项目内容要 求 考点1.光合作用的基本过程 2.影响光合作用速率的环境因素 重难点 1.明确光反应和暗反应两个阶段及整个 光合作用过程的物质变化和能量变化 2.理解光合作用的实质、意义和应用题型年份及考卷考点 选择题2010全国、山东 、江苏、广东卷 2009全国、重庆 、山东卷光合作用的过程 及影响因素非选 择题2010福建、安徽、 浙江 2009年四川、广东 、重庆、全国卷光合作用原理和 有关实验2010浙江、江苏卷光合作用与细胞 呼吸的关系 1(2010天津理综，1)在叶肉细胞中，CO2 的固定和产生场所分别是 ( ) 叶绿体基质 类囊体薄膜 线粒体基质 线粒体内膜 A B C D 答案 A 解析 考查光合作用、细胞呼吸的过程及 其特点。叶肉细胞中CO2的固定属于光合 作用中的暗反应阶段，暗反应的场所是叶 绿体基质；叶肉细胞中CO2是有氧呼吸的 第二阶段或是无氧呼吸的第二阶段产生的 ，其场所分别是线粒体基质和细胞质基质 。 2(2010上海)右图中代表新鲜菠菜叶的光 合色素纸层析结果，则下图所示结果最有可 能来自于( ) A水培的洋葱叶B生长的柳树幼 叶 C培养的衣藻D秋冬的银杏落 叶 答案 D 解析 新鲜菠菜叶中的光合色素含量充足完整 ，据图可知，滤纸上的四条色素带完整，从 上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶 绿素b。图滤纸上的色素带不完整，只有胡萝 卜素、叶黄素。秋冬的银杏落叶呈黄色(或橙黄 色)，这是由于低温破坏了叶绿素所致，因此叶 片中几乎不含叶绿素。其他选项中的材料中都 含有充足的四种色素。 3(2009安徽，1)叶绿体是植物进行光合作用的场所 。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是( ) A叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 BH2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中 CCO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D光合作用的产物淀粉是在基质中合成的 答案 D 解析 本题主要考查了叶绿体的结构和功能。叶绿体中 的色素主要分布在类囊体薄膜上；水的光解发生在基粒 上；CO2的固定发生在基质中。光合作用产物最终是在 基质中合成的，所以D项正确。 4(2008山东理综)下图所示为叶绿体 中色素蛋白等成分在膜上的分布。在图 示结构上( ) A生物膜为叶绿体内膜 B可完成光合作用的全过程 C发生的能量转换是：光能电能化学能 D产生的ATP可用于植物体的各项生理活动 答案 C 解析 本题综合考查了光合作用的结构基础和 过程方面的知识。从图中所含有的色素以及发 生的过程可以判断，该膜是类囊体膜，是光反 应的场所。发生的物质变化过程是水的光解和 ATP的合成；发生的能量变化过程是：光能 电能化学能；该过程产生的ATP只用于还原 C3，而不能用于其他生理活动。 自主梳理 一、捕获光能的色素 1绿叶中色素的提取和分离 (1)可以利用提取绿叶中的 色素，在研磨时还应 加入少许 和CaCO3， 其中前者有助于研磨充分，后者可防止研磨中。 (2)分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度 不同， 的在滤纸上扩散得快，反 之则慢。有机溶剂(无水乙醇) SiO2色素被破坏溶解度高 (3)层析中，在滤纸 条上会呈现四条色素 带，它们的颜色自上而下依次是 、黄色、黄绿色，色素带最 宽的颜色呈色，最窄的颜色呈 色。橙黄色蓝绿色蓝绿 橙黄 2色素的种类和吸收光谱色素种类颜色吸收光谱滤纸条 上位置 叶绿素 (约占 3/4)叶绿素 a主要吸收中下层叶绿素 b最下层类胡 萝卜素 (约占 1/4)胡萝卜 素主要吸收最上层叶黄素中上层蓝绿色黄绿色橙黄色黄色蓝蓝紫光和红红 光蓝紫光 二、叶绿体的结构和功能 1结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外表 具 ，内部有基粒和，基粒是由堆叠而成。吸收光能的色素分布于 ，与光合作用有关的酶分布在 。 2功能：是进行的场所。 三、光合作用的探究历程 1直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤 中的水分是植物建造自身的原料。 21771年，英国的普利斯特利的实验证实 ： 植物可以更新因蜡烛或动物呼吸而变得污浊的 空气。双层膜基质 类囊体 类囊体的薄膜 类囊体的薄膜上和基质中光合作用 31779年，荷兰的英格豪斯证明了 和在更新空气中不可缺少。 41864年，德国的萨克斯的实验证实 了光合作用的产物有 。 51939年，美国的鲁宾 和卡门利用。 620世纪40年代，美国的卡尔文，利用 技术最终探明了 在光合作用中转化为 的途径。光绿叶淀粉同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水同位素示踪CO2中的碳有机物中碳 互动探究 正常杨树的叶为什么呈绿色 ？秋季为什么变黄了？ 提示 叶绿体中叶绿素的含量多，且对 绿光吸收量最少，绿光被反射出来，所 以呈绿色。秋季，叶片的叶绿素分子在 低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳 定， 所以显出类胡萝卜素的颜色。 要点归纳 一、“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析 1原理解读 (1)各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中 形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来。 (2)各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液 中的溶解度不同：溶解度大的色素分子随层析 液在滤纸条上扩散得快，反之则慢，所以不同 色素可以在滤纸条上因扩散而分开，各种色素 分子在滤纸上可形成不同的色素带。 提醒 本实验中使用的试剂有毒，不但实 验后要洗手，实验前也要洗手。 不但滤液细线不能触及层析液，滤纸条也不 要触及试管。 从色素带的宽度知色素含量的多少依次为： 叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素。 从色素带的位置知在层析液中溶解度的大小 依次为：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿 素b。 .在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a 与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜 素与叶黄素。 3实验要点提示 (1)实验中几种化学试剂的作用 无水乙醇可溶解叶绿体中的色素。 二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。 碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏。 (2)实验成功的关键 叶片要新鲜，颜色要深绿，含有较多色素。 研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活 细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完 全破裂，提取较多的色素。 滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色 素，所以要求待滤液干后再画一两次。 滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液 中，滤纸条上得不到色素带。 (3)注意事项 剪取干燥的定性滤纸，双手尽量不要接触纸面，手 要干净、干燥(可以套上塑料袋)，以免污染滤纸。 加入的SiO2和CaCO3一定要少，否则滤液浑浊，杂 质多，颜色浅，实验效果差。 根据试管的长度制备滤纸 条，让滤纸 条长度高出试 管约1 cm，高出部分做直角弯折。 画滤液细线时 ，用力要均匀，速度要适中。 二、光合作用的探究历程 三、叶绿体的结构和功能及色素的种类和作 用的理解 1叶绿体的结构和功能 (1)结构(如右图所示) 双层膜：分内、外膜，包围着几个到几十个 绿色基粒等细微结构。 基粒：每个基粒由许多圆饼状的囊状结构堆 叠而成，这些囊状结构称为类囊体，色素就分 布在类囊体的薄膜上。 基质：在基粒和基粒之间充满基质，含有与 光合作用有关的酶。 (2)功能：叶绿体内的基粒和类囊体扩展 了其受光面积，含有许多吸收光能的色 素分子和光合作用所必需的酶，因此叶 绿体是高等植物进行光合作用的场所。 2叶绿体中的色素种类及作用 (1)色素的种类和作用 感悟拓展 1色素与吸收光谱 2不同颜色温室大棚的光合效率 (1)无色透明大棚日光中各色光均能透过 ，有色大棚主要透过同色光，其他光被 其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率 最高。 (2)叶绿素对绿 光吸收最少，因此绿色塑 料大棚光合效率最低。 3影响叶绿素合成的因素 (1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条 件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素 ，因而叶片发黄。 (2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关 酶的活性，进而影响叶绿素的合成，低 温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子 变黄。 (3)矿质 元素：叶绿素中含N、Mg等矿质 元素，若缺乏将影响叶绿素的合成，老 叶先变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程 中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶 绿素合成受阻，幼叶先变黄。 4萨克斯实验 中黑暗处理的目的：消耗 掉叶片中的淀粉，曝光与遮光形成对照 ，检验试剂为 碘蒸气，检验 前用酒精浴 加热处 理，目的是溶解色素；恩格尔曼 选用水绵做实验 材料的好处：叶绿体呈 带状，便于观察，所用细菌异化作用代 谢类 型为好氧型；鲁宾 、卡门用的实验 方法为示踪元素法(同位素标记 )。 典例导悟 1下图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两 图分别是( ) A胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱 C叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱 解析 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，在 光谱上有两个吸收区域；胡萝卜素主要吸 收蓝紫光，在光谱上有一个吸收区域，据 此可做出正确判断。 答案 B 如图做色素层析分离的正确装置是( ) 答案 D 解析 色素分离的方法：划好滤液细线的 滤纸条下端要插入层析液中，一是不要让 滤液细线没入层析液中，因为色素易溶于 层析液中，导致色素带不清晰，影响实验 效果；二是要盖上培养皿盖，防止层析液 挥发，因为层析液中的石油醚、苯等化学 药剂都有剧毒，会伤害操作者，而且也会 影响色素分离效果，所以A、B、C都不 符合实验要求。 自主梳理 一、光合作用过程 1光反应 (1)场所：叶绿体的上。 (2)条件：、色素、酶等。 (3)物质变 化：将水分解为，将 ADP和Pi合成ATP。 (4)能量变化：光能转变为 。类囊体的薄膜光 O2和H活跃的化学能 2暗反应 (1)场所：叶绿体的中。 (2)条件：酶、H、ATP。 (3)物质变 化：(CH2O) 基质2C3 (4)能量变化：ATP中活跃的化学能转变 为。 3应用 (1)光合作用强度是指植物在单位时间 内 通过光合作用制造 的数量。 (2)影响光合作用强度的因素包括空气中 、土壤中 的多少、光照的 和光的 以及温度的高低等。稳定的化学能糖类CO2的浓度水分 长短强弱 二、化能合成作用 1概念：某些细菌能够利用体外环境中 的某些 氧化时所释放的能量来制造 的合成作用。 2实例：硝化细菌能利用时所释 放的化学能，将合成糖类。 3绿色植物和硝化细菌都能合成有机物 ，因此属于 生物，而人、动物、真菌 及大多数细菌只能利用环境中现成的有机 物，属于生物。无机物有机物氨氧化 CO2和H2O自养异养 互动探究 1.为什么瓜果大棚用无色顶棚，而 蔬菜类用蓝色的？ 提示 无色顶棚透光好，光照强，光合作用强 度大，糖分积累多。而蓝紫光有利于蛋白质和 脂肪的积累，所以使用浅蓝色顶棚有利于改善 蔬菜品质，提高蔬菜质量。 2绿色植物和硝化细菌在代谢方面有什么异同 点？ 提示 相同点：都能将无机物合成有机物，即 都是自养生物。不同点：在合成有机物时利用 的能量不同，绿色植物利用光能，硝化细菌利 用无机物氧化时释放的化学能。 一、光反应和暗反应的区别和联系 1光反应和暗反应的区别项目光反应暗反应实质光能转换为 化学 能，并放出O2同化CO2形成有机 物