作用制造淀粉A B C D例10下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量之比是（ ）A12 B89 C21 D98例11用同位素18O标记的CO2作原料，供给植物进行光合作用。当植物进行有氧呼吸时，在呼吸产物CO2和H2O中，含18O的应是( )AH2OBCO2CH2O和CO2DH2O或CO2例12某科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是( ) A二氧化碳三碳化合物糖类 B二氧化碳乙醇糖类C二氧化碳叶绿素ADP D二氧化碳叶绿体ATP例13科学家恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。从这一实验你能得出的结论（）A红光和蓝光对好氧细菌有吸引作用B好氧细菌喜欢聚集在氧气含量少的光区C叶绿体主要吸收绿光用于光合作用，放出氧气D叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气四 光合作用的过程绿色植物通过叶绿体（场所），利用光能（条件），把二氧化碳和水（原料）转化成储存着能量的有机物（产物），并释放出氧气（产物）的过程。比较项目光反应阶段暗反应阶段场所在类囊体的薄膜上叶绿体基质条件光、色素、光反应酶暗反应酶、ATP、H物质变化（用反应式表示）能量变化光能ATP中的活跃化学能ATP（CH2O）中的稳定化学能总反应式相互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（光反应产物ATP、H移动方向，囊状薄膜叶绿体基质，而ADP、Pi则相反）例14在叶绿体中，与光合作用的光反应正常进行相适应的结构是（ ）A叶绿体外膜 B叶绿体内膜 C基粒中囊状结构的薄膜 D基质例15光合作用过程中，光最初用于（ ）A碳和氧的化学组成 B氢和二氧化碳的合成C将淀粉分解成葡萄糖 D将水分解为氢和氧例16光合作用过程中，不在叶绿体基粒片层薄膜上进行的是（ ）AADP变成ATP B氧气的产生 CCO2的固定和还原 DH的产生例17欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有（ ）A葡萄糖生成 B淀粉生成 CO2的释放 DCO2有吸收例18对叶绿体进行成分分析，发现某部分磷酸的含量较多。该部分最可能是（ ）A外膜 B内膜 C基粒 D基质例19光合作用的产物一般是葡萄糖，在暗反应中，它的形成与下列哪组物质有关（ ）AO2、CO2、H2O B酶、氢、CO2、ATP CCO2、H2O、氢 DO2、酶、CO2、ATP例20光合作用的暗反应中，没有消耗的物质是（ ）AH和ATP BH和CO2 C五碳化合物和酶 D三碳化合物和五碳化合物例21 在叶绿体中，ATP、ADP的运动方向是( )AATP和ADP同时由叶绿体的基质向类囊体膜运动BATP和ADP同时由类囊体膜向叶绿体的基质运动CATP由叶绿体基质向类囊体膜运动，ADP则是向相反方向运动DADP由叶绿体基质向类囊体膜运动，ATP则是向相反方向运动例22下列可作为光合作用H供体和受体的物质分别是（ ）AH2O；C3 BH2O；C5 CH2；C3 DH2；C5 例23在下列有关光合作用的叙述中，正确的是（ ）A光反应不需要酶，暗反应需要多种酶 B光反应消耗ATP，暗反应形成ATPC光反应固定CO2，暗反应还原CO2 D光反应消耗水，暗反应消耗ATP在光合作用不需要酶参与的过程是（ ）ACO2的固定 B叶绿体吸收光能 C三碳化合物的还原 DATP的生成例24以下是光合作用过程示意图，请据图回答：（1）请填写字母所代表的物质：a b c d e f g。（2）由f到g的过程包括 两阶段。（3）如果用同位素标记参加光合作用的水并并跟踪，它最可能的途径是（用图中字母表示）。（4）根据题意，简述光合作用过程中能量变化的过程。例25下图是光合作用过程的图解。请根据图回答：（1）绿色植物进行光合作用的细胞器是 ，参与光合作用的色素分布在该细胞器的 上，这些色素的作用是 。图中A表示的过程为_，其中生成的ATP所需能量来自_。（2）光合作用的过程可以分为两个阶段，B表示： 阶段。此过过程进行的场所是 （3）写出图中所示物质的名称： ； ； ； ； ；（4）C和D的化学过程的名称分别是 、 。（5）写出光合作用的反应总式： （6）若把该植物从光下移到暗处,则叶片叶绿体中的C3含量将 (选填“升高”、 “降低” 或“不变”) 。例26下图是某高等植物叶绿体进行光合作用的图解，请据图完成下列问题。(1)图中A表示的结构是由_堆叠而成的。若f为高能化合物，则b、c代表的物质名称依次是：_。(2)h与i反应生成j的过程称为_，J与f、e反应称为_。(3)依据上图分析，影响光合作用的外界条件有水分的供应、环境中的二氧化碳的浓度、光照和_等。(4)若g用于细胞的有氧呼吸，则相关反应式为_。叶绿体处于不同条件下，C3、C5、H和ATP的变化动态： 例27夏天光照强烈的中午时段,植物叶片内C3和C5含量变化是A.C3增加,C5也增加 B.C3减少,C5也减少 C.C3增加,C5减少 D.C3减少,C5增加五 光合作用原理的应用光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。空气中二氧化碳的浓度、土壤中水分的多少、光照的强弱与时间长短、光的成分、温度的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。农业生产上许多增加农作物产量的措施，都要通过提高光合作用的强度来实现。提高农作物产量有效措施：a.适当提高光照强度。 b.延长光合作用的时间。c.增加光合作用的面积：合理密植，间作套种。 d.温室大棚用无色透明玻璃。f温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。g.温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。实验：探究环境因素对光合作用强度的影响实验原理：本实验利用了绿色植物通过叶绿体进行光合作用产生氧气的原理。将绿色的嫩叶抽气，使其内部气体全部逸出，细胞间隙充满了水，浮力减小，叶片就会沉到水底。再给予叶片一定强度的光照，一段时间后因光反应产生的氧气会充斥在叶片的细胞间隙中，浮力增大，叶片会从水底浮起。光照强度不同，光反应产物的多少也不同。可以用相同功率的光源在不同的距离照射水中的嫩叶，来调节光照的强度。也可以用不同功率的光源在同一距离照射水中的嫩叶，形成光照强度不同的条件。通过观察同一时间内装置中叶片浮起的数量，或观察不同光照强度下浮起相同数量叶片所需的时间，来探究光照强度对光合作用强度的影响，并由此认识环境因素对光合作用强度的影响。操作要点：（1）在暗处，将2盏台灯分别装上40 W灯泡、100 W灯泡，放在不同的实验台上。取100 mL烧杯2个，均倒入70 mL富含二氧化碳的清水（事先可用口通过玻璃管或塑料管向清水吹气），放在距台灯10 cm的地方。此时不要开灯。（2）用打孔器将五叶爬山虎嫩叶打出直径为05 cm的圆片若干。注意叶片的选择，叶片的薄厚、颜色、鲜嫩程度要尽可能一致。打孔时要避开大的叶脉。（3）将小圆形叶片放入注射器中，并让注射器吸入清水，排出注射器内残留的空气。用手堵住注射器前端的小孔，并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一动作可重复几次，但注意不要抽得太狠，避免将叶片细胞结构损坏。只要小圆形叶片沉入水底就可以了。（4）将内部气体逸出的小圆形叶片各5片，分别放入暗处盛有清水的2个烧杯中。这时的叶片由于细胞间隙充满了水，应该全部沉到水底。（5）开启台灯。注意：两盏台灯是实验的唯一光源，两盏台灯的灯光不能相互干扰。（6）室温不要太低，一般以25 为宜。为防止实验过程中烧杯内水的温度受灯光照射而升高，可考虑用冷光源灯泡。（7）观察并记录同一时间内两个实验装置中小圆形叶片浮起的数量，或观察、记录在不同光照强度条件下浮起相同数量小圆形叶片所需要的时间。六 光合作用与呼吸作用的关系CO2吸收 CO2释放光饱和点总光合量净光合量光补偿点 光照强度 在黑暗中呼吸所释放的CO2速率光照强度与CO2吸收释放速率的关系光补偿点：指在一定光强范围内，光合过程中吸收的CO2呼吸过程中放出的CO2等量的光照强度。光饱和点：指当达到某一光强时，光合速率就不再增加时的光强。无光照时植物只能进行呼吸作用，有光照