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專題5光合作用,特色梳理,題型演練,選考提升,光合色素及其提取、分離1.色素的種類、顏色和吸收光譜(1)光合色素的種類及顏色①葉綠體中的主要色素是葉綠素,呈綠色,包括葉綠素a和葉綠素b。②葉綠體中還有許多種黃色、橙色和紅色的色素,合稱為類胡蘿卜素。,,,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,(2)葉綠素a的吸收光譜①吸收光譜定義:以某種物質對不同波長光的吸收率(可用百分率表示)為縱坐標(a),以波長為橫坐標(b),所繪制的曲線。②葉綠素a主要吸收藍紫光(c)和紅光(d),幾乎不吸收綠光。,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,2.光合色素的提取與分離(1)光合色素提取:制備勻漿→收集濾液→制備濾紙條→點樣。,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,題型光合色素的種類及提取、分離典例精析(2017浙江4月選考,30)為探究不同環(huán)境因素對某植物葉片中葉綠素含量的影響,進行了相關實驗,結果如圖所示。,特色梳理,題型演練,選考提升,回答下列問題。(1)本實驗的因變量是。由圖中曲線對比可知,經(jīng)處理的該植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯,這將直接導致光反應中葉綠素吸收的光減少而降低了光合速率。由此推知,若遇到較低溫天氣,除升溫方法外,可對植物進行處理可以減少葉綠素的損失。(2)提取上述四組該植物葉片中的色素時,為防止色素被破壞,研磨時可加入適量的。對上述四組色素提取液分別進行紙層析分離,結果發(fā)現(xiàn),第4組得到的色素帶中,從上到下的第條色素帶均明顯變窄。(3)若用不同波長的光照射葉綠素a的提取液并測定,可得到葉綠素a的吸收光譜。,特色梳理,題型演練,選考提升,答案:(1)葉綠素含量低溫和光照藍紫光和紅遮光(2)碳酸鈣3、4(3)吸光率,特色梳理,題型演練,選考提升,【熱點變式】(2018浙江新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)某研究小組在探究光合作用影響因素的活動中,選擇了兩個相同的透明玻璃罩,罩內分別放置甲、乙兩盆長勢相似的不同植物,在水分充足、光照和溫度適宜的條件下密閉培養(yǎng),并用紅外線測量儀定時測量玻璃罩內的CO2含量,持續(xù)90min,結果如下表(假設實驗期間光照、水分和溫度等條件恒定不變),請分析以下問題。,特色梳理,題型演練,選考提升,特色梳理,題型演練,選考提升,(1)實驗開始至40min,甲、乙兩種植物的光合速率都,50~90min內光合作用的主要限制因素是。(2)該探究活動的自變量是,由實驗結果可推測植物更適合大棚種植。(3)植物葉肉細胞中光合色素的含量也可能影響光合速率。為了進一步研究兩種植物葉肉細胞的光合色素含量差異,小組成員用等量兩種植物的綠色葉片分別制取色素濾液,在黑暗環(huán)境中用上圖所示的裝置進行實驗,在白屏上投射的可見光譜中,出現(xiàn)明顯暗帶的是光區(qū)域;甲、乙兩組結果比較,暗帶更明顯的那種植物,在其他條件都適宜的情況下,光合作用速率更。(4)若要進一步分析光合色素中葉綠素a所占比例的多少,可用紙層析法分離不同色素,再比較進行分析。,特色梳理,題型演練,選考提升,答案:(1)減小CO2濃度(2)植物種類,時間或CO2濃度乙(3)紅光和藍紫光大(4)不同色素帶的寬度解析:(1)實驗開始40min,甲、乙植物都消耗密閉容器中的CO2,因此植物的光合速率都下降。50~90min,兩植物的光合速率均不再變化,受限因素主要是容器內的CO2不足。(2)分析表中數(shù)據(jù)可知,本實驗的自變量是植物種類、時間及CO2濃度變化對光合速率的影響。(3)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,因此紅光和藍紫光區(qū)域明顯變暗。暗帶更明顯的植物,說明葉綠素含量更高,其他條件相同的情況下,光合速率更大。(4)比較不同色素的含量,可根據(jù)層析后不同色素條帶的寬度進行判斷。,特色梳理,題型演練,選考提升,1.葉綠體色素的種類、顏色及吸收光譜,特色梳理,題型演練,選考提升,2.光合色素提取與分離實驗的異?，F(xiàn)象分析,特色梳理,題型演練,光合作用基本過程光反應和碳反應的區(qū)別與聯(lián)系,,,,,,,,,,,,特色梳理,題型演練,特色梳理,題型演練,題型一光合作用概述典例精析1下列關于光合作用的敘述,不正確的是()A.光反應需要光,不需要酶,碳反應不需要光,需多種酶B.光反應在葉綠體的類囊體膜中進行,碳反應在葉綠體的基質中進行C.光反應分解水生成NADPH,碳反應將CO2還原成葡萄糖并生成H2OD.光反應吸收光能形成ATP,碳反應將ATP中化學能儲存在有機物中,答案,特色梳理,題型演練,技巧點撥“一二三四”法巧記光合作用基本知識,特色梳理,題型演練,題型二光反應與碳反應的過程典例精析2(2017浙江11月選考,26)在黑暗條件下,將分離得到的類囊體放在pH為4的緩沖溶液中,使類囊體內外的pH相等,然后迅速轉移到含有ADP和Pi的pH為8的緩沖溶液中,結果檢測到有ATP的生成。根據(jù)實驗分析,下列敘述正確的是()A.實驗中溶液的H+均來自水的裂解B.黑暗條件下植物葉肉細胞中的葉綠體可產(chǎn)生ATPC.光照條件下植物細胞葉綠體中類囊體的腔內H+濃度較高D.若使類囊體的脂雙層對H+的通透性增大,ATP生成量不變,答案,解析,特色梳理,題型演練,易錯點撥(1)光合作用中光反應和碳反應不是獨立的兩個階段,而是息息相關的過程,沒有光反應,碳反應也無法進行。(2)光合作用的場所在真核生物中一定為葉綠體,在原核生物中主要為質膜。(3)碳反應所需要的ATP僅來自光反應,而不能由細胞呼吸提供。(4)光合作用中,ATP提供能量和磷酸基團;NADPH提供能量和作為還原劑,也是氫的載體,提供氫。(5)三碳糖或五碳糖(RuBP)組成元素中含有磷。,特色梳理,題型演練,【熱點變式】如圖為光合作用過程示意圖,其中數(shù)字代表反應過程,字母表示物質,請回答下列問題。,特色梳理,題型演練,(1)圖中磷脂雙分子層上除分布有葉綠素外,還含有許多種黃色、橙色和紅色的色素,合稱為;提取綠葉中光合色素時,除綠葉外,還需在研缽中加入。(2)圖中膜甲側濃稠的液體稱為,在此液體內發(fā)生的反應過程有(請用數(shù)字表示)。(3)若光強度突然減弱,則C物質的合成速率將(填“增強”“減弱”或“不變”)。(4)生成1分子H物質,需要⑥⑦循環(huán)輪。(5)在供給14CO2較長時間后,能夠檢測出14C的物質是(請用字母回答)。,答案:(1)類胡蘿卜素SiO2、CaCO3、95%的乙醇(2)葉綠體基質④⑤⑥⑦(3)減弱(4)3(5)C、H,特色梳理,題型演練,選考提升,環(huán)境因素對光合速率的影響環(huán)境因素對光合作用的影響(1)光合速率(又稱光合強度)①含義:一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時間內進行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳)。②表示方法:產(chǎn)生氧氣量/單位時間或消耗二氧化碳量/單位時間。,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,(2)環(huán)境因素對光合速率的影響①光強度對光合速率的影響隨著光強度的增強,光合作用強度也增強,當光合作用強度等于細胞呼吸強度時,該光強度即光補償點;隨著光強度的增強,光合作用強度增強,當達到光飽和點時,光合作用強度不再發(fā)生改變。②CO2濃度在一定范圍內(目前大氣中的CO2約為0.03%,當這一濃度增加至1%以內時),光合速率隨CO2濃度增加而增大。③溫度溫度通過影響酶活性進而影響光合作用,在一定的溫度范圍內,隨著溫度的升高酶活性升高進而引起光合速率也增強,達到最大光合速率時的溫度為最適溫度,超過該溫度,光合速率下降。,,,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,題型一光合作用的生產(chǎn)應用典例精析1下列有關植物光合作用的應用的敘述,不正確的是()A.雨天的大棚中適當增加人工光照有助于提高光合作用B.冬季晴天的中午在大棚中適當增加CO2的供應有助于提高光合作用C.夏季雨天的農田,升高溫度有助于提高光合作用速率D.立秋后的農田,適當施用農家肥有助于提高光合作用,答案,解析,特色梳理,題型演練,選考提升,題型二光照和CO2濃度變化對光合作用物質變化的影響典例精析2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,此后綠藻細胞的葉綠體內不可能發(fā)生的現(xiàn)象是()A.O2的產(chǎn)生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP+比值下降,答案,特色梳理,題型演練,選考提升,技巧點撥短時間內光反應與碳反應物質含量變化分析技巧①光照強弱問題。如對光照增強的分析如下(CO2濃度不變):初始結果:CO2對RuBP的消耗量不變;ATP和NADPH增多,↓ATP和NADPH對三碳酸的消耗增多,三碳酸的含量減少↓最終結果:三碳糖含量增多,RuBP含量增多綜合分析:ATP和NADPH增加,三碳糖含量增多,RuBP含量增多,三碳酸減少。,特色梳理,題型演練,選考提升,②CO2濃度強弱問題。對CO2濃度突然增加的分析如下(光照強度不變):初始結果:CO2消耗RuBP增多,RuBP減少,三碳酸增多;ATP和NADPH不變,↓三碳酸對ATP和NADPH的消耗增加,ATP和NADPH減少↓最終結果:三碳糖含量增多綜合分析:ATP和NADPH減少,三碳糖含量增多,RuBP含量減少,三碳酸增加。,特色梳理,題型演練,選考提升,題型三探究環(huán)境因素對光合速率的影響典例精析3(2018浙江4月選考,30)在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”的活動中,選用某植物A、B兩個品種,在正常光照和弱光照下進行實驗,部分實驗內容與結果見下表。,特色梳理,題型演練,選考提升,回答下列問題。(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,再用濾紙進行層析分離。與正常光照相比,弱光照處理的濾紙條上,向上而下的第4條色素帶變,這有利于品種B利用可見光中較短波長的光。(3)實驗結果表明,經(jīng)弱光照處理,該植物可通過改變光合色素的含量及其來適應弱光環(huán)境。品種的耐蔭性較高。,特色梳理,題型演練,選考提升,答案:(1)下降RuBP(2)類囊體寬藍紫(3)比例B解析:(1)根據(jù)題中表格信息可知,經(jīng)弱光處理后,品種A的葉綠素總含量和類胡蘿卜素總含量較正常光照下降。色素的作用是吸收、傳遞和轉化光能,所以會導致卡爾文循環(huán)中再生出RuBP的量改變,從而影響光合作用速率。(2)光合色素位于葉綠體的類囊體膜中。色素分離從上到下的第四條色素帶表示的是葉綠素b,根據(jù)表格信息可知B品種弱光下葉綠素b的含量上升,所以第四條色素帶變寬。葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光,其中較短波長是藍紫光。(3)根據(jù)實驗結果表明,經(jīng)弱光處理該植物可通過改變光合色素含量及比例來適應弱光環(huán)境,品種B的耐陰性更高。,特色梳理,題型演練,選考提升,【熱點變式】(2018紹興模擬)為探究環(huán)境因素對光合作用的影響,進行了相關實驗。圖1是實驗裝置示意圖,圖2是實驗結果示意圖。,特色梳理,題型演練,選考提升,回答下列問題。(1)該實驗的可變因素是。實驗過程中圖1裝置內可觀察到有氣泡產(chǎn)生,該氣泡是光合作用階段的產(chǎn)物,其中藍細菌組發(fā)生此反應的場所在。(2)若向圖1裝置中通入C18O2,則C18O2被還原為帶有放射性的,此物質大部分用于RuBP再生,短時間內可檢測到帶放射性的物質還有。(3)由圖2分析可知,3種藻類中pH適應范圍最廣的是;在水體富營養(yǎng)化的湖泊中,往往藍細菌的生長繁殖會占優(yōu)勢,原因是。,特色梳理,題型演練,選考提升,答案:(1)藻類的種類和緩沖液的pH光反應質膜(2)三碳化合物五碳化合物和葡萄糖等(3)綠藻富營養(yǎng)化水體中N、P含量高,藍細菌利用水體中的N、P等能力強,其含量過高會導致藍細菌的過度繁殖,特色梳理,題型演練,選考提升,解析:(1)分析圖1可知,該實驗的自變量是pH,圖2中自變量是藻的種類,因此可變因素是不同藻類和pH。光合作用過程中,氣泡是O2,這是光反應的產(chǎn)物,藍細菌光反應發(fā)生的場所為質膜。(2)向裝置1中通入C18O2,C18O2與RuBP結合后生成帶有放射性的三碳酸,進而被光反應產(chǎn)物還原為三碳糖。碳反應過程中,生成的三碳糖大部分用于RuBP再生,由于三碳糖生成有機物過程中存在脫水縮合,因此還會有產(chǎn)生。(3)分析圖2可知,藍細菌在pH6.0~9.0光合速率都相對較高,說明該藻具有較廣的pH適應范圍。在水體富營養(yǎng)化時,藻類通過光合作用消耗水體中的CO2,水體pH升高,而藍細菌最適pH較高,此時藍細菌生長占優(yōu)勢。,特色梳理,題型演練,選考提升,題型四環(huán)境因素對光合速率的影響典例精析4(2018浙江4月選考,26)各取未轉基因的水稻(W)和轉Z基因的水稻(T)數(shù)株,分組后分別噴施蒸餾水、寡霉素和NaHSO3,24h后進行干旱脅迫處理(脅迫指對植物生長和發(fā)育不利的環(huán)境因素),測得未脅迫和脅迫8h時的光合速率如圖所示。已知寡霉素抑制光合作用和細胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列敘述正確的是(),特色梳理,題型演練,選考提升,A.寡霉素在細胞呼吸過程中抑制線粒體外膜上[H]的傳遞B.寡霉素在光合作用過程中的作用部位是葉綠體中的基質C.轉Z基因提高光合作用的效率,且增加寡霉素對光合速率的抑制作用D.噴施NaHSO3促進光合作用,且減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降,答案,解析,特色梳理,題型演練,選考提升,技巧點撥坐標曲線或柱形圖解題策略,特色梳理,題型演練,選考提升,【熱點變式】在玻璃溫室中,研究小組分別用三種單色光對某種綠葉蔬菜進行補充光源(補光)試驗,結果如圖所示。補光的光強度為150μmol/(m2s),補光時間為上午7:00~10:00,溫度適宜。,特色梳理,題型演練,選考提升,下列敘述正確的是()A.給植株補充580nm光源,對該植株的生長有促進作用B.若680nm補光后植株的光合色素增加,則光飽和點將下降C.若450nm補光組在9:00時突然停止補光,則植株釋放的O2量增大D.當對照組和450nm補光組CO2吸收速率都達到6μmol/(m2s)時,450nm補光組從溫室中吸收的CO2總量比對照組少,答案,特色梳理,題型演練,選考提升,1.外界條件變化對光合作用產(chǎn)物的影響總結,特色梳理,題型演練,選考提升,2.探究環(huán)境因素對光合作用影響的變量設置及檢測,特色梳理,題型演練,選考提升,3.光補償點與光飽和點的移動規(guī)律,特色梳理,題型演練,選考提升,(2)舉例,特色梳理,題型演練,選考提升,光合作用與細胞呼吸比較(加試)光合作用和細胞呼吸的區(qū)別,,,,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,題型一光合作用和細胞呼吸的過程比較典例精析1(2018杭州及周邊重點中學高三期中)圖甲表示天竺葵葉肉細胞進行光合作用和需氧呼吸的部分代謝過程,其中a~e表示有關物質,A~D表示相關生理過程。圖乙表示某一溫度下天竺葵凈光合作用強度隨CO2濃度的變化曲線。請回答下列問題。,特色梳理,題型演練,選考提升,(1)圖甲中a物質為,D過程的場所為。(2)圖甲所示生理過程中,能夠產(chǎn)生ATP的有(填圖中字母)。在某一生理過程中二氧化碳還原為糖的一系列過程稱為。(3)分析圖乙曲線可知,當外界CO2濃度處于F點時,天竺葵葉肉細胞光合作用所固定的CO2量(填“大于”或“等于”或“小于”)細胞呼吸釋放的CO2量;為提高密閉大棚內的作物產(chǎn)量,棚內的CO2應控制在(填圖中字母)濃度為宜。(4)若使大棚內CO2濃度從G變成F,則在短時間內,天竺葵葉肉細胞中RuBP的生成速率的變化是。,答案:(1)H2O細胞溶膠(2)A、B、D卡爾文循環(huán)(或碳反應)(3)大于H(4)下降,特色梳理,題型演練,選考提升,解析:(1)圖甲中A代表光反應,B代表需氧呼吸第二、三階段,C代表碳反應,D代表糖酵解過程,a物質來源于B過程,可參與光反應,則應為H2O,D過程的場所為細胞溶膠。(2)圖甲所示生理過程中,A、B、D均能夠產(chǎn)生ATP。在卡爾文循環(huán)(或碳反應)過程中二氧化碳還原為糖。(3)圖乙表示某一溫度下天竺葵凈光合作用強度隨CO2濃度的變化,當外界CO2濃度處于F點時,該植物的凈光合速率為0,由于根部細胞只進行細胞呼吸,天竺葵葉肉細胞光合作用所固定的CO2量應大于細胞呼吸釋放的CO2量;提高密閉大棚內的作物產(chǎn)量,棚內的CO2應控制在H濃度,這樣既可以使作物凈光合作用最強,又比較經(jīng)濟。(4)使大棚內CO2濃度從G變成F,CO2濃度降低,則在短時間內,天竺葵葉肉細胞中RuBP用于固定的量減少,導致其含量增多,反饋抑制導致其生成速率下降。,特色梳理,題型演練,選考提升,題型二基于氣體變化的光合速率、呼吸速率比較典例精析2將葉面積相等的甲、乙兩種植物的葉片分別放置在相同的、溫度適宜且恒定的密閉小室中,給予充足的光照,利用紅外測量儀每隔2min測定一次小室中的CO2濃度,結果如下圖。下列對此實驗敘述,正確的是()A.卡爾文循環(huán)生成的三碳糖磷酸大多數(shù)離開卡爾文循環(huán),少數(shù)參與RuBP的再生B.當CO2濃度約為0.8mmol/L時,乙植物比甲植物具有更大的凈光合速率C.25min以后,兩種植物葉片各自的光合速率大于其細胞呼吸速率D.從開始到第10min期間,光合作用積累的有機物總量甲植物大于乙植物,答案,特色梳理,題型演練,選考提升,【熱點變式】下圖表示夏季晴天,某植物放在密閉的玻璃罩內一晝夜CO2的濃度變化,假設一晝夜5時日出、19時日落,假定玻璃罩內植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。用CO2測定儀測得了一天內該玻璃罩內CO2濃度變化情況,繪制成如圖的曲線,下列有關說法正確的是()A.BC段較AB段CO2增加減慢,是因為低溫使植物細胞呼吸減弱B.CO2下降從D點開始,說明植物進行光合作用是從D點開始的C.FG段CO2下降不明顯,是因為光照減弱,光合作用減弱D.H點CO2濃度最低,說明此時植物對CO2的吸收最多,光合作用最強,答案,解析,特色梳理,題型演練,選考提升,光合作用與細胞呼吸強度大小比較(以曲線圖形為例),特色梳理,題型演練,選考提升,