第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化課標(biāo)要點(diǎn)學(xué)法指導(dǎo)說(shuō)明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽(yáng)光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過(guò)程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能1.生命觀念：葉綠體的基粒大大擴(kuò)展了膜面積，與葉綠體的功能相適應(yīng)；理解光合作用過(guò)程中物質(zhì)與能量的變化，形成物質(zhì)與能量觀2．科學(xué)探究：科學(xué)設(shè)計(jì)提取和分離色素的實(shí)驗(yàn)步驟，注意每個(gè)操作步驟的規(guī)范性；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)變量3．社會(huì)責(zé)任：根據(jù)光合作用原理指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)導(dǎo)圖課前·

新知導(dǎo)學(xué)1．實(shí)驗(yàn)原理綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)步驟原理提取色素綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑______________中分離色素各種色素在層析液中的_________不同：____________高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。因而色素就會(huì)隨著___________在濾紙上的擴(kuò)散而分開(kāi)無(wú)水乙醇溶解度溶解度層析液5g少許SiO2和CaCO3，再加入5～10mL無(wú)水乙醇單層尼龍布棉塞剪去兩角去角一端1cm毛細(xì)吸管濾液干后一到兩次濾液細(xì)線觀察結(jié)果濾紙條上色素帶有四條(如圖)濾紙條上色素帶的寬窄代表什么含義？__________________________________________________。微思考提示：色素的含量。色素含量多、色素帶寬，反之則窄關(guān)于光合色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是 (

)A．菠菜綠葉可被用作色素提取的材料，在使用前用清水浸泡清洗，提取效果會(huì)更好B．加入少許CaCO3能避免類胡蘿卜素被破壞C．色素分離的原理是色素易溶解于層析液D．用某一葉黃素缺失突變體水稻葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分離色素時(shí)(從上往下)第二條色素帶缺失【答案】D【解析】由于色素不溶于水，用清水洗綠葉不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，A錯(cuò)誤；加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞，B錯(cuò)誤；色素分離的原理是各色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，C錯(cuò)誤；用某一葉黃素缺失突變體水稻葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分離色素時(shí)從上往下第二條色素帶為葉黃素的色帶，會(huì)缺失，D正確。1．綠葉中色素的種類與光能吸收色素的功能和葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能色素種類葉綠素(3/4)類胡蘿卜素(1/4)葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素顏色________________橙黃色______光能吸收主要吸收________和________主要吸收________分布葉綠體的_______________上藍(lán)綠色黃綠色黃色藍(lán)紫光紅光藍(lán)紫光類囊體的薄膜2．葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能(1)分布：主要分布在植物的__________內(nèi)。(2)形態(tài)：扁平的________或________。(3)結(jié)構(gòu)：(4)功能：綠色植物進(jìn)行__________的場(chǎng)所。葉肉細(xì)胞橢球形球形外類囊體葉綠體基質(zhì)光合作用一般植物的葉片在春、夏季為綠色，而在秋季呈黃色。請(qǐng)分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？_____________________________________________。微思考提示：在春夏季節(jié)，葉子中葉綠素含量多于類胡蘿卜素，葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來(lái)，所以呈綠色。在秋季，葉綠素被破壞，類胡蘿卜素完好，葉子呈現(xiàn)出了類胡蘿卜素的顏色，所以呈現(xiàn)黃色下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述不正確的是 (

)A．①具有選擇透過(guò)性B．吸收光能的色素分布在②上C．與光合作用有關(guān)的酶只分布在③中D．葉綠體具有雙層膜【答案】C【解析】葉綠體是由雙層膜構(gòu)成的，它們具有選擇透過(guò)性，A、D正確；吸收光能的色素分布在類囊體薄膜上，即②上，B正確；與光合作用有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜上和基質(zhì)中，C錯(cuò)誤。1．光合作用的概念光合作用的原理及探索場(chǎng)所主要是________反應(yīng)物__________、水條件光照、多種酶產(chǎn)物有機(jī)物、______能量來(lái)源________實(shí)質(zhì)合成________、儲(chǔ)存能量葉綠體二氧化碳氧氣光能有機(jī)物2．探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)C科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過(guò)程或依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論19世紀(jì)末～1928年科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的______和______被分開(kāi)，______被釋放，____與______結(jié)合成甲醛，然后甲醛縮合成糖甲醛對(duì)植物有毒害作用，而且甲醛不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成______1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有水，沒(méi)有二氧化碳)，在光照下可以釋放出______離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生____的光解、產(chǎn)生______的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。說(shuō)明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)OO2CH2O糖氧氣水氧氣H2OATPCO2光合碳卡爾文循環(huán)作用3．光合作用的過(guò)程(1)光反應(yīng)階段：①條件：________。②場(chǎng)所：________________。③物質(zhì)變化：a．將H2O分解為_(kāi)_______，其中H＋與NADP＋結(jié)合形成NADPH。b．使ADP和Pi反應(yīng)形成________。④能量變化：將光能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在_______________中的化學(xué)能。有光類囊體的薄膜上氧和H＋ATPNADPH、ATP有光無(wú)光葉綠體基質(zhì)2C3有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光合作用的過(guò)程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列說(shuō)法正確的是 (

)A．葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)B．葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)C．葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)D．葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)【答案】D【解析】光反應(yīng)是在葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行的，暗反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。1．光合作用強(qiáng)度(1)概念：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造_______________。(2)影響因素和衡量指標(biāo)：光合作用原理的應(yīng)用糖類的數(shù)量水分CO2溫度長(zhǎng)短與強(qiáng)弱原料產(chǎn)物2．探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)流程：生長(zhǎng)旺盛的綠葉小圓形葉片30片小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出充滿水CO2強(qiáng)、中、弱小圓形葉片浮

起的數(shù)量用一水生植物做如圖所示的處理，不影響單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡數(shù)的是 (

)A．玻璃容器的容積B．臺(tái)燈與玻璃容器的距離C．溶于水中的CO2的量D．水生植物的葉片數(shù)【答案】A【解析】臺(tái)燈與玻璃容器的距離決定了光照強(qiáng)度，溶于水中的CO2是光合作用的原料，水生植物葉片數(shù)目決定了葉綠體數(shù)目。課堂·

重難探究[知識(shí)歸納]1．綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)的異?，F(xiàn)象分析綠葉中色素的提取與分離異常現(xiàn)象原因收集到的濾液綠色過(guò)淺①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少③一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇)④未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞異常現(xiàn)象原因?yàn)V紙條色素帶重疊①濾液細(xì)線不直②濾液細(xì)線過(guò)粗濾紙條無(wú)色素帶①忘記畫(huà)濾液細(xì)線②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中2．注意事項(xiàng)及原因分析過(guò)程注意事項(xiàng)原因分析提取色素選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高研磨時(shí)加無(wú)水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護(hù)色素迅速、充分研磨減少乙醇揮發(fā)，充分溶解色素盛放濾液的試管口加棉塞減少乙醇揮發(fā)和色素氧化過(guò)程注意事項(xiàng)原因分析分離色素濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻使分離出的色素帶平整不重疊濾液細(xì)線干燥后再畫(huà)一兩次使分離出的色素帶清晰分明濾液細(xì)線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中[對(duì)點(diǎn)精練]1．(2023·吉林遼源期末)下圖是新鮮綠葉的四種光合色素在濾紙上分離的情況，以下說(shuō)法正確的是 (

)A．連續(xù)多畫(huà)幾次濾液細(xì)線，以增加色素含量B．四種色素都能溶解在層析液中，乙色素的溶解度最大C．水稻在收獲時(shí)節(jié)，葉片中色素量的變化是(甲＋乙)<(丙＋丁)D．甲、乙、丙、丁依次表示胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b【答案】C【解析】畫(huà)濾液細(xì)線應(yīng)等上一次畫(huà)線干燥后，再進(jìn)行下一次畫(huà)線，從而增加色素含量，A錯(cuò)誤；四種色素都能溶解在層析液中，溶解度越大，擴(kuò)散的距離越大，所以丁色素的溶解度最大，B錯(cuò)誤；甲是葉綠素b，乙是葉綠素a，丙是葉黃素，丁是胡蘿卜素，水稻在收獲時(shí)節(jié)，葉綠素分解，葉片中色素量的變化是(甲＋乙)<(丙＋丁)，C正確；甲、乙、丙、丁依次表示葉綠素b、葉綠素a、葉黃素和胡蘿卜素，D錯(cuò)誤。2．(2023·湖北荊州期末)為研究光照強(qiáng)度對(duì)植物光合色素的影響，某同學(xué)進(jìn)行了不同光照條件下菠菜葉片的光合色素提取和分離實(shí)驗(yàn)，如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。有關(guān)敘述正確的是(

)A．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，增加光照能促進(jìn)光合色素的合成B．Ⅲ條帶顏色呈藍(lán)綠色，通常情況下，其中色素含量最多C．Ⅰ條帶中的色素在層析液中的溶解度最小D．為保證層析效果，濾紙條插入層析液中越深越好【答案】B【解析】在強(qiáng)光條件下，Ⅰ、Ⅱ條帶變寬，Ⅲ、Ⅳ條帶變窄，說(shuō)明增加光照能促進(jìn)類胡蘿卜素的合成，但抑制葉綠素的合成，A錯(cuò)誤；Ⅲ條帶是葉綠素a，顏色呈藍(lán)綠色，通常情況下，4種色素中葉綠素a占的比例最多，B正確；Ⅰ條帶中的色素在層析液中的溶解度最大，C錯(cuò)誤；在將濾紙插入層析液中時(shí)，一定不能讓層析液沒(méi)及濾液細(xì)線，D錯(cuò)誤。[知識(shí)歸納]1．葉綠體中的色素與吸收光譜色素功能和葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能(1)葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光吸收量大，對(duì)其他可見(jiàn)光并非不吸收，只是吸收量較少。2．葉綠體功能的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)——恩格爾曼實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象：(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。②O2是由葉綠體釋放的。(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“四妙”：①實(shí)驗(yàn)材料選得“妙”：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和需氧細(xì)菌。水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用需氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。②排除干擾的方法“妙”：沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境，排除了空氣中氧氣和光的干擾。③觀測(cè)指標(biāo)設(shè)計(jì)得“妙”：用極細(xì)的光束點(diǎn)狀投射，葉綠體上可分為獲得光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。④實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)得“妙”：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光對(duì)照實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。[對(duì)點(diǎn)精練]1．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(cuò)誤的是 (

)A．①和②均為選擇透過(guò)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(duì)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(wú)法合成D．在③上形成的產(chǎn)物NADPH和ATP進(jìn)入④中為暗反應(yīng)提供物質(zhì)和能量【答案】C【解析】葉綠素分子中含Mg2＋，胡蘿卜素、葉黃素中不含Mg2＋。2．無(wú)論是在植物工廠里，還是在自然界中，植物捕獲光能都要依靠光合色素。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (

)A．類胡蘿卜素主要在藍(lán)紫光區(qū)吸收光能用于光反應(yīng)B．葉片中光合色素對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收會(huì)影響葉片的顏色C．一般情況下，光合色素所利用的光都是可見(jiàn)光D．紙層析法分離光合色素時(shí)，色素的含量變化不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果【答案】D【解析】葉綠體色素包括類胡蘿卜素和葉綠素，其中類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用于光合作用光反應(yīng)階段，A正確；葉片中光合色素對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收會(huì)影響葉片的顏色，B正確；一般情況下，光合色素所利用的光都是可見(jiàn)光，主要吸收可見(jiàn)光中的藍(lán)紫光和紅光，C正確；紙層析法分離光合色素時(shí)，色素的含量變化會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D錯(cuò)誤?！痉椒记伞?/p>

影響葉綠素合成的3個(gè)因素[知識(shí)歸納]1．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較光合作用的過(guò)程項(xiàng)目光反應(yīng)(準(zhǔn)備階段)暗反應(yīng)(完成階段)能量變化光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能和NADPH中的能量ATP中活躍的化學(xué)能和NADPH中的能量轉(zhuǎn)變成貯存在(CH2O)中的穩(wěn)定的化學(xué)能相互聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋2．光照和CO2濃度變化對(duì)光合作用物質(zhì)含量變化的影響當(dāng)外界條件改變時(shí)，光合作用中C3、C5、NADPH、ATP含量的變化可以采用如圖分析：①以上各物質(zhì)的變化是相對(duì)含量的變化，不是合成速率，且是在條件改變后的短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的。②在以上各物質(zhì)的含量變化中：C3和C5含量的變化是相反的，即C3增加，則C5減少；NADPH和ATP的含量變化是一致的，都增加或都減少。如圖為光合作用過(guò)程，請(qǐng)分析回答：(1)光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要光嗎？原料分別有哪些？(2)光反應(yīng)和暗反應(yīng)的酶分布在葉綠體的什么部位？(3)光反應(yīng)的產(chǎn)物有哪些？產(chǎn)物的去向、用途如何？(1)提示：光反應(yīng)需要光，暗反應(yīng)有光無(wú)光都可以；光反應(yīng)的原料：H2O、ADP、Pi、NADP＋；暗反應(yīng)的原料：CO2以及光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH。(2)提示：光反應(yīng)的酶分布在葉綠體的類囊體薄膜上，暗反應(yīng)的酶分布在葉綠體的基質(zhì)中。(3)提示：光反應(yīng)的產(chǎn)物有ATP、NADPH以及O2；ATP、NADPH將進(jìn)入葉綠體基質(zhì)參與暗反應(yīng)，用于C3的還原；而O2則進(jìn)入線粒體參與細(xì)胞呼吸，或以氣體形式從植物表皮的氣孔釋放進(jìn)入大氣。[對(duì)點(diǎn)精練]1．(2023·四川宜賓期末)下圖表示某植物的光合作用過(guò)程，A、B代表生理過(guò)程，①②③④代表物質(zhì)。據(jù)圖分析，下列敘述不正確的是(

)A．希爾研究了離體葉綠體在適當(dāng)條件下利用H2O產(chǎn)生①的過(guò)程B．A過(guò)程中的能量變化為光能轉(zhuǎn)化為ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能C．魯賓、卡門利用同位素標(biāo)記法研究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑D．土壤中缺乏N、P、Mg，會(huì)影響光合作用強(qiáng)度【答案】C【解析】1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒(méi)有CO2)，在光照下可以釋放出氧氣，得出結(jié)論：離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生①氧氣，A正確；A光反應(yīng)過(guò)程將光能轉(zhuǎn)化為ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能，B正確；卡爾文用14C標(biāo)記CO2，研究出碳原子在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑，即CO2→C3→有機(jī)物，C錯(cuò)誤；N、P、Mg等元素是光合作用正常進(jìn)行的必需元素，缺乏時(shí)會(huì)影響光合作用，D正確。2．(2023·湖南名校校考)如圖表示綠色植物光合作用部分過(guò)程的圖解，下列分析錯(cuò)誤的是 (

)A．該過(guò)程不需要光，發(fā)生的場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)B．細(xì)胞呼吸過(guò)程中也產(chǎn)生物質(zhì)A，同樣具有還原C3的作用C．CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑是CO2→C3→糖類、C5D．突然降低CO2濃度，短時(shí)間內(nèi)C5的含量上升【答案】B【解析】圖示過(guò)程是光合作用的暗反應(yīng)階段，不需要光，發(fā)生的場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)，A正確；題圖中A是NADPH，細(xì)胞呼吸中產(chǎn)生的[H]實(shí)際上是還原型輔酶I(NADH)，故細(xì)胞呼吸和光合作用產(chǎn)生的[H]不是同一種物質(zhì)，細(xì)胞呼吸中產(chǎn)生的[H]不具有還原C3的作用，B錯(cuò)誤；暗反應(yīng)中CO2首先被C5固定生成C3，C3再被還原生成(CH2O)和C5，故CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑是CO2→C3→糖類、C5，C正確；突然降低CO2濃度，短時(shí)間內(nèi)C5的消耗量降低，而C5的合成量不變，所以C5的含量升高，D正確。[知識(shí)歸納]1．單因子變量對(duì)光合速率的影響(1)光照強(qiáng)度(如圖)：影響光合作用的因素①曲線分析：②應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽(yáng)生植物低，如圖中虛線所示。間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。(2)CO2濃度(如圖)：①曲線分析：圖1中A點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即光合速率等于呼吸速率時(shí)的CO2濃度，圖2中A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)。②應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過(guò)“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。(3)溫度(如圖)：①曲線分析：溫度主要通過(guò)影響與光合作用有關(guān)酶的活性，進(jìn)而影響光合速率。②應(yīng)用：冬季，溫室栽培白天可適當(dāng)提高溫度；晚上可適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。2．多因子變量對(duì)光合速率的影響(1)曲線分析：P點(diǎn)：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。Q點(diǎn)：橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子，影響因素主要為各曲線所表示的因子。(2)應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)適當(dāng)增加CO2濃度，進(jìn)一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率。[對(duì)點(diǎn)精練]1．科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一種植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是 (

)A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同B．光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度不同C．光照強(qiáng)度為a～b時(shí)，曲線Ⅰ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高D．光照強(qiáng)度為a～c時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高【答案】D【解析】從圖中可以看出，光照強(qiáng)度為a～c時(shí)，曲線Ⅰ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高，而曲線Ⅲ光合作用強(qiáng)度并沒(méi)有隨光照強(qiáng)度升高而升高。在a點(diǎn)時(shí)曲線Ⅱ和Ⅲ的外界條件只有一個(gè)不同，那就是CO2濃度。在光照強(qiáng)度為a～b時(shí)，圖中曲線Ⅰ的趨勢(shì)是上升的。2．(2023·湖南邵陽(yáng)期末)圖甲為某陽(yáng)生植物在不同溫度條件下，CO2吸收或產(chǎn)生速率的變化曲線，其中實(shí)線表示凈光合速率，虛線表示呼吸速率，圖乙為該植物葉片不同光照強(qiáng)度條件下，CO2吸收量的變化曲線(單位均為mmol·cm-2·h-1)。下列敘述不正確的是 (

)A．溫度為30℃和40℃時(shí)，該植物葉綠體暗反應(yīng)固定CO2的速率相等B．該植物在光照強(qiáng)度為1klx時(shí)，只要白天時(shí)間比晚上長(zhǎng)，即可正常生長(zhǎng)C．如果換成陰生植物，圖乙中的C點(diǎn)一般要上移D．圖乙中影響D點(diǎn)光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度【答案】B【解析】據(jù)圖甲分析，溫度為30℃時(shí)，葉綠體固定二氧化碳的速率為2＋8＝10，溫度為40℃時(shí)，葉綠體固定二氧化碳的速率5＋5＝10，A正確；該植物在光照強(qiáng)度為1klx時(shí)，葉片光合速率等于呼吸速率，對(duì)于整株植株而言光合速率小于呼吸速率，即使一直光照植株都不能正常生長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；如果換成陰生植物，所需光照強(qiáng)度減弱，合成的有機(jī)物也會(huì)減少，呼吸作用減弱，因此圖乙的C點(diǎn)一般要上移，C正確；圖乙中影響D點(diǎn)光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，D正確。課堂·

延伸提分光合作用的實(shí)質(zhì)是一系列能同時(shí)進(jìn)行，又相互影響的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)中某些物質(zhì)的合成和消耗呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，使得各化學(xué)反應(yīng)相互聯(lián)系、相互影響。如NADPH、ATP、C3和C5等。例1離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定光合作用時(shí)，如果突然中斷CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3與C5相對(duì)含量的變化是 (

)A．C3增多、C5減少 B．C3增多、C5增多C．C3減少、C5增多 D．C3減少、C5減少易錯(cuò)易混：光合作用中的物質(zhì)變化【答案】C【解析】葉綠體在光照條件下進(jìn)行的光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH。C3在NADPH的還原作用下形成有機(jī)物或C5。此時(shí)中斷CO2供應(yīng)，C5不能與CO2結(jié)合成C3，短時(shí)間內(nèi)C3減少，C5增多。錯(cuò)因分析：一是不清楚C3、C5的合成與消耗是一種動(dòng)態(tài)平衡；二是不理解改變環(huán)境因素之后對(duì)平衡的影響。例2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B．綠光，NADPH下降D．綠光，C5上升【答案】C解題技巧：信息題的答題方法【解析】葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍(lán)紫光。若由白光突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光，則光反應(yīng)速率有所增強(qiáng)，即ATP和NADPH增加，被還原的C3增加，未被還原的C3減少，C5生成增加，C5含量上升，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠體色素對(duì)綠光吸收最少，若由白光突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的綠光，可導(dǎo)致光反應(yīng)速率減慢，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，故短時(shí)間內(nèi)NADPH含量會(huì)下降，C項(xiàng)正確；同理，綠光下由于NADPH和ATP含量下降，導(dǎo)致C3被還原為C5的速率減慢，而暗反應(yīng)中CO2的固定仍以原來(lái)的速率消耗C5，故短時(shí)間內(nèi)C5的含量會(huì)下降，D項(xiàng)錯(cuò)誤。審題流程：第一步題干信息的提取。找到核心描述和要求，進(jìn)行解讀和轉(zhuǎn)化，能幫助我們迅速地接近答案。如“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”，意味著葉綠體內(nèi)各化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，各類化合物含量相對(duì)穩(wěn)定?！巴蝗桓挠霉庹諒?qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照射”意味著光反應(yīng)對(duì)光能的利用突然增強(qiáng)或減弱，平衡被打破，瞬間葉綠體內(nèi)化合物含量有所變化?！敖M合正確”意味著對(duì)應(yīng)關(guān)系準(zhǔn)確，要從四個(gè)選項(xiàng)中找到正確的答案。第二步

選項(xiàng)信息的判斷。對(duì)每個(gè)選項(xiàng)的描述作出準(zhǔn)確的判斷。選項(xiàng)描述的知識(shí)要迅速與自己記憶的知識(shí)和題干信息做出比對(duì)，判斷對(duì)錯(cuò)。當(dāng)描述的知識(shí)綜合性較強(qiáng)時(shí)，要學(xué)會(huì)分割和推理。第三步做出選擇。技法指導(dǎo)：本題考查光合作用的基本過(guò)程和影響因素的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力。光合作用是由一系列化學(xué)反應(yīng)組成的，在內(nèi)外因素不發(fā)生變化時(shí)各化學(xué)反應(yīng)處于動(dòng)態(tài)平衡中，葉綠體中各類化合物含量保持穩(wěn)定。內(nèi)外因素突然改變對(duì)各類化學(xué)反應(yīng)速率的影響，時(shí)間有先后，在建立新的平衡之前，葉綠體中各類化合物含量有變化，從變化時(shí)間先后入手分析能解決此類問(wèn)題。四個(gè)選項(xiàng)彼此聯(lián)系緊密，可直接選出答案。小練·素養(yǎng)達(dá)成1.(2023·山東泰安開(kāi)學(xué)考)圖甲是葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙是綠葉中色素分離的結(jié)果(①～④代表葉綠體結(jié)構(gòu)，A～D代表4種色素)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．②上與光反應(yīng)有關(guān)的色素對(duì)綠光吸收較少B．利用無(wú)水乙醇分離色素的原因是色素溶于乙醇C．A色素帶為胡蘿卜素，溶解度最大D．在②和④中，有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶【答案】B【解析】②為類囊體薄膜，上面分布有與光反應(yīng)有關(guān)的光合色素，光合色素對(duì)綠光吸收最少，主要吸收紅光和藍(lán)紫光，A正確；色素易溶于有機(jī)溶劑，故可用無(wú)水乙醇提取色素，因色素在層析液中的溶解度不同，故分離色素用的是層析液，B錯(cuò)誤；A色素帶為胡蘿卜素，因其在層析液中的溶解度最高，擴(kuò)散速度最快，離濾液細(xì)線距離最遠(yuǎn)，C正確；②類囊體薄膜為光反應(yīng)的場(chǎng)所，④葉綠體基質(zhì)為暗反應(yīng)的場(chǎng)所，在②和④中，有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶，D正確。2．(2023·廣東肇慶期末)1937年，英國(guó)植物學(xué)家希爾(R.Hill)發(fā)現(xiàn)，將離體的葉綠體加入具有氫受體(如NADP＋)的水溶液中，在無(wú)CO2的條件下給予光照，發(fā)現(xiàn)葉綠體有氧氣放出，生成NADPH(還原型輔酶Ⅱ)。像這樣，離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是 (

)A．希爾的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)B．在此過(guò)程中，H2O分解產(chǎn)生O2的同時(shí)，還生成了NADPHC．光合作用中O2的釋放和CO2的利用，是可以暫時(shí)分離的D．光合作用整個(gè)過(guò)程都直接需要光照【答案】D【解析】希爾實(shí)驗(yàn)的懸浮液中只有水，沒(méi)有CO2不能合成糖類，說(shuō)明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，A正確；根據(jù)題意可知，H2O在光下分解產(chǎn)生O2的同時(shí)生成了H＋，H＋與NADP＋結(jié)合生成NADPH(還原型輔酶Ⅱ)，B正確；希爾實(shí)驗(yàn)中在沒(méi)有加入CO2的情況下生成了O2，說(shuō)明O2的釋放和CO2的利用，是可以暫時(shí)分離的，C正確；光合作用過(guò)程分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，光反應(yīng)需要有光照，暗反應(yīng)有無(wú)光照都可發(fā)生，D錯(cuò)誤。3．(2021·廣東卷)在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是 (

)A．Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．