高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第10讲光与光合作用课件

第10讲 光与光合作用 第三单元 细胞的能量供应和利用 考纲要求 1.光合作用的基本过程()。 2.影响光合作用速率的环境因素()。 3.实验：叶绿体色素的提取和分离。 考点一 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 考点三 影响光合作用的因素及应用 考点二 光合作用的基本过程 考点四 绿叶中色素的提取和分离 重温高考 演练模拟 知识网络 答题语句 课时作业 内容索引 考点一 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 1.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 梳理知识要点 由图可以看出： (1)叶绿体中的色素只吸收 ，而对红外光和紫外光等不吸收。 (2)叶绿素对 的吸收量大，类胡萝卜素对 的吸收量大， 对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 可见光 红光和蓝紫光蓝紫光 2.叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图 (2)结构 双层膜 暗反应 基粒 色素 决定 (3)功能：进行 的场所。 光合作用 3.光合作用的探究 历程(连线) 诊断与思考 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光( ) (2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素( ) (3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同( ) (4)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多( ) (5)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中( ) (6)叶绿体内膜的面积远远大于外膜面积( ) 2.分析命题热图，明确答题要点 下面是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析： (1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？提示 选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧 细菌可以确定释放氧气多的部位。 提示 图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗 掉细胞中原有的淀粉。 (2)两实验均需要进行“黑暗”处理吗？ 提示 恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照； 萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。 (3)两实验如何设计对照实验 ？ 命题点一 光合色素吸收光能的分析 1.(2016衡水冀州中学月考)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图 判断，以下说法不正确的是答案 探究命题方向 解析 A.由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光 B.用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度 C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加 D.土壤中缺乏镁时，植物对420470 nm波长的光的利用量显著减少 由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400500 nm，A正确； 叶绿体中的色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多，B正确 ； 由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多 ，光反应产生的ATP和H增多，暗反应中C3的还原量增多，则叶绿体中 C3的量减少，C错误； 叶绿素吸收420470 nm波长的光较多，当缺镁时，叶绿素的合成受到影 响，叶绿素吸收420470 nm波长的光变少，D正确。 命题点一 光合色素吸收光能的分析 2.将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获 得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收 该波长的光后形成的光谱)。则该色素是 A.类胡萝卜素 B.叶黄素 C.胡萝卜素 D.叶绿素a 答案解析 叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。其中，叶绿素包括叶绿素a和 叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素， 主要吸收蓝紫光。从图中可以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光， 所以该色素为叶绿素a。 规律方法 影响叶绿素合成的三大因素 命题点二 探究光合作用历程的实验分析 3.(2017西安调研)在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转 化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。 以下科学实验能证明这一假说的是 A.英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验 B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验 C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验 D.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验 答案解析 萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用产物除氧气外还可以产生淀粉，即 光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能，因此该实验能证明“植物 在进行光合作用时发生能量转化”的假说。 命题点二 探究光合作用历程的实验分析 4.下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小 球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关实验比较不正确 的是答案 A.Y2的质量大于Y3的质量 B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量 C.中水的质量大于中水的质量 D.试管的质量大于试管的质量 解析 Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3； 中小球藻中含有(CH O)的有机物，而中小球藻含有(CH2O)的有 机物，故中小球藻质量大于中的小球藻质量； 和中的水都为H O，且含量相同，因此质量相等； 在试管和中原有质量相等的情况下，中释放出的是18O2，而中 释放出的是O2，故剩余质量大于。 考点二 光合作用的基本过程 1.概念：指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的有 机物，并且释放出 的过程。 叶绿体二氧化碳和水 氧气 梳理知识要点 2.过程 叶绿体类囊体的薄膜 H+O2 叶绿体基质 (CH2O ) 稳定的化学能 3.反应式(写出反应式并标出元素的去向) (1)若有机物为(CH2O)： 。 (2)若有机物为C6H12O6： 。 诊断与思考 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)细胞中不能合成ATP的部位是叶绿体中进行光反应的膜结构( ) (2)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中( ) (3)离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后，可完成暗反应过程 ( ) (4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片 光合作用强度下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低( ) 2.分析命题热图，明确答题要点 下面是光合作用的图示，请分析： (1)结构A中发生了怎样的能量转变？ 提示 光能转变为ATP中活跃的化学能 。 (2)当供给14CO2时，放射性出现的顺序是： 。 (3)如果突然停止光照，短时间内C3的含量将会 。C3的合成速度将会 。 答案 答案 CO2C3甲 上升 降低 突破重点难点 1.光反应和暗反应之间的联系 (1)光反应为暗反应提供两种重要物质：H(NADPH)和ATP，H既可作 还原剂，又可提供能量；暗反应为光反应也提供三种物质：ADP、Pi以 及NADP，注意产生位置和移动方向。 (2)暗反应有光无光都能进行。若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间 ，但时间不长，故晚上一般认为只进行呼吸作用，不进行光合作用。 (3)相同光照时间内，光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累得多，因 为H、ATP基本不积累，利用充分；但一直光照会造成H、ATP的积累 ，利用不充分。 例如：若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲一直光照10分钟 ，黑暗处理10分钟；乙光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造 的有机物：甲乙(暗反应时间长)。 2.利用同位素示踪法判断光合作用C、H、O的转移途径 3.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。 示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化 (2)物质含量变化的比较 条件 光照由强到弱 ，CO2供应不 变 光照由弱到强 ，CO2供应不 变 CO2供应由 充足到不足 ，光照不变 CO2供应由 不足到充足 ，光照不变 C3含量增加减少减少增加 C5含量减少增加增加减少 H和ATP 的含量 减少增加增加减少 (CH2O)的 合成量 减少增加减少增加 命题点一 光合作用的过程分析 1.下列关于光合作用的叙述，错误的是 A.光反应阶段不需要酶的参与 B.暗反应阶段既有C5的生成又有C5的消耗 C.光合作用过程中既有H的产生又有H的消耗 D.光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能 答案解析 探究命题方向 光反应过程需要酶的参与； 由上述分析可知，暗反应阶段既有C5的生成又有C5的消耗； 光合作用过程中光反应阶段产生H，暗反应阶段消耗H； 光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能。 命题点一 光合作用的过程分析 2.阳光穿过森林中的空隙形成 “光斑”，右图表示一株生长 旺盛的植物在“光斑”照射前 后光合作用吸收CO2和释放O2 量的变化，据此正确的分析是 A.光斑照射前，光合作用无法进行 B.光斑照射后，光反应和暗反应迅速同步增加 C.光斑照射后，暗反应对光反应有限制作用 D.光斑移开后，光反应和暗反应迅速同步减弱 答案 解析 光斑照射前，有氧气释放，说明植物细胞在进行光合作用，A项不正确 ； 光斑照射，光反应迅速增加，而暗反应没有相应增加，二者不同步，B 项不正确； 经过调整后光反应和暗反应开始同步，一开始光反应远高于暗反应，因 此可以看出，暗反应限制了光反应的进行，C项正确； 移开光斑后，光反应迅速减弱，而暗反应过一段时间后才减弱，二者不 同步，D项不正确。 命题点一 光合作用的过程分析 3.百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。下面为 百合叶肉细胞内的部分代谢示意图，据图分析错误的是 A.图中B物质可能是葡萄糖 B.线粒体和细胞质基质均能产 生CO2 C.PEP、RuBP均能与CO2结合 D.夜间细胞液pH可能会下降 答案解析 在有氧呼吸过程中，进入线粒体的是丙酮酸，而不是葡萄糖； 由图可知，光合作用(叶绿体)中CO2的来源有两个：一是来自线粒体， 二是来自细胞质基质； 由图可知，CO2与PEP或RuBP结合分别形成OAA或PGA； 液泡内的液体称为细胞液，晚间时苹果酸进入细胞液中，使细胞液pH 下降。 方法技巧利用简图法理顺光反应和暗反应的关系 (1)光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi以及 NADP。 (2)没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成，光反应 也会受到抑制。 命题点二 分析条件骤变对叶绿体中物质含量的影响 4.在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光 照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化 合物含量的变化是 A.C3和C5都迅速减少 B.C3和C5都迅速增加 C.C3迅速增加，C5迅速减少 D.C3迅速减少，C5迅速增加 答案解析 由题意知，在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时 突然停止光照后，光反应停止，H和ATP下降，C3的还原减弱直至停止 ，而CO2 的固定则继续进行，但由于缺少H和ATP，C3不能被还原而积 累，使C3迅速增加；C5是植物体细胞内具有一定数量且能循环利用的物 质，当CO2C5C3后，C3又不能被还原再形成C5时，C5将迅速减少。 所以，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即 开始连续取样分析，此时叶绿体中C3迅速增加，C5迅速减少。 命题点二 分析条件骤变对叶绿体中物质含量的影响 5.右图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光 合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是 A.t1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加， 基质中水光解加快、O2释放增多 B.t2t3，暗反应限制光合作用；若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C.t3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应 增强的结果 D.t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产 物含量降低 答案解析 水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中， A项错误； t2t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加 光照，光合速率不会提高，B项错误； t3t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了 光反应，C项错误； 突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻， ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物 含量降低，D项正确。 方法技巧利用模型法分析光合作用中物质的量的变化 (1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。 (2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP含量变化 是一致的。 (3)具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固 定，消耗于C3的还原；C5产生于C3的还原，消耗于CO2的固定)，才能避 开试题陷阱。 考点三 影响光合作用的因素及应用 1.光照强度 (1)原理：光照强度通过影响植物的 反应进而影响光合速率。光照强 度增加，光反应速度 ，产生的H和ATP增多，使暗反应中还原过 程加快，从而使光合作用产物增加。 光 加快 梳理知识要点 (2)曲线分析 A点：光照强度为0，此时只进行 。 AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐 。 B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作 用强度 细胞呼吸强度。 细胞呼吸 减少 等于 BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点 后不再增强了。 C点：为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是 色素含量、 的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之 外的环境因素。 (3)应用：温室生产中，适当增强 ，以提高光合速率，使作物 增产；阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农 作物，可合理利用光能。 酶 光照强度 2.CO2浓度 (1)原理：CO2影响 反应阶段，制约 的形成。 (2)曲线分析 图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率 呼吸速率时的CO2浓度，图2 中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B点都表示CO2 饱和点。 暗C3 等于 (3)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增 大CO2浓度，提高光合速率。 3.温度 (1)原理：温度通过影响 影响光合作用。 (2)曲线分析 酶的活性 AB段在B点之前，随着温度升高，光合速率_ B点酶的 温度，光合速率最大 BC段 随着温度升高，酶的活性下降，光合速率 ，50 左右光合 速率几乎为零 (3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合 速率；晚上适当 温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有 机物的积累。 增大 最适 减小 降低 4.水分 (1)原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的 ，如植 物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭， 间接影响CO2进入植物体内。 介质 (2)曲线分析 图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。 图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强 ，气孔关闭，影响了 的供应。 CO2 5.光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用 (1)常见曲线 (2)曲线分析 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断 加强，光合速率不断 。 Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要 为各曲线所表示的因子。 (3)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光 合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加 ，进一步提高 光合速率；当温度适宜时，可适当增加 和CO2浓度以提高光合 速率。 提高 CO2浓度 光照强度 命题点一 “光强、CO2、温度”三因素对光合作用的影响 1.(2016山东齐鲁名校联考)科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一 植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙 述不正确的是答案 探究命题方向 A.光照强度为a时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度 不同 B.光照强度为b时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同 C.光照强度为ab，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高 D.光照强度为bc，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高 解析 曲线和的CO2浓度不同，因此光照强度为a时，造成曲线和光合 作用强度差异的原因是CO2浓度不同，A正确； 曲线和的温度不同，因此光照强度为b时，造成曲线和光合作 用强度差异的原因是温度不同，B正确； 由曲线图可知，光照强度为ab，曲线、光合作用强度随光照强度 升高而升高，C正确； 光照强度为bc，曲线光合作用强度随光照强度升高而缓慢升高，但 曲线光合作用强度随着光照强度的升高不再变化，D错误。 命题点一 “光强、CO2、温度”三因素对光合作用的影响 2.下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是 答案 解析A.图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移 B.图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态， a点右移，b点左移 C.图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多 D.图3中，限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度 图1和图2中的a点代表光合作用和呼吸作用相等时光合作用的强度，在曲 线达到最高点之前，光照强度和CO2浓度都是限制光合作用强度的因素， 当其中一个因素增大，要达到相同的生理状态，另一个因素在其相对较弱 时即可满足，故图1中光照强度适当增大至最适状态时，a点会左移，图2 中CO2浓度适当增大至最适状态时，a点也会左移； 图1和图2中的b点代表光合作用的饱和点，限制因素光照强度和CO2浓度适 当增大时，光合作用强度也会增大，所需的CO2浓度和光照强度也会增大 ，b点右移； 图3中，b点时，光照强度和CO2浓度均是光合作用的限制因素，a点和b点 的光照强度相同，故a点时叶绿体中C3含量比b点多。 命题点二 其他因素对光合作用的影响 3.电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补 电场和增施CO2，蔬菜产量可提高70%左右，这就是著名的“电场产量倍 增效应”。科学家根据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响 的实验，绘制如下曲线。 (1)第1组实验的作用是_。在饱和光照强度下，该实验的自变量是_ _。 答案解析 对照电场 强度和CO2浓度 第1组实验的条件为大气电场和大气CO2浓度，属于对照组，起对照作用 。饱和光照强度下，光照强度对光合作用无影响，则实验的自变量有电 场强度和CO2浓度。 (2)第1组实验和第2组实验的曲线比较，说明_ _。 答案解析 强电场可以提高植物的光合 作用强度 第1组和第2组对比，二者的自变量为电场强度，第2组的净光合作用强 度大于第1组，而二者的呼吸作用强度相等，因此说明强电场可以提高 植物的光合作用强度。 (3)根据实验曲线可知，在相同光照强度下，为了最大限度地增加作物产量 ，可以采取的措施是_。 答案解析 增补电场和增施CO2 分析曲线可知，同一光照强度下净光合作用强度最大的是第4组，因此 为了最大限度地增加作物产量，可增加电场强度和提高CO2浓度。 命题点二 其他因素对光合作用的影响 4.某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合 速率的变化如图所示。请回答下列问题： (1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水既是_的原料，又是光 合产物在植物体内_的主要介质。答案解析 光合作用 运输 水是光合作用的原料，同时又是良好的溶剂，是细胞内及细胞间物质运 输的介质。 (2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是 _点，其主要原因是_。 (3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是_ _。此时类囊体结构被破坏 ，提供给暗反应的_ 减少。 B 气孔开度降低，CO2吸收减少 叶绿素合成速度变慢或停止 (或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来 H(或NADPH)和ATP 答案 答案 解析 由图可知，B点时叶片缺水，气孔开度小，叶片对CO2的吸收量少，光 饱和点低。停止供水，导致叶片细胞内水分减少，代谢减慢，叶绿素合 成速率变慢，叶绿素分解，类胡萝卜素含量相对增加，因此呈现黄色， 此时类囊体结构被破坏，光反应无法发生，ATP和H减少。 题后反思 解答受多因素影响的光合作用曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。 具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化，将多 因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明 因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得 前提，如最适温度下测得，则应该考虑温度以外的影响因素。 考点四 绿叶中色素的提取和分离 1.实验原理 有机溶剂(如无水乙醇 ) 溶解度 解读实验流程 2.实验步骤 二氧化硅 碳酸钙 扩散均匀 色素 3.实验结果 色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度 胡萝卜素橙黄色_ 叶黄素黄色较少较高较快 叶绿素a蓝绿色_较低较慢 叶绿素b黄绿色较多_ 最少最高最快 最多 最低最慢 绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 (1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析 未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。 一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水 乙醇提取色素)。 未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 (2)滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液线不能达到细、齐的要求，使 色素扩散不一致造成的。 点拨实验关键 (3)滤纸条看不到色素带 忘记画滤液细线。 滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。 (4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被 破坏或所用叶片为“黄叶”。 问题探究 (1)为什么研磨时要迅速？提示 叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分，以保证提取较多 的色素。 (2)为什么盛放滤液的试管管口加棉塞？提示 防止乙醇挥发和色素氧化。 (3)分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。 不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之色素 带窄。 提示 命题点一 实验基础 1.(2017厦门一中第二次月考)下列关于叶绿体中色素提取和分离实验的说法 ，不正确的是 A.实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体 B.在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏 C.色素分离后在滤纸条上形成的4条色素带从上至下分别呈橙黄色、黄色、 蓝绿色、黄绿色 D.色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小 答案解析 滤纸条上色素带的宽度反映了色素的含量，D不正确。 探究命题方向 命题点一 实验基础 2.提取绿叶中的色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释， 正确的是 A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液 C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多 D.胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高 答案解析 黄化叶片含有叶黄素和胡萝卜素，未见色素带的原因应该是提取或分离色 素操作不当，如层析时滤液细线没在层析液中，会使色素溶解在层析液中 ，无法在滤纸条上分离，A、B错误； 绿叶中叶绿素含量较多，而胡萝卜素和叶黄素含量较少，故提取液呈绿色 ，C正确； 胡萝卜素处于滤纸条最上方是因为胡萝卜素在层析液中溶解度最高，在滤 纸条上扩散的速度最快，D错误。 命题点二 实验拓展 3.植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发 现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿。依据叶色变化判断可能是缺 少类胡萝卜素，试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素 缺乏所致。 实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺 磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。 实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。 实验假设：_。 答案缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿 实验步骤： 第一步：取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、_ 的黄瓜幼苗。 第二步：A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量_ _，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现 颜色差异为止。 第三步：分别从A、B两组中选取_，用_提取叶片色素 ，用_法分离色素，观察比较 _ _。 同一品种且长势 相近、苗龄相同 仅缺磷的完全 培养液 等量叶片无水乙醇 纸层析A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带 的宽度和颜色的深浅答案 实验结果预测： (1)A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿 ，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。 (2)_ _。 答案解析 A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色 素带)，说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致 根据题中的实验目的，可确定该实验的假设为：缺磷导致类胡萝卜素缺 乏，引起叶色暗绿。利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗，实验时要遵循对 照原则和单一变量原则。等到完全培养液中和缺磷的完全培养液中黄瓜 叶片出现颜色差异时进行色素的提取和分离实验，最终比较色素带的宽 度和颜色的深浅来确定假设是否成立。 知识网络 答题语句 构建知识网络 1.叶绿体中4种色素对光的吸收情况是：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫 光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 2.四种色素在叶绿体中的分布是：分布在叶绿体的类囊体薄膜上。 3.光反应阶段的2项重要变化是：叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成 H和O2；同时形成ATP的过程。 4.暗反应阶段的重要过程是：CO2的固定和C3的还原等过程。 5.光照突然停止，其他条件不变，C3和C5含量的变化是：C3上升，C5下降 。 6.表述CO2中碳原子的转移途径是：CO2C3糖类。 必背答题语句 重温高考 演练模拟 23456 1.(2016全国甲，4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是 A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 答案 解析 1 叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确； 镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而 参与叶绿素的合成，B正确； 一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和 紫外光，C错误； 叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿 素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确 。 234561 2.(2013新课标，2)关于叶绿素的叙述，错误的是 A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 答案解析 镁是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素； 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用的光反应过程； 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同； 叶绿素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出去，使植物呈现绿色。 234561 3.(2016泰安模拟)下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是 A.叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小 B.叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素 C.光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 D.光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物 答案解析 234561 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素和 类胡萝卜素基本不吸收绿光，所以叶子呈现绿色； 色素分布在类囊体薄膜上； 光照下叶绿体中的ATP来自于光反应，不来自于有氧呼吸； 在暗反应过程中，固定二氧化碳的物质是C5，一分子CO2被C5固定，产 生两分子C3，暗反应不能直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物。 234561 4.(2014新课标，2)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅 速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是 A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP比值下降 答案解析 234561 用黑布迅速将培养瓶罩上，导致绿藻细胞叶绿体内的光反应停止，不再 产生O2、ATP和NADPH，使ATP/ADP、NADPH/NADP比值下降，A 、C、D正确； 光反应停止，使暗反应中C3的还原受阻，导致C5含量减少，从而使CO2 的固定减慢，B错误。 234561 5.(2015新课标，29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以 生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度 、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s， 处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下： A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。 B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光 合作用产物的相对含量为70%。 C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms( 毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。 D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。 回答下列问题： 234561 (1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于” 或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_ _；C组和D组的实验结 果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿 体的_。 答案解析 高于 C组只用了D组一半的光照 时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照 基质 234561 C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组 的94%，说明C组黑暗条件下进行了部分光合作用，暗反应消耗了ATP 和H，为下一次的光照时间内光反应提供了充足的原料ADP、Pi和 NADP等，所以C组单位光照时间内，合成有机物的量较高。光合产物 的生成在叶绿体基质中进行。 234561 (2)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，使光下产生 的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化 量。答案解析 光照和黑暗交替频率 ATP和H A、B、C三组实验中光照时间之和均为67.5 s，但是处理方法不同，结 果也不一样，并且是单位时间内光照和黑暗交替频率越高，光合作用产 物相对量越高，可知光照时产生的ATP和H在光照时没有用完，可以 在黑暗中继续利用，还原C3化合物生成糖类等有机物及C5化合物，C5化 合物继续与CO2结合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。 234561 6.(2016全国乙，30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小 组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟 自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后 ，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶 面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答 下列问题： 234561 (1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是 _。答案 解析 甲组在a点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故光合作用 的限制因子是光照强度。 光照强度 234561 (2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高 _(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 答案解析 甲组在b点条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合 作用强度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，CO2才是光合 作用的原料，故应该增加CO2浓度。 CO2浓度 234561 (3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后 ，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的 相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 _ _。 答案解析 个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度 变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强 度随光照强度变化情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因 素影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素(即低光照)引起， 并非遗传物质改变所致。 乙组光合作用强度与甲组的不同是由 环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的 234561 课时作业 12345678910111213 1.(2017延边质检)下列关于叶绿体色素的叙述，错误的是 A.菠菜叶肉细胞内光合色素中含量最多的是叶绿素a B.叶绿体中色素分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中 C.光合作用过程中叶绿素吸收光能不需要酶的参与 D.叶绿体中色素的提取实验中加入少许CaCO3可避免叶绿素被破坏 答案解析 叶绿体中的色素只分布在叶绿体的类囊体薄膜上，B错误。 2.下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中错误的是 A.研磨时加入CaCO3可防止叶绿素被破坏 B.滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带比较直 C.画滤液细线时需迅速重复多画几次以增加色素的含量 D.滤纸条上相邻且距离最远的两条色素带呈橙黄色和黄色 答案 解析 画滤液细线时，要等滤液干后再继续画线，C错误。 12345678910111213 3.下列有关叶绿体的描述，正确的是 A.叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成ATP B.经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗，此时叶绿体内不含糖类 C.叶绿体中含有RNA聚合酶，体现了细胞内基因的选择性表达 D.叶绿体产生O2和线粒体产生H2O均在生物膜上进行 答案解析 12345678910111213 叶绿体只有在光下才能发生光反应生成ATP，黑暗中叶绿体内不具有产 生ATP的条件，A错误； 经黑暗处理过的叶肉细胞会向其他部位输出淀粉和消耗糖类等有机物， 但叶绿体的DNA、RNA中含有脱氧核糖或者核糖，B错误； RNA聚合酶在细胞中普遍存在，不是基因选择性表达的产物，C错误； 叶绿体产生O2和线粒体产生H2O均在生物膜上进行，D正确。 12345678910111213 4.下列有关科学家探索光合作用的实验中，叙述错误的是 A.与黑藻相比，水绵更适宜用作探究光合作用的场所 B.金鱼藻是水生植物，用作探究光合作用产物含有O2时，利于收集气体 C.卡尔文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径 D.用银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时，不用脱色可直接加碘液使 叶片边缘变蓝色 答案解析 光合作用产物之一是淀粉，淀粉遇碘液变蓝色，首先要用酒精使绿色的 叶片脱去颜色，再滴加碘液防止绿叶本身颜色对实验现象的干扰，银边 天竺葵叶片边缘不含叶绿体，无法进行光合作用合成淀粉，D错误。 12345678910111213 5.(2016湘阴一中第一次月考)现有四个实验装置，若要验证绿色开花植物 产生O2需要光和验证O2由绿色植物释放，则应选用的实验组合分别是 A.和 B.和 C.和 D.和 答案解析 12345678910111213 要验证绿色开花植物产生O2需要光照，实验的自变量应该是有光或无光 ，因此需要选择装置； 验证O2由绿色开花植物释放，自变量为是否具有植物，光照条件是无关 变量，因此需要选择装置。 12345678910111213 6.下列关于光合作用过程的叙述，错误的是 A.光合作用分为光反应和暗反应两个阶段 B.光反应需要有光，但是不需要酶 C.暗反应不需要光，但需要多种酶 D.光合作用释放的O2在光反应阶段产生 答案解析 光合作用分为光反应和暗反应两个阶段； 光反应需要有光，需要酶； 暗反应不需要光，但需要多种酶； 光合作用释放的O2在光反应阶段产生。 12345678910111213 7.将重量相同的小麦幼苗置于装有完全培养液的甲、乙两支试管中，都用 较强的光照射，只是把甲试管置于15 ，乙试管置于20 的条件下，培养 若干天，结果乙试管中小麦幼苗重量比甲试管的增加的多，原因是 A.甲的幼苗光反应产物少，限制了CO2的固定，形成有机物少 B.乙的幼苗光反应产物多，有利于CO2的固定，形成有机物多 C.乙的温度较高，能提高酶的催化效率，促进光合作用，形成有机物多 D.甲的温度较低，限制了光反应，合成有机物多 解析 12345678910111213 答案 甲、乙试管中小麦幼苗所处的环境温度不同，光合作用产物量不同， 温度影响酶的活性，从而影响光合作用有机物的积累。乙的温度较高 ，能提高酶的催化效率，促进光合作用，形成有机物多，C正确。 12345678910111213 8.(2017白银月考)绿色植物是主要的能量转换者，因为它们均含有叶绿体( 图甲)这一完成能量转换的细胞器，图乙是图甲中的色素分离结果，图丙是 在图甲结构中进行的生化反应，分别代表图甲中叶绿体的结构。 12345678910111213 下列相关叙述中，不正确的是 A.图乙中的色素带由1到4分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素 B.图甲中和的成分和结构相似 C.环境条件相对稳定的条件下，图甲中的C3含量多于C5 D.如果突然降低CO2的浓度，图丙中的C3含量会一直下降 答案解析 12345678910111213 图乙中下方有滤液细线，色素的扩散方向是从下向上的，所以14分别 是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。 图甲中的和分别是叶绿体的内膜和外膜，它们的成分和结构相似。 分析图丙中的过程要从两个方面进行：一是环境条件相对稳定时，暗反 应中的两个过程、光反应与暗反应之间均处于一种相对平衡的状态，由 于一个C5对应着两个C3，所以C3含量要比C5高； 二是当环境条件突然改变时，如CO2浓度突然降低时，短时间内由于CO2 固定过程减弱而C3的还原过程仍在进行，故C3含量降低而C5含量升高， 但一段时间后，反应过程又达到一个新的平衡状态，所以C3含量不会一 直下降。 12345678910111213 9.进行正常光合作用的叶片，如果叶绿体中H的含量相对稳定，在a点时突 然停止供给CO2，能表示叶绿体中H含量变化的曲线是答案解析 突然停止供给CO2，暗反应受到抑制，消耗光反应产生的H的量减少 ，H积累增多，一段时间后处于稳定状态。 12345678910111213 10.(2016晋城四校联考)某研究小组在水肥充足条件下，观测了玉米光合速 率等生理指标日变化趋势，结果如图所示。据图判断下列有关叙述正确的 是 A.光合作用消耗ATP最快的时刻是15：00 B.根吸水能力最强的时刻是12：00 C.直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗 D.影响光合速率的环境因素主要是CO2浓度 答案解析 12345678910111213 光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲图可知，光合作用消 耗ATP最快的时刻是12：00。蒸腾作用越强，根吸水能力越强，由乙图 可知，根吸水能力最强的时刻是15：00。蒸腾作用是水分以气体形式通 过气孔散失，直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗。据图可知 ，本题中影响光合速率的主要环境因素是光照强度。 12345678910111213 11.右图