内容正文:
微点精研(一) 光合作用和细胞呼吸中的“物质与能量观”
从“高度””上研究高考
01
02
目
录
从“深度”上提升知能
03
从“宽度”上拓展训练
2
从“高度”上研究高考
[典例] (2023·全国甲卷)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是__________(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在__________上,其中类胡萝卜素主要吸收________(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能产生糖,原因是__________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(3)叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简要写出实验思路和预期结果。
[解析] (1)一般采用差速离心法分离细胞器。叶绿体中吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。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。
(2)糖是在光合作用的暗反应阶段产生的,暗反应的进行需要光反应提供ATP和NADPH,而黑暗条件下,光反应不能正常合成NADPH和ATP,因此不能正常合成糖。
(3)淀粉遇碘显蓝色。叶绿体呈绿色,要证明叶绿体中有淀粉存在,需要将叶绿体进行脱色处理,之后用碘液进行检测,实验设计思路及结果详见答案。
[答案] (1)差速离心法 类囊体薄膜(或基粒) 蓝紫光 (2)黑暗条件下不能产生还原三碳化合物所需要的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)和ATP (3)实验思路:将照光和黑暗处理的叶绿体悬浮液离心得到叶绿体,分别记为A组和B组,之后将得到的叶绿体进行脱色处理,向经脱色处理的叶绿体滴加碘液,观察颜色变化。预期结果:A组叶绿体变为蓝色,B组叶绿体不变色。
从“深度”上提升知能
(一)细胞呼吸和光合作用的物质、能量转化关系分析
[图示关系]
[图示解读]
1.物质转化
C
H
O
2.能量变化
3.光合作用与有氧呼吸中有关的[H]、ATP的来源与去路分析
(二)不同条件下的物质含量变化的分析
1.连续光照和间隔光照下有机物合成量的分析
(1)光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体中有少量的积累,在光反应停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能继续合成。
(2)持续光照条件下,会造成对[H]、ATP的利用不充分使其有一定积累;光照和黑暗间隔条件下,[H]、ATP基本不积累,能够被充分利用;因此在光照时间相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比持续光照处理有机物的积累量要多。
2.分析C3、C5等物质含量变化的一般思路
(1)绘制光合作用模式简图
(2)从物质的生成和消耗两个方面综合分析。如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化:
从“宽度”上拓展训练
1.如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用,最少要穿过3层膜
B.NADP+与电子(e-)和质子(H+)结合形成[H]
C.产生的ATP可用于暗反应
D.电子(e-)的有序传递是完成光能转换的重要环节
答案:A
解析:水光解产生O2的场所是叶绿体的类囊体薄膜上,产生的O2可被有氧呼吸第三阶段利用,其场所在线粒体内膜,氧气从叶绿体类囊体薄膜开始,穿过叶绿体2层膜,然后进入同一细胞中的线粒体,
经过线粒体两层膜后才能被利用,所以至少要穿过4层膜,A错误;
光反应中NADP+与电子(e-)和质子(H+)结合形成[H],提供给暗反应,B正确;
由图可知,产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢、色素合成等其他消耗能量的反应,C正确;
电子(e-)的有序传递是完成光能转换的重要环节,D正确。
2.(2023·咸阳模拟)如图表示植物细胞代谢的过程,下列有关叙述正确的是( )
A.过程①可表示渗透吸水,对④⑤⑥⑦⑧过程研究,发现产生的能量大部分储存于ATP中
B.过程④发生在细胞质基质中,过程②产生的能量可用于矿质离子的吸收过程
C.过程③产生的C6H12O6的氧全部来自CO2,过程⑧可在根尖细胞线粒体内膜上进行
D.就叶肉细胞来说,若②O2的释放量大于⑧O2的吸收量,则该植物体内有机物的量将增加
答案:C
解析:过程①表示渗透吸水,过程④⑤⑥⑦⑧产生的能量大部分以热能的形式散失掉了,少部分储存于ATP中,A错误;
过程④表示