1、5.4 光合作用與能量轉(zhuǎn)化一、綠葉中色素的提取和分離1提取綠葉中的色素（1）原理：綠葉中的色素能溶解在有機溶劑 中。（2）實驗用品及作用（3）實驗步驟2分離綠葉中的色素（1）原理：不同色素在層析液中的 不同， 的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。（2）實驗步驟（3）實驗結(jié)果及分析3色素的吸收光譜（1）光譜：陽光是由 組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜。（2）色素的吸收光譜二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用1葉綠體的形態(tài)：扁平的 或 。2葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖（1）結(jié)構(gòu)eq blcrc (avs4alco1(外表：雙層膜,內(nèi)部blcrc (avs4al

2、co1(基質(zhì),基粒：由類囊體堆疊而成)決定（2）功能：進行 的場所。證明（3）恩格爾曼的實驗：需氧細菌只分布在 有光束照射的部位。3葉綠體捕獲光能、進行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)（1）在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的 。（2）在 上和 中，還有許多進行光合作用所必需的酶。三、光合作用過程（1）光反應(yīng)階段條件： 。場所： 。物質(zhì)變化a將H2O分解為 ，其中H與NADP結(jié)合形成NADPH。b使ADP和Pi反應(yīng)形成 。能量變化將光能轉(zhuǎn)化為儲存在 中的化學(xué)能。（2）暗反應(yīng)階段條件： 都能進行。場所： 。過程（卡爾文循環(huán)）aCO2的固定：C5CO2eq o(,sup7(酶)2C3。bC3的還原：

3、2C3eq o(,sup11(酶),sdo4(ATP、NADPH)（CH2O）C5。能量變化：NADPH、ATP中活躍的化學(xué)能變?yōu)?。（3）光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 ，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 。1光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。（_）2利用紙層析法可分離4種葉綠體色素（_）3用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素 （_）4照光培養(yǎng)一段時間的綠藻，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，綠藻細胞的葉綠體內(nèi)CO2的固定加快（_）5載有水綿和好氧細菌的裝片置于黑暗且缺氧的環(huán)境中，用極細光束照射后，細菌集中于有光照部位，說明光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水（_）1下面列舉了一些與溫室大棚種植蔬菜有

4、關(guān)的生產(chǎn)措施，你認為不合理的是（ ）A溫室的設(shè)計應(yīng)盡量提高采光效率，盡量減少不必要的熱量散失B施足有機肥可直接為植物提供有機營養(yǎng)，同時可以補充大棚內(nèi)的CO2C采用無土栽培技術(shù)，可按植物的需求配給營養(yǎng)，節(jié)約成本D夜晚適當(dāng)降低溫度可提高作物產(chǎn)量2如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷下列說法錯誤的是（ ）A由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收400500nm波長的光B用450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強度C由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，葉綠體中C3的量增加D土壤中缺乏鎂時，植物對420470nm波長的光的利用量顯著減少3圖為某陸生植物體內(nèi)碳流動示意圖。據(jù)圖分

5、析，下列敘述不正確的是（ ）A葉肉細胞中的卡爾文循環(huán)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)B圖中Pi轉(zhuǎn)運蛋白有助于細胞內(nèi)碳流動的穩(wěn)定進行C過程和需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和HD過程受阻時，通過能緩解C3積累對卡爾文循環(huán)的抑制4下列有關(guān)葉綠體和線粒體內(nèi)部分代謝活動的敘述，正確的是（ ）A葉綠體內(nèi)可以合成葡萄糖，線粒體內(nèi)可以分解葡萄糖B葉綠體類囊體上發(fā)生水的光解，線粒體基質(zhì)中水參與檸檬酸循環(huán)C兩種細胞器的基質(zhì)都會發(fā)生ATP的合成反應(yīng)和ATP的水解反應(yīng)D兩種細胞器都具有較大的膜面積和相同的酶系統(tǒng)，有利于代謝高效的進行5如圖是紙層析法分離葉綠體中色素得到的色素帶，下列說法正確的是（ ）Aa帶呈橙黃色，其在層析液中的溶解度最

6、高B在提取色素時加碳酸鈣的目的是為了保護a，b帶中的色素Cc帶最寬，其中色素主要吸收紅光和藍綠光D越幼嫩的葉子，c和d帶的寬度越大6下列對生物科學(xué)發(fā)展史的敘述，正確的是（ ）A沃森和克里克建立了細胞學(xué)說B桑格和尼克森提出了細胞膜的流動鑲嵌模型C薩姆納用多種方法證明絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNAD普利斯特利通過實驗證明了植物可以吸收CO2，放出氧氣參考答案一、1（1）無水乙醇2（1）溶解度；溶解度高3（1）不同波長的光二、1橢球形；球形。2（2）光合作用（3）葉綠體3（1）色素分子。（2）類囊體膜；葉綠體基質(zhì)三、（1）有光。類囊體薄膜a氧和H；bATPATP和NADPH（2）有沒有光葉綠體基質(zhì)

7、有機物中穩(wěn)定的化合能。（3）NADPH和ATP；ADP和Pi、NADP1錯誤【詳解】光合作用需要的色素分布類囊體膜上，與光合作用有關(guān)的酶分布在類囊體膜上和基質(zhì)中，故錯誤。2正確【詳解】各色素在層析液中溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴散速度不同，從而分離色素，因此利用紙層析法可分離4種葉綠體色素。故正確。3錯誤【詳解】用乙醇提取的葉綠體色素中有胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，故錯誤。4錯誤【詳解】照光培養(yǎng)一段時間的綠藻，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，光反應(yīng)停止，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，抑制暗反應(yīng)，因此CO2的固定應(yīng)減慢，故錯誤。5錯誤【詳解】載有水綿和好氧細菌的裝片置于黑暗且缺氧的

8、環(huán)境中，用極細光束照射后，細菌集中于有光照照射的葉綠體部位，說明光合作用可以產(chǎn)生氧氣，光合作用的場所是葉綠體，不能說明光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水。故錯誤。1B【分析】本題考查影響光合作用速率的環(huán)境因素、細胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。影響光合作用的環(huán)境因素包括：光照強度、溫度、二氧化碳濃度等。一般溫室大棚可以通過提高光照強度、提高晝夜溫差、提高大棚內(nèi)二氧化碳濃度等措施提高農(nóng)作物產(chǎn)量?！驹斀狻緼、溫室主要用于冬季蔬菜的生產(chǎn)，設(shè)計應(yīng)盡量提高采光效率，如用透明薄膜，并且盡量減少熱量的散失，有利于提高光合作用的溫度，A正確；B、有機肥可以被微生物分解產(chǎn)生二氧化碳和礦質(zhì)元素，可直接為植物提供礦質(zhì)營養(yǎng)，

9、同時可以補充大棚內(nèi)的CO2，植物不能吸收有機營養(yǎng)，B錯誤；C、采用無土栽培技術(shù)，可按植物的需求配給營養(yǎng)，營養(yǎng)物質(zhì)能被植物有效吸收和利用，節(jié)約成本，C正確；D、夜晚適當(dāng)降低溫度可以降低夜間呼吸作用消耗的有機物，因此可以提高作物產(chǎn)量，D正確。故選B。2C【分析】分析圖示可知，類胡蘿卜素主要吸收400500 nm波長的光；葉綠素b主要吸收450500nm和650nm左右波長的光；葉綠素a主要吸收400450 nm和650 nm左右波長的光?！驹斀狻緼、由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收400nm500nm波長的光，A正確；B、由圖可知，葉綠體中色素吸收450nm波長的光比吸收600nm波長的光要多，因此用

10、450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強度，B正確；C、由圖可知，由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，葉綠體中色素吸收的光變多，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和H變多，暗反應(yīng)中C3的還原量增多，則葉綠體中C3的量減少，C錯誤；D、葉綠素吸收420nm470nm波長的光較多。當(dāng)缺鎂時，葉綠素的合成受到影響，葉綠素吸收420nm470nm波長的光變少，則植物對420nm470nm波長的光的利用量顯著減少，D正確。故選C。3C【分析】分析圖形：該圖表示植物葉肉細胞光合作用的碳反應(yīng)、蔗糖與淀粉合成代謝途徑，合成淀粉的場所是葉綠體基質(zhì)，圖中葉綠體內(nèi)膜上的磷酸轉(zhuǎn)運器轉(zhuǎn)運出1分子三碳糖磷酸

11、的同時轉(zhuǎn)運進1分子Pi（無機磷酸），合成蔗糖的場所是細胞溶膠即細胞質(zhì)基質(zhì)?！驹斀狻緼、葉肉細胞中的卡爾文循環(huán)即碳循環(huán)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，A正確；B、由圖可知，Pi轉(zhuǎn)運蛋白能將丙糖磷酸運進和運出葉綠體，有助于細胞內(nèi)碳流動的穩(wěn)定進行，B正確；C、過程二氧化碳的固定不需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和H，C錯誤；D、圖中蔗糖輸出受阻時，則進入葉綠體的Pi減少，磷酸丙糖大量積累，過多的磷酸丙糖將用于合成淀粉，即合成淀粉能緩解C3積累對卡爾文循環(huán)的抑制，D正確。故選C。4B【分析】葉綠體進行光合作用合成葡萄糖，光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，進行水的分解，同時產(chǎn)生ATP，暗反應(yīng)發(fā)生在基質(zhì)中，消耗ATP，合成葡萄糖；線

12、粒體是有氧呼吸第二、三階段的場所，消耗水用于丙酮酸水解，同時也能產(chǎn)生水?！驹斀狻緼、線粒體內(nèi)分解丙酮酸，A錯誤；B、葉綠體類囊體進行光反應(yīng)進行水的分解，線粒體基質(zhì)中水參與丙酮酸水解進行檸檬酸循環(huán)，B正確；C、葉綠體基質(zhì)是暗反應(yīng)的場所，只能進行ATP的水解反應(yīng)，C錯誤；D、葉綠體和線粒體反應(yīng)類型不同的原因是兩者的酶系統(tǒng)不同，D錯誤。故選B。5A【分析】色素的提取和分離實驗：提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有機溶劑中，所以可用無水酒精等提取色素；分離色素原理：各色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同，從而分離色素溶解度大，擴散速度快；溶解度小，擴散速度慢；各物質(zhì)作用：無水乙醇或丙酮：提取色素；層析

13、液：分離色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸鈣：防止研磨中色素被破壞結(jié)果：濾紙條從上到下依次是：胡蘿卜素（最窄）、葉黃素、葉綠素a（最寬）、葉綠素b（第2寬），色素帶的寬窄與色素含量相關(guān)【詳解】A、a帶是胡蘿卜素，呈橙黃色，其在層析液中的溶解度最高，擴散距離最遠，A正確；B、在提取色素時加碳酸鈣的目的主要是為了保護葉綠素，即c和d帶中的色素，B錯誤；C、c帶為葉綠素a，其含量最高，故最寬，其中色素主要吸收紅光和藍紫光，C錯誤；D、色素帶的寬度越大，色素越多，太幼嫩的葉子，c和d帶的寬度反而不大，D錯誤。故選A。6B【分析】光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程：（1）普利斯特利通過實驗證明植物能凈化空氣；薩克斯的實驗也可證明光是光合作用的必要條件；（2）梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)換與守恒定律明確指出植物進行光合作用時光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能；（3）薩克斯通過實驗證明光合作用的產(chǎn)物除了氧氣外還有淀粉；（4）恩格爾曼采用水綿、好氧細菌和極細光束進行對照實驗，發(fā)現(xiàn)光合作用的場所是葉綠體；（5）魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法進行實驗證