2021版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第2講 光合作用（Ⅰ）學(xué)案 蘇教版必修1

《2021版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第2講 光合作用（Ⅰ）學(xué)案 蘇教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2021版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第2講 光合作用（Ⅰ）學(xué)案 蘇教版必修1（17頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第2講　光合作用(Ⅰ) 1.光合作用的基本過程(Ⅱ) 2.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離 1.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；物質(zhì)和能量觀：通過光合作用合成有機(jī)物，儲存能量（生命觀念） 2.比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)，掌握光合作用的過程（科學(xué)思維） 3.分析色素的提取與分離的結(jié)果（科學(xué)探究） 4.光合作用的原理在生產(chǎn)中的應(yīng)用（社會責(zé)任） 光合色素與光能的捕獲 1．葉綠體中色素的種類和顏色 色素的種類 色素的顏色 葉綠素 葉綠素a 藍(lán)綠色 葉綠素b 黃綠色 類胡蘿卜素 葉黃素 黃色 胡蘿卜素 橙黃色 2.葉綠體中色素的吸收光譜分析 由圖

2、可以看出：(1)色素的功能：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。 (2)色素吸收光的范圍：可見光的波長范圍大約是390～760 nm，一般葉綠體中的色素只吸收可見光，對紅外光和紫外光不吸收。 3．葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能 (1)結(jié)構(gòu) (2)功能：進(jìn)行光合作用的場所。 4．恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)方法的巧妙之處 (1)巧選實(shí)驗(yàn)材料：選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣的部位。 (2)妙法排除干擾因素：沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。 (3)巧妙設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)：用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為有光照和無光照的部位，相當(dāng)于一

3、組對照實(shí)驗(yàn)；臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (人教版教材必修1 P99“與社會的聯(lián)系”) 溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，最好選擇什么顏色的玻璃或塑料薄膜？說明原因。 [提示]　無色透明。有色玻璃或塑料薄膜主要透過同色光，其他色光很少或不能透過，光照強(qiáng)度會減弱，不利于光合作用的進(jìn)行；而無色透明的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各種色光，光照強(qiáng)度較大，有利于光合作用的進(jìn)行。 1．葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。(√) 2．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(×) [提示]　葉綠體中色素吸收的光能用于光合作用。 3．葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多。(×) [提示]　葉片黃

4、化，說明葉綠體中的葉綠素減少，所以吸收紅光減少。 4．光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。(×) [提示]　基質(zhì)中有酶分布，但沒有色素。 5．沒有葉綠體，細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用。(×) [提示]　藍(lán)藻細(xì)胞沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍(lán)素，能進(jìn)行光合作用。 影響葉綠素合成的因素 (1)光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。 (2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時(shí)，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。 (3)必需元素：葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉子變

5、黃。另外，F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻，葉子變黃。 1．葉綠體的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)的特點(diǎn)有哪些？ [提示]　(1)葉綠體的基粒由類囊體堆疊而成，有巨大的膜面積；(2)葉綠體的類囊體薄膜上分布有吸收光能的色素；(3)葉綠體的類囊體薄膜和基質(zhì)中有催化光合作用進(jìn)行的酶。 2．為什么高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色？說出你的理由。 [提示]　因?yàn)槿~綠體中的色素幾乎不吸收綠光，綠光被反射出來，所以高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色。 3．入秋后，葉片逐漸變黃，試解釋其原因。 [提示]　入秋后，氣溫逐漸降低，低溫可導(dǎo)致葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，葉

6、片中葉綠素含量減少，類胡蘿卜素含量增加，導(dǎo)致葉片變黃。 4．下面是光合作用探索歷程中恩吉爾曼和薩克斯的實(shí)驗(yàn)示意圖，請分析： 恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)示意圖　　　薩克斯的實(shí)驗(yàn)示意圖 (1)恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)材料的選取上有什么巧妙之處？ (2)恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行的原因是什么？ (3)薩克斯實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行“黑暗”處理的目的是什么？ (4)薩克斯實(shí)驗(yàn)中在染色前通常用酒精對葉片進(jìn)行脫色處理，目的是什么？ (5)兩實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中是如何形成對照的？ [提示]　(1)選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。 (2)排除氧

7、氣和除極細(xì)光束外的其他光的干擾。 (3)消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉，防止對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。 (4)防止葉片中色素顏色對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。 (5)恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對照；薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照。 考查色素的種類和作用 1．(2019·廣州一模)下列關(guān)于植物細(xì)胞中光合色素的說法正確的是(　　) A．光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上 B．Mg是構(gòu)成葉綠素所必需的微量元素 C．葉綠素對綠光吸收最多，所以葉片呈綠色 D．用紙層析法分離色素時(shí)，含量多的色素在濾紙上擴(kuò)散得快 A　[植物細(xì)胞中光合色素分布在葉綠體的類囊體

8、薄膜上，A項(xiàng)正確；Mg是構(gòu)成葉綠素所必需的大量元素，B項(xiàng)錯誤；葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈綠色，C項(xiàng)錯誤；用紙層析法分離色素時(shí)，溶解度高的色素在濾紙上擴(kuò)散得快，D項(xiàng)錯誤。] 2．(2019·邢臺市高三質(zhì)檢)下列關(guān)于植物細(xì)胞葉綠體內(nèi)光合色素的敘述，正確的是(　　) A．胡蘿卜素和葉黃素主要吸收紅光和藍(lán)紫光 B．葉片呈現(xiàn)綠色的原因是其葉綠素吸收綠光最少，使綠光被反射出來 C．四種光合色素在層析液中的溶解度最小的是胡蘿卜素 D．植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變 B　[胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光，A項(xiàng)錯誤；葉片呈現(xiàn)綠色的原因是其葉綠素吸收綠光最少，使綠

9、光被反射出來，B項(xiàng)正確；四種光合色素在層析液中的溶解度最小的是葉綠素b，C項(xiàng)錯誤；植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例會發(fā)生改變，D項(xiàng)錯誤。] 考查葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 3．如圖是在電子顯微鏡下觀察到的高等植物葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．①和②均為選擇透過性膜 B．③上分布有與光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶，這些色素對綠光吸收最少 C．③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋時(shí)這些色素都無法合成 D．在③上形成的產(chǎn)物[H]和ATP進(jìn)入④中為暗反應(yīng)提供物質(zhì)和能量 C　[①和②分別為葉綠體的外膜和內(nèi)膜，膜結(jié)構(gòu)均具有選擇透過性，A項(xiàng)正確；③為類囊體，其上分布有與光反應(yīng)有

10、關(guān)的色素和酶，這些色素對綠光吸收最少，所以葉片一般為綠色，B項(xiàng)正確；葉綠素分子中含Mg2＋，胡蘿卜素、葉黃素中不含Mg2＋，C項(xiàng)錯誤；在類囊體上形成的產(chǎn)物[H]和ATP進(jìn)入④中為暗反應(yīng)提供物質(zhì)和能量，D項(xiàng)正確。] 4．(2019·重慶南開中學(xué)月考)下列關(guān)于葉綠體的敘述，正確的是(　　) A．葉綠體的外膜、內(nèi)膜極大地?cái)U(kuò)展了受光面積 B．葉綠體基質(zhì)中NADP＋能形成NADPH C．類囊體薄膜上的光合色素都可以吸收藍(lán)紫光 D．類囊體薄膜中的酶可催化CO2的固定和還原 C　[葉綠體擴(kuò)大受光面積的不是外膜和內(nèi)膜，而是類囊體薄膜，A項(xiàng)錯誤；NADP＋形成NADPH的場所是基粒，B項(xiàng)錯誤；類囊體

11、薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍(lán)紫光，C項(xiàng)正確；催化CO2的固定和還原的酶存在葉綠體的基質(zhì)中，D項(xiàng)錯誤。] 葉綠體中色素的提取和分離(實(shí)驗(yàn)) 1．實(shí)驗(yàn)原理 2．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)提取色素 ①研磨 操作圖解 添加物質(zhì) 作用 無水乙醇 溶解色素 二氧化硅 研磨充分 碳酸鈣 保護(hù)色素 ②過濾：用單層尼龍布過濾→收集濾液。 (2)分離色素 主要操作 操作要點(diǎn) 操作目的 制備濾紙條 一端剪去兩角 保證色素在濾紙上擴(kuò)散均勻、整齊 畫濾液 用毛細(xì)吸管吸取色素濾液，沿鉛筆線均勻畫一條濾液細(xì)線 濾液細(xì)線要細(xì)、直，使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同 細(xì)線

12、待濾液干后，再畫一兩次 使濾液細(xì)線上有較多的色素 層析 層析液不能觸及濾液細(xì)線，否則色素會溶解在層析液中，而不會沿濾紙條向上擴(kuò)散 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 結(jié)合圖示填寫表格內(nèi)容。 色素種類 色素顏色 色素含量 溶解度 擴(kuò)散速度 a 胡蘿卜素 橙黃色 最少 最高 最快 b 葉黃素 黃色 較少 較高 較快 c 葉綠素a 藍(lán)綠色 最多 較低 較慢 d 葉綠素b 黃綠色 較多 最低 最慢 綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的綠

13、葉，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。 ④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊：沒經(jīng)干燥處理，濾液線不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。 (3)濾紙條看不到色素帶：①忘記畫濾液細(xì)線；②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長，色素全部溶解到層析液中。 (4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。 1．(2019·石家莊模擬)下列關(guān)于綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的操作，正確的是(　　) A．使用定性濾紙過濾研磨液 B．將干燥處

14、理過的定性濾紙條用于層析 C．在畫出一條濾液細(xì)線后緊接著重復(fù)劃線2～3次 D．研磨葉片時(shí)，用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素 B　[過濾的目的主要是將濾渣和濾液分開，要用尼龍布而不能用濾紙過濾研磨液，故A錯誤；干燥處理定性濾紙是為了讓層析液能夠更快地上升，使色素更好地分離，故B正確；畫濾液細(xì)線，要等一次畫完干燥后才能重復(fù)，防止濾液細(xì)線過粗，故C錯誤；葉綠體中色素不溶于水，而溶于有機(jī)溶劑，可用無水乙醇溶解色素，故D錯誤。] 2．(2019·山西名校聯(lián)考)下列關(guān)于綠葉中色素的提取和分離的敘述，不正確的是(　　) A．用無水乙醇提取到的各種色素的含量不同 B．色素在層析液中的溶解度不同，導(dǎo)

15、致色素帶的位置不同 C．研磨綠葉時(shí)不加CaCO3，則濾紙條上四條色素帶變窄的比例相同 D．只畫一次濾液細(xì)線會導(dǎo)致濾紙條上四條色素帶的寬度變窄 C　[綠葉中各種光合色素的含量不同，故用無水乙醇提取到的各種色素的含量不同，A正確；綠葉中色素能夠分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的，擴(kuò)散速度快；溶解度小的，擴(kuò)散速度慢，B正確；提取色素時(shí)加入CaCO3是為了防止色素被破壞，特別是防止葉綠素被破壞，因此研磨綠葉時(shí)不加CaCO3，則濾紙條上四條色素帶變窄的比例不相同，C錯誤；只畫一次濾液細(xì)線，濾紙上含有的色素含量減少，會導(dǎo)致濾紙條上四條色素帶的寬度變窄，D正確。] 3．(2019

16、·武漢模擬)為研究高光強(qiáng)對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用無水乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進(jìn)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(qiáng)光下的幼苗相比正常光照下的綠色更深 B．強(qiáng)光照可能抑制葉綠素的合成，促進(jìn)類胡蘿卜素的合成 C．四種色素在層析液中溶解度的大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ D．如果濾液細(xì)線觸及石油醚，會縮短分離得到四條色素帶的時(shí)間 B　[由圖可知，強(qiáng)光照時(shí)葉綠素含量下降，類胡蘿卜素含量上升，因此正常光照下的綠色更深，A錯誤；強(qiáng)光照的作用可能是抑制葉綠素的合成，促進(jìn)類胡蘿卜素的合成， B正確；四種色素中溶解度大的，在濾紙上擴(kuò)散速

17、度快，因此四種色素在層析液中溶解度的大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，C錯誤；如果濾液細(xì)線觸及石油醚，四種色素會溶解于層析液中，得不到四條色素帶，D錯誤。] 4．(2019·攀枝花模擬)在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”的活動中，選用某植物A、B兩個(gè)品種，在正常光照和弱光照下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果見下表。 品種 光照處理 葉綠素a含量(mg/cm2) 葉綠素b含量(mg/cm2) 類胡蘿卜素總含量(mg/cm2) 光合作用速率[μmol CO2/(m2·s)] A 正常光照 1.81 0.42 1.02 4.59 A 弱光照 0.99 0.25 0.46 2.6

18、0 B 正常光照 1.39 0.27 0.78 3.97 B 弱光照 3.80 3.04 0.62 2.97 回答下列問題： (1)據(jù)表推知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是________________________，無關(guān)變量是__________(兩個(gè)即可)。 (2)表中的光合色素位于葉綠體的____________膜上。用紙層析法將品種B綠葉光合色素分離的原理是____________________。 (3)據(jù)表分析，在弱光照處理時(shí)，品種A和品種B的光合作用速率都減慢，但品種B比品種A的光合作用速率減慢程度低，原因是_________________________

19、_______________________。 [答案]　(1)光照強(qiáng)度和植物種類　溫度、二氧化碳濃度(合理即可) (2)類囊體的薄　光合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上擴(kuò)散得快；反之則慢 (3)品種B在弱光照處理時(shí)葉綠素a和葉綠素b含量增加 光合作用的過程 1．光合作用的認(rèn)識過程(連線) 2．光合作用的過程 (1)根據(jù)如圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別 過程 Ⅰ.光反應(yīng) Ⅱ.暗反應(yīng) 場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 條件 光、色素和酶 多種酶 原料 水、NADP＋、ADP、Pi [H](NADPH)、ATP、CO2

20、 產(chǎn)物 [H](NADPH)、ATP、O2 (CH2O)、ADP、Pi 物質(zhì)變化 ①水的光解： H2O[H]＋O2 ②ATP的合成： ADP＋PiATP ①CO2的固定： CO2＋C52C3 ②C3的還原： 2C3 (CH2O)＋C5 能量變化 光能→ATP中活躍的化學(xué)能 ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 (2)根據(jù)如圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系 ①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH。 ②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP＋。 (3)寫出光合作用總反應(yīng)式，并用箭頭標(biāo)注反應(yīng)物中H、O的去向： 3．光合作用和化能合成作用的比較 項(xiàng)目

21、 光合作用 化能合成作用 區(qū)別 能量來源 光能 無機(jī)物氧化釋放的能量 代表生物 綠色植物 硝化細(xì)菌 相同點(diǎn) 都能將CO2和H2O等無機(jī)物合成有機(jī)物 (人教版教材必修1 P103“相關(guān)信息”)光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]代表的物質(zhì)是什么？與細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]代表的物質(zhì)相同嗎？ [提示]　光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)，二者不相同。因此，兩者代表的物質(zhì)不相同。 1．光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑。(√) 2．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在

22、葉綠體基質(zhì)中。(×) [提示]　H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。 3．只提供光照，不提供CO2，植物可獨(dú)立進(jìn)行光反應(yīng)。(×) [提示]　在暗反應(yīng)不能進(jìn)行時(shí)，因光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP的積累，光反應(yīng)也要停止。 4．在其他條件適宜情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)，葉綠體中C3和C5含量都迅速增加。(×) [提示]　突然停止光照后，C3增加，C5減少。 5．正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，其葉綠體內(nèi)CO2的固定立即停止。(×) [提示]　光反應(yīng)停止后，光反應(yīng)產(chǎn)生的[

23、H]和ATP仍可被暗反應(yīng)利用一段時(shí)間。 6．土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖。(√) 1．光合作用過程中產(chǎn)生的ATP與細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的ATP的利用有什么不同？ [提示]　光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP用于暗反應(yīng)階段C3的還原和葉綠體中蛋白質(zhì)、核酸的合成。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可用于除光合作用以外的生命活動。 2．探究光照和CO2供應(yīng)的變化對光合作用中物質(zhì)變化的影響 如圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化： (1)CO2供應(yīng)不變，光照條件突然發(fā)生變化，可以分為兩種情況：

24、 光照 C3含量變化 C5含量變化 減弱 Ⅰ過程減弱→[H]和ATP合成減少→Ⅲ過程減弱、Ⅱ過程暫時(shí)不變→C3消耗減少、合成暫時(shí)不變→C3含量增加 Ⅰ過程減弱→[H]和ATP合成減少→Ⅲ過程減弱、Ⅱ過程暫時(shí)不變→C5消耗暫時(shí)不變、合成減少→C5含量減少 增強(qiáng) 與上述分析相反，結(jié)果是C3含量減少，C5含量增加 (2)光照條件不變，CO2供應(yīng)突然發(fā)生變化，可以分為兩種情況： CO2 供應(yīng) C3含量變化 C5含量變化 減少 Ⅱ過程減弱、Ⅲ過程暫時(shí)不變→C3合成減少，消耗暫時(shí)不變→C3含量減少 Ⅱ過程減弱、Ⅲ過程暫時(shí)不變→C5消耗減少、合成暫時(shí)不變→C5含量增加

25、 增加 與上述分析相反，結(jié)果是C3含量增加，C5含量減少 3．為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。每組處理的總時(shí)間均為135 s，光照與黑暗處理情況見如圖所示(A、B、C三組光照與黑暗處理時(shí)間相同)。結(jié)果是A組光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%；B組光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%；C組光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%；D組光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。 (1)各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件適宜且相同，這樣處理的目的是什么？ (2)可以判斷，單位光照時(shí)間內(nèi)，B組和C組植物合成有機(jī)物的量都高于D組植

26、物合成有機(jī)物的量，判斷依據(jù)是什么？如何解釋這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果？ [提示]　(1)排除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾(或保證自變量的唯一性)。 (2)B組和C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的70%和94%。因?yàn)殡S著光照和黑暗交替頻率的增加，使光下產(chǎn)生的ATP和[H]能夠及時(shí)利用與再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 考查光合作用探究歷程的相關(guān)實(shí)驗(yàn) 1．(2019·衡水金卷)下列有關(guān)光合作用探究歷程的敘述正確的是(　　) A．英格豪斯認(rèn)為密閉玻璃罩中蠟燭熄滅的根本原因是缺乏足夠的氧氣 B．薩克斯的實(shí)驗(yàn)中葉片曝光的一半變藍(lán)，說明葉綠體在光下產(chǎn)生了淀粉

27、C．魯賓和卡門用18O只標(biāo)記H2O，證明了光合作用釋放的氧氣都來自水 D．恩格爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)利用了好氧細(xì)菌的生理特點(diǎn)作為因變量觀測指標(biāo) D　[英格豪斯認(rèn)為植物只有綠葉才能更新空氣，A項(xiàng)錯誤；薩克斯實(shí)驗(yàn)證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉，B項(xiàng)錯誤；魯賓和卡門用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明了光合作用釋放的氧氣都來自水，C項(xiàng)錯誤。] 2．(2019·龍巖檢測)下列有關(guān)科學(xué)家探索光合作用的實(shí)驗(yàn)中，敘述錯誤的是(　　) A．與黑藻相比，水綿更適宜用作探究光合作用的場所 B．金魚藻是水生植物，用作探究光合作用產(chǎn)物是O2時(shí)，利于收集氣體 C．卡爾文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用

28、中轉(zhuǎn)化的途徑 D．利用銀邊天竺葵探究光合作用產(chǎn)物是淀粉時(shí)，不用脫色可直接加碘液使葉片邊緣變藍(lán)色 D　[光合作用產(chǎn)物之一是淀粉，淀粉遇碘液變藍(lán)色，首先要用酒精使綠色的葉片脫去顏色，再滴加碘液，防止綠葉本身顏色對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的干擾，且銀邊天竺葵葉片邊緣不含葉綠體，無法進(jìn)行光合作用合成淀粉，D錯誤。] 考查光合作用的過程 3．(2019·惠州模擬)用一定濃度的NaHSO3溶液噴灑到小麥的葉片上，短期內(nèi)檢測到葉綠體中C3的含量下降，C5的含量上升，則NaHSO3溶液的作用可能是(　　) A．促進(jìn)葉綠體中CO2的固定 B．抑制葉綠體中C3的還原 C．促進(jìn)葉綠體中ATP的合成 D．抑制葉綠體中

29、有機(jī)物的輸出 C　[若NaHSO3溶液促進(jìn)葉綠體中CO2的固定，則CO2被C5固定形成的C3增加，消耗的C5增加，故C5的含量將減少，C3的含量將增加，A項(xiàng)錯誤；若NaHSO3溶液抑制葉綠體中C3的還原，則C3被還原生成的C5減少，消耗的C3減少，而CO2被C5固定形成的C3的過程不變，故C5的含量將減少，C3的含量將增加，B項(xiàng)錯誤；若NaHSO3溶液促進(jìn)葉綠體中ATP的合成，則被還原的C3增加，生成的C5增加，而CO2被C5固定形成的C3的過程不變，故C5的含量將增加，C3的含量將減少，C項(xiàng)正確；若NaHSO3溶液抑制葉綠體中有機(jī)物的輸出，意味著暗反應(yīng)中C3的還原過程變慢，生成的C5減少，

30、而CO2被C5固定形成的C3的過程不變，故C5的含量將減少，C3的含量將增加，D項(xiàng)錯誤。] 4．如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)光合作用中光反應(yīng)產(chǎn)生的________可以被暗反應(yīng)所利用；在光照條件下，ATP的移動方向是________(用圖中字母和箭頭表示)。 (2)若暗反應(yīng)被抑制，可能的外部影響因素是__________、______________________。 (3)在電子顯微鏡下觀察，可見到葉綠體基質(zhì)中含量最多的物質(zhì)是________顆粒(光合產(chǎn)物)。 (4)暗反應(yīng)通過提供______________________________

31、(物質(zhì))來影響光反應(yīng)，從而影響光合作用速率。 [解析]　(1)光合作用光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，用于三碳化合物的還原。光反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體膜(A)，暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)(B)，所以光照下ATP從A移向B。(2)暗反應(yīng)主要受外界環(huán)境中二氧化碳濃度和溫度的影響。(3)光合作用的產(chǎn)物葡萄糖最終以淀粉的形式儲存起來，且淀粉顆粒在電子顯微鏡下是可以觀察到的，所以電子顯微鏡下葉綠體基質(zhì)中含量最多的物質(zhì)是淀粉顆粒。(4)暗反應(yīng)消耗ATP和NADPH產(chǎn)生ADP、Pi以及NADP＋，而ADP、Pi以及NADP＋為光反應(yīng)過程中ATP、NADPH合成的原料。 [答案]　(1)[H]和ATP　

32、A→B　(2)二氧化碳供應(yīng)不足　溫度過高或過低　(3)淀粉　(4)ADP、Pi以及NADP＋ 1.可進(jìn)行光合作用的細(xì)胞不一定都含有葉綠體(如藍(lán)藻等)，但是都有光合色素。 2．葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍(lán)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。 3．植物葉片呈現(xiàn)綠色的原因是葉片中的色素對綠光的吸收少，綠光被反射出來。 4．暗反應(yīng)不直接需要光，但是如果沒有光照，光反應(yīng)停止后，暗反應(yīng)很快也會停止。 5．光合作用的產(chǎn)物主要是糖類，還有一些類脂、有機(jī)酸、氨基酸和蛋白質(zhì)等。 6．葉綠體產(chǎn)生的ATP只能用于自身的物質(zhì)合成，不能直接用于細(xì)胞中其他部位的生

33、命活動。 1.葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。 2．吸收光能的四種色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。 3．葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。 4．光合作用釋放的O2來自H2O。 5．光反應(yīng)階段就是葉綠體中的色素吸收光能，將H2O分解成[H]和O2，同時(shí)形成ATP的過程。 6．暗反應(yīng)過程是在葉綠體基質(zhì)內(nèi)，在多種酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的還原等過程。 真題體驗(yàn)| 感悟高考　淬煉考能 1．(2019·全國卷Ⅰ)將一株質(zhì)量為20 g的黃瓜幼苗栽種在

34、光照等適宜的環(huán)境中，一段時(shí)間后植株達(dá)到40 g，其增加的質(zhì)量來自于(　　) A．水、礦質(zhì)元素和空氣 B．光、礦質(zhì)元素和水 C．水、礦質(zhì)元素和土壤 D．光、礦質(zhì)元素和空氣 A　[水是占細(xì)胞鮮重最多的化合物，礦質(zhì)元素是構(gòu)成細(xì)胞中主要化合物的基礎(chǔ)，植物幼苗生長過程中可從土壤中吸收水分和礦質(zhì)元素使植株質(zhì)量增加；另外，植物在光照條件下可進(jìn)行光合作用，通過吸收空氣中的CO2合成有機(jī)物使植株質(zhì)量增加。故A符合題意。] 2．(2019·海南高考)下列關(guān)于高等植物光合作用的敘述，錯誤的是(　　) A．光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能 B．紅光照射時(shí)，胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素a C．光反

35、應(yīng)中，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能需要有ADP的參與 D．紅光照射時(shí)，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用 B　[光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能，但需要利用光反應(yīng)階段形成的[H]和ATP，A正確；胡蘿卜素不能吸收紅光，B錯誤；光反應(yīng)中，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的參與，C正確；紅光照射時(shí)，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，D正確。故選B。] 3．(2019·江蘇高考)如圖為某次光合作用色素紙層析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍(lán)藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是(　　) A．研磨時(shí)加入CaCO3

36、過量會破壞葉綠素 B．層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液 C．在敞開的燒杯中進(jìn)行層析時(shí)，需通風(fēng)操作 D．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該種藍(lán)藻沒有葉綠素b D　[研磨時(shí)加入CaCO3能防止葉綠素被破壞，A項(xiàng)錯誤；層析液由有機(jī)溶劑配制而成，B項(xiàng)錯誤；層析液易揮發(fā)，層析分離時(shí)燒杯上要加蓋，C項(xiàng)錯誤；對照圖示結(jié)果分析可知，該種藍(lán)藻中沒有葉黃素和葉綠素b，D項(xiàng)正確。] 4．(2017·全國卷Ⅲ)植物光合作用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

37、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 A　[本題考查色素對光能的吸收、光合作用的過程。類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A錯誤；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，B正確；題干中給出“光合作用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”，光合作用吸收CO2、釋放O2，O2的釋放意味著CO2的吸收，C正確；640～660 nm波長光正好是葉綠素的吸收區(qū)，故葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合

38、作用引起的，D正確。] 5．(2016·全國卷Ⅱ)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(jī)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引起的 C　[提取綠葉中色素的原理是葉綠體中的色素能溶解在有機(jī)溶劑如無水乙醇中，A項(xiàng)正確。葉綠素分子中含有鎂元素，鎂元素可以由植物根細(xì)胞通過主動運(yùn)輸方式從土壤溶液中吸收，也可以在葉面施肥后由葉片吸收，B項(xiàng)正確。葉綠體中的色素吸收可見光用于光合作用，其中吸收的主要是可見光中的紅光和藍(lán)紫

39、光，紅外光和紫外光不屬于可見光，C項(xiàng)錯誤。葉綠素的合成需要光，在黑暗條件下葉綠素不能合成，黑暗中生長的植物幼苗葉片主要呈現(xiàn)類胡蘿卜素(葉黃素和胡蘿卜素)的顏色，即幼苗葉片表現(xiàn)為黃色，D項(xiàng)正確。] 6．(2016·天津高考)在適宜反應(yīng)條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后，突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)，組合正確的是(　　) A．紅光，ATP下降　 B．紅光，未被還原的C3上升 C．綠光，[H]下降 D．綠光，C5上升 C　[葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，而對綠光吸收最少，因此當(dāng)突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光照射時(shí)，光反應(yīng)增強(qiáng)，A

40、TP、[H]、C5含量上升，ADP、C3含量減少；當(dāng)突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的綠光照射時(shí)，光反應(yīng)減弱，ATP、[H]、C5含量減少，ADP、C3含量增多。] 7．(2019·江蘇高考)葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成，其合成過程及部分相關(guān)代謝途徑如圖所示。請回答下列問題： (1)合成酶R時(shí)，細(xì)胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息________到RNA上，RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后指導(dǎo)多肽鏈合成；在葉綠體中，參與大亞基肽鏈合成的RNA中，種類最多的是________。 (2)進(jìn)行光合作用時(shí)，組裝完成的酶R需ATP參與激活， 光能轉(zhuǎn)

41、化為ATP中的化學(xué)能是在________上(填場所)完成的?；罨拿窻催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3-Ⅰ)，C3-Ⅰ還原為三碳糖(C3-Ⅱ)，這一步驟需要________作為還原劑。在葉綠體中C3-Ⅱ除了進(jìn)一步合成淀粉外，還必須合成化合物X以維持卡爾文循環(huán)，X為________。 (3)作為光合作用的重要成分，X在葉綠體中的濃度受多種因素調(diào)控，下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過程，與X濃度相關(guān)的有________(填序號)。 ①外界環(huán)境的CO2濃度 ②葉綠體接受的光照強(qiáng)度 ③受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C3-Ⅱ輸出速度 ④酶R催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)度 (4)光合作用旺盛時(shí)，很多植物

42、合成的糖類通常會以淀粉的形式臨時(shí)儲存在葉綠體中，假如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導(dǎo)致葉綠體________。 [解析]　(1)遺傳信息從DNA傳遞到RNA的過程叫轉(zhuǎn)錄。參與蛋白質(zhì)合成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA等，由于tRNA與特定的氨基酸相結(jié)合，其功能具有特異性，種類最多。(2)光合作用過程中，發(fā)生在類囊體薄膜上的光反應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能。光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP，其中[H]是將C3-Ⅰ還原形成C3-Ⅱ的還原劑。暗反應(yīng)過程中，C5和CO2結(jié)合形成C3，其中一部分C3又會被還原成C5，從而使卡爾文循環(huán)持續(xù)地進(jìn)行下去。(3)凡是影響光反應(yīng)和暗反應(yīng)的因素，都可以引起C3、C5相對含量的暫時(shí)變化。外界環(huán)境的CO2濃度改變，會暫時(shí)影響C5的消耗；葉綠體接受的光照強(qiáng)度變化，會暫時(shí)影響C5的生成；C3-Ⅱ的輸出速度會影響C5的生成；酶R催化C5與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)度會直接影響C5的濃度。(4)若葉綠體中存在大量可溶性糖，其滲透壓會增大，造成葉綠體大量吸水而漲破。 [答案]　(1)轉(zhuǎn)錄　tRNA (2)類囊體　[H]　C5(五碳化合物) (3)①②③④ (4)吸水漲破 17