5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化第2課時光合作用的原理基礎(chǔ)知識過關(guān)一、光合作用的原理及應(yīng)用1.光合作用的概念光合作用是指綠色植物通過__________，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的__________，并且釋放出氧氣的過程。2.光合作用的探究歷程（1）19世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，_______分子中的C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子轉(zhuǎn)化成糖。（2）1928年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過__________轉(zhuǎn)化成糖。（3）1937年，英國_______發(fā)現(xiàn)離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)。（4）1941年，美國魯賓和卡門用_______法證明光合作用釋放的氧氣來自水。（5）1954年，美國阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)，在光照下，在水的光解過程中，葉綠體可合成_______。（6）20世紀(jì)40年代，美國卡爾文利用同位素標(biāo)記法探明了光合產(chǎn)物中的_______來自CO2。3.光合作用的過程下圖為綠色植物光合作用過程圖解，據(jù)圖回答相關(guān)問題：（1）A過程是________階段，在葉綠體的_______上進(jìn)行；B過程是______階段，在葉綠體的_________上進(jìn)行。（2）A過程為B過程提供的物質(zhì)是________和_________。（3）寫出圖中①～⑤所示物質(zhì)名稱：①_______、②_______、③_______、④________、⑤_______。（4）C和D的化學(xué)過程的名稱分別是_________、_________。歸納總結(jié)：圖示A過程是光反應(yīng)階段（1）場所：________________上。（2）條件：________________等。（3）葉綠體中光合色素吸收光能的作用①將水分解為氧和H＋，氧直接以氧分子形式釋放出去，H＋與NADP＋結(jié)合形成____________________。②在有關(guān)酶的作用下，提供能量促使ADP與Pi反應(yīng)形成________，這樣光能就轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖赺_______。（4）NADPH的作用①作為活躍的________，參與暗反應(yīng)階段反應(yīng)。②________供暗反應(yīng)階段利用。圖示B過程是暗反應(yīng)階段（1）場所：________________。（2）條件：________________。（3）具體過程①CO2的固定，即綠葉通過氣孔吸收的CO2，在特定酶的作用下，與C5（一種五碳化合物）結(jié)合，形成C3分子。②在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受________釋放的能量，并且被________還原。③一些接受能量并被還原的C3，在酶的作用下經(jīng)過一系列變化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為糖類；另一些接受能量并被還原的C3，經(jīng)過一系列變化，又形成C5，繼續(xù)參與CO2的固定?！净A(chǔ)練】核心點(diǎn)一光合作用的探究歷程1.1937年，植物學(xué)家希爾將葉綠體分離后置于試管中，加入1%的DCPIP（DCPIP是一種可以接受氫的化合物，被氧化時是藍(lán)色的，被還原時是無色的）后，將試管置于光下，發(fā)現(xiàn)溶液由藍(lán)色變成無色并放出氧氣，以上實(shí)驗證明了（）A.光合作用產(chǎn)生的氧氣來自H2OB.光合作用的過程中能產(chǎn)生還原劑和O2C.光合作用的光反應(yīng)在類囊體上進(jìn)行D.光合作用的暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行2.下列有關(guān)實(shí)驗變量的敘述，錯誤的是（）A.用小球藻和CO2驗證卡爾文循環(huán)的實(shí)驗中，自變量是CO2中C是否被標(biāo)記B.利用淀粉酶、蔗糖、淀粉探究酶的專一性實(shí)驗，因變量是是否產(chǎn)生還原糖C.恩格爾曼利用水綿和需氧細(xì)菌研究光合作用的實(shí)驗中，因變量觀測指標(biāo)是需氧細(xì)菌的分布情況D.魯賓和卡門研究光合作用中O2來源的實(shí)驗中，自變量是被18O標(biāo)記的原料核心點(diǎn)二光合作用的原理3.正在進(jìn)行光合作用的植物，若突然降低其周圍環(huán)境中的CO2濃度，則短時間內(nèi)（）A.葉綠體中C5/C3的值上升B.葉綠體中ATP/ADP的值下降C.NADPH/NADP＋的值下降D.光反應(yīng)速率加快4.在光合作用中，不需要酶參與的過程是（）A.CO2的固定 B.葉綠素吸收光能C.三碳化合物的還原 D.ATP的形成5.根據(jù)如圖所示光合作用圖解，判斷下列說法正確的是（）A.⑤過程發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中B.⑥過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上C.圖示①～④依次為NADPH、ATP、CO2、（CH2O）D.②不僅用于還原C3化合物，還可促進(jìn)③與C5的結(jié)合6.甲圖表示光合作用部分過程的圖解，乙圖表示改變光照后，與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)含量的變化曲線，請據(jù)圖回答問題。（1）甲圖中A表示的物質(zhì)是________，它是由______________產(chǎn)生的，其作用主要是__________________。（2）甲圖中ATP形成所需的能量最終來自_________________。若用放射性同位素14C標(biāo)記CO2，則14C最終進(jìn)入的物質(zhì)是________。（3）乙圖中曲線a表示的化合物是____________，在無光照時，其含量迅速上升的原因是__________________________。（4）曲線b表示的化合物是____________，在無光照時，其含量下降的原因是__________________________?！咎嵘殹?．卡爾文為了探明暗反應(yīng)中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，給植物提供14CO2，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行至第5s時，14C出現(xiàn)在一種C5和一種C6中，當(dāng)時間縮短到0.5s時，14C出現(xiàn)在一種C3中，下列相關(guān)敘述錯誤的是（D）A.用14C標(biāo)記CO2的目的是追蹤暗反應(yīng)中的碳原子B.卡爾文通過控制反應(yīng)時間來探究碳原子的轉(zhuǎn)移途徑C.若適當(dāng)延長反應(yīng)時間，則可能會檢測到更多種含14C的化合物D.該實(shí)驗研究暗反應(yīng)，因此應(yīng)該在黑暗環(huán)境中進(jìn)行2．如圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是（）A.光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r，短時間內(nèi)C5含量會升高B.被還原的C3在相關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5C.CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能D.CO2可直接被NADPH還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類3．下圖是綠色植物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖，有關(guān)說法正確的是（）A.甲合成ATP的能量來源不同于丙B.乙過程能在黑暗環(huán)境中長期進(jìn)行C.丙過程產(chǎn)生的ATP可用于乙過程D.丙過程進(jìn)行的場所是線粒體基質(zhì)4．孔保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜中存在一種特殊的K＋轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白BLINK1，在光信號的誘導(dǎo)下，BLINK1可以促進(jìn)K＋進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，從而使氣孔打開，實(shí)現(xiàn)對氣孔的調(diào)控，過程如圖所示。下列分析正確的是（A）A.BLINK1既有運(yùn)輸作用又有催化作用B.光照越強(qiáng)，K＋進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞越多，氣孔開度越大C.氣孔打開，短時間內(nèi)會引起C3還原減少，C3含量增加D.該調(diào)節(jié)過程會使氣孔關(guān)閉，CO2吸收困難，不利于植物生命活動正常進(jìn)行5．給光下正常進(jìn)行光合作用的葉肉細(xì)胞增加14CO2，一段時間后，關(guān)閉光源，含放射性C3濃度的變化情況如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是（）A.葉肉細(xì)胞利用14CO2的場所是葉綠體基粒B.ab段葉肉細(xì)胞中C3濃度大量增加C.bc段C3濃度不變的原因是14CO2消耗殆盡D.c點(diǎn)后曲線上升是因為黑暗條件下，葉肉細(xì)胞內(nèi)無[H]和ATP的供應(yīng)6．下圖甲表示在一定光照強(qiáng)度下輪葉黑藻(一種沉水植物)葉肉細(xì)胞的部分代謝過程，其中a、b、c、d代表不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，①~⑤代表不同的物質(zhì)；圖乙是輪葉黑藻細(xì)胞光合作用相關(guān)過程示意圖(有研究表明，水中CO2濃度降低能誘導(dǎo)輪葉黑藻光合途徑由C3途徑向C4途徑轉(zhuǎn)變，而且兩條途徑在同一細(xì)胞中進(jìn)行)。請回答下列問題。甲乙(1)圖甲所給的結(jié)構(gòu)中，能夠產(chǎn)生⑤的結(jié)構(gòu)有____________________(用字母表示)，K+從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸速率受________________________________________的限制。(2)圖乙中催化過程①和過程④固定CO2的酶分別為PEPC、Rubisco，其中與CO2親和力較高的是____________________；過程②消耗的NADPH主要來源于結(jié)構(gòu)A中進(jìn)行的____________________過程；丙酮酸產(chǎn)生的場所除了圖示③以外還可能還有____________________(寫名稱)?！舅仞B(yǎng)探究練】1.1937年，英國植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑，在無CO2的條件下給予光照，離體葉綠體可以發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣。希爾實(shí)驗說明水的光解與糖類等有機(jī)物的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)，原因是______________