
外表: ①_______
1.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能(1)結(jié)構(gòu)模式圖
②基質(zhì):含有與_______有關(guān)的酶
③____:由類囊體堆疊而成,分布有_____和與光反應(yīng) 有關(guān)的酶
↓決定(3)功能:進(jìn)行的場(chǎng)所。
2.葉綠體中的色素及色素的吸收光譜
由圖可以看出:(1)葉綠體中的色素只吸收_______,而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素對(duì)____________的吸收量大,類胡蘿卜素對(duì)______的吸收量大,對(duì)其他波段的光并非不吸收,只是吸收量較少。
紅光和藍(lán)紫光
1.判斷下列說法的正誤(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)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素( )(3)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同( )(4)植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光( )
與光合作用有關(guān)的色素只分布在葉綠體的類囊體薄膜上。
葉綠素a和葉綠素b都含有C、H、O、Mg等元素。
葉綠素a比葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值高。
植物主要的吸收峰在藍(lán)紫光區(qū)和紅光區(qū),綠光吸收最少,反射多,所以葉片呈現(xiàn)綠色。
(5)葉片黃化,葉綠體對(duì)紅光的吸收增多( )2.為什么葉片一般呈現(xiàn)綠色?3.為什么無色透明的大棚中植物的光合效率最高?
葉片黃化,說明葉片缺少葉綠素,葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,剩下的類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,因此葉片黃化,葉綠體對(duì)紅光的吸收減少。
提示 因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收很少,綠光被反射出來,所以葉片呈現(xiàn)綠色。
提示 無色透明大棚能透過日光中各種色光,有色大棚主要透過同色光,其他光被其吸收,所以無色透明的大棚中植物的光合效率最高。
4.如圖是恩格爾曼實(shí)驗(yàn)裝置改裝示意圖,光線先通過三棱鏡再通過葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿,一段時(shí)間后,水綿周圍好氧細(xì)菌分布無顯著變化,請(qǐng)分析其原因。
提示 三棱鏡將光分為七色光,葉綠體色素提取液主要吸收紅光和藍(lán)紫光,故透過三棱鏡再通過葉綠體色素提取液后照射到水綿上的光,沒有紅光和藍(lán)紫光,使水綿不同部位的光合作用變化不大,產(chǎn)生氧氣的量大致相同,因此水綿周圍好氧細(xì)菌分布無顯著變化。
1.如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷,以下說法不正確的是( ) A.由圖可知,類胡蘿卜素主要吸收400~500 nm波長的光B.用450 nm波長的光比600 nm波長的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度
題組一 根據(jù)吸收光譜確定光合色素的功能
類胡蘿卜素主要吸收400~500 nm波長的光。
據(jù)圖可知,用450 nm波長的光比600 nm波長的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度。
1.如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷,以下說法不正確的是( )C.由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后,葉綠體中C3的量增加D.土壤中缺乏鎂時(shí),植物對(duì)420~470 nm波長的光的利用量顯著減少
由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后,色素吸收光能增強(qiáng),光反應(yīng)增強(qiáng),C3還原加速,葉綠體中C3的量將減少。
葉綠素b主要吸收420~470 nm波長的光,缺鎂時(shí)葉綠素合成減少,所以此波段的光的利用量顯著減少。
2.將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上,可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長,單位為nm,暗帶表示溶液吸收該波長的光后形成的光譜)。則該色素是( ) A.類胡蘿卜素 B.葉黃素C.胡蘿卜素 D.葉綠素a
葉綠體中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素。其中,葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b,主要吸收紅光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素,主要吸收藍(lán)紫光。從圖中可以看出,該色素主要吸收了紅光和藍(lán)紫光,所以該色素為葉綠素a。
3.某研究小組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進(jìn)行了紅光照射光吸收測(cè)定和色素層析條帶分析(從上至下),與正常葉片相比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是( )A.光吸收差異顯著,色素帶缺第2條B.光吸收差異不顯著,色素帶缺第2條C.光吸收差異顯著,色素帶缺第3條D.光吸收差異不顯著,色素帶缺第3條
題組二 葉片顏色與其色素的相關(guān)性分析
胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光,所以缺少葉黃素時(shí)對(duì)紅光的吸收差異不顯著;葉綠體中色素層析后色素帶從上到下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。
4.紅楓是一種木本觀賞植物,在生長季節(jié)葉片呈紅色,下列關(guān)于該植物的敘述,正確的是( )A.紅楓葉片不含葉綠素B.紅楓葉片呈紅色是因?yàn)槲樟思t光C.紅楓葉片能吸收光能進(jìn)行光合作用D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用
紅楓葉片含葉綠素,可進(jìn)行光合作用,紅楓葉片呈紅色是因液泡中含有花青素,花青素是不能吸收光能進(jìn)行光合作用的。
考綱要求 光合作用的基本過程(Ⅱ)。
1.光合作用的探究歷程(連線)
2.光合作用的過程(1)反應(yīng)式: 。(2)過程
____________
___________
CO2+H2O ――→ (CH2O)+O2
___________________
1.判斷下列說法的正誤(1)細(xì)胞中不能合成ATP的部位是葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)( )(2)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中( )(3)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后,可完成暗反應(yīng)過程( )(4)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后,與對(duì)照組相比,其葉片光合作用強(qiáng)度下降的原因是光反應(yīng)強(qiáng)度和暗反應(yīng)強(qiáng)度都降低( )
光反應(yīng)的場(chǎng)所是類囊體薄膜,能夠形成ATP。
H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生葉綠體的類囊體薄膜上。
離體葉綠體基質(zhì)中含有暗反應(yīng)有關(guān)的酶,添加ATP、[H]和CO2后,可進(jìn)行暗反應(yīng)。
缺鎂影響葉綠素的合成,進(jìn)而影響光反應(yīng),導(dǎo)致光反應(yīng)強(qiáng)度下降,[H]和ATP減少,進(jìn)而影響暗反應(yīng)。
(5)在其他條件適宜情況下,在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照,并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析,在短時(shí)間內(nèi),葉綠體中C3和C5化合物含量都迅速增加( )
2.回答在光合作用探究歷程中的相關(guān)問題:(1)普利斯特利實(shí)驗(yàn)結(jié)果說服力不強(qiáng),應(yīng)如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)?(2)薩克斯實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量、實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組分別是什么?
根據(jù)光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)圖解可知,在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[ H ]供應(yīng)不足,導(dǎo)致暗反應(yīng)C3的還原受阻,所以C3迅速增加,而C5迅速減少。
提示 應(yīng)將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于玻璃罩內(nèi),作為空白對(duì)照。
提示 自變量為光的有無,因變量為顏色變化(有無淀粉生成),實(shí)驗(yàn)組是遮光處理組,對(duì)照組為曝光處理組。
3.根據(jù)提供的物質(zhì)和能量,利用箭頭構(gòu)建光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系模型(光能、[H]、ATP、ADP+Pi、H2O、O2、CO2、(CH2O)):4.根據(jù)同位素示蹤法判斷光合作用中C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑
(3)寫出魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。
提示 H2O+C18O2―→ 植物―→ O2;H218O+CO2 ―→ 植物―→ 18O2。
5.光照和CO2濃度變化對(duì)光合作用物質(zhì)變化的影響
1.(2013·海南,10)某植物葉片不同部位的顏色不同,將該植物在黑暗中放置48 h后,用錫箔紙遮蔽葉片兩面,如圖所示。在日光下照光一段時(shí)間,去除錫箔紙,用碘染色法處理葉片,觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍(lán)色,有的沒有出現(xiàn)藍(lán)色。其中,沒有出現(xiàn)藍(lán)色的部位是( )A.a、b和d B.a、c和eC.c、d和e D.b、c和e
題組一 探究光合作用歷程的實(shí)驗(yàn)分析
部位c、e被錫箔紙遮蓋,所以不能進(jìn)行光合作用,而a部位為黃白色,沒有葉綠素,不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉,所以加碘液不會(huì)變藍(lán)。
2.如圖表示較強(qiáng)光照且溫度相同以及水和小球藻的質(zhì)量相等的條件下,小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖。一段時(shí)間后,以下相關(guān)比較不正確的是( )A.Y2的質(zhì)量大于Y3的質(zhì)量B.④中小球藻的質(zhì)量大于①中小球藻的質(zhì)量C.②中水的質(zhì)量大于④中水的質(zhì)量D.試管①的質(zhì)量大于試管②的質(zhì)量
④和②中的水都為H218O,且含量相同。
Y1和Y3是O2,Y2和Y4是18O2,因此Y2的質(zhì)量大于Y3。
④中小球藻中含有(CH218O)的有機(jī)物,而①中小球藻含有(CH2O)的有機(jī)物。
在試管①和②中原有質(zhì)量相等的情況下,②中釋放出的是18O2,而①中釋放出的是O2,故剩余質(zhì)量①大于②。
3.(2015·福建,3)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)→2C3。為測(cè)定RuBP羧化酶的活性,某學(xué)習(xí)小組從菠菜葉中提取該酶,用其催化C5與14CO2的反應(yīng),并檢測(cè)產(chǎn)物14C3的放射性強(qiáng)度。下列分析錯(cuò)誤的是( )A.菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)B.RuBP羧化酶催化的上述反應(yīng)需要在無光條件下進(jìn)行C.測(cè)定RuBP羧化酶活性的過程中運(yùn)用了同位素標(biāo)記法D.單位時(shí)間內(nèi)14C3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高
題組二 分析光合作用的過程
RuBP羧化酶催化二氧化碳的固定,屬于暗反應(yīng),其場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。
暗反應(yīng)不需要光,有光和無光條件下都可進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)中利用14C標(biāo)記CO2并檢測(cè)產(chǎn)物放射性強(qiáng)度,即采用同位素標(biāo)記法。
單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物生成量可代表化學(xué)反應(yīng)的催化效率,酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率即可反映酶活性。
4.如圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a~g為物質(zhì),①~⑥為反應(yīng)過程,物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示,能量傳遞用虛線表示)。下列判斷錯(cuò)誤的是( ) A.圖中①表示水分的吸收,③表示水的光解B.c為ATP,f為[H]C.將b物質(zhì)用18O標(biāo)記,最終在(CH2O)中能檢測(cè)到放射性D.圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍(lán)紫光,綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能
①表示水分的吸收,③表示水的光解。
圖中a~g分別代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP+、CO2
光合色素具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用。
5.(2013·重慶,6)如圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述,正確的是( )A.t1→t2,葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加,基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多B.t2→t3,暗反應(yīng)限制光合作用。若在t2時(shí)刻增加光照,光合速率將再提高
水的光解、O2釋放發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上,而不是葉綠體基質(zhì)中。
t2→t3,限制光合速率的因素為CO2濃度,此時(shí)光照充足且恒定,若增加光照,光合速率不會(huì)提高。
題組三 分析條件驟變對(duì)光合作用物質(zhì)含量變化的影響
5.(2013·重慶,6)如圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述,正確的是( )C.t3→t4,光照強(qiáng)度不變,光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果D.t4后短暫時(shí)間內(nèi),葉綠體中ADP和Pi含量升高,C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低
t3→t4,暗反應(yīng)增強(qiáng),一定程度上加快ATP和ADP的轉(zhuǎn)化,同時(shí)促進(jìn)了光反應(yīng)。
突然停止光照,光反應(yīng)減弱甚至停止,類囊體薄膜上ATP合成受阻,ATP含量減少,ADP和Pi含量升高,被還原的C3化合物減少,直接產(chǎn)物含量降低。
6.如圖1表示光合作用部分過程的圖解,圖2表示改變光照后,與光合作用有關(guān)的C5和C3在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。請(qǐng)據(jù)圖回答問題:(1)圖1中A表示的物質(zhì)是____,它是由_____________產(chǎn)生的,其作用主要是______________。(2)圖1中ATP形成所需的能量最終來自于_________。若用放射性同位素標(biāo)記14CO2,則14C最終進(jìn)入的物質(zhì)是_______。
光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是[H]和ATP,由此可確定A是[H]。
[H]是由水光解后經(jīng)一系列過程產(chǎn)生的,
其作用主要是用于C3的還原。
光反應(yīng)中,光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存于ATP等化合物中,14CO2的同化途徑為14CO2→14C3→(14CH2O)。
6.如圖1表示光合作用部分過程的圖解,圖2表示改變光照后,與光合作用有關(guān)的C5和C3在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。請(qǐng)據(jù)圖回答問題:(3)圖2中曲線a表示的化合物是____,在無光照時(shí),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(shí),其含量下降的原因是:_______________________________________。
題干中已說明曲線a、b表示C3和C5的含量變化,光照停止后,光反應(yīng)停止,[H]和ATP含量下降,C3的還原減弱直至停止,而CO2的固定仍將進(jìn)行,因此C3含量相對(duì)升高,C5含量相對(duì)下降,即a表示C3,b表示C5。
CO2與C5結(jié)合形成C3,而C3不能被還原
C5與CO2結(jié)合形成C3,而C3不能被還原為C5
1.利用光合作用簡圖理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的關(guān)系
(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。(2)沒有光反應(yīng),暗反應(yīng)無法進(jìn)行;沒有暗反應(yīng),有機(jī)物無法合成,光反應(yīng)也會(huì)受到抑制。
2.模型法分析物質(zhì)的量的變化
(1)以上分析只表示條件改變后短時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)相對(duì)含量的變化,而非長時(shí)間。(2)以上各物質(zhì)變化中,C3和C5含量的變化是相反的,[H]和ATP含量變化是一致的。
考綱要求 實(shí)驗(yàn):葉綠體色素的提取和分離。
1.實(shí)驗(yàn)原理(1)提?。壕G葉中的色素能夠溶于_________而不溶于水,可用_________等有機(jī)溶劑提取色素。(2)分離:各種色素在_______中溶解度不同,_________的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢,從而使各種色素相互分離。2.實(shí)驗(yàn)步驟提取色素:稱取5 g的綠葉,剪碎,放入研缽中→加入少量______________和10 mL _________→研磨→過濾→將濾液收集到試管內(nèi)并塞嚴(yán)試管口制備濾紙條:將干燥的定性濾紙剪成略小于試管_________的濾紙條,將濾紙條一 端剪去_____,在距離剪角一端1 cm處用_____畫一條細(xì)的橫線
↓畫濾液細(xì)線:用__________吸取少量的濾液,沿鉛筆線均勻地_____________, 待濾液干后,再畫_____次 ↓分離色素:將適量的_______倒入試管中,將濾紙條輕輕插入_______中→用 _____塞緊試管口,裝置如圖所示 ↓觀察結(jié)果:濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶
(1)為什么需要選用新鮮綠色的葉片做實(shí)驗(yàn)材料?(2)為什么研磨時(shí)要迅速?為什么研磨時(shí)要加入少量的CaCO3和SiO2?(3)為什么盛放濾液的試管管口加棉塞?
提示 新鮮綠色的葉片中色素含量高,從而使濾液中色素含量較高,實(shí)驗(yàn)效果明顯。
提示 葉綠素不穩(wěn)定,易被破壞,因此研磨要迅速、充分,以保證提取較多的色素。二氧化硅破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),使研磨充分。碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。
提示 防止乙醇揮發(fā)和色素氧化。
(4)濾紙為什么需預(yù)先干燥處理?在制備濾紙條時(shí),為什么將一端的兩個(gè)角剪掉?(5)為什么畫濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻,而且待濾液細(xì)線干燥后再重復(fù)畫一兩次?(6)在層析時(shí),為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液?(7)分析濾紙條上色素帶寬窄不同的原因。
提示 干燥處理的目的是使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散;剪掉兩角的目的是防止層析液沿濾紙邊緣擴(kuò)散過快,從而保證色素帶分離整齊。
提示 畫濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻的目的是使分離出的色素帶平整不重疊;濾液細(xì)線干燥后再重復(fù)畫一兩次,使分離出的色素帶清晰分明。
提示 濾紙條上的濾液細(xì)線觸及層析液,會(huì)使色素直接溶解到層析液中,結(jié)果使濾紙條上得不到色素帶。
提示 不同種類的色素在綠葉中的含量不同,含量多的色素帶寬,反之色素帶窄。
(8)如圖是實(shí)驗(yàn)得到的色素在濾紙條上的分布圖示,分析比較各種色素的含量及其在層析液中的溶解度的大小。
提示?、偕睾浚喝~綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素。②溶解度大?。汉}卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b。
A.強(qiáng)光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低B.類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強(qiáng)光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰波長不同D.畫濾液線時(shí),濾液在點(diǎn)樣線上只能畫一次
題組一 葉綠體色素提取與分離的實(shí)驗(yàn)分析
強(qiáng)光照條件下,類胡蘿卜素含量增加。
1.(2015·江蘇,21)為研究高光強(qiáng)對(duì)移栽幼苗光合色素的影響,某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素,用石油醚進(jìn)行紙層析,如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是(多選)( )
Ⅲ是葉綠素a,Ⅳ是葉綠素b,都是主要吸收藍(lán)紫光和紅光,但吸收光譜的吸收峰波長不同。
濾液在點(diǎn)樣線上畫2~3次。
由圖示可知,強(qiáng)光下,Ⅲ、Ⅳ表示的葉綠素色素帶變窄。
2.下列對(duì)提取光合色素,進(jìn)行紙層析分離的實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋,正確的是( )A.未見色素帶,原因可能為材料是黃化葉片B.色素始終在濾紙上,是因?yàn)樯夭蝗苡趯游鲆篊.提取液呈綠色是由于其含有葉綠素a和葉綠素bD.胡蘿卜素處于濾紙條最前方,是因?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡?br/> 未見色素帶,可能的原因是沒有提取出色素或?yàn)V液細(xì)線浸入層析液使色素溶解在層析液里等。
色素溶解于層析液中,隨著層析液在濾紙條上擴(kuò)散。
葉綠素a呈藍(lán)綠色、葉綠素b呈黃綠色,所以光合色素提取液呈綠色。
胡蘿卜素處于濾紙條最前方,是因?yàn)槠湓趯游鲆褐械娜芙舛茸罡摺?br/>3.中國的飲食講究“色香味”,顏色會(huì)影響消費(fèi)。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素,他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。Ⅰ.提取葉綠素 綠色葉片 ――→ 提取液 ―→ 過濾液 ―→ 濃縮液 ―→ 葉綠素粗產(chǎn)品根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,請(qǐng)回答:(1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為_______________________________,原因是___________________________________________。
題組二 葉綠體中色素提取的實(shí)驗(yàn)操作與探究
色素易溶于有機(jī)溶劑不溶于水,因此提取食用葉綠素應(yīng)選用對(duì)人體無害的有機(jī)溶劑。
對(duì)人體無害的有機(jī)溶劑(食用酒精)
葉綠素溶于有機(jī)溶劑和應(yīng)考慮溶劑對(duì)人體的影響
注:葉綠素被破壞后變成黃褐色。根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,請(qǐng)回答:(2)表中Y應(yīng)該為____,原因是_________________________。
Ⅱ.探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響取一些葉綠素粗產(chǎn)品,配成一定濃度的溶液,于室溫(約25 ℃)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),方法和結(jié)果如下表。
以1.0作為pH梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,pH梯度為1.0,因此Y的數(shù)值為8.0。
(3)若用作食品色素,天然葉綠素色素不適用于______食品,否則______________________________________。(4)小李想了解葉綠素產(chǎn)品中是否含有其他色素,請(qǐng)你提供檢測(cè)方法并寫出主要步驟。______________________________________________________________________________________。
葉綠素被破壞會(huì)造成食品失綠而影響品質(zhì)
據(jù)題中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,酸性條件可破壞葉綠素。
紙層析法,其主要步驟:①制備濾紙條,②畫濾液細(xì)線,③用層析液分離色素,④觀察色素帶
檢測(cè)產(chǎn)品中是否含有其他色素,可利用教材實(shí)驗(yàn)的紙層析法。
4.植物的生長發(fā)育需要根從土壤中吸收水分和各種礦質(zhì)元素,科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)土壤中缺磷,會(huì)導(dǎo)致植株矮小,葉色暗綠。依據(jù)葉色變化判斷可能是缺少類胡蘿卜素,試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究葉色暗綠是否是因?yàn)槿绷自斐深惡}卜素缺乏所致。實(shí)驗(yàn)所需主要用具、試劑:燒杯、漏斗、試管、研缽、完全培養(yǎng)液、僅缺磷的完全培養(yǎng)液、無水乙醇、SiO2、CaCO3、層析液等。實(shí)驗(yàn)材料:正常生長的黃瓜幼苗。實(shí)驗(yàn)假設(shè):______________________________________。
根據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模纱_定該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)為:缺磷導(dǎo)致類胡蘿卜素缺乏,引起葉色暗綠。
缺磷導(dǎo)致類胡蘿卜素缺乏,引起葉色暗綠
實(shí)驗(yàn)步驟:第一步:取兩個(gè)燒杯編號(hào)為A、B,各放入同樣數(shù)量、_________________________________的黃瓜幼苗。第二步:A燒杯中加入完全培養(yǎng)液,B燒杯中加入等量____________________,置于相同且適宜的條件下培養(yǎng),培養(yǎng)到兩組黃瓜幼苗葉片出現(xiàn)顏色差異為止。第三步:分別從A、B兩組中選取_________,用__________提取葉片色素,用________法分離色素,觀察比較____________________________________________________。
利用溶液培養(yǎng)法來培養(yǎng)黃瓜幼苗,實(shí)驗(yàn)時(shí)要遵循對(duì)照原則和單一變量原則。等到完全培養(yǎng)液中和缺磷的完全培養(yǎng)液中黃瓜葉片出現(xiàn)顏色差異時(shí)進(jìn)行色素的提取和分離實(shí)驗(yàn),最終比較色素帶的寬度和顏色的深淺來確定假設(shè)是否成立。
同一品種且長勢(shì)相近、苗齡相同
A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺
實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè):(1)A、B兩組類胡蘿卜素色素帶寬度和顏色一致,說明缺磷導(dǎo)致的葉色暗綠,不是由于類胡蘿卜素缺乏所致。(2)____________________________________________________________________ __________________________________________________。
A組比B組類胡蘿卜素色素帶寬度大、顏色深(或B組缺少類胡蘿卜素色素帶),說明缺磷導(dǎo)致的葉色暗綠,是由于類胡蘿卜素缺乏所致
1.綠葉中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)異?,F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。②使用放置數(shù)天的葉片,濾液色素(葉綠素)太少。③一次加入大量的無水乙醇(正確做法:分次加入少量無水乙醇提取色素)。④未加碳酸鈣或加入過少,色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊:濾紙條上的濾液細(xì)線接觸到層析液。(3)濾紙條看不見色素帶①忘記畫濾液細(xì)線或沒有提取出色素。②濾液細(xì)線接觸到層析液,且時(shí)間較長,色素全部溶解到層析液中。
2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四大基本原則(1)單一變量原則:即除自變量(實(shí)驗(yàn)變量)以外,應(yīng)使實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的無關(guān)變量保持相同且適宜。如生物材料相同(大小、生理狀況、年齡、性別等)、實(shí)驗(yàn)器具相同(型號(hào)、潔凈程度等)、實(shí)驗(yàn)試劑相同(用量、濃度、使用方法等)和條件相同(保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌、振蕩等)。(2)對(duì)照原則:應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的自變量不同(其余因素都相同),以便減小實(shí)驗(yàn)誤差。(3)平行重復(fù)原則:在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然性,必須對(duì)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行足夠次數(shù)的重復(fù),以獲得多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值,保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。(4)科學(xué)性原則:指在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須有充分的科學(xué)依據(jù),即實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_,實(shí)驗(yàn)原理要正確,實(shí)驗(yàn)研究的材料和實(shí)驗(yàn)方法的選擇要恰當(dāng),整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路和實(shí)驗(yàn)方法的確定都不能偏離實(shí)驗(yàn)原理、有關(guān)的生物學(xué)知識(shí)及其他學(xué)科領(lǐng)域的基本知識(shí)。
知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 答題語句
1.葉綠體中的色素有4種,即葉綠素a、葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素。2.葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。3.吸收光能的四種色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。4.葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的巨大膜表面上,不僅分布著許多吸收光能的色素分子,還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。5.光合作用釋放的O2來自于H2O。6.光反應(yīng)階段就是葉綠體中的色素吸收光能,將H2O分解成[H]和O2,同時(shí)形成ATP的過程。7.暗反應(yīng)過程是在葉綠體基質(zhì)內(nèi),在多種酶催化下完成的,包括CO2的固定和C3的還原等過程。
探究高考 明確考向
1.(2015·四川,1)下列在葉綠體中發(fā)生的生理過程,不需要蛋白質(zhì)參與的是( )A.Mg2+吸收 B.O2擴(kuò)散C.光能轉(zhuǎn)換 D.DNA復(fù)制
葉綠體對(duì)Mg2+的吸收,需要細(xì)胞膜上載體蛋白的協(xié)助,也需要消耗ATP供能。
O2的擴(kuò)散是自由擴(kuò)散,既不需要載體蛋白協(xié)助,也不需要消耗能量。
光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過程中需要酶(蛋白質(zhì))作催化劑。
DNA復(fù)制需要DNA聚合酶、解旋酶等,也需要消耗ATP供能。
2.(2015·安徽,2)右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.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B.CO2可直接被[H]還原,再經(jīng)過一系列的變化形成糖類
在暗反應(yīng)中,綠葉通過氣孔從外界吸收進(jìn)來的二氧化碳,不能直接被[H]還原,它首先與C5結(jié)合,形成C3,C3接受ATP釋放的能量并被[H]還原,再經(jīng)一系列變化形成糖類,另一部分形成C5。
ATP中的能量轉(zhuǎn)化到有機(jī)物中,成為穩(wěn)定的化學(xué)能的過程,不參與CO2的固定。
2.(2015·安徽,2)右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( )
C.被還原的C3在相關(guān)酶的催化作用下,可再形成C5D.光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí),短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高
C3化合物被[H]還原后可再形成C5,此過程中需要酶參與。
光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí),會(huì)造成[H]和ATP在短時(shí)間內(nèi)減少,C5的合成速率下降,而其分解速率不變,所以C5的含量會(huì)下降。
3.(2014·新課標(biāo)Ⅰ,2)正常生長的綠藻,照光培養(yǎng)一段時(shí)間后,用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上,此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是( )A.O2的產(chǎn)生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP+比值下降
用黑布遮光后,此時(shí)光合作用的光反應(yīng)停止,光反應(yīng)的產(chǎn)物O2停止產(chǎn)生。
光照停止后,暗反應(yīng)中C3還原受影響,C5減少,CO2的固定減慢。
用黑布遮光后,此時(shí)光合作用的光反應(yīng)停止,光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP停止產(chǎn)生。
用黑布遮光后,光合作用的光反應(yīng)停止,光反應(yīng)的產(chǎn)物 [H](即NADPH)停止產(chǎn)生。
4.(2011·新課標(biāo),3)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后,與對(duì)照組相比,其葉片光合作用強(qiáng)度下降,原因是( )A.光反應(yīng)強(qiáng)度升高,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低B.光反應(yīng)強(qiáng)度降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低C.光反應(yīng)強(qiáng)度不變,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低D.光反應(yīng)強(qiáng)度降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度不變
鎂是合成葉綠素的原料,缺鎂培養(yǎng)液培養(yǎng)的植物葉綠素合成受阻,光反應(yīng)減弱,合成的[H]與ATP減少,從而使暗反應(yīng)強(qiáng)度也降低。
5.(2013·海南,8)關(guān)于葉綠素提取的敘述,錯(cuò)誤的是( )A.菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料B.加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞C.用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素D.研磨時(shí)加入石英砂可使葉片研磨更充分
葉綠體中的四種色素包括葉綠素a、葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素,它們都溶于無水乙醇。
6.(2015·全國Ⅰ,29)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響,科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定,每組處理的總時(shí)間均為135 s,處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:A組:先光照后黑暗,時(shí)間各為67.5 s;光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。B組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5 s;光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。
C組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75 ms(毫秒);光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。D組(對(duì)照組):光照時(shí)間為135 s;光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%?;卮鹣铝袉栴}:(1)單位光照時(shí)間內(nèi),C組植物合成有機(jī)物的量_____(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量,依據(jù)是_____________________________________________________________________;C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要_____,這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的______。
C組只用了D組一半的光照時(shí)間,其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%
C組只用了D組一半的光照時(shí)間,其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%,說明C組黑暗條件下進(jìn)行了部分光合作用,暗反應(yīng)消耗了ATP和[H],為下一次的光照時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)提供了充足的原料ADP、Pi和NADP+等,所以C組單位光照時(shí)間內(nèi),合成有機(jī)物的量較高。光合產(chǎn)物生成在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。
A組:先光照后黑暗,時(shí)間各為67.5 s;光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。B組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5 s;光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。C組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75 ms(毫秒);光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。回答下列問題:(2)A、B、C三組處理相比,隨著____________________的增加,使光下產(chǎn)生的__________能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。
A、B、C三組實(shí)驗(yàn)中光照時(shí)間之和均為67.5 s,但是處理方法不同,結(jié)果也不一樣,并且是單位時(shí)間內(nèi)光照和黑暗交替頻率越高,光合作用產(chǎn)物相對(duì)量越高,可知光照時(shí)產(chǎn)生的ATP和[H]在光照時(shí)沒有用完,可以在黑暗中繼續(xù)利用,還原C3化合物生成糖類等有機(jī)物及C5化合物,C5化合物繼續(xù)與CO2結(jié)合,因此提高了光合作用中CO2的同化量。
1.歷經(jīng)一個(gè)半世紀(jì),科學(xué)家們做過許多實(shí)驗(yàn),才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物。在下列幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)中,相關(guān)敘述不正確的是( )A.普利斯特利的實(shí)驗(yàn)證明了植物可以更新空氣B.薩克斯的實(shí)驗(yàn)也可證明光是光合作用的必要條件C.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量D.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中,用18O分別標(biāo)記H2O和CO2,證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自H2O而不是CO2
恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明氧氣是由葉綠體釋放出來的,葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,而不能定量分析光合作用生成的氧氣量。
2.將在黑暗中放置一段時(shí)間的葉片均分為4塊,置于不同的試管中,按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn),著色最淺的葉片所在的試管是( )
綠葉吸收綠光最少,植物在綠光下合成的淀粉最少,故與碘液反應(yīng)著色最淺。
注:“+”表示具有該條件。A.① B.② C.③ D.④
3.某植物(其葉片如圖一所示)放在黑暗中兩天后,根據(jù)圖二所示,處理其中一塊葉片。然后將整株植物置于陽光下4 h,取該葉片經(jīng)酒精脫色處理后,滴加碘液(棕黃色)顯色,下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的描述正確的是( )①X和Y兩部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要CO2?、赪和Y兩部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要葉綠素③顯色后X為藍(lán)色,Y為棕黃色
X處可進(jìn)行光合作用,Y處不能,因此實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果顯示出X為藍(lán)色,Y為棕黃色。
W和X兩部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要葉綠素。
X和Y兩部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要二氧化碳。
3.某植物(其葉片如圖一所示)放在黑暗中兩天后,根據(jù)圖二所示,處理其中一塊葉片。然后將整株植物置于陽光下4 h,取該葉片經(jīng)酒精脫色處理后,滴加碘液(棕黃色)顯色,下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的描述正確的是( )
④木塞處所顯顏色證明光合作用需要光A.①② B.①③ C.②④ D.③④
木塞夾著的葉片缺少光和二氧化碳,不能形成對(duì)照實(shí)驗(yàn),不能證明光合作用需要光。
4.如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖,下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.結(jié)構(gòu)A中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能B.供給14CO2,放射性出現(xiàn)的順序?yàn)镃O2→C3→甲C.結(jié)構(gòu)A釋放的O2可進(jìn)入線粒體中D.如果突然停止CO2的供應(yīng),短時(shí)間內(nèi)C3的含量將會(huì)增加
在光合作用中,CO2首先和C5結(jié)合生成C3,如果突然停止CO2的供應(yīng),則C3的生成量減少,而其消耗量不變,因此短時(shí)間內(nèi)C3的含量將會(huì)減少。
5.如圖為光合作用過程示意圖,在適宜條件下栽培小麥,如果突然將c降至低水平(其他條件不變),則a、b在葉綠體中含量的變化將會(huì)是( ) A.a上升、b下降 B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升
根據(jù)光合作用的過程可知,a、b為光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H],c為CO2。若CO2降至極低水平,則暗反應(yīng)中C3產(chǎn)生量降低,從而導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]積累。
6.光照是綠色植物進(jìn)行光合作用的必要條件,在光合作用中光的作用是( )①光合作用的能源?、诖呋疉TP的分解?、塾绊懭~綠素合成 ④調(diào)節(jié)氣孔開閉?、莨潭–O2A.①②③ B.②③④C.①③④ D.③④
光是光合作用的能源,葉綠素的合成需要光,光照強(qiáng)弱可調(diào)節(jié)氣孔開閉,①③④正確;光沒有催化作用,光與CO2的固定無直接關(guān)系,②⑤錯(cuò)誤。
7.利用無水乙醇提取出葉綠體中的色素,設(shè)法分離得到各種色素后,并將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素和混合液依次點(diǎn)樣在濾紙的1、2、3、4、5位置(如圖所示),當(dāng)濾紙下方浸入層析液后,濾紙條上各色素的正確位置應(yīng)為( )
1位置上的葉綠素b溶解度最低,在濾紙條的最下面;2位置上的葉綠素a溶解度排第三,從上到下,居于第三位;3位置上的葉黃素溶解度排第二,在濾紙條上的第二位;4位置上的胡蘿卜素溶解度最高,在濾紙條的最上面;5位置上的混合液形成四個(gè)點(diǎn)。
8.下列有關(guān)色素的敘述,正確的是( )A.葉綠素a和葉綠素b分布于葉綠體基質(zhì)中B.葉綠素比葉黃素更易溶于層析液C.葉綠體色素主要吸收綠光和藍(lán)紫光D.葉綠體色素與[H]和O2的形成有關(guān)
光合色素分布于葉綠體類囊體的薄膜上。
葉黃素比葉綠素的擴(kuò)散速度快,說明葉黃素更易溶于層析液。
葉綠體色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,對(duì)綠光吸收最少。
水光解產(chǎn)生[H]和O2與色素吸收光能有關(guān)。
A.a組處理會(huì)造成濾液呈黃綠色,因?yàn)椴糠秩~綠素會(huì)被破壞B.b組處理會(huì)造成濾液幾乎呈無色,因?yàn)槿~綠素不會(huì)溶解于蒸餾水中
9.在a、b、c 3個(gè)研缽中分別加入2 g剪碎的新鮮菠菜綠葉,并用3種不同方法按下表所示添加試劑,經(jīng)過研磨、提取、過濾得到了3種不同顏色的溶液,有深綠色、黃綠色和幾乎無色3種情況,下列選項(xiàng)中說法錯(cuò)誤的是( )
a組黃綠色,原因是碳酸鈣的作用是保護(hù)葉綠素,不加碳酸鈣會(huì)使部分葉綠素被破壞,導(dǎo)致濾液成黃綠色。
b組無色,原因是加入了SiO2和CaCO3,研磨出的葉綠素不溶于水而溶于有機(jī)溶劑,所以加水提取不到色素。
C.c組處理會(huì)造成濾液呈深綠色,經(jīng)分離會(huì)得到4條色素帶,其中第三條的顏色為藍(lán)綠色D.a組與b組相互對(duì)照,可以證明葉綠體中的色素易溶于乙醇
a組與b組相比,有兩個(gè)自變量,所以兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)照不能證明色素易溶于乙醇。
c組深綠色,原因是加入了乙醇、SiO2和CaCO3,研磨出葉綠素等色素能溶解于有機(jī)溶劑乙醇中;經(jīng)分離會(huì)得到四條色素帶,其中第三條的顏色為藍(lán)綠色即葉綠素a。
A.甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液B.乙可能是因?yàn)檠心r(shí)加入無水乙醇過多
葉綠體中的色素不溶于水,易溶于酒精等有機(jī)溶劑,若用蒸餾水作提取液和層析液,則層析結(jié)果中不應(yīng)含有色素。
研磨時(shí)加入無水乙醇過多,會(huì)使提取液濃度降低,層析后4種色素的含量均減少。
10.甲、乙、丙、丁四位同學(xué),利用新鮮綠色菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料,用紙層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí),由于操作不同,而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是( )
C.丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果D.丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3
綠葉中葉綠素(近點(diǎn)樣處兩條色素帶)含量應(yīng)多于類胡蘿卜素(遠(yuǎn)點(diǎn)樣處兩條色素帶),而丙中葉綠素明顯較少,不是理想結(jié)果。
若研磨時(shí)未加入CaCO3,會(huì)使葉綠素被有機(jī)酸破壞,層析后葉綠素含量減少,結(jié)果如丁所示。
11.圖甲表示某綠色植物進(jìn)行光合作用的示意圖,圖乙為外界因素對(duì)光合作用影響的關(guān)系圖。請(qǐng)分析回答:(1)圖甲中a、b兩個(gè)生理過程發(fā)生的場(chǎng)所是___________。若適當(dāng)提高CO2濃度,短時(shí)間內(nèi)圖中C的含量變化是_____。
甲中a表示二氧化碳的固定,b表示三碳化合物的還原,均為暗反應(yīng)中的物質(zhì)變化,暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。
若適當(dāng)提高CO2濃度,二氧化碳的固定會(huì)增強(qiáng),C3含量會(huì)增多,因此三碳化合物的還原利用的[H]和ATP增多,從而導(dǎo)致[H](即圖中C)含量下降。
11.圖甲表示某綠色植物進(jìn)行光合作用的示意圖,圖乙為外界因素對(duì)光合作用影響的關(guān)系圖。請(qǐng)分析回答:(2)圖甲中物質(zhì)D為______________,D的生成量可代表光合作用的強(qiáng)度。除此之外,下列哪些選項(xiàng)也能夠代表光合作用強(qiáng)度?____(多選)。A.O2的釋放量 B.C3化合物的量C.C5化合物的量 D.CO2的吸收量
(CH2O)(或糖類)
圖甲中物質(zhì)D為光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物,即(CH2O)(或有機(jī)物、糖類)。
光合作用過程中糖類的生成量、O2的釋放量和CO2的吸收量等均能代表光合作用強(qiáng)度。
(3)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),該植物夜晚雖然能吸收CO2,卻不能合成D,原因是____________________________________________________。(4)在電子顯微鏡下觀察,可看到葉綠體內(nèi)部有一些顆粒,它們被看作是葉綠體的脂質(zhì)倉庫,其體積隨葉綠體的生長而逐漸變小,可能的原因是______________________________________。
沒有光照,不能進(jìn)行光反應(yīng),不能為暗反應(yīng)提供[H]和ATP
顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)
在夜間沒有光照,不能進(jìn)行光反應(yīng),不能生成[H]和ATP,因此暗反應(yīng)中三碳化合物的還原將無法進(jìn)行。
葉綠體的生長過程就是葉綠體外膜、內(nèi)膜以及類囊體薄膜不斷生長的過程,而葉綠體膜的成分主要為磷脂和蛋白質(zhì),因此脂質(zhì)倉庫中的脂質(zhì)將用于葉綠體的生長而逐漸變小。
(5)乙圖中,如果X代表土壤中Mg2+濃度,則X可通過影響_______________的合成來影響光合速率;如果X代表CO2的含量,則X主要通過影響_______________的合成來影響光合速率。
如果X代表CO2的含量,CO2用于用于暗反應(yīng)中二氧化碳固定生成C3。
Mg2+是合成葉綠素的主要元素,Mg2+的缺少會(huì)影響光合速率。
12.在光照等適宜條件下,將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中,其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢(shì)如圖。請(qǐng)據(jù)圖回答問題:
(1)圖中物質(zhì)A是__________(C3化合物、C5化合物)。
CO2濃度降低時(shí),C3化合物合成速率降低而消耗繼續(xù),故C3化合物的濃度降低,所以物質(zhì)A代表的是C3化合物。
(2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中,物質(zhì)B的濃度比A的低,原因是___________________________________________________________________________________________________________________,
在正常情況下,1 ml CO2與1 ml C5化合物結(jié)合形成2 ml C3化合物,即C3化合物的濃度是C5化合物濃度的2倍。
暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定,即C3和C5化合物的含量穩(wěn)定,根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn),此時(shí)C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍
(2)將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后,物質(zhì)B濃度升高的原因是________________________________________________________________________________。
CO2濃度迅速下降到0.003%后,C5化合物的產(chǎn)生量不變而消耗量減少,故C5化合物的濃度升高。
當(dāng)CO2濃度突然降低時(shí),C5化合物的合成速率不變,消耗速率卻減慢,導(dǎo)致C5化合物積累
(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中,暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),物質(zhì)A的濃度將比B的____(低、高)。
CO2濃度繼續(xù)處于0.003%時(shí),因光反應(yīng)產(chǎn)物[H]和ATP的積累而抑制光反應(yīng)過程,引起暗反應(yīng)中C5化合物的濃度又逐漸降低,而C3化合物的濃度逐漸升高,在達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定時(shí),C3化合物的濃度仍是C5化合物濃度的2倍。
(4)CO2濃度為0.003%時(shí),該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時(shí)的___(高、低),其原因是_________________________________________________。
CO2濃度低時(shí),暗反應(yīng)的強(qiáng)度低,所需的ATP
CO2濃度較低時(shí),暗反應(yīng)減弱,需要的[H]和ATP量減少,故CO2濃度為0.003%時(shí),在較低的光照強(qiáng)度時(shí)就能達(dá)到最大光合速率。
13.為研究城市環(huán)境污染和某植物生命活動(dòng)的關(guān)系,研究者測(cè)定了不同污染程度下該植物葉片光合色素的含量,獲得的數(shù)據(jù)處理成下面的柱狀圖。請(qǐng)分析回答下列問題:
(1)提取葉片中光合色素時(shí)常使用__________________(試劑)研磨法來獲取色素,為使__________,還可加入少許二氧化硅。
色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中,可以用無水乙醇提取色素。
二氧化硅有助于研磨充分。
(2)紙層析法是分離葉片光合色素的簡便方法。若研究者用該方法能否獲得上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?為什么?_________________________________________________________________。
否。利用紙層析法只能在濾紙上觀察到分離的色素帶,不能定量分析色素
利用紙層析法只能在濾紙上觀察到分離的色素帶,不能定量分析色素含量。
(3)據(jù)圖可知,污染程度的加劇使_________________________(色素類型)的含量減少。
葉綠素(葉綠素a和葉綠素b)
據(jù)圖可知,污染程度的加劇使葉綠素a和葉綠素b的含量減少,類胡蘿卜素含量不變。
(4)污染加劇導(dǎo)致葉片中光合色素含量的變化會(huì)直接影響光合作用的_______階段,使其產(chǎn)生的__________減少,進(jìn)而導(dǎo)致葉片中制造有機(jī)物的量______。
葉綠素a和葉綠素b的含量減少直接影響光合作用的光反應(yīng)階段,光反應(yīng)產(chǎn)生ATP、[H]減少,葉片中制造有機(jī)物的量減少。
(5)請(qǐng)用化學(xué)反應(yīng)式來概括光合作用的過程。_____________________________。
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