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遮光 深藍色 無顏色變化 綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉,光合作用必需在有光條件下進行 恩 格 爾 曼
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好氧菌無空氣
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完全曝光 好氧菌只分布在葉綠體被光束照射部位 好氧菌分布在葉綠體所有受光部位 植物的光合作用產(chǎn)物之一是氧氣,它是由葉綠體釋放出來的,該實驗證實光合作用的場所是葉綠體。 魯賓 和 卡門
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H218O、CO2 向植物提供
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H2O、C18O2 釋放18O2 釋放O2 光合作用釋放的氧氣全部來自水。
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2.光合作用的物質(zhì)變化和能量變化(光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段的比較) 階段項目 光反應(yīng)階段 暗反應(yīng)階段 所需條件 必須有光、酶 有光無光均可、酶 進行場所 基粒類囊體膜 葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中 物質(zhì)變化 H2O分解成O2和[H]; ADP和Pi形成ATP 二氧化碳被C5固定成C3;C3被[H]還原,最終形成糖類; ATP轉(zhuǎn)化成ADP和Pi 能量轉(zhuǎn)換 光能轉(zhuǎn)變?yōu)?u>ATP中活躍化學能 ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學能 聯(lián)系 物質(zhì)聯(lián)系:光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H],在暗反應(yīng)階段用于還原C3; 能量聯(lián)系:光反應(yīng)階段生成的ATP,在暗反應(yīng)階段中將其儲存的化學能釋放出來,幫助C3形成糖類,ATP中的化學能則轉(zhuǎn)化為儲存在糖類中的化學能。 當其他條件不變:若突然停止光照,則C3增加,C5減少;
若突然停止CO2供應(yīng),則C5增加,C3減少。 四.典型例題 例1:下列是光合作用的幾個步驟,它們發(fā)生反應(yīng)的先后順序是( ) ①CO2的固定 ②釋放O2 ③葉綠素吸收光能 ④H2O的分解 ⑤C3被還原 A.③②④①⑤ B.③④②①⑤ C.④②③⑤① D.④③②⑤① 例2:將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的CO2條件下。如果將環(huán)境中CO2含量突然降至極低水平,此時葉肉細胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是( ) A. 上升;下降;上升 B. 下降;上升;下降 C. 下降;上升;上升 D. 上升;下降;下降 課堂練習 一.單項選擇題
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1.對綠色植物光合作用最有效的一組光是( ) A.紅光和黃綠色 B.黃光和藍紫光 C.紅光和橙光 D.紅光和藍紫光
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2.下面關(guān)于葉綠體的敘述,錯誤的是( ) A.是植物細胞中最重要的一種質(zhì)體 B.是植物進行光合作用的細胞器 C.內(nèi)含的葉綠素等色素分布在基質(zhì)中 D.光合作用所需的酶分布在類囊體薄膜上和基質(zhì)中
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3.某科學家用含碳同位素14C的二氧化碳來追蹤光合作用中碳原子在下列分子中的轉(zhuǎn)移,最可能的途徑是( ) A.二氧化碳→葉綠素→ADP B.二氧化碳→葉綠素→ATP C.二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖 D.二氧化碳→酒精→葡萄糖
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4.右圖在光合作用的暗反應(yīng)中①和②化學過程是( ) A.①氧化,②固定 B.①固定,②還原
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C.①分解,②氧化 D.①還原,②氧化
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5. 光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)有( ) A. C6H12O6、〔H〕、ATP B.〔H〕、CO2、ATP C.〔H〕、O2、ATP D.
C6H12O6、CO2、H2O
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6. 下列選項中,對光合作用影響最小的是 A.葉綠體色素的含量 B.五碳化合物的含量 C.氮氣的含量 D.二氧化碳的含量 二.非選擇題
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7.下圖為光照和CO 2濃度改變后,與光合作用有關(guān)的C 5化合物和C 3化合物在細胞內(nèi)的變化曲線。 (1)曲線a表示 ,在無光照時其含量下降的原因是 ; 曲線b表示 ,在CO2濃度降低時含量下降的原因是 。 (2)由(1)得出光照強度和CO2濃度與光合作用的關(guān)系是:前者主要影響 ;后者主要影響 。
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8.下圖是光合作用過程實驗圖解,請分析實驗結(jié)果 (1)裝置C中產(chǎn)生含碳有機物是由于在裝置A中結(jié)構(gòu)( ) 進行了 反應(yīng),為在結(jié)構(gòu)( ) 中進行的 反應(yīng)提供了 等物質(zhì)的緣故。 (2)裝置B中不能產(chǎn)生含14C的有機物,主要是結(jié)構(gòu)①中缺少 和 。 (3)此實驗說明葉綠體是進行光合作用完整的 單位。 (4)適當增強 ,增加 ,以及適當提高溫度可提高 ,從而提高含碳的有機物的產(chǎn)量,并能產(chǎn)生較多的 。
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9. 圖甲、乙、丙分別表示某植物光合作用速率與光照強度之間的關(guān)系、溫度與光合速率之間的關(guān)系及葉綠體色素對不同波長光線的相對吸收量:
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(1)若甲圖所示曲線為陰性植物,則陽性植物曲線與此相比較C點___(填“上/下/左/右/不變”)移,A點____(填“上/下/左/右/不變”)移 (2)由乙圖知,40℃時,植物體___(能/不能)顯示生長現(xiàn)象;而5℃時狀態(tài)可用甲圖中____(填“A/B/C”)點表示 (3)用玻璃大棚種植蔬菜時,應(yīng)選擇光強為_____(填“A/B/C”)、溫度為____℃(填一個具體數(shù)值),及____顏色______(填透明或不透明)的玻璃。 課后練習
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一、選擇題 1. 生長旺盛的葉片,剪成5毫米見方的小塊,抽去葉內(nèi)氣體,做下列處理,這四種處理中,沉入底部的葉片小塊最先浮起的是( )
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2.光合作用中,光能轉(zhuǎn)變成活躍化學能發(fā)生在( ) A.水的光解 B.ATP的水解 C.CO2的固定 D.三碳化合物還原
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3.生長在較弱光照條件下的植物,當提高CO2濃度時,其光合作用速度并未隨之增加,主要限制因素是
( ) A.呼吸作用和暗反應(yīng) B.光反應(yīng) C.暗反應(yīng)
D.呼吸作用
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4.用含同位素18O的水來澆灌植物,經(jīng)光照后,18O可發(fā)現(xiàn)于( ) A.生成的葡萄糖中 B.生成的淀粉中 C.合成的蛋白質(zhì)中 D.周圍的空氣中
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5.將一棵重約0.2kg的柳樹,栽培于肥沃的土壤中,兩年后連根挖出;稱其干重達11kg,增加的這10余千克,主要來源于 ( ) A.土壤中的礦質(zhì)元素
B.土壤中的水 C.大氣中的O2 D.大氣中的CO2
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6.右圖為四種植物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)在不同光照強度下光合作用速率的曲線,其中最適于在蔭蔽條件下生長的植物是( ) A.Ⅰ B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
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7. 將兩個枝條分別置于營養(yǎng)液中。其中一枝僅保留一張葉片(甲),另一枝保留兩張葉片(乙、丙),葉片置玻璃盒中密封(玻璃盒大小足以保證實驗順利進行),在甲葉和乙葉的盒中注入14CO2,裝置如圖。光照一段時間后,可以檢測到放射性的葉片
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A.僅在甲中 B.尖在甲和乙中 C.僅在甲和丙中 D.在甲、乙和丙中
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8.葉綠體色素的紙層析結(jié)果顯示,葉綠素b位于層析濾紙的最下端,原因是( ) A.分子量最小
B.分子量最大 C.在層析液中的溶解度最小 D.在層析液中的溶解度最大
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9.(07北京理綜)科學家研究CO2 濃度、光照強度和溫度對同一植物光合作用強度的影響,得到實驗結(jié)果如下圖。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是
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A.光照強度為a時,造成曲線II和III光合作用強度差異的原因是CO2 濃度不同
B.光照強度為 b 時,造成曲線 I和 II光合作用強度差異的原因是溫度的不同
C.光照強度為a~b,曲線 I、II光合作用強度隨光照強度升高而升高
D.光照強度為a~c,曲線 I、III光合作用強度隨光照強度升高而升高
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10.將單細胞綠藻置于25℃,適宜光照和充足CO2條件下培養(yǎng),經(jīng)過一段時間后,突然停止光照,發(fā)現(xiàn)綠藻體內(nèi)三碳化合物的含量突然上升,這是由于( ) ①光反應(yīng)停止,由于沒有[H]和ATP供應(yīng),三碳化合物不能形成糖類等有機物,因而積累了許多三碳化合物。②暗反應(yīng)仍進行,CO2與五碳化合物結(jié)合,繼續(xù)形成三碳化合物。③光反應(yīng)停止,不能形成ATP。④光反應(yīng)仍進行,形成ATP
A.④③② B.③②①
C.④②
D.③②
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11.測試光合作用強度與光照強度之間的關(guān)系,可通過實測一片葉子在不同光照強度條件下的CO2吸收和釋放的情況繪制曲線。能代表細胞中發(fā)生的情況與曲線中C點相符的一項是( )
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12. 利用小球藻培養(yǎng)液進行光合作用實驗時,在其中加入抑制暗反應(yīng)的藥物后,發(fā)現(xiàn)在同樣的光照條件下釋放氧氣的速率下降。主要原因是
A.葉綠素吸收光能的效率下降 B.〔H〕等的積累,光反應(yīng)速率減慢 C.合成ATP所需酶的活性受到抑制 D.暗反應(yīng)中生成的水減少,使光反應(yīng)的原料不足
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13.(08江蘇)下列關(guān)于葉綠體和光合作用的描述中,正確的是 A.葉片反射綠光故呈綠色,因此日光中綠光透過葉綠體的比例最小 B.葉綠體的類囊體膜上含有自身光合作用所需的各種色素 C.光照下葉綠體中的ATP主要是由光合作用合成的糖經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的 D.光合作用強烈時,暗反應(yīng)過程直接將3個CO2分子合成一個三碳化合物
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14.(08江蘇)葉綠體的DNA能指導(dǎo)自身小部分蛋白質(zhì)在葉綠體內(nèi)的合成。下列敘述中錯誤的是 A.葉綠體DNA能夠轉(zhuǎn)錄
B.葉綠體DNA是遺傳物質(zhì) C.葉綠體內(nèi)存在核糖體
D.葉綠體功能不受細胞核調(diào)控
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二.多項選擇題 15.在下圖曲線中,有M、N、O、P、Q五個點,對它們的含義的敘述正確的是
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A.M點時,植物既進行光合作用,也進行呼吸作用,且光合作用強度弱于呼吸作用強度 B.N點時,植物體只進行呼吸作用;O點時,植物體的光合作用強度等于呼吸作用強度 C.Q點時,光照強度不再是影響光合速率的主要因素 D.P點前,影響光合速率的主要因素是光照強度
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16.對下圖各曲線所表示的生物學意義的敘述中.正確的是 ( )
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A.甲圖可表示光照強度與光合作用強度的關(guān)系 B.乙圖可表示二氧化碳濃度與光合作用強度的關(guān)系 C.丙圖可表示酵母菌細胞呼吸時氧氣濃度與二氯化碳生成量的關(guān)系 D.丁圖可表示氧氣濃度與人體紅細胞吸收葡萄糖的關(guān)系
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三.非選擇題 17.把載有新鮮水綿和細菌的臨時裝片,置于顯微鏡載物臺上觀察。光線從反光鏡反射上來后,可看到細菌從分散狀態(tài)逐漸向水綿方向運動,水綿附近細菌的密度增加。如果在反光鏡上方放置一個三棱鏡,七種不同顏色的光束照射水綿的不同部位,這時看到細菌逐漸聚集成明顯的兩堆(如圖所示)。
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請回答: (1)根據(jù)上述實驗可以判斷這類細菌的異化作用類型是 ,作出這一判斷的依據(jù)是
。 (2)放置三棱鏡后,細菌聚集成兩堆的原因是
。
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18.從經(jīng)過饑餓處理的植物的同一葉片上陸續(xù)取下面積相同的葉圓片,稱其干重。在不考慮葉片內(nèi)有機物向其他部位轉(zhuǎn)移的情況下分析: (1)葉圓片y比葉圓片x
(輕或重),原因是
。 (2)(y-x)g可代表
。
A.呼吸作用消耗的養(yǎng)料
B.蒸騰作用散失的水分
C.光合作用中有機物的凈增量 D.光合作用中有機物的制造量 (3)葉圓片z比葉圓片Y
(重或輕),原因是
。 (4)在下午4時至晚上10時這段時間里,呼吸作用的速率可表示為
。 (5)如果從上午10時到下午4時這段時間里,溫度不變,呼吸作用速率不變(與下午4時至晚上10時呼吸速率相同),則這段時間里制造的有機物為
g。
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19.下圖是驗證光合作用某過程的實驗裝置,請據(jù)圖分析回答下列問題:
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(1)當用氧的同位素 18O分別標記通入乙裝置的CO 2(C 18O 2)和甲裝置的H 2O(H 218O)時,可以證明
。 (2)在甲乙兩裝置剛置備完畢的一段時間內(nèi),若溫度不變,而逐漸增大光照強度,兩裝置的O2的生成量會_________;若溫度和光照條件均不變,而逐漸增大CO2的通入量,那么,兩裝置的O2的生成量則會_________,這說明兩裝置內(nèi)的光合作用_________,其可能原因是___________________。 (3)當其他條件不變,而光照強度從通常的10千勒克司增加到60千勒克司時,光合作用主要產(chǎn)物的變化情況是___________________。
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20.將一個小綠色植物放入一個三角瓶中,如下圖所示。在瓶中安放一個測定瓶中CO2濃度的傳感器,將瓶口用橡膠塞塞上。傳感器的另一端與計算機連接,以監(jiān)測一段時間內(nèi)瓶中CO2濃度的變化。
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圖1
圖2 加水試管 綠色植物 傳感器 連接微機 如果用此裝置進行植物光合作用速率的測定,請寫出實驗步驟及注意事項: (1)在適宜條件下,首先將該裝置置于 條件下,此時測得的數(shù)值是
。 (2)再將該裝置置于
下,此時測得的數(shù)值是
。 (3)如果上圖2為該植物在步驟(1)(2)中測得的實驗數(shù)據(jù),根據(jù)圖中數(shù)據(jù),該植物在單位時間(分)內(nèi),光合作用速率為
。 (4)為使此研究結(jié)果更為科學,可采取的措施為
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21.(08上海)請回答下列有關(guān)光合作用的問題。 (1)光合作用受到溫度、二氧化碳和光照強度的影響。其中,光照強度直接影響光合作用的
過程;二氧化碳濃度直接影響光合作用的
過程。 (2)甲圖表示在二氧化碳充足的條件下,某植物光合速度與光照強度和溫度的關(guān)系。 1)在溫度為10℃、光照強度大于
千勒克司時,光合速度不再增加。當溫度為30℃、光照強度小于L3千勒克司時,光合速度的限制因素是
。 2)根據(jù)甲圖,在乙圖的坐標上標出光照強度為L2千勒克司,溫度分別為10℃、20℃和30℃時的光合速度。 (3)丙圖表示A、B兩種植物的光合速度與光照強度的關(guān)系。 1)當在 千勒克司光照強度條件下,A、B兩種植物的光合速度相同。 2)A植物在光照強度為9千勒克司時,2小時單位葉面積可積累葡萄糖 mg。(計算結(jié)果保留一位小數(shù)。相對原子質(zhì)量C-12,H-1,O-16) 3)A植物在1天內(nèi)(12小時白天,12小時黑夜),要使有機物積累量為正值,白天平均光照強度必須大于 千勒克司。 答 案 例1:答案:B 例2:解析:從光合作用的反應(yīng)過程進行分析:在光合作用過程中,CO2參與暗反應(yīng),CO2與C5化合物結(jié)合,生成兩個C3化合物,當CO2突然減少時,這個過程必然受阻,因而導(dǎo)致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的減少,又使暗反應(yīng)中C3化合物還原成葡萄糖的過程受阻,消耗光反應(yīng)提供的ATP量也減少,使細胞中ATP含量上升。 答案:C 課堂練習 1―6
DCCBCC
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二、非選擇題 7.(1)五碳化合物 CO2在還原過程中因缺NADPH和ATP不能產(chǎn)生C5化合物,而CO2仍然固定形成
三碳化合物 CO2的減少導(dǎo)致C3化合物產(chǎn)生減少,而C3化合物仍然被還原為C5化合物 (2)光反應(yīng)階段 暗反應(yīng)階段
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8.(1)①葉綠體類囊體膜上 光 ②基質(zhì) 暗 ATP(或NADPH+) (2)固定CO2的C5(或RuBP)
有關(guān)酶 (3)結(jié)構(gòu)
(4)光照 CO2濃度 光合速率 O2
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9.(1)右 下
(2)不能 B (3)C 25 無 透明 課后練習 1―5
CABDD 6―10DDCDB 11―14DBBD 15 CD 16 AC
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三、非選擇題 17.(1)需氧型(有氧呼吸型) 水綿光合作用放出氧氣
(2)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,葉綠體被 紅光和藍紫光照射部位光合作用較強,放出的氧氣多
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18.(1)重 經(jīng)過光照后葉片光合作用積累了有機物;重量增加 (2)C (3)輕 黑暗中葉片呼吸作用消耗了有機物,重量減輕 (4)(y-z)/6 (5)2y-x-z
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19.(1)光合作用產(chǎn)生的氧氣來自反應(yīng)物中的水 (2)較明顯地增加 慢慢增加 效率在不斷增強 甲乙兩裝置的小球藻的數(shù)量隨著小球藻的不斷繁殖而不斷增加 (3)先是隨著光照強度的增大,其生成速率不斷增大,當光照強度增大到一定程度時,其生成速率將保持基本穩(wěn)定的狀態(tài)。
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20.(1)黑暗 該條件下植物呼吸作用速率 (2)適宜光照 光合速率與呼吸速率的差值(即凈光合作用速率)
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(3)82.55ppmCO2/min (4)要重復(fù)測量多次,取平均值(說明:先在光下實驗,后在暗處實驗也可)
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21.(1)光反應(yīng) 暗反應(yīng) (2)1)L1 光照強度 2)見下圖 (3)1)6 2)10.9 3)6
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