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高中生物人教版必修一5.4能量之源——光与光合作用 同步训练
一、单选题
1.(2022高二下·郑州期末)下列有关一些生物学实验的叙述,正确的是( )
A.质壁分离复原的细胞,其形态不再发生改变,此时细胞液浓度将与外界溶液相等
B.健那绿可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,细胞质接近无色
C.CO2会使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变黄再变绿
D.提取色素时碳酸钙有助于研磨充分,二氧化硅防止研磨中色素被破坏
【答案】B
【知识点】观察线粒体和叶绿体;叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、发生质壁分离复原后的细胞,由于细胞壁的支撑作用,细胞吸水量受到限制,其细胞液浓度可能大于外界溶液浓度,A错误;
B、健那绿染液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色,通过染色可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布,B正确;
C、CO2会使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,C错误;
D、提取色素时碳酸钙防止研磨中色素被破坏,二氧化硅有助于研磨充分,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离的现象。将已经发生质壁分离的植物细胞放到清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
2、二氧化碳的检测:①使澄清的石灰水变浑浊。②使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
3、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种,它们能够溶解在层析液中,但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之则慢。研磨绿叶时,加入二氧化硅有助于研磨得更充分,加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
2.(2022·汕头模拟)在黑藻中,叶绿体非常丰富,但在嫩叶中叶绿体数目不多,下列有关用黑藻作实验材料的实验,叙述不正确的是( )
A.黑藻可用于叶绿体色素的提取和分离实验
B.黑藻嫩叶可用于高倍显微镜观察叶绿体实验
C.黑藻液泡为无色,不可用于观察植物细胞质壁分离及复原实验
D.将黑藻叶片制成临时装片,可用于探究环境因素对光合作用强弱的影响实验
【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体;叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原
【解析】【解答】A、黑藻中,叶绿体非常丰富,可用于叶绿体色素的提取和分离实验,A正确;
B、在嫩叶中含有叶绿体,可用于高倍显微镜观察叶绿体实验,B正确;
C、黑藻液泡为无色,但叶绿体是绿色,可用于观察植物细胞质壁分离及复原,C错误;
D、黑藻叶片制成临时装片,可用于探究环境因素对光合作用强弱的影响,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种,它们能够溶解在层析液中,但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之则慢。色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
2、 用高倍镜观察,可见叶绿体呈椭球形或球形。观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等。由于叶绿体本身含有色素,呈绿色,所以不需要染色。
3、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离的现象。将已经发生质壁分离的植物细胞放到清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
4、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化:
(1)改变光照条件:光照由强到弱,二氧化碳供应不变,光反应减弱,NADPH、ATP减少,氧气产生量减少,C3还原减弱,二氧化碳固定正常,C3含量上升,C5含量下降,(CH2O)合成量减少。
(2)改变二氧化碳浓度:光照不变,二氧化碳供应减少,暗反应减弱,二氧化碳固定减弱,C3还原正常,C3含量下降,C5含量上升,NADPH、ATP增加,氧气产生量减少,(CH2O)合成量减少。
3.(2022高一下·湖北期中)将新鲜菠菜绿叶中的色素用无水乙醇提取,在圆形滤纸中央滴一滴色素提取液,待滤液干后,重复一到两次。再用滴管缓慢在中心处滴加层析液,层析分离后的结果如图所示,有4个近似同心的色素圆环。以下叙述正确的是( )
A.色素带4为胡萝卜素
B.色素带2中的色素在层析液中的溶解度比3中的小
C.提取色素时需加入少量CaCO3和SiO2
D.若用缺镁的菠菜叶片做该实验,则1、2两色素环变窄
【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素带4扩散速度最慢为叶绿素b,A错误;
B、由图可知,色素带2中的色素扩散速度比色素带3快,说明色素带2在层析液中的溶解度比3中的大,B错误;
C、在提取色素时需加入少量的CaCO3,其作用是中和有机酸,防止色素被破坏,加入SiO2有助于研磨充分,C正确;
D、叶绿素中含有镁元素,色素带3和4分别是叶绿素a和叶绿素b,若缺镁,则叶绿素含量减少,所以若用缺镁的菠菜叶片做该实验,则3、4两色素环变窄,D错误。
故答案为:C。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种,它们能够溶解在层析液中,但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之则慢。研磨绿叶时,加入二氧化硅有助于研磨得更充分,加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
4.(2022高一下·湖北期中)光合作用和呼吸作用是重要的生命活动,意义重大,下列叙述,正确的是( )
A.线粒体是有氧呼吸的主要场所,没有线粒体的细胞也可能进行有氧呼吸
B.叶绿体内膜上的光合色素吸收转化光能
C.剧烈运动时,人体产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质
D.要选用透气性不好的消毒纱布包扎伤口来抑制微生物的细胞呼吸,防止感染
【答案】A
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、线粒体是有氧呼吸的主要场所,但是只要含有与有氧呼吸有关的酶即可进行有氧呼吸,因此能进行需氧呼吸的细胞不一定含有线粒体,如某些好氧细菌,A正确;
B、叶绿体类囊体薄膜上的光合色素吸收转化光能,B错误;
C、剧烈运动时,人体产生的CO2来自线粒体基质,人体细胞无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,C错误;
D、要选用透气性好的消毒纱布包扎伤口来抑制微生物的无氧呼吸,防止感染,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
(1)有氧呼吸:
第一阶段:在细胞质基质中进行,葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+大量ATP。
(2)无氧呼吸:在细胞质基质中进行。
第一阶段:葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:丙酮酸+[H]酒精+CO2/丙酮酸+[H]乳酸。
2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成.光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中): CO2被C5固定形成C3, C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
5.(2022高一下·长春月考)下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙、丁依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
B.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大
C.水稻在收获时节,叶片中色素量的变化是(甲+乙)<(丙+丁)
D.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】 A、根据扩散的距离可判断,甲、乙、丙、丁依次表示叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,A错误;
B、四种色素都能溶解在层析液中,丁色素(胡萝卜素)的溶解度最大,B错误;
C、水稻在收获时节呈黄色,主要是叶绿素含量小于类胡萝卜素含量,即(甲+乙)<(两+丁),C正确;
D、提取色素时加入碳酸钙是为了保护色素,加入的二氧化硅是为了研磨充分,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、叶绿体中的色素:
①色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
②溶解度大小:胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
2、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用:
① 无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素。
② 层析液用于分离色素。
③二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分。
④碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
6.(2021高一上·抚顺期末)如图中X代表某一生物学概念,其内容包括①②③④四部分。下列与此概念图相关的描述错误的是( )
A.若X是人体细胞干重中含量最多的4种元素,则①~④代表C、O、N,H
B.若X表示植物细胞的结构,则①~④代表细胞壁、细胞膜、细胞器、细胞核
C.若X为DNA中的四种含氨碱基,则①~④表示腺嘌吟、鸟嘌吟、尿嘧啶、胸腺嘧啶
D.若X为叶绿体中提取出来的四种色素在滤纸条上由上到下的顺序,则①~④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
【答案】B,C
【知识点】DNA与RNA的异同;叶绿体色素的提取和分离实验;组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、人体细胞干重中含量最多的是蛋白质(主要元素组成为C、O、N、H),因此人体细胞干重最多的4种元素是C、O、N、H,A正确;
B、若X表示植物细胞的结构,则①~④代表细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核,B错误;
C、DNA的四种含氮碱基为腺嘌吟、鸟嘌吟、胞嘧啶、胸腺嘧啶,C错误;
D、由于溶解度的差异,胡萝卜素的溶解度最大,在滤纸条上扩散最快,因此①~④可分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,D正确。
故答案为:BC。
【分析】1、组成细胞的元素中,C、H、O、N这四种元素的含量很高,在细胞鲜重中,O>C>H>N,在细胞干重中,C>O>N>H。
2、DNA和RNA的比较:
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中,在叶绿体和线粒体中有少量存在
一般是双链结构
RNA 核糖核苷酸
核糖
A、C、G、U
主要存在细胞质中
一般是单链结构
3、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
7.(2021高三上·五华月考)某人做叶绿体中色素分离实验时,使用的是圆形滤纸。实验结束时在圆形滤纸上形成四个同心色素圆环,则最外圈所呈颜色为( )
A.橙黄色 B.黄色 C.蓝绿色 D.黄绿色
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】由圆形滤纸上形成四个同心色素圆环,可推知色素由滤纸中心随层析液向四周扩散。因为胡萝卜素的溶解度最大,在滤纸上扩散得最快,所以位于最外圈,胡萝卜素为橙黄色,A项正确。
故答案为:A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色、最窄)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b(黄绿色)。
8.(2021高三上·浙江月考)图表示某植物叶片光合色素的总吸收光谱,下列叙述正确的是( )
A.波长为400~500nm之间主要是红橙光
B.据吸收光能的百分比可知叶绿素b含量最多
C.不同季节的植物叶片,其吸收光谱没有明显差异
D.色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关
【答案】D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、波长为400~500nm之间主要是蓝紫光,A错误;
B、光合色素中叶绿素a的含量大于叶绿素b,B错误;
C、不同季节的植物叶片中,不同色素的含量不同,如秋季叶黄素的含量增加,叶绿素含量减少,因此其吸收光谱存在明显差异,C错误;
D、色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关,如绿光几乎不被吸收而被反射,故看到的叶片是绿色的,D正确。
故答案为:D。
【分析】叶绿体中的色素包括:叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素包括叶绿素a与叶绿素b,类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。色素对绿光吸收最少,因此绿光被反射出来,使得叶片呈现绿色。
9.(2021·蚌埠模拟)下面是以小麦为实验材料所进行的实验,其中叙述正确的是( )
A.可以利用小麦根尖分生区细胞进行质壁分离和复原实验
B.用显微镜观察染色后的小麦根尖成熟区细胞,可观察到染色体
C.将发芽的种子研磨液置于试管内,加入斐林试剂后,加热立即呈现砖红色
D.在分离新鲜小麦绿叶中色素时,若各条色素带较窄,可能是研磨时未加SiO2
【答案】D
【知识点】检测还原糖的实验;叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原
【解析】【解答】A、小麦根尖分生区细胞没有大液泡,不能发生质壁分离和复原现象,A错误;
B、小麦根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞,不再进行细胞分裂,观察不到染色体,B错误;
C、将发芽的种子研磨液置于试管内,加入斐林试剂后,水浴加热反应一段时间后,才会出现砖红色沉淀,C错误;
D、研磨时未加SiO2会使研磨不充分,色素释放的少,导致层析后各色素带均变窄,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
2、斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。
3、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
10.(2022高一下·深州期末)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃、30℃,如图曲线表示该植物在25℃时光合速率与光照强度的关系。若将温度调节到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是( )
A.a点上移,b点左移,m值上升 B.a点上移,b点左移,m值不变
C.a点下移,b点右移,m值下降 D.a点下移,b点右移,m值上升
【答案】C
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】a点表示细胞呼吸强度,故a点下移;b点表示光合作用强度=细胞呼吸强度时的光照强度,要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等,需增大光照强度以使光合作用强度增大,故b点右移;m值等于光合作用强度-细胞呼吸强度,故m值下降。
综上所述,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】曲线中补偿点和饱和点的移动规律
CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点,CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度),位于横轴上。
①呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。
②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。
③阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
二、实验探究题
11.(2021高一上·双鸭山期末)如图是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答:
(1)提取绿叶中的色素常用的提取溶剂是 (具体名称),并在提取过程中加入少量的二氧化硅和碳酸钙,其中加入二氧化硅的目的是 ,加入碳酸钙的目的是 。
(2)利用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线时, (填“需要”或“不需要”)重复几次。
(3)图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部放有 (尼龙布、纱布、滤纸)。
(4)如图是提取绿叶中的光合色素后在滤纸条上分离后的条带,请根据有关知识回答下列问题:
①图表示色素在滤纸条上的分离结果,其中标号 代表的色素在层析液中的溶解度最小。 色素带③④主要吸收 光。
②滤纸上的色带从下到上分别是什么色素: 、 、 、
【答案】(1)无水乙醇;使研磨更加充分;防止研磨过程中色素被破坏
(2)需要
(3)尼龙布
(4)④;蓝紫光和红光;叶绿素b;叶绿素a;叶黄素;胡萝卜素
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】(1)绿叶中的色素能溶解于有机溶剂,故可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素,在提取过程中,需加入少量的二氧化硅和碳酸钙,其中加入二氧化硅的目的是使研磨更加充分,加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中色素被破坏。
(2)利用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线时,需要重复几次,目的是增加色素的含量,以保证有足够的色素使分离的效果更好。
(3)过滤研磨液时,漏斗底部不能用滤纸,因为色素可吸附在滤纸上,一般用一层尼龙布过滤。
(4)①各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素,溶解度大,扩散速度快,溶解度小,扩散速度慢,滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。④叶绿素b代表的色素在层析液中的溶解度最小,扩散速度最慢。 色素带③④分别为叶绿素a和叶绿素b,主要吸收蓝紫光和红光。
②滤纸上的色带从下到上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素。
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种,它们能够溶解在层析液中,但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之则慢。研磨绿叶时,加入二氧化硅有助于研磨得更充分,加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
2、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色,胡萝卜素呈橙黄色,叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
3、色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
4、溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
12.(2021高三上·朝阳期中)丛枝菌根真菌(AMF)能够与许多陆生植物形成菌根共生体,促进宿主植物生长。研究者研究不同类型AMF对高粱生长的影响。
(1)与根瘤菌相比,AMF细胞结构最主要的特点是 。
(2)研究者选择三种不同的AMF菌种,分别标记为GE、GI和GM,等量接种经 处理的土壤基质中,对照组(CK)不接种AMF。
(3)将高粱播种于上述土壤基质,90天后在植株相同位置取0.5g叶片提取色素,为 ,可加入二氧化硅,并加入 提取光合色素,测量其中叶绿素含量,结果如下。
由图可知,三种AMF均能提高 ,其中GM对叶绿素的提升更为显著。
(4)对高粱叶片光合特性和植株生物量进行测定,结果如下。
胞间CO2浓度μmol·mol-1 气孔导管mmolH2O·m-2·s-1 净光合速率μmolCO2·m-2·s-1
CK 150 24 3.73
GE 200 36 4.25
GI 257 43 5.36
GM 164 32 5.57
①上述三种AMF最能提高高粱产量的是 ,并综合(3)、(4)研究进行分析
②GI叶片净光合速率最高,但植株生物量最低,根据已有知识推测导致这种现象的原因是 。
【答案】(1)具有成形的细胞核
(2)灭菌
(3)研磨充分;无水乙醇;叶绿素 a、叶绿素 b和两种色素的总量
(4)GM;GM 能够提高高粱叶片叶绿素含量进而提高光反应速率,另一方面,通过提高气孔导度,提高胞间二氧化碳浓度,进而提高暗反应速率,有助于提高光合产物的积累;虽然净光合速率最高,但由于从叶片输出的光合产物被根部呼吸作用(或被与根部共生的GI)大量消耗,导致植株生物量最低
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】(1)根瘤菌属于原核生物,而AMF属于真核生物,原核细胞与真核细胞在细胞结构上的区别为有无核膜包被的细胞核,所以与根瘤菌相比,AMF细胞结构最主要的特点是具有成形的细胞核。
(2)微生物的培养过程中微生物应接种在无菌的培养基中以防止其他微生物的干扰,因此应将GE、GI和GM接种在经灭菌处理的土壤基质中。
(3)由于叶绿素易溶于有机溶剂中,所以提取叶绿素的试剂为无水乙醇,并在该实验中要加入二氧化硅和碳酸钙,二氧化硅可使研磨更充分,碳酸钙可防止色素遭到破坏。因此为了使研磨充分,可加入二氧化硅,并加入无水乙醇提取光合色素,测量其中叶绿素的含量;根据图中显示可知:接种AMF菌种的GE、GI和GM三组与不接种AMF菌种的CK组相比叶绿素 a、叶绿素 b和两种色素的总量均有所提高,所以三种AMF均能提高叶绿素 a、叶绿素 b和两种色素的总量。
(4)生物量是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质的总量,根据图中生物量显示:GE组和GM组均能提高高粱的生物量,但GM组提高的最显著;根据(3)、(4)题综合分析可知GM组能显著提高高粱产量的原因是因为GM 能够提高高粱叶片叶绿素含量进而提高光反应速率,另一方面,通过提高气孔导度,提高胞间二氧化碳浓度,进而提高暗反应速率,有助于提高光合产物的积累;
光合作用产生有机物的量减去呼吸作用消耗有机物的量等于植物有机物的积累量,即净光合作用量,因此GI叶片净光合速率最高,但植株生物量最低的原因是由于从叶片输出的光合产物被根部呼吸作用(或被与根部共生的GI)大量消耗,导致植株生物量最低。
【分析】1、原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁,遗传物质DNA分布的区域称拟核;无染色体 有核膜和核仁;核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体,无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素,主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
2、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
13.(2021高三上·珠海月考)某生物兴趣小组将野生型拟南芥的叶片分别置于弱光和强光下进行照射,其中强光照射时只对叶片中部留出的一条缝隙进行照射,其他部分遮光。一段时间后,叶片颜色发生如下图l所示变化。甲同学认为叶片颜色变浅是因为强光照射导致叶绿素分解导致的,乙同学认为是强光下叶绿体发生了位置移动导致的。请回答下列问题:
(1)正常情况下,拟南芥叶片呈绿色,从叶绿体色素角度分析,其原因是 。
(2)若要证明甲同学的观点是否正确,可以分别选取弱光、强光及自然光照射的拟南芥叶片进行 ,并比较叶绿素含量变化。
(3)乙同学查阅相关资料后了解到,叶绿体是一种动态的细胞器,随光照强度的变化,其分布和位置会发生改变,该过程称为叶绿体定位。用野生型拟南芥和CHUP1(一种细胞骨架蛋白)基因突变型拟南芥重复以上实验,叶绿体分布结果如下图2。
据此推测,叶绿体定位需要借助 (填细胞结构)进行.CHUP1基因突变型拟南芥进行强光照射后的叶片颜色 。
(4)依据图2分析,叶绿体定位的意义是在弱光条件下 ,在强光条件下 。
【答案】(1)叶绿素含量高,叶绿素反射绿光
(2)叶绿体色素的提取和分离
(3)细胞骨架;颜色变化不明显(或没有变浅,)
(4)叶绿体汇集到细胞顶部(或受光部位),最大限度吸收光能;叶绿体移动到细胞两侧(或避光部位),避免被强光灼伤
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验;细胞骨架
【解析】【解答】(1)正常情况下,叶绿素含量高,色素吸收绿色光最少,绿光被反射回来,使叶片显示绿色。
故答案为: 叶绿素含量高,叶绿素反射绿光 。
(2)甲同学认为叶片颜色变浅是因为强光照射导致叶绿素分解导致的, 若要证明甲同学的观点是否正确,可以分别选取弱光、强光及自然光照射的拟南芥叶片进行叶绿体色素的提取和分离,并比较叶绿素含量变化。
故答案为: 叶绿体色素的提取和分离 。
(3)细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。故叶绿体的定位需要借助细胞骨架进行, CHUP1基因突变型拟南芥中叶绿体被锚定不能移动,进行强光照射后的叶片颜色变化不明显(或没有变浅,)。
故答案为: 细胞骨架 ; 颜色变化不明显(或没有变浅,) 。
(4)由图2可知,正常叶绿体定位的意义是在弱光条件下叶绿体汇集到细胞顶部(或受光部位),最大限度吸收光能;在强光条件下叶绿体移动到细胞两侧(或避光部位),避免被强光灼伤。
故答案为: 叶绿体汇集到细胞顶部(或受光部位),最大限度吸收光能 ; 叶绿体移动到细胞两侧(或避光部位),避免被强光灼伤 。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色、最窄)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b(黄绿色)。色素吸收绿色光最少,绿光被反射回来,使叶片显示绿色。
2、细胞质中的细胞器并非是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
14.(2022高二下·江苏期末)小麦是我国最主要的粮食作物之一,其产量直接关系到国家粮食安全。干旱胁迫会降低小麦的生长速度和生物量积累,造成小麦减产。因此,小麦的抗旱生长调节机制的研究已成为当前研究的热点之一。请回答下列问题:
(1)小麦的光反应过程包括多个反应,其中最重要的是发生在两种叶绿素蛋白质复合体(称为光系统Ⅰ和光系统Ⅱ)中的电子被光激发的反应,如图1所示。据图可知,光系统Ⅱ中,光使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态,这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ,这时一部分丢失的能量便转化为 中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由 中的电子补充;光系统Ⅰ中也有高能电子,其作用是形成 。图示反应发生的场所是 。
(2)5氨基乙酰丙酸(5ALA)是一种潜在的植物生长调节剂,为研究5ALA能否增强植物抵御干旱的能力,科研人员选取小麦为实验材料,检测不同处理组别中小麦的气孔导度和光合速率,结果如图2所示。此研究过程中,实验的自变量有 ,比较组别 ,可以说明5ALA能缓解干旱胁迫,但并不能使小麦光合速率恢复正常。
(3)研究发现,由叶绿体psbA基因编码的D1蛋白是光系统Ⅱ反应中心的重要蛋白,干旱胁迫对D1的损伤最为明显,外源5ALA如何缓解干旱胁迫的呢?某研究小组拟进行下列实验。实验材料、用具:生长状况相同的小麦若干、PEG、5ALA、相关测定设备等。请完成下表。
实验步骤的目的 简要操作过程
确定正式实验所需喷施的5ALA浓度 预实验:配置① 梯度的5ALA溶液,处理生长状况相同的小麦
控制变量,开展实验 喷施PEG模拟② 环境 正式实验:随机将小麦均分为4组,甲组为对照组,乙组喷施5 ALA溶液,丙组喷施PEG,丁组喷施PEG+5ALA溶液
③分析 适宜条件培养一定时间,测定不同处理组别中小麦幼苗psbA基因的相对表达量和净光合速率(Pn)
(4)图3和图4是研究小组记录的相关数据。据图分析,外施5ALA提高了psbA基因的表达量,加快受损D1蛋白的周转,可 (填“增加”或“减少”)光系统Ⅱ结构和功能的破坏, 了小麦幼苗的净光合速率,从而缓解了干旱对小麦造成的伤害。
【答案】(1)ATP;H2O;NADPH;类囊体膜
(2)是否干旱、是否施加5ALA;1组、3组和4组
(3)系列浓度;干旱;5ALA抗旱的原因
(4)减少;提高
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)由图1可知,光系统Ⅱ中,光使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态,这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ,这时一部分丢失的能量便转化为ATP。光系统Ⅱ中丢失的电子由水电离补充。光系统Ⅰ中产生的高能电子,用于形成了NADPH,参与卡尔文循环。图示反应为光合作用的光反应阶段,在叶绿体类囊体薄膜上进行。
(2)图2中,自变量为是否干旱和是否施加5ALA,因变量为气孔导度和光合速率。其中1,2组为对照组,2、3、4组为实验组,对比1,3组,说明干旱使光合速率和气孔导度减小,对比1,3,4组,说明5ALA能缓解干旱胁迫使光合速率有小幅增加,但并不能使小麦光合速率恢复正常。
(3)在做预实验时,应设置合理的5ALA浓度梯度,以确定适宜的5ALA浓度。PEG可吸收细胞中的水分,用来模拟干旱环境造成的干旱胁迫。通过测定psbA基因的相对表达量和净光合速率,可分析出5ALA在抗旱时对psbA基因的调控作用,从而得出psbA基因抗旱的原因。
(4)据图3、4分析,丙组应该为对照组,其余几组为外施5ALA的实验组,外施5ALA提高了psbA基因的表达量,加快受损D1蛋白的周转,而D1蛋白是光系统Ⅱ反应中心的重要蛋白,故处理后可减少光系统Ⅱ结构和功能的破坏,从而增加小麦幼苗的净光合速率。
【分析】光合作用过程:
(1)光反应: 叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶I(NADP+)结合,形成还原型辅酶I(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样,光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。
(2)暗反应:从外界吸收的CO2,在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子,在相关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。随后,一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列的变化,又形成C5。
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高中生物人教版必修一5.4能量之源——光与光合作用 同步训练
一、单选题
1.(2022高二下·郑州期末)下列有关一些生物学实验的叙述,正确的是( )
A.质壁分离复原的细胞,其形态不再发生改变,此时细胞液浓度将与外界溶液相等
B.健那绿可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,细胞质接近无色
C.CO2会使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变黄再变绿
D.提取色素时碳酸钙有助于研磨充分,二氧化硅防止研磨中色素被破坏
2.(2022·汕头模拟)在黑藻中,叶绿体非常丰富,但在嫩叶中叶绿体数目不多,下列有关用黑藻作实验材料的实验,叙述不正确的是( )
A.黑藻可用于叶绿体色素的提取和分离实验
B.黑藻嫩叶可用于高倍显微镜观察叶绿体实验
C.黑藻液泡为无色,不可用于观察植物细胞质壁分离及复原实验
D.将黑藻叶片制成临时装片,可用于探究环境因素对光合作用强弱的影响实验
3.(2022高一下·湖北期中)将新鲜菠菜绿叶中的色素用无水乙醇提取,在圆形滤纸中央滴一滴色素提取液,待滤液干后,重复一到两次。再用滴管缓慢在中心处滴加层析液,层析分离后的结果如图所示,有4个近似同心的色素圆环。以下叙述正确的是( )
A.色素带4为胡萝卜素
B.色素带2中的色素在层析液中的溶解度比3中的小
C.提取色素时需加入少量CaCO3和SiO2
D.若用缺镁的菠菜叶片做该实验,则1、2两色素环变窄
4.(2022高一下·湖北期中)光合作用和呼吸作用是重要的生命活动,意义重大,下列叙述,正确的是( )
A.线粒体是有氧呼吸的主要场所,没有线粒体的细胞也可能进行有氧呼吸
B.叶绿体内膜上的光合色素吸收转化光能
C.剧烈运动时,人体产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质
D.要选用透气性不好的消毒纱布包扎伤口来抑制微生物的细胞呼吸,防止感染
5.(2022高一下·长春月考)下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙、丁依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
B.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大
C.水稻在收获时节,叶片中色素量的变化是(甲+乙)<(丙+丁)
D.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分
6.(2021高一上·抚顺期末)如图中X代表某一生物学概念,其内容包括①②③④四部分。下列与此概念图相关的描述错误的是( )
A.若X是人体细胞干重中含量最多的4种元素,则①~④代表C、O、N,H
B.若X表示植物细胞的结构,则①~④代表细胞壁、细胞膜、细胞器、细胞核
C.若X为DNA中的四种含氨碱基,则①~④表示腺嘌吟、鸟嘌吟、尿嘧啶、胸腺嘧啶
D.若X为叶绿体中提取出来的四种色素在滤纸条上由上到下的顺序,则①~④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
7.(2021高三上·五华月考)某人做叶绿体中色素分离实验时,使用的是圆形滤纸。实验结束时在圆形滤纸上形成四个同心色素圆环,则最外圈所呈颜色为( )
A.橙黄色 B.黄色 C.蓝绿色 D.黄绿色
8.(2021高三上·浙江月考)图表示某植物叶片光合色素的总吸收光谱,下列叙述正确的是( )
A.波长为400~500nm之间主要是红橙光
B.据吸收光能的百分比可知叶绿素b含量最多
C.不同季节的植物叶片,其吸收光谱没有明显差异
D.色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关
9.(2021·蚌埠模拟)下面是以小麦为实验材料所进行的实验,其中叙述正确的是( )
A.可以利用小麦根尖分生区细胞进行质壁分离和复原实验
B.用显微镜观察染色后的小麦根尖成熟区细胞,可观察到染色体
C.将发芽的种子研磨液置于试管内,加入斐林试剂后,加热立即呈现砖红色
D.在分离新鲜小麦绿叶中色素时,若各条色素带较窄,可能是研磨时未加SiO2
10.(2022高一下·深州期末)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃、30℃,如图曲线表示该植物在25℃时光合速率与光照强度的关系。若将温度调节到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是( )
A.a点上移,b点左移,m值上升 B.a点上移,b点左移,m值不变
C.a点下移,b点右移,m值下降 D.a点下移,b点右移,m值上升
二、实验探究题
11.(2021高一上·双鸭山期末)如图是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答:
(1)提取绿叶中的色素常用的提取溶剂是 (具体名称),并在提取过程中加入少量的二氧化硅和碳酸钙,其中加入二氧化硅的目的是 ,加入碳酸钙的目的是 。
(2)利用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线时, (填“需要”或“不需要”)重复几次。
(3)图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部放有 (尼龙布、纱布、滤纸)。
(4)如图是提取绿叶中的光合色素后在滤纸条上分离后的条带,请根据有关知识回答下列问题:
①图表示色素在滤纸条上的分离结果,其中标号 代表的色素在层析液中的溶解度最小。 色素带③④主要吸收 光。
②滤纸上的色带从下到上分别是什么色素: 、 、 、
12.(2021高三上·朝阳期中)丛枝菌根真菌(AMF)能够与许多陆生植物形成菌根共生体,促进宿主植物生长。研究者研究不同类型AMF对高粱生长的影响。
(1)与根瘤菌相比,AMF细胞结构最主要的特点是 。
(2)研究者选择三种不同的AMF菌种,分别标记为GE、GI和GM,等量接种经 处理的土壤基质中,对照组(CK)不接种AMF。
(3)将高粱播种于上述土壤基质,90天后在植株相同位置取0.5g叶片提取色素,为 ,可加入二氧化硅,并加入 提取光合色素,测量其中叶绿素含量,结果如下。
由图可知,三种AMF均能提高 ,其中GM对叶绿素的提升更为显著。
(4)对高粱叶片光合特性和植株生物量进行测定,结果如下。
胞间CO2浓度μmol·mol-1 气孔导管mmolH2O·m-2·s-1 净光合速率μmolCO2·m-2·s-1
CK 150 24 3.73
GE 200 36 4.25
GI 257 43 5.36
GM 164 32 5.57
①上述三种AMF最能提高高粱产量的是 ,并综合(3)、(4)研究进行分析
②GI叶片净光合速率最高,但植株生物量最低,根据已有知识推测导致这种现象的原因是 。
13.(2021高三上·珠海月考)某生物兴趣小组将野生型拟南芥的叶片分别置于弱光和强光下进行照射,其中强光照射时只对叶片中部留出的一条缝隙进行照射,其他部分遮光。一段时间后,叶片颜色发生如下图l所示变化。甲同学认为叶片颜色变浅是因为强光照射导致叶绿素分解导致的,乙同学认为是强光下叶绿体发生了位置移动导致的。请回答下列问题:
(1)正常情况下,拟南芥叶片呈绿色,从叶绿体色素角度分析,其原因是 。
(2)若要证明甲同学的观点是否正确,可以分别选取弱光、强光及自然光照射的拟南芥叶片进行 ,并比较叶绿素含量变化。
(3)乙同学查阅相关资料后了解到,叶绿体是一种动态的细胞器,随光照强度的变化,其分布和位置会发生改变,该过程称为叶绿体定位。用野生型拟南芥和CHUP1(一种细胞骨架蛋白)基因突变型拟南芥重复以上实验,叶绿体分布结果如下图2。
据此推测,叶绿体定位需要借助 (填细胞结构)进行.CHUP1基因突变型拟南芥进行强光照射后的叶片颜色 。
(4)依据图2分析,叶绿体定位的意义是在弱光条件下 ,在强光条件下 。
14.(2022高二下·江苏期末)小麦是我国最主要的粮食作物之一,其产量直接关系到国家粮食安全。干旱胁迫会降低小麦的生长速度和生物量积累,造成小麦减产。因此,小麦的抗旱生长调节机制的研究已成为当前研究的热点之一。请回答下列问题:
(1)小麦的光反应过程包括多个反应,其中最重要的是发生在两种叶绿素蛋白质复合体(称为光系统Ⅰ和光系统Ⅱ)中的电子被光激发的反应,如图1所示。据图可知,光系统Ⅱ中,光使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态,这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ,这时一部分丢失的能量便转化为 中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由 中的电子补充;光系统Ⅰ中也有高能电子,其作用是形成 。图示反应发生的场所是 。
(2)5氨基乙酰丙酸(5ALA)是一种潜在的植物生长调节剂,为研究5ALA能否增强植物抵御干旱的能力,科研人员选取小麦为实验材料,检测不同处理组别中小麦的气孔导度和光合速率,结果如图2所示。此研究过程中,实验的自变量有 ,比较组别 ,可以说明5ALA能缓解干旱胁迫,但并不能使小麦光合速率恢复正常。
(3)研究发现,由叶绿体psbA基因编码的D1蛋白是光系统Ⅱ反应中心的重要蛋白,干旱胁迫对D1的损伤最为明显,外源5ALA如何缓解干旱胁迫的呢?某研究小组拟进行下列实验。实验材料、用具:生长状况相同的小麦若干、PEG、5ALA、相关测定设备等。请完成下表。
实验步骤的目的 简要操作过程
确定正式实验所需喷施的5ALA浓度 预实验:配置① 梯度的5ALA溶液,处理生长状况相同的小麦
控制变量,开展实验 喷施PEG模拟② 环境 正式实验:随机将小麦均分为4组,甲组为对照组,乙组喷施5 ALA溶液,丙组喷施PEG,丁组喷施PEG+5ALA溶液
③分析 适宜条件培养一定时间,测定不同处理组别中小麦幼苗psbA基因的相对表达量和净光合速率(Pn)
(4)图3和图4是研究小组记录的相关数据。据图分析,外施5ALA提高了psbA基因的表达量,加快受损D1蛋白的周转,可 (填“增加”或“减少”)光系统Ⅱ结构和功能的破坏, 了小麦幼苗的净光合速率,从而缓解了干旱对小麦造成的伤害。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】观察线粒体和叶绿体;叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、发生质壁分离复原后的细胞,由于细胞壁的支撑作用,细胞吸水量受到限制,其细胞液浓度可能大于外界溶液浓度,A错误;
B、健那绿染液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色,通过染色可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布,B正确;
C、CO2会使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,C错误;
D、提取色素时碳酸钙防止研磨中色素被破坏,二氧化硅有助于研磨充分,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离的现象。将已经发生质壁分离的植物细胞放到清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
2、二氧化碳的检测:①使澄清的石灰水变浑浊。②使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
3、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种,它们能够溶解在层析液中,但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之则慢。研磨绿叶时,加入二氧化硅有助于研磨得更充分,加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
2.【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体;叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原
【解析】【解答】A、黑藻中,叶绿体非常丰富,可用于叶绿体色素的提取和分离实验,A正确;
B、在嫩叶中含有叶绿体,可用于高倍显微镜观察叶绿体实验,B正确;
C、黑藻液泡为无色,但叶绿体是绿色,可用于观察植物细胞质壁分离及复原,C错误;
D、黑藻叶片制成临时装片,可用于探究环境因素对光合作用强弱的影响,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种,它们能够溶解在层析液中,但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之则慢。色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
2、 用高倍镜观察,可见叶绿体呈椭球形或球形。观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等。由于叶绿体本身含有色素,呈绿色,所以不需要染色。
3、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离的现象。将已经发生质壁分离的植物细胞放到清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
4、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化:
(1)改变光照条件:光照由强到弱,二氧化碳供应不变,光反应减弱,NADPH、ATP减少,氧气产生量减少,C3还原减弱,二氧化碳固定正常,C3含量上升,C5含量下降,(CH2O)合成量减少。
(2)改变二氧化碳浓度:光照不变,二氧化碳供应减少,暗反应减弱,二氧化碳固定减弱,C3还原正常,C3含量下降,C5含量上升,NADPH、ATP增加,氧气产生量减少,(CH2O)合成量减少。
3.【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素带4扩散速度最慢为叶绿素b,A错误;
B、由图可知,色素带2中的色素扩散速度比色素带3快,说明色素带2在层析液中的溶解度比3中的大,B错误;
C、在提取色素时需加入少量的CaCO3,其作用是中和有机酸,防止色素被破坏,加入SiO2有助于研磨充分,C正确;
D、叶绿素中含有镁元素,色素带3和4分别是叶绿素a和叶绿素b,若缺镁,则叶绿素含量减少,所以若用缺镁的菠菜叶片做该实验,则3、4两色素环变窄,D错误。
故答案为:C。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种,它们能够溶解在层析液中,但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之则慢。研磨绿叶时,加入二氧化硅有助于研磨得更充分,加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
4.【答案】A
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、线粒体是有氧呼吸的主要场所,但是只要含有与有氧呼吸有关的酶即可进行有氧呼吸,因此能进行需氧呼吸的细胞不一定含有线粒体,如某些好氧细菌,A正确;
B、叶绿体类囊体薄膜上的光合色素吸收转化光能,B错误;
C、剧烈运动时,人体产生的CO2来自线粒体基质,人体细胞无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,C错误;
D、要选用透气性好的消毒纱布包扎伤口来抑制微生物的无氧呼吸,防止感染,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
(1)有氧呼吸:
第一阶段:在细胞质基质中进行,葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+大量ATP。
(2)无氧呼吸:在细胞质基质中进行。
第一阶段:葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:丙酮酸+[H]酒精+CO2/丙酮酸+[H]乳酸。
2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成.光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中): CO2被C5固定形成C3, C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
5.【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】 A、根据扩散的距离可判断,甲、乙、丙、丁依次表示叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,A错误;
B、四种色素都能溶解在层析液中,丁色素(胡萝卜素)的溶解度最大,B错误;
C、水稻在收获时节呈黄色,主要是叶绿素含量小于类胡萝卜素含量,即(甲+乙)<(两+丁),C正确;
D、提取色素时加入碳酸钙是为了保护色素,加入的二氧化硅是为了研磨充分,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、叶绿体中的色素:
①色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
②溶解度大小:胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
2、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用:
① 无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素。
② 层析液用于分离色素。
③二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分。
④碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
6.【答案】B,C
【知识点】DNA与RNA的异同;叶绿体色素的提取和分离实验;组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、人体细胞干重中含量最多的是蛋白质(主要元素组成为C、O、N、H),因此人体细胞干重最多的4种元素是C、O、N、H,A正确;
B、若X表示植物细胞的结构,则①~④代表细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核,B错误;
C、DNA的四种含氮碱基为腺嘌吟、鸟嘌吟、胞嘧啶、胸腺嘧啶,C错误;
D、由于溶解度的差异,胡萝卜素的溶解度最大,在滤纸条上扩散最快,因此①~④可分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,D正确。
故答案为:BC。
【分析】1、组成细胞的元素中,C、H、O、N这四种元素的含量很高,在细胞鲜重中,O>C>H>N,在细胞干重中,C>O>N>H。
2、DNA和RNA的比较:
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中,在叶绿体和线粒体中有少量存在
一般是双链结构
RNA 核糖核苷酸
核糖
A、C、G、U
主要存在细胞质中
一般是单链结构
3、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
7.【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】由圆形滤纸上形成四个同心色素圆环,可推知色素由滤纸中心随层析液向四周扩散。因为胡萝卜素的溶解度最大,在滤纸上扩散得最快,所以位于最外圈,胡萝卜素为橙黄色,A项正确。
故答案为:A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色、最窄)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b(黄绿色)。
8.【答案】D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、波长为400~500nm之间主要是蓝紫光,A错误;
B、光合色素中叶绿素a的含量大于叶绿素b,B错误;
C、不同季节的植物叶片中,不同色素的含量不同,如秋季叶黄素的含量增加,叶绿素含量减少,因此其吸收光谱存在明显差异,C错误;
D、色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关,如绿光几乎不被吸收而被反射,故看到的叶片是绿色的,D正确。
故答案为:D。
【分析】叶绿体中的色素包括:叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素包括叶绿素a与叶绿素b,类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。色素对绿光吸收最少,因此绿光被反射出来,使得叶片呈现绿色。
9.【答案】D
【知识点】检测还原糖的实验;叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原
【解析】【解答】A、小麦根尖分生区细胞没有大液泡,不能发生质壁分离和复原现象,A错误;
B、小麦根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞,不再进行细胞分裂,观察不到染色体,B错误;
C、将发芽的种子研磨液置于试管内,加入斐林试剂后,水浴加热反应一段时间后,才会出现砖红色沉淀,C错误;
D、研磨时未加SiO2会使研磨不充分,色素释放的少,导致层析后各色素带均变窄,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
2、斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。
3、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
10.【答案】C
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】a点表示细胞呼吸强度,故a点下移;b点表示光合作用强度=细胞呼吸强度时的光照强度,要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等,需增大光照强度以使光合作用强度增大,故b点右移;m值等于光合作用强度-细胞呼吸强度,故m值下降。
综上所述,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】曲线中补偿点和饱和点的移动规律
CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点,CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度),位于横轴上。
①呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。
②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。
③阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
11.【答案】(1)无水乙醇;使研磨更加充分;防止研磨过程中色素被破坏
(2)需要
(3)尼龙布
(4)④;蓝紫光和红光;叶绿素b;叶绿素a;叶黄素;胡萝卜素
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】(1)绿叶中的色素能溶解于有机溶剂,故可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素,在提取过程中,需加入少量的二氧化硅和碳酸钙,其中加入二氧化硅的目的是使研磨更加充分,加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中色素被破坏。
(2)利用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线时,需要重复几次,目的是增加色素的含量,以保证有足够的色素使分离的效果更好。
(3)过滤研磨液时,漏斗底部不能用滤纸,因为色素可吸附在滤纸上,一般用一层尼龙布过滤。
(4)①各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素,溶解度大,扩散速度快,溶解度小,扩散速度慢,滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。④叶绿素b代表的色素在层析液中的溶解度最小,扩散速度最慢。 色素带③④分别为叶绿素a和叶绿素b,主要吸收蓝紫光和红光。
②滤纸上的色带从下到上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素。
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种,它们能够溶解在层析液中,但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快,反之则慢。研磨绿叶时,加入二氧化硅有助于研磨得更充分,加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
2、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色,胡萝卜素呈橙黄色,叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
3、色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
4、溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
12.【答案】(1)具有成形的细胞核
(2)灭菌
(3)研磨充分;无水乙醇;叶绿素 a、叶绿素 b和两种色素的总量
(4)GM;GM 能够提高高粱叶片叶绿素含量进而提高光反应速率,另一方面,通过提高气孔导度,提高胞间二氧化碳浓度,进而提高暗反应速率,有助于提高光合产物的积累;虽然净光合速率最高,但由于从叶片输出的光合产物被根部呼吸作用(或被与根部共生的GI)大量消耗,导致植株生物量最低
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】(1)根瘤菌属于原核生物,而AMF属于真核生物,原核细胞与真核细胞在细胞结构上的区别为有无核膜包被的细胞核,所以与根瘤菌相比,AMF细胞结构最主要的特点是具有成形的细胞核。
(2)微生物的培养过程中微生物应接种在无菌的培养基中以防止其他微生物的干扰,因此应将GE、GI和GM接种在经灭菌处理的土壤基质中。
(3)由于叶绿素易溶于有机溶剂中,所以提取叶绿素的试剂为无水乙醇,并在该实验中要加入二氧化硅和碳酸钙,二氧化硅可使研磨更充分,碳酸钙可防止色素遭到破坏。因此为了使研磨充分,可加入二氧化硅,并加入无水乙醇提取光合色素,测量其中叶绿素的含量;根据图中显示可知:接种AMF菌种的GE、GI和GM三组与不接种AMF菌种的CK组相比叶绿素 a、叶绿素 b和两种色素的总量均有所提高,所以三种AMF均能提高叶绿素 a、叶绿素 b和两种色素的总量。
(4)生物量是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质的总量,根据图中生物量显示:GE组和GM组均能提高高粱的生物量,但GM组提高的最显著;根据(3)、(4)题综合分析可知GM组能显著提高高粱产量的原因是因为GM 能够提高高粱叶片叶绿素含量进而提高光反应速率,另一方面,通过提高气孔导度,提高胞间二氧化碳浓度,进而提高暗反应速率,有助于提高光合产物的积累;
光合作用产生有机物的量减去呼吸作用消耗有机物的量等于植物有机物的积累量,即净光合作用量,因此GI叶片净光合速率最高,但植株生物量最低的原因是由于从叶片输出的光合产物被根部呼吸作用(或被与根部共生的GI)大量消耗,导致植株生物量最低。
【分析】1、原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁,遗传物质DNA分布的区域称拟核;无染色体 有核膜和核仁;核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体,无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素,主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
2、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
13.【答案】(1)叶绿素含量高,叶绿素反射绿光
(2)叶绿体色素的提取和分离
(3)细胞骨架;颜色变化不明显(或没有变浅,)
(4)叶绿体汇集到细胞顶部(或受光部位),最大限度吸收光能;叶绿体移动到细胞两侧(或避光部位),避免被强光灼伤
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验;细胞骨架
【解析】【解答】(1)正常情况下,叶绿素含量高,色素吸收绿色光最少,绿光被反射回来,使叶片显示绿色。
故答案为: 叶绿素含量高,叶绿素反射绿光 。
(2)甲同学认为叶片颜色变浅是因为强光照射导致叶绿素分解导致的, 若要证明甲同学的观点是否正确,可以分别选取弱光、强光及自然光照射的拟南芥叶片进行叶绿体色素的提取和分离,并比较叶绿素含量变化。
故答案为: 叶绿体色素的提取和分离 。
(3)细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。故叶绿体的定位需要借助细胞骨架进行, CHUP1基因突变型拟南芥中叶绿体被锚定不能移动,进行强光照射后的叶片颜色变化不明显(或没有变浅,)。
故答案为: 细胞骨架 ; 颜色变化不明显(或没有变浅,) 。
(4)由图2可知,正常叶绿体定位的意义是在弱光条件下叶绿体汇集到细胞顶部(或受光部位),最大限度吸收光能;在强光条件下叶绿体移动到细胞两侧(或避光部位),避免被强光灼伤。
故答案为: 叶绿体汇集到细胞顶部(或受光部位),最大限度吸收光能 ; 叶绿体移动到细胞两侧(或避光部位),避免被强光灼伤 。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色、最窄)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b(黄绿色)。色素吸收绿色光最少,绿光被反射回来,使叶片显示绿色。
2、细胞质中的细胞器并非是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
14.【答案】(1)ATP;H2O;NADPH;类囊体膜
(2)是否干旱、是否施加5ALA;1组、3组和4组
(3)系列浓度;干旱;5ALA抗旱的原因
(4)减少;提高
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)由图1可知,光系统Ⅱ中,光使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态,这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ,这时一部分丢失的能量便转化为ATP。光系统Ⅱ中丢失的电子由水电离补充。光系统Ⅰ中产生的高能电子,用于形成了NADPH,参与卡尔文循环。图示反应为光合作用的光反应阶段,在叶绿体类囊体薄膜上进行。
(2)图2中,自变量为是否干旱和是否施加5ALA,因变量为气孔导度和光合速率。其中1,2组为对照组,2、3、4组为实验组,对比1,3组,说明干旱使光合速率和气孔导度减小,对比1,3,4组,说明5ALA能缓解干旱胁迫使光合速率有小幅增加,但并不能使小麦光合速率恢复正常。
(3)在做预实验时,应设置合理的5ALA浓度梯度,以确定适宜的5ALA浓度。PEG可吸收细胞中的水分,用来模拟干旱环境造成的干旱胁迫。通过测定psbA基因的相对表达量和净光合速率,可分析出5ALA在抗旱时对psbA基因的调控作用,从而得出psbA基因抗旱的原因。
(4)据图3、4分析,丙组应该为对照组,其余几组为外施5ALA的实验组,外施5ALA提高了psbA基因的表达量,加快受损D1蛋白的周转,而D1蛋白是光系统Ⅱ反应中心的重要蛋白,故处理后可减少光系统Ⅱ结构和功能的破坏,从而增加小麦幼苗的净光合速率。
【分析】光合作用过程:
(1)光反应: 叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶I(NADP+)结合,形成还原型辅酶I(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样,光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。
(2)暗反应:从外界吸收的CO2,在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子,在相关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。随后,一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列的变化,又形成C5。
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