1、专题6 光合作用,考纲解读,考点诊断,考点一 光合作用的原理及应用,下列关于光合作用的相关叙述正确的是 。 磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物 CO2可直接被NADPH还原,再经过一系列的变化形成糖类 卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于吸能反应 在叶绿体中发生的光能转换和DNA复制都需要蛋白质参与 光照强度由强变弱时,短时间内RuBP含量会升高 在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP 光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 叶肉细胞中光合作用的碳反应发生在叶绿体基质中,叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 叶肉细胞中O2的产生
2、一定在类囊体膜上进行叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出,说明离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气,答案:,重点整理,1.光合作用的原理 (1)光合作用基本过程图解,类囊体膜,稳定,三碳糖,(2)光反应与碳反应的关联 光反应为碳反应提供 ,碳反应为光反应提供 。 没有光反应,碳反应无法进行;没有碳反应,有机物无法合成,光反应也会受到抑制。 2.外界条件变化对光合作用产物的影响,NADPH、ATP,NADP+、ADP和Pi,增加,减少,增加,增加,增加,减少,增加,考向突破,考向1:光合作用的基本过程 【典例试做1】 (2016浙江4月选考)叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布
3、及部分反应的示意图如下。请回答:,(1)该膜是 膜,其上含有色素和催化光反应的 。光反应中,色素吸收的光能转换为ATP等物质中的 。 (2)光反应的产物除图中所示的物质外,还有电子和 。ATP为碳反应提供了能量和 。 (3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时,应注意滤纸条上的滤液细线要高于 的液面。滤纸条上最宽色素带中所含的色素是 。,解析:由题干“叶绿体中的色素、蛋白质等在膜上的分布”及吸收光能所发生的反应可知该膜为类囊体膜,其上含有色素和催化光反应的酶,色素吸收的光能转化为ATP等物质中的化学能;分离光合色素时应注意,不能让滤液细线触及层析液,因此滤液细线要高于层析液;滤纸条上最宽的色素带,即
4、为含量最多的色素,为叶绿素a。 答案:(1)类囊体(光合) 酶 化学能 (2)NADPH 磷酸基团 (3)层析液 叶绿素a,特别提醒 对光反应与碳反应认识,(1)光合作用中光反应和碳反应不是独立的两个阶段,而是息息相关的过程,没有光反应,碳反应也无法进行。 (2)光合作用的场所在真核生物中一定为叶绿体,在原核生物中主要为质膜。 (3)碳反应所需要的ATP仅来自光反应,而不能由细胞呼吸提供。 (4)光合作用中,ATP提供能量和磷酸基团;NADPH提供能量和作为还原剂,也是氢的载体,提供氢。 (5)三碳糖或五碳糖(RuBP)组成元素中含有磷。 (6)CO2中的C进入三碳酸分子但不进入RuBP,最后
5、进入三碳糖,RuBP中C不进入三碳糖,可以通过同位素示踪实验证明。,【跟踪训练1】 (2017 浙江名校协作体联考)科学家提取植物细胞中的叶绿体,用高速离心法打破叶绿体膜后,分离出类囊体和基质,在不同条件下进行实验(如表所示),用来研究光合作用过程,下列选项中各试管得到的产物情况错误的是( ),D,解析:甲试管进行的是光反应,O2中O来源于水分子而不是C18O2,所以得到的是O2,不会产生18O2;乙试管有CO2、ATP、NADPH,在叶绿体基质中发生的碳反应,碳反应发生的是CO2的固定和三碳酸的还原,由于具有CO2和有关的酶,可以得到三碳糖;丙试管虽没有CO2,但是具有三碳酸和ATP、NAD
6、PH,因此可以进行三碳酸的还原,并能得到淀粉;丁试管蔗糖应在叶绿体外产生。,(注:表中的“+”表示“添加”,“-”表示“不添加”) A.甲试管不会产生18O2 B.乙试管可得到三碳糖 C.丙试管可能得到淀粉 D.丁试管可得到蔗糖,考向2:外界条件变化对光合作用产物的影响 【典例试做2】 正常生长的绿藻照光培养一段时间后迅速放在暗处,此后绿藻细胞的叶绿体内可能发生的现象是( ) A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快 C.三碳酸含量减少 D.NADPH/NADP+比值上升,解析:绿藻迅速由光照环境放入暗处,光反应停止,水的光解停止,O2的产生也停止;短时间内CO2的固定速度不变,较长时间后减弱
7、;由于光反应停止,产生的NADPH和ATP减少甚至停止,短时间内被还原的三碳酸含量减少,CO2的固定仍在进行,所以,三碳酸的含量增加;NADPH/NADP+比值下降。,A,思维建模 环境变化与光合产物含量变化的关系图示,图示说明:(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,而非长时间。 (2)以上各物质变化中,三碳酸分子和RuBP含量的变化是相反的,NADPH和ATP含量变化是一致的。,【跟踪训练2】 (2017温州模拟)适宜的光照、温度条件下,在0.003% CO2和1% CO2两种不同环境中某植物叶肉细胞卡尔文循环中三碳酸和RuBP相对浓度的变化趋势如图所示。据图分析合理的
8、是( ) A.ab段碳反应速率越来越小 B.bc段甲物质浓度降低是因为生成速率变小 C.cd段光合作用较弱是因为光反应产物不足 D.ae段叶肉细胞的光饱和点稳定不变,B,解析:ab段甲物质和乙物质保持相对稳定,因此碳反应速率保持基本不变;bc段,降低CO2浓度,抑制碳反应过程中CO2的固定,而三碳酸的还原仍在进行,因此导致三碳酸含量下降,因此甲物质(三碳酸)浓度降低是因为生成速率变小;cd段光合作用较弱是因为碳反应原料不足;ae段CO2浓度不断发生改变,因此叶肉细胞的光饱和点也会发生变化。,考点诊断,考点二 叶绿体色素的种类及提取与分离,对于光合色素的相关叙述正确的是 。 植物呈现绿色是由于叶
9、绿素能有效地吸收绿光 色素分离时,在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23次 用纸层析法可提取菠菜绿叶中的色素 叶绿体色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸上扩散就越慢 应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素 用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠 即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收,层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失 通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用,答案:,重点整理,1.叶绿体色素的种类,2.光合色素的提取与分离实验操作 (1)实验原理 提取:绿叶中的
10、色素能够溶于有机溶剂而不溶于水,可用 等有机溶剂提取色素。 分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。,橙黄,叶黄素,蓝,紫光,红,光和蓝紫光,蓝绿,无水乙醇,(2)实验步骤,细而直,考向突破,考向1:光合色素的种类及功能 【典例试做1】 如图表示叶绿体中色素的吸收光谱。据图判断,以下说法错误的是( ) A.据图分析,在研究叶绿素的过程中,为减少类胡萝卜素的干扰,最好选用红光区 B.进入到秋季,植物对420 nm470 nm波长的光的利用量减少 C.用450 nm左右波长的光比600 nm左右波长的光更有利于提高光合作用强度 D.
11、由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,短时间内叶绿体中三碳酸的量增加,D,解析:由图可知,类胡萝卜素主要吸收400 nm500 nm波长的光,即蓝紫光区,在研究叶绿素的过程中,为减少类胡萝卜素的干扰,最好选用红光区;进入秋季,叶子变黄,叶绿素含量减少,植物对420 nm470 nm波长的光的利用量减少;由图可知,叶绿体中色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多,因此用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度;由图可知,由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体中色素吸收的光变多,光反应产生的ATP和NADPH变多,而CO2的
12、浓度不变,RuBP和CO2形成三碳酸的速度不变,则叶绿体中三碳酸的量减少。,特别提醒 (1)各种色素分子的不同颜色源自其吸收了某些波长的光而另一些波长的光透过或被反射,叶绿素基本上不吸收绿光。 (2)秋季气候变冷,叶绿素的合成速度变慢或停止,类胡萝卜素的颜色显露出来,叶片变黄。 (3)光合色素不同于液泡中的色素。在理化性质上,光合色素为脂溶性色素,液泡中的色素为水溶性色素。,B,考向2:光合色素的提取与分离的实验操作及异常现象分析 【典例试做2】 (2017浙江4月选考)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响,进行了相关实验,结果如图所示。,回答下列问题:,解析:(1)由“探究不同环
13、境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响”和题图可知,该实验的自变量是温度和光照的有无,因变量是叶绿素含量。由图中曲线4可知,经光照和低温处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,由此推知,若遇较低温天气,可通过升温和对该植物进行遮光处理来减少叶绿素的损失。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。 答案:(1)叶绿素含量 低温和光照 蓝紫光和红 遮光,(1)本实验的因变量是 。由图中曲线对比可知,经_ 处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,这将直接导致光反应中叶绿素吸收的 光减少而降低了光合速率。由此推知,若遇较低温天气,除升温方法外,可对该植物进行 处理以减少叶绿素的损失。,(2)提取上述四组该植物叶片
14、中的色素时,为防止色素被破坏,研磨时可加入适量的 。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离,结果发现,第4组得到的色素带中,从上到下的第 条色素带均明显变窄。 (3)若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定 ,可得到叶绿素a的吸收光谱。,解析:(2)碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。第4组植物叶片中叶绿素含量较低,其色素提取液进行纸层析分离所得到的色素带中,从上到下的第3、4条色素带(叶绿素a、叶绿素b)均明显变窄。 (3)用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定吸光率,可得到叶绿素a的吸收光谱。 答案:(2)碳酸钙 3、4 (3)吸光率,归纳总结 光合色素提取与分离实验的异常现象分析,(1)收
15、集到的滤液绿色过浅的原因分析 未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。 使用放置数天的叶片,滤液色素(叶绿素)太少。 一次加入大量的无水乙醇(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。 未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。 (2)滤纸条色素带重叠:滤纸条上的滤液细线画得不整齐或较粗。 (3)滤纸条看不见色素带 忘记画滤液细线或没有提取出色素。 滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。,【跟踪训练2】 如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程,相关叙述错误的是( ) A.纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同 B.两组实验的结果中共有色素带的颜色是黄色和橙黄
16、色 C.两组实验的结果中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域 D.在做提取韭黄色素的实验时,不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大,C,解析:色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同;利用韭菜提取色素,分离后有四条色素带,依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色),利用韭黄提取色素,分离后有两条色素带,依次为胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色),故结果中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色;韭菜组的实验结果中吸收光谱主要集中在红光和蓝紫光区域,韭黄组的实验结果中吸收光谱主要集中在蓝紫光区域,两组吸收光谱最明显的差异出现在红光区域;提取色素时加碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏,韭黄本身含有的叶绿素较少,故不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大。,点击进入 专题训练,
