“能量之源光与光合作用”复习导学案

“能量之源——光与光合作用”复习导学案______________班______________号姓名______________考点一：捕获光能的色素和结构例1、关于叶绿素的叙述，错误的是()A．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例2、叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是()A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D．光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的总结一：捕获光能的色素和结构1、叶绿体中的色素⑴叶绿体中的色素①分布：_____________________②化学性质：_________（不溶于或能溶于）水，_________（不溶于或能溶于）无水乙醇等有机溶剂。③分离方法：_____________④色素的种类和功能：色素种类颜色功能叶绿素(约占3/4)叶绿素a_____________主要吸收__________和____________叶绿素b_____________类胡萝卜素(约占1/4)胡萝卜素_____________主要吸收_____________叶黄素_____________⑤吸收光谱图示：[特别提醒]叶绿素a和叶绿素b在红光区和蓝紫光区的吸收峰值均不同⑵影响叶绿素合成的因素①光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。②温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶子变黄。③必需元素:叶绿素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成,叶子变黄。另外,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺Fe也将导致叶绿素合成受阻,叶子变黄。[特别提醒]色素与叶片颜色①正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的胡萝卜素比例为_________，且对_________吸收最少，所以正常叶片呈现绿色。②寒冷时，叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素分子较为稳定，叶片显现出类胡萝卜素的颜色而变黄。③秋天降温时，叶绿素被破坏，液泡中的花青素的颜色显现出来，叶片呈现红色。2、叶绿体的结构和功能⑴形态：一般呈扁平的_____________或____________。⑵结构：外部有_________层膜，内部有_____________和由_____________堆叠而成的基粒⑶色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于_____________上；与光合作用有关的酶分布在__________上和_____________中。⑷DNA和RNA的分布：_____________中含有少量DNA和RNA。⑸功能：进行_____________的场所。变式训练1、下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片的叙述，错误的是（）A．两种叶片都能吸收蓝紫光B．两种叶片均含有类胡萝素C．两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素aD．黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP考点二：绿叶中色素的提取和分离例3、关于叶绿素提取的叙述，错误的是（）A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分总结二：绿叶中色素的提取和分离1、实验原理⑴提取：绿叶中的色素能够溶解在_________中而不溶于水，可以用_________提取绿叶中的色素。⑵分离：绿叶中的色素在_________中的_________不同，_________的随层析液在滤纸上扩散得_________；反之则_________。绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。2、实验步骤⑴提取绿叶中的色素①称绿叶，_________。②研礳：无水乙醇的作用_________；二氧化硅的作用__________________；碳酸钙的作用__________________③过滤：用__________________过滤。④收集滤液。⑵制备滤纸条：剪去两角（目的是：____________________________________）的滤纸条一端_________处用_________画一条细线。⑶画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画一条滤液细线（要求：___________，使各色素扩散的起点相同。），待滤液_________后，再画一两次（目的：___________________________）。⑷分离绿叶中的色素①方法：_________；②过程：将适量层析液倒入试管→插入滤纸条→棉塞塞紧试管中。要点：滤纸上的滤液细线_________触及层析液。4、实验结果分析色素种类颜色含量在层析液中的溶解度在滤纸上的扩散速度5、实验异常现象分析⑴收集到的滤液绿色过浅⑵滤纸条上色素带重叠⑶滤纸条上无色素带变式训练2、关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是（）A.使用定性滤纸过滤研磨液B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素[反馈测评]1、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2、下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3、中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。=1\*ROMANI.提取叶绿素浓缩液过滤液提取液绿色叶片叶绿素粗产品X浓缩液过滤液提取液绿色叶片叶绿素粗产品碳酸钙=2\*ROMANII.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25℃实验组号叶绿素溶液（mL）调pH至处理时间（min）溶液颜色=1\*GB3①3.0Y10绿色=2\*GB3②3.07.010绿色=3\*GB3③3.06.010黄绿色=4\*GB3④3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：⑴提取食用叶绿素的X应该为___________________________，原因是_____________________________________________________________________。⑵表中Y应该为_________，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。⑶若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_________食品，否则________________________________________________________。⑷小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。①检测方法：__________________②主要步骤：考点三：光合作用的探究历程和光合作用的过程例4、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复制例5、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C5D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高总结三：光合作用的探究历程和光合作用的过程1、光合作用的探究历程时间实施者实验过程、方法实验现象实验结论1771年普利斯特利（英）点燃的蜡烛与绿色植物→蜡烛不熄灭小鼠与绿色植物→小鼠不易窒息1779年英格豪斯（荷）植物更新空气只有在光照下且绿叶才能更新空气植物更新空气需要________和________1845年梅耶（德）根据能量转化与守恒定律推测植物进行光合作用时，把___________储存起来1864年萨克斯（德）光合作用的产物除氧气外，还有________；________是光合作用的必要条件1880年恩格尔曼（美）O2是_________释放出来的，_________是绿色植物进行光合作用的场所1939年鲁宾、卡门（美）光合作用释放的氧__________________[特别提醒]⑴萨克斯实验①对照类型为自身对照,自变量为光的有无,因变量为颜色变化(有无淀粉生成),实验组是遮光处理组,对照组为曝光处理组。②实验成功的关键：是要进行饥饿处理,使叶片中的营养物质消耗掉；叶片脱色，否则将影响实验结果，方法是高温使叶绿素被破坏。⑵恩格尔曼实验①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；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。②没有空气的黑暗环境：排除了环境中光和O2的干扰。③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，相当于一组对比实验。④临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。⑶鲁宾和卡门实验①应用同位素标记法追踪CO2和H2O中的O元素在光合作用中的转移途径。②实验的自变量是标记物质即O、CO2和C18O2、H2O,形成对比实验；因变量是释放的O2有无放射性。2、光合作用的过程⑴总反应式：___________________________⑵光合作用过程的图解⑶光反应和暗反应比较比较项目光反应暗反应区别是否需要光进行场所物质变化①____________________②_____________________①_____________________②______________________③______________________能量转换联系光反应为暗反应提供______________；暗反应为光反应提供______________。⑷能量转化：_________________________________________。⑸光合作用的实质：_______________________________。⑹光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和(CH2O)含量的影响条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量模型分析光照强度由强到弱，CO2供应不变光照强度由弱到强，CO2供应不变光照不变，CO2量由充足到不足光照不变，CO2量由不足到充足[思考]1、光合作用过程中O元素的转移途径是怎样的？2、光合作用过程中C元素的转移途径是怎样的？3、光反应产生的[H]与细胞呼吸产生的[H]是否为同一类物质?4、叶绿体中三碳化合物的分子数量为什么多于五碳化合物的分子数量?变式训练3、某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h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。其中，没有出现蓝色的部位是（）A.a、b和dB.a、c和eC.c、d和eD.b、c和e变式训练4、正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（）A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP+比值下降

[反馈测评]1、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。下列分析错误的是（）A、菠菜叶肉细胞内BuBP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2、下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是（）A、破坏叶绿体外膜后，O2不能产生B、植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C、与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D、离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应3、下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是（）A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B．t2→t3，暗反应（碳反应）限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低4、在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：⑴图中物质A是__________(C3化合物、C5化合物)。⑵在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是______________________________________________________________________________________________________________________。将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是___________________________________________________________________________________________________________。⑶若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的__________(低、高)。⑷CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的______(高、低)，其原因是_______________________________________。考点四：影响光合作用的因素例6、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（）A.光反应强度升高，暗反应强度降低B光反应强度降低，暗反应强度降低C光反应强度不变，暗反应强度降低D光反应强度降低，暗反应强度不变例7、为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。D组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：⑴单位光照时间内，C组植物合成有机物的量__________（填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是__________________________________________________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要__________，这些反应发生的部位是叶绿体的__________。⑵A、B、C三组处理相比，随着____________________的增加，使光下产生的__________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。例8、对某经济植物光合作用的研究结果如图。 ⑴图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的___________上。需先用___________（填溶剂名称）提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是_____________。据图分析，该植物可通过___________以增强对弱光的适应能力。⑵图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度）的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是______________________________________________。18:00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有__________。⑶实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量_____________。总结四：影响光合作用的因素1、内因：主要是：_____________、_____________等。2、外因⑴光照强度①A点、B点、C点、D点的生物学含义是什么？②AD段、D点以后光合作用的主要限制因素分别是什么？③若植物体缺Mg，则对应的B、C、D点如何移动？④已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃，则温度由25℃上升到30℃时，对应的A、B、C、D点如何移动？[技法提炼]1.对于图像题，我们最先看___________，看清图表中的数据代表的净光合速率还是真光合速率；然后看___________和___________。2.对于图形上升部分，主要限制因素为________________________；稳定部分，主要限制因素为_________________________________。3.对于点的移动，有利于光合作用B向___________（左或右）移，C向___________（左或右）移，D向___________(上或下)移；利于呼吸作用A向_________(上或下)移，B向_________（左或右）移。反之也成立。⑵CO2浓度A点表示_______________________________________；a点表示____________________________________________________________；B和b点都表示____________________________________________________________________。⑶温度温度主要通过影响________________________来影响光合作用速率。⑷多因素对光合速率影响的分析P点:限制光合速率的因素应为_______________________,随着该因子的不断加强,光合速率不断提高。Q点:横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子,影响因素主要为________________________。[技法提炼]分析多因素题时要依据___________，每次只分析一个自变量的变化对实验结果影响。⑸光合作用昼夜变化曲线的分析①图甲中的C点时，植物叶肉细胞的光合速率___________（大于或等于或小于）呼吸速率，对应图乙中的___________点。②图甲中一昼夜植物有机物的变化趋势是___________，为什么？_______________________________。③图甲的F点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的___________。④图乙中AB段曲线上升的原因是：____________________________________________。⑤图乙中EF段曲线下降的原因是：____________________________________________。⑥图甲、图乙中植物干重最轻的点___________，最重的点___________。变式训练5、某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：⑴当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为___________。CO2浓度在a～b之间时，曲线___________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。⑵CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是___________。⑶当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量___________(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。⑷据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑___________这一因素的影响，并采取相应措施。[反馈测评]1、观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，请回答下列问题：光照强度叶色平均叶面积（cm2）气孔密度（个·mm－2）净光合速率（μmolCO2·m－2·s－1）强浅绿13.6（100%）826（100%）4.33（100%）中绿20.3（149%）768（93%）4.17（96%）弱深绿28.4（209%）752（91%）3.87（89%）（注：括号内的百分数以强光照的数据作为参考）⑴CO2以___________方式进入叶绿体后，与___________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的___________。⑵在弱光下，柑橘通过___________和___________来吸收更多的光能，以适应弱光环境。⑶与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数__________，单位时间内平均每片叶CO2吸收量___________。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是___________，最后发生改变的是___________。2、为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种（对照）叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：图1图2（1）图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在______________________相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积___________的释放量。（2）光合作用过程中CO2与C5结合生成___________，消耗的C5由___________经过一系列反应再生。（3）由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的__________________；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的______________________。（4）栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是_____________________________________________________________________。考点五：光合作用与呼吸作用的综合应用例9、下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是（）A.过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行B.过程①产生的能量全部储存在ATP中C.过程②产生的（CH2O）中的氧全部来自H2OD.过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同例10、以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（）A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃相等B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等总结五：光合作用与呼吸作用的综合应用1、光合作用和细胞呼吸比较项目光合作用细胞呼吸场所条件物质变化能量变化实质2、光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP来源、去路的比较比较项目来源去路[H]光合作用有氧呼吸ATP光合作用有氧呼吸3、光合速率表示方式方法及综合计算总光合速率=净光合速率+呼吸速率总光合量=净光合量+呼吸量属于总光合量的有__________________，下列属于净光合量的有__________________。①植物（或叶片、叶绿体）产生、制造有机物量②植物体或叶片产生O2量③植物（或叶片）积累有机物量④收获植物所得的有机物量⑤叶绿体释放O2量⑥一段时间内干物质增加量⑦植物体（或叶片）释放O2量⑧植物体或叶片固定CO2量eq\o\ac(○,9)植物所处环境中氧气的增加量eq\o\ac(○,10)植物体（或叶片）释放O2量eq\o\ac(○,11)叶绿体吸收CO2量eq\o\a