必修1第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)能量之源——光與光合作用微知識小題練微考點大講堂微平臺大提升微考場大收獲

微知識小題練

夯基固本基礎(chǔ)自測微知識一葉綠體的結(jié)構(gòu)和捕獲光能的色素1．葉綠體(1)結(jié)構(gòu)示意圖：(2)功能：進(jìn)行_____________的場所。知識梳理光合作用2．色素的種類和功能(1)葉綠體中的色素分布部位是____________________。(2)葉綠體中的色素有____________________________________。(3)葉綠體中色素具有____________________________的作用。類囊體薄膜上葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能微知識二光合作用光合作用的過程單位時間內(nèi)產(chǎn)物生成CO2濃度長短與強弱溫度化學(xué)能自養(yǎng)型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．光照下葉綠體中的ATP主要是由光合作用合成的糖經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的。(

)5．能進(jìn)行光合作用的生物一定含有葉綠體。(

)6．暗反應(yīng)必須在無光條件下進(jìn)行。(

)基礎(chǔ)自測√×××××

微考點大講堂考點例析對點微練微考點一

光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實驗分析

微考點一

光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實驗分析

(1)本實驗的實驗組為極細(xì)光束照射處的葉綠體，對照組為黑暗處的葉綠體和完全曝光的葉綠體。(2)本實驗為自身對照，自變量為光照(照光處與不照光處；黑暗與完全曝光)，因變量為好氧細(xì)菌分布。恩格爾曼實驗方法的巧妙之處(1)實驗材料選得妙：用水綿作為實驗材料。水綿不僅具有細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。(2)排除干擾的方法妙：實驗成功的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量和減少額外變量，恩格爾曼將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實驗?zāi)軌蛘＿M(jìn)行。(3)觀測指標(biāo)設(shè)計得妙：通過好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。(4)實驗對照設(shè)計得妙：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光的對比實驗，從而明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的?！纠?】

(解析：綠色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘變藍(lán)。a側(cè)黃白色，沒有葉綠素，特別是沒有葉綠素a，不能進(jìn)行光合作用，b側(cè)有葉綠體和光，能進(jìn)行光合作用，c、e側(cè)遮光，不能進(jìn)行光合作用，d側(cè)有葉綠素和光，能進(jìn)行光合作用。答案：B對點微練1

生物學(xué)家恩格爾曼用水綿進(jìn)行了如下實驗：把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片放在沒有空氣和光照條件下一段時間，然后用極細(xì)的光束照射水綿不同部位，觀測到一些部位有好氧細(xì)菌積聚，另一些部位沒有積聚(如圖所示)，由此得出的結(jié)論是(

)A．光合作用產(chǎn)生淀粉，場所是葉綠體B．光合作用產(chǎn)生氧氣，場所是葉綠體C．光合作用產(chǎn)生淀粉，需要水和光照D．光合作用產(chǎn)生氧氣，需要二氧化碳解析：恩格爾曼選用水綿和好氧細(xì)菌作實驗材料的好處：水綿不僅具有細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究；利用好氧細(xì)菌的代謝特點，通過對好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧氣的部位。綜上分析，本題答案為B。答案：B對點微練2

1880年美國生物學(xué)家恩格爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入好氧細(xì)菌，觀察細(xì)菌的聚集情況(如圖)。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)最強。這個實驗的思路是(

)A．細(xì)菌對不同的光反應(yīng)不一樣，細(xì)菌聚集多的地方，細(xì)菌光合作用強B．好氧細(xì)菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強C．好氧細(xì)菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機物多，水綿光合作用強D．好氧細(xì)菌大量消耗O2，使水綿光合作用速度快，則該種光有利于光合作用解析：好氧細(xì)菌向O2濃度高的地方集結(jié)，據(jù)此可推斷光合作用的放氧部位和光合強度。答案：B微考點二光合作用的過程

1．在光合作用總反應(yīng)式中標(biāo)出各元素的來源和去路2．比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)小提示(1)若同一植物處于兩種不同情況下進(jìn)行光合作用，甲：一直光照10min；乙：光照5s，黑暗5s，持續(xù)20min，則光合作用制造的有機物：甲<乙(暗反應(yīng)時間長)。(2)CO2中C進(jìn)入C3但不進(jìn)入C5，最后進(jìn)入(CH2O)，C5中C不進(jìn)入(CH2O)，可用放射性同位素標(biāo)記法證明。(3)光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)階段，不能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP只能來自細(xì)胞呼吸。【例2】

如圖為高等綠色植物光合作用圖解，以下說法正確的是(

)A．①是光合色素，分布在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．②是氧氣，可參與有氧呼吸的第三階段C．③是三碳化合物，能被氧化為(CH2O)D．④是ATP，在葉綠體基質(zhì)中生成解析：根據(jù)光合作用圖解可知，圖中①是光合色素，分布在葉綠體類囊體薄膜上；②是氧氣，可參與有氧呼吸的第三階段，與有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]結(jié)合生成水，釋放大量的能量；③是三碳化合物，在[H]和ATP的作用下還原為(CH2O)；④是ATP，在葉綠體類囊體薄膜上生成。答案：B對點微練3

下圖為甘蔗葉肉細(xì)胞內(nèi)的一系列反應(yīng)過程，有關(guān)說法正確的是(

)A．過程①中葉綠體中的四種色素都主要吸收藍(lán)紫光和紅光B．過程②只發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，過程③只發(fā)生在線粒體中C．過程①產(chǎn)生[H]，過程②消耗[H]，過程③既產(chǎn)生也消耗[H]D．若過程②的速率大于過程③的速率，則甘蔗的干重就會增加解析：葉綠體中的葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，而類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光；圖示過程③為呼吸作用，發(fā)生在線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；圖示過程①(光合作用光反應(yīng))產(chǎn)生[H]，圖示過程②(光合作用暗反應(yīng))消耗[H]，圖示過程③(細(xì)胞呼吸)既產(chǎn)生[H]，也消耗[H]；甘蔗干重增加的條件是整個植株的有機物合成量大于消耗量，而圖示僅為一個細(xì)胞中能量代謝過程。答案：C對點微練4

離體葉綠體在光下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時，如果突然中斷CO2的供應(yīng)，下列關(guān)于一段時間內(nèi)葉綠體中ATP與O2的相對含量變化的示意圖中，正確的是(

)解析：離體葉綠體在光下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時，突然中斷CO2的供應(yīng)使C3合成減少，一段時間內(nèi)暗反應(yīng)逐漸減弱，暗反應(yīng)消耗的ATP也逐漸減少，故ATP相對含量逐漸增加；隨著暗反應(yīng)的減弱，光反應(yīng)也逐漸減弱，所以葉綠體內(nèi)氧氣含量逐漸減少。答案：B1.光照(1)光照強度微考點三影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用

①原理分析：光照強度影響光合速率的原理是通過影響光反應(yīng)階段，制約ATP和[H]的產(chǎn)生，進(jìn)而制約暗反應(yīng)階段。②圖像分析：A點時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸；AB段隨著光照強度的增強，光合作用強度也增強，但是仍然小于細(xì)胞呼吸強度；B點時代謝特點為光合作用強度等于細(xì)胞呼吸強度；BC段隨著光照強度的增強，光合作用強度也不斷增強；C點對應(yīng)的光照強度為光飽和點，限制C點的環(huán)境因素可能有溫度或二氧化碳濃度等。③應(yīng)用分析：欲使植物正常生長，則必須使光照強度大于B點對應(yīng)的光照強度；適當(dāng)提高光照強度可增加大棚作物產(chǎn)量。②圖像分析：圖1中A點表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點，而圖2中的A′點表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度；兩圖中的B和B′點都表示CO2飽和點，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。③應(yīng)用分析：大氣中的CO2濃度處于OA′段時，植物無法進(jìn)行光合作用；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過“正其行，通其風(fēng)”和增施農(nóng)家肥等措施增加CO2濃度，提高光合作用速率。(4)溫度①原理分析：是通過影響酶活性進(jìn)而影響光合作用。②圖像分析：低溫導(dǎo)致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范圍內(nèi)隨著溫度的升高酶活性升高進(jìn)而引起光合速率也增強；溫度過高會引起酶活性降低，植物光合速率降低。③應(yīng)用分析：溫室中白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率；晚上適當(dāng)降低溫室的溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證植物有機物積累。(5)必需礦質(zhì)元素①圖像分析：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降。②應(yīng)用分析：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。(2)應(yīng)用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時，要適當(dāng)提高光照強度和CO2濃度以提高光合速率。【例3】

夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如下圖所示。下列說法正確的是(

)A．甲植株在a點開始進(jìn)行光合作用B．乙植株在e點有機物積累量最多C．曲線b～c段和d～e段下降的原因相同D．兩曲線b～d段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關(guān)閉解析：分析圖示可知，在a點時，甲植株光合作用固定CO2的速率和呼吸作用產(chǎn)生CO2的速率相等，說明在a點之前，甲植株的光合作用已經(jīng)開始，但光合作用比呼吸作用弱；在18時后，乙植株的光合作用速率開始小于呼吸作用速率，與18時相比，e點時有機物的積累量已經(jīng)減少；根據(jù)常識可知，圖示曲線的b～c段下降的主要原因是氣孔部分關(guān)閉，導(dǎo)致葉內(nèi)CO2濃度降低，而d～e段下降的原因是光照強度減弱，光反應(yīng)產(chǎn)生[H]和ATP的速率減慢；b～d段，乙植株的變化體現(xiàn)的是植物的“午休現(xiàn)象”，是由氣孔關(guān)閉導(dǎo)致的；甲植株的變化可能是由不存在“午休現(xiàn)象”或氣孔關(guān)閉程度很小或氣孔無法關(guān)閉導(dǎo)致的。答案：D對點微練5

圖甲和圖乙表示某植物在適宜的CO2濃度條件下光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系，下列相關(guān)描述中錯誤的是(

)

A．圖甲中，在a′點限制光合作用速率的主要因素是光照強度，在b′點限制光合作用速率的主要因素是溫度或CO2濃度B．從圖乙可以看出，當(dāng)超過一定溫度后，光合作用速率會隨著溫度的升高而降低C．溫度主要是通過影響酶的活性來影響光合作用速率的D．若光照強度突然由a變?yōu)閎，短時間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的含量會增加解析：圖甲表示光照強度和溫度對光合作用速率的影響，圖乙表示溫度對光合作用速率的影響。分析圖甲中某點上的限制因素時，要看曲線是否達(dá)到飽和點。如果沒有達(dá)到飽和點(如a′點)，則限制因素為橫坐標(biāo)表示的因素，即光照強度；當(dāng)達(dá)到飽和點以后(如b′點)，則限制因素為橫坐標(biāo)表示的因素以外的其他因素，如溫度或CO2濃度。當(dāng)光照強度突然增強時，光反應(yīng)速率加快，產(chǎn)生更多的[H]和ATP，短時間內(nèi)C3的還原速率加快而CO2的固定速率不變，故C3的含量會減少。答案：D解析：葉肉細(xì)胞每時每刻都要進(jìn)行呼吸作用，所以細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)可產(chǎn)生ATP，而光合作用產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體中的類囊體薄膜上；環(huán)境中缺鎂時葉綠素的合成減少，相同光照強度等條件下光合作用速率會下降；b點與a點相比處于相同光照強度但CO2濃度低，所以合成三碳化合物的量較少，而二者產(chǎn)生的[H]和ATP一樣多，從而還原消耗的三碳化合物量相同，所以b點時葉綠體中三碳化合物含量較少；從圖中可知，a點與b點光合作用速率差異的原因是CO2濃度的不同。答案：B光合速率與呼吸速率的關(guān)系真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。關(guān)系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：(1)光合作用產(chǎn)氧量＝氧氣釋放量＋細(xì)胞呼吸耗氧量；(2)光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋細(xì)胞呼吸釋放CO2量；(3)光合作用葡萄糖產(chǎn)生量＝葡萄糖積累量(增重部分)＋細(xì)胞呼吸消耗葡萄糖量。微提升光合速率與呼吸速率的關(guān)系真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。關(guān)系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：(1)光合作用產(chǎn)氧量＝氧氣釋放量＋細(xì)胞呼吸耗氧量；(2)光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋細(xì)胞呼吸釋放CO2量；(3)光合作用葡萄糖產(chǎn)生量＝葡萄糖積累量(增重部分)＋細(xì)胞呼吸消耗葡萄糖量。微提升

微平臺大提升研析實驗歸納提升葉綠體中的色素提取和分離1．實驗過程2．實驗中的注意事項及操作目的過程注意事項操作目的提取色素(1)選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高(2)研磨時加無水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素(5)盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化分離色素(1)濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散(2)濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻使分離出的色素帶平整不重疊(3)濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明(4)濾液細(xì)線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中3．色素的功能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能其中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【例4】

(解析：鎂是合成葉綠素a和葉綠素b的必需元素；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，用于光合作用的光反應(yīng)過程；葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同；葉綠素不能有效地吸收綠光，綠光被反射出去，使植物呈現(xiàn)綠色。答案：D對點微練7

(解析：實驗過程中用單層尼龍布過濾研磨液；在濾紙條上畫出一條濾液細(xì)線后，待干燥后再重復(fù)畫線2～3次；研磨葉片時，用無水乙醇或95%的乙醇溶解色素。答案：B對點微練8如圖表示葉綠體色素提取分離實驗中紙層析的結(jié)果，據(jù)圖判斷用作實驗材料的葉片顏色為(

)A．紅色 B．黃色C．綠色 D．紫色解析：在葉綠體色素提取和分離實驗中，濾紙條上的四條色素帶距點樣處的距離由近及遠(yuǎn)分別是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，由圖可知，葉綠素含量比類胡蘿卜素含量少，用作實驗材料的葉片應(yīng)呈黃色。答案：B

微考場大收獲加固訓(xùn)練練透考點1．(解析：由題意可知，該酶催化的過程為光合作用暗反應(yīng)過程中的CO2的固定，反應(yīng)場所是葉綠體基質(zhì)，A正確；暗反應(yīng)指反應(yīng)過程不依賴光照條件，有沒有光，反應(yīng)都可進(jìn)行，B錯誤；對14CO2中的C元素進(jìn)行同位素標(biāo)記，檢測14C3的放射性強度，可以用來測定RuBP羧化酶的活性，C正確；14C3的生成量的多少表示固定過程的快慢，可以說明該酶活性的高低，D正確。答案：B解析：根據(jù)圖示可知：CO2＋C5→2C3是二氧化碳的固定，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錯誤；CO2＋C5→2C3是二氧化碳的固定，[H]不參與CO2的固定反應(yīng)，B錯誤；被還原的C