2020版高考生物一轮复习第三单元第3讲能量之源__光与光合作用讲义.docx

第3讲能量之源光与光合作用 第1课时光合作用的探究历程与基本过程师说考点解疑难1实验原理(1)提取原理：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。(2)分离原理：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。2实验步骤及结果色素分离装置 提醒提取叶绿体中的色素，也可用右图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，的颜色依次是：橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色。3实验操作及目的过程实验操作操作目的提取色素(1)选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高(2)研磨时加无水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发，充分溶解色素(5)盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素(1)滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散(2)滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠(3)滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明(4)滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中研透考情备高考考向一考查色素提取和分离的过程及结果1(2016江苏高考)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失解析：选B在提取绿叶中的色素时，应先加入少量的CaCO3，再进行研磨，防止研磨过程中酸破坏叶绿素；即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素，只是滤液中色素的含量较低，分离后4条色素带较窄；若要获得总量10 mL的提取液，在研磨时应分次加入10 mL乙醇；层析完毕后应迅速记录结果，这是因为叶绿素在光下容易分解，导致色素条带很快消失，而不是随溶剂挥发消失。2(多选)某同学在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环。下列说法正确的是()A通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素含量比类胡萝卜素高B色素能彼此分离是因为不同色素在层析液中的溶解度不同C最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光D若提取液取自缺镁叶片，最外侧两圈色素环颜色较淡解析：选ABC缺镁无法合成叶绿素，最内侧两圈色素是叶绿素a、叶绿素b，颜色较淡。归纳拓展绿叶中色素提取分离异常现象分析收集到的滤液绿色过浅原因未加石英砂(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)未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠原因滤液细线不直；滤液细线过粗滤纸条无色素带原因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考向二考查叶绿体色素的种类和功能3(2017天津高考)叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是()A用无水乙醇提取叶绿体中的色素B用水做层析液观察花青苷的色素带C用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目解析：选D月季叶绿体中含有的叶绿素和类胡萝卜素为脂溶性，能溶于有机溶剂，故可用无水乙醇提取叶绿体中的色素；月季成熟的紫红色叶片中含有的花青苷能溶于水，可用水做层析液观察花青苷的色素带；月季成熟叶片有大液泡，可用于质壁分离与复原实验探究细胞的失水与吸水；月季叶片表皮细胞是成熟细胞，不再进行细胞分裂，不能用于染色体形态和数目的观察。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解析：选C提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中。叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收。叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光。叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，故黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色。归纳拓展植物细胞中的色素植物细胞中的色素有两类：一类位于叶绿体中，能参与对光能的捕获与转化，并且是脂溶性色素；另一类位于液泡中，不参与对光能的捕获与转化，并且是水溶性色素。考向三考查影响叶绿素合成和含量的因素5.(2015江苏高考，多选)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述正确的是()A强光照导致了该植物叶绿素含量降低B类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C色素、吸收光谱的吸收峰波长不同D画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次解析：选ABC根据“绿叶中色素的提取和分离实验”的实验结果可知，图中、色素条带分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。由题图可知，正常光照与强光照相比，正常光照下叶绿素含量高，强光照下叶绿素含量低。强光照条件下，类胡萝卜素含量增加，说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照。叶绿素a的吸收光谱的吸收峰波长约为430 nm和660 nm，叶绿素b的吸收光谱的吸收峰波长约为460 nm和640 nm。画滤液线时，首先画出一条细线，待滤液干后，再重复画一两次，目的是增加滤液线中的色素含量，以便层析后获得更清晰的色素条带。6为推动生态文明建设，国务院发布了大气污染防治行动计划。某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究。下表是不同pH的酸雨对三种植物叶绿素含量(mg/g)影响的结果。pH5.8(对照)4.03.02.0桃树2.20(100)2.19(99.55)2.13(96.82)1.83(83.18)腊梅3.65(100)3.58(98.08)3.44(94.25)2.95(80.82)木樨1.07(100)1.07(100)1.05(98.13)0.96(89.72)注：括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。(1)叶绿素位于叶绿体内的_上，提取后经层析分离，扩散最慢的色素带呈_色。酸雨中的SO破坏叶绿素，导致光反应产生的_(产物)减少。由于光反应速率降低，将直接影响暗反应过程中的_，最后导致(CH2O)生成减少。(2)由表可知：随着酸雨pH的降低，叶绿素含量受影响的程度_；_；_。解析：(1)叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上，提取后用纸层析的方法分离，在滤纸条上扩散最慢的色素带是叶绿素b，其颜色为黄绿色。叶绿素被破坏，则光反应产生的H和ATP减少，直接影响暗反应中C3的还原过程，进而导致糖类的生成减少。(2)总体来说，随着酸雨pH的降低，叶绿素含量受影响的程度增大。从表中还可以看出，在相同pH酸雨的作用下，木樨受影响程度最小，腊梅受影响程度最大。答案：(1)类囊体薄膜黄绿H和ATPC3的还原(2)增大腊梅对酸雨最敏感木樨对酸雨的耐受性较强归纳拓展影响叶绿素合成的因素光照光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄温度温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶子变黄必需元素叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄 思维导图成一统巧学助记光合作用过程的“一、二、三、四”基础速练固根基1连线光合作用的探究历程2判断下列叙述的正误(1)类囊体上产生的ATP可用于暗反应()(2)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP中的化学能()(3)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中()(4)在适宜光照条件下，叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质()(5)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生()(6)光反应为暗反应提供H和H2O()(7)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPHH和CO2后，可完成暗反应()(8)进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原()(9)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，原因是光反应强度升高，暗反应强度降低()(10)在其他条件适宜情况下，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含量都迅速增加()3写出光合作用的总反应式及各元素的去向(1)光合作用总反应式：CO2H2O(CH2O)O2。(2)各元素的去向：氧元素碳元素：CO2C3(CH2O)氢元素：H2OH(CH2O4比较光反应与暗反应比较项目光反应暗反应实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物(酶促反应)时间短促，以微秒计较缓慢条件色素、光、酶、水、ADP、Pi多种酶、ATP、H、CO2、C5场所叶绿体内的类囊体薄膜叶绿体基质物质转化(1)水的光解：2H2O4HO2；(2)ATP的合成：ADPPi能量ATP(1)CO2的固定：CO2C52C3；(2)C3的还原：能量转化光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系师说考点解疑难1叶绿体的结构和功能2光反应与暗反应的联系(1)光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。(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。(3)同位素标记元素转移途径：H：C：O：3环境因素骤变对物质含量动态变化的判断(1)分析方法：a.需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。b需从物质的生成和消耗两个方面综合分析，如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：(2)相关物质含量变化分析过程与结果：条件过程变化C3C5H和ATP模型分析光照由强到弱，CO2供应不变过程减弱过程减弱，过程正常进行增加减少减少光照由弱到强，CO2供应不变过程增强过程增强过程正常进行减少增加增加光照不变，CO2由充足到不足过程减弱，过程正常进行，随C3减少减弱，过程正常减少增加增加光照不变，CO2由不足到充足过程增强正常进行，随C3增加增强，过程正常增加减少减少研透考情备高考考向一考查光合作用的探究历程1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(根)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(吉)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水的实验解析：选C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。2下列关于科学实验及方法的叙述，正确的是()A利用光学显微镜观察细胞膜时发现其具有暗亮暗三层结构B分别用HO和C18O2作对照研究光合作用的产物O2的来源C用14CO2研究光合作用中碳的转移途径为CO2C3C5(CH2O)D用极细的光束和乳酸菌处理黑暗中的水绵证明叶绿体在光合作用中产生O2解析：选B细胞膜的暗亮暗结构属于亚显微结构，在光学显微镜下看不见；运用同位素标记法，分别用HO和C18O2作为原料，分析光合作用释放O2的放射性，可得知O2中的O来自于H2O；光合作用中碳的转移途径为CO2C3(CH2O)；乳酸菌属于厌氧菌，不能和水绵证明叶绿体在光合作用中产生O2。归纳拓展高考常考的四个经典实验及分析普利斯特利(莱)实验相关分析缺乏对照实验，实验结果说服力不强。应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于含同一种但却死亡的植物的玻璃罩内，作为空白对照。普利斯特利(莱)没有认识到光在植物更新空气中的作用萨克斯实验相关分析对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力恩格(吉)尔曼实验相关分析将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O2的影响设置细光束和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位鲁宾和卡门实验相关分析应用同位素标记法追踪CO2和H2O中的O元素在光合作用中的转移途径此实验设置了对照，自变量是标记物质即HO和C18O2，因变量是释放的O2有无放射性考向二考查光合作用的过程3(2018北京高考)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中()A需要ATP提供能量BDCIP被氧化C不需要光合色素参与D会产生氧气解析：选D光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，释放出氧气和形成H，另一方面在有关酶的催化作用下，促使ADP与Pi发生化学反应形成ATP。结合题干信息，加入氧化还原指示剂DCIP后，DCIP会被H还原。4.(2015安徽高考)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是()ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转化为C5中的化学能BCO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类C被还原的C3在有关酶的作用下，可再形成C5D光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高解析：选CCO2的固定是CO2与C5在酶的催化下合成C3的过程，没有ATP的消耗。CO2必须先固定合成C3才能被H还原。被还原的C3在有关酶的作用下，可再形成C5。光照强度由强变弱时，产生的ATP和H减少，还原C3减少，所以短时间内C3含量会升高，C5含量会下降。考向三考查环境条件变化与C3、C5等物质量的变化间的关系5.在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。据图判断下列叙述错误的是()A图中甲是C3化合物B降低CO2浓度，乙浓度升高的原因是C3的还原正常进行，而CO2固定减慢C若该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，稳定后，甲的浓度比乙的浓度低DCO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需光照强度比CO2浓度为1%时的低解析：选C图中甲是C3化合物，乙是C5化合物。当环境中CO2浓度突然降低时，CO2的固定量减少，而C3的还原过程在短时间内未受影响，这样C3的生成量减少，而消耗量不变，所以短时间内C3的含量会降低；相反，C5的生成量不变，但消耗量减少，故C5含量会升高。一段时间后，反应达到平衡，C3的含量仍会高于C5的含量。在低CO2浓度的环境中，暗反应固定的C3的量较少，需要消耗的H和ATP较少，因此所需的光照强度较弱。6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()AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降 DNADPH/NADP比值下降解析：选B黑暗处理后，光反应停止，O2的产生停止。ATP和NADPH是光反应的产物，同时也是暗反应的原料，黑暗处理后，ATP和NADPH的产生减少，且仍被暗反应所消耗，产生的ADP和NADP增多。光反应产生的ATP和NADPH减少，使得暗反应产生的C5减少，CO2的固定减慢。方法规律C3、C5等物质含量变化的分析方法叶绿体内相关物质含量变化可通过对物质的来路和去路是否平衡的分析来进行： 来路不变，去路增加，或来路减少，去路不变，则物质含量减少。来路不变，去路减少，或来路增加，去路不变，则物质含量增加。课堂巩固练小试身手1下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是()A加入CaCO3的目的是为了充分研磨，以利于绿叶中色素的提取B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C色素带的宽窄取决于液泡中色素含量的多少D不同色素带在滤纸上的呈现可以是带状或同心环状解析：选D加入CaCO3的目的是为了防止色素被破坏；胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，层析后处于滤纸条最上方；色素带的宽窄取决于叶绿体中色素含量的多少；不同色素带在长方形滤纸条上呈现带状，在圆形滤纸上呈同心环状。2(2019无锡一模)如图为叶绿体结构模式图，下列叙述错误的是()A能进行光合作用的细胞都含有该结构B光合作用所需的色素分布在结构上C光合作用所需的酶分布在结构和中D叶绿体以的形式扩大膜的表面积，有利于实现能量转换解析：选A叶绿体分布在植物体的叶肉细胞和幼嫩的茎中。蓝藻能进行光合作用，但没有叶绿体。3(2015福建高考)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2C5(即RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是()A菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质BRuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高解析：选B由题意可知，该酶催化的过程为光合作用暗反应过程中的CO2的固定，反应场所是叶绿体基质；暗反应指反应过程不依赖光照条件，有没有光，反应都可进行；对14CO2中的C元素进行同位素标记，检测14C3放射性强度，可以用来测定RuBP羧化酶的活性；单位时间内 14C3生成量的多少表示固定反应的快慢，可以说明该酶活性的高低。4(2016江苏高考)为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2。请回答以下问题：(1)最适宜在果树林下套种的品种是_，最适应较高光强的品种是_。(2)增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点却没有显著改变，原因可能是：在超过原光饱和点的光强下，S2的光反应产生了过剩的_，而S3在光饱和点时可能_(填序号)。光反应已基本饱和暗反应已基本饱和光、暗反应都已基本饱和(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2，也参与叶绿体中生物大分子_的合成。(4)在光合作用过程中，CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三个。下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的_。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或_，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由_糖构成的蔗糖，运出叶肉细胞。解析：(1)最适宜在果树林下套种的品种应该是光补偿点和光饱和点都较低的S2(类似于阴生植物)，最适应较高光强的品种是光饱和点较高的S3。(2)S2是适应较低光强的作物，S3是适应较高光强的作物，增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点没有显著改变，原因可能是：在超过原光饱和点的光强下，S2的光反应产生了过剩的ATP和H，暗反应未饱和；而S3在光饱和点时可能光反应已基本饱和或暗反应已基本饱和或光反应和暗反应都已基本饱和。(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于叶绿体中的暗反应过程，也参与叶绿体中生物大分子如核酸和蛋白质等物质的合成。(4)淀粉作为光合作用暗反应的产物，其合成场所为叶绿体基质。由图可知，淀粉运出叶绿体时先水解成TP或葡萄糖，葡萄糖和果糖反应形成蔗糖，运出叶肉细胞。答案：(1)S2S3(2)ATP和H(3)核酸、蛋白质(4)基质中葡萄糖葡萄糖和果课下模拟练自我检测一、选择题1叶绿体的类囊体薄膜上不含有()A光合色素BDNAC酶 D磷脂解析：选BDNA位于叶绿体基质中。2气孔关闭会导致光合作用效率下降，主要原因是()A水光解产生H的量不足B暗反应过程中产生的 C3 数量减少 C光反应过程中产生的 O2 不足D光反应中产生的ATP数量减少解析：选B气孔关闭导致CO2供应降低，CO2的固定速率降低，产生的C3数量减少。3将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是()A离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生C若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量解析：选A光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光。水在叶绿体中分解时可产生氧气和ATP，不需要ATP提供能量。4植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析：选A类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示；叶绿素吸收640660 nm的红光，导致水光解释放O2。5(2019南通学测模拟)下表为鲁宾和卡门利用同位素标记法研究光合作用的实验记录，据表判断甲、乙分别是()组号提供的物质结果产生的气体备注H2O和C18O2甲其他条件相同HO和CO2乙其他条件相同A.18O2、18O2 BO2、O2 C18O2、O2 DO2、18O2解析：选D 根据鲁宾和卡门的同位素示踪法实验可知，光反应中的O2来自H2O的分解。61864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光，经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明了()A光合作用的产物有淀粉B光合作用的产物是水C光合作用的场所在叶绿体D光合作用产物中的氧气来自反应物中的水解析：选A碘与淀粉发生作用变蓝色，曝光的一半变蓝色，说明光合作用的产物有淀粉；碘与水没有颜色反应，不能证明光合作用的产物有水；该实验没有涉及光合作用的场所和光合作用产物中氧气来源；鲁宾和卡门通过同位素标记法证明光合作用产物氧气中氧原子来源于水。7(2019如皋调研)将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍可以进行光合作用。以下分析正确的是()A光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体的内膜和基质中B叶绿体内膜具有选择透过性，外膜是全透的，起保护作用C光合作用必须在叶绿体中才能进行D叶绿素被破坏，则不能进行光合作用解析：选D光合作用所需的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上和基质中，色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上；叶绿体的内膜和外膜均具有选择透过性；真核细胞的光合作用是在叶绿体中进行的；叶绿素被破坏，光反应不能进行，整个光合作用也不能进行。8(2019苏北四市一模)用新鲜菠菜叶进行色素提取和分离的实验。下列叙述正确的是()A将滤液收集到试管中，应及时用棉塞将试管口塞紧B画滤液细线时，在点样线上需连续重复多次画线C滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠D滤纸条上4条色素带通常都是平齐的，且彼此之间的距离明显解析：选A滤液收集到试管后，为防止色素随无水乙醇挥发，应及时用棉塞将试管口塞紧；画滤液细线时，需重复多次画线，但应等上次画线干燥后再画；若滤液细线浸入层析液，色素会溶解在层析液中，导致滤纸条上无色素带；滤纸条上色素带是平齐的，但叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)两条色素带之间距离不明显。9Calvin等人研究光合作用时进行了以下实验：在某种绿藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间后从培养液中提取并分析放射性物质。预测实验结果是()A光照时间越长，固定产生的C3越多B在一定时间内光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多C无论光照时间长短，放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体膜上D只要给予光照，放射性就会出现在NADPH中解析：选B光合作用的暗反应过程中固定产生的C3会被还原。放射性物质应分布在叶绿体的基质中。NADPH是光反应阶段产生的，而CO2是用于暗反应阶段的。10百合以气孔白天关闭、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CO2CPEP、RuBP均能与CO2结合D夜间细胞液pH可能会下降解析：选A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，PEP、RuBP分别与CO2结合形成OAA、PGA；晚间苹果酸从液泡进入细胞液中，细胞液pH下降。11(多选)下图是有关实验的操作简图。下列有关叙述正确的是()A若A是梨，B为水，则得到的滤液C可用于还原性糖的鉴定实验B若A是梨，B为水，得到的滤液C密封保存一段时间后可能会有酒精产生C若A是菠菜叶，B为无水乙醇，常用定性滤纸过滤研磨液得到色素滤液D若A是菠菜叶，B为无水乙醇，则滤液C经纸层析后可能不会出现4条明显的色素带解析：选ABD梨中含有大量还原性糖，可用于还原性糖的鉴定；梨的外表附着有酵母菌，酵母菌在无氧条件下能利用葡萄糖产生酒精；用单层尼龙布过滤研磨液得到色素滤液；在提取过程中只加了无水乙醇和石英砂，没有加碳酸钙，叶绿素可能被破坏，所以滤液C经纸层析后可能不会出现4条明显的色素带。12(多选)关于小麦光合作用的叙述，错误的是()A突然停止光照，叶绿体中C5/C3的值下降B夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高C线粒体内膜产生的ATP可直接用于暗反应DCO2的固定可将ATP中的化学能转移到C3中解析：选BCD突然停止光照，光反应提供的H、ATP减少，CO2供应不变，所以C3消耗量减少，C5生成量减少，C5/C3的值下降；夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭而出现午休现象，导致光合作用的原料减少，小麦光合速率反而下降；线粒体内膜产生的ATP可用于各项生命活动，而暗反应需要的ATP只能来自光反应；暗反应中，C3的还原可将ATP中的化学能转移到有机物中，CO2的固定不会消耗ATP中的能量。13(多选)两棵同种生长状况基本相同的植物，分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示。在相同条件下，测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁所示。下列有关叙述正确的是()Aab段和cd段，曲线下降的原因完全相同B一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物比甲多Ce点时，气孔关闭导致光合作用基本停止D装置甲的植物叶绿体中，在14点时C5含量比10点时高解析：选BD图丙中ab段曲线下降是因为密闭容器中CO2浓度下降，图丁中cd段曲线下降是因为下午至傍晚光照强度下降；图丙和图丁曲线与横坐标所围的上部面积与下部面积之差可以表示一昼夜氧气的释放量，进而反映有机物的积累量，故装置乙中植物一昼夜积累的有机物多；图丁e点时，气温过高、蒸腾作用过于旺盛，部分气孔关闭，导致CO2吸收量下降，光合作用减弱，但光合作用并未停止；与10点时相比，装置甲14点时CO2含量减少，CO2固定消耗的C5少，叶绿体中C5含量升高。二、非选择题14下图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：(1)图中、代表的物质依次是_、_、_、_，H代表的物质主要是_。(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_。解析：(1)由分析可知，图中代表光合作用光反应阶段水光解的产物O2；代表生成还原型辅酶(NADPH)的反应物NADP；代表生成ATP的原料ADPPi；代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中H代表的物质主要是呼吸作用过程中的还原型辅酶(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物叶肉细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。答案：(1)O2NADPADPPiC5NADH(或还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸15(2018全国卷)回答下列问题：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的_上，该物质主要捕获可见光中的_。(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_。(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度_(填“高”或“低”)。解析：(1)高等植物进行光合作用捕获光能的物质是光合色素，该物质分布在叶绿体的类囊体薄膜上，其捕获的光主要是蓝紫光和红光。(2)由图中曲线可以看出，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率都在增加；当叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率增加，两者差值减小，故群体干物质积累速率降低。(3)通常，阴生植物的光合速率和呼吸速率都比阳生植物低，因此与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度低。答案：(1)类囊体膜蓝紫光和红光(2)增加群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低(3)低第2课时影响光合作用的因素及相关曲线分析 师说考点解疑难1光质(1)原理：叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大。单色光中，蓝紫光下光合速率最快，红光次之，绿光最差。(2)应用：大棚薄膜的选择：无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。补充单色光的选择：蓝紫光。2光照强度(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，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。(2)曲线模型及分析：曲线模型模型分析曲线对应点(段)细胞生理活动ATP产生场所植物组织外观表现图示A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用只在细胞质基质和线粒体从外界吸收O2，向外界排出CO2AB段(不含A、B点)呼吸量光合量细胞质基质、线粒体、叶绿体从外界吸收O2，向外界排出CO2B点光合量呼吸量与外界不发生气体交换B点之后光合量呼吸量从外界吸收CO2，向外界释放O2此时植物可更新空气应用温室生产中，适当增强光照强度，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，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能3.CO2浓度原理CO2直接影响暗反应阶段，制约C3的形成曲线模型及分析图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的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和B点都表示CO2饱和点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4温度原理温度通过影响酶的活性影响光合作用曲线模型及分析AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大B点：B点对应的温度为酶的最适温度，光合速率最大BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 左右光合速率几乎为零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；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累5光照、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用常见曲线曲线分析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，光合速率不断提高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CO2，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率研透考情备高考考向一单因子变量对光合作用的影响1在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是()A红光，ATP下降B红光，未被还原的C3上升C绿光，H下降 D绿光，C5上升解析：选C叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，而对绿光吸收最少，因此当突然改用光照强度与白光相同的红光照射时，光反应增强，ATP、H、C5含量上升，ADP、C3含量减少；当突然改用光照强度与白光相同的绿光照射时，光反应减弱，ATP、H、C5含量减少，ADP、C3含量增多。2.(2017天津高考)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是()A光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度解析：选D光照强度低于P时，光反应强度受叶绿素含量影响较大，突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，故其光反应强度低于野生型。光照强度高于P时，暗反应强度受固定CO2酶的影响较大，突变型水稻叶片固定CO2酶的活性显著高于野生型，故其暗反应强度高于野生型。光照强度低于P时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度。P点并未达到突变型水稻光合作用的光饱和点，故光照强度高于P小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度。3某植物光合作用的适宜温度为2030 。研究人员为了筛选耐高温优良品种，利用同一植株的茎尖细胞通过组织培养获得HA、HB、HC三个品系进行了实验。下表为温度对各品系光合速率的影响，有关叙述错误的是()品系光合速率(molg1h1)20 30 35 HA8.329.369.07HB20.3218.3217.36HC13.7815.5616.77A在适宜温度条件下，HB品系光合速率最高B实验条件下，耐高温性较差的是HA品系C30 与20 比较，三个品系植物的光合速率均有提高D20 时，不同品系光合速率产生差异的原因可能是发生了突变解析：选C由图中数据可知，30 与20 比较，HB光合速率降低，HA、HC光合速率提高。归纳拓展关于环境因素影响光合速率的三点说明(1)温度改变对光合作用的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的酶的种类和数量多。(2)CO2浓度对光合作用的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用。(3)光对光合作用的影响：光照影响光反应，光是叶绿素合成的必要条件，因此植物在暗处呈黄色。考向二多因子变量对光合作用的影响4(2018江苏高考)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是()A横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度解析：选D随着CO2浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，较高温度下的净光合速率高于较低温度；植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率不应先升高后趋于稳定；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高；随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强度足够时，较高的CO2浓度下净光合速率较大。5三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是()A与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3的速率相对较高B14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少C17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度解析：选D与11：00时相比，13：00时CO2浓度低，叶绿体中合成C3的速率和C3含量均相对较低。14：00后叶片的Pn(净光合速率)下降，但仍然大于0，故植株积累有机物的量继续增加。17：00后叶片的Ci(胞间CO2浓度)快速上升，但光照减弱，光反应为暗反应提供的H和ATP减少，导致暗反应速率降低。叶片的Pn(净光合速率)先后两次下降，第一次下降的主要原因是叶片中部分气孔关闭，CO2浓度降低，导致暗反应受阻；第二次下降的主要原因是光照强度减弱，光反应减弱。6.(2014全国卷)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为_。C