一轮复习 苏教版　光合作用 学案

1、第7讲光合作用课标要求2.2.3.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。实验：提取和分离叶绿体色素。考点一叶绿体与光能的捕获1解开光合作用之谜(1)1779年，英格豪斯把带叶的枝条放入水里，发现绿叶只在阳光下产生气体，在黑暗处不产生气体。(2)1864年，萨克斯采用碘蒸气处理叶片的方法检测淀粉，确定叶片在光下能产生 eq o(,sup1(1) 。(3)1941年，鲁宾和卡门运用 eq o(,sup1(2) 证明了光合作用释放的O2来自水。(4)1948年，卡尔文用14C标记CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪，发现CO

2、2被用于合成糖类等有机物的途径卡尔文循环。2恩格尔曼的实验(1)生物材料：水绵和好氧细菌。(2)实验现象：用透过三棱镜的光照射，在红光区和蓝光区的叶绿体部位都聚集了大量的好氧细菌。(3)实验结论：叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质，这些物质吸收的光与绿叶在光下产生氧气有关。3提取和分离叶绿体中的光合色素(1)实验原理(2)实验步骤 eq avs4al(提醒) 胡萝卜素含量最少，所以其色素带最窄；在层析液中溶解度最大，所以扩散最快。胡萝卜素和叶黄素之间的距离最远。叶绿素a的含量最多，所以该色素带最宽。4叶绿体中光合色素的吸收光谱分析由图可以看出： eq avs4al(提醒) (1)植物

3、叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素(叶绿素)对绿光吸收最少，绿光被反射出来。(2)植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。5叶绿体的结构与功能(1)叶绿体的结构模式图 eq avs4al(提醒) 蓝细菌无此结构，但存在光合色素和酶，也能进行光合作用。叶绿体外膜、内膜和类囊体薄膜均是以磷脂双分子层为基本支架的生物膜。(2)叶绿体的功能答案自填 eq o(,sup1(1) 淀粉 eq o(,sup1(2) 同位素标记法 eq o(,sup1(3) 有机溶剂 eq o(,sup1(4) 层析液 eq o(,sup1(5) 研磨充分 eq o(,sup1(6) 防止叶绿素分子被破坏 eq o(,sup1(

4、7) 溶解色素 eq o(,sup1(8) 使扩散均匀 eq o(,sup1(9) 滤液细线 eq o(,sup1(10) 胡萝卜素 eq o(,sup1(11) 叶黄素 eq o(,sup1(12) 叶绿素a eq o(,sup1(13) 叶绿素b eq o(,sup1(14) 可见光 eq o(,sup1(15) 红光和蓝紫光 eq o(,sup1(16) 蓝紫光 eq o(,sup1(17) 光反应 eq o(,sup1(18) 暗反应 eq o(,sup1(19) 外膜 eq o(,sup1(20) 叶绿体基质 eq o(,sup1(21) 暗反应 eq o(,sup1(22) 类囊体

5、 eq o(,sup1(23) 色素 eq o(,sup1(24) 光反应 eq o(,sup1(25) 光合作用(1)提取光合色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分。()(2)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快。()(3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。()(4)植物细胞中都含有叶绿体；光合作用需要的酶和色素分布在叶绿体的基粒中。()(5)叶绿体内膜向内折叠形成类囊体，所以内膜面积远大于外膜面积。()(6)植物叶片呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1(必修1 P87跨学科视角)海洋中的藻类有绿藻、褐藻、红藻等，它们在海水中的垂

6、直分布一般依次是浅、中、深。分析原因：这种现象与_。提示：光能捕获有关，即不同颜色的藻类吸收不同波长的光2(必修1 P90应用题)(1)生产上，用何种颜色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高？阴天时，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源？_。(2)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？_。提示：(1)无色，因为日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。阴天时，应选择补红光和蓝紫光的照明灯(2)因为这种波长的光不能被光合色素吸收，因此不能用于光合作用中合成有机物突破1光合色素的提取和分离核心素养科学探究1(2020高考江苏卷改编)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离

7、”实验，下列叙述错误的是()A提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加二氧化硅有助于色素提取D画滤液细线时应尽量减少样液扩散解析：选B。研磨时加入碳酸钙可以防止叶绿素被氧化破坏，B错误。2.(2022山东青岛期中)“绿叶中色素的提取和分离”实验中，某同学提取的滤液经层析后结果如图所示。造成该现象可能的解释是()A.研磨时未加入二氧化硅B研磨时未加入碳酸钙C划滤液细线的次数不够D提取时未加入无水乙醇解析：选B。若研磨时未加入二氧化硅，研磨不充分，会导致4种色素的含量均减少，但不会出现只有叶绿素b与叶绿素a的相对含量明显减少的现象，A不符合题意；

8、若研磨时未加入碳酸钙，叶绿素分子被破坏，会导致叶绿素b与叶绿素a的相对含量明显减少，B符合题意；若划滤液细线的次数不够，点样处积累的色素浓度低，会导致层析时4种色素的相对含量均减少，但不会出现只有叶绿素b与叶绿素a的相对含量明显减少的现象，C不符合题意；若提取时未加入无水乙醇，无法提取出色素，会导致滤纸条上无法出现色素带，D不符合题意。叶绿体中光合色素的提取与分离实验异常现象分析突破2捕获光能色素的种类和功能核心素养生命观念3(2022江苏连云港高三月考)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，

9、叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下图是两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是()A图中和主要分布在叶绿体的内膜上B利用纸层析法分离色素时，应位于滤纸条的最下端C植物叶片呈现绿色是由于主要吸收绿光D弱光下的相对含量增高有利于植物对弱光的利用解析：选D。图中(叶绿素b)、(叶绿素a)主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；利用纸层析法分离色素时，(叶绿素b)应位于滤纸条的最下端，B错误；植物叶片呈现绿色是由于吸收绿光最少，绿光被反射出来，C错误；在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境，故弱光下(叶绿素b)的相对含量增高有利于植物对弱光的利用，D正确。4叶

10、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叶绿体中的色素的合成都需要Mg2和光照B.H2O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光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成的解析：选D。只有叶绿素的合成才需要Mg2和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。影响叶绿素合成因素的分析考点二光合作用的基本过程1光合作用的概念光合作用是绿色植物细胞中的 eq o(,sup1(1) 从太阳光中捕获能量，

11、并将这些能量在 eq o(,sup1(2) 转变为糖与O2的过程中，转换并储存为糖分子中 eq o(,sup1(3) 的过程。2光合作用的过程图解 eq avs4al(提醒) (1)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。(2)C3和C5并不是只含有3个或5个碳原子，还有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一种三碳化合物。3反应式 eq o(,sup1(9) _。助学巧记光合作用过程的“一、二、三、四”4光合作用和化能合成作用的比较 eq avs4al(提醒) 绿色植物和化能合成菌为自养生物，人、动物、真菌以及大多数细菌属于异养生物。答案自填 eq

12、o(,sup1(1) 叶绿体 eq o(,sup1(2) CO2和H2O eq o(,sup1(3) 化学能 eq o(,sup1(4) 叶绿体的类囊体膜上 eq o(,sup1(5) HO2 eq o(,sup1(6) 叶绿体基质 eq o(,sup1(7) (CH2O) eq o(,sup1(8) 储存于糖分子中的化学能 eq o(,sup1(9) eq o(,sup1(10) 氧化无机物放出的能量 eq o(,sup1(11) CO2和H2O(1)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生。()(2)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中。()(3)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼

13、吸过程中化学能转变为热能和ATP。()(4)进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原。()(5)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应过程。()(6)当叶绿体内ATP不足时，线粒体产生的ATP可供应叶绿体用于光合作用。()(7)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖，这种反应形式称为硝化作用。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)1(必修1 P85积极思维)右图是光合作用探究历程中恩格尔曼的实验示意图，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？_。(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？_。提示：(1)选择水绵

14、和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位(2)排除氧气和极细光束外的其他光的干扰2(必修1 P87正文信息)尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。_。提示：3(必修1 P88正文信息)C3是指三碳化合物，C5是指五碳化合物二磷酸核酮糖(RuBP)。提示：3磷酸甘油酸4(必修1 P89图3210)水分解为O2和H的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP与H结合形成NADPH。NADPH 的作用是_。提示：(1)可作为暗反应阶段的还原剂；(2)储存部分能量供暗反应阶段利用1光合作用过程中元素的去向分析2环境改变时光合作用各物质含

15、量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化下图中表示光反应，表示CO2的固定，表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：(2)“模型法”表示C3和C5含量的变化(条件改变后短时间内各物质相对含量的变化)突破1光合作用的过程核心素养生命观念1(2022江苏扬州高三模拟)下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中ag为物质，为反应过程)，下列判断错误的是()A绿色植物能利用a物质将光能转换成化学能储存在c中B.e中不储存化学能，所以e只能充当还原剂C图中表示水分的吸收，表示水的裂解 D在g物质供应充足时，突然停

16、止光照，C3的含量将会上升解析：选B。e为水裂解生成的H与NADP结合形成的NADPH，也储存部分能量供暗反应中C3的还原，B错误。2(2022江苏无锡模拟)磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。下图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列相关说法正确的是()A.a表示的物质是ATP，它也可以在叶绿体基质中合成B磷酸丙糖应该是一种五碳化合物C磷酸丙糖是暗反应阶段的产物，在细胞质基质中合成淀粉D若图中表示的磷酸转运器活性受抑制，会导致光合作用速率下降解析：选D。题图中a表示光反应为暗反应提供的物质NADPH和ATP，其在叶绿体类囊体膜上合成

17、，A错误；磷酸丙糖是三碳化合物，B错误；由题图可知，磷酸丙糖合成淀粉的过程是在叶绿体基质中进行的，C错误；磷酸转运器活性受抑制，不能将磷酸丙糖运出叶绿体和将Pi运入叶绿体，造成叶绿体中光合作用产物积累和缺少Pi，导致光合作用速率降低，D正确。突破2光合作用过程拓展核心素养科学思维3(2022安徽合肥高三期中)下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中AC表示相关物质。下列有关分析错误的是()A图中A为O2，可释放部分到空气中B图中B为NADPH，外界CO2浓度升高时，B的含量暂时升高C该过程消耗的NADP和C来自叶绿体基质D该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中解析：选B。题图中B是在NAD

18、P、H和e参与下形成的，为NADPH，当外界CO2浓度升高时，暗反应中生成的C3增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降低，B错误。4(多选)下图为植物体内发生的光合作用和光呼吸作用的示意图，结合所学知识分析，下列相关叙述正确的是()A在高O2含量环境中，植物不能进行光合作用B.卡尔文循环的具体场所应为叶绿体基质C.将植物突然置于黑暗环境中，C5与C3之间的转化会受影响DC2和葡萄糖均可在线粒体内被彻底分解成CO2和H2O解析：选BC。从题图信息可知，在高O2含量环境中，产生的C3也可用于卡尔文循环，进而生成糖，A项错误；根据所学知识可知，卡尔文循环的具体场所应为叶绿体基质，B

19、项正确；光合作用暗反应的进行，需要光反应提供NADPH和ATP，黑暗条件下，光反应不能进行，不能为暗反应提供NADPH和ATP，因而C5与C3之间的转化将受到影响，C项正确；线粒体不能直接分解葡萄糖，D项错误。5(多选)(2022山东济宁期末)小麦体内只有一条固定CO2的途径，即卡尔文循环，也称为C3途径；甘蔗除具有C3途径外，还有另外一条途径，即C4途径。比较甘蔗和小麦的叶片结构发现，小麦的维管束鞘细胞不含叶绿体，光合作用的全过程在叶肉细胞的叶绿体中完成。而甘蔗的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。甘蔗细胞暗反应中CO2固定过程如图所示，能有效利用较低浓度的CO2。下列

20、叙述正确的是()A干旱环境中小麦光合作用速率比甘蔗大B甘蔗叶肉细胞不能通过卡尔文循环产生有机物C.甘蔗、小麦光反应的场所都发生在叶肉细胞中D.甘蔗、小麦暗反应过程中CO2的受体都是PEP和RuBP解析：选BC。小麦体内只有一条固定CO2的途径，即卡尔文循环；甘蔗除了具有C3途径外，还有C4途径，能有效利用较低浓度的CO2。干旱环境中，气孔大量关闭，吸收CO2较少，小麦光合作用速率比甘蔗小，A错误。有机物是在维管束鞘细胞中经过卡尔文循环合成的，而叶肉细胞只进行C4途径，不形成有机物，故甘蔗叶肉细胞不能通过卡尔文循环产生有机物，B正确。甘蔗的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒

21、；小麦的维管束鞘细胞不含叶绿体，甘蔗、小麦光反应的场所都发生在叶肉细胞中，C正确。甘蔗暗反应过程中CO2可以与PEP结合生成C4，也可与RuBP结合生成C3，故碳同化过程中CO2的受体是PEP和RuBP，小麦暗反应过程中CO2的受体是RuBP，D错误。突破3环境改变对光合作用中物质变化的影响核心素养科学思维6(多选)(2022江苏镇江检测)光合作用通过密切关联的两大阶段光反应和暗反应实现。下列对于改变反应条件而引起的变化的说法，不正确的是()A突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大C突然将红光改变为绿光，会

22、暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小D突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小解析：选ACD。突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，A错误；突然将红光改变为绿光后，光能利用率降低，ATP和NADPH含量减少，进而使C3含量增加、C5含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值增大，C错误；突然将绿光改变为红光后，光能利用率提高，ATP和NADPH含量增加，ATP/ADP的值增大，D错误。7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.

23、003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如图。回答下列问题：(1)图中物质A是(填“C3”或“C5”)。(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_。(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的(填“低”或“高”)。(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的(填“低”或“高”)，其原因是_。解析：(1)CO2浓度降低后，直接影响暗反应中CO2的固定，导致C3的量减少，确定物质A是C3，物质B是C5。(2)CO2浓度为1%时，暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍；当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。(3