2011－2012学年高中生物 第四章 第二节 光合作用（一）同步练习 苏教版必修1

20112011 20122012 学年高一生物必修学年高一生物必修 1 1 苏教版 同步练习 苏教版 同步练习 第四章第四章 第二节第二节 光合光合 作用 一 作用 一 一 教学内容 第二节 光合作用 一 二 学习内容 光合作用的发现过程 光合色素与光能的捕获 提取和分离叶绿体中的色素 三 学习目标 说出对光合作用的认识过程 举例说出主要的光合色素 四 学习重点 光合色素的作用及种类 光合作用的发现过程 五 学习难点 光合作用的发现过程 六 学习过程 1 光合作用的发现过程 1 古希腊著名哲学家亚里士多德认为 植物生活在土壤中 植物生长发育所需的物质完全来自土 壤 2 1648 年 比利时 范 海尔蒙特第一次试图用定量的方法研究植物的营养来源 通过实验 他认 为植物生长所需要的养料主要来自水 而不是土壤 柳树 2 3kg 泥土 90 8kg 泥土 90 7kg 只浇水 不添加任何物质 5 年后 柳树 76 7kg 74 4kg 0 1 kg 74 4kg 物质除了部分来源于水以外 主要还来源于 3 177 年 英国普利斯特莱 植物和动物之间进行气体交换的实验 应用化学的方法研究植物的生 长 得知植物生长需要吸收 CO2 同时释放出 O2 将 将老老鼠鼠放放在在一一个个密密 封封的的大大玻玻璃璃罩罩中中 老老鼠鼠很很快快耗耗尽尽其其中中 的的氧氧气气窒窒息息死死亡亡 将将另另一一只只老老鼠鼠和和一一盆盆植植物物放放 在在一一个个密密封封的的大大玻玻璃璃罩罩中中 老老鼠鼠生生活活自自在在 未未窒窒息息死死亡亡 蜡蜡烛烛很很快快耗耗尽尽其其 中中的的氧氧气气而而熄熄灭灭 将将蜡蜡烛烛点点燃燃放放在在密密 封封的的大大玻玻璃璃罩罩中中 密密封封大大玻玻璃璃罩罩中中的的 蜡蜡烛烛一一直直没没有有熄熄灭灭 将将蜡蜡烛烛点点燃燃放放在在密密封封的的大大 玻玻璃璃罩罩中中 放放入入一一盆盆植植物物 实验证明 植物的光合作用可以放出氧气 但当时普利斯特莱的实验有时成功 有时却失败 普利斯特莱当时也不知道是为什么 4 1779 年 荷兰植物生理学家扬 英根豪斯找到了普利斯特莱实验有时失败的原因 他发现密封 大玻璃罩中的植物需要在有光照射时才可以放出氧气 如果普利斯特莱进行上述实验时没有给密封大玻 璃罩中的植物提供足够的光照 实验就不可能成功 扬 英根豪斯把带叶的枝条放到水里 这些叶在阳光下产生 O2 在暗处并不产生 O2 扬 英根豪斯 认为植物需要阳光才能制造出 O2 5 1782 年 瑞士科学家森尼别又以化学分析的方法 证明 CO2是光合作用所必需的 而 O2是光合 作用的产物 6 1804 年 瑞士的德 索苏尔发现 在光合作用中必须有 H2O 才能产生有机化合物 7 1864 年 萨克斯用碘液检测淀粉的方法 确定叶片在光下能产生淀粉 8 1940 年鲁宾和卡门运用放射性同位素标记法 通过向小球藻提供含 18O 的水和含18O 的 CO2等实 验 证明了光合作用释放的 O2来自水 糖类中的氢也来自水 用 18O 制成的二氧化碳作为光合作用的原料 所放出的氧气全部都是16O 而用18O 制成的水 所放出 的氧气全部都是 18O 实验可以证明 在光合作用中 糖类中的 O 来自 CO2 H 来自 H2O 光合作用放出的 O2来自 H2O 光合作用中叶绿体不是将 CO2分解 使 C 与 H2O 结合 而是将水分解 使 H 与 CO2结合 H2O 是光合 作用的反应物 也是光合作用的产物 9 1948 年 美国的卡尔文报告了历时 10 年的科研成果 他用 14C 标记的 CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪 发现 CO2被用于合成糖类等有机物 14CO2 14C6H12O6 光合作用总反应式 6CO2 12H2O 光能 叶绿体 C6H12O6 6H2O 6O2 2 光合色素与光能的捕获 1 太阳光到达地面时为混合可见光 看起来是白色的 通过三棱镜时就会分成红 橙 黄 绿 蓝 青 紫 7 色连续光谱 波长在 380 760nm 之间 2 植物的叶绿素分子等吸收光的能力很强 除了部分橙光 黄光和大部分绿光被反射外 其他波 长的光基本上都能被叶绿素分子等所吸收 因而植物的叶片多呈现绿色 3 光合色素成分 色素颜色 叶绿素 a 蓝绿色 叶绿素 b 黄绿色 胡萝卜素 橙黄色 和叶黄素 黄色 化学式 叶绿素 a C55H72O5N4Mg 叶绿素 b C55H70O6N4Mg Mg 是构成叶绿素分子必需的元素 胡萝卜素 C40H56 叶黄素 C40H56O2 色素名称存在场所吸收高峰 叶绿素 a 叶绿素 b 叶绿素 c 叶绿素 d 所有进行光合作用的 植物 细菌除外 高等植物和绿藻 褐藻和硅藻 红藻 红光和蓝紫光 叶绿素 原叶绿素 细菌叶绿素 菌绿素 黄化植物 紫色硫细菌 绿色硫细菌 近于红光和蓝紫光 类胡萝 卜素 胡萝卜素 叶黄素 大部分植物 细菌蓝光和蓝紫光 藻胆素 藻蓝蛋白 藻红蛋白 蓝绿藻 红藻 红藻 蓝绿藻 橙红光 绿光 3 提取和分离叶绿体中的色素 1 实验步骤 称取 2g 菠菜叶片 剪碎后放入研钵中 加入少许石英砂和碳酸钙以及 5mL 丙酮 迅速研磨 再用 5mL 丙酮淋洗 丙酮易挥发 并有一定的毒性 将研磨液过滤到试管中 并及时用棉塞塞紧试管口 准备好长 6cm 宽 1cm 的滤纸条 剪去一端两角 在距离该端大约 1cm 处用铅笔画一条细线 用毛细吸管吸取少量滤液 沿铅笔画的线画一条细而直的滤液细线 吹干后再重复画滤液线若干 次 将画好滤液细线的滤纸条轻轻地插入盛有 3 mL 层析液 如由航空汽油和丙酮按 10 1 的比例配制 而成 的烧杯中 并覆盖烧杯 滤液细线不能触及到层析液 注意观察滤纸条上有什么变化 几分钟以后 取出滤纸条仔细观察 2 实验注意事项 实验材料易研磨 色素含量高 研磨快速 要加碳酸钙和石英砂 加入丙酮不宜过量 滤纸条提前干燥 滤液线要细 直 重复画 层析液不能没及滤液细线 典型例题典型例题 1 2006 高考四川卷 4 将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室 调节小室 CO2浓度 在适宜光 照强度下测定叶片光合作用的强度 以 CO2吸收速率表示 测定结果如下图 下列相关叙述 正确的是 A 如果光照强度适当降低 a 点左移 b 点左移 B 如果光照强度适当降低 a 点左移 b 点右移 C 如果光照强度适当增强 a 点右移 b 点右移 D 如果光照强度适当增强 a 点左移 b 点右移 2 2006 年高考江苏卷 15 在开展生物学实践活动时 对照实验设计应遵循单一变量的原则 为了 研究光对大豆生长的影响 某小组设计了如下实验 在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗 并进行如 下处理 花盆光温度水 甲光亮处 20 充足 乙黑暗处 20 不充足 在这一实验设计中 有一处不正确 需要改正为 A 乙花盆放在光亮处 B 甲花盆放在黑暗处 C 甲花盆的温度高于 20 D 乙花盆浇充足的水 3 如果在光合作用的实验中所用的水中有 0 2 的水分子含有 18O 所用的 CO2中有 0 68 的分子含有 18O 那么 光合作用释放的 O2中含有18O 的比例是 A 0 2 B 0 48 C 0 68 D 0 88 4 1648 年 范 海尔蒙特通过研究植物的营养来源的实验 提出了植物生长所需要的养料主要来自水 而不是土壤的见解 试分析该探究过程的得失 提出一个完善的实验设计方案 5 1771 年 英国普利斯特莱应用化学的方法研究植物的生长 做了以下的著名实验 将老鼠放在一个密 封的大玻璃罩中 老鼠很快耗尽其中 的氧气窒息死亡 将另一只老鼠和一盆植物放 在一个密封的大玻璃罩中 老鼠生活自在 未窒息死亡 分析实验 普利斯特莱认为 植物生长需要吸收 CO2 同时释放出 O2 就实验结果进行分析 你认为普利斯特莱的结论中未能得到证实的是什么 在当时 该实验存在有 时成功 有时不能成功的困扰 原因是什么 6 在光合作用探究过程中 人们曾经认为 CO2分解为 C 和 O2 光合作用释放的 O2来自 CO2 C 和水化 合生成有机物 试用有关实验证实上述认识的错误之处 模拟试题模拟试题 答题时间 45 分钟 1 在光合作用过程中 以分子态释放出氧气及 ATP 的产生都离不开 A 叶绿素和 CO2 B H2O 和 CO2 C H2O 叶绿素 光能 D H2O 光能 CO2 2 温室内栽培农作物 在阳光充足及其他栽培条件均适宜的情况下 为了提高产量可采取的措施是适 当增加 A 空气流通以促进光合作用 B 空气中的二氧化碳的含量 C 空气中的氧气的含量 D 空气中的水蒸气的含量 3 含有 Mg 的色素是 A 叶绿素 B 胡萝卜素 C 叶黄素 D 花青素 4 用容积相同的玻璃罩分别罩住大小 生长状况相同的天竺葵 光照相同的时间后 罩内 O2最少的是 A 绿色罩 B 黄色罩 C 蓝色罩 D 紫色罩 5 一位科学家做了如下实验 将水绵 丝状绿藻 放在暗处 自然光通过棱镜再投射到水绵的叶绿体 上 这时好氧型细菌将明显聚集在 A 绿光的投影区内 B 红光和绿光的投影区内 C 红光和蓝紫光的投影区内 D 黄光和橙光的投影区内 6 一棵重约 0 2kg 的柳树栽培在肥沃的土壤中 两年后连根挖出 称其干重大约为 11kg 增加的这 10 8kg 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 O2 D 大气中的二氧化碳 7 欲测定植物是否进行光反应 可以检测其是否有 A 葡萄糖的生成 B 淀粉的生成 C O2的释放 D CO2的吸收 8 光合作用的产物中 氧气 葡萄糖中的碳 葡萄糖中的氢 葡萄糖中的氧依次来自于 二氧化碳 气孔直接吸收 水的分解 叶绿素的分解 A B C D 9 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 ABC 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 试完成问题 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 10 下图是光合作用的实验过程 选一株银边天竺葵 预先放在阴暗处两昼夜 再将 2cm 2cm 不透 光的黑纸片用大头针插在这株天竺葵叶片的 B 处 如下图所示 然后将其放在阳光下照射 6 8 小时后 剪下该叶片 并用瓶塞穿孔器分别在叶片的不同部位 A B C 取三个叶圆片 将三个叶圆片放在酒精 的试管里经热水浴脱色 并将它们放在清水中漂洗 再将经过漂洗的叶圆片放在白纸上 然后用吸管 吸取碘液 分别滴在三个叶圆片上 1 为什么要将叶片放在装有酒精的试管里经热水浴脱色处理 2 A B C 三个叶圆片中 遇到碘液会变蓝色的是 另两个叶圆片遇碘液不变蓝的原因是 3 把叶圆片 A 切成薄片 制成装片放在显微镜下观察 发现细胞中分散着的被染成蓝色的结构是 光合作用的产物葡萄糖是在 阶段形成的 4 通过该实验 可以得出光合作用的进行需要哪些条件 11 在 叶绿体色素的提取和分离 实验中 1 如果没有丙酮和菠菜叶片 要保证分离后的色素带清晰 可以用来替代的最佳实验材料是 A 酒精和麦苗 B 酒精和大白菜 C 蒸馏水和大白菜 D 蒸馏水和麦苗 2 为了获得整齐又不重叠的四条色素带 在画滤液细线时应注意 3 用纸层析法分离叶绿体中四种色素的原理是 在滤纸上随层析液扩散速度最快的色素 是 原因是 4 下图为分离色素的装置 请指出三处错误 12 2006 年广东高考 33 材料一 1642 年 比利时科学家海尔蒙特进行了一项著名的柳树实验 他在一个花盆里栽种了一棵 2 3 kg 的柳树 栽种前 花盆里的泥土经过高温烘烤干燥后称重为 90 8 kg 以后的 5 年中 海尔蒙特 除了只给柳树浇水外 没有在花盆里添加任何物质 每年秋天柳树的落叶也没有称重和计算 5 年后 他 将柳树和泥土分开称重 发现柳树的重量变成了 76 7 kg 泥土烘干后的重量为 90 7 kg 比原来只减少 0 1 kg 于是他得出结论 柳树获得的 74 4 kg 物质只是来源于水 材料二 科学家将一盆绿色植物放在不同波长的光下照射 然后测量该植物对不同光质的吸光率 结果列于下表 光质红橙黄绿青蓝紫 波长 nm 700650600550500450400 吸光率 55102158540 1 根据你所掌握的生物学知识 判断海尔蒙特的结论是否确切 为什么 2 花盆内的泥土减少了 0 1 kg 其原因是 3 请用上表数据在指定方格纸内绘出植物叶片光吸收变化曲线 并分析得出结论 4 CO2浓度对植物光合作用强度影响的规律如下图 当外界 CO2浓度处于 A 时 植物叶片光合作用 所固定的 CO2的量与 相等 为提高封闭大棚内作物产量 棚内人工释放 C02应控制在 填 图中字母 浓度为宜 13 2006 高考江苏卷 14 将 2 株大小一样 发育相同的健壮薄荷苗 A B 分别在加土的雨水和雨 水中培养 经过一段时间 A B 两株植物在长势和重量上的差别很大 结果如下表 请完成问题 植株培养液植株的重量 g 重量增加量 g 实验前实验后 A 加土雨水 92378268 B 雨水 9114554 1 植株重量增加的重要原因之一是由于植株进行 作用 合成了有机物 其原料除了水