第3节光合作用第1课时叶绿体中的色素、光合作用的过程学习目标1.说出绿叶中色素的种类和作用。2.掌握光合作用中的物质变化和能量变化。一、叶绿体中的色素1叶绿体色素的种类：叶绿体中的色素包括和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红橙光。类胡萝卜素包括和叶黄素，主要吸收蓝紫光。2叶绿体色素的功能(1)聚光色素：包括大多数和全部、胡萝卜素、叶黄素；作用是吸收光能并将其传递给少数特殊状态的叶绿素a。(2)反应中心色素：少数特殊状态的叶绿素a，接受其他色素传递来的光能，通过一系列的复杂过程，将其转化为。叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b电能电能类囊体膜类囊体膜 物质变化a水在光下分解：水分子分解成氧和氢离子。氧直接以分子形式从气孔中逸出；氢离子与NADP和电子结合形成 。bADP和Pi形成ATP。能量变化：光能电能ATP、NADPH。(2)碳反应阶段场所：。NADPH叶绿体基质叶绿体基质物质变化aCO2的固定：1分子CO21分子2分子。bC3的还原：在酶的催化下，三碳化合物接受ATP释放的能量并被 还原形成C5和等。cATP消耗重新形成ADP和Pi。能量变化：转变成糖类等有机物中的。五碳化合物五碳化合物三碳化合物三碳化合物NADPH糖类糖类化学能化学能3光反应和碳反应的区别与联系(1)光反应是碳反应的基础，光反应为碳反应提供了 ，碳反应为光反应提供了 。(2)光反应是碳反应的物质和能量的准备阶段；碳反应是物质和能量转化的完成阶段，二者相互影响、相辅相成，共同构成了光合作用的全过程。4光合作用的意义(1)光合作用是生命活动直接或间接的能源。(2)维持大气中 含量相对稳定。(3)在生物进化中具有重要作用。NADPH和和ATPADP、NADP和和PiO2和和CO2基础诊断(1)叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内( )(2)H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生在叶绿体基质中( )(3)CO2的固定过程发生在类囊体膜上( )(4)光合作用的产物有机物是在叶绿体基质中合成的( )(5)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( )(6)研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇( )(7)色素分离后，在滤纸条上的从上而下的四条色带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b( )(8)叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红橙光( )(9)叶绿体是通过基粒中的类囊体薄膜扩大生物膜面积的( )(10)叶绿体是光合作用的场所，蓝细菌虽然没有叶绿体但也可以进行光合作用( )要点一叶绿体中色素的提取和分离与色素的吸收光谱1实验原理实验原理(1)提提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇中。取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇中。(2)分分离离：各各种种色色素素在在层层析析液液中中的的溶溶解解度度不不同同，溶溶解解度度大大的的随随层层析析液液在在滤滤纸纸上上扩扩散得快；反之则慢。因而色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。散得快；反之则慢。因而色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。3实验点拨(1)实验中几种化学试剂的作用丙酮或无水乙醇用于提取绿叶中的色素。层析液用于分离绿叶中的色素。SO2可增加杵棒与研钵间的摩擦力，易破坏细胞结构，使研磨充分。CaCO3可防止研磨过程中色素被破坏。(2)提取色素时应注意的几个问题叶片应剪碎，有利于研磨。研磨要迅速充分，其目的是防止丙酮或乙醇挥发并充分溶解色素。收集滤液时要及时用胶塞塞紧，其目的是防止丙酮或乙醇挥发及色素分子被氧化。(3)制备滤纸条需注意的问题制备滤纸条时，要在画滤液细线的一端剪去两角。这是由于层析时，边缘扩散快，中间扩散慢，剪去两角可使层析液同时到达滤液细线，从而使每条色素带呈一条直线。画滤液细线时，为了层析时起点相同以避免色素带重叠，要求细而直；同时，要待干燥后，重复12次以增加色素含量，增强实验效果。分离色素时，一定不能让滤纸上的滤液细线触及层析液，这是因为色素易溶解于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。(4)影响色素溶液的因素叶片颜色：叶片浓绿，色素溶液浓度高。碳酸钙：不加碳酸钙，色素被破坏，色素溶液浓度低。SiO2：不加SiO2，研磨不充分，色素溶液浓度低。提取液的量：加入提取液过多，色素溶液浓度低。4叶绿体中的色素对光的吸收特点(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对红橙光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。解析：滤纸条用于色素的分离；碳酸钙可以防止研磨过程中色素被破坏；无水乙醇用于色素的提取；二氧化硅可以使研磨充分。答案：C2如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断，用作实验材料的叶片颜色为()A红色B黄色C绿色D紫色解析：在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。答案：B3.如图表示某同学做叶绿体中色素的提取和分离实验的改进装置。下列与之有关的叙述中，错误的是()A应向培养皿中倒入层析液B应将滤液滴在a处，而不能滴在b处C实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)D实验能够得到很多个同心圆解析：改进实验中用到圆心定性滤纸，在定性滤纸的中心滴上滤液，在扩散中会逐步形成四个大小不同的同心圆，而不是很多个。答案：D要点二光合作用的过程1过程图解过程图解(1)光能在叶绿体中转换的具体过程(2)光能转换中的重要物质最初电子供体是少数处于特殊状态的叶绿素a；最终电子和氢供体H2O；最终电子和氢受体NADP。NADPH既是能量(活跃化学能)的载体，也是还原剂。NADPH、ATP和NADP、ADPPi将光反应和碳反应连接在一起。NADPH、ATP由叶绿体类囊体膜叶绿体基质；NADP、ADPPi由叶绿体基质叶绿体类囊体膜。光反应不仅需要有关酶，还需要色素，碳反应只需要酶。2.光合作用的总反应式及各元素去向4光合作用过程中，与光反应相比，碳反应阶段的特点是()A需要光、叶绿体色素和酶B在酶、ATP和H的作用下完成CO2的固定和三碳化合物的还原，最终形成有机物C把水光解为氢和氧气D把光能转化为储存在糖类中的化学能解析：碳反应阶段是一系列的酶促反应，主要的物质变化是CO2的固定和三碳化合物的还原。答案：B5光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段，下列有关叙述正确的是()A光反应不需要酶，碳反应需要酶B光反应消耗水，碳反应消耗ATPC光反应固定CO2，碳反应还原CO2D光反应储存能量，碳反应释放能量答案：B6.如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是()A结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3甲C结构A释放的O2可进入线粒体中D如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加解析：结构A为类囊体薄膜，分布有与光反应有关的色素和酶，能把光能转换为ATP、NADPH中活跃的化学能。从碳反应的过程可以看出，供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3甲。光合作用产生的O2可进入线粒体，被细胞呼吸所利用。在光合作用中，CO2首先被C5固定形成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。答案：D7如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A该反应的场所是叶绿体的类囊体BC3生成C6H12O6需要NADPH、ATP和多种酶C提高温度一定能促进C6H12O6的生成D无光条件有利于碳反应进行解析：图示有CO2的固定和C3的还原，此为光合作用的碳反应阶段，碳反应在叶绿体基质中进行。如果温度过高，会降低酶的活性，使酶促反应受影响，从而影响了C6H12O6的生成。无光时，ATP和NADPH不能形成，会影响C3的还原，从而不利于碳反应的进行。答案：B1光合作用光反应产生的物质有()AC6H12O6、NADPH、ATPBNADPH、CO2、ATPCNADPH、O2、ATP DC6H12O6、H2O解析：光反应中水的光解可以产生氧气，同时产生还原性氢，而且能将光能转换成活跃的化学能，储存在ATP中。答案：C2对光合作用过程中物质转变途径的叙述，错误的是()A碳原子：CO2C3糖类B氢原子：H2OATP糖类C氧原子：H2OO2D氧原子：CO2C3糖类解析：CO2固定后形成C3化合物，C3化合物还原形成糖类(CH2O)等有机物，H2O光解产生H和O2，H还原C3化合物后形成(CH2O)。答案：B3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解析：叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上，A选项错误。H2O在光下分解为H和O2的过程发生在类囊体的薄膜上，B选项错误。CO2的固定过程发生在叶绿体基质中，C选项错误。光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成的，D选项正确。答案：D4某同学得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到如图结果，则1、2、3、4四条色素带依次表示()A胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素bC叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素D叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素答案：AABCD解析：无水乙醇用于溶解绿叶中的色素，甲同学未加无水乙醇，其滤纸条上应无色素带；CaCO3能够防止研磨时色素被破坏，丙同学未加CaCO3，其滤纸条上叶绿素a、叶绿素b对应的色素带应较窄；SiO2能够使研磨更充分，丁同学未加SiO2，其滤纸条上的四种色素带均应较窄。乙同学操作正确，其滤纸条上的色素带应为正常的分布。答案：B6如图表示叶绿体的结构和功能，请回答下列问题：(1)光 反 应 是 在 _上 进 行 的 ， 因 为 这 里 分 布 着_；碳 反 应 是 在 _中 进 行 的 ， 因 为 这 里 分 布 着_。(2)光反应的生理意义是：光反应所产生的3_和 _，是碳反应所必需的_和_。(3)碳反应包括6_和_。(4)若突然降低CO2的浓度，则叶绿体中下列物质的含量变化是3 _，4_，C3_，C5_。