必修一第五章第四节能量之源-光与光合作用.docx

第四节能量之源光与光合作用一、捕获光能的色素1 .实验：绿叶中色素的提取和分离绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。色素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，反之则慢。实验过程中加入少许的二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅有助于充分研磨，碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。2 .分类-叶绿素a（蓝绿色）一叶绿素（含量约占3/4）-绿叶中的色素-L叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）一类胡萝卜素（含量约占1/4）-叶黄素（黄色）最上层的是：胡萝卜素；最下层是：叶绿素b；最宽的色素带是：叶绿素a；3.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，叶绿素主要存在于叶绿体中。下列关于光合色素的叙述，错误的是（）A.叶绿素a和叶绿素b都含镁元素B.胡萝卜素在层析液中的溶解度最大C.叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【分析】1、叶绿体含有叶绿素和类胡萝卜素，是光合作用的场所.主要由叶绿体外被、类囊体和基质三部分构成,其中类囊体包括基粒类囊体和基质类囊体.光合色素都存在于叶绿体的类囊体膜上.2、叶绿素的组成元素为C、H、0、N、Mg.类胡萝卜素不含Mg.3、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素.溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢.滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b.【解答】解：A、叶绿素a和叶绿素b都含镁元素，类胡萝卜素不含MgA正确；B、胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散的最快，B正确；C、叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,C正确；D、植物呈现绿色是由于，叶绿素几乎不吸收绿光，绿光被反射回来的缘故，D错误。故选：Do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，用石油酸进行纸层析，如图为滤纸层析的结果（I、II、III、IV为色素条带）.下列叙述正确的是（）A.强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B.强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C.四种色素在层析液中溶解度大小是KIl<III<IVD.色素分离过程中如果滤液线触及石油酸，会缩短得到四条色素带的时间【分析】析题图：滤纸条从上到下依次是：I胡萝卜素、Il叶黄素、Ill叶绿素a（最宽）、IV叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关.强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照.【解答】解：A、根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A错误；B、强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；C、四种色素在层析液中溶解度大小是I>Il>III>IV,C错误；D、素分离过程中如果滤液线触及石油酸，色素会溶解在层析液，D错误。故选：Bo二、叶绿体的结构吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。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须的酶。【习题三】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.叱0在光下分解为H和的过程发生在叶绿体基质中C.CC)2的固定过程发生在叶绿体类囊体薄膜上D.光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成的【分析】叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上，叱0在光下分解为H和的过程发生在类囊体的薄膜上，CO2的固定过程发生在叶绿体基质中，光合作用是将光能转化为稳定化学能.【解答】解：A、叶绿体中的色素分布在类囊体膜上，A错误；B、叱0在光下分解为H和的过程发生叶绿体的类囊体膜上，B错误；C、在叶肉细胞中，Ce)2的固定发生在叶绿体基质，C错误；D、光合作用的产物淀粉发生在暗反应阶段，场所为叶绿体基质，D正确。故选：Do三、光合作用的过程项目光反应暗反应部位叶绿体类囊体的薄膜叶绿体基质条件有光、色素、酶、水有光或无光都行，Co2、多种酶物质变化水的光解H2O4H+O2ATP的合成：酶ATP+Pi+光能一ATPC02的固定：CO2+C5C3C3化合物的还原菌2C3÷H+ATP(CH2O)+CS能量转换光能转化活跃的化学能储存在ATP中ATP中活跃的化学能转变为糖类等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ATP+Pi叶绿体总反应方程式：CO2+H2O+光能一(CH2O)+O2影响光合作用的因素：CO2浓度；水分含量光照时间、光照强度以及光的成分；温度。条件C3C5HxATPCo2供应不变、停止光照tII或没有Ca供此不变、突然光照Itt光照不变、停止CO2Itt光照不变、增加CO2tII【习题四】如图表示生物细胞内H的转移过程，下列分析正确的是()Hg=IHl=(CH8)A.过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ADP的产生B.过程一定发生在叶绿体基质中，且必须在光下才能进行C.真核细胞的过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与D.真核细胞的过程发生在线粒体基质中，且必须有水参与反应【分析】本题主要考查呼吸作用和光合作用的过程.1、呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程.有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜.有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和H,合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和H,合成少量ATP；第三阶段是氧气和H反应生成水，合成大量ATP.2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程.光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生H与氧气，以及ATP的形成.光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CC）2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和H的作用下还原生成淀粉等有机物.据图可知，表示光反应阶段，表示暗反应阶段，表示有氧呼吸的第一、二阶段，表示有氧呼吸的第三阶段.【解答】解：A、过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ATP的产生，A错误；B、过程一定发生在叶绿体基质中，且有光无光均可进行，B错误；Cs真核细胞的过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与，C正确；D、真核细胞的过程发生在细胞质基质和线粒体基质中，且必须有水参与反应,D错误。故选：Co【习题五】如图表示某植物叶肉细胞中部分物质变化途径，其中代表有关生理过程。H2OO2（HCO2C4H12O6相关叙述错误的是（）A.过程、不在生物膜上进行B.过程、都有ATP生成C.过程产生的CgHizOg中的氧来自H2O和C02D.过程产生的H并不全都来自于C6H26【分析】据图分析:图示表示光合作用与呼吸作用的过程,表示水的光解过程,表示有氧呼吸的第三阶段，表示暗反应阶段三碳化合物的还原过程，表示有氧呼吸的第一二阶段。据此分析作答。【解答】解：A、图中是三碳化合物的还原过程，发生在叶绿体基质中，表示有氧呼吸的第一二阶段，发生在细胞质基质和线粒体基质中，A正确；B、光合作用的水的光解过程，有氧呼吸的三个阶段都有ATP的生成，B正确；C、光合作用暗反应阶段产生的葡萄糖中的氧来自于二氧化碳中的氧，C错误；D、有氧呼吸的第一阶段产生的H来自于葡萄糖，第二阶段产生的H来自于丙酮酸和水，D正确。故选：Co【习题六】如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是（）A.横坐标是Co2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B.横坐标是温度，甲表示较高CC）2浓度，乙表示较低C02浓度C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D.横坐标是光照强度，甲表示较高Co2浓度，乙表示较低CC)2浓度【分析】影响光合作用的环境因素：(1)光照强度：曲线分析H正光合舞CO2吸收0 /CO2 / 释放K AB光耶强度，呼吸港公光饱和点a、A点光照强度为零，只进行细胞呼吸，A点即表示植物呼吸速率。b、AB段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强，Cc)2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度，B点称为光补偿点，阴生植物光补偿点左移(如虚线所示)。c、BC段表明随光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点对应的光照强度称为光合作用的饱和点，C点对应的Cc)2吸收值表示净光合速率。d、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。(2)二氧化碳浓度：该因素通过影响暗反应阶段中二氧化碳的固定进而影响光合速率；(3)温度：该因素通过影响酶活性进而影响光合速率。【解答】解：A、植物光合作用具有最适温度，在最适温度条件下净光合速率最高，高于或低于该温度净光合速率均有所下降，因此不能确定甲乙两条曲线温度的高低，A错误；B、温度会影响酶活性，温度过高酶活性反而下降，净光合速率会降低，因此横轴不能表示温度，B错误；C、色素主要吸收红光和蓝紫光，即净光合速率与光波长没有正相关的关系，并且不能确定两条曲线的温度大小，C错误；D、横轴可以表示光照强度，二氧化碳是光合作用的原料，甲可以表示较高Cc)2浓度，乙可以表示较低CC)2浓度，D正确。故选：Do【习题七】(2)碳反应中需要光反应提供的物质是和.(3)图中5是阶段，反应场所是叶绿体的图中6是阶段，反应场所是叶绿体的.【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段.图中表示光反应阶段，包括水的光解和ATP的合成；表示暗反应阶段，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原.【解答】解：(1)根据光合作用过程，结合图形分析，图中到代表的物质分别是：H、ATPxCc)2、(CH2O)或糖类(2)光合作用过程中光反应为碳反应中三碳化合物的还原提供的物质是H(或NADPH)和ATP.(3)图中表示光反应阶段，发生的场所是叶绿体的类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成两个过程；表示暗反应阶段，发生的场所是叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程.故答案是：(1) HATPCO2(CH2O)或糖类.(2) NADPHATP(3)光反应类囊体薄膜上碳反应基质中【习题八】研究小组将某绿色植物置于一密闭玻璃容器内，下图表示不同条件时玻璃罩内CC)2浓度变化(实验期间细胞的呼吸强度无显著变化).回答下列问题：(1)叶绿体中的叶绿素主要吸收光，可用法分离出叶绿体中的色素.(2)进行光合作用时，叶绿体中ADP从移向(3)如图，限制E点之后光合速率的最主要环境因素是E点叶绿体中的生成速率较D点时(填”高”低”或”相等”)，E点之后玻璃罩内Ce)2浓度稳定的原因是(4)G点时，该植物体中的有机物含量比A点时(填“减少”“不变”或“增加”)【分析】分析曲线图：在黑暗条件下，植物只进行呼吸作用并且产生二氧化碳，因此密闭玻璃罩内的二氧化碳浓度升高；光照条件下，植物既进行光合作用又进行呼吸作用，当光合作用大于呼吸作用时，二氧化碳利用大于产生，因此玻璃罩内的二氧化碳浓度下降；但是由于受到玻璃罩内的二氧化碳量的限制，最终光合作用将等于呼吸作用.光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上)：水的光解产生H与氧气，以及ATP的形成.光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中)：Cc)2被Cs固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和H的作用下还原生成糖类等有机物.【解答】解：(1)叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，可用纸层析法分离出叶绿体中的色素.(2)进行光合作用时，光反应消耗ADP,暗反应产生ADP,故叶绿体中ADP从叶绿体的基质移向叶绿体的类囊体膜.(3)分析图解可知，E点之后玻璃罩内的二氧化碳浓度维持稳定，即光合作用等于呼吸作用，这是由于密闭玻璃罩内的二氧化碳浓度是有限的，即限制E点之后光合速率的主要环境因素是CC)2浓度E点和D点比较，两点的光照强度相同，由于E点的CC)2浓度较低，暗反应慢，所以导致光反应慢，故E点叶绿体中的生成速率较D点时低.随着玻璃罩内CC)2浓度降低，光合速率降低，光合作用消耗的CC)2等于呼吸产生的CO21因此E点之后玻璃罩内COz浓度维持稳定(4)G点时，CO2浓度比A点时少，CC)2用于光合作用中合成有机物的原料，因此说明该植物体中的有机物含量比A点时增加.故答案为：(1)红光和蓝紫纸层析(2)叶绿体的基质叶绿体的类囊体膜(3) CC)2浓度低随着玻璃罩内CC)2浓度降低，光合速率降低，光合作用消耗的CO?等于呼吸产生的CO2(4)增加三、光合作用的重要意义1 .为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供物质来源和能量来源。2 .维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。3 .从物质转变和能量转化的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢；【习题九】光合作用的实质是()A.把Cc)2转换成ATPB.产生化学能、储存在有机物中C.把光能转变成化学能，储存在ATP中D.把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能【分析】绿色植物利用光提供的能量，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并且把光能转变成化学能，储存在有机物中的过程，称为光合作用；光合作用的实质是物质转化和能量转化：物质转化是指将无机物转化为有机物的过程，能量转化是指将光能转化为储存在有机物里的化学能的过程.【解答】解：光合作用的实质是物质转化和能量转化：物质转化是指将无机物转化为有机物的过程，能量转化是指将光能转化为储存在有机物里的化学能的过程。故选：Do四、化能合成作用1.化能合成作用：自然界中存在某些微生物，它们能以二氧化碳为主要碳源，以无机含氮化合物为氮源，合成细胞物质，并通过氧化外界无机物获得生长所需要的能量，这一过程就称为化能合成作用2.亚硝化细菌和硝化细菌，利用NH3和HN02氧化所释放的能量合成有机物.【习题十】化能合成作用的特点不包括（）A.以太阳能作为能源B.将无机物转变为有机物C.需要利用NHs氧化释放的能量D.属于自养生物【分析】1、硝化细菌、硫细菌属于原核生物，其能通过化能合成作用合成有机物，属于自养型生物；2、自然界中存在某些微生物，它们能以二氧化碳为主要碳源，以无机含氮化合物为氮源，合成细胞物质，并通过氧化外界无机物获得生长所需要的能量，这一过程就称为化能合成作用。【解答】解：根据化能合成作用的概念分析，化能合成作用是利用无机物氧化分解释放的能量将无机物转化为有机物，从而供生物自身利用，因此生物同化作用类型为自养型。故选：Ao【习题十一】下列对生物细胞代谢活动的描述，不正确的是（）A.硝化细菌制造的有机物中能量来自于氮氧化时放出的化学能B.硝化细菌属于自养型生物C.叶肉细胞中，Co2的固定场所是叶绿体类囊体薄膜D.光合作用与化能合成作用的主要区别是能量来源不同【分析】本题是对化能合成作用、无氧呼吸的过程和产物、光合作用的具体过程和场所的综合性考查，根据题干涉及的内容，回忆相关知识点，然后分析选项进行解答。【解答】解：A、硝化细菌的同化作用是利用氨气氧化释放的化学能将二氧化碳和水合成有机物，A正确；B、硝化细菌能够将无机物转变为有机物，属于自养型生物，B正确；C、植物是叶肉细胞中，二氧化碳的固定发生在光合作用的暗反应阶段，场所是叶绿体基质，C错误；D、光合作用的光能来自于太阳能，化能合成作用的能量来自于化学物质的氧化,D正确。故选：Co