光合作用与能量转化学案-高一上学期生物人教版必修1

试卷第=page66页，共=sectionpages66页试卷第=page11页，共=sectionpages33页第4节光合作用与能量转化学案一捕获光能的色素和结构【学习目标】1.说出叶绿体中色素的种类和作用。2.说出叶绿体的结构和功能。3.理解“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，掌握实验步骤和操作方法。【基础梳理】一、绿叶中色素的提取和分离请仔细阅读教材第97～100页，完成下面的问题。1．提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂______中。(2)实验用品及作用[连线](3)实验步骤：2．分离绿叶中的色素(1)原理：不同色素在层析液中的________不同，________的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。(2)实验步骤：二、色素的种类及叶绿体的结构和功能请仔细阅读教材第100～101页，完成下面的问题。1．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱[填表]种类叶绿素(占____)类胡萝卜素(占____)____叶绿素b_____叶黄素颜色______黄绿色________黄色吸收光谱主要吸收________主要吸收______2.叶绿体的结构和功能(1)分布：主要分布在植物的________内。(2)形态：扁平的________或________。(3)结构：(4)功能：绿色植物进行________的场所。答案：一、1．(1)无水乙醇(2)(3)绿色叶片SiO2和CaCO3无水乙醇单层尼龙布棉塞2．(1)溶解度溶解度高(2)剪去两角去角一端1cm毛细吸管待滤液干后1～2滤液细线滤液细线橙黄色蓝绿色二、1．3/41/4叶绿素a胡萝卜素蓝绿色橙黄色红光和蓝紫光蓝紫光2．(1)叶肉细胞(2)椭球形球形(3)外类囊体叶绿体基质(4)光合作用【易错提示】（1）分离色素时，在层析液中溶解度越高的，则在滤纸条上扩散的速度越慢（）（2）研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇（）（3）色素分离后，在滤纸条上从上至下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b（）（4）叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光（）答案：（1）×（2）√（3）×（4）×绿叶中色素提取分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。④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：滤纸细线画得过粗。(3)滤纸条看不见色素带：①忘记画滤液细线。②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。二光合作用的原理和应用【基础梳理】一、光合作用的概念[填图]请仔细阅读教材第102页，完成下面的问题。二、光合作用的原理及探索请仔细阅读教材第102～104页，完成下面的问题。1．探索光合作用原理的部分实验科学家实验过程或依据实验结论19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的________和________被分开，________被释放，______与________结合成甲醛，然后甲醛缩合成糖甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成________1937年英植物学家希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水，没有二氧化碳)，在光照下可以释放出________离体叶绿体在适当条件下发生______的光解、产生______的化学反应称作希尔反应。说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应1941年美科学家鲁宾和卡门光合作用释放的O2全部来自________1954年美科学家阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，并发现这一过程总是与水的光解相伴随光照下叶绿体中发生的水的光解过程伴随________的产生20世纪40年代卡尔文用14C标记CO2探明了________中的碳在________中转化成________的途径，即________2．光合作用的过程(1)过程及分析[据图填空](2)反应式CO2＋H2O________三、光合作用原理的应用请仔细阅读教材第105～106页，完成下面的问题。1．光合作用强度(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造________。(2)影响因素和衡量指标：2．探究环境因素对光合作用强度的影响实验流程：【巩固练习】1.如图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程,下列有关说法不正确的是()A.过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光B.过程②只发生在叶绿体基质中,过程②释放的能量用于C3的还原C.过程③既产生[H]也消耗[H]D.若过程①②的速率大于过程③的速率,则甘蔗植株的干重就一定会增加2.关于“绿叶中色素的提取和分离”实验,有关说法不正确的是(

)A.无水乙醇可用于绿叶中色素的提取和分离

B.研磨时加入少量的二氧化硅是为了研磨充分

C.分离各色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同

D.实验操作正确情况下,在滤纸条上最下端的色素是叶绿素、呈黄绿色3.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是()A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液4.下列与光合作用探究历程相关的说法中,错误的是()A.明确空气的组成之后,人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气B.已知光合作用能产生淀粉的前提下,萨克斯证明了光合作用需要光C.依靠同位素标记技术,鲁宾和卡门证明了光合作用产生的氧气来自水D.光合作用能产生氧气,是恩格尔曼选择好氧型细菌作为实验材料的依据5.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是()A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量C.光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为ATPD.CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6的分解发生在线粒体中6.下图表示温棚内光照强度(X)与农作物净光合作用强度(实际光合作用强度与呼吸作用强度之差)的关系(棚内温度、水分和无机盐均处于适宜的条件下)，请据图分析，下列说法中不正确的是()

A.当X>Q时，可采取遮光措施确保作物的最大光合速率B.和Q点相比，P点时叶肉细胞内C5化合物的含量较Q点高C.据图可知，该植物在N点时的呼吸速率与Q点时的呼吸速率相等D.当X=P时，叶肉细胞内形成ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质7.下列对“提取和分离光合色素”实验和“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验的说法，正确的是()A.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液B.无黄绿色和蓝绿色的色素带，原因可能为材料是黄化叶片C.有氧和无氧条件是探究酵母菌呼吸方式这个对比实验的自变量D.酵母菌呼吸产生的CO2可使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄8.阳光穿过上层植物的空隙形成光斑，它会随太阳的运动而移动。如图为红薯叶在光斑照射前后吸收CO2和释放O2的情况。下列分析错误的是()A.在光斑照射时段，光反应速率大于暗反应速率B.AB段变化的原因是ADP和NADP＋浓度的限制C.光斑移开后一段时间光合作用仍在进行D.Ⅰ所指示的阴影面积小于Ⅱ所指示的阴影面积9.图一是某绿色植物细胞内生命活动示意图：其中1、2、3、4、5表示生理过程：A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图二为将生长状况相同的等量花生叶片分成4等份，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h（光照强度相同），测其有机物变化，得到如下数据，下列相关叙述正确的是()

A.图一中在生物膜上发生的生理过程有③和④B.该细胞中CO2由2过程产生到5过程利用，至少穿过8层磷脂双分子层C.当花生叶片所处温度为29℃时，CO2固定速率最大D.如果昼夜恒温，在白天光照10小时，最适合花生生长的温度是27℃10.光合作用过程的概念模型图如下，字母表示物质，数字表示反应过程，实线表示物质转换，虚线表示能量传递。下列有关叙述错误的是()A.物质e的元素组成除了H，还有C、O、N、P等B.物质c转变成物质d的过程需要水分子的参与C.通过标记g的碳元素可以追踪到（CH2O）的碳元素D.b的产生速率等于g的固定速率时处于补偿点状态11．如图1为光合作用过程图解，图2表示在25℃（光合作用最适温度）环境中，光照强度对甲乙两植物光合速率的影响。请回答下列问题：(1)图1中A过程为B过程提供的物质②③分别代表_________和__________。(2)据图2可知，在光照强度为D时，两种植物细胞叶绿体中CO2来源有_________。光照强度为C时限制甲植物的光合速率外界因素是__________，限制乙植物光合速率的内部因素是__________。12．下图表示叶绿体的结构和功能，请回答下列问题。(［

］中填序号，横线上填文字)(1)与光合作用有关的色素分布在______________上。(2)暗反应是在[⑧]_________________中进行的。(3)光反应的生理意义是：光反应所产生的NADPH和[④]__________是暗反应所必需的。(4)暗反应包括[⑥]__________和[⑤]__________。13．下图是绿色植物光合作用过程图解，据图回答(1)图中[①]是_____________，为暗反应阶段提供能量。(2)图中[②]是_____________，是CO2被C5固定后形成的。(3)图中[

]中的_______（填写图像中的数字）是(CH2O)，该物质中的氧来自_______(填“H2O”或“CO2”)。(4)其中的光反应阶段为暗反应阶段提供了______________。(5)该过程中能量转换的形式是:光能→ATP活跃的化学能→________。(6)提取绿叶中的色素，选用____________作溶剂。(7)大棚生产蔬菜时，长时间阴雨天气，造成植物生长不良，此时采取的措施最恰当的是（

）A．增加光照量 B．降低CO2浓度 C．降低温度 D．增加灌溉量1.答案：AD解析：2.答案：A解析：A、无水乙醇可用于绿叶中色素的提取，A错误；B、加入二氧化硅是为了充分研磨，从而使叶绿体中的色素释放出来，B正确；C、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，C正确；D、在滤纸条上最下端的色素是叶绿素b，呈黄绿色，D正确。故选：A。3.答案：B

解析：水绵进行光合作用需要光照和CO2，NaHCO3可为水绵提供CO2。选用没有空气的环境，是为了排除实验前环境中氧的影响，确保实验的准确性。先选用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，氧是由叶绿体释放出来的。4.答案：B解析：A、明确空气的组成之后，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，A正确；B、萨克斯证明光合作用产物除了氧气外还有淀粉，B错误；C、依靠同位素标记技术，鲁宾和卡门证明了光合作用产生的氧气来自水，C正确；D、光合作用能产生氧气，是恩格尔曼选择好氧型细菌作为实验材料的依据，D正确。故选：B。5.答案：B解析：A、叶绿体中的色素分布在类囊体膜上，A错误；

B、夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，可通过增加光照强度提高光合作用合成有机物的量，夜晚只有呼吸作用，若适当降低温度，可减少细胞呼吸消耗有机物的量，因此可提高作物产量，B正确；

C、细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP中活跃的化学能，C错误；

D、C6H12O6分解成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，此后丙酮酸进入线粒体中被彻底氧化分解，D错误。

故选B。

6.答案：C解析：7.答案：C解析：8.答案：D解析：在光斑照射时段，氧气释放速率大于二氧化碳吸收速率，说明光反应速率大于暗反应速率；AB段氧气释放速率下降，说明光反应减弱，暗反应对光反应有限制作用，原因是ADP和NADP+浓度的限制；光斑照射期间积累了较多的ATP和NADPH，可使暗反应持续一段时间；光合作用过程中氧气的释放量等于二氧化碳的吸收量，故I、Ⅱ所指示的阴影面积是相等的；故选D。9.答案：ACD解析：A、据图一分析，3表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜，4表示光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜，A正确;B、该细胞中CO2由2线粒体基质过程产生到5叶绿体基质过程利用，至少穿过4层膜，8层磷脂分子层，B错误;C、据图二分析，花生叶片真正的光合作用强度为：27℃真正的光合作用强度是3+1+1=5,28C真正的光合作用强度是3+2+2=7,29C真正的光合作用强度是3+3+3=9,30℃真正的光合作用强度是1+1+1=3，所以当花生叶片所处温度为29℃时，CO2固定速率最大，数值为9mg/h,C正确;D、昼夜恒温，呼吸速率不变，所以呼吸速率最小则有机物积累最多，所以适合花生生长的温度是27℃，D正确。故选ACD。10.答案：D解析：A、物质e是NADPH，组成元素有C、H、O、N、P,A正确;B、物质c是ATP转变成ADP的过程中需要水分子参与反应，B正确;C、物质g是二氧化碳，二氧化碳被固定形成三碳化合物，三碳化合物被还原，生成糖类物质（CH2O），所以标记其中的碳元素，可以追踪到（CH2O）的碳元素，C正确;D、b是氧气，氧气的产生速率代表真正的光合作用速率，g是二氧化碳，二氧化碳的固定速率也代表的是真正的光合作用速率，而补偿点是指呼吸作用速率等于光合作用速率时的状态，D错误。故选11．(1)

NADPH##[H]

ATP(2)

线粒体（细胞呼吸）和外界环境吸收

光照强度

色素的数量和酶的数量【分析】图1A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C是二氧化碳的固定，D是三碳化合物的还原。图2曲线处于上升阶段限制光合作用的影响是自变量光照强度，达到光饱和点后限制光合作用的因素是其他变量。【详解】（1）图1中②是NADP+与色素提供的H和电子合成的NADPH，③是ADP+Pi合成的ATP。NADPH和ATP为暗反应提供能量和还原氢。（2）在光照强度为D时，光合作用大于呼吸作用，植物细胞叶绿体中CO2来源有线粒体（细胞呼吸）和外界环境吸收。光照强度为C时，植物甲未达到光饱和点，所以现在光合速率的外界因素是光照强度，而乙植物达到光饱和，所以限制其光合速率的内部因素有色素的数量和酶的数量。12．(1)类囊体(2)叶绿体基质(3)ATP(4)

二氧化碳的固定

C3的还原【分析】据图可知：①表示光能，②表示类囊体薄膜，③表示NADPH，④表示ATP，⑤表示C3的还原，⑥表示CO2的固定，⑦表示（CH2O）等有机物，⑧表示叶绿体基质。【详解】（1）叶绿体是进行光合作用的场所，与光合作用有关的色素分布在图中②类囊体薄膜上。（2）光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段的场所在类囊体薄膜上进行，暗反应是在⑧叶绿体基质中进行。（3）光反应的生理意义是：光反