【生物新高考總復(fù)習(xí)】第10講 光合作用的原理與過程課件

第10講光合作用的原理與過程第10講光合作用的原理與過程-2--2--3-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)

1.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能

-3-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)-4-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)功能:進(jìn)行

的場所。

(3)恩格爾曼的實驗:好氧細(xì)菌只向

被光束照射的部位集中。

雙層膜

暗反應(yīng)基粒色素光反應(yīng)光合作用葉綠體-4-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)功能:進(jìn)行-5-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.葉綠體中的色素及色素的吸收光譜

葉綠素b葉綠素a胡蘿卜素葉黃素-5-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.葉綠體中的色素及色素的吸收-6-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)色素的功能:葉綠素主要吸收

,類胡蘿卜素主要吸收

。

(2)色素吸收光的范圍:可見光的波長范圍大約是390~760nm,葉綠體中的色素只吸收

,對紅外光和紫外光等不吸收。

紅光和藍(lán)紫光藍(lán)紫光可見光-6-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)色素的功能:葉綠素主要吸-7-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力3.光合作用的探究歷程(連一連)答案:①—A—b

②—C—a

③—E—e

④—D—c

⑤—B—d-7-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力3.光合作用的探究歷程(連一連-8-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力教材拾遺(必修1第99頁“與社會的聯(lián)系”改編)溫室或大棚種植蔬菜時,最好選擇

的玻璃、塑料薄膜,理由是

。

提示:無色透明

有色玻璃或塑料薄膜主要透過同色光,其他色光很少或不能透過,光照強(qiáng)度會減弱,不利于光合作用;而無色透明的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各色光,光照強(qiáng)度較大,有利于光合作用的進(jìn)行-8-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力教材拾遺(必修1第99頁“與社-9-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力正誤判斷(1)植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。

(

)(2)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素。(

)(3)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同。(

)(4)葉片黃化,葉綠體對紅光的吸收增多。(

)(5)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。(

)(6)葉綠體內(nèi)膜的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外膜的面積。(

)(7)通常,紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用。(

)(8)黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的。(

)×√√××××√-9-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力正誤判斷×√√×××-10-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究1

葉綠體中的色素及色素的吸收光譜分析(科學(xué)思維)如圖為葉綠素a和葉綠素b的吸收光譜(暗帶部分表示被吸收的光線),思考回答下列問題。-10-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究1葉綠體中的色素及色素-11-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)從葉綠素吸收光譜圖可知:葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向

波方面,且吸收光譜帶比葉綠素b寬,葉綠素b在藍(lán)紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a

(填“寬”“窄”)。

(2)研究表明:在漫射光環(huán)境中(比如蔭蔽條件下是漫射光環(huán)境),光線以較短波長的光占優(yōu)勢。請預(yù)測:和上層葉片相比,同一植物底層葉片中,葉綠素a/b

,弱光下的吸收能力

,有利于提高植株的捕光能力,是對弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。

長

寬降低增強(qiáng)-11-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)從葉綠素吸收光譜圖可知-12-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究2

光合作用經(jīng)典實驗分析(科學(xué)探究)下面是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖,請分析回答下列問題。(1)恩格爾曼實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處?

提示:選擇水綿和好氧細(xì)菌,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察;用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。-12-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究2光合作用經(jīng)典實驗分析-13-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)恩格爾曼實驗中臨時裝片的環(huán)境條件和實驗條件是什么?目的是什么?(3)薩克斯實驗中進(jìn)行“黑暗”處理的目的是什么?(4)薩克斯實驗中在染色前通常用酒精對葉片進(jìn)行脫色處理,目的是什么?(5)兩實驗設(shè)計中是如何形成對照的?

提示:在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行,選用極細(xì)的光束照射,并且用好氧菌進(jìn)行檢測,排除氧氣和除極細(xì)光束外的其他光的干擾。

提示:消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉,防止對實驗結(jié)果造成干擾。

提示:防止葉片中色素顏色對實驗結(jié)果的干擾。

提示:恩格爾曼的實驗中,照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對照;薩克斯的實驗中,暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照。-13-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)恩格爾曼實驗中臨時裝片-14-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向1

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.(2019福建廈門外國語學(xué)校月考)現(xiàn)用葉綠素b完全缺失水稻葉片(下稱色素缺失水稻)進(jìn)行的相關(guān)實驗中,正確的是(

)A.用色素缺失水稻葉片進(jìn)行光合色素分離實驗,濾紙條上距畫線處最近的色素帶呈黃綠色B.自然光照下色素缺失水稻葉片放氧速率表示葉片總光合作用速率與其有氧呼吸速率差值C.色素缺失水稻葉片能進(jìn)行光合作用表明各種綠色植物中葉綠素b均不參與吸收傳遞光能D.同色素正常水稻葉片相比,自然光照下色素缺失水稻葉片能吸收紅光但不吸收藍(lán)紫光答案解析解析關(guān)閉用色素缺失水稻葉片進(jìn)行光合色素分離實驗,濾紙條上距畫線處最近的色素帶呈藍(lán)綠色,因為葉綠素b完全缺失,沒有黃綠色,A項錯誤;自然光照下色素缺失水稻葉片放氧速率表示葉片總光合作用速率與其有氧呼吸速率差值,B項正確;色素缺失水稻葉片能進(jìn)行光合作用,不能表明各種綠色植物中葉綠素b均不參與吸收傳遞光能,只能說明色素缺失水稻葉片中有其他色素能參與吸收傳遞光能,C項錯誤;同色素正常水稻葉片相比,自然光照下,色素缺失水稻葉片能吸收紅光也能吸收藍(lán)紫光,因為葉綠素a能吸收紅光和藍(lán)紫光,D項錯誤。答案解析關(guān)閉B-14-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)-15-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力-15-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力-16-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向2

光合作用的探究歷程2.下列關(guān)于光合作用探究歷程的實驗的說法,錯誤的是(

)A.饑餓處理后,天竺葵葉片曝光部分可向遮光部分運輸小分子有機(jī)物B.受到均勻光照,好氧菌分布在水綿帶狀葉綠體所有受光照部位C.改變水中O所占的比例,小球藻釋放的氧氣中18O2所占的比例也隨之變化D.供給小球藻14CO2,葉綠體內(nèi)含14C的C3和C5不斷積累答案解析解析關(guān)閉饑餓處理后,天竺葵葉片的曝光部分能進(jìn)行光合作用,光合作用的產(chǎn)物(如葡萄糖、蔗糖)可以運輸?shù)秸诠獠糠?A項正確;水綿葉綠體受光照后進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣,好氧菌的代謝活動需要氧氣,B項正確;光合作用產(chǎn)生的氧氣來自水,C項正確;在暗反應(yīng)過程中,二氧化碳與C5反應(yīng)形成C3,C3進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為(CH2O)和C5,葉綠體內(nèi)的C5和C3的量保持動態(tài)平衡,故供給小球藻14CO2,葉綠體內(nèi)含14C的C3和C5不會不斷積累,D項錯誤。答案解析關(guān)閉D-16-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向2光合作用的探究歷程-17-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力光合作用的基本過程

1.光合作用的過程

-17-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力光合作用的基本過程1.光合-18-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別。

光反應(yīng)

暗反應(yīng)葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)光O2(CH2O)-18-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗-19-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力ATP

CO22C32C3(CH2O)活躍的化學(xué)能

活躍的化學(xué)能

-19-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力ATPCO22C32-20-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)根據(jù)下圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系。

①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供

。

②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供

。

(3)寫出光合作用總反應(yīng)式,并用箭頭標(biāo)注反應(yīng)物中H、O的去向。ATP和[H]ADP、Pi、NADP+提示:-20-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)根據(jù)下圖分析光-21-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.光合作用和化能合成作用的比較

光能

氧化無機(jī)物放出的能量硝化細(xì)菌CO2和H2O-21-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.光合作用和化能合成作用的-22-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力

教材拾遺(必修1第94頁和第103頁“相關(guān)信息”改編)光合作用過程中[H]與細(xì)胞呼吸過程中[H]有什么不同?光反應(yīng)三碳化合物的還原三水-22-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力教材拾遺(必修1第9-23-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力正誤判斷(1)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(

)(2)葉肉細(xì)胞在葉綠體外膜上合成淀粉。(

)(3)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后,可完成暗反應(yīng)過程。(

)(4)進(jìn)入葉綠體的CO2不能被NADPH直接還原。(

)(5)正常生長的綠藻,照光培養(yǎng)一段時間后,用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上,其葉綠體內(nèi)CO2的固定立即停止。(

)(6)硝化細(xì)菌是原核生物,可以利用化學(xué)能將H2O和CO2合成糖類,屬于自養(yǎng)生物。(

)××√√×√-23-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力正誤判斷××√√×-24-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(7)CO2的固定實際上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能。(

)(8)光合作用推動碳循環(huán)過程,促進(jìn)了生物群落中的能量循環(huán)。(

)(9)化能合成作用也能將無機(jī)物合成為有機(jī)物,但所需要的能量來源與光合作用不同。(

)××√-24-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(7)CO2的固定實際上是將-25-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究

探索光合作用原理的經(jīng)典實驗分析(科學(xué)思維)1.在光照下,向離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),可以釋放出氧氣。像這樣,離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。(1)希爾的實驗說明水的光解產(chǎn)生氧氣,是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水?

提示:不能。希爾反應(yīng)僅說明了離體葉綠體在適當(dāng)條件下可以發(fā)生水的光解,產(chǎn)生氧氣。該實驗沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾,也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。-25-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究探索光合作用原理的經(jīng)典-26-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)?

提示:能。希爾反應(yīng)是離體葉綠體在無CO2的條件下完成的,因此,水的光解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián),暗示著希爾反應(yīng)是相對獨立的反應(yīng)階段。-26-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)希爾的實驗是否說明水的-27-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.1941年,美國科學(xué)家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法,研究了光合作用中氧氣的來源。他們用16O的同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2,使它們分別變成O和C18O2。然后,進(jìn)行了兩組實驗:第一組給植物提供H2O和C18O2,第二組給同種植物提供O和CO2。在其他條件都相同的情況下,第一組釋放的氧氣都是O2,第二組釋放的都是18O2。(1)分析魯賓和卡門做的實驗,你能得出什么結(jié)論?

提示:光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水,而并不來源于CO2。-27-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.1941年,美國科學(xué)家魯-28-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)用于標(biāo)記化合物的同位素都有放射性嗎?(3)高中生物里涉及同位素標(biāo)記法的有哪些?(舉出兩例即可)

提示:不,同位素分為放射性同位素和穩(wěn)定性同位素,二者都可作為示蹤劑。

提示:穩(wěn)定性同位素示蹤技術(shù)有光合作用中氧氣的來源、DNA的半保留復(fù)制等。放射性同位素示蹤技術(shù)有分泌蛋白的合成與分泌、光合作用中有機(jī)物的生成、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗、DNA分子雜交技術(shù)、基因診斷等。-28-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)用于標(biāo)記化合物的同位素-29-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力3.美國科學(xué)家阿爾農(nóng)也用離體的葉綠體做實驗發(fā)現(xiàn),在光照下,當(dāng)向反應(yīng)體系中供給ADP、Pi時葉綠體可合成ATP,并且發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。(1)分析阿爾農(nóng)做的實驗,你能得出什么結(jié)論?(2)嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。

提示:ADP在光下與Pi結(jié)合生成ATP,即在光下同時進(jìn)行兩個反應(yīng)。

提示:合理即可。例如:-29-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力3.美國科學(xué)家阿爾農(nóng)也用離體-30-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力4.1951年,卡爾文因發(fā)現(xiàn)光合作用合成己糖(葡萄糖)反應(yīng)中CO2的固定途徑獲得諾貝爾獎。將小球藻裝在一個密閉容器中,通過通氣管向密閉容器中通入14CO2,通氣管上有一個開關(guān),可以控制14CO2的供應(yīng),密閉容器周圍有光源,通過控制電源開關(guān)可以控制光照的有無。向密閉容器中通入14CO2,給予實驗裝置不同時間(0<t1<t2<t3<t4<t5)的光照,分析14CO2去向,結(jié)果見表,據(jù)表分析回答下列問題。注表中①~⑥依次代表:3-磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1,3-二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3-磷酸甘油醛(C3H7O7P)、己糖、C5化合物、淀粉。-30-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力4.1951年,卡爾文因發(fā)現(xiàn)-31-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力

(1)本實驗的自變量是什么?(2)寫出14C的轉(zhuǎn)移途徑。(3)只做光照時間為t5的實驗,能不能確定出放射性化合物出現(xiàn)的先后順序?提示:不同時間的14C的去向。

提示:14CO2→①→②→③→④⑤→⑥。

提示:不能確定出放射性化合物出現(xiàn)的先后順序,只能確定出放射性化合物。-31-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)本實驗的自變量是-32-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向1

光合作用的過程1.(2019安徽安慶期末)植物葉片中所含RuBP羧化酶大約占總?cè)~綠體蛋白的一半,其功能是催化C5+CO2→C3,下列有關(guān)分析正確的是(

)A.上述反應(yīng)必須在無光條件下進(jìn)行B.RuBP羧化酶能為上述反應(yīng)提供能量C.上述反應(yīng)所需CO2部分來自空氣D.RuBP羧化酶分布在類囊體薄膜上答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-32-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向1光合作用的過程答-33-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.(2019四川成都三診)下圖表示植物細(xì)胞中的某些代謝過程,其中①~⑥代表各種物質(zhì)。下列敘述錯誤的是

(

)A.光照強(qiáng)度是影響①②間循環(huán)速率的重要因素B.③轉(zhuǎn)化為④時光能就轉(zhuǎn)化成了活躍的化學(xué)能C.物質(zhì)⑤和⑥進(jìn)行跨膜運輸時都不需消耗能量D.①②的循環(huán)速率與③④的循環(huán)速率相互制約答案解析解析關(guān)閉根據(jù)光合作用過程中的物質(zhì)變化可判斷①~⑥分別為C5、C3、ATP和NADPH、ADP和NADP+、H2O、O2。光照強(qiáng)度直接影響③④間循環(huán)速率,進(jìn)而影響①②間循環(huán)速率,A項正確;③轉(zhuǎn)化為④時ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能,B項錯誤;H2O和O2通過自由擴(kuò)散進(jìn)行跨膜運輸,自由擴(kuò)散不需要消耗能量,C項正確;①②的循環(huán)速率減慢會導(dǎo)致ATP和NADPH的消耗減慢,進(jìn)而發(fā)生反饋抑制,導(dǎo)致③④的循環(huán)速率減慢,二者相互制約,D項正確。答案解析關(guān)閉B-33-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.(2019四川成都三診)-34-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力【易錯警示】在光照條件下,植物既進(jìn)行光反應(yīng),也進(jìn)行暗反應(yīng);如果植物長期處于黑暗環(huán)境中,光反應(yīng)和暗反應(yīng)都會停止。在暗反應(yīng)停止時,ATP和[H]積累,光反應(yīng)也要停止。-34-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力【易錯警示】在光照條件下,植-35-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向2

環(huán)境條件驟變對葉綠體中物質(zhì)含量的影響3.(2019湖南岳陽一模)如圖表示某植物葉肉細(xì)胞中C3和C5濃度的變化情況,該植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下,Ⅱ階段是某個環(huán)境條件降低引起的瞬時變化。下列分析正確的是(

)A.Ⅰ階段在類囊體膜上進(jìn)行,Ⅱ階段在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行B.圖中Ⅱ階段的變化很可能是降低光照強(qiáng)度引起的C.圖中物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙需要光反應(yīng)提供的ATP和NADPHD.達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度時,所需最小光照強(qiáng)度Ⅱ階段的比Ⅰ階段低答案解析解析關(guān)閉題圖表示植物葉肉細(xì)胞中C3和C5濃度的變化情況,因此兩個階段均表示光合作用暗反應(yīng),發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,A項錯誤。當(dāng)光照強(qiáng)度降低,短時間內(nèi)光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP減少,導(dǎo)致C3的還原減少,而C5與CO2反應(yīng)生成的C3不變,因此C3含量上升,C5下降。當(dāng)CO2濃度降低,短時間內(nèi)光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP不變,C5與CO2反應(yīng)生成的C3減少,導(dǎo)致C5的消耗減少,而C3的還原繼續(xù)進(jìn)行,因此C3含量下降,C5上升。所以,圖中Ⅱ階段的變化很可能是降低光照強(qiáng)度和降低CO2濃度引起的,B項錯誤。圖中物質(zhì)甲可能是C3或C5。若甲是C3,則乙是C5,甲轉(zhuǎn)變成乙需要光反應(yīng)提供的ATP和NADPH。若甲是C5,則乙是C3,甲轉(zhuǎn)變成乙需要CO2,C項錯誤。由題意可知,發(fā)生改變的是CO2濃度降低,達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度時,Ⅱ階段所需的光照強(qiáng)度比Ⅰ階段低,D項正確。答案解析關(guān)閉D-35-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向2環(huán)境條件驟變對葉綠體-36-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力科學(xué)思維“來源去路法”分析環(huán)境條件改變時光合作用中相關(guān)物質(zhì)的含量變化

下圖中Ⅰ表示光反應(yīng),Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的還原,當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時,可從物質(zhì)的生成和消耗兩個方面,綜合分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化。-36-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力科學(xué)思維“來源去路法”分析環(huán)-37-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力示例:CO2供應(yīng)正常,光照停止時C3的含量變化

注意:(1)以上分析只表示條件改變后短時間內(nèi)各物質(zhì)相對含量的變化。(2)以上各物質(zhì)變化中,C3和C5含量的變化是相反的,[H]和ATP含量變化是一致的。(3)具體分析時只有理清C3、C5的“來源”與“去路”(C3產(chǎn)生于CO2的固定,消耗于C3的還原;C5產(chǎn)生于C3的還原,消耗于CO2的固定),才能避開試題陷阱。-37-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力示例:CO2供應(yīng)正常,光照停-38-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.實驗原理

-38-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.實驗原理-39-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.實驗步驟

-39-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.實驗步驟-40-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練3.實驗結(jié)果

-40-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練3.實驗結(jié)果-41-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練4.實驗注意事項及操作目的

-41-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練4.實驗注意事項及操作目的-42-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練-42-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練-43-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.(2019山東煙臺期末)秋季楓樹等植物的葉片變?yōu)榧t色,主要是花青素增多而一些光合色素含量降低所致,實驗小組對此進(jìn)行實驗驗證:用無水乙醇提取葉片中色素,用層析液進(jìn)行分離,結(jié)果濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶,靠近層析液的兩條色素帶非常窄,下列推斷合理的是(

)A.低溫類胡蘿卜素容易被破壞B.變窄的是葉黃素和葉綠素aC.葉綠素難溶于無水乙醇D.濾紙條未顯現(xiàn)花青素的原因可能是其為水溶性色素答案解析解析關(guān)閉葉綠體中色素分離實驗中色素帶由上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,因此變窄的兩條色素帶是葉綠素a和葉綠素b,A、B兩項錯誤;提取色素的依據(jù)是相關(guān)色素易溶于有機(jī)溶劑無水乙醇,C項錯誤;提取光合色素用的有機(jī)溶劑,如果花青素溶于有機(jī)溶劑,則濾紙條上會有花青素,所以濾紙條未顯現(xiàn)花青素的原因可能是花青素為水溶性色素,D項正確。答案解析關(guān)閉D-43-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.(2019山東煙臺期末)-44-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.(2019江西新余、上高兩校聯(lián)考)高濃度重金屬會影響植物的光合色素含量,降低植物的光合速率。某科研小組研究了鍶對油菜幼苗葉片葉綠素a、b的影響,實驗結(jié)果如圖。請回答下列問題。-44-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.(2019江西新余、上高-45-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練(1)葉綠素主要功能是

。

(2)提取色素時,加入CaCO3是為了

。

(3)該實驗的自變量的設(shè)計存在的缺陷是

。各組處理中,選擇油菜幼苗的要求是

。

(4)實驗結(jié)果表明:

。高濃度的SrCl2對

的減少量影響更大。

審題指導(dǎo)分析柱形圖:該實驗的自變量為SrCl2的濃度,因變量為葉綠素a和葉綠素b的含量變化,無關(guān)變量為油菜幼苗的狀況等。柱形圖表明:隨SrCl2溶液濃度的增加,葉綠素a和葉綠素b的含量均是先增加后減少,且在高濃度SrCl2作用下,葉綠素a的減少量更為明顯。-45-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練(1)葉綠素主要功能是-46-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練

答案:(1)吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能(2)防止色素被破壞(3)SrCl2溶液濃度應(yīng)設(shè)置成等濃度梯度生長狀況相同(4)隨SrCl2溶液濃度的增加,葉綠素含量先增加后減少葉綠素a

解析:(1)葉綠素的功能主要是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。(2)色素的提取過程中,需要加入少許的CaCO3,其目的是防止研磨中色素被破壞。(3)分析題圖可知,該實驗的自變量為SrCl2的濃度,因變量為葉綠素a和葉綠素b的含量變化,為使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確,應(yīng)將SrCl2溶液濃度設(shè)置為等濃度梯度;本實驗中油菜幼苗的狀況屬于無關(guān)變量,應(yīng)保持一致,故應(yīng)選擇生長狀況(苗齡、長勢)相同的幼苗。(4)分析柱狀圖可知:隨SrCl2溶液濃度的增加,葉綠素a和葉綠素b的含量均是先增加后減少,且在高濃度SrCl2作用下,葉綠素a的減少量更為明顯。-46-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練答案:(1)吸收、傳-47-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練-47-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練-48-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.(2018北京)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下,向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP,照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色,該反應(yīng)過程中(

)A.需要ATP提供能量

B.DCIP被氧化C.不需要光合色素參與 D.會產(chǎn)生氧氣答案解析解析關(guān)閉光反應(yīng)過程中有H2O的光解,產(chǎn)生O2和還原劑[H]。氧化還原指示劑DCIP由藍(lán)色變?yōu)闊o色,說明DCIP被[H]還原。光合色素吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。答案解析關(guān)閉D-48-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.(2018北京)光反應(yīng)在-49-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.(2017全國Ⅲ)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(

)A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D.葉片在640~660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的答案解析解析關(guān)閉類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素,主要吸收藍(lán)紫光,基本不吸收紅光,A項錯誤。各種色素的吸收光譜可以通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制,B項正確。光合作用的作用光譜可用光合作用的強(qiáng)度隨光波長的變化來表示,通常用O2的釋放速率或CO2的吸收速率來表示光合作用強(qiáng)度,C項正確。波長為640~660nm的光為紅光,葉綠素對其吸收量較大,在此波長光下釋放O2是由于葉綠素參與了光合作用,D項正確。答案解析關(guān)閉A-49-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.(2017全國Ⅲ)植物光-50-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練3.(2017海南)將葉綠體懸浮液置于陽光下,一段時間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關(guān)說法正確的是(

)A.離體葉綠體在自然光下能將水分解產(chǎn)生氧氣B.若將葉綠體置于紅光下,則不會有氧氣產(chǎn)生C.若將葉綠體置于藍(lán)紫光下,則不會有氧氣產(chǎn)生D.水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量答案解析解析關(guān)閉葉綠體是光合作用的場所,在自然光下,離體葉綠體能將水分解產(chǎn)生氧氣,A項正確;在光反應(yīng)階段,葉綠體色素可吸收利用紅光和藍(lán)紫光將水光解,并產(chǎn)生[H]和ATP,此階段不需要ATP提供能量。答案解析關(guān)閉A-50-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練3.(2017海南)將葉綠體-51-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練4.(2017全國Ⅱ)下圖是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中①②③④代表的物質(zhì)依次是

、

、

、

,[H]代表的物質(zhì)主要是

。

(2)B代表一種反應(yīng)過程,C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),D代表線粒體,則ATP合成發(fā)生在A過程,還發(fā)生在

(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。

(3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精,出現(xiàn)這種情況的原因是

。

-51-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練4.(2017全國Ⅱ)下圖是-52-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練

答案:(1)O2

NADP+

ADP+Pi

C5

NADH(或答還原型輔酶Ⅰ)(2)C和D(3)在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸

解析:由圖可知,A表示光合作用的光反應(yīng),B表示暗反應(yīng);①②③④代表的物質(zhì)依次是O2、NADP+、ADP+Pi、C5;[H]代表的物質(zhì)為NADH(還原型輔酶Ⅰ)。在植物葉肉細(xì)胞中,ATP合成除了發(fā)生在光反應(yīng)過程中,還發(fā)生在有氧呼吸的整個過程中,有氧呼吸的第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(C)中,第二、三階段發(fā)生在線粒體(D)中。在缺少氧氣的條件下,細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。-52-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練答案:(1)O2N第10講光合作用的原理與過程第10講光合作用的原理與過程-54--2--55-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)

1.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能

-3-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)-56-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)功能:進(jìn)行

的場所。

(3)恩格爾曼的實驗:好氧細(xì)菌只向

被光束照射的部位集中。

雙層膜

暗反應(yīng)基粒色素光反應(yīng)光合作用葉綠體-4-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)功能:進(jìn)行-57-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.葉綠體中的色素及色素的吸收光譜

葉綠素b葉綠素a胡蘿卜素葉黃素-5-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.葉綠體中的色素及色素的吸收-58-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)色素的功能:葉綠素主要吸收

,類胡蘿卜素主要吸收

。

(2)色素吸收光的范圍:可見光的波長范圍大約是390~760nm,葉綠體中的色素只吸收

,對紅外光和紫外光等不吸收。

紅光和藍(lán)紫光藍(lán)紫光可見光-6-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)色素的功能:葉綠素主要吸-59-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力3.光合作用的探究歷程(連一連)答案:①—A—b

②—C—a

③—E—e

④—D—c

⑤—B—d-7-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力3.光合作用的探究歷程(連一連-60-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力教材拾遺(必修1第99頁“與社會的聯(lián)系”改編)溫室或大棚種植蔬菜時,最好選擇

的玻璃、塑料薄膜,理由是

。

提示:無色透明

有色玻璃或塑料薄膜主要透過同色光,其他色光很少或不能透過,光照強(qiáng)度會減弱,不利于光合作用;而無色透明的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各色光,光照強(qiáng)度較大,有利于光合作用的進(jìn)行-8-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力教材拾遺(必修1第99頁“與社-61-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力正誤判斷(1)植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。

(

)(2)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素。(

)(3)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同。(

)(4)葉片黃化,葉綠體對紅光的吸收增多。(

)(5)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。(

)(6)葉綠體內(nèi)膜的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外膜的面積。(

)(7)通常,紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用。(

)(8)黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的。(

)×√√××××√-9-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力正誤判斷×√√×××-62-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究1

葉綠體中的色素及色素的吸收光譜分析(科學(xué)思維)如圖為葉綠素a和葉綠素b的吸收光譜(暗帶部分表示被吸收的光線),思考回答下列問題。-10-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究1葉綠體中的色素及色素-63-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)從葉綠素吸收光譜圖可知:葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向

波方面,且吸收光譜帶比葉綠素b寬,葉綠素b在藍(lán)紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a

(填“寬”“窄”)。

(2)研究表明:在漫射光環(huán)境中(比如蔭蔽條件下是漫射光環(huán)境),光線以較短波長的光占優(yōu)勢。請預(yù)測:和上層葉片相比,同一植物底層葉片中,葉綠素a/b

,弱光下的吸收能力

,有利于提高植株的捕光能力,是對弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。

長

寬降低增強(qiáng)-11-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)從葉綠素吸收光譜圖可知-64-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究2

光合作用經(jīng)典實驗分析(科學(xué)探究)下面是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖,請分析回答下列問題。(1)恩格爾曼實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處?

提示:選擇水綿和好氧細(xì)菌,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察;用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。-12-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究2光合作用經(jīng)典實驗分析-65-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)恩格爾曼實驗中臨時裝片的環(huán)境條件和實驗條件是什么?目的是什么?(3)薩克斯實驗中進(jìn)行“黑暗”處理的目的是什么?(4)薩克斯實驗中在染色前通常用酒精對葉片進(jìn)行脫色處理,目的是什么?(5)兩實驗設(shè)計中是如何形成對照的?

提示:在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行,選用極細(xì)的光束照射,并且用好氧菌進(jìn)行檢測,排除氧氣和除極細(xì)光束外的其他光的干擾。

提示:消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉,防止對實驗結(jié)果造成干擾。

提示:防止葉片中色素顏色對實驗結(jié)果的干擾。

提示:恩格爾曼的實驗中,照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對照;薩克斯的實驗中,暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照。-13-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)恩格爾曼實驗中臨時裝片-66-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向1

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.(2019福建廈門外國語學(xué)校月考)現(xiàn)用葉綠素b完全缺失水稻葉片(下稱色素缺失水稻)進(jìn)行的相關(guān)實驗中,正確的是(

)A.用色素缺失水稻葉片進(jìn)行光合色素分離實驗,濾紙條上距畫線處最近的色素帶呈黃綠色B.自然光照下色素缺失水稻葉片放氧速率表示葉片總光合作用速率與其有氧呼吸速率差值C.色素缺失水稻葉片能進(jìn)行光合作用表明各種綠色植物中葉綠素b均不參與吸收傳遞光能D.同色素正常水稻葉片相比,自然光照下色素缺失水稻葉片能吸收紅光但不吸收藍(lán)紫光答案解析解析關(guān)閉用色素缺失水稻葉片進(jìn)行光合色素分離實驗,濾紙條上距畫線處最近的色素帶呈藍(lán)綠色,因為葉綠素b完全缺失,沒有黃綠色,A項錯誤;自然光照下色素缺失水稻葉片放氧速率表示葉片總光合作用速率與其有氧呼吸速率差值,B項正確;色素缺失水稻葉片能進(jìn)行光合作用,不能表明各種綠色植物中葉綠素b均不參與吸收傳遞光能,只能說明色素缺失水稻葉片中有其他色素能參與吸收傳遞光能,C項錯誤;同色素正常水稻葉片相比,自然光照下,色素缺失水稻葉片能吸收紅光也能吸收藍(lán)紫光,因為葉綠素a能吸收紅光和藍(lán)紫光,D項錯誤。答案解析關(guān)閉B-14-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)-67-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力-15-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力-68-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向2

光合作用的探究歷程2.下列關(guān)于光合作用探究歷程的實驗的說法,錯誤的是(

)A.饑餓處理后,天竺葵葉片曝光部分可向遮光部分運輸小分子有機(jī)物B.受到均勻光照,好氧菌分布在水綿帶狀葉綠體所有受光照部位C.改變水中O所占的比例,小球藻釋放的氧氣中18O2所占的比例也隨之變化D.供給小球藻14CO2,葉綠體內(nèi)含14C的C3和C5不斷積累答案解析解析關(guān)閉饑餓處理后,天竺葵葉片的曝光部分能進(jìn)行光合作用,光合作用的產(chǎn)物(如葡萄糖、蔗糖)可以運輸?shù)秸诠獠糠?A項正確;水綿葉綠體受光照后進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣,好氧菌的代謝活動需要氧氣,B項正確;光合作用產(chǎn)生的氧氣來自水,C項正確;在暗反應(yīng)過程中,二氧化碳與C5反應(yīng)形成C3,C3進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為(CH2O)和C5,葉綠體內(nèi)的C5和C3的量保持動態(tài)平衡,故供給小球藻14CO2,葉綠體內(nèi)含14C的C3和C5不會不斷積累,D項錯誤。答案解析關(guān)閉D-16-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向2光合作用的探究歷程-69-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力光合作用的基本過程

1.光合作用的過程

-17-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力光合作用的基本過程1.光合-70-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別。

光反應(yīng)

暗反應(yīng)葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)光O2(CH2O)-18-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗-71-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力ATP

CO22C32C3(CH2O)活躍的化學(xué)能

活躍的化學(xué)能

-19-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力ATPCO22C32-72-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)根據(jù)下圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系。

①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供

。

②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供

。

(3)寫出光合作用總反應(yīng)式,并用箭頭標(biāo)注反應(yīng)物中H、O的去向。ATP和[H]ADP、Pi、NADP+提示:-20-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)根據(jù)下圖分析光-73-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.光合作用和化能合成作用的比較

光能

氧化無機(jī)物放出的能量硝化細(xì)菌CO2和H2O-21-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.光合作用和化能合成作用的-74-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力

教材拾遺(必修1第94頁和第103頁“相關(guān)信息”改編)光合作用過程中[H]與細(xì)胞呼吸過程中[H]有什么不同?光反應(yīng)三碳化合物的還原三水-22-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力教材拾遺(必修1第9-75-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力正誤判斷(1)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(

)(2)葉肉細(xì)胞在葉綠體外膜上合成淀粉。(

)(3)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后,可完成暗反應(yīng)過程。(

)(4)進(jìn)入葉綠體的CO2不能被NADPH直接還原。(

)(5)正常生長的綠藻,照光培養(yǎng)一段時間后,用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上,其葉綠體內(nèi)CO2的固定立即停止。(

)(6)硝化細(xì)菌是原核生物,可以利用化學(xué)能將H2O和CO2合成糖類,屬于自養(yǎng)生物。(

)××√√×√-23-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力正誤判斷××√√×-76-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(7)CO2的固定實際上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能。(

)(8)光合作用推動碳循環(huán)過程,促進(jìn)了生物群落中的能量循環(huán)。(

)(9)化能合成作用也能將無機(jī)物合成為有機(jī)物,但所需要的能量來源與光合作用不同。(

)××√-24-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(7)CO2的固定實際上是將-77-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究

探索光合作用原理的經(jīng)典實驗分析(科學(xué)思維)1.在光照下,向離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),可以釋放出氧氣。像這樣,離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。(1)希爾的實驗說明水的光解產(chǎn)生氧氣,是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水?

提示:不能。希爾反應(yīng)僅說明了離體葉綠體在適當(dāng)條件下可以發(fā)生水的光解,產(chǎn)生氧氣。該實驗沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾,也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。-25-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力探究探索光合作用原理的經(jīng)典-78-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)?

提示:能。希爾反應(yīng)是離體葉綠體在無CO2的條件下完成的,因此,水的光解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián),暗示著希爾反應(yīng)是相對獨立的反應(yīng)階段。-26-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)希爾的實驗是否說明水的-79-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.1941年,美國科學(xué)家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法,研究了光合作用中氧氣的來源。他們用16O的同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2,使它們分別變成O和C18O2。然后,進(jìn)行了兩組實驗:第一組給植物提供H2O和C18O2,第二組給同種植物提供O和CO2。在其他條件都相同的情況下,第一組釋放的氧氣都是O2,第二組釋放的都是18O2。(1)分析魯賓和卡門做的實驗,你能得出什么結(jié)論?

提示:光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水,而并不來源于CO2。-27-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.1941年,美國科學(xué)家魯-80-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)用于標(biāo)記化合物的同位素都有放射性嗎?(3)高中生物里涉及同位素標(biāo)記法的有哪些?(舉出兩例即可)

提示:不,同位素分為放射性同位素和穩(wěn)定性同位素,二者都可作為示蹤劑。

提示:穩(wěn)定性同位素示蹤技術(shù)有光合作用中氧氣的來源、DNA的半保留復(fù)制等。放射性同位素示蹤技術(shù)有分泌蛋白的合成與分泌、光合作用中有機(jī)物的生成、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗、DNA分子雜交技術(shù)、基因診斷等。-28-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(2)用于標(biāo)記化合物的同位素-81-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力3.美國科學(xué)家阿爾農(nóng)也用離體的葉綠體做實驗發(fā)現(xiàn),在光照下,當(dāng)向反應(yīng)體系中供給ADP、Pi時葉綠體可合成ATP,并且發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。(1)分析阿爾農(nóng)做的實驗,你能得出什么結(jié)論?(2)嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。

提示:ADP在光下與Pi結(jié)合生成ATP,即在光下同時進(jìn)行兩個反應(yīng)。

提示:合理即可。例如:-29-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力3.美國科學(xué)家阿爾農(nóng)也用離體-82-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力4.1951年,卡爾文因發(fā)現(xiàn)光合作用合成己糖(葡萄糖)反應(yīng)中CO2的固定途徑獲得諾貝爾獎。將小球藻裝在一個密閉容器中,通過通氣管向密閉容器中通入14CO2,通氣管上有一個開關(guān),可以控制14CO2的供應(yīng),密閉容器周圍有光源,通過控制電源開關(guān)可以控制光照的有無。向密閉容器中通入14CO2,給予實驗裝置不同時間(0<t1<t2<t3<t4<t5)的光照,分析14CO2去向,結(jié)果見表,據(jù)表分析回答下列問題。注表中①~⑥依次代表:3-磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1,3-二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3-磷酸甘油醛(C3H7O7P)、己糖、C5化合物、淀粉。-30-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力4.1951年,卡爾文因發(fā)現(xiàn)-83-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力

(1)本實驗的自變量是什么?(2)寫出14C的轉(zhuǎn)移途徑。(3)只做光照時間為t5的實驗,能不能確定出放射性化合物出現(xiàn)的先后順序?提示:不同時間的14C的去向。

提示:14CO2→①→②→③→④⑤→⑥。

提示:不能確定出放射性化合物出現(xiàn)的先后順序,只能確定出放射性化合物。-31-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力(1)本實驗的自變量是-84-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向1

光合作用的過程1.(2019安徽安慶期末)植物葉片中所含RuBP羧化酶大約占總?cè)~綠體蛋白的一半,其功能是催化C5+CO2→C3,下列有關(guān)分析正確的是(

)A.上述反應(yīng)必須在無光條件下進(jìn)行B.RuBP羧化酶能為上述反應(yīng)提供能量C.上述反應(yīng)所需CO2部分來自空氣D.RuBP羧化酶分布在類囊體薄膜上答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-32-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向1光合作用的過程答-85-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.(2019四川成都三診)下圖表示植物細(xì)胞中的某些代謝過程,其中①~⑥代表各種物質(zhì)。下列敘述錯誤的是

(

)A.光照強(qiáng)度是影響①②間循環(huán)速率的重要因素B.③轉(zhuǎn)化為④時光能就轉(zhuǎn)化成了活躍的化學(xué)能C.物質(zhì)⑤和⑥進(jìn)行跨膜運輸時都不需消耗能量D.①②的循環(huán)速率與③④的循環(huán)速率相互制約答案解析解析關(guān)閉根據(jù)光合作用過程中的物質(zhì)變化可判斷①~⑥分別為C5、C3、ATP和NADPH、ADP和NADP+、H2O、O2。光照強(qiáng)度直接影響③④間循環(huán)速率,進(jìn)而影響①②間循環(huán)速率,A項正確;③轉(zhuǎn)化為④時ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能,B項錯誤;H2O和O2通過自由擴(kuò)散進(jìn)行跨膜運輸,自由擴(kuò)散不需要消耗能量,C項正確;①②的循環(huán)速率減慢會導(dǎo)致ATP和NADPH的消耗減慢,進(jìn)而發(fā)生反饋抑制,導(dǎo)致③④的循環(huán)速率減慢,二者相互制約,D項正確。答案解析關(guān)閉B-33-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力2.(2019四川成都三診)-86-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力【易錯警示】在光照條件下,植物既進(jìn)行光反應(yīng),也進(jìn)行暗反應(yīng);如果植物長期處于黑暗環(huán)境中,光反應(yīng)和暗反應(yīng)都會停止。在暗反應(yīng)停止時,ATP和[H]積累,光反應(yīng)也要停止。-34-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力【易錯警示】在光照條件下,植-87-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向2

環(huán)境條件驟變對葉綠體中物質(zhì)含量的影響3.(2019湖南岳陽一模)如圖表示某植物葉肉細(xì)胞中C3和C5濃度的變化情況,該植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下,Ⅱ階段是某個環(huán)境條件降低引起的瞬時變化。下列分析正確的是(

)A.Ⅰ階段在類囊體膜上進(jìn)行,Ⅱ階段在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行B.圖中Ⅱ階段的變化很可能是降低光照強(qiáng)度引起的C.圖中物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙需要光反應(yīng)提供的ATP和NADPHD.達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度時,所需最小光照強(qiáng)度Ⅱ階段的比Ⅰ階段低答案解析解析關(guān)閉題圖表示植物葉肉細(xì)胞中C3和C5濃度的變化情況,因此兩個階段均表示光合作用暗反應(yīng),發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,A項錯誤。當(dāng)光照強(qiáng)度降低,短時間內(nèi)光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP減少,導(dǎo)致C3的還原減少,而C5與CO2反應(yīng)生成的C3不變,因此C3含量上升,C5下降。當(dāng)CO2濃度降低,短時間內(nèi)光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP不變,C5與CO2反應(yīng)生成的C3減少,導(dǎo)致C5的消耗減少,而C3的還原繼續(xù)進(jìn)行,因此C3含量下降,C5上升。所以,圖中Ⅱ階段的變化很可能是降低光照強(qiáng)度和降低CO2濃度引起的,B項錯誤。圖中物質(zhì)甲可能是C3或C5。若甲是C3,則乙是C5,甲轉(zhuǎn)變成乙需要光反應(yīng)提供的ATP和NADPH。若甲是C5,則乙是C3,甲轉(zhuǎn)變成乙需要CO2,C項錯誤。由題意可知,發(fā)生改變的是CO2濃度降低,達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度時,Ⅱ階段所需的光照強(qiáng)度比Ⅰ階段低,D項正確。答案解析關(guān)閉D-35-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力考向2環(huán)境條件驟變對葉綠體-88-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力科學(xué)思維“來源去路法”分析環(huán)境條件改變時光合作用中相關(guān)物質(zhì)的含量變化

下圖中Ⅰ表示光反應(yīng),Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的還原,當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時,可從物質(zhì)的生成和消耗兩個方面,綜合分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化。-36-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力科學(xué)思維“來源去路法”分析環(huán)-89-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力示例:CO2供應(yīng)正常,光照停止時C3的含量變化

注意:(1)以上分析只表示條件改變后短時間內(nèi)各物質(zhì)相對含量的變化。(2)以上各物質(zhì)變化中,C3和C5含量的變化是相反的,[H]和ATP含量變化是一致的。(3)具體分析時只有理清C3、C5的“來源”與“去路”(C3產(chǎn)生于CO2的固定,消耗于C3的還原;C5產(chǎn)生于C3的還原,消耗于CO2的固定),才能避開試題陷阱。-37-必備知識核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力示例:CO2供應(yīng)正常,光照停-90-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.實驗原理

-38-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.實驗原理-91-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.實驗步驟

-39-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.實驗步驟-92-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練3.實驗結(jié)果

-40-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練3.實驗結(jié)果-93-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練4.實驗注意事項及操作目的

-41-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練4.實驗注意事項及操作目的-94-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練-42-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練-95-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.(2019山東煙臺期末)秋季楓樹等植物的葉片變?yōu)榧t色,主要是花青素增多而一些光合色素含量降低所致,實驗小組對此進(jìn)行實驗驗證:用無水乙醇提取葉片中色素,用層析液進(jìn)行分離,結(jié)果濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶,靠近層析液的兩條色素帶非常窄,下列推斷合理的是(

)A.低溫類胡蘿卜素容易被破壞B.變窄的是葉黃素和葉綠素aC.葉綠素難溶于無水乙醇D.濾紙條未顯現(xiàn)花青素的原因可能是其為水溶性色素答案解析解析關(guān)閉葉綠體中色素分離實驗中色素帶由上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,因此變窄的兩條色素帶是葉綠素a和葉綠素b,A、B兩項錯誤;提取色素的依據(jù)是相關(guān)色素易溶于有機(jī)溶劑無水乙醇,C項錯誤;提取光合色素用的有機(jī)溶劑,如果花青素溶于有機(jī)溶劑,則濾紙條上會有花青素,所以濾紙條未顯現(xiàn)花青素的原因可能是花青素為水溶性色素,D項正確。答案解析關(guān)閉D-43-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練1.(2019山東煙臺期末)-96-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.(2019江西新余、上高兩校聯(lián)考)高濃度重金屬會影響植物的光合色素含量,降低植物的光合速率。某科研小組研究了鍶對油菜幼苗葉片葉綠素a、b的影響,實驗結(jié)果如圖。請回答下列問題。-44-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練2.(2019江西新余、上高-97-實驗解讀應(yīng)用探究真題演練(1)葉綠素主要功能是

。

(2)提取色素時,加入CaCO3是為了

。

(3)該實驗的自變量的設(shè)計存在的缺陷是

。各組處理中,選擇油菜幼苗的要求是

。

(4)實驗結(jié)果表明:

。高濃度的SrCl2對

的減少量影響更大。

審題指導(dǎo)分析柱