1、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
2、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 ，
3、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
4、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)分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸
5、上扩分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快；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
6、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
7、。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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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：AA BC D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_。
