第3講光與光合作用()考綱要求核心素養(yǎng)1.光合作用的基本過程2實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離生命觀念通過分析葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能，形成結(jié)構(gòu)與功能適應(yīng)的觀點(diǎn)。通過闡述光合作用過程中的物質(zhì)變化與能量變化，形成物質(zhì)與能量觀。科學(xué)思維通過比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)，形成歸納與概括的科學(xué)思維方法?？茖W(xué)探究結(jié)合葉綠體中色素的提取，提高分析實(shí)驗(yàn)問題的能力。捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第45頁基礎(chǔ)突破抓基礎(chǔ)，自主學(xué)習(xí)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(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(zhǎng)范圍是390760 nm，葉綠體中的色素只吸收可見光，對(duì)紅外光(760 nm)和紫外光(390 nm)等不吸收。3葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能(1)結(jié)構(gòu)(2)功能：進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所。(3)功能驗(yàn)證：恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)，好氧細(xì)菌只分布在葉綠體被光束照射的部位。特別提醒(1)色素的功能特點(diǎn)：葉綠素和類胡蘿卜素均有主要的吸收光波段，對(duì)其他波段的可見光并非不吸收，只是吸收量較少。(2)色素的分布位置：色素不只分布于葉綠體中，液泡中也含有色素如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)光合作用的場(chǎng)所：葉綠體不是細(xì)胞進(jìn)行光合作用的唯一場(chǎng)所，如藍(lán)藻細(xì)胞沒有葉綠體也能進(jìn)行光合作用。題型突破練題型，夯基提能題型1色素的種類及作用1下列關(guān)于光合色素的敘述中，正確的是()A.構(gòu)成葉綠素的鎂可由植物的根從土壤中吸收B.光合色素分布于葉綠體內(nèi)膜和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中C.光合色素只吸收紅光和藍(lán)紫光用于水的光解D.植物葉片黃化，葉綠體對(duì)紅光的吸收會(huì)增加解析：構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收，A正確；光合色素分布于葉綠體的類囊體薄膜上，B錯(cuò)誤；光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，用于光反應(yīng)，包括水的光解和ATP的合成，C錯(cuò)誤；植物葉片黃化，葉綠素含量明顯減少，則對(duì)紅光的吸收會(huì)減少，D錯(cuò)誤。答案：A方法規(guī)律影響葉綠素合成的三大因素題型2葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能2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.圖乙所示結(jié)構(gòu)取自圖甲中的或B.與光合作用有關(guān)的酶全部分布在圖乙所示結(jié)構(gòu)上C.圖乙所示的結(jié)構(gòu)是合成H并消耗ATP的場(chǎng)所D.葉綠體以圖甲的形式擴(kuò)大膜的表面積解析：圖乙所示結(jié)構(gòu)是葉綠體的類囊體薄膜，來自葉綠體基粒中的類囊體，不來自葉綠體內(nèi)膜，A錯(cuò)誤；光合作用分光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)的場(chǎng)所是類囊體薄膜，與光反應(yīng)有關(guān)的酶分布在圖乙的類囊體薄膜上，暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，與暗反應(yīng)有關(guān)的酶分布在葉綠體基質(zhì)中，B錯(cuò)誤；圖乙是光反應(yīng)的場(chǎng)所，水光解后生成H并合成ATP用于暗反應(yīng)，C錯(cuò)誤；葉綠體內(nèi)含有大量基粒，一個(gè)基粒由很多類囊體堆疊而成，以此增大膜面積，D正確。答案：D3如圖為葉綠體中色素及某些物質(zhì)的分布示意圖，該圖不能表明()A.葉綠體中色素能夠吸收光能B.葉綠體在光下能夠合成糖類C.色素及特定物質(zhì)共同參與完成光反應(yīng)D.葉綠體內(nèi)能夠發(fā)生光能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化解析：圖中顯示葉綠體中色素能夠吸收光能，A正確；該圖只體現(xiàn)了光合作用的光反應(yīng)階段，糖類的合成在暗反應(yīng)階段，B錯(cuò)誤；該圖是光合作用的光反應(yīng)階段，需要色素、酶、ADP和Pi參與，C正確；光反應(yīng)階段，色素將光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化成ATP和H中的化學(xué)能，D正確。答案：B光合作用的探究歷程與基本過程授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第46頁基礎(chǔ)突破抓基礎(chǔ)，自主學(xué)習(xí)1光合作用的探索歷程2光合作用的過程(1)反應(yīng)式：CO2H2O(CH2O)O2。(2)過程重難突破攻重難，名師點(diǎn)撥1?？嫉?個(gè)光合作用探索歷程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析(1)薩克斯實(shí)驗(yàn)對(duì)照類型為自身對(duì)照，自變量為光的有無，因變量為顏色變化(有無淀粉生成)，實(shí)驗(yàn)組是遮光處理組，對(duì)照組為曝光處理組。該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要進(jìn)行饑餓處理，使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力。(2)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)將臨時(shí)裝片放在黑暗和無空氣的環(huán)境中是為了排除環(huán)境中光線和O2的影響。設(shè)置極細(xì)光束和好氧細(xì)菌的好處：能夠準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中產(chǎn)生氧氣的部位。好氧細(xì)菌的作用：作為觀察的指標(biāo)，可通過好氧細(xì)菌的移動(dòng)判斷O2的產(chǎn)生部位。(3)魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)追蹤C(jī)O2和H2O中的O元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑。此實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照，自變量是標(biāo)記物質(zhì)即HO和C18O2，因變量是釋放的O2有無放射性。2光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)條件需要光、色素、酶、H2O、ADP、Pi不需要葉綠素和光，需要多種酶、ATP、H、CO2場(chǎng)所葉綠體的類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化水的光解：2H2O4HO2ATP的合成：ADPPi能量ATPCO2的固定：CO2C52C3C3的還原：2C3(CH2O)C5能量轉(zhuǎn)化光能活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系3.光合作用過程中元素轉(zhuǎn)移途徑分析(1)光合作用總反應(yīng)式及各元素去向(2)光合作用過程中O元素的轉(zhuǎn)移途徑HO18O2C18O2C3(CHO)HO(3)光合作用過程中C元素的轉(zhuǎn)移途徑14CO214C3(14CH2O)特別提醒(1)光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)階段C3的還原，不能用于其他生命活動(dòng)。(2)光反應(yīng)必須在光照下進(jìn)行，暗反應(yīng)有光無光均能進(jìn)行。(3)暗反應(yīng)停止時(shí)，使ATP和H積累，光反應(yīng)也會(huì)停止。(4)H既不是H，也不是H，而是還原型輔酶(NADPH)，它是由氧化型輔酶(NADP)與電子和質(zhì)子(H)結(jié)合形成的。題型突破練題型，夯基提能題型1探究光合作用歷程的實(shí)驗(yàn)方法1如圖是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實(shí)驗(yàn)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是()A.兩實(shí)驗(yàn)均需進(jìn)行“黑暗”處理，以消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉B.兩實(shí)驗(yàn)均需要光的照射C.兩實(shí)驗(yàn)中只有恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照D.兩實(shí)驗(yàn)均可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣解析：圖示的兩實(shí)驗(yàn)中，只有薩克斯的實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行“黑暗”處理，目的是消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉。恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合作用進(jìn)行的場(chǎng)所，薩克斯實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合作用的產(chǎn)物，所以兩實(shí)驗(yàn)均需要光的照射。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對(duì)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(duì)照。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)可證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物，薩克斯的實(shí)驗(yàn)可證明淀粉是光合作用的產(chǎn)物。答案：B2(2018福建廈門模擬)關(guān)于光合作用探究歷程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是()A.饑餓處理后，天竺葵葉片曝光部分可向遮光部分運(yùn)輸小分子有機(jī)物B.受到均勻光照，好氧菌分布在水綿帶狀葉綠體所有受光照部位C.改變水中HO所占的比例，小球藻釋放的氧氣中18O2所占的比例也隨之改變D.供給小球藻14CO2，葉綠體內(nèi)含14C的三碳化合物和五碳化合物不斷積累解析：葉片被遮光以后，不能進(jìn)行光合作用，仍然要進(jìn)行呼吸作用，呼吸作用需要的小分子有機(jī)物(如葡萄糖)，是由曝光部分運(yùn)輸而來，A正確；如果實(shí)驗(yàn)用臨時(shí)裝片完全暴露在光下，即受到均勻光照后，好氧細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光部位的周圍，由此說明了氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，B正確；因?yàn)楣夂献饔卯a(chǎn)生的氧氣來自水的光解，因此，改變水中HO所占的比例，小球藻釋放的氧氣中18O2所占的比例也隨之改變，C正確；在光合作用的暗反應(yīng)階段，14CO2與五碳化合物在相應(yīng)酶的作用下被固定形成三碳化合物，進(jìn)而在ATP和H的作用下生成糖類等有機(jī)物，因此14C先后出現(xiàn)在三碳化合物與糖類中，不會(huì)出現(xiàn)在五碳化合物中且含14C的三碳化合物不會(huì)不斷積累，D錯(cuò)誤。答案：D 題型2光合作用的過程分析方法技巧巧用模型法分析物質(zhì)量的變化(1)以上分析只表示條件改變后短時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)相對(duì)含量的變化。(2)以上各物質(zhì)變化中，C3和C5含量的變化是相反的，H和ATP含量的變化是一致的。(3)具體分析時(shí)只有厘清C3、C5的“來源”與“去路”(C3產(chǎn)生于CO2的固定，消耗于C3的還原；C5產(chǎn)生于C3的還原，消耗于CO2的固定)，才能避開試題陷阱。3(2018湖南衡陽模擬)如圖所示為葉綠體中的某種結(jié)構(gòu)，及其上發(fā)生的物質(zhì)和能量變化。下列敘述不正確的是()A.圖中的是植物吸收的水分子B.光合作用的色素都分布在結(jié)構(gòu)上C.光能轉(zhuǎn)變?yōu)镠和ATP中的化學(xué)能D.H、O2和ATP都能用于暗反應(yīng)解析：水在光下分解為H和O2的過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，所以圖中的是植物吸收的水分子，A正確；葉綠體中的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，B正確；在葉綠體的類囊體薄膜上，色素將吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)镠和ATP中的化學(xué)能，C正確；H和ATP都能用于暗反應(yīng)，O2不用于暗反應(yīng)，而是直接釋放，D錯(cuò)誤。答案：D 4(2018河北唐山一模)將葉綠體懸浮液置于適宜光照下，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關(guān)說法正確的是()A.可測(cè)定葉綠體懸浮液的凈光合速率B.向懸浮液中滴入少量NaHCO3溶液，H含量下降C.突然改用等強(qiáng)度紅光照射，C3含量上升D.改變懸浮液的pH對(duì)氧氣釋放無影響解析：離體葉綠體釋放出的氧氣為實(shí)際光合作用產(chǎn)生的氧氣，所以該實(shí)驗(yàn)可測(cè)定葉綠體懸浮液的實(shí)際光合速率，A錯(cuò)誤；向懸浮液中滴入少量NaHCO3溶液，可使溶液中用于光合作用的CO2含量增加，生成的C3增加，進(jìn)而使C3被還原時(shí)消耗的H增加，導(dǎo)致H含量下降，B正確；突然改用等強(qiáng)度紅光照射，則葉綠體色素吸收利用的光能增多，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP增加，使C3的還原增強(qiáng)，消耗的C3增加，短時(shí)間內(nèi)C3含量下降，C錯(cuò)誤；產(chǎn)生氧氣的光反應(yīng)需要酶的催化，而酶的催化活性受pH影響，D錯(cuò)誤。答案：B 圖表突破析圖表，融會(huì)貫通如圖為光合作用的過程模式圖。請(qǐng)分析：(1)結(jié)構(gòu)A表示_，其中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)變是_。(2)當(dāng)供給14CO2時(shí)，放射性出現(xiàn)的順序是：_。(3)若突然停止光照，短時(shí)間內(nèi)C3的含量將會(huì)_，判斷依據(jù)是_。答案：(1)類囊體薄膜光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能(2)CO2C3甲(3)上升停止光照，光反應(yīng)生成的ATP和H減少，導(dǎo)致C3的還原減弱，而CO2的固定不變?nèi)~綠體色素的提取和分離(實(shí)驗(yàn))授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第47頁1實(shí)驗(yàn)原理2實(shí)驗(yàn)步驟3實(shí)驗(yàn)結(jié)果色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)失敗原因分析1色素提取液顏色淺。原因是沒有加二氧化硅，研磨不充分，色素未能充分提取出來；稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素濃度小；選取的葉片不新鮮、色淺，含色素少。2色素提取液發(fā)黃。原因是未加碳酸鈣或加入過少，葉綠素分子部分被破壞。3沒有提取到色素。原因是沒有加有機(jī)溶劑(如無水乙醇)。4色素沒有分開。原因是沒有塞緊試管口，濾紙上的層析液揮發(fā)掉了。5色素進(jìn)入了層析液。原因是濾液細(xì)線觸及了層析液。1(2018四川廣安一模)下列與“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)有關(guān)的敘述，正確的是()A.提取綠葉中的色素時(shí)只能用無水乙醇溶解色素B.研磨葉片后立即加入碳酸鈣可防止色素被破壞C.葉綠素b在層析液中的溶解度小于類胡蘿卜素D.不同綠葉中的色素在濾紙條上的色帶順序不同解析：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇和丙酮中，A錯(cuò)誤；葉綠體中色素的提取實(shí)驗(yàn)研磨前加入碳酸鈣，可以防止色素被破壞，B錯(cuò)誤；葉綠素b在層析液中的溶解度最小，C正確；各色素帶的順序由色素自身在層析液中的溶解度所決定，溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢，與綠葉種類無關(guān)，D錯(cuò)誤。答案：C2某班學(xué)生完成對(duì)新鮮菠菜葉進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于各組操作不同，出現(xiàn)了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析不合理的是()A.甲可能誤用了蒸餾水做提取液和層析液B.乙可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入SiO2C.丙是正確操作得到的理想結(jié)果D.丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3解析：葉綠體中色素能溶解在有機(jī)溶劑中，幾乎不溶于蒸餾水中，A正確；SiO2可使研磨充分，未加入SiO2，導(dǎo)致研磨不充分，獲得的色素少，B正確；在濾紙條上距離點(diǎn)樣處近的葉綠素含量比類胡蘿卜素多，C錯(cuò)誤；CaCO3可防止葉綠素被破壞，未加入CaCO3可導(dǎo)致葉綠素提取減少，D正確。答案：C隨堂鞏固達(dá)標(biāo)檢測(cè)三級(jí)訓(xùn)練提速提能授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第48頁練小題提速度判斷下列說法是否正確1葉綠素a和葉綠素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。()3不含葉綠體的生物不能進(jìn)行光合作用。()4光合作用需要的色素和酶均分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。()5破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生。()6細(xì)胞中不能合成ATP的部位是葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)。()7光合作用過程中光反應(yīng)是暗反應(yīng)進(jìn)行的前提。()8在其他條件適宜的情況下，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。()9H2O在光下分解為H和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。()練真題明方向命題分析1考查特點(diǎn)：本部分是高考中的核心考點(diǎn)，每年必考，縱觀近幾年全國(guó)卷，考點(diǎn)主要集中在光合作用的有關(guān)結(jié)構(gòu)、光合作用的過程等方面。2命題趨勢(shì)：選擇題和非選擇題均有，且題型多樣，常與細(xì)胞呼吸綜合考查。1(2016高考全國(guó)卷)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)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(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的解析：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(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞綇耐寥廊芤褐形?，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)紫光，紅外光和紫外光不屬于可見光，C項(xiàng)錯(cuò)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(zhǎng)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。答案：C2(2016高考江蘇卷)下列用鮮菠菜進(jìn)行色素提取、分離實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A.應(yīng)該在研磨葉片后立即加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素B.即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素C.為獲得10 mL提取液，研磨時(shí)一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D.層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則葉綠素條帶會(huì)很快隨溶劑揮發(fā)消失解析：應(yīng)該在研磨葉片前加入CaCO3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；即使菜葉剪碎不夠充分，葉綠體色素也可以溶解在無水乙醇中進(jìn)而提取光合色素，B項(xiàng)正確；鮮菠菜中含有較多水分，因此不能為獲得10 mL提取液而一次性加入10 mL乙醇，C項(xiàng)錯(cuò)誤；層析完畢后，葉綠素條帶不會(huì)隨溶劑揮發(fā)而消失，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B3(2016高考天津卷)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上升解析：植物光合作用主要利用的是紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光的利用很少。突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光照射后，光反應(yīng)速率加快，產(chǎn)物H和ATP上升，進(jìn)而C3的還原過程加快，未被還原的C3下降，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；而改用光照強(qiáng)度與白光相同的綠光照射后，光反應(yīng)速率減慢，產(chǎn)物H和ATP下降，進(jìn)而C3的還原過程減慢，C5下降，C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C4(2014高考全國(guó)卷)正常生長(zhǎng)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，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是()A.O2的產(chǎn)生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP比值下降解析：用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，導(dǎo)致綠藻細(xì)胞葉綠體內(nèi)的光反應(yīng)停止，不再產(chǎn)生O2、ATP和NADPH，使ATP/ADP、NADPH/NADP比值下降，A、C、D正確；光反應(yīng)停止，使暗反應(yīng)中的C3還原受阻，導(dǎo)致C5含量減少，從而使CO2的固定減慢，B錯(cuò)誤。答案：B5(2015高考全國(guó)卷)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)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)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135 s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%?；卮鹣铝袉栴}：(1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是_；C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要_，這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的_。(2)A、B、C三組處理相比，隨著_的增加，使光下產(chǎn)生的_能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。解析：(1)對(duì)比C、D兩組實(shí)驗(yàn)，C組光照和黑暗交替處理，D組只有光照，故單位光照時(shí)間內(nèi)C組植物合成有機(jī)物的量高于D組。分析C組和D組實(shí)驗(yàn)，可推知光合作用中有些反應(yīng)不需要光照，這些反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。(2)對(duì)比A、B、C三組實(shí)驗(yàn)，在總光照時(shí)間相同的情況下，隨著光照和黑暗交替頻率的增加，光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量也增加。說明光照與黑暗的交替頻率越高，光下產(chǎn)生的H和ATP越能及時(shí)利用并及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。答案：(1)高于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(duì)含量卻是D組的94%光照基質(zhì)(2)光照和黑暗交替頻率ATP和H填網(wǎng)絡(luò)串線索填充：色素、酶基質(zhì)、基粒光照、CO2ATP、HATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能課時(shí)作業(yè)知能提升單獨(dú)成冊(cè)單獨(dú)成冊(cè)：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第240頁一、選擇題1如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷，以下說法不正確的是()A.由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收400500 nm波長(zhǎng)的光B.用450 nm波長(zhǎng)的光比600 nm波長(zhǎng)的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度C.由550 nm波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)為670 nm波長(zhǎng)的光后，葉綠體中C3的量增加D.土壤中缺乏鎂時(shí)，植物對(duì)420470 nm波長(zhǎng)的光的利用量顯著減少解析：由圖可知，類胡蘿卜素的吸收峰在400500 nm，A正確；葉綠體中色素吸收450 nm波長(zhǎng)的光比吸收600 nm波長(zhǎng)的光要多，B正確；由550 nm波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)為670 nm波長(zhǎng)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H增多，暗反應(yīng)中C3的還原量增多，則葉綠體中C3的量減少，C錯(cuò)誤；葉綠素吸收420470 nm波長(zhǎng)的光較多，當(dāng)缺鎂時(shí)，葉綠素的合成受到影響，葉綠素吸收420470 nm波長(zhǎng)的光變少，D正確。答案：C2.如圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是()A.CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能B.CO2可直接被H還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類C.被還原的C3在有關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5D.光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高解析：CO2的固定實(shí)質(zhì)是CO2與C5結(jié)合生成C3，該過程在酶的催化作用下完成，不需要消耗ATP，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2不能直接被H還原，而是C3被H還原，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；被還原的C3在有關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5，維持C5含量的穩(wěn)定，故C項(xiàng)正確；光照強(qiáng)度減弱，光反應(yīng)減弱，光反應(yīng)形成的H和ATP減少，這樣C3被還原生成的(CH2O)和C5減少，而在短期內(nèi)，之前已經(jīng)生成的C5仍然會(huì)與CO2合成C3(速率不變)，故C5的相對(duì)含量會(huì)減少，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C3(2018四川成都模擬)下列關(guān)于綠葉中色素的敘述，正確的是()A.色素能溶解于無水乙醇，可用無水乙醇提取色素B.類胡蘿卜素在層析液中的溶解度小于葉綠素C.葉綠素主要吸收紅外光和紫外光用于光合作用D.葉綠體和液泡中的色素都能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能解析：綠葉中的色素溶解于無水乙醇，可用無水乙醇提取色素，A正確；類胡蘿卜素在層析液中的溶解度大于葉綠素，類胡蘿卜素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度更快，B錯(cuò)誤；葉綠素主要吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光，用于光合作用，C錯(cuò)誤；葉綠體中類囊體薄膜上的色素能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，液泡中的色素不能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，D錯(cuò)誤。答案：A 4(2018山東濰坊一模)下列關(guān)于光合作用的敘述，錯(cuò)誤的是()A.魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法證明了光合作用釋放的氧氣來自水B.一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光C.在暗反應(yīng)階段，C3可被H還原為C5和糖類D.溫度的變化不會(huì)影響光合作用的光反應(yīng)階段解析：暗反應(yīng)的發(fā)生場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成兩分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP被還原為五碳化合物和糖類；溫度的變化會(huì)影響酶的活性，光反應(yīng)需要酶催化，故溫度會(huì)影響光合作用的光反應(yīng)階段。答案：D 5(2018江蘇徐州一模)如圖表示某植物葉肉細(xì)胞中部分物質(zhì)變化途徑，其中代表有關(guān)生理過程。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.過程不在生物膜上進(jìn)行B.過程都有ATP生成C.過程產(chǎn)生的C6H12O6中的氧來自H2O和CO2D.過程產(chǎn)生的H并不全都來自C6H12O6解析：圖示表示光合作用與呼吸作用的過程，過程表示水的光解，過程表示有氧呼吸的第三階段，過程表示暗反應(yīng)階段三碳化合物的還原，過程表示有氧呼吸的第一、二階段。三碳化合物的還原，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，有氧呼吸的第一、二階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中，A正確；光合作用的水的光解，有氧呼吸的三個(gè)階段都有ATP的生成，B正確；光合作用暗反應(yīng)階段產(chǎn)生的葡萄糖中的氧只來自二氧化碳中的氧，C錯(cuò)誤；有氧呼吸的第一階段產(chǎn)生的H來自葡萄糖，第二階段產(chǎn)生的H來自丙酮酸和水，D正確。答案：C 6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(shí)間的光照，結(jié)果如表所示。實(shí)驗(yàn)組別光照時(shí)間/s放射性物質(zhì)分析12大量3磷酸甘油酸(三碳化合物)22012種磷酸化糖類360除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機(jī)酸等根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，下列敘述不正確的是()A.本實(shí)驗(yàn)利用小球藻研究的是光合作用的暗反應(yīng)階段B.每組照光后需將小球藻進(jìn)行處理使酶失活，才能測(cè)定放射性物質(zhì)的分布C.CO2進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果說明光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物還包括氨基酸、有機(jī)酸等解析：該實(shí)驗(yàn)是利用放射性的14CO2探究光合作用中碳元素的轉(zhuǎn)移途徑，題表結(jié)果表明二氧化碳主要參與光合作用的暗反應(yīng)過程，A正確；每組照光后需將小球藻進(jìn)行處理使酶失活，防止細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，才能測(cè)定放射性物質(zhì)的分布，B正確；CO2進(jìn)入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是3磷酸甘油酸(三碳化合物)，C錯(cuò)誤；表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物還包括氨基酸、有機(jī)酸等，D正確。答案：C7(2018河南商丘模擬)利用小球藻培養(yǎng)液進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)時(shí)，在其中加入抑制暗反應(yīng)的物質(zhì)后，發(fā)現(xiàn)在同樣的光照條件下釋放氧氣的速度下降。主要原因是()A.合成ATP的酶活性受到抑制B.H、ATP等的積累，光反應(yīng)速率減慢C.葉綠素吸收光能的效率下降D.暗反應(yīng)中生成的水減少，使光反應(yīng)的原料不足解析：ATP的合成是在光反應(yīng)過程中形成的，ATP合成酶屬于光反應(yīng)的物質(zhì)，而題干影響的只是暗反應(yīng)的酶，A錯(cuò)誤；由于暗反應(yīng)效率下降，會(huì)減少對(duì)H和ATP的消耗，導(dǎo)致H和ATP積累，B正確；變化的條件影響了暗反應(yīng)，沒有影響光反應(yīng)，所以葉綠素吸收光能的效率沒有下降，C錯(cuò)誤；光反應(yīng)的原料水主要來自環(huán)境，不是來自暗反應(yīng)，D錯(cuò)誤。答案：B 8(2018山東濟(jì)南模擬)如果某綠色高等植物光合作用的有機(jī)產(chǎn)物為葡萄糖，則光合作用的總反應(yīng)式如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()6CO212H2OC6H12O66H2O6O2A.該反應(yīng)式也適用于具有藻藍(lán)素和葉綠素等光合色素的藍(lán)藻B.追蹤反應(yīng)式中CO2的氧原子的轉(zhuǎn)移情況時(shí)，該氧原子能轉(zhuǎn)化成氧氣C.該反應(yīng)式中，CO2消耗的場(chǎng)所與H2O消耗的位置不同D.當(dāng)植物體有機(jī)物積累量為零時(shí)，葉肉細(xì)胞的呼吸速率等于光合速率解析：藍(lán)藻屬于原核生物，細(xì)胞中沒有葉綠體，故該反應(yīng)式不適用于具有藻藍(lán)素和葉綠素等光合色素的藍(lán)藻，A錯(cuò)誤；追蹤C(jī)O2中氧原子的轉(zhuǎn)移情況時(shí)，則該氧原子能轉(zhuǎn)化成葡萄糖和水中的氧，光合作用中的氧氣來自光反應(yīng)中水的光解，B錯(cuò)誤；光合作用過程中，CO2消耗的場(chǎng)所與H2O消耗的位置不同，前者是葉綠體基質(zhì)，后者是類囊體薄膜上，C正確；當(dāng)植物體有機(jī)物積累量為零時(shí)，由于非葉肉細(xì)胞不進(jìn)行光合作用，呼吸需要消耗的有機(jī)物來自葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物，所以葉肉細(xì)胞的呼吸速率小于光合速率，D錯(cuò)誤。答案：C 9(2018全國(guó)模擬)研究人員以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的綠色植物為材料，在相同的條件下進(jìn)行了四組實(shí)驗(yàn)。其中D組連續(xù)光照t秒，A、B、C組依次縮小光照和黑暗的交替頻率，每組處理的總時(shí)間均為t秒，發(fā)現(xiàn)單位光照時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量從A到D依次越來越大。下列相關(guān)說法正確的是()A.本實(shí)驗(yàn)中光照強(qiáng)度是無關(guān)變量，故光照強(qiáng)度的改變不影響實(shí)驗(yàn)組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量B.光照期間，光反應(yīng)通過水的光解為暗反應(yīng)提供ATP和HC.實(shí)驗(yàn)組黑暗變?yōu)楣庹諘r(shí)，光反應(yīng)速率增大，暗反應(yīng)速率變小D.推測(cè)在某光照和黑暗的交替頻率上，單位光照時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量達(dá)到100%解析：本實(shí)驗(yàn)中溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度是無關(guān)變量，無關(guān)變量也是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變量，只是人為控制相同而已，A錯(cuò)誤；光照期間，光反應(yīng)通過水的光解為暗反應(yīng)提供H，ATP不是通過水的光解形成的，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)組黑暗變?yōu)楣庹諘r(shí)，光反應(yīng)、暗反應(yīng)速率均增大，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著光照和黑暗交替頻率的加快，可以使ATP和H能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量，隨著光照和黑暗交替頻率的加快，在某個(gè)頻率上單位光照時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量達(dá)到100%，D正確。答案：D 10下列有關(guān)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.研磨時(shí)加入CaCO3可防止葉綠素在酸性條件下分解B.濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶比較直C.畫濾液細(xì)線時(shí)需迅速重復(fù)多畫幾次以增加色素的含量D.濾紙條上相鄰且距離最遠(yuǎn)的兩條色素帶呈橙黃色和黃色解析：畫濾液細(xì)線時(shí)，要等濾液干燥后再繼續(xù)畫線，C錯(cuò)誤。答案：C二、非選擇題11如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能示意圖，請(qǐng)回答：(1)光合作用光反應(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(dòng)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_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)提供了還原性氫和ATP，用于三碳化合物的還原。光反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體薄膜A，暗反應(yīng)的場(chǎng)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CO2濃度和溫度的影響。(3)光合作用的產(chǎn)物葡萄糖最終以多糖淀粉的形式儲(chǔ)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產(chǎn)生ADP和Pi，而ADP和Pi是光反應(yīng)過程中ATP合成的原料。答案：(1)還原性氫(或H)和ATPAB(2)CO2供應(yīng)不足溫度過高或過低(