第4講光合色素及光合作用過(guò)程 考試要求 1 色素的種類 顏色和吸收光譜 a a 2 光合作用的概念 階段 場(chǎng)所和產(chǎn)物 b b 3 光合作用與細(xì)胞呼吸的異同 b 4 活動(dòng) 光合色素的提取與分離 b b 1 2017 浙江11月選考 在黑暗條件下 將分離得到的類囊體放在pH 4的緩沖溶液中 使類囊體內(nèi)外的pH相等 然后迅速轉(zhuǎn)移到含有ADP和Pi的pH 8的緩沖溶液中 結(jié)果檢測(cè)到有ATP的生成 根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析 下列敘述正確的是 A 實(shí)驗(yàn)中溶液的H 均來(lái)自水的裂解B 黑暗條件下植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體可產(chǎn)生ATPC 光照條件下植物細(xì)胞葉綠體中類囊體的腔內(nèi)H 濃度較高D 若使類囊體的脂雙層對(duì)H 的通透性增大 ATP生成量不變 解析本實(shí)驗(yàn)是在黑暗條件下完成的 實(shí)驗(yàn)中溶液的H 不僅僅來(lái)自于實(shí)驗(yàn)前在光下時(shí)水的裂解 也有部分來(lái)自于緩沖液中 A錯(cuò)誤 黑暗條件下 植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體不能產(chǎn)生ATP B錯(cuò)誤 光照條件下 植物細(xì)胞葉綠體中類囊體的腔內(nèi)發(fā)生水的裂解產(chǎn)生H 使類囊體腔內(nèi)的H 濃度較高 C正確 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 在類囊體內(nèi)H 濃度大于外面時(shí)會(huì)有ATP產(chǎn)生 H 的濃度差和ATP的產(chǎn)生有關(guān) 若使類囊體的脂雙層對(duì)H 的通透性增大 ATP生成量會(huì)發(fā)生改變 D錯(cuò)誤 答案C 2 2018 浙江4月選考 在 探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響 的活動(dòng)中 選用某植物A B兩個(gè)品種 在正常光照和弱光照下進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果見(jiàn)下表 回答下列問(wèn)題 1 據(jù)表推知 經(jīng)弱光照處理 品種A的葉綠素總含量和類胡蘿卜素總含量較正常光照 導(dǎo)致其卡爾文循環(huán)中再生出的量改變 從而影響光合作用速率 2 表中的光合色素位于葉綠體的膜中 分別提取經(jīng)兩種光照處理的品種B的光合色素 再用濾紙進(jìn)行層析分離 與正常光照相比 弱光照處理的濾紙條上 自上而下的第4條色素帶變 這有利于品種B利用可見(jiàn)光中較短波長(zhǎng)的光 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 經(jīng)弱光照處理 該植物可通過(guò)改變光合色素的含量及其來(lái)適應(yīng)弱光環(huán)境 品種的耐陰性較高 解析本題考查光合作用的過(guò)程 影響光合速率的環(huán)境因素以及光合色素的作用 據(jù)表可知 品種A在弱光下 光合色素的含量都下降 而品種B的葉綠素a和葉綠素b的含量顯著升高 更有利對(duì)光中較短波長(zhǎng)藍(lán)紫光的吸收 同時(shí)在弱光照下 品種B的光合速率要大于品種A 故品種B更耐陰 答案 1 下降RuBP 2 類囊體寬藍(lán)紫 3 比例B 3 2016 浙江4月選考 葉綠體中的色素 蛋白質(zhì)等在某種膜上的分布及部分反應(yīng)的示意圖如下 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 該膜是膜 其上含有色素和催化光反應(yīng)的 光反應(yīng)中 色素吸收的光能轉(zhuǎn)換為ATP等物質(zhì)中的 2 光反應(yīng)的產(chǎn)物除圖中所示的物質(zhì)外 還有電子和 ATP為碳反應(yīng)提供了能量和 3 分離新鮮菠菜葉片中的光合色素時(shí) 應(yīng)注意濾紙條上的濾液細(xì)線要高于的液面 濾紙條上最寬色素帶中所含的色素是 解析 1 圖示光反應(yīng) 將光能轉(zhuǎn)換為ATP NADPH中的化學(xué)能 場(chǎng)所為葉綠體的類囊體膜 其上含有各種光合色素和光反應(yīng)所需的酶 2 光反應(yīng)的產(chǎn)物包括O2 H 電子 ATP和NADPH等 ATP除為碳反應(yīng)供能外 還可以在三碳酸分子被還原生成三碳糖的過(guò)程中提供磷酸基團(tuán) 3 濾液細(xì)線不能浸沒(méi)在層析液中 以免細(xì)線上所含的色素溶解在層析液中而無(wú)法沿著濾紙條向上擴(kuò)散 從而無(wú)法分離形成不同的色素帶 色素含量越多則色素帶越寬 葉綠體中含量最多的色素為葉綠素a 答案 1 類囊體酶化學(xué)能 2 NADPH磷酸基團(tuán) 3 層析液葉綠素a 4 2018 浙江11月選考節(jié)選 光合作用是整個(gè)生物圈的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量基礎(chǔ) 回答下列問(wèn)題 為研究光合作用中碳的同化與去向 用 的CO2供給小球藻 每隔一定時(shí)間取樣 并將樣品立即加入到煮沸的甲醇中 甲醇用以殺死小球藻并 標(biāo)記化合物 濃縮后再點(diǎn)樣進(jìn)行雙向紙層析 使標(biāo)記化合物 根據(jù)標(biāo)記化合物出現(xiàn)的時(shí)間 最先檢測(cè)到的三碳化合物 猜測(cè)此三碳化合物是CO2與某一個(gè)二碳分子結(jié)合生成的 但當(dāng) 后 發(fā)現(xiàn)RuBP的含量快速升高 由此推知固定CO2的物質(zhì)不是二碳分子 解析同位素示蹤法可研究物質(zhì)的變化和去向 題干強(qiáng)調(diào)為研究光合作用中碳的同化與去向 因此可用同位素14C標(biāo)記的CO2供給小球藻 每隔一定時(shí)間取樣 通過(guò)定時(shí)殺死細(xì)胞提取標(biāo)記化合物 可研究碳元素的同化與去向 通過(guò)類比葉綠體中光合色素的分離實(shí)驗(yàn) 可推知雙向紙層析的目的也是為了使標(biāo)記化合物分離 由題意可知 固定CO2的是RuBP 而不是二碳化合物 因此突然降低CO2濃度后 RuBP的含量將會(huì)快速上升 答案同位素14C標(biāo)記提取分離突然降低CO2濃度 1 正誤判斷 1 葉綠素對(duì)綠光的吸收率較高 所以葉綠素呈綠色 2 葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光 由碳?xì)滏溄M成 3 紙層析的原理是光合色素易溶于95 乙醇中 4 進(jìn)行光合作用的細(xì)胞一定含有葉綠體 5 每形成1分子三碳糖磷酸需經(jīng)過(guò)3輪卡爾文循環(huán) 6 碳反應(yīng)不需要光照 無(wú)光條件下 碳反應(yīng)可不斷循環(huán)進(jìn)行 7 細(xì)胞呼吸生成的ATP可為碳反應(yīng)三碳酸的還原提供能量和磷酸基團(tuán) 8 在光合作用過(guò)程中突然撤離光照 短時(shí)間內(nèi)葉綠體中的RuBP含量將下降 2 讀圖析圖 1 上圖表示過(guò)程 其中反應(yīng) 是 反應(yīng) 是 2 水在光下裂解的產(chǎn)物有A B 和e 部分B可通過(guò)類囊體膜上的質(zhì)子泵 一種通道蛋白 由類囊體腔轉(zhuǎn)運(yùn)至葉綠體基質(zhì) 同時(shí)驅(qū)動(dòng)物質(zhì)C 合成物質(zhì)D 3 生成物質(zhì)F的反應(yīng)式是 4 反應(yīng) 生成的D F用于反應(yīng) 中的還原 其中D提供 F提供 提示 1 光合作用光反應(yīng)碳反應(yīng) 2 O2H ADP和PiATP 3 NADP H 2e NADPH 4 3 磷酸甘油酸能量和磷酸基團(tuán)能量和氫 考點(diǎn)1圍繞光合色素的顏色 種類 吸收光譜及其提取與分離考查科學(xué)思維能力1 2018 臺(tái)州期末 從植物葉片中提取光合色素并用紙層析法分離 結(jié)果如圖 下列判斷正確的是 A 該植物葉片主要吸收藍(lán)紫光和紅光B 該植物葉片中含量最多的色素是葉綠素bC 提取色素時(shí)要加入蒸餾水 二氧化硅 碳酸鈣D 濾紙條最上方的色素帶呈藍(lán)綠色解析濾紙條上的4條色素帶對(duì)應(yīng)的色素自上而下依次是胡蘿卜素 葉黃素 葉綠素a 葉綠素b 葉綠素a的含量最多 B錯(cuò)誤 光合色素不溶于水 提取光合色素不可用水 而用95 的乙醇等有機(jī)溶劑 C錯(cuò)誤 濾紙條最上方的是胡蘿卜素 呈橙黃色 D錯(cuò)誤 答案A 2 2018 紹興3月選考適應(yīng)性考試 下圖是利用新鮮菠菜葉進(jìn)行 光合色素的提取和分離 活動(dòng)時(shí)得到的結(jié)果 出現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是 A 用70 乙醇作為提取液B 研磨時(shí)未加SiO2C 研磨時(shí)未加CaCO3D 分離時(shí)層析液液面高于濾液細(xì)線解析距離點(diǎn)樣處近的兩條色素帶是葉綠素b 葉綠素a 據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果知提取液中葉綠素含量偏低 可能原因是研磨時(shí)未加CaCO3 葉綠素被酸破壞 答案C 葉綠體中色素的提取與分離 1 實(shí)驗(yàn)原理 提取 葉綠體色素不溶于水 而易溶于95 乙醇等有機(jī)溶劑 分離 各種葉綠體色素在層析液中的溶解度不同 溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快 反之則慢 從而使各種色素分離開(kāi) 2 異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析 考點(diǎn)2圍繞光合作用的過(guò)程考查科學(xué)思維能力3 2018 嘉興3月選考測(cè)試 如圖表示光合作用碳反應(yīng)示意圖 數(shù)字代表物質(zhì) 下列敘述正確的是 A 是3 磷酸甘油酸B 的全稱是核酮糖五磷酸C 在葉綠體基質(zhì)中被還原D 碳反應(yīng)生成的三碳糖主要用于合成蔗糖解析 是RuBP 全稱是核酮糖二磷酸 是NADP 在類囊體膜上接受H 和電子被還原為 NADPH 碳反應(yīng)生成的三碳糖5 6用于RuBP的再生 1 6離開(kāi)卡爾文循環(huán)合成或轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì) 答案A 4 下圖為光合作用的過(guò)程示意圖 表示光合作用的場(chǎng)所 a b和c表示物質(zhì) 請(qǐng)回答 1 的名稱是 其膜上含鎂的色素主要吸收光 2 水在光下裂解除圖中所示的產(chǎn)物外 還有 這些物質(zhì)會(huì)被接受 其在卡爾文循環(huán)中將三碳酸還原為 此過(guò)程中還伴隨著的貯存 3 在供給C18O2極短時(shí)間后 除了糖類物質(zhì)含有18O以外 從另一種光合產(chǎn)物中也應(yīng)當(dāng)能夠檢測(cè)到18O 解析 是類囊體 其膜上的葉綠素含鎂 主要吸收紅光和藍(lán)紫光 水光下裂解產(chǎn)物有O2 H 和電子 其中H 和電子被NADP 接受 生成的NADPH參與碳反應(yīng)將三碳酸還原為三碳糖磷酸 光合作用產(chǎn)物O2中的O來(lái)自H2O 糖類和H2O中的O來(lái)自CO2 答案 1 類囊體紅光和藍(lán)紫 2 H 和電子NADP 三碳糖磷酸能量 3 水 光反應(yīng)與碳反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系 考點(diǎn)3結(jié)合環(huán)境驟變對(duì)光合作用相關(guān)物質(zhì)含量的影響考查科學(xué)思維能力5 離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用 如果突然停止光照 短暫時(shí)間內(nèi)葉綠體中下列物質(zhì)含量不會(huì)減少的是 A NADPHB ATPC 三碳酸D 三碳糖解析突然中斷光照 光反應(yīng)停止 NADPH和ATP合成停止 NADPH和ATP因碳反應(yīng)的消耗而減少 NADPH和ATP減少進(jìn)一步導(dǎo)致三碳酸的還原減弱 從而三碳酸增加 三碳糖減少 答案C 6 光照等適宜條件下 將培養(yǎng)在CO2濃度為1 環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0 003 的環(huán)境中 其葉片中三碳酸和RuBP微摩爾濃度的變化趨勢(shì)如圖 回答問(wèn)題 1 圖中物質(zhì)A是 2 在CO2濃度為1 的環(huán)境中 物質(zhì)B的濃度比A的低 原因是 將CO2濃度從1 迅速降低到0 003 后 物質(zhì)B濃度升高的原因是 3 若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0 003 的環(huán)境中 碳反應(yīng)中三碳酸和RuBP濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí) 物質(zhì)A的濃度將比B的 填 低 或 高 解析CO2濃度驟降 CO2 RuBP 2三碳酸減弱 而三碳酸的還原及RuBP的再生仍照常 導(dǎo)致三碳酸的含量降低 RuBP的含量升高 根據(jù)反應(yīng)式CO2 RuBP 2三碳酸 CO2濃度穩(wěn)定時(shí) 三碳酸的含量應(yīng)是RuBP的含量的2倍 答案 1 三碳酸 2 碳反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定 即三碳酸和RuBP的含量穩(wěn)定 根據(jù)碳反應(yīng)的特點(diǎn) 此時(shí)三碳酸的分子數(shù)是RuBP的2倍當(dāng)CO2濃度突然降低時(shí) RuBP的合成速率不變 消耗速率卻減慢 導(dǎo)致RuBP積累 3 高 環(huán)境驟變 光合作用相關(guān)物質(zhì)含量變化分析分析時(shí)要注意環(huán)境驟變對(duì)下圖反應(yīng) 影響的先后效應(yīng) 以及通過(guò)物質(zhì)的來(lái)源和去路的變化來(lái)確定其含量的變化 1 光照變化 CO2供應(yīng)不變時(shí) 2 CO2供應(yīng)變化 光照不變時(shí) 考點(diǎn)4結(jié)合光合作用與細(xì)胞呼吸的異同考查科學(xué)思維能力7 下圖是載體中的氫隨化合物在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的過(guò)程 下列敘述錯(cuò)誤的是 A 過(guò)程 中氫的載體為NADPHB 載體中的氫在過(guò)程 中用于還原RuBPC 載體中的氫在過(guò)程 中用于還原O2D 載體中的氫在過(guò)程 中用于還原丙酮酸解析過(guò)程 為卡爾文循環(huán)中三碳酸的還原 載體中的氫用于還原三碳酸 答案B 解析 是需氧呼吸 是光合作用 葉肉細(xì)胞需氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞溶膠和線粒體 光合作用碳反應(yīng)階段消耗的ATP來(lái)自光反應(yīng) 不能來(lái)自細(xì)胞呼吸 有光 無(wú)光細(xì)胞呼吸均可進(jìn)行 答案C H 和ATP的來(lái)源和去路 注 H 表示NADH或NADPH