2018届高考生物一轮复习第三单元第三讲能量之源__光与光合作用一学案.docx

第三讲能量之源光与光合作用(一)考纲展示1光合作用的基本过程()2.实验：叶绿体色素的提取和分离授课提示：对应学生用书第53页一、捕获光能的色素及其提取和分离1捕获光能的色素(1)分布：主要分布在叶绿体类囊体薄膜上。(2)功能：吸收、传递、转化光能，其中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。2色素的提取、分离原理(1)提取：可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其中前者有助于研磨充分，后者可防止研磨中色素被破坏。(2)分离：层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，色素在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。因此，绿叶中的色素就在扩散过程中被分开。3层析结果：层析时，在滤纸条上会呈现四条色素带，从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，它们的颜色自上而下依次是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色，其中色素带最宽的色素呈蓝绿色，在层析液中溶解度最大的色素呈橙黄色。二、捕获光能的结构叶绿体1结构和功能(1)结构示意图(2)结构决定(3)功能：进行光合作用的场所。(4)功能验证：恩格尔曼的实验，好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位周围。巧记助学叶绿体：叶绿体膜两层，基质基粒来组成，类囊体来堆叠，上有色素酶附着，吸收光能来转化，光合作用好场所。2色素的种类和功能巧记助学光合作用色素忙，叶a叶b胡叶黄；蓝绿黄绿橙黄黄，吸收红光蓝紫光。三、光合作用的探索历程(将与序号对应的字母组合填入_中)普利斯特利英格豪斯 b植物可以更新空气梅耶 c光合作用的产物除O2外，还有淀粉萨克斯 鲁宾和卡门 卡尔文 f暗反应14C的转移途径(卡尔文循环)对应关系：b_a_e_c_d_f四、光合作用的反应式及过程1反应式：CO2H2O(CH2O)O22过程(1)区别(2)联系：光反应为暗反应提供H和ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi。巧记助学光合作用过程的“一、二、三、四”一个场所：叶绿体。两个阶段：光反应、暗反应。三种能量：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能。四个物质变化：水光解、ATP形成、CO2固定、C3还原。1叶绿体中的色素有4种，即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。2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。3吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。4叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。5光合作用释放的O2来自于H2O。6光反应阶段就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。7暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。对光合作用认识的5个易混易错点(1)误认为暗反应不需要光：光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物H和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行。(2)误认为光合作用产生的H与呼吸作用产生的H是同一种物质：光合作用中产生的H为NADPH，呼吸作用中产生的H为NADH，两种H不是同一种物质。(3)误认为光反应中产生的ATP用于各种生命活动：光合作用光反应中产生的ATP只被暗反应所利用，呼吸作用中产生的ATP可被除暗反应外的各项生命活动所利用。(4)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。(5)CO2中C进入C3但不进入C5，最后进入(CH2O)，C5中C不进入(CH2O)，可用放射性同位素标记法证明。授课提示：对应学生用书第54页考点一捕获光能的色素和叶绿体核心考点通关1叶绿素和其他色素色素种类叶绿素(约3/4)类胡萝卜素(约1/4)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色分布叶绿体的类囊体薄膜上色素的吸收光谱及在滤纸条上的分布化学特性不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂分离方法纸层析法功能吸收、传递光能，少数特殊状态的叶绿素a将光能转化为电能(1)不同颜色温室大棚的光合效率无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高；其次是红色光为光合作用的有效光。叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。(2)吸收光谱连续光谱：可见光三棱镜赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。吸收光谱：可见光色素溶液三棱镜红光、蓝光、紫光区出现强暗带，绿光区几乎无变化(说明绿光吸收非常少)。2影响叶绿素合成的因素分析(1)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。(2)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，而使叶子变黄。(3)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，叶子变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶子变黄。3叶绿体的结构与功能(1)结构与功能的关系基粒的类囊体增大了受光面积。类囊体的薄膜上分布着酶和色素，有利于光反应的顺利进行。基质中含有与暗反应有关的酶。(2)功能的实验验证实验过程及现象实验结论a叶绿体是进行光合作用的场所。bO2是由叶绿体释放的。题组突破演练题组叶绿体的结构及色素1如图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。下列叙述错误的是()A总吸收光谱是叶绿体内多种色素共同作用的结果B从新鲜的绿叶中提取叶绿素a，需要用到无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅C植物进行光合作用时，氧气释放量的变化趋势与作用光谱不同D由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量减少解析：总吸收光谱是叶绿体内多种色素共同作用的结果，A正确；提取叶绿素a时，需要用到无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅，B正确；在不同光质下，光合作用强度不同，故氧气释放量的变化趋势与作用光谱基本一致，C错误；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，光反应加速，产生的H和ATP增加，从而促进了C3的还原，导致叶绿体中C3的量减少，D正确。答案：C2(2017安徽合肥质检)实验发现将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍然可以在光下利用二氧化碳生产有机物、放出氧气。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：与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中，色素仅分布在类囊体薄膜上，A错误；叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性，B错误；蓝藻没有叶绿体，也能进行光合作用，C错误；叶绿素在光反应中吸收和转化光能，叶绿素被破坏，则不能进行光合作用，D正确。答案：D3下列有关正常情况下进行光合作用的某植物的说法中正确的是()A光能的吸收发生在叶绿体的内膜上，淀粉是在叶绿体基质中合成的B突然升高CO2浓度，发现该植物的某叶肉细胞内C3含量会突然上升C该植物根尖根毛区细胞能够产生ATP的场所只有线粒体和叶绿体D要测定该植物是否进行了光反应，最简单的方法是测二氧化碳吸收量解析：选项A，与光合作用光反应有关的色素和酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上，光反应发生的场所是类囊体薄膜。选项B，关于C3和C5含量的变化应注意回到卡尔文循环中去理解，C3增多，说明：C3消耗(即C3被还原的反应减弱)减少，最可能的原因是光照强度减弱；C3生成(即CO2的固定反应加强)增多，最可能的原因是CO2浓度升高。选项C，植物根尖根毛区细胞没有叶绿体，所以产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体。选项D，要测定该植物是否进行了光反应，最简单的方法是测氧气释放量。答案：B考点二光合作用的过程核心考点通关1光合作用的探索历程科学家结论普利斯特利植物可以更新污浊的空气英格豪斯普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气梅耶光合作用把光能转换成化学能储存起来萨克斯植物叶片在光合作用中产生淀粉恩格尔曼氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所鲁宾和卡门光合作用释放的氧气全部来自水卡尔文探明了CO2中的碳转化成有机物中碳的途径2.光合作用过程中O元素的转移途径H218O18O2C18O2C3(CH218O)H218O3光合作用过程中C元素的转移途径14CO214C3(14CH2O)4光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP和O2及(CH2O)含量的影响条件C3C5H和ATP(CH2O) 合成量模型分析光照强度由强到弱，CO2供应不变增加减少减少或没有减少光照强度由弱到强，CO2供应不变减少增加增加增加光照不变，CO2量由充足到不足减少增加增加减少光照不变，CO2量由不足到充足增加减少减少增加特别提醒(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，而非长时间。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP含量的变化是一致的。题组突破演练题组一光合作用的探究历程及过程分析4(2017北京海淀区检测)科学家在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，固定产生的三碳化合物越多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薄膜上D三碳化合物中不存在放射性解析：光照时间越长，固定产生的三碳化合物达到一种平衡，不会越来越多，A错；14CO2首先和五碳化合物结合，形成三碳化合物，三碳化合物被还原形成葡萄糖和五碳化合物，所以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，B正确；无论光照时间长短，放射性物质不会分布在叶绿体的类囊体薄膜上，C错；CO2与C5反应合成三碳化合物，故三碳化合物中存在放射性，D错。答案：B5(2017湖南株洲检测)如图为光合作用示意图。下列说法错误的是()A表示O2，表示CO2B暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)CC3的还原过程中，需要光反应提供的物质只有D增加光照强度，C3的含量将减少解析：在叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光反应，这一阶段中产生H(即NADPH)、ATP和氧气，因此，表示氧气，表示暗反应中与C5反应的CO2；CO2先与C5反应生成C3，然后C3在光反应提供的ATP和H参与下被还原成(CH2O)；增加光照强度，则光反应产生的ATP和H增多，则在暗反应中有更多的C3被还原，故增加光照强度，C3含量减少。答案：C6图甲表示光合作用过程的图解，图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜条件下，光合作用强度受环境因素影响的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题：(1)参与光合作用的色素分布在叶绿体的_上。(2)光合作用的过程可以分为两个阶段，图甲中B表示_阶段，反应场所是_。(3)图甲A生理过程的产物是_。(4)由图乙可知，影响光合作用的外界因素是_和_。(5)比较、两条曲线，当光照强度大于a时，曲线的光合作用强度不再增大的原因是_，限制了光合作用_阶段的进行。(6)写出光合作用的总反应式：_。解析：(1)光合作用色素分布在类囊体的薄膜上。(2)光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，A是光反应阶段，场所在类囊体的薄膜，B是暗反应阶段，场所在叶绿体基质。(3)光反应产物有H、ATP、O2。(4)图中比较的是光照强度和二氧化碳浓度对光合作用的影响，所以影响光合作用的外界因素有光照强度和二氧化碳浓度。(5)二氧化碳浓度过低，限制了暗反应进行。答案：(1)类囊体的薄膜(或“基粒”)(2)暗反应叶绿体基质(3)O2、H、ATP(4)光照强度CO2浓度(5)CO2浓度过低暗反应(6)CO2H2O(CH2O)O2题组二外界条件变化对光合作用中物质变化的影响7(2017黑龙江哈尔滨模拟)如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()At1t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，水光解加快、O2释放增多Bt2t3，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Ct3t4，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Dt4后短时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，三碳化合物还原后的直接产物含量升高解析：t1t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，类囊体薄膜上水光解加快、O2释放增多，A正确；t2t3，暗反应限制光合作用，若在t2时刻增加CO2，光合速率将再提高，B错误；t3t4，光照强度不变，光合速率的提高主要是由于光反应和暗反应都增强的结果，C错误；t4后短时间内，光照停止产生ATP停止，但是还在消耗ATP，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，D错误。答案：A8图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。请根据图分析回答：(1)图1中A表示的物质是_，它由_产生，其作用主要是_。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于_。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是_。(3)图2中曲线a表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速上升的原因是_。(4)曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是_。解析：(1)光反应为暗反应提供的物质是H和ATP，由此可确定A是H，H是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO214C3(14CH2O)。(3)、(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，H和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。答案：(1)H水在光下分解用于C3的还原(2)太阳光能(CH2O)(3)C3CO2与C5结合形成C3而C3不能被还原(4)C5C5与CO2结合形成C3而C3不能被还原为C5考点三绿叶中色素的提取和分离(实验探究)核心考点通关1. 2绿叶中色素的提取和分离的实验操作步骤方法原因提取绿叶中的色素加入二氧化硅：有助于研磨充分加入碳酸钙：防止研磨中色素被破坏加入无水乙醇：为了溶解、提取色素将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中过滤，滤液收集到试管中，及时用棉塞塞紧试管口单层尼龙布：过滤叶脉及二氧化硅等试管口塞紧：防止乙醇挥发续表步骤方法原因制备滤纸条干燥滤纸：透性好、吸收滤液多剪去两角：使层析液同步到达滤液细线画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细而直的滤液细线，待干后再重复画一两次画得细而直：防止色素带重叠而影响分离效果画两三次：是为积累更多的色素，使分离后的色素带明显分离绿叶中的色素层析液不能没及滤液细线，以防止色素溶解于层析液中而无法分离烧杯加盖是为了防止层析液中成分挥发观察与分析3.实验中的注意事项(1)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。(2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。(3)制备滤纸条：剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。(4)画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。(5)色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。易混易错绿叶中色素提取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。使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇(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：滤纸条上的滤液细线接触到层析液或者滤液线过粗。(3)滤纸条上看不见色素带的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。题组突破演练题组色素提取与分离实验分析9(2017安徽江淮名校联考)某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作：将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线为增强实验效果，将滤液细线画粗些将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学操作有误的是()ABC D解析：将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后还需加入二氧化硅和碳酸钙，错；将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线，错；画滤液细线应是细线，为增强实验效果可多画几次，错；将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，但不能让滤液细线浸入层析液中，错。答案：D10.如图表示用某种颜色的叶片作实验材料，做“叶绿体中色素的提取和分离”实验的纸层析结果。下列叙述或判断中，不正确的是()A距离滤液细线(点样处)最远的色素带呈橙黄色B距离滤液细线(点样处)最近的色素带，其色素在层析液中的溶解度最小C所用实验材料的叶片呈绿色D所用实验材料的叶片呈黄色解析：叶绿体内的四种色素在层析液中溶解度最大的是呈橙黄色的胡萝卜素，在滤纸上扩散的速度最快，距离点样处最远；溶解度最小的是叶绿素b，在滤纸上扩散的速度最慢，距离点样处最近；距离点样处由远到近的色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，图示显示类胡萝卜素的含量明显多于叶绿素的含量，说明所选实验材料的叶片呈黄色。答案：C11某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，四组实验结果如图所示，第组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的相关分析不正确的是()A绿叶中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素的溶解度相同B可能是由于未加CaCO3而得到的实验结果C可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果D可能是由于未加SiO2而得到的实验结果解析：绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，A错误；若未加CaCO3，叶绿素可能被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，B正确；若实验中所加溶剂为水，而不是有机溶剂无水乙醇，则提取不到叶绿体中的色素，因为色素不溶于水，C正确；若未加SiO2，可能导致研磨不充分，即各种色素的提取量均少于正常水平，D正确。答案：A授课提示：对应学生用书第58页练全国高考真题知考查重点1(2016高考全国卷)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：叶绿体中的色素是有机物，可溶于无水乙醇中，A正确；Mg2是构成叶绿素的成分，可由植物的根从土壤中吸收，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用，C错误；叶绿素的合成需要光照，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，D正确。答案：C2(2014高考新课标全国卷)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D. NADPH/NADP比值下降解析：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，使暗反应中的C3还原受阻，导致C5含量减少，从而使CO2的固定减慢，B错误。答案：B3(2016高考全国卷)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：(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_。(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”)。(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_。解析：(1)在光饱和点(b点)之前，甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)光饱和点之后，光合作用的限制因子是温度、CO2浓度等。(3)对比甲组、乙组曲线可知，在低光照下培养后乙组植物的光合能力比甲组的低，但其子代在甲组的条件下培养，光合能力与甲组相同，这说明低光照培养未能改变植物的遗传特性，乙组光合作用强度与甲组不同是由环境因素引起的，而不是遗传物质改变造成的。答案：(1)光照强度(2)CO2浓度(3)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4(2016高考全国卷)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验处理温度/ 3636363125相对湿度/%1727525252实验结果光合速率/mg CO2dm2h111.115.122.123.720.7回答下列问题：(1)根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是_，其依据是_；并可推测，_(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)在实验组中，若适当提高第_组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是_。(3)小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程_(填“需要”或“不需要”)载体蛋白，(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。解析：本题主要考查影响光合速率的因素及CO2进入叶肉细胞的方式。(1)分析对照组、实验组一和实验组二可知，高温条件下(温度均为36 )，适当增加相对湿度时，叶片光合速率的增加量相对较大，而分析实验组二、三、四可知，在相对湿度较高的条件下(相对湿度均为52%)，适当降低温度时，叶片光合速率的增加量较小，甚至降低。所以，中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度；并由增加相对湿度，叶片的光合速率增大可推知，增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)对比实验组三和实验组四可知：因温度降低，叶片的光合速率下降，所以适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2进入叶肉细胞的方式为自由扩散，既不需要载体蛋白，也不需要消耗ATP。答案：(1)湿度(或答相对湿度)在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大增加(2)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3)不需要不需要练各地市模拟知命题热点5(2017浙江杭州统考)叶绿体的类囊体悬浮在pH为4的缓冲液中，使其内外部在这种酸性条件下平衡，然后将类囊体快速转移到含有ADP和Pi的pH为8的缓冲液中，发现在没有光照的情况下，合成了大量ATP。以下分析合理的是()AATP的合成与H浓度梯度有关B实验中必然存在H的主动转运C类囊体在pH为4的缓冲液中被破坏D叶绿体中合成ATP需要酸性环境解析：由题意可知，开始时pH为4，放在pH为8的缓冲液中，合成ATP，说明ATP的合成与H浓度梯度有关，A正确；该过程能产生ATP可能与H的转运有关，B错误；由于放入pH8的环境中能进行反应，说明pH为4的环境中类囊体没有被破坏，C错误；由题意可知，叶绿体中合成ATP需要碱性环境，D错误。答案：A6(2017云南五校联考)下列关于生物学实验操作、实验结果、实验现象及原理的描述中，正确的是()A用纸层析法分离菠菜滤液中的色素时，橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远B制作洋葱根尖有丝分裂临时装片的正确步骤是解离、染色、漂洗、制片C探究马铃薯块茎的呼吸方式可以用消耗的O2量与产生的CO2量的比值来予以确定D甘蔗本身为白色，是用来做还原糖鉴定实验的理想材料解析：分离菠菜滤液中的色素时，橙黄色的胡萝卜素在滤纸条上扩散得最快，距离所画的滤液细线最远。制作洋葱根尖有丝分裂临时装片的步骤是解离、漂洗、染色、制片。马铃薯块茎的无氧呼吸不产生CO2，因此不能用消耗的O2量和释放的CO2量的比值探究其呼吸方式。甘蔗中的蔗糖是非还原糖，不能作为还原糖鉴定的实验材料。答案：A7(2017山东威海调研)某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列相关分析正确的是()A叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势不可能是由CO2固定减少引起的B叶片光合速率下降和叶片叶绿素含量下降同步C实验24 d，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D实验24 d，光合速率下降可能是由叶片内二氧化碳浓度下降引起的解析：由图甲可以看出，随干旱时间延长，叶片光合速率呈下降趋势，可能是由干旱导致根部吸水减少，气孔关闭，CO2进入叶片的量减少引起的，A项错误；比较图甲和图乙，图甲中叶片光合速率从第2 d开始下降，而图乙中叶片叶绿素含量从第4 d才开始下降，因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降，B项错误；图乙中，实验24 d叶片叶绿素含量并没有下降，C项错误；实验24 d，光合速率下降可能是由干旱引起气孔关闭，导致叶片中CO2浓度下降引起的，D项正确。答案：D8(2017河南实验中学诊断)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的某植物突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强(如图)。该突变体植物叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见表(“”表示未测数据)。请回答下列有关问题：叶片发育时期叶面积/最大面积(%)总叶绿体含量(mg/g)气孔相对开放度(%)净光合速率(mol/CO2m2s1)A新叶展开前192.8B新叶展开中871.1551.6C新叶展开完成1002.9812.7D新叶已成熟10011.11005.8(1)为提取该植物突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入_作为溶剂。(2)该突变体和野生型植物的O2释放速率与光照强度的关系如图所示。当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率_。当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定CO2形成_的速率更快。对光反应产生的_消耗也更快，进而提高了光合放氧速率。(3)表格中的四组叶片，B的净光合速率较低，推测原因最可能是：叶绿素含量低，导致光能吸收不足；_，导致_。(4)与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是_。(5)为研究温度对该种突变体光合作用与呼吸作用的影响，将其置于相应温度条件下(其余的实验条件都是理想的)，以CO2的吸收量与释放量为指标，测得实验结果如表所示：温度( )5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.153.753.533.00黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.251.752.253.003.50若在昼夜不停的光照下，则该种突变体生长的最适宜温度是_，在35 ，该种突变体每小时实际光合作用速率为_(用CO2为指标)。每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度保持30 的条件下，该种突变体植物_(填“能”或“否”)生长。解析：(1)光合色素能溶解于有机溶剂中，因此提取光合色素时应在研磨叶片时加入丙酮或无水乙醇等有机溶剂。(2)当光照强度为n时野生型和突变体O2释放速率相等，但由图可知突变体的呼吸速率大于野生型，所以与野生型相比，突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率较大。光合作用中固定CO2形成C3，需要消耗光反应产生的H、ATP。(3)新叶展开中，叶绿素含量和气孔开放度相对较低，所以此时净光合速率较低的原因可能是：叶绿素含量低，导致光能吸收不足；气孔开放度相对低，导致CO2供应不足。(4)与C相比，D的叶肉细胞的叶绿素含量迅速增加，而叶绿素分布在基粒上，所以D的叶肉细胞的叶绿体中，基粒数量明显增多。(5)本题的实验变量有两个：温度和有无光照，而做出本题的关键是要理解光照下吸收CO2数值表示净光合速率，黑暗中释放CO2表示呼吸速率。然后，比较表格中的数据，根据数据的变化特点可以得出呼吸速率随着温度的升高而增强，而净光合速率随着温度的不断升高出现先增强后下降的趋势，25 达到最大值，所以昼夜不停地给予光照，该植物生长的最适宜温度是25 。在35 光照下植物吸收的CO2为3.00 mg/h，而在黑暗中释放的CO2为3.50 mg/h，该植物每小时实际光合速率为呼吸速率净光合速率3.003.506.50(mg/h)。在30 光照下植物吸收的CO2为3.53 mg/h，而在黑暗中释放的CO2为3.00 mg/h，表示光照下有机物的净积累量大于黑暗中有机物的消耗量，在经过12小时的光照后有机物的积累可以供12小时的黑暗中有机物的消耗，故该植物能生长。答案：(1)丙酮或无水乙醇(2)较大C3H、ATP(3)气孔相对开放度小CO2吸收不足(4)类囊体(基粒)(5)25 6.5 mg/h能授课提示：对应学生用书第309页一、选择题1给予从叶绿体分离出的类囊体膜光照，发现能使草酸铁的Fe3还原为Fe2，并有氧气释放。此实验证明()A光合作用在类囊体上进行B光合作用的产物O2来自H2O，而不是CO2C类囊体吸收光能后，产生O2和还原性物质D类囊体上的光反应能产生O2，而暗反应使Fe3被还原解析：由题干可知，类囊体吸收光能后，可以产生O2和具有还原性的物质，故选C。答案：C2(2017辽宁五校协作体期中)用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉，下列错误的结论是()A光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2OB光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2C有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2D有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6解析：光合作用过程中O2的产生来自光反应过程中水的光解，因此O2中的O全部来自原料中的H2O，A正确；光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段，其中的O全部来自原料中的CO2，B正确；有氧呼吸的产物H2O产生于有氧呼吸的第三阶段，是H与氧气结合形成的，因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2，C正确；有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的，丙酮酸是葡萄糖分解产生的，因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水，D错误。答案：D3以小球藻为实验材料进行光合作用的相关探究实验中，改变实验条件后，不可能出现的实验现象是()A在培养液中加入抑制暗反应的药物后，氧气的释放速率下降B在培养液中加入ATP合成酶，淀粉的合成量增加C在培养液中加入纤维素酶和果胶酶，则淀粉的合成速率减小甚至停止D在培养液中加入适量的含氮、磷等元素的无机盐，培养一段时间后，氧气的释放速率增加解析：加入抑制暗反应的药物后，暗反应减弱，H和ATP的消耗减少，H和ATP开始积累，水的光解减慢；小球藻为自养生物，可吸收含氮、磷等元素的无机盐，不能吸收大分子蛋白质(ATP合成酶)，故加入ATP合成酶后，淀粉的合成量基本不变；在培养液中加入纤维素酶和果胶酶会破坏小球藻的细胞壁，使细胞吸水涨破，从而导致小球藻的基本结构被破坏，各项生理功能减弱甚至停止。答案：B4能源问题是当前社会面临的最为紧迫的问题之一，而氢气则是最洁净的高效能源之一，H2可由2个H生成，光合作用的光反应可产生H，目前部分生物学家正致力于从光合作用中得到用于合成H2的H的研究，并取得了一定的进展。下列有关说法错误的是()A水光解产生的H被NADP接受，生成了NADPHB在叶绿体中ATP和NADPH的转移途径是从类囊体薄膜到叶绿体基质C根据光合作用释放的氧气量，可以计算出光合作用有机物的积累量D停止光照，暗反应很快会停止，停止供应CO2，则光反应不受影响解析：选项A正确，ATP和NADPH是光反应的产物；选项B正确，ATP和NADPH形成于类囊体薄膜，然后转移至叶绿体基质参与暗反应；选项C正确，光合作用每释放6 mol氧气，会积累1 mol葡萄糖，因此可根据光合作用释放氧气的量计算光合作用有机物的积累量；选项D不正确，停止供应CO2，暗反应停止，光反应产生的ATP和NADPH积累，进而光反应受到抑制。答案：D5夏季晴朗的中午，某些植物因为蒸腾过于强烈而出现气孔关闭的现象，这是植物对环境变化的一种适应，此时这些植物叶肉细胞内C3、C5、H、ATP的含量短期变化分别是()A降低、升高、升高、升高B升高、降低、降低、降低C降低、升高、降低、降低D升高、降低、升高、升高解析：气孔关闭，CO2供应减少，影响暗反应中CO2固定，C3生成量减少，含量降低；C5消耗减少，含量升高。光反应的产物利用受阻，含量升高。答案：A6如图所示为叶绿体的结构与功能，下列说法不正确的是()A光合作用光反应阶段产生H的场所是结构AB蓝藻细胞内因不含上述结构，所以不能发生图中所示反应CATP在结构A中产生，在结构B中被消耗，能量储存在甲中D如果突然停止光照，短时间内C3的含量将会增加解析：选项A，图中的结构A是类囊体薄膜，这是光合作用光反应的场所，光反应中会产生H和ATP。选项B，蓝藻是原核生物，没有叶绿体，但是能够进行光合作用。选项C，图中甲是光合作用的产物糖类，在类囊体薄膜上产生的ATP会在暗反应过程中储存在糖类中。选项D，光合作用中，如果突然停止光照，则ATP和H的产生量将减少，C3的还原会受到影响，但其产生量不变，因此短时间内C3的含量将会增加。答案：B7如图表示光合作用中部分反应，有关叙述正确的是()A图中过程发生场所为叶绿体基质B图中过程的发生不需要光C光反应中只需要叶绿素aD图中X为H，用于驱动ATP合成酶生成ATP解析：选项A不正确，图中表示光合作用中的光反应过程，光反应发生的场所为类囊体薄膜；选项B不正确，光反应过程需要光照这一条件；选项C不正确，虽然图中只画出了叶绿素a，但是光反应还需要其他色素的参与；选项D正确，H2O的光解会产生O2和H，H的作用是参与暗反应中C3的还原。答案：D8(2017安徽合肥检测)离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是()解析：离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成减少，一段时间内暗反应逐渐减弱，暗反应消耗的ATP也逐渐减少，故ATP相对含量逐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也逐渐减弱，所以叶绿体内O2的含量逐渐减少，B正确。答案：B二、非选择题9生物兴趣小组在夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行了24小时的检测，结果如图1。图2是表示叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系的图解。请回答下列问题：(1)图1中所测气体为_。该大棚内的蔬菜经过一昼夜后是否积累有机物？_(填“是”或“否”)。(2)与它们各自的前一阶段相比，EC段和DB段叶肉细胞内的C3含量的变化趋势分别是_、_。(3)对应图1中的B点时，图2中应该进行的气体转移途径有_，而对应图1中的DB段，图2中应该进行的气体转移途径有_(以上均用图中字母表示)。(4)如图2所示，在氧气不足条件下，线粒体内丙酮酸氧化分解的速率将会_。适宜光照条件下，光反应产生的并能够为暗反应所利用的能源物质是_，该植物细胞把暗反应产物转变成丙酮酸的场所是_。(5)大棚蔬菜一天中有机物积累量最大是在图1中的_点(用图中字母表示)，若要进一步提高大棚蔬菜的产量，可采取的措施是夜间_。解析：(1)图1中EB段植物进行光合作用，所测气体的量不断增加，说明该气体为氧气。图1显示，F点的氧气浓度大于A点的氧气浓度，说明经过一昼夜后大棚内氧气浓度增加，因此，植物体内有有机物的积累。(2)在E点之前就开始进行光合作用，E点之前大棚内氧气浓度低、二氧化碳浓度高，二氧化碳与C5反应生成C3，故C3的含量较高，从E点到C点，氧气浓度逐渐上升，则二氧化碳浓度逐渐下降，故C3的含量下降；CD段由于气温高，