2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课前自主预习案3能量之源——光与光合作用
展开课前自主预习案3 能量之源——光与光合作用
[基础梳理——系统化]
知识点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构
1．叶绿体的结构示意图
(1)结构
↓决定
(2)功能：叶绿体是进行光合作用的场所
↑结论
(3)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位
[巧学助记]
叶绿体膜两层，基质基粒来组成，类囊体来堆叠，上有色素酶附着，吸收光能来转化，光合作用好场所。
2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
由图可以看出：
(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)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少，对绿光吸收量最少。
知识点二 光合作用的探索历程
科学家 | 结论 |
普利斯特利 | 植物可以更新污浊的空气 |
英格豪斯 | 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气 |
梅耶 | 光合作用把光能转换成化学能储存起来 |
萨克斯 | 植物叶片在光合作用中产生淀粉 |
恩格尔曼 | 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所 |
鲁宾和卡门 | 光合作用释放的氧气全部来自水 |
卡尔文 | 探明了CO2中的碳转化成有机物中碳的途径 |
知识点三 光合作用的过程
(1)图中：①O2，②[H]，③C3，④CO2。
(2)光反应和暗反应的比较
项目 | 光反应 | 暗反应 |
条件 | 光、色素、酶 | ATP、[H]、CO2、多种酶 |
场所 | 类囊体薄膜 | 叶绿体基质 |
物质 变化 | 水的光解、ATP的合成 | CO2的固定、C3的还原 |
能量 变化 | 光能转化为活跃的化学能 | 活跃的化学能转化为稳定的化学能 |
联系 | 光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成 | |
(3)光合作用和化能合成作用的比较
项目 | 光合作用 | 化能合成作用 | |
区别 | 能量来源 | 光能 | 氧化无机物放出的能量 |
代表生物 | 绿色植物 | 硝化细菌 | |
相同点 | 都能将CO2和H2O等无机物合成有机物 | ||
知识点四 光合作用原理的应用
1．光合作用强度
2．影响光合作用强度的因素
[基能过关——问题化]
一、连一连
光合作用的探究历程(连线)
二、判一判
1．判断捕获光能的色素相关叙述的正误。
(1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。(×)
(2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。(√)
(3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(√)
(4)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。(×)
(5)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(×)
(6)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积。(×)
2．判断有关光合作用叙述的正误。
(1)叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉。(×)
(2)光反应为暗反应提供[H]和H2O。(×)
(3)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生。(×)
(4)离体叶绿体基质中添加ATP、[H](NADPH)和CO2后，可完成暗反应。(√)
(5)光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的。(×)
(6)光反应将光能转化为稳定的化学能储存在ATP中。(×)
(7)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。(×)
(8)光合作用和细胞呼吸均能产生[H]，二者还原的物质不同。(√)
(9)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖。(√)
(10)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低。(√)
(11)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，其叶绿体内CO2的固定立即停止。(×)
三、议一议
1．为什么叶片一般呈现绿色？
提示：因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。
2．[必修1 P99“与社会的联系”]温室或大棚种植蔬菜时，最好选择________的玻璃、塑料薄膜，理由是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：无色透明 有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行
3．英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功，则只要有光照，植物一定能更新空气，对吗？
提示：不对，植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率，即净光合速率＞0，若光照强度不够充分(在光补偿点以下)，则植物不但不能更新空气，反而会使空气变得更浑浊。
4．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。请思考：
(1)本实验设置了哪些对照？其自变量和因变量分别是什么？实验结论分别是什么？
提示：图中d与e对照，其单一变量为有无光照，结果d部位经碘液检测显示蓝色，e部位不显示蓝色，表明光合作用制造淀粉必须有“光”。
图中a与b、d对照，其单一变量为叶绿体的有无，结果b、d部位经碘液检测显示蓝色，a部位不显示蓝色，表明光合作用制造淀粉，必须有“叶绿体”。
(2)实验中对植株进行暗处理，其目的是什么？
提示：该实验的关键是饥饿处理，其目的是使叶片中原有的营养物质运走或耗尽，增强了实验的说服力。
5．下面是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：
(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？
提示：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带
状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。
(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？
提示：排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰。
(3)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么？
提示：消耗掉细胞中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰。
(4)萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，目的是什么？
提示：防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。
(5)两实验设计中是如何形成对照的？
提示：恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。
