（浙江選考）2019版高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第二單元 細(xì)胞的代謝 第8講 光合作用(Ⅰ)學(xué)案

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1、 第8講　光合作用(Ⅰ) 考試標(biāo)準(zhǔn) 必考 加試 考試標(biāo)準(zhǔn) 必考 加試 1.光合作用的概念、階段、場所和產(chǎn)物 b b 3.光反應(yīng)和碳反應(yīng)的過程 b b 2.色素的種類、顏色和吸收光譜 a a 4.活動：光合色素的提取與分離 b b 考點一　光合色素、葉綠體的結(jié)構(gòu) 1.葉綠體中的色素及色素的吸收光譜 由圖可以看出：(1)葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。 (2)葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。 2.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能 (1)結(jié)構(gòu)模式圖 (2)

2、結(jié)構(gòu) ↓決定 (3)功能：進行光合作用的場所。 思考討論 1.熱圖解讀：完善葉綠體的結(jié)構(gòu)與光合作用過程 觀察上面的葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，完成下列問題： (1)①為外膜，②為內(nèi)膜。 (2)③為基粒，是由許多類囊體堆疊而成的，其膜可稱為光合膜。④為液態(tài)的葉綠體基質(zhì)，含有許多酶。 2.影響葉綠素合成的因素 (1)光照：光是葉綠素合成的必要條件，植物在黑暗中不能合成葉綠素，因此呈現(xiàn)黃色。 (2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)酶的活性，進而影響葉綠素的合成。葉綠素形成的最低溫度為2～4 ℃，最適宜的溫度為30 ℃，最高溫度為40 ℃。秋天葉片變黃，是由于低溫抑制了葉綠素的合成，同時

3、原有的葉綠素遭破壞分解。 (3)無機鹽：氮、鎂是構(gòu)成葉綠素的成分，缺氮、鎂時葉綠素合成受阻。 3.為什么葉片一般呈現(xiàn)綠色？ 提示　因為葉綠素對綠光吸收很少，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。 題型一　色素的種類、顏色和吸收光譜 1.如圖表示葉綠體中色素的吸收光譜。據(jù)圖判斷，以下說法錯誤的是(　　) A.由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收400 nm～500 nm波長的光 B.進入到秋季，植物對420 nm～470 nm波長的光的利用量減少 C.用450 nm波長的光比600 nm波長的光更有利于提高光合作用強度 D.由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，短時間內(nèi)

4、葉綠體中RuBP的量減少 答案　D 解析　由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收400 nm～500 nm波長的光，A項正確；進入秋季，葉子變黃，葉綠素含量減少，植物對420 nm～470 nm波長的光的利用量減少，B項正確；由圖可知，葉綠體中色素吸收450 nm波長的光比吸收600 nm波長的光要多，因此用450 nm波長的光比600 nm波長的光更有利于提高光合作用強度，C項正確；由圖可知，由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，葉綠體中色素吸收的光變多，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH變多，碳反應(yīng)中形成的RuBP的量增多，而二氧化碳的濃度不變，RuBP和二氧化碳形成三碳酸分子的速度不變

5、，則葉綠體中RuBP的量增多，D項錯誤。 2.下列關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(　　) A.葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中 B.構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C.通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻造成的 答案　C 解析　提取葉綠體中的色素用的是95%的乙醇，因為葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中，A項正確；根是植物吸收水分和礦質(zhì)元素的主要器官，構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收，B項正確；植物進行光合作用只能吸收可見光，不能吸收紅外光和紫外光，C項錯誤；葉綠素的形

6、成需要光，黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻造成的，D項正確。 題型二　葉綠體的結(jié)構(gòu) 3.如圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A.圖甲中生物膜的面積主要靠內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴而增大 B.圖乙所示的結(jié)構(gòu)來自圖甲中的③ C.③含有4種色素，其中葉綠素b的含量最多 D.ATP的合成場所是④，分解場所是③ 答案　B 解析　葉綠體通過形成大量的片層結(jié)構(gòu)類囊體增大膜面積，A項錯誤；甲圖③是類囊體膜，乙圖含有光合色素，光合色素分布在類囊體膜上，所以乙圖也是類囊體膜，B項正確；③中的色素是葉綠素和類胡蘿卜素，其中葉綠素a

7、的含量最多，C項錯誤；光反應(yīng)的場所是類囊體膜③，產(chǎn)物是ATP和NADPH，用于碳反應(yīng)，碳反應(yīng)的場所是④葉綠體基質(zhì)，D項錯誤。 4.如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能示意圖，請據(jù)圖判斷下列有關(guān)說法中不正確的是(　　) A.葉片呈綠色是由于Ⅰ上含有大量葉綠素 B.能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為穩(wěn)定的化學(xué)能的過程是在Ⅰ上完成的 C.Ⅱ中CO2被固定并還原成圖中的甲物質(zhì) D.Ⅰ、Ⅱ上酶的種類、功能不相同 答案　B 解析　葉片呈綠色是由于Ⅰ類囊體膜上含有大量葉綠素，A項正確；在Ⅰ類囊體膜上光能轉(zhuǎn)換為ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能，在Ⅱ葉綠體基質(zhì)中ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的化學(xué)能，B項錯誤；Ⅱ中

8、CO2被固定并還原成圖中的甲(糖類)物質(zhì)，C項正確；Ⅰ上的酶是光反應(yīng)的酶，參與光反應(yīng)；Ⅱ上的酶是碳反應(yīng)的酶，參與碳反應(yīng)，Ⅰ、Ⅱ上酶的種類、功能不相同，D項正確。 考點二　光合作用的概念及其過程 1.光合作用概述 (1)概念 指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成貯存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。 (2)總反應(yīng)式 6CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2。 2.光合作用的過程 Ⅰ.光反應(yīng) (1)條件：葉綠體色素、酶、光和水。 (2)場所：葉綠體類囊體膜。 (3)產(chǎn)物：NADPH、ATP、O2。 (4)物質(zhì)轉(zhuǎn)變 ①水在光下裂解為

9、H＋、O2和電子。 ②水中的氫(H＋＋e－)在光下將NADP＋還原為NADPH。 (5)能量轉(zhuǎn)變：光能被吸收并轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能。 Ⅱ.碳反應(yīng) (1)條件：CO2、多種酶、ATP、NADPH。 (2)場所：葉綠體基質(zhì)。 (3)產(chǎn)物：三碳糖。 (4)主要變化 ①CO2的固定：3CO2＋3RuBP―→6三碳酸分子。 ②三碳酸分子的還原：三碳酸分子接受NADPH中的氫和ATP中的磷酸基團及能量，被還原成三碳糖，這是碳反應(yīng)形成的產(chǎn)物。 ③RuBP的再生 每3個CO2分子進入卡爾文循環(huán)就形成6分子的三碳酸分子，后者都被還原為三碳糖，其中5個三碳糖分子在卡爾文循環(huán)中再

10、生為RuBP，另一個三碳糖分子則離開卡爾文循環(huán)，或在葉綠體內(nèi)合成淀粉、蛋白質(zhì)或脂質(zhì)，或運出葉綠體，轉(zhuǎn)變成蔗糖。 思考討論 1.寫出光合作用過程中的八種產(chǎn)物 (1)六種主要的中間產(chǎn)物：NADPH、ATP、ADP、Pi、三碳酸分子、RuBP。 (2)二種最終產(chǎn)物：O2和三碳糖。 2.光反應(yīng)與碳反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系 比較項目 光反應(yīng) 碳反應(yīng) 場所 葉綠體類囊體膜 葉綠體基質(zhì) 條件 必須在光下 有光、無光都可以 能量轉(zhuǎn)換 光能―→活躍的化學(xué)能，并貯存在ATP和NADPH中 NADPH、ATP中活躍的化學(xué)能―→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能 實質(zhì) 光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，并放出O2

11、同化CO2形成有機物 3.光照和CO2濃度變化對光合作用物質(zhì)變化的影響 變化條件 三碳酸分子 RuBP NADPH和ATP 三碳糖 CO2 供應(yīng) 不變 光照強→弱 增加 減少 減少 減少 光照弱→強 減少 增加 增加 增加 光照 不變 CO2充足→不足 減少 增加 增加 減少 CO2不足→充足 增加 減少 減少 增加 題型一　光反應(yīng)和碳反應(yīng)的過程 1.如圖是碳反應(yīng)及光合產(chǎn)物在植物細(xì)胞中的利用示意圖，其中阿拉伯?dāng)?shù)字表示生理過程，羅馬數(shù)字表示反應(yīng)場所，字母表示物質(zhì)。據(jù)圖分析下列敘述，正確的是(　　) A.Ⅰ是光

12、合作用的場所，Ⅱ是細(xì)胞溶膠 B.生成一分子c，需要①②③各循環(huán)1次 C.若⑤過程受阻，則①②③④的過程都會受阻 D.①②③過程都直接與光反應(yīng)相關(guān)，d最可能是蔗糖 答案　C 解析　光反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上，而Ⅰ代表葉綠體基質(zhì)，是進行碳反應(yīng)的場所；c代表三碳糖，需要①②③各循環(huán)3次；⑤過程代表糖類物質(zhì)運往細(xì)胞外，若該過程受阻，由于產(chǎn)物的積累會抑制光合作用的進行；①③過程與光反應(yīng)無直接關(guān)系，糖類在植物體內(nèi)以蔗糖的形式進行運輸。 2.(2017·溫州選考模擬)植物光合作用的部分反應(yīng)及光合產(chǎn)物在葉綠體外利用的示意圖如下，圖中A、B均為糖類。請回答： (1)虛線方框內(nèi)的一系列反應(yīng)稱為

13、 循環(huán)，A物質(zhì)是 ，CO2進入循環(huán)后形成的第一個糖是 。 (2)圖中NADPH和ATP在 反應(yīng)中生成，它們參與碳反應(yīng)中三碳酸的 反應(yīng)。 (3)B物質(zhì)是 ，可以供植物體所有細(xì)胞利用。植物在穩(wěn)定環(huán)境中，合成一分子B物質(zhì)至少需要發(fā)生 輪上述循環(huán)。 答案　(1)卡爾文　RuBP(或五碳糖或核酮糖二磷酸)　三碳糖(或三碳糖磷酸)　(2)光　還原　(3)蔗糖　12 解析　(1)虛線方框內(nèi)的反應(yīng)為卡爾文循環(huán)，CO2進入循環(huán)后生成三碳糖。(2)A

14、TP和NADPH在光反應(yīng)中生成，在碳反應(yīng)中將三碳酸分子還原。(3)B為蔗糖。 題型二　條件驟變對光合作用物質(zhì)含量變化的影響 3.(2017·寧波模擬)離體的葉綠體在光照下進行穩(wěn)定的光合作用時，如果突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體中3－磷酸甘油酸、RuBP及ATP相對含量的變化是(　　) A.上升、下降、上升 B.上升、下降、下降 C.下降、上升、下降 D.下降、上升、上升 答案　D 解析　二氧化碳含量的改變直接影響的是碳反應(yīng)中二氧化碳的固定過程，當(dāng)二氧化碳含量由高到低時，二氧化碳的固定過程變?nèi)?，該反?yīng)的反應(yīng)物RuBP消耗減少，剩余的RuBP相對增多；生成物3－磷酸甘

15、油酸減少，使得3－磷酸甘油酸的還原反應(yīng)減弱，則消耗的NADPH和ATP量減少，所以NADPH和ATP剩余的量增多。故突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體中3－磷酸甘油酸的含量減少、RuBP的含量增多、ATP的含量增多。 4.離體的葉綠體在光照下進行穩(wěn)定的光合作用，如果突然停止光照，短時間內(nèi)葉綠體中三碳酸與RuBP相對含量的變化是(　　) A.三碳酸增多，RuBP減少 B.三碳酸增多，RuBP增多 C.三碳酸減少，RuBP增多 D.三碳酸減少，RuBP減少 答案　A 解析　離體的葉綠體在光照下進行穩(wěn)定光合作用時，如果突然中斷光照，光反應(yīng)停止，導(dǎo)致NADPH和ATP減少，三碳酸的

16、消耗減少，三碳酸的剩余量增多；RuBP在短時間內(nèi)消耗量不變，但是生成量減少，所以總量減少。 分析三碳酸分子和RuBP含量變化的方法 在限定條件下，根據(jù)三碳酸分子和RuBP的來源與去路，分析三碳酸分子和RuBP的含量變化，一般分為以下兩種情況： (1)當(dāng)CO2供應(yīng)不變、光照發(fā)生變化時，主要通過圖中Ⅰ和Ⅲ過程分析，如表： 光照 分析 結(jié)果 強→弱 光反應(yīng)減弱，NADPH和ATP減少，三碳酸分子還原減弱 三碳酸分子含量增多，RuBP含量減少 弱→強 光反應(yīng)增強，NADPH和ATP增多，三碳酸分子還原增強 三碳酸分子含量減少，RuBP含量增多 (2)當(dāng)光照不變、C

17、O2供應(yīng)發(fā)生變化時，主要通過圖中Ⅱ過程分析，如表： CO2供應(yīng) 分析 結(jié)果 充足→不足 CO2固定減弱，三碳酸分子產(chǎn)生減少，RuBP消耗減少 三碳酸分子含量減少，RuBP含量增多 不足→充足 CO2固定增強，三碳酸分子產(chǎn)生增多，RuBP消耗增多 三碳酸分子含量增多，RuBP含量減少 (3)當(dāng)環(huán)境中某一因素，如光照或CO2供應(yīng)發(fā)生變化時，三碳酸分子和RuBP含量變化趨勢總是相反的，如圖所示： 考點三　活動：光合色素的提取與分離 1.實驗原理 2.實驗步驟 思考討論 1.分析濾紙條上色素帶寬窄不同的原因。 提示　不同種類的色素在綠葉中的含量不

18、同，含量多的色素帶寬，反之色素帶窄。 2.收集到的濾液綠色過淺的原因有哪些？ 提示　(1)未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。 (2)使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液中色素(葉綠素)太少。 (3)一次加入大量的95%的乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量95%的乙醇提取色素)。 (4)未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。 3.濾紙條色素帶重疊的原因是什么？ 提示　濾紙條上的濾液細(xì)線未畫成一條細(xì)線(或重復(fù)次數(shù)少)。 4.濾紙條上得不到色素帶的原因是什么？ 提示　濾液細(xì)線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。 1.實驗中的注意事項及操作目的 實驗過程 操作

19、過程 操作目的 提 取 色 素 ① 選取新鮮綠色的葉片 使濾液中色素含量高 ② 將新鮮的菠菜葉烘干、粉碎成干粉，研磨時加入2～3 mL 95%的乙醇 溶解葉片中的色素 ③ 研磨時加入少許的二氧化硅和碳酸鈣 研磨充分和保護葉綠素 ④ 迅速充分研磨 防止溶劑揮發(fā)并充分溶解色素 ⑤ 盛放濾液的小試管口加棉塞 防止色素分子被氧化 分 離 色 素 ① 濾紙條預(yù)先干燥處理 使層析液在濾紙條上的擴散速度快 ② 濾紙條的一端剪去兩角 防止層析液在濾紙條的邊緣處擴散過快 ③ 濾液細(xì)線要細(xì)、齊、直 使分離的色素帶平齊，不重疊 ④ 濾液細(xì)線干燥后

20、重復(fù)畫3～4次 使分離的色素帶清晰便于觀察 ⑤ 濾液細(xì)線不能觸及層析液 防止色素直接溶解到燒杯內(nèi)的層析液中 2.實驗結(jié)果：紙層析后在濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，通過色素帶的分布、寬窄程度、色素顏色可以分析出色素的種類、含量和溶解度大小。具體結(jié)果如下： 題型一　實驗基礎(chǔ) 1.(2017·杭州七校聯(lián)考)關(guān)于如圖所示光合色素的提取與分離的實驗結(jié)果，敘述正確的是(　　) A.距濾液細(xì)線最近的色素帶中不含鎂元素 B.距濾液細(xì)線最遠的色素帶，主要吸收紅光和藍紫光 C.若實驗過程中未添加碳酸鈣，則離濾液細(xì)線較遠的兩條色素帶會變窄 D.顏色為橙黃色的色素帶中的色素在層析液中的

21、溶解度最大 答案　D 解析　距濾液細(xì)線最近的色素帶為葉綠素b，它與葉綠素a均含Mg2＋；距濾液細(xì)線最遠的色素帶為胡蘿卜素，它主要吸收藍紫光；碳酸鈣主要保護的是葉綠素，故研磨時未加碳酸鈣時可導(dǎo)致葉綠素含量變小，其相應(yīng)色素帶距濾液細(xì)線較近。 2.如圖表示新葉中光合色素含量及其在濾紙上擴散的情況，以下說法正確的是(　　) A.溶解度最大的是色素甲 B.色素乙顏色為藍綠色 C.色素丙主要吸收紅光 D.色素丁是葉黃素 答案　B 解析　溶解度最大的是色素丁，因為擴散距離最遠，A項錯誤；色素乙為葉綠素a，顏色為藍綠色，B項正確；色素丙為葉黃素，主要吸收藍紫光，C項錯誤；色素丁為胡蘿卜素

22、，D項錯誤。 題型二　實驗應(yīng)用 3.(2017·浙江模擬)為研究強光照對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是(　　) A.強光下的幼苗相比正常光照下的綠色更深 B.強光照可能抑制葉綠素的合成，促進類胡蘿卜素的合成 C.四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ D.色素分離過程中如果濾液線觸及石油醚，會縮短得到四條色素帶的時間 答案　B 解析　根據(jù)題圖來看，強光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低，綠色變淺，A項錯誤；強光照和正常光照相比，葉綠素含量明顯降低，類胡蘿卜素含量增

23、加，可見強光照可能抑制葉綠素的合成，促進類胡蘿卜素的合成，B項正確；四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，C項錯誤；色素分離過程中如果濾液線觸及石油醚，色素會溶解在層析液中，無法得到色素帶，D項錯誤。 4.某班學(xué)生完成對新鮮菠菜葉進行光合色素的提取與分離實驗時，由于各組操作不同出現(xiàn)了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯誤的是(　　) A.甲可能是因為研磨時未加入SiO2 B.乙可能是因為研磨時未加入CaCO3 C.丙可能誤用蒸餾水做提取液和層析液 D.丁是正確操作得到的理想結(jié)果 答案　D 解析　在光合色素的提取和分離實驗中，SiO2可使菠菜葉研磨充分，CaCO3可防

24、止葉綠素受到破壞，未加入SiO2和CaCO3時，會發(fā)生甲、乙圖示的現(xiàn)象，A、B項正確；丙圖中色素含量基本為零，可能是誤用蒸餾水做提取液和層析液的結(jié)果，C項正確；丁圖顯示含量最高的是葉黃素，實際上正常綠色葉片中葉綠素a和葉綠素b含量多，D項錯誤。 模擬演練 1.(2017·慈溪期中)光合作用包括光反應(yīng)和碳反應(yīng)兩個階段，下列參與碳反應(yīng)必需的物質(zhì)是(　　) A.H2O、CO2、ADP B.CO2、NADPH、ATP C.H2O、CO2、ATP D.NADPH、H2O、ADP 答案　B 解析　H2O和ADP是光反應(yīng)所需要的物質(zhì)，A、D項錯誤；二氧化碳用于碳反應(yīng)二氧化碳的固定，NAD

25、PH和ATP用于三碳酸的還原，B項正確；水是光反應(yīng)所需要的物質(zhì)，C項錯誤。 2.植物葉肉細(xì)胞的部分代謝過程如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A.圖中H＋通過主動轉(zhuǎn)運從類囊體膜內(nèi)運到膜外 B.通常，在光強度達到全日照之前，物質(zhì)A的釋放速率已達到最大值 C.每個三碳酸分子接受來自物質(zhì)N的氫和來自ATP的磷酸基團 D.葉綠素呈綠色，是因為它大量吸收綠光，而幾乎不吸收其他顏色的光 答案　B 解析　圖中H＋從類囊體膜內(nèi)運到膜外為易化擴散，A項錯誤；通常在光強度達到全日照之前，物質(zhì)A(O2)的釋放速率已達到最大值，B項正確；每個三碳酸分子接受來自物質(zhì)NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團

26、，C項錯誤；葉綠素呈綠色，是因為它大量吸收紅光和藍紫光，幾乎不吸收綠光，D項錯誤。 3.(2017·南通模擬)在做“光合色素的提取與分離”實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得到的實驗結(jié)果依次應(yīng)為(　　) 試劑 甲 乙 丙 丁 95%的乙醇 － ＋ ＋ ＋ 水 ＋ － － － CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④ 答案　B 解析　解答本題首先要知道表格中各種試劑

27、的作用，然后再分析每位同學(xué)所加的試劑。其中乙同學(xué)操作完全正確，其他同學(xué)與該同學(xué)進行對比，分析缺少的試劑并根據(jù)該試劑的作用分析可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果。95%的乙醇為提取劑，色素提取過程不需要水，若加入水會使色素提取液顏色變淺；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保護葉綠素分子。甲同學(xué)由于沒有加入提取劑95%的乙醇，所以提取液中不會出現(xiàn)色素，色素分離的結(jié)果是②；乙同學(xué)操作正確，色素分離后得到四條正常的色素帶，與④情況相符；丙同學(xué)由于未加CaCO3，所以葉綠素含量減少，所得到的色素帶中兩條葉綠素帶比正常的色素帶要窄，對應(yīng)①；丁同學(xué)由于未加SiO2，導(dǎo)致葉片研磨不充分，最終導(dǎo)致各種色素的含量均減少，

28、對應(yīng)③。 4.(2017·紹興一中月考)卡爾文等人在小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2，再給予不同的光照時間后，從小球藻中提取并分析放射性物質(zhì)。預(yù)測實驗結(jié)果是(　　) A.光照時間越長，三碳酸的積累越多 B.光照時間越長，RuBP的積累越多 C.光照時間越長，產(chǎn)生的放射性物質(zhì)的種類越多 D.無論光照時間長短，放射性物質(zhì)都會集中分布在類囊體膜上 答案　C 解析　光合作用過程中，由碳元素的轉(zhuǎn)移途徑可知，由RuBP與三碳酸分子參與的卡爾文循環(huán)是一個動態(tài)平衡系統(tǒng)，正常情況下會保持相對平衡的狀態(tài)，光照時間延長不會使三碳酸和RuBP積累更多，A、B項錯誤；類囊體膜上進行光反應(yīng)，二氧化碳的固定和還原

29、是在葉綠體基質(zhì)中進行的，如果光照時間短，類囊體膜上無放射性，D項錯誤。 5.(2017·臺州選考教學(xué)質(zhì)量評估)美國科學(xué)家卡爾文利用同位素標(biāo)記法對小球藻的光合作用進行研究，最終探明了光合作用中碳的轉(zhuǎn)化途徑，因此獲得了1961年的諾貝爾化學(xué)獎。下圖為簡化的卡爾文循環(huán)示意圖，①②③表示相關(guān)物質(zhì)，請回答問題： (1)卡爾文循環(huán)中，3－磷酸甘油酸在①和ATP的作用下被還原為③ ，其中的①為3－磷酸甘油酸的還原提供了 和能量，②在 (場所)重新形成①，所以卡爾文循環(huán)只有在 條件下

30、才能一輪一輪循環(huán)不已。 (2)對培養(yǎng)小球藻的試管，先進行一定強度的光照后，再黑暗處理，暗處理后短時間內(nèi)3－磷酸甘油酸的含量會 。如果加入18O標(biāo)記的CO2，則會形成 ，進而產(chǎn)生18O2。 (3)提取并分離小球藻中的光合色素，濾紙條上從上至下第二個色素帶的顏色是 。 答案　(1)三碳糖　氫　類囊體(基粒)　有光 (2)增加　HO　(3)黃色 解析　(1)3－磷酸甘油酸在NADPH和ATP作用下被還原為三碳糖(③)，在此過程中NADPH既提供氫，又提供能量。光反應(yīng)只有在有光的條件下才能進行。(2)暗處理后，NADPH

31、和ATP減少，3－磷酸甘油酸消耗減少，其含量會增加。加入C18O2，先生成HO，進而生成18O2。 課時訓(xùn)練 一、學(xué)考選擇題 1.植物缺少哪一種無機鹽，會明顯影響光合作用對紅光的吸收(　　) A.碘 B.鎂 C.鈣 D.氯 答案　B 解析　鎂是合成葉綠素的原料，葉綠素的主要吸收光譜為藍紫光和紅光。 2.下列關(guān)于光合膜與光合色素的說法，正確的是(　　) A.原核生物細(xì)胞中沒有光合膜 B.含有光合色素的生物膜有類囊體膜、質(zhì)膜和液泡膜 C.Mg是組成光合色素的必需元素 D.葉綠體中含有多種黃色、橙色和紅色的色素，合稱類胡蘿卜素 答案　D 解析　原核生物細(xì)胞中也有光合膜

32、，如藍藻有光合膜能進行光合作用；液泡膜中不含光合色素；Mg是葉綠素的必需元素，胡蘿卜素、葉黃素中不含Mg。 3.在“光合色素的提取與分離”實驗中，正確的操作順序應(yīng)該是(　　) A.進行紙層析——制取濾液——在濾紙條上畫線——將實驗材料研磨 B.制取濾液——進行紙層析——在濾紙條上畫線——取濾液——再畫線 C.將實驗材料剪碎、研磨——在濾紙條上畫線——制取濾液——進行紙層析 D.將實驗材料剪碎、研磨——制取濾液——在濾紙條上畫線——進行紙層析 答案　D 解析　首先應(yīng)是提取色素，排除A項；制備濾液時，需要先將實驗材料剪碎、研磨，故答案為D。 4.(2017·全國Ⅲ，3)植物光合作用

33、的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(　　) A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成 B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D.葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 答案　A 解析　類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A項錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，其吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制，B項正確；由于光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP能用于碳反應(yīng)，所以光合作用的作用光

34、譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示，C項正確；根據(jù)吸收光譜可知，葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D項正確。 5.(改編)如圖為大豆葉片光合作用碳反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是(　　) A.CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槿妓岱肿又械幕瘜W(xué)能 B.CO2可直接被NADPH還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 C.被還原的三碳酸分子在相關(guān)酶的催化作用下，可再形成RuBP D.光強度由強變?nèi)鯐r，短時間內(nèi)RuBP含量會升高 答案　C 解析　ATP中的能量轉(zhuǎn)化到有機物中成為穩(wěn)定的化學(xué)能，不參與CO2的固定，A項錯誤；在碳反應(yīng)

35、中，綠葉通過氣孔從外界吸收進來的二氧化碳不能直接被還原，它首先與RuBP結(jié)合形成三碳酸分子，三碳酸分子接受ATP釋放的能量并被NADPH還原，再經(jīng)一系列變化形成糖類，在該過程中一部分三碳糖形成RuBP，B項錯誤；三碳酸分子被NADPH還原后可再形成RuBP，此過程中需要酶參與，C項正確；光強度由強變?nèi)鯐r，會造成NADPH和ATP在短時間內(nèi)減少，RuBP的合成速率下降，而其分解速率不變，所以RuBP的含量會下降，D項錯誤。 二、加試選擇題 6.科學(xué)家將離體葉綠體浸泡在pH＝4的酸性溶液中不能產(chǎn)生ATP(見圖1)，當(dāng)葉綠體基質(zhì)和類囊體均達到pH＝4時(見圖2)，將其轉(zhuǎn)移到pH＝8的堿性溶液中(

36、見圖3)發(fā)現(xiàn)有ATP合成。下列敘述不合理的是(　　) A.光可為該實驗提供能量，是該實驗進行的必要條件 B.該實驗中葉綠體完整，保證反應(yīng)過程高效、有序地進行 C.產(chǎn)生ATP的條件是類囊體腔中的H＋濃度高于葉綠體基質(zhì) D.葉肉細(xì)胞中的葉綠體依靠水的光解產(chǎn)生類似于圖3的條件 答案　A 解析　該實驗將葉綠體放入不同pH的溶液中進行，不需要光照，A項錯誤；該實驗中葉綠體完整，保證反應(yīng)過程高效、有序地進行，B項正確；由題圖可知，將葉綠體轉(zhuǎn)移到pH＝8的堿性溶液中有ATP合成，此時類囊體腔中的H＋濃度高于葉綠體基質(zhì)，C項正確；葉肉細(xì)胞中的葉綠體依靠水的光解產(chǎn)生H＋，產(chǎn)生類似于圖3的條件，D

37、項正確。 7.某研究小組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。如將其葉片進行了紅光照射光吸收測定和色素層析條帶分析(從上至下)，與正常葉片相比，推測其實驗結(jié)果是(　　) A.光吸收差異顯著，色素帶缺第2條 B.光吸收差異不顯著，色素帶缺第2條 C.光吸收差異顯著，色素帶缺第3條 D.光吸收差異不顯著，色素帶缺第3條 答案　B 解析　葉綠體色素有四種，經(jīng)紙層析法得到的色素帶從上至下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，而葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。所以將葉黃素缺失突變體葉片，進行紅光照射測定光吸收差異不顯著，而色素帶缺葉黃素這個條帶，位于第2條。 8

38、.下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述，正確的是(　　) A.破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生 B.植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變 C.與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短 D.離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反應(yīng) 答案　D 解析　植物光合作用的光反應(yīng)在葉綠體類囊體膜上進行，因此破壞葉綠體外膜不影響O2的產(chǎn)生，A項錯誤；植物生長過程中，葉綠體中色素的比例會隨植物生長期、光照、溫度等的變化而變化，B項錯誤；與夏季相比，植物在冬季光合速率降低的主要原因是溫度降低和光照減弱，C項錯誤；離體的葉綠體基質(zhì)中含有與碳反應(yīng)有關(guān)的酶，添加AT

39、P、NADPH和CO2后可完成碳反應(yīng)，故D項正確。 9.(2017·閔行區(qū)一模)科學(xué)家往小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同時間的光照，結(jié)果如下表。 實驗組別 光照時間(s) 放射性物質(zhì)分布 1 2 大量3－磷酸甘油酸 2 20 12種磷酸化糖類 3 60 除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機酸等 根據(jù)上述實驗結(jié)果分析，下列敘述不正確的是(　　) A.本實驗利用小球藻研究的是光合作用的碳反應(yīng)階段 B.每組照光后需將小球藻進行處理使酶失活，才能測定放射性物質(zhì)分布 C.CO2進入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是12種磷酸化糖類 D.實驗結(jié)果

40、說明光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等 答案　C 解析　題表結(jié)果表明二氧化碳主要參與光合作用的碳反應(yīng)過程，A項正確；每組照光后需將小球藻進行處理使酶失活，防止細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進行使碳元素轉(zhuǎn)移干擾實驗結(jié)果，所以要先使酶失活才能測定放射性物質(zhì)分布，B項正確；CO2進入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是3－磷酸甘油酸，C項錯誤；表中實驗結(jié)果說明光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等，D項正確。 三、非選擇題 10.(2016·浙江4月選考)葉綠體中的色素、蛋白質(zhì)等在某種膜上的分布及部分反應(yīng)的示意圖如下。請回答下列問題： (1)該膜是 膜，其上含有色

41、素和催化光反應(yīng)的 。光反應(yīng)中，色素吸收的光能轉(zhuǎn)換為ATP等物質(zhì)中的 。 (2)光反應(yīng)的產(chǎn)物除圖中所示的物質(zhì)外，還有電子和 。ATP為碳反應(yīng)提供了能量和 。 (3)分離新鮮菠菜葉片中的光合色素時，應(yīng)注意濾紙條上的濾液細(xì)線要高于 的液面。濾紙條上最寬色素帶中所含的色素是 。 答案　(1)類囊體　酶　化學(xué)能 (2)NADPH　磷酸基團 (3)層析液　葉綠素a 解析　(1)光反應(yīng)的場所為葉綠體的類囊體膜，類囊體膜上含有各種

42、光合色素和光反應(yīng)所需的酶；色素吸收的光能通過光反應(yīng)過程轉(zhuǎn)移至ATP、NADPH等物質(zhì)中以化學(xué)能形式貯存。 (2)光反應(yīng)的產(chǎn)物包括O2、H＋、電子、ATP和NADPH等；ATP除為碳反應(yīng)供能外，還可以在三碳酸分子被還原生成三碳糖的過程中提供磷酸基團。 (3)濾液細(xì)線不能浸沒在層析液中，以免細(xì)線上所含的色素溶解在層析液中而無法沿著濾紙條向上擴散，從而無法分離形成不同的色素帶；色素含量越多則色素帶越寬，葉綠體中含量最多的色素為葉綠素a。 11.(2017·浙江4月選考)為探究不同環(huán)境因素對某植物葉片中葉綠素含量的影響，進行了相關(guān)實驗，結(jié)果如圖所示。 回答下列問題： (1)本實驗的因變量

43、是 ，由圖中曲線對比可知，經(jīng) 處理的該植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯，這將直接導(dǎo)致光反應(yīng)中葉綠素吸收的 光減少從而降低了光合速率。由此推知，若遇到較低溫天氣，除升溫方法外，可對植物進行 處理以減少葉綠素的損失。 (2)提取上述四組該植物葉片中的色素時，為防止色素被破壞，研磨時可加入適量的 ，對上述四組色素提取液分別進行紙層析分離，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第4組得到的色素帶中，從上到下的第 條色素帶均明顯變窄。 (3)若用不同波長的光照射葉綠素a提取液并測定

44、 ，可得到葉綠素a的吸收光譜。 答案　(1)葉綠素相對含量　低溫和光照　藍紫光和紅　遮光　(2)碳酸鈣　3、4　(3)吸光率 解析　(1)根據(jù)曲線圖分析可知：自變量為光強度、溫度，因變量為葉綠素相對含量，由圖中曲線對比可知，4曲線(經(jīng)低溫和光照處理)的植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯，葉綠素吸收藍紫光和紅光。由此推知，若遇到較低溫天氣，除升溫方法外，可對植物進行遮光處理以減少葉綠素的損失。 (2)為防止色素被破壞，研磨時可加入適量的碳酸鈣，第4組得到的色素帶中，葉綠素含量較少，因此從上到下的第3、4條色素帶均明顯變窄。 (3)若用不同波長的光照射葉綠素a提取液

45、并測定吸光率，可得到葉綠素a的吸收光譜。 12.(2017·浙江名校協(xié)作體高三試題)下圖為葉肉細(xì)胞中部分代謝途徑示意圖。請回答以下問題： (1)上圖所示的生理過程為 循環(huán)，該循環(huán)的關(guān)鍵步驟是 ，NADPH在該循環(huán)中的作用為 。 (2)淀粉運出葉綠體時先水解成TP或葡萄糖，后者通過葉綠體膜上的載體運送到細(xì)胞質(zhì)中，然后與 一起合成蔗糖，再運出葉肉細(xì)胞。 (3)若將光照撤離，短時間內(nèi)葉綠體中RuBP的含量

46、 (填“下降”“上升”或“不變”)，此時葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所是 。 (4)在供給C18O2較長時間后，光合產(chǎn)物中含18O的除糖類外，還有 。 答案　(1)卡爾文　三碳酸分子的還原(CO2的還原、每個三碳酸分子接受來自NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團，形成三碳糖亦可)　供氫(作還原劑)和供能(缺一不可)　(2)果糖　(3)下降　線粒體和細(xì)胞溶膠(缺一不可)　(4)H2O、O2(或HO、18O2，缺一不可) 解析　(1)題圖生理過程為卡爾文循環(huán)，該循環(huán)的關(guān)鍵步驟是三

47、碳酸分子的還原，NADPH既供氫又供能。(3)若將光照撤離，NADPH和ATP無法生成，短時間內(nèi)RuBP的含量會下降，此時葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所是線粒體和細(xì)胞溶膠。(4)供給CO較長時間后，會生成HO和含18O的蔗糖。HO在光反應(yīng)中生成18O2。 13.(加試)(2017·紹興適應(yīng)性考試)下圖表示某高等綠色植物的部分生理過程，字母表示物質(zhì)，①～⑤表示具體物質(zhì)變化過程，請回答： (1)①是 上進行的 過程，其產(chǎn)生的物質(zhì)A除了為三碳糖的生成提供氫外，還能提供 。 (2)檸檬酸循環(huán)發(fā)生于

48、 (用標(biāo)號回答)過程中，場所是 。 (3)過程②產(chǎn)生的三碳糖大部分是運至 外，并且轉(zhuǎn)變?yōu)? ，供植物體所有細(xì)胞利用。 答案　(1)光合膜(或類囊體膜)　光反應(yīng)　能量　(2)④　線粒體基質(zhì)和嵴　(3)葉綠體　蔗糖 解析　(1)A為NADPH，在碳反應(yīng)中既提供氫又提供能量。(2)④檸檬酸循環(huán)是需氧呼吸第二階段，發(fā)生于線粒體基質(zhì)和嵴中。(3)在高等植物細(xì)胞中，在葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的三碳糖被運輸出來，大部分合成蔗糖。 14.下圖表示某生物興趣小組利用韭菜宿根進行的相關(guān)實驗流程，請分析回答： (1)提取色素時為了

49、研磨充分應(yīng)加入 ，紙層析法分離色素的原理是 。 (2)紙層析法分離色素的“結(jié)果①”如圖所示，其中共有的色素帶的顏色是 ，據(jù)此能得出的結(jié)論是 。 (3)將等量剛制備的韭菜和韭黃色素濾液分別放在陽光與三棱鏡之間，“結(jié)果②”吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在 光區(qū)域。將制得的韭菜濾液在強光下曝光1～2 h，再重復(fù)上述實驗，其結(jié)果與韭黃濾液的實驗結(jié)果基本一致，其原因是 。 (4)每分子葉綠素含有一個Mg

50、2＋，可被H＋、Cu2＋等置換。韭菜濾液用5%的HCl處理一段時間后，其顏色與研磨時未加 的顏色相似，呈黃褐色。實驗室常用含Cu2＋的試劑處理葉片，可形成銅代葉綠素，能長時間保持葉片標(biāo)本的綠色，其原因是 。 答案　(1)二氧化硅(SiO2)　色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴散快，反之則慢　(2)橙黃色、黃色　葉綠素的形成需要光　(3)紅　葉綠素不穩(wěn)定，在強光下易分解　(4)碳酸鈣(CaCO3) 　銅代葉綠素比葉綠素穩(wěn)定 解析　(1)在提取綠色葉片中的色素時要在研缽中加95%的乙醇、碳酸鈣、二氧化硅，各色素隨層析液在濾

51、紙上的擴散速度不同，從而分離色素：溶解度高，擴散速度快；溶解度低，擴散速度慢。(2)濾紙條從上到下依次是胡蘿卜素(最窄)、葉黃素、葉綠素a(最寬)、葉綠素b，據(jù)圖可知，共有的色素帶的顏色是橙黃色、黃色；根據(jù)實驗流程圖可知，韭黃和韭菜的區(qū)別是生長過程中是否有光照，根據(jù)實驗結(jié)果可以看出，韭黃的色素帶缺少葉綠素，故可推斷葉綠素的形成需要光照。(3)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，所以韭菜和韭黃色素濾液的吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在紅光區(qū)域；韭菜濾液在強光下曝光1～2 h后，再重復(fù)上述實驗，其結(jié)果與韭黃濾液的實驗結(jié)果基本一致，說明葉綠素不穩(wěn)定，在強光下易分解。(4)葉綠素能被酸性物質(zhì)破壞，所以加入5%HCl后，其顏色與研磨時未加碳酸鈣的顏色相似。通過銅代葉綠素能長時間保持葉片標(biāo)本的綠色可推測，銅代葉綠素比葉綠素穩(wěn)定。 22