高考生物 热点题型和提分秘籍 专题09 能量之源光与光合作用（含解析）.doc

专题09 能量之源-光与光合作用【高频考点解读】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。【热点题型】题型一 光合作用的探究历程例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c【提分秘籍】高考常考的4个经典实验分析(1)普利斯特利实验：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。(2)普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用。(3)萨克斯实验：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。(4)恩格尔曼实验中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。(5)鲁宾和卡门实验中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。【举一反三】 科学家恩格尔曼用水绵进行了如下实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气和光照条件下一段时间，然后用极细的光束照射水绵不同部位，观测到一些部位有好氧细菌积聚，另一些部位没有积聚(如图所示)，由此得出的结论是()a光合作用产生淀粉，场所是叶绿体b光合作用产生氧气，场所是叶绿体c光合作用产生淀粉，需要水和光照d光合作用产生氧气，需要二氧化碳答案b 题型二 光合作用的过程例2下列关于光合作用的描述中，正确的是()a黑暗条件下叶肉细胞内无atp产生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主要是有氧呼吸产生的d光合作用强烈时，暗反应过程可直接将3个co2分子合成一个三碳化合物解析黑暗条件下叶肉细胞进行呼吸作用，可以产生atp；与光合作用有关的各种色素分布在叶绿体类囊体薄膜上；光照下叶绿体中的atp是由光反应产生的；暗反应中一分子co2与一分子c5结合，形成两分子c3。答案b【提分秘籍】 (1)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场所在叶绿体内的类囊体薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化(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关系(2)比较光合作用与有氧呼吸能量变化光合作用有氧呼吸光能化学能(储能)化学能atp、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体细胞质基质和线粒体条件只在光下进行有光、无光都能进行联系【举一反三】 如图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是()a是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中b是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段c是三碳化合物，能被氧化为(ch2o)d是atp，在叶绿体基质中生成答案b题型三 叶绿体中色素的提取和分离例3、图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()a红色 b黄色 c绿色 d紫色解析在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。b选项正确。答案b【提分秘籍】1实验中的注意事项及操作目的归纳过程注意事项操作目的提取色素1取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2在滤纸纸条一端剪去两角的目的防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。3叶绿体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)滤纸条色素带重叠滤纸条上的滤液细线接触到层析液。(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。忘记加碳酸钙致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”名师点睛(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少；(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小；(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。 【举一反三】 甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()a甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液b乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多c丙可能是正确操作得到的理想结果d丁可能是因为研磨时未加入caco3答案c【高考风向标】 （2015年安徽卷.2）下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 a.co2的固定实质上是将atp中的化学能转化为c5中的化学能b.co2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【答案】c【解析】 co2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，a错误。co2必须先固定合成c3才能被h还原，b错。被还原的c3在有关酶的作用下，可再形成c5，c正确。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，d错误。（2015年海南卷.24）将一株生长正常的某种植物里于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0。之后保持不变。在上述整时间段内，玻璃容器内co2浓度表现出的变化趋势是（ ）a降低至一定水平时再升高 b持续保持相对稳定状态c降低至一定水平时保持不变 d升高至一定水平时保持相对稳定【答案】c（2015年海南卷.9）植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度（叶温）变化的趋势如图所示。错误的是（ ）a植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能b叶温在3650时，植物甲的净光合速率比植物乙的高c叶温为25时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的d叶温为35时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0【答案】d【解析】植物光合作用所需要的能量都来自于太阳能，a正确；分析曲线可知，叶温在3650时，植物甲的净光合速率比植物乙的高，b正确；光合与呼吸作用强度的差值即净光合速率，叶温为25时，植物甲的净光合速率小于植物乙，c正确；叶温为35时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值相等，均大于0，d错误。（2015年福建卷.3）在光合作用中，rubp羧化酶能催化co2+c5（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bubp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【答案】b【解析】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，a正确；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，b错误；对14co2中的c元素进行同位素标记，检测14c3的放射性强度，可以用来测定rubp羧化酶的活性，c正确；单位时间内 14c3的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，d正确。 ( 2015年四川卷.4)在适宜温度和大气co2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标（见下表）。下列分析正确的是（）a光强大于140molm-2s-1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的o2全部进入线粒体b光强小于1255molm-2s-1，影响苦储幼苗光合速率的环境因素是co2浓度c森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量d在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加【答案】d ( 2015年重庆卷.4)将题4图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的co2和o2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是（） a黑暗条件下，增大、减小b光强低于光补偿点时，、增大c光强等于光补偿点时，、保持不变d光强等于光饱和点时，减小、增大【答案】b (2014课标全国理综，6)关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是()a磷酸是光反应中合成atp所需的反应物b光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与c人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供d病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量【解析】在光合作用光反应阶段，在有关酶的作用下，叶绿体中光合色素吸收的光能促成adp与pi发生化学反应，生成atp，故a项正确。叶绿素吸收光能不需要酶的参与，故b项正确。人体剧烈运动时，所需能量主要由有氧呼吸提供，骨骼肌细胞也可通过无氧呼吸(产生乳酸)来供能，而不是分解乳酸提供能量，故c项错误。病毒是专营寄生生活的生物，其生命活动所需的能量全部由宿主细胞提供，故d项正确。【答案】c(2014四川理综，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是()a与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响b与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大c间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率d大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作【解析】由图可知，两种植物单作和间作时的呼吸速率(与纵轴的交点)不同，桑树间作时呼吸速率较大，大豆单作时呼吸速率较大，a项错误；桑树间作时光饱和点大，大豆单作时光饱和点大，b项错误；间作提高了桑树的光合速率，在较低光照强度下，间作提高了大豆的光合速率，但在较高光照强度下，间作降低了大豆的光合速率，c项错误；大豆开始积累有机物的最低光照强度(与横轴的交点)单作大于间作，d项正确。【答案】d (2014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()ao2的产生停止 bco2的固定加快catp/adp比值下降 dnadph/nadp比值下降【答案】b(2014广东理综，26)观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题：光照强度叶色平均叶面积/cm2强浅绿13.6(100%)826(100%)4.33(100%)中绿20.3(149%)768(93%)4.17(96%)弱深绿28.4(209%)752(91%)3.87(89%)注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照(1)co2以_方式进入叶绿体后，与_结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的_。(2)在弱光下，柑橘通过_和_来吸收更多的光能，以适应弱光环境。(3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数_，单位时间内平均每片叶co2吸收量_。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观察叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是_，最后发生改变的是_。【答案】(1)自由扩散五碳化合物h/nadph和atp(2)增加叶面积提高叶绿素含量(3)较少较少净光合速率叶面积(2013江苏单科，5)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是()a使用定性滤纸过滤研磨液b将干燥处理过的定性滤纸条用于层析c在划出一条滤液细线后紧接着重复划线23次d研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素【解析】本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液；在滤纸条上划出一条滤液细线后，待干燥后再重复划线23次；研磨叶片时，用无水乙醇或95%的乙醇溶解色素。【答案】b (2013海南高考)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是()aa、b和d ba、c和e cc、d和 e db、c和e【解析】绿色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘变蓝。a侧黄白色，没有叶绿素，特别是没有叶绿素a，不能进行光合作用，b侧有叶绿体和光，能进行光合作用，c、e遮光，不能进行光合作用，d侧有叶绿素和光，能进行光合作用。【答案】b(2013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【解析】本题主要考查叶绿素的相关知识。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。【答案】d【高考押题】 1叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是()a叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内bh2o在光下分解为h和o2的过程发生在基质中cco2的固定过程发生在类囊体薄膜上d光合作用的产物糖类是在叶绿体基质中合成的解析叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上；h2o在光下分解的过程是在类囊体薄膜上进行的；co2的固定和糖类的合成属于暗反应过程，是在叶绿体基质中进行的。答案d2下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是()a破坏叶绿体外膜后，o2不能产生b植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变c与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短d离体的叶绿体基质中添加atp、h和co2后，可完成暗反应答案d3下列有关光合作用的几个实验，不可能出现的实验结果是()选项实验操作处理实验结果a绿叶移至玻璃罩内检验放射性叶内淀粉含14cb绿叶叶绿素检验吸收光谱吸收了红光和蓝紫光c绿叶色素溶液加碘液检验溶液不呈蓝色d绿叶处理后的绿叶碘蒸气检验遮光处不呈蓝色解析淀粉中的c来自参与光合作用的co2；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；只含色素的提取液在光下不能合成淀粉，故加碘液检验时溶液不呈蓝色；由于实验前没有对绿叶进行饥饿处理，绿叶中可能仍留有淀粉，故用碘蒸气检验遮光处时可能呈蓝色。答案d4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()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答案c5.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蓝藻是原核生物，细胞中不含叶绿体，但同样能进行光合作用，也有图示中的光反应、暗反应阶段。答案b6下图所示为甘蔗一叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是()a过程中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光b过程只发生在叶绿体基质，过程只发生在线粒体c过程产生h，过程消耗h，过程既产生又消耗hd若过程的速率大于过程的速率，则甘蔗的干重就会增加答案c7科学家从植物细胞中提取得到叶绿体，将叶绿体膜破坏，分离出基质和基粒，用来研究光合作用的过程。下列条件下不能产生葡萄糖的是()选项场所光照co2atphc3a基质b基粒c基质和基粒d基质和基粒解析葡萄糖通过光合作用中的暗反应产生，其场所为叶绿体基质，需要的条件有h、atp、co2、c5、酶等，b项条件中缺少基质，也缺少暗反应需要的酶，故不能产生葡萄糖，b项正确。答案b8如图为某细胞内生物膜结构的一部分，据图分析正确的是()a图示结构中产生的atp不能运出所在的细胞器b图示的生理过程发生在叶绿体的内膜上c图中发生的能量转换是：光能活跃的化学能稳定的化学能d该生物膜上的色素有四种，含量最少的色素在层析液中的溶解度最小答案a9下列物质与植物光合作用的关系，错误的是()选项物质主要生理作用aatp参与暗反应过程b酶只有光反应阶段需要酶的催化c叶绿素捕获光能dh2o参与o2和(ch2o)的形成解析光合作用中光反应和暗反应阶段都需要酶的催化。答案b10利用溴甲酚紫指示剂检测金鱼藻生活环境中气体含量变化的实验操作如下，相关叙述不正确的是()a黑暗处理的目的是使金鱼藻不进行光合作用b溴甲酚紫指示剂变为黄色是因为溶液ph减少c图中实验操作35能证明光合作用吸收co2d该实验可证明呼吸作用释放co2，光合作用释放o2解析黑暗处理是为了不让金鱼藻进行光合作用，仅进行呼吸作用，产生二氧化碳，使溶液ph减小，a、b正确；实验操作35显示经光照后溶液由黄色又变为紫色，说明在光下植物进行光合作用吸收了co2，c正确；该实验结果没有显示氧气的变化，不能证明光合作用释放o2，d错误。答案d11为探究土鸡蛋蛋黄一般比饲料鸡蛋蛋黄颜色要深的原因，有人做了叶绿体和两种蛋黄中色素提取与分离的实验，另外还比较了两种蛋黄中色素提取物质的吸收光谱，结果如下图所示。据此可知土鸡蛋与饲料鸡蛋蛋黄中所含有色素种类及含量的关系是()a色素种类不同，但总的含量相同b色素种类相同，但总的含量不同c色素种类和含量均不相同d色素种类和含量均相同答案b12如图为水稻新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是()a在分离色素时加入碳酸钙的目的是防止滤液挥发b在收获季节，水稻叶片中色素含量是(甲乙)(丙丁)c四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大d四种色素中，丙和丁主要吸收红光答案b13图1表示植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构以及在这两种膜上发生的生化反应；图2为某种细胞器的模式图。请回答下列问题。(1)图1中膜结构_(填“甲”或“乙”)中的反应会发生在图2中，发生的场所是图2中的_(填标号)，图1中膜结构_(填“甲”或“乙”)中的反应昼夜不停。(2)该叶肉细胞中，除了图1所示的两种膜结构所属的细胞器外，还有_具有双层膜结构；除了图2所示结构中含有色素外，还有_也含有色素。(3)若图1中膜结构甲释放的o2的量与膜结构乙需要的o2的量相等，表明此时叶肉细胞的光合作用速率_(填“”、“”或“”)呼吸速率。(4)图2中处含有与光合作用_反应有关的酶，当光照强度减弱时，处_(填“c3”或“c5”)含量会减少。解析识图、析图是解答本题的关键。(1)由图1中膜结构甲中含色素分子及能发生水的分解反应可以确定，膜结构甲为叶绿体的类囊体薄膜(同图2中的)；细胞呼吸昼夜不停，光合作用只能发生在光下。(2)叶肉细胞中具有双层膜的结构有线粒体、叶绿体和细胞核；含有色素的结构有叶绿体和液泡。(3)叶肉细胞中光合速率等于细胞呼吸速率时，叶绿体产生的氧气的量正好与线粒体消耗的氧气的量相等。(4)图2中是叶绿体基质，即发生暗反应的场所，光照强度会影响光合作用的光反应，光强减弱，光反