生物一轮复习：光与光合作用

1、生物一轮复习：光与光合作用叶绿体中色素的种类和作用色素种类吸收光谱吸收光谱图示叶绿素(约占3/4)(蓝绿色)主要吸收红光和蓝紫光(黄绿色)类胡萝卜素(约占1/4)胡萝卜素(橙黄色)主要吸收蓝紫光叶黄素(黄色)1叶绿体中色素的种类及其吸收光谱。2.色素的分布与作用(1)分布：叶绿体基粒类囊体薄膜上。(2)作用：吸收光能并将光能转变为储存于ATP中活跃的的化学能；同时还能将H2O分解为H和O2。特别提醒：(1)原核生物蓝藻虽然没有叶绿体，但也能进行光合作用，原因是其含有与光合作用有关的色素和酶。(2)不同颜色温室大棚的光合效率(注意应用)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

2、他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。 (2011江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()A光吸收差异显著，色素带缺第2条B光吸收差异不显著，色素带缺第2条C光吸收差异显著，色素带缺第3条D光吸收差异不显著，色素带缺第3条解析：此题考查叶绿体中色素的种类和作用，具体分析如下：获取信息水稻缺失叶黄素，叶黄素主要吸收蓝紫光。对叶片照射的是红光。思考分析叶绿体的叶绿素a和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，所以当水稻叶

3、黄素缺失突变体进行红光照射时，光吸收差异不显著；对正常叶片叶绿体中的色素提取后层析的结果，自上而下依次是胡萝卜素带、叶黄素带、叶绿素a带和叶绿素b带，故B正确。答案：B1下图表示叶绿体色素的吸收光谱(颜色深、浅分别表示吸收量多、少)。甲、乙两图分别是()A胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱C叶黄素、叶绿素的吸收光谱D叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱解析：该题主要考查叶绿体中色素吸收光谱的种类和从图解中获取信息的能力。由图文信息可知：甲图表示的色素主要吸收蓝紫光和红橙光，为叶绿素；乙图表示的色素主要吸收蓝紫光，为胡萝卜素。答案：B光合作用的过程分析1光合作用过程图解2反应式及元素去

4、向CO2H2O (CH2O)O2(1)氧元素(2)碳元素：CO2C3(CH2O)(3)氢元素：H2OH(CH2O)3光反应与暗反应的比较光反应暗反应条件必须在光下有光、无光都可以场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化水光解2H2O4 H O2ATP的合成ADPPi光能 ATP能量转化光能H和ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，如图：4光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、H、ATP的含量及有机物的合成量变化可以采用如图分析：条件C3C5H和ATP(CH2O合成量)模型分析光照

5、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归纳总结：在以上各物质的含量变化中：C3和C5含量的变化是相反的，即C3增加，则C5减少；H和ATP的含量变化是一致的，都增加，或都减少。 图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，据图分析：(1)图甲中A、B、C分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则A、B、C依次是_。 (2)在a中发生的过程称为_，在a中含有的参与此过程的物质是_。(3)在a中发生的能量转

6、变是_。(4)图乙中，从_点开始合成有机物，至_点有机物合成终止。(5)AB段C3含量较高，主要原因是_。(6)G点C3含量极少，原因是_。解析：此题考查光合作用的过程，具体分析如下：(1)图甲中A是H2O，光解后产生H和O2；C经暗反应生成(CH2O)，说明C是三碳化合物(C3)；B与D结合生成C3，则B为CO2。(2)a是叶绿体类囊体薄膜，在a中发生的过程称为光反应，a中含有的参与此过程的物质是色素和酶。(3)光反应发生的能量转变是：光能ATP中活跃的化学能。(4)AB、IJ段C3相对含量较高，说明从B点开始合成有机物，至I点有机物合成终止。(5)AB段C3含量较高，主要原因是无光不进行光

7、反应， 不能为暗反应提供还原剂H和能量ATP，C3不能被还原。(6)G点C3含量极少，原因是失水导致气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固定减弱。答案：(1)H2O、CO2、C3(或三碳化合物)(2)光反应色素和酶(3)光能活跃的化学能(4)BI(5)无光不进行光反应， C3不能被还原 (6)失水导致气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固定减弱2 根据下面光合作用图解，判断下列说法不正确的是()A过程发生在叶绿体内的基质中B过程发生在叶绿体中类囊体薄膜上C图中依次为H、ATP、CO2、(CH2O)D的化学性质不稳定，其分解过程不需要酶的催化解析：表示ATP。ATP的水解需要ATP水

8、解酶的催化。答案：D3(双选)(2011广东六校联考)离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是()AC3化合物减少BC3化合物增加CC5化合物减少 DC5化合物增加解析：植物在进行光合作用过程中突然中断CO2的供应，C3不能生成，原有C3又被H和ATP还原，C3减少。C5不能与CO2结合，原来的C3又被还原成C5，C5增加。答案：AD影响光合作用的因素及在生产上的应用1光照强度(1)曲线分析A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强

9、，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。(2)应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。2CO2浓度(1)CO2浓度与光合作用强度的关系曲线曲线表示在一定范围内，光合作

10、用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度，即CO2补偿点。B点表示CO2饱和点。限制B点的因素是酶的数量和最大活性及光照强度等环境因素。(2)应用在农业生产中通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用强度。3温度(1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。4必需元素供应(1)曲线

11、分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。(2)应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。5水分(1)影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。(2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。 Wollny研究小组的实验：在某些因素的作用和影响下可以获得不同产量的春黑麦。实验结果如下图所示，请据图回答下列问题：(1)据图所知影响春黑麦产量的因素是_。(2)比较图中D、E、F三点，实验自变量是_。就图中所反映的因素来说，

12、D点条件下限制春黑麦增产的主要因素是_，C点条件下限制春黑麦增产的主要因素是_。(3)图中的数据可以说明若想通过施肥提高产量，土壤应达到一定的湿度，请分析说明原因_。(4)除图所示的因素外，若要进一步提高春黑麦的产量，还可以采取哪些措施？_。解析：此题考查环境因素对植物光合作用影响的实验结果分析，具体分析如下：(1)由坐标图可看出影响春黑麦产量的因素有光照强度、土壤湿度和施肥情况。(2)D、E、F三点的土壤湿度、施肥情况都相同，不同的是光照强度。D点条件是弱光条件，限制春黑麦增产的主要因素是光照强度。C点条件土壤的湿度低，限制了春黑麦的产量。(3)土壤应达到一定的湿度，应从水对植物代谢的作用来

13、考虑。(4)影响光合速率的因素除光照强度、土壤湿度和施肥状况外，还有CO2浓度和温度。答案：(1)光照强度、土壤湿度和施肥情况(2)光照强度光照强度土壤湿度(3)因为生物体的一切生命活动都离不开水，故土壤达到一定的湿度，才能保证生命活动的正常进行以及矿质元素的充分溶解、吸收和利用(4)合理密植；适当提高CO2浓度；温度要适宜等4 下图表示了低光强与高光强条件下，不同浓度CO2对某种螺旋藻(一类蓝藻)生长的影响。看图回答以下问题：(1)实验中记录干重的增加量，表明本实验探究的是不同光照强度、不同浓度的CO2对_的影响；在干重增长时，螺旋藻释放_的量也在增加。(2)此图中“”和“”分别表示不同浓度

14、CO2下测量的结果，其中_表示高浓度下的结果，原因是_。(3)左图低光强表示CO2浓度对干重增加的影响_，出现此现象的原因是_限制干重的增加。解析：(1)螺旋藻干重增加快表明光合作用速度加快，释放氧气增加。(2)在光照充足时，CO2浓度高，光合作用速度快。(3)在低光强下，高浓度和低浓度CO2对光合作用速度影响不大，因为光照强度限制了光合作用速度。答案：(1)光合作用强度氧气(2)“”因为在光照强度足够时高浓度的CO2的明显提高光合作用强度(3)不明显光强度1原理解读(1)提取：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：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解

15、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实验流程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)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。(4)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。1 中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材

16、料进行如下实验。.提取叶绿素.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25)下进行实验，方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液(mL)调pH至处理时间(min)溶液颜色3.0Y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的X应该为_，原因是_。(2)表中Y应该为_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。解析：叶绿素是易溶于有机溶剂，如丙酮或

17、无水乙醇中；探究pH对叶绿素稳定性的影响时，要有酸性、中性和碱性等不同条件；由表格信息可知，酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色；可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。答案：(1)对人无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响(3)酸性由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质(4)纸层析法，其主要步骤：制备滤纸条，画色素液细线，用层析液分离色素，观察色素带。环境因素控制自变量因变量光照强度(1)不同光照度的灯泡(2)同一光照强度的灯泡距植物远近不同(1)植物产生气泡(O2)的数量或快慢(2)抽出

18、气体后的叶片上浮的数量或快慢(3)密闭环境中CO2减少量或O2增加量或有机物增加量CO2浓度提供不同浓度的NaHCO3溶液1实验设计思路分析2.实验设计示例探究光照强度对光合作用的影响(1)实验流程打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上 打出(直径1 cm)抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽 出叶片内气体(O2等)小圆形叶片沉到水底：将内部气体逸出的小圆形叶片放 入黑暗处盛有清水的烧杯中，小 圆形叶片全部沉到水底对照实验及结果：项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量甲10片20 mL强多乙10片20 mL中中丙10片20 mL弱少(2)实验结论：

19、在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。2为探究影响光合作用强度的因素，某实验小组将一定的量的小球藻浸入盛有适宜培养液的两只试管中，1试管和2试管的CO2浓度分别设置为0.05%和0.03%，以白炽台灯作为光源，移动台灯改变光源与试管的距离进行实验。根据实验结果绘制成右图曲线1、曲线2。请分析回答：(1)测定净光合速率除了测定氧气释放量，还可以测定_吸收量。(2)据图可知，限制D点净光合速率的主要因素是_，限制EF段净光合速率的主要因素是_。F点的含义是_。(3)该小组又做了探究小球藻最适生长温度的预实验(CO2浓度为0.05%)，实验

20、结果见下表：温度(C)1020304050光照下释放O2(mg/h)9.6714.6719.6721.6719.33请根据预实验结果，分析并设计探究实验思路：该实验的自变量是_，在实验过程中应如何设置该自变量？_。同时，还应控制好的两个主要无关变量是_和_。解析：本题主要考查探究植物光合作用实验的设计能力，及对照实验中应用单一变量原则的能力，以及处理实验数据的能力。观察因变量可以采用多种方法，测定净光合速率除了测定氧气释放量，还可以测定CO2吸收量。据图可知，随着距离的增加，D点比C点速率小，所以限制D点净光合速率的主要因素是CO2浓度，D点以后，两条曲线的净光合速率均下降，所以限制EF段净光合速率的主要因素是光照强度。F点的含义是植物光合作用速率等于呼吸作用速率。答案：(1)CO2(2)CO2浓度光照强度植物光合作用速率等于呼吸作用速率(3)温度用水浴锅依次控制好温度38、39、40、41、42(必须设40组，另外在3040.4050各至少设置一组)光照强度(光照时间和距离)小球藻的数量1 绿色植物光合作用过程中水的光解()A发生在叶绿体基质中B产物为氢气和氧气C所需能量来自A