（全國版）2019版高考生物一輪復習 第10講 光合作用的探究歷程與基本過程培優(yōu)學案

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1、 第10講　光合作用的探究歷程與基本過程 [考綱明細]　1.光合作用的基本過程(Ⅱ)　2.實驗：葉綠體色素的提取和分離 板塊一　知識·自主梳理 一、捕獲光能的色素及葉綠體的結構 1．綠葉中色素的提取和分離 (1)實驗原理 試劑 原理 提取 無水乙醇 綠葉中的色素溶于有機溶劑，而不溶于水 分離 層析液 各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢 (2)實驗步驟 (3)實驗操作及目的 (4)分離結果 結果分析： ①色素帶的條數(shù)與色素種類有關，四條色素帶說明有四種色素。 ②色素帶的寬窄與色素含量有關，色素

2、帶越寬說明此種色素含量越多。色素帶最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素，葉綠素b的色素帶比葉黃素的稍寬。 ③色素帶擴散速度與溶解度有關，擴散速度越快說明溶解度越高。 ④相鄰兩條色素帶之間距離最遠的是胡蘿卜素和葉黃素，最近的是葉綠素a和葉綠素b。 2．葉綠體的結構和功能 (1)葉綠體的結構示意圖 雙層膜 ③基質：含有與暗反應有關的酶。 ④基粒：由類囊體堆疊而成，分布有色素和與光反應有關的酶。 (2)功能：進行光合作用的場所。 二、光合作用的探究歷程(連線) 答案　①—A—b?、凇狢—a?、邸狤—f　④—D—c?、荨狥—e　⑥—B—d?、摺狦—g 三、光合作用 1

3、．光合作用的概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。 2．光合作用的過程 3．光合作用的總反應式 CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 (1)光合作用過程中O元素的轉移途徑： HO18O2， C18O2C3(CHO)＋HO。 (2)光合作用過程中C元素的轉移途徑： 14CO214C3(14CH2O)。 (3)H的轉移途徑：H2O→[H]→(CH2O)＋H2O。 四、化能合成作用 1．化能合成作用的概念：自然界中還有一些微生物利用某些無機物氧化過程釋放的化學能作能量，將CO2和水還原成有機物和氧氣，此過

4、程稱為化能合成作用，此類生物屬化能自養(yǎng)型生物。 2．化能合成作用與光合作用的比較 項目 光合作用 化能合成作用 原料 CO2和H2O等無機物 產物 糖類等有機物 條件 光、色素、酶 酶 能量來源 光能 某些無機物氧化時釋放的能量 生物種類 綠色植物、藍藻等 硝化細菌、硫細菌等 ◆　深入思考 1．為什么無色透明的大棚中植物的光合效率最高？ 提示　無色透明大棚能透過可見光中的各種色光，有色大棚主要透過可見光中的同色光，其他可見光被其吸收，所以無色透明的大棚中植物的光合效率最高。 2．夏季連續(xù)陰天，提高大棚中作物產量應采取哪些措施？ 提示?、僭黾庸鈴?、②增

5、加CO2濃度、③夜晚適當降低溫度。 ◆　自查診斷 1．葉綠體色素在層析液中的溶解度越高，在濾紙上擴散就越慢。(　　) 答案　× 2．離體葉綠體基質中添加ATP、NADPH[H]和CO2后，可完成暗反應。(　　) 答案　√ 3．在適宜光照條件下，葉肉細胞中CO2的固定和產生場所分別是葉綠體基質、線粒體基質。(　　) 答案　√ 4．光反應將光能轉化為穩(wěn)定的化學能儲存在ATP中。(　　) 答案　× 5．CO2是光合作用暗反應的原料，因此CO2濃度越大，光合速率越高。(　　) 答案　× 6．光合作用的色素和酶分布在類囊體薄膜和葉綠體基質中。(　　) 答案　× 板塊二　考點·

6、題型突破 實驗七 綠葉中色素的提取和分離 [2016·江蘇高考]下列用鮮菠菜進行色素提取、分離實驗的敘述，正確的是(　　) A．應該在研磨葉片后立即加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素 B．即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素 C．為獲得10 mL提取液，研磨時一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好 D．層析完畢后應迅速記錄結果，否則葉綠素條帶會很快隨溶劑揮發(fā)消失 [解析]　應該在研磨葉片前加入碳酸鈣，A錯誤；即使菜葉剪碎不夠充分，葉綠體色素也可以溶解在無水乙醇中進而提取光合色素，B正確；研磨時分次加入10 mL的乙醇，效果較好，C錯誤；層析完畢后，葉綠素條帶不會隨

7、溶劑揮發(fā)而消失，D錯誤。 [答案]　B 題型一　考查色素提取和分離過程與結果 1．[2017·泰安二模]下圖表示某生物興趣小組利用韭菜宿根進行的實驗流程，相關敘述錯誤的是(　　) A．紙層析法分離色素的原理是不同色素在層析液中溶解度不同 B．兩組實驗的結果①中共有色素帶的顏色是黃色和橙黃色 C．兩組實驗的結果②中吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在藍紫光區(qū)域 D．在做提取韭黃色素的實驗時，不加碳酸鈣對濾液顏色的影響不大 答案　C 解析　紙層析法分離色素的原理是不同色素在層析液中溶解度不同，溶解度大的隨層析液在濾紙上的擴散速度快，A正確；光下生長的韭菜葉綠體中含有四種色素：胡蘿卜

8、素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)，避光生長的韭黃只含有兩種色素：胡蘿卜素、葉黃素，B正確；葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，故兩組實驗的結果②中吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在紅光區(qū)域，C錯誤；研磨時加碳酸鈣主要是防止葉綠素分子被破壞，韭黃中不含葉綠素，不加碳酸鈣對濾液顏色的影響不大，D正確。 2．甲、乙、丙、丁四位同學，在利用新鮮綠色菠菜葉為實驗材料，用層析法進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結果。下列分析錯誤的是(　　) A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B．乙可能是

9、因為研磨時加入無水乙醇過多 C．丙可能是正確操作得到的理想結果 D．丁可能是因為研磨時未加入CaCO3 答案　C 解析　葉綠體中的色素屬于有機物，易溶于酒精等有機溶劑，難溶于水，所以不能用蒸餾水作提取液和層析液，A正確；乙中每種色素都有，但含量很少，可能是無水乙醇過多，色素濃度太低導致的，B正確；丙中每種色素都有，但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多，葉綠素a和葉綠素b含量較少，這不應該是正確操作得到的理想結果，C錯誤；丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時未加入CaCO3破壞了葉綠素，因為與類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D正確。 技法提升 　綠葉中色素的提取和分離實驗中異常實

10、驗現(xiàn)象原因分析 (1)濾紙條上色素帶顏色均較淺：①未加二氧化硅，研磨不充分；②加入無水乙醇的量過多；③實驗材料中色素含量較少。 (2)濾紙條上下面兩條色素帶較淺：①未加碳酸鈣或加入量過少，葉綠素被破壞；②實驗材料(如泛黃的葉片)中葉綠素的含量較少。 (3)濾紙條上色素帶重疊：①濾液細線不直；②濾液細線過粗。 (4)濾紙條上看不見色素帶：①忘記畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，色素溶解到層析液中。 題型二　影響葉綠素合成和含量的因素 3．植物的生長發(fā)育需要根從土壤中吸收水分和各種礦質元素，科學實驗發(fā)現(xiàn)土壤中缺磷，會導致植株矮小，葉色暗綠。依據(jù)葉色變化判斷可能是缺少類胡蘿卜素，試設計

11、實驗探究葉色暗綠是否是因為缺磷造成類胡蘿卜素缺乏所致。 實驗所需主要用具、試劑：燒杯、漏斗、試管、研缽、完全培養(yǎng)液、僅缺磷的完全培養(yǎng)液、無水乙醇、SiO2、CaCO3、層析液等。 實驗材料：正常生長的黃瓜幼苗。 實驗假設：____________________________________________。 實驗步驟： 第一步：取兩個燒杯編號為A、B，各放入同樣數(shù)量、__________________________的黃瓜幼苗。 第二步：A燒杯中加入完全培養(yǎng)液，B燒杯中加入等量________________，置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)到兩組黃瓜幼苗葉片出現(xiàn)顏色差異為止

12、。 第三步：分別從A、B兩組中選取________，用________提取葉片色素，用________法分離色素，觀察比較______________________ __________________________________________________________。 實驗結果預測： (1)A、B兩組類胡蘿卜素色素帶寬度和顏色一致，說明缺磷導致的葉色暗綠，不是由于類胡蘿卜素缺乏所致。 (2)____________________________________________________ ___________________________________

13、_______________________。 答案　實驗假設：缺磷導致類胡蘿卜素缺乏，引起葉色暗綠 實驗步驟： 第一步：同一品種且長勢相近、苗齡相同 第二步：僅缺磷的完全培養(yǎng)液 第三步：等量葉片　無水乙醇　紙層析　A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺 實驗結果預測：(2)A組比B組類胡蘿卜素色素帶寬度大、顏色深(或B組缺少類胡蘿卜素色素帶)，說明缺磷導致的葉色暗綠是由于類胡蘿卜素缺乏所致 解析　根據(jù)題中的實驗目的，可確定該實驗的假設為：缺磷導致類胡蘿卜素缺乏，引起葉色暗綠。利用溶液培養(yǎng)法來培養(yǎng)黃瓜幼苗，實驗時要遵循對照原則和單一變量原則。等到完全培養(yǎng)液中和缺磷

14、的完全培養(yǎng)液中黃瓜葉片出現(xiàn)顏色差異時進行色素的提取和分離實驗，最終比較色素帶的寬度和顏色的深淺來確定假設是否成立。 技法提升 　影響葉綠素合成的三大因素 考點1 捕獲光能的色素和結構與光合作用的探究歷程 [2017·全國卷Ⅲ]植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(　　) A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成 B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D．葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉

15、綠素參與光合作用引起的 [解析]　類胡蘿卜素不吸收紅光，A錯誤；光合色素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制，B正確；光合作用的作用光譜既可用O2的釋放速率隨光波長的變化來表示，也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示，C正確；葉片在640～660 nm波長光下只有葉綠素能吸收光能，進行光合作用，釋放O2，D正確。 [答案]　A 題型一　光合色素吸收光能的分析 1．[2017·鄭州模擬]將A、B、C、D四盆長勢均勻的植物置于陽光下，A添加品紅色(紅光和藍光)光照，B添加綠色光照，C隔品紅色濾光片，D隔綠色濾光片(如圖所示)。經過一段時間后，各盆植物中長勢最好的是(　　

16、) 答案　A 解析　在同一陽光照射的條件下，添加品紅色光，比單獨在陽光下的光合作用有所增強，所以長勢較旺；添加綠色光，葉綠體對綠色光的吸收很少，即此時植物的光合作用強度等同于單獨在陽光下；添加了品紅色濾光片，這種濾光片只能讓品紅色光通過，其余光很少或不能通過，光合作用相對較弱；添加綠色濾光片，這種濾光片只能讓綠色光通過，色素幾乎不吸收綠光，所以植物幾乎不進行光合作用，因而長勢較差。結合以上分析，長勢從好到差的順序依次是A>B>C>D，A正確。 2．[2018·浙江大學附中模擬]如圖表示葉綠體中色素的吸收光譜。據(jù)圖判斷，以下說法錯誤的是(　　) A．據(jù)圖分析，在研究葉綠素的過程中

17、，為減少類胡蘿卜素的干擾，最好選用紅光區(qū) B．進入到秋季，植物對420～470 nm波長的光的利用量減少 C．用450 nm左右波長的光比600 nm左右波長的光更有利于提高光合作用強度 D．由550 nm波長的光轉為670 nm波長的光后，短時間內葉綠體中C3的量增加 答案　D 解析　類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素既可以吸收紅光，也可以吸收藍紫光，所以為了減少類胡蘿卜素的干擾，最好選用紅光區(qū)，A正確；進入秋季，葉綠素的合成小于分解，葉綠素含量明顯減少，導致420～470 nm左右波長的光的利用量顯著減少，B正確；圖中葉綠素在450 nm左右波長的光吸收量明顯多于600 nm左右波

18、長的光的吸收量，更有利于提高光合作用強度，C正確；由550 nm波長的光轉為670 nm波長的光后，葉綠素a吸收的光增多，光反應增強，產生的[H]和ATP增多，C3的消耗量增加，C3的生成量短時間內不變，所以葉綠體中C3的量減少，D錯誤。 題型二　光合作用探究歷程實驗分析 3．下列有關科學家探索光合作用的實驗中，敘述錯誤的是(　　) A．與黑藻相比，水綿更適宜用作探究光合作用的場所 B．金魚藻是水生植物，用作探究光合作用產物含有O2時，利于收集氣體 C．卡爾文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中轉化的途徑 D．用銀邊天竺葵探究光合作用產物是淀粉時，不用脫色可直接加碘液使葉片邊

19、緣變藍色 答案　D 解析　光合作用產物之一是淀粉，淀粉遇碘液變藍色，首先要用酒精使綠色的葉片脫去顏色，再滴加碘液，防止綠葉本身顏色對實驗現(xiàn)象的干擾，銀邊天竺葵葉片邊緣不含葉綠體，無法進行光合作用合成淀粉，D錯誤。 4．[2017·西安調研]在光合作用的探究歷程中，德國科學家梅耶根據(jù)能量轉化和守恒定律，曾提出了植物在進行光合作用時發(fā)生能量轉化的假說。以下科學實驗能證明這一假說的是(　　) A．英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實驗 B．恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍紫光的實驗 C．薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用可以產生淀粉的實驗 D．魯賓和卡門證明光合作用產

20、生的氧氣來自于水的實驗 答案　C 解析　薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用產物除氧氣外還有淀粉，即光能轉變成儲存在淀粉等有機物中的化學能，因此該實驗能證明“植物在進行光合作用時發(fā)生能量轉化”的假說。 知識拓展 　高考常考的四個經典實驗及分析 普利斯特利實驗 相關分析 缺乏對照實驗，實驗結果說服力不強。應將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于含同一種但卻死亡的植物的玻璃罩內，作為空白對照。普利斯特利沒有認識到光在植物更新空氣中的作用 薩克斯實驗相關分析 ①對照類型為自身對照，自變量為光的有無，因變量為顏色變化(有無淀粉生成)，實驗組是遮光處理組，對照組為曝光處理組 ②該實驗的關鍵是要進

21、行饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質消耗掉，增強實驗的說服力 恩格爾曼實驗相關分析 ①將臨時裝片放在黑暗和無空氣的環(huán)境中是為了排除環(huán)境中光線和O2的影響 ②設置細光束和好氧菌的好處：能夠準確判斷出水綿細胞中產生氧氣的部位 魯賓和卡門實驗 相關分析 ①應用同位素標記法追蹤CO2和H2O中的O元素在光合作用中的轉移途徑 ②此實驗設置了對照，自變量是標記物質即HO和C18O2，因變量是釋放的O2有無放射性 考點2 光合作用的基本過程 [2015·安徽高考]右圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是(　　) A．CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)?/p>

22、C3中的化學能 B．CO2可直接被[H]還原，再經過一系列的變化形成糖類 C．被還原的C3在有關酶的催化作用下，可再形成C5 D．光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會升高 [解析]　CO2的固定實質上是將CO2與C5轉變成C3，A錯誤；CO2不能直接被[H]還原，需要形成C3后才能被[H]和ATP還原，再經過一系列的變化形成糖類，B錯誤；被還原的C3在有關酶的催化作用下一部分合成了(CH2O)，另一部分又形成了C5，C正確；光照強度變弱時，光反應產生的ATP和[H]減少，C3還原減慢，C5生成的量減少，而C5的消耗暫時不變，所以短時間內C5含量會減少，D錯誤。 [答案]　C

23、 題型一　光合作用過程分析 1．[2017·海南海口模擬]下列關于光合作用的敘述，錯誤的是(　　) A．光反應階段不需要酶的參與 B．暗反應階段既有C5的生成又有C5的消耗 C．光合作用過程中既有[H]的產生又有[H]的消耗 D．光合作用過程將光能轉換成有機物中的化學能 答案　A 解析　光反應階段需要酶的參與，如ATP合成酶，A錯誤；暗反應階段既有C5的生成又有C5的消耗，B正確；光合作用光反應中有[H]的產生，暗反應中有[H]的消耗，C正確；光合作用過程將光能轉換成有機物中的化學能，D正確。 2．下面為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g為物質，①～⑥為反應過程，物質轉換用

24、實線表示，能量傳遞用虛線表示)。有關判斷錯誤的是(　　) A．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c為ATP，f為[H] C．將b物質用18O標記，最終在(CH2O)中能檢測到放射性 D．圖中a物質主要吸收紅光和藍紫光，綠色植物能利用它將光能轉換成活躍的化學能 答案　B 解析　分析圖根據(jù)光合作用過程中的物質變化可以確定圖中①表示水分的吸收，②表示ATP的合成，③表示水的光解，④表示二氧化碳的固定，⑤表示三碳化合物的還原，⑥表示糖類的生成；圖中物質分別表示：a為色素、b為氧氣、c為ATP、d為ADP、e為還原型輔酶Ⅱ(NADPH)、f為輔酶Ⅱ(NADP＋)、g為二氧化碳。圖

25、中①表示水分的吸收，③表示水的光解，A正確；圖中c為ATP，f為輔酶Ⅱ(NADP＋)，B錯誤；將氧氣中氧原子用18O標記，氧氣首先參與有氧呼吸生成水，該水分子可以參與有氧呼吸第二階段，此時氧元素將轉移到二氧化碳中，然后含放射性的二氧化碳參與光合作用，最終在(CH2O)中能檢測到放射性18O，C正確；分析題圖可知，圖中a物質表示色素，葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光，綠色植物能利用它將光能轉換成活躍的化學能儲存在ATP中，D正確。 題型二　考查環(huán)境條件驟變與C3、C5等物質的量的變化分析 3．在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，

26、在短時間內葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是(　　) A．C3和C5都迅速減少 B．C3和C5都迅速增加 C．C3迅速增加，C5迅速減少 D．C3迅速減少，C5迅速增加 答案　C 解析　由題意知，在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照后，光反應停止，[H]和ATP下降，C3的還原減弱直至停止，而CO2的固定則繼續(xù)進行，但由于缺少[H]和ATP，C3不能被還原而積累，使C3迅速增加；C5是植物體細胞內具有一定數(shù)量且能循環(huán)利用的物質，當CO2＋C5→2C3后，C3又不能被還原再形成C5時，C5生成減少，C5的消耗短時間內不變，所以C5將迅速減少。 4．進行

27、正常光合作用的葉片，如果葉綠體中[H]的含量相對穩(wěn)定，在a點時突然停止供給CO2，能表示葉綠體中[H]含量變化的曲線是(　　) 答案　B 解析　突然停止供給CO2，暗反應受到抑制，消耗光反應產生的[H]的量減少，[H]積累增多，一段時間后處于穩(wěn)定狀態(tài)。 技法提升 當外界條件改變時，光合作用中C3、C5、[H]、ATP的含量變化可以采用下圖分析： (1)圖示 (2)需從物質的生成和消耗兩個方面綜合分析 如CO2供應正常、光照停止時C3、C5的含量變化： (3)分析 板塊三　方向·真題體驗 1．[2016·全國卷Ⅱ]關于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(

28、　　) A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中 B．構成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 答案　C 解析　提取葉綠體中的色素用的是無水乙醇，因為葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中，A正確；根是植物吸收水分和礦質元素的主要器官，構成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收，B正確；植物進行光合作用只能吸收可見光，不能吸收紅外光和紫外光，C錯誤；葉綠素的形成需要光，黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的，D正確。 2．[2016·海南高考

29、]下列敘述錯誤的是(　　) A．溫度和光照會影響CO2的同化速率 B．光合作用中O2的產生發(fā)生在光反應階段 C．光反應產生的ATP和NADPH不參與暗反應 D．土壤中的硝化細菌可利用CO2和H2O合成糖 答案　C 解析　溫度影響酶活性，光照影響光反應，二者均會影響暗反應中CO2的同化速率，A正確；光反應分解水，產生O2，B正確；光反應產生的ATP和NADPH參與暗反應，C錯誤；硝化細菌屬于自養(yǎng)型生物，可以利用CO2和H2O合成糖類，D正確。 3．[2017·海南高考]將葉綠體懸浮液置于陽光下，一段時間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關說法正確的是(　　) A．離體葉綠體在自然光下能將水

30、分解產生氧氣 B．若將葉綠體置于紅光下，則不會有氧氣產生 C．若將葉綠體置于藍紫光下，則不會有氧氣產生 D．水在葉綠體中分解產生氧氣需要ATP提供能量 答案　A 解析　光合作用的場所是葉綠體，離體的葉綠體在自然光下通過光反應能將水分解產生氧氣，A正確；葉綠體中的色素既能吸收紅光，也能吸收藍紫光，B、C錯誤；水在葉綠體中分解產生氧氣不僅不需要ATP提供能量，還能產生ATP，D錯誤。 4．[2016·天津高考]在適宜反應條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質，組合正確的是(　　) A．紅光，ATP下降

31、 B．紅光，未被還原的C3上升 C．綠光，[H]下降 D．綠光，C5上升 答案　C 解析　葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍紫光。若由白光突然改用光照強度與白光相同的紅光，則可利用的光增加，光反應增強，ATP含量增加，未被還原的C3減少，故A、B錯誤；葉綠體色素對綠光吸收最少，若由白光突然改用光照強度與白光相同的綠光，可導致光反應速率減慢，光反應產生的[H]和ATP減少，而短時間內暗反應仍以原來的速率進行，消耗[H]和ATP，故短時間內[H]含量會下降，C正確；同理，綠光下由于[H]和ATP含量下降，導致C3被還原為C5的速率減慢，而暗反應中CO2的固定仍以原來的速率消耗C5，故短時間

32、內C5的含量會下降，D錯誤。 5．[2015·上海高考]從新鮮的菠菜葉片提取葉綠體色素，發(fā)現(xiàn)提取液明顯偏黃綠色，最可能的原因是(　　) A．加入的石英砂太多 B．沒有加入碳酸鈣 C．用脫脂棉過濾不徹底 D．一次加入過多無水乙醇 答案　B 解析　色素提取過程中，研磨速度慢會影響色素的提取，加入石英砂目的是使研磨充分，有利于色素的提取，A不符合題意；加入碳酸鈣防止研磨過程中葉綠素被破壞，不加碳酸鈣研磨過程中葉綠素會被破壞，導致提取液顏色偏黃綠色，B符合題意；色素過濾不能用脫脂棉，C不符合題意；而一次加入無水乙醇過多會使提取的濾液中色素濃度小，整體顏色變淺，D不符合題意。 限時規(guī)

33、范特訓 一、選擇題 1．[2017·遼寧東北育才中學一模]關于“綠葉中色素的提取和分離”實驗的敘述，不正確的是(　　) A．可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素 B．葉綠體中色素能夠分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同 C．研缽中需加入二氧化硅、醋酸鈣、無水乙醇和綠葉 D．濾液細線要畫得細而直，避免色素帶間的部分重疊 答案　C 解析　葉綠體色素不溶于水，而溶于有機溶劑，所以可以用無水乙醇或丙酮等有機溶劑提取色素，A正確；葉綠體中的不同色素在層析液中的溶解度不同，從而可以分離色素，B正確；研磨時需加入二氧化硅、碳酸鈣、無水乙醇和綠葉，不能加入醋酸鈣，C錯誤；濾液細線要畫得細而直

34、，避免色素帶間的部分重疊，影響實驗結果，D正確。 2．莧菜葉片細胞中除了葉綠體含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有機溶劑的花青素(呈現(xiàn)紅色)。某探究小組用適量95%酒精提取莧菜葉片中的色素，然后用層析液分離。層析結束后濾紙條上出現(xiàn)了不同的色素帶，對色素帶由上到下分析有關敘述正確的是(　　) A．第一條色素帶對應的色素是葉黃素 B．第二條色素帶對應的色素主要吸收藍紫光 C．第三條色素帶對應的色素是呈現(xiàn)紅色的花青素 D．第四條色素帶對應的色素在層析液中溶解度最大 答案　B 解析　液泡中含有溶于水但不溶于有機溶劑的花青素，用95%的酒精提取莧菜葉片中的色素時，只能提取到葉綠體中的色

35、素，用層析液分離時，可以得到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。第一條色素帶對應的色素是胡蘿卜素，A錯誤；第二條色素帶對應的色素是葉黃素，主要吸收藍紫光，B正確；第三條色素帶對應的色素是葉綠素a，C錯誤；色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高，隨著層析液擴散的速度越快，所以第四條色素帶對應的色素在層析液中溶解度最小，D錯誤。 3．歷經一個半世紀，經過許多科學家的實驗，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場所、條件、原料和產物，在下面幾個著名實驗中，相關敘述正確的是(　　) A．普利斯特利指出了光在植物更新空氣這個過程起關鍵作用 B．薩克斯的實驗中，葉片暗處放置幾小時的目的是消

36、耗掉葉片中的營養(yǎng)物質 C．恩格爾曼的實驗中，定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量 D．魯賓和卡門的實驗中，用18O標記CO2，證明了光合作用產生的氧氣來自于參加反應的H2O而不是CO2 答案　B 解析　普利斯特利指出了植物可更新空氣，并不知道光在這個過程起關鍵作用，A錯誤；恩格爾曼的實驗能夠證明氧氣由葉綠體釋放出來，并不能定量分析光合作用生成的氧氣量，C錯誤；魯賓和卡門的實驗中，用18O分別標記H2O和CO2，證明了光合作用產生的氧氣來自于參加反應的H2O而不是CO2，D錯誤。 4.把一株牽?；ㄔ诤诎抵蟹胖靡粫円梗缓罄糜覉D裝置進行實驗。該實驗不能用于驗證(　　) A．光合作用

37、需要CO2 B．光合作用能產生O2 C．光合作用需要光 D．光合作用需要葉綠體 答案　B 解析　該實驗“綠色部分”與“白色部分”對照可用于驗證光合作用需葉綠體，D不符合題意；鋁箔遮蓋部分與綠色部分對照可驗證光合作用需光，C不符合題意；瓶內葉片與綠色部分對照可驗證光合作用需CO2，整個裝置不能驗證光合作用產生O2，A不符合題意，B符合題意。 5．如圖為光合作用示意圖。下列說法錯誤的是(　　) A．①表示O2，④表示CO2 B．暗反應中，CO2首先與C5結合生成C3，然后被還原為(CH2O) C．C3的還原過程中，需要光反應提供的物質只有② D．增加光照強度，C3的含量將減

38、少 答案　C 解析　在葉綠體的類囊體薄膜上進行的是光反應階段，這一階段中產生[H](即NADPH)、ATP和氧氣，因此，①表示氧氣，④表示暗反應階段中與C5反應的CO2，A正確；CO2先與C5反應生成C3，然后C3在光反應階段提供的ATP和[H]的參與下被還原成(CH2O)，B正確、C錯誤；增加光照強度，則光反應階段產生的ATP和[H]增多，則在暗反應階段有更多的C3被還原，短時間內C3的生成量不變，故增加光照強度，C3含量減少，D正確。 6．番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強度下降，原因是(　　) A．光反應強度升高，暗反應強度降低 B．光反應強

39、度降低，暗反應強度降低 C．光反應強度不變，暗反應強度降低 D．光反應強度降低，暗反應強度不變 答案　B 解析　缺鎂影響葉綠素的合成，進而影響光反應，導致光反應強度下降，[H]和ATP減少，進一步導致暗反應中三碳化合物的還原強度降低，進而影響暗反應，使暗反應強度降低，B正確。 7．[2018·江西贛州于都縣模擬]光合作用是生物界最基本的同化作用，下列相關敘述不正確的是(　　) A．流經森林生態(tài)系統(tǒng)的總能量是該生態(tài)系統(tǒng)的生產者固定的太陽能 B．凈光合速率為零時，藍藻細胞產生ATP的場所主要有線粒體和葉綠體 C．光反應產生的ATP是暗反應中將CO2合成糖類的能源物質 D．用HO培

40、養(yǎng)小球藻，一段時間后可在其產生的糖類和氧氣中檢測到18O 答案　B 解析　生產者固定的太陽能總量是流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，A正確；藍藻是原核生物，沒有線粒體和葉綠體，B錯誤；光反應產生的ATP是暗反應中將二氧化碳還原為糖的能源物質，C正確；用HO培養(yǎng)小球藻，HO在光反應中經水的光解生成18O2，HO還可參與小球藻的有氧呼吸第二階段，生成C18O2，再通過光合作用的暗反應階段，轉移到糖類等有機物中，D正確。 8．如圖表示某生物膜結構及其發(fā)生的部分生理過程，下列敘述正確的是(　　) A．圖示膜結構為葉綠體內膜 B．A側為葉綠體基質，其中含有少量DNA C．甲表示色素，在層析液中溶解

41、度最高的是葉綠素a D．圖示過程為光反應，該過程不需酶的催化 答案　B 解析　分析圖示過程可知，該生理過程為光反應，場所為類囊體薄膜，A錯誤；有光的部位為葉綠體基質，故A側為葉綠體基質，葉綠體基質中含有少量DNA, B正確；在層析液中溶解度最大的色素是胡蘿卜素，C錯誤；光反應過程需要酶的參與，D錯誤。 9．據(jù)下面光合作用圖示判斷，下列敘述不正確的是(　　) A．⑤過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上，⑥過程發(fā)生于葉綠體基質中 B．圖示①～④依次為[H]、ATP、CO2、(CH2O) C．如用14C標記CO2來追蹤光合作用過程中的碳原子，則14C的轉移途徑為14CO2→C3→糖類 D

42、．②不僅用于還原C3，還可用于礦質離子吸收等 答案　D 解析　根據(jù)光合作用的過程判斷①②③④⑤⑥分別表示[H]、ATP、CO2、(CH2O)、光反應和暗反應，B正確；光反應發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，暗反應發(fā)生在葉綠體的基質中，A正確；光合作用過程中，CO2首先與C5相結合，形成C3，然后C3被還原形成糖類等有機物，C正確；光反應產生的ATP只用于暗反應，呼吸作用產生的ATP才能用于礦質離子吸收等生命活動，D錯誤。 10.水中學二調]如圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的改變而變化的情況，下列對這一環(huán)境因素改變的分析正確的是(　　) A．突然停止光照

43、 B．突然增加CO2濃度 C．降低環(huán)境溫度 D．增加光照強度 答案　D 解析　突然停止光照，光反應產生的[H]和ATP減少，被還原的C3減少，生成的C5減少，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的相對含量將增加、C5的相對含量將減少，A錯誤；突然增加CO2濃度，CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3還原速率不變，植物細胞內C3相對含量增加、C5相對含量減少，B錯誤；降低環(huán)境溫度，CO2固定速率和C3還原速率均下降，C5、C3的相對含量不會大幅度地改變，C錯誤；增加光照強度，光反應產生的[H]和ATP增多，被還原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固

44、定形成C3的過程不變，故C3的相對含量將減少、C5的相對含量將增加，D正確。 二、非選擇題 11．[2017·河北石家莊模擬]如圖1為高等綠色植物光合作用圖解，請據(jù)圖作答： (1)圖中Ⅰ階段必須在________(填“有光”或“無光”)條件下才能進行，故稱為________階段，該階段進行的部位是________。 (2)科學家利用同位素標記法證明光合作用釋放的O2來自[②]________。 (3)圖中Ⅰ階段為Ⅱ階段提供[H]和[③]________，葉綠體中Ⅰ階段產生的[H]參與反應的場所在________。能吸收紅光的色素是________。 (4)在適宜條件下正常生長的

45、綠色植物，若突然減少[④]________的供應，則(CH2O)生成量將________(填“增加”“減少”“不變”)。 (5)圖2表示植物光合作用與環(huán)境因素之間的關系，圖2中B點表示________與________達到相等，當植物缺鎂時，B點將________(填“左移”或“右移”)。 答案　(1)有光　光反應　類囊體薄膜　(2)H2O (3)ATP　葉綠體基質　葉綠素a、葉綠素b　(4)CO2　減少　(5)光合作用強度　呼吸作用強度　右移 解析　(1)由題圖可知，Ⅰ是光反應，光反應的條件需要光照，發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。 (2)光反應階段是水光解產生氧氣和[H]，因此氧氣來

46、自反應物——水。 (3)光反應產生的[H]和ATP被暗反應利用，因此③是ATP，暗反應發(fā)生在葉綠體基質中；葉綠體中的葉綠素吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素吸收藍紫光。 (4)④是二氧化碳，如果二氧化碳突然減少，形成的三碳化合物減少，三碳化合物被還原形成的有機物減少。 (5)B點是光的補償點，此時光合作用強度與呼吸作用強度相等；Mg是葉綠素的組成成分，植物缺Mg，葉綠素減少，光合作用強度減弱，達到與呼吸作用強度相等的光照強度增大，B點右移。 12．下圖1為葉綠體中進行光合作用的示意圖，圖2表示在適宜溫度下，葉肉細胞的總光合作用強度與二氧化碳濃度的關系?；卮鹣铝袉栴}： (1)藍藻細胞沒有

47、葉綠體也能發(fā)生光合作用，主要原因是其細胞中含有光合作用所需要的酶以及________、________等光合色素。 (2)圖1中的結構A表示________，物質c、j依次是________、________。實驗發(fā)現(xiàn)，葉綠體釋放b的總量與葉肉細胞釋放b到外界環(huán)境的量不同，原因是______________________________。 (3)如圖2所示，曲線的起點A不在原點而位于X軸上，這說明____________________。不同植物的A點數(shù)值有差異，在農業(yè)生產中選擇A值較小的作物播種通常會獲得更高的產量，可能的原因是________________________。 (4

48、)圖2中從A點到B點，葉肉細胞先通過加快光合作用______________階段的反應速率來增加光合作用強度。若測定圖2曲線時光照強度較弱，現(xiàn)將光照強度增大至理想狀態(tài)，則B點應該向________方向移動。 答案　(1)葉綠素　藻藍素　(2)類囊體(或囊狀結構薄膜、或基粒)　ADP　C3　葉綠體產生的O2先用于有氧呼吸，然后才能釋放到外界　(3)光合作用的發(fā)生需要一定濃度的CO2　二氧化碳的利用效率更高，合成的有機物更多　(4)暗反應(或CO2的固定)　右上 解析　據(jù)圖分析，圖1中A表示類囊體薄膜，是光反應的場所，a是水，b是氧氣，c是ADP，d是有機物，e是ATP，f是[H]，h是五碳化

49、合物，i是二氧化碳，j是三碳化合物。圖2中A表示此二氧化碳濃度下才開始進行光合作用；B點所對應的二氧化碳濃度表示二氧化碳飽和點，此時起光合作用達到最大值。 (1)藍藻是原核生物，沒有葉綠體，但是有與光合作用有關的葉綠素、藻藍素、酶等，所以也可以進行光合作用。 (2)根據(jù)以上分析可知，A表示類囊體薄膜，c是ADP，j是三碳化合物。b是O2，葉肉細胞釋放的氧氣量與葉綠體產生的氧氣量不等，是因為葉綠體產生的氧氣先用于有氧呼吸，然后才能釋放到外界。 (3)A點才開始進行光合作用，說明光合作用的發(fā)生需要一定濃度的CO2。在農業(yè)生產中選擇A值較小的作物播種通常會獲得更高的產量，可能是因為二氧化碳的利

50、用效率更高，合成的有機物更多。 (4)圖2中的自變量是二氧化碳濃度，而二氧化碳是暗反應的原料，所以A點到B點，CO2濃度升高，葉肉細胞先通過加快光合作用暗反應階段的反應速率來增加光合作用強度。若測定圖2曲線時光照強度較弱，現(xiàn)將光照強度增大至理想狀態(tài)，則光合作用增加，需要的CO2最大值增大，所以B點應該向右上方向移動。 13．[2016·全國卷Ⅲ]為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長作為對照組，另4組在人工氣候室中生長作為實驗組，并保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同，于中午12：30測定各組

51、葉片的光合速率，各組實驗處理及結果如表所示： 回答下列問題： (1)根據(jù)本實驗結果，可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是________，其依據(jù)是_________________________；并可推測，________(填“增加”或“降低”)麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。 (2)在實驗組中，若適當提高第________組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是______________________________________。 (3)小麥葉片氣孔開放時，CO2進入葉肉細胞的過程________(填“需要”或“不需要”)載體蛋白，__

52、______(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。 答案　(1)相對濕度　在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大　增加 (2)四　該實驗組的環(huán)境溫度未達到光合作用的最適溫度 (3)不需要　不需要 解析　(1)根據(jù)本實驗結果可知，相同溫度條件下，小麥光合速率隨相對濕度的增加而明顯加快，但相對濕度相同時，小麥光合速率隨溫度的變化不明顯，由此可推知中午時對小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是相對濕度；并可推測，增加麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。 (2)比較實驗組二、三、四可知，小麥光合作用的最適溫度在31 ℃左右，而第四組的25 ℃低于最適溫度，所以在實驗組四中，適當提高環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率。 (3)CO2是以自由擴散方式進入葉肉細胞的，所以該過程既不需要載體蛋白，也不消耗ATP。 26