2018-2019版高中生物 第三章 細(xì)胞的代謝 第五節(jié) 光合作用 第2課時(shí)學(xué)案 浙科版必修1.doc

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第2課時(shí)　光反應(yīng)和碳反應(yīng)、光照對(duì)光合作用的影響 知識(shí)內(nèi)容 學(xué)考要求 選考要求 光反應(yīng)和碳反應(yīng)的過(guò)程 b b 環(huán)境因素對(duì)光合速率的影響 c 活動(dòng)：探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響 c c 學(xué)習(xí)導(dǎo)航 (1)概述光反應(yīng)和碳反應(yīng)的過(guò)程以及二者的聯(lián)系。(2)活動(dòng)：探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”，概述各種環(huán)境的作用機(jī)理。 方式一　復(fù)習(xí)葉綠體的結(jié)構(gòu)后，教師提出在葉綠體這個(gè)細(xì)胞器上是如何完成光合作用這樣一個(gè)看似簡(jiǎn)單的氧化還原反應(yīng)的呢？葉綠體中的色素在光合作用過(guò)程中有沒(méi)有作用？有何作用？光如何起作用？物質(zhì)如何轉(zhuǎn)變？能量為何這么轉(zhuǎn)變？……帶著這些問(wèn)題：我們一起來(lái)學(xué)習(xí)光合作用的過(guò)程。 方式二　通過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們知道，葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。葉綠體之所以有此功能，這與它的結(jié)構(gòu)是密不可分的。根據(jù)下面有關(guān)葉綠體的知識(shí)來(lái)回答幾個(gè)問(wèn)題。 (1)葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，你知道葉綠體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)嗎？ (2)葉綠體中的色素存在于什么部位？它的功能是什么？ (3)與光合作用有關(guān)的酶存在于葉綠體的哪些部位？光反應(yīng)和碳反應(yīng)是如何進(jìn)行的？ 一、光反應(yīng)和碳反應(yīng) 1．光反應(yīng) (1)過(guò)程 ①光能被吸收并轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能。 ②水在光下裂解為H＋、O2和電子。 ③水中的氫(H＋＋e－)在光下將NADP＋還原為NADPH。 (2)場(chǎng)所：類囊體膜中。 (3)反應(yīng)物：H2O、ADP、Pi、NADP＋等。 (4)生成物：O2、NADPH、ATP等。 (5)條件：色素、光、酶。 (6)能量變化：光能→ATP與NADPH中的化學(xué)能。 2．碳反應(yīng) (1)過(guò)程 ①CO2的固定：CO2＋RuBP→2三碳酸分子。 ②2三碳酸分子2三碳糖。 (2)場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)。 (3)反應(yīng)物：CO2、ATP、NADPH等。 (4)產(chǎn)物：三碳糖 (5)能量變化：ATP、NADPH中的化學(xué)能―→三碳糖中的化學(xué)能。 3．聯(lián)系：光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供NADPH、ATP，碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋，如圖所示。 歸納總結(jié)　光反應(yīng)與碳反應(yīng)的比較 比較項(xiàng)目 光反應(yīng) 碳反應(yīng) 場(chǎng)所 類囊體膜 葉綠體基質(zhì) 時(shí)間 短促，以微秒計(jì) 較緩慢 條件 光、色素、酶、水 多種酶、CO2、NADPH、ATP 過(guò)程 利用光能使水光解產(chǎn)生O2，同時(shí)產(chǎn)生ATP和NADPH 將CO2還原為糖的一系列反應(yīng) 物質(zhì)變化 ①水的光解：H2O2H＋＋2e－＋O2 ②ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP ③NADPH的合成：NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ①CO2的固定：CO2＋RuBP2個(gè)三碳酸分子 ②三碳酸分子的還原： 2個(gè)三碳酸分子2個(gè)三碳糖 ③RuBP的再生：三碳糖RuBP 能量變化 光能―→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能 活躍的化學(xué)能―→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 完成標(biāo)志 O2釋放、ATP和NADPH的生成 糖類等有機(jī)物的生成 聯(lián)系 光反應(yīng)能為碳反應(yīng)提供ATP、NADPH、碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP＋。二者緊密聯(lián)系，缺一不可 示意圖 例1　(2018紹興3月模擬)如圖為光合作用的過(guò)程示意圖，①②表示光合作用的場(chǎng)所，a、b和c表示物質(zhì)。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)①的名稱是________，其膜上含鎂的色素主要吸收________光。 (2)水在光下裂解，除圖中所示的產(chǎn)物外，還有________，這些物質(zhì)會(huì)被________接受，其在卡爾文循環(huán)中將CO2還原為_(kāi)_______，此過(guò)程中還伴隨著________的貯存。 (3)在供給C18O2極短時(shí)間后，除了糖類物質(zhì)含有18O以外，從另一種光合產(chǎn)物________中也應(yīng)當(dāng)能夠檢測(cè)到18O。 答案　(1)類囊體　紅光和藍(lán)紫　(2)H＋和電子　NADP＋　糖(或三碳糖或三碳糖磷酸)　能量 (3)水 解析　(1)①中進(jìn)行的是光反應(yīng)，場(chǎng)所是類囊體，其膜上含鎂的色素是葉綠素，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。(2)水的光解產(chǎn)物有氧氣、H＋和電子，H＋和電子會(huì)被NADP＋接受，形成NADPH，其在三碳酸分子還原過(guò)程中供能和作為還原劑，將三碳酸分子還原為三碳糖磷酸，此過(guò)程中還伴隨著能量的貯存。(3)在供給C18O2極短時(shí)間后18O的走向?yàn)椋篊18O2三碳酸分子三碳糖和HO(碳反應(yīng)階段有水產(chǎn)生)。 思維啟迪　對(duì)光反應(yīng)與碳反應(yīng)的認(rèn)識(shí) (1)光合作用中光反應(yīng)和碳反應(yīng)不是獨(dú)立的兩個(gè)階段，而是息息相關(guān)的兩個(gè)過(guò)程，沒(méi)有光反應(yīng)，碳反應(yīng)也無(wú)法進(jìn)行。 (2)光合作用的場(chǎng)所在真核生物中一定為葉綠體，在原核生物中主要為質(zhì)膜。 (3)碳反應(yīng)所需要的ATP僅來(lái)自光反應(yīng)，而不能由細(xì)胞呼吸提供。 (4)光合作用中，ATP提供能量和磷酸基團(tuán)；NADPH提供能量和作為還原劑，也是氫的載體，提供氫。 (5)三碳糖或五碳糖(RuBP)組成元素中含有磷。 (6)CO2中的C進(jìn)入三碳酸分子但不進(jìn)入RuBP，最后進(jìn)入三碳糖，RuBP中的C不進(jìn)入三碳糖，可以通過(guò)同位素示蹤實(shí)驗(yàn)證明。 例2　(2017浙江超級(jí)全能生模擬)下圖為類囊體膜的部分結(jié)構(gòu)和生理功能示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題： (1)葉綠體內(nèi)的很多類囊體堆疊起來(lái)的結(jié)構(gòu)稱為_(kāi)_____。 (2)類囊體膜是植物進(jìn)行________的場(chǎng)所，其上的色素吸收光能，并將光能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______，貯存在NADPH和________中。 (3)a物質(zhì)是________，是水的裂解產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)一系列膜蛋白的傳遞后被NADP＋接受，NADP＋同時(shí)還接受1個(gè)H＋形成NADPH，NADPH在三碳酸分子的還原過(guò)程中提供____________。若撤離光照，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中的RuBP含量將________。 答案　(1)基?！?2)光反應(yīng)　化學(xué)能　ATP　(3)電子　能量和氫　下降 解析　葉綠體內(nèi)的許多類囊體堆疊起來(lái)形成基粒。類囊體膜上的色素能夠吸收光能，在光反應(yīng)階段水被裂解為H＋、O2、電子，其中H＋、電子將NADP＋還原為NADPH，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在ATP和NADPH中。在碳反應(yīng)階段，NADPH為三碳酸分子的還原提供能量和氫。若在光合作用過(guò)程中突然撤離光照，短時(shí)間內(nèi)，三碳酸分子還原產(chǎn)生的RuBP減少，而RuBP與二氧化碳產(chǎn)生三碳酸分子正常進(jìn)行，則葉綠體中的RuBP含量將下降。 拓展提升　光照和CO2濃度變化對(duì)光合作用物質(zhì)含量變化的影響 由于各種因素的變化，如溫度變化、光強(qiáng)度變化、CO2濃度變化會(huì)影響三碳酸分子、RuBP、NADPH、ATP、三碳糖這些物質(zhì)的含量，根據(jù)化學(xué)平衡原理分析，可以獲得它們之間變化的關(guān)系。如下表： 項(xiàng)目 光照變強(qiáng)、CO2不變 光照變?nèi)?、CO2不變 光照不變、CO2增多 光照不變、CO2減少 三碳酸分子 ↓ ↑ ↑ ↓ RuBP ↑ ↓ ↓ ↑ ATP ↑ ↓ ↓ ↑ 三碳糖 ↑ ↓ ↑ ↓ NADPH ↑ ↓ ↓ ↑ 注：此表只是對(duì)變化短時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的相對(duì)量的變化作討論，而不是長(zhǎng)時(shí)間，其中“↑”代表上升，“↓”代表下降 二、環(huán)境因素對(duì)光合速率的影響 1．光合速率(光合強(qiáng)度) (1)含義：一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳)。 (2)表示方法：產(chǎn)生氧氣量/單位時(shí)間或消耗二氧化碳量/單位時(shí)間。 2．影響光合速率的因素 (1)光強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光強(qiáng)度的增加而增加；當(dāng)光強(qiáng)度升高到一定數(shù)值后，光強(qiáng)度再增加，光合速率也不會(huì)增加，此時(shí)的光強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。 (2)溫度：每種植物光合作用都有一個(gè)最適溫度。低于該溫度，隨著溫度升高，光合速率加快；超過(guò)該溫度，酶的活性減弱或喪失。 (3)二氧化碳濃度：一定范圍內(nèi)，空氣中二氧化碳濃度的增加會(huì)使光合速率加快。 (4)礦質(zhì)元素：缺少N會(huì)影響酶的合成，缺少P會(huì)影響ATP的合成；缺少M(fèi)g會(huì)影響葉綠素的合成。 特別提醒　光強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響 ①各點(diǎn)含義 A點(diǎn)：光強(qiáng)度為零，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。 B點(diǎn)：光合速率等于呼吸速率，為光補(bǔ)償點(diǎn)。 C點(diǎn)：是光合作用達(dá)到最大值時(shí)所需要的最小光強(qiáng)度，即光飽和點(diǎn)。 ②表觀光合速率和真正光合速率的關(guān)系 真正光合速率＝表觀光合速率＋呼吸速率。 3．探究光強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響 (1)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：一定范圍內(nèi)，光合速率隨光強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。 (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ①組裝下圖裝置三套，編號(hào)為甲、乙、丙； ②分別向三支試管內(nèi)加入等量的小球藻和5%的NaHCO3溶液； ③記錄有色液滴的起始位置； ④取三只100 W燈泡，分別置于距甲、乙、丙10 cm、20 cm、50 cm處，一段時(shí)間后，記錄液滴位置。 (3)變量分析 ①自變量：光強(qiáng)度，通過(guò)100 W燈泡距實(shí)驗(yàn)裝置的距離遠(yuǎn)近控制。 ②因變量：光合速率，通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)O2的釋放量測(cè)定，以單位時(shí)間內(nèi)有色液滴的移動(dòng)距離作為檢測(cè)指標(biāo)。 ③無(wú)關(guān)變量：各組實(shí)驗(yàn)植物(如金魚藻、小球藻)的數(shù)量相同，溫度、CO2濃度相同。 (4)實(shí)驗(yàn)拓展 ①設(shè)置溫度作為自變量 用上述裝置探究溫度對(duì)光合速率的影響，可通過(guò)將試管分別置于裝有不同溫度水的燒杯中控制自變量——溫度； ②設(shè)置CO2濃度作為自變量 用上述裝置探究CO2濃度對(duì)光合作用的影響，可通過(guò)往試管內(nèi)分別加入不同濃度的NaHCO3溶液來(lái)控制自變量——CO2濃度。 例3　圖甲表示植物光合作用中的光反應(yīng)，其中數(shù)字表示物質(zhì)，a和b表示結(jié)構(gòu)。圖乙為“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置，廣口瓶中裝有碳酸氫鈉溶液以維持溶液中CO2濃度。請(qǐng)回答下列問(wèn)題(說(shuō)明：題中“[　]”填數(shù)字或字母，“________”填文字)： (1)葉片中的光合色素存在于圖甲中的[　　]________上?！肮夂仙氐奶崛∨c分離”實(shí)驗(yàn)中，加入________液使光合色素在濾紙上分離，其中擴(kuò)散的最快的色素是________。 (2)圖甲中，水中的氫轉(zhuǎn)移到[　　]________(物質(zhì))中，該物質(zhì)在卡爾文循環(huán)中的作用是________________________________________________________________________。 (3)某研究小組利用圖乙裝置探究不同波長(zhǎng)的光對(duì)黑藻光合作用的影響。光合作用速率常用圖甲中[　　]________的相對(duì)釋放量表示，其釋放量可依據(jù)圖乙中________________________估算。 答案　(1)b　類囊體膜　層析　胡蘿卜素 (2)②　NADPH　提供氫和能量 (3)①　O2　量筒中收集的液體體積 解析　(1)葉片中的光合色素存在于圖甲中的[b]類囊體膜上。分離光合色素的方法是紙層析法，所用到的液體為層析液。胡蘿卜素在層析液中的溶解度最大，擴(kuò)散速率最快。(2)分析圖甲可知，①為O2，②為NADPH，③為NADP＋，④為ATP，⑤為ADP。圖甲中，水中的氫轉(zhuǎn)移到[②]NADPH中，該物質(zhì)在卡爾文循環(huán)(碳反應(yīng))中的作用是提供氫和能量。(3)光合作用速率常用圖甲中[①]O2的相對(duì)釋放速率表示。O2不易溶于水，廣口瓶?jī)?nèi)黑藻的光合作用釋放O2導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大，將水壓入量筒，所以O(shè)2的釋放量可依據(jù)圖乙量筒中收集的液體體積估算。 例4　光合作用的正常進(jìn)行要受多種因素的影響。一個(gè)生物興趣小研究了礦質(zhì)元素含量、光強(qiáng)度和溫度對(duì)光合作用的影響，下面是一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的一組曲線，你認(rèn)為不正確的是(　　) 答案　A 解析　N是構(gòu)成酶、葉綠素、ATP、NADPH、核酸等的原料，氮元素是植物光合作用的必需元素，但光合強(qiáng)度不會(huì)隨葉片中含N量的增大而不斷增大， 1.根據(jù)對(duì)下圖的觀察，下列判斷正確的是(　　) A．①需要NADPH，②不需要ATP B．①②都不需要NADPH C．①不需要NADPH，②需要NADPH和ATP D．①②都需要NADPH和ATP 答案　C 解析　由題圖可知，該過(guò)程為光合作用的碳反應(yīng)過(guò)程，①、②分別是指CO2的固定和三碳酸分子的還原，CO2的固定不需要NADPH，但是三碳酸分子的還原需要NADPH和ATP。 2．(2018湖州期中)光合作用中水分子光解的產(chǎn)物是(　　) A．氧氣和氫氣 B．氧氣、H＋、e－ C．氧原子、NADP＋、e－ D．氧氣、NADPH、ATP 答案　B 解析　在光合作用的光反應(yīng)中，水在葉綠體的類囊體膜上發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)物是氧氣、H＋、e－。其中氧氣可以釋放到外界環(huán)境或供線粒體進(jìn)行需氧呼吸，H＋、e－可以與NADP＋反應(yīng)生成NADPH。 3．(2017臺(tái)州聯(lián)考)下圖曲線Ⅰ表示最適溫度、CO2濃度為0.03%條件下黃豆光合速率與光強(qiáng)度的關(guān)系。在y點(diǎn)時(shí)改變某環(huán)境條件，曲線變?yōu)棰颉Ｏ铝袛⑹稣_的是(　　) A．制約x點(diǎn)光合速率的因素主要是葉綠體中色素的含量 B．制約z點(diǎn)光合速率的因素主要是CO2濃度 C．x點(diǎn)和y點(diǎn)的碳反應(yīng)速率相同 D．在y點(diǎn)時(shí)，升高溫度導(dǎo)致曲線由Ⅰ變?yōu)棰? 答案　B 解析　在曲線xy段，隨光強(qiáng)度增加，植物光合速率增大，因此制約x點(diǎn)光合速率的因素主要是光強(qiáng)度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；x點(diǎn)時(shí)光合速率小于y點(diǎn)，因此x點(diǎn)的碳反應(yīng)速率小于y點(diǎn)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；曲線Ⅰ是在最適溫度條件下得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此曲線Ⅱ不可能是通過(guò)升高溫度所致，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．下圖所示為葉綠體中色素蛋白等成分在膜上的分布。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．此生物膜為葉綠體內(nèi)膜 B．產(chǎn)生的ATP可用于植物體的各項(xiàng)生理活動(dòng) C．發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是：光能→化學(xué)能，此化學(xué)能可貯存于ATP與NADPH中 D．在圖示結(jié)構(gòu)中可完成光反應(yīng)與碳反應(yīng) 答案　C 解析　色素存在于葉綠體類囊體膜上，而非葉綠體內(nèi)膜；光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于碳反應(yīng)；在類囊體膜上只能進(jìn)行光合作用的光反應(yīng)，碳反應(yīng)需在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。光反應(yīng)可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存于ATP和NADPH中，故只有C選項(xiàng)正確。 5．圖甲是菠菜葉肉細(xì)胞中的葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示不同的部位；圖乙是光合作用的碳反應(yīng)過(guò)程示意圖，其中①②表示物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)利用新鮮菠菜葉片進(jìn)行“光合色素的提取和分離”活動(dòng)。在菠菜葉片研磨過(guò)程中，加入95%乙醇的作用是____________________________；分離色素的過(guò)程中，應(yīng)注意濾紙上的濾液細(xì)線要高于________的液面；分離后，在濾紙條上會(huì)呈現(xiàn)四條色素帶，其中離濾液細(xì)線最遠(yuǎn)的色素是________(填相應(yīng)的色素名稱)。 (2)光合色素存在于圖甲的[　　]________中，其中葉綠素主要吸收紅光和________光。圖乙過(guò)程發(fā)生在圖甲的[　　]________中(在[　]內(nèi)填寫圖中的相應(yīng)編號(hào))。 (3)圖乙中，物質(zhì)①是________________，該物質(zhì)在光反應(yīng)產(chǎn)物________________________的作用下形成物質(zhì)②。若3個(gè)CO2分子進(jìn)入卡爾文循環(huán)可形成6個(gè)物質(zhì)②分子，其中有________個(gè)物質(zhì)②分子經(jīng)過(guò)一系列變化再生成RuBP，其余的離開(kāi)卡爾文循環(huán)，可在葉綠體內(nèi)作為合成________、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等大分子物質(zhì)的原料。 答案　(1)作為提取色素的溶劑　層析液　胡蘿卜素 (2)Ⅲ　光合膜　藍(lán)紫　Ⅱ　基質(zhì) (3)三碳酸分子(3－磷酸甘油酸)　ATP和NADPH　5　淀粉 解析　(1)在提取菠菜葉片色素過(guò)程中，加入95%乙醇的作用是溶解色素；分離色素的過(guò)程中，應(yīng)注意濾紙上的濾液細(xì)線要高于層析液的液面；分離后，在濾紙條上會(huì)呈現(xiàn)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。(2)光合色素存在于圖甲的[Ⅲ]光合膜中，其中葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；圖乙過(guò)程是光合作用碳反應(yīng)過(guò)程，發(fā)生在圖甲的[Ⅱ]葉綠體基質(zhì)中。(3)圖乙中，物質(zhì)①是由RuBP和CO2形成的三碳酸分子(3－磷酸甘油酸)，其在ATP和NADPH作用下形成物質(zhì)②三碳糖；6個(gè)三碳糖分子有5個(gè)經(jīng)過(guò)一系列變化再生成RuBP,1個(gè)離開(kāi)卡爾文循環(huán)，在葉綠體內(nèi)作為合成淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等大分子物質(zhì)的原料。 [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)] 1．光合作用光反應(yīng)的產(chǎn)物有(　　) A．ATP和NADPH B．O2和糖 C．ATP和CO2 D．O2和CO2 答案　A 解析　光合作用光反應(yīng)的產(chǎn)物有ATP、NADPH和O2，A正確。 2．(2017麗水高一期末)下列化合物與植物光合作用的關(guān)系，錯(cuò)誤的是(　　) 選項(xiàng) 化合物 主要生理作用 A ATP 參與二氧化碳的固定 B 酶 催化光合作用中的化學(xué)反應(yīng) C 葉綠素 捕獲光能 D H2O 參與O2和三碳糖的形成 答案　A 解析　二氧化碳的固定不需要消耗能量，ATP用于碳反應(yīng)中三碳酸分子的還原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；光合作用的光反應(yīng)和碳反應(yīng)中的化學(xué)反應(yīng)都需要酶的催化，B項(xiàng)正確；葉綠素的作用是捕獲、吸收光能，C項(xiàng)正確；H2O參與光反應(yīng)中水的光解生成O2和NADPH，NADPH參與碳反應(yīng)中三碳酸分子的還原即三碳糖的形成，D項(xiàng)正確。 3．下面關(guān)于光合作用的有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP是碳反應(yīng)中將CO2還原為糖的物質(zhì) B．三碳酸分子除了需要接受能量之外，還需要接受ATP和NADPH提供的物質(zhì)，才能形成三碳糖 C．以三碳糖為原料在葉綠體內(nèi)合成淀粉、蛋白質(zhì)以及脂質(zhì)所需能量來(lái)自光反應(yīng) D．在碳反應(yīng)中，有3個(gè)CO2分子進(jìn)入卡爾文循環(huán)，形成6個(gè)三碳糖，其中只有1個(gè)三碳糖離開(kāi)卡爾文循環(huán)，然后在葉綠體內(nèi)或運(yùn)到葉綠體外而被利用 答案　C 解析　光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP都是碳反應(yīng)中將CO2還原為糖的能源物質(zhì)，A正確；三碳酸分子除了需要接受能量之外，還需要接受ATP和NADPH提供的物質(zhì)，才能形成三碳糖，B正確；以三碳糖為原料在葉綠體內(nèi)合成淀粉、蛋白質(zhì)以及脂質(zhì)所需能量來(lái)自細(xì)胞呼吸生成的ATP，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP只能用于三碳酸分子的還原，C錯(cuò)誤；在碳反應(yīng)中，有3個(gè)CO2分子進(jìn)入卡爾文循環(huán)，形成6個(gè)三碳糖，其中只有1個(gè)三碳糖離開(kāi)卡爾文循環(huán)，然后在葉綠體內(nèi)或運(yùn)到葉綠體外而被利用，D正確。 4．(2018嘉興段考)下列有關(guān)光合作用光反應(yīng)的說(shuō)法，不正確的是(　　) A．葉綠素a失去電子即成為強(qiáng)氧化劑，失去的電子轉(zhuǎn)移給水 B．電能轉(zhuǎn)化成的活躍化學(xué)能，可能貯存在ATP和NADPH中 C．光照條件下某些葉綠素a能不斷丟失和獲得電子而形成電子流 D．不同季節(jié)將光能轉(zhuǎn)化為電能的色素相同 答案　A 解析　光合作用光的光反應(yīng)過(guò)程：2H2O―→4H＋＋4e－＋O2，H＋＋2e－＋NADP＋―→NADPH，因此水是電子供體，NADP＋是最終電子受體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；光反應(yīng)中，光能首先轉(zhuǎn)化成電能，電能再轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能貯存在ATP和NADPH中，B項(xiàng)正確；光照條件下某些葉綠素a能不斷丟失和獲得電子而形成電子流，C項(xiàng)正確；不同季節(jié)將光能轉(zhuǎn)化為電能的色素相同，D項(xiàng)正確。 5．植物葉肉細(xì)胞的部分代謝過(guò)程如下圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．圖中H＋通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)從類囊體膜內(nèi)運(yùn)到膜外 B．通常，在光強(qiáng)度達(dá)到全日照之前，物質(zhì)A的釋放速率已達(dá)到最大值 C．每個(gè)三碳酸分子接受來(lái)自物質(zhì)N的氫和來(lái)自ATP的磷酸基團(tuán) D．葉綠素呈綠色，是因?yàn)樗罅课站G光，而幾乎不吸收其他顏色的光 答案　B 解析　圖中H＋從類囊體膜內(nèi)運(yùn)到膜外是順濃度梯度、有ATP合成的過(guò)程，這一過(guò)程不屬于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；通常，在光強(qiáng)度達(dá)到全日照之前，光合作用已達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)的光合速率，即光合作用的光反應(yīng)已達(dá)到最大速率，因此物質(zhì)A(即O2)的釋放速率已達(dá)到最大值，B項(xiàng)正確；物質(zhì)N為NADP＋，碳反應(yīng)中三碳酸分子接受來(lái)自NADPH的氫和來(lái)自ATP的磷酸基團(tuán)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素呈綠色，是因?yàn)樗鼛缀醪晃站G光，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．(2018寧波段考)離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，如果突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中三碳酸分子(3－磷酸甘油酸)、RuBP及ATP相對(duì)含量的變化是(　　) A．上升、下降、 上升 B．上升、下降、下降 C．下降、上升、下降 D．下降、上升、上升 答案　D 解析　二氧化碳含量的改變直接影響的是碳反應(yīng)中二氧化碳的固定，二氧化碳含量由高到低時(shí)，二氧化碳的固定變?nèi)?，反?yīng)物RuBP消耗減少，剩余的RuBP相對(duì)增多；生成物三碳酸分子生成量減少，由于三碳酸分子的生成量減少，則又影響了三碳酸分子的還原，使得三碳酸分子的還原反應(yīng)減弱，則消耗的NADPH和ATP量減少，所以NADPH和ATP剩余的量增多，所以突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中三碳酸分子的含量減少、RuBP的含量增多、ATP的含量增多。 [能力提升] 7．為探究某植物生長(zhǎng)的最佳光強(qiáng)度，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是(　　) A．光合作用產(chǎn)生 O2 的速率可以用單位時(shí)間內(nèi)裝置中液滴移動(dòng)距離來(lái)表示 B．給予黑暗條件，圖中液滴移動(dòng)距離即為細(xì)胞呼吸消耗的 O2 量 C．為使測(cè)得的 O2 變化量更精確，該裝置燒杯中應(yīng)盛放 CO2 緩沖液，還應(yīng)增加對(duì)照裝置，換死亡的同種植物幼苗替代裝置中的植物幼苗 D．為了探究光強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響，調(diào)節(jié)白熾燈的光強(qiáng)度，只有在達(dá)到全日照光強(qiáng)時(shí)液滴向右移動(dòng)量才最大 答案　C 解析　實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)裝置中液滴移動(dòng)距離表示的是凈光合作用速率，A錯(cuò)誤；如果用裝置測(cè)細(xì)胞呼吸消耗的O2量，燒杯中應(yīng)放入氫氧化鈉溶液，吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，并對(duì)植物進(jìn)行遮光處理，B錯(cuò)誤；若測(cè)量指標(biāo)為裝置中O2含量的變化，則裝置中的小燒杯中的蒸餾水應(yīng)該換成CO2緩沖液，以維持CO2濃度不變，該實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，具體為該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入死的植物幼苗和二氧化碳緩沖液，C正確；調(diào)節(jié)白熾燈的光強(qiáng)，可以探究光強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響，當(dāng)一定光強(qiáng)度下，光合作用強(qiáng)度－細(xì)胞呼吸強(qiáng)度最大時(shí)，液滴向右移動(dòng)量即最大，不一定達(dá)到全日照，D錯(cuò)誤。 8．將一植株放在密閉玻璃罩內(nèi)，置于室外一晝夜，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．圖乙中的b點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖甲中的B點(diǎn) B．圖甲中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙中的g點(diǎn) C．到達(dá)圖乙中的d點(diǎn)時(shí)，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度最高 D．經(jīng)過(guò)這一晝夜之后，植物體的有機(jī)物含量會(huì)增加 答案　B 解析　分析題圖可知，圖甲、乙兩曲線各點(diǎn)對(duì)應(yīng)情況是：A點(diǎn)對(duì)應(yīng)a點(diǎn)，凌晨0點(diǎn)，只有細(xì)胞呼吸，植物釋放CO2；B點(diǎn)對(duì)應(yīng)b點(diǎn)，植物釋放CO2減少的原因是夜間低溫影響細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)d點(diǎn)，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度最高，此時(shí)植物既不吸收CO2也不釋放CO2，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，植物在圖乙c點(diǎn)(圖甲C點(diǎn))之前已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行光合作用；f點(diǎn)CO2吸收速率有所下降，原因是中午光照過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉；F點(diǎn)對(duì)應(yīng)h點(diǎn)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，其后某時(shí)刻光合作用消失。一晝夜后，玻璃罩內(nèi)CO2濃度下降(G點(diǎn)低于A點(diǎn))，減少的CO2量＝植物白天光合作用吸收的CO2量－植物一晝夜細(xì)胞呼吸釋放的CO2量，故植物體的有機(jī)物含量增加。 9．一植物在不同條件下進(jìn)行光合作用時(shí)，有關(guān)中間產(chǎn)物的量的變化情況如圖所示。下列判斷中正確的是(　　) A．曲線a可表示RuBP量的變化 B．曲線a可表示NADPH量的變化 C．曲線b可表示ATP量的變化 D．曲線b可表示三碳酸分子量的變化 答案　C 解析　在光合作用過(guò)程中，在一定強(qiáng)度光照條件下三碳酸分子和RuBP量維持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)由光照條件轉(zhuǎn)變?yōu)楹诎禇l件時(shí)，碳反應(yīng)中還原過(guò)程受阻，但不影響三碳酸分子生成，所以轉(zhuǎn)為黑暗條件時(shí)三碳酸分子的量上升，該過(guò)程中RuBP合成受阻，又因消耗而下降，由于光反應(yīng)不能進(jìn)行，ATP和NADPH的量都將減少。 10．下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述，正確的是(　　) A．破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生 B．植物生長(zhǎng)過(guò)程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變 C．與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時(shí)間縮短 D．離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反應(yīng) 答案　D 解析　植物光合作用的光反應(yīng)在葉綠體類囊體膜上進(jìn)行，因此破壞葉綠體外膜，不影響O2的產(chǎn)生；離體的葉綠體基質(zhì)中含有與碳反應(yīng)有關(guān)的酶，獲得ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反應(yīng)；在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，葉綠體中色素的比例會(huì)隨植物生長(zhǎng)期、光照、溫度等的變化而變化；與夏季相比，植物在冬季光合速率降低的主要原因是溫度降低和光照減弱。 11．植物的光合作用受光強(qiáng)度、CO2濃度等環(huán)境因素的影響(如圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．a(chǎn)點(diǎn)條件下NADPH的合成速率大于b點(diǎn) B．b點(diǎn)條件下RuBP的再生速率小于c點(diǎn) C．X一般大于大氣中CO2濃度 D．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度一般大于全天最強(qiáng)光照 答案　D 解析　a點(diǎn)光強(qiáng)度大于b點(diǎn)，光反應(yīng)較強(qiáng)，NADPH的合成速率也較大，A正確；b點(diǎn)CO2濃度小于c點(diǎn)，碳反應(yīng)較弱，RuBP的再生速率較小，B正確；CO2為X濃度下植物光合速率較大，因此X一般大于大氣中CO2濃度，C正確；a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度一般小于全天最強(qiáng)光照，D錯(cuò)誤。 12．(2017湖州一中期末)圖甲表示某植物葉肉細(xì)胞葉綠體內(nèi)的部分代謝過(guò)程示意圖，圖乙表示在最適溫度及其他條件保持不變的條件下該植物葉片CO2釋放量隨光強(qiáng)度變化的曲線。據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)由圖甲可知，3－磷酸甘油酸在①和ATP的作用下被還原為③________(物質(zhì))，其中的①為3－磷酸甘油酸的還原提供了________和能量，②在________(場(chǎng)所)重新形成①。 (2)圖乙所示，A點(diǎn)時(shí)光合作用O2產(chǎn)生量為_(kāi)_______ mmol/(m2h)。若其他條件不變，CO2濃度下降則A點(diǎn)將向________移動(dòng)。 (3)提取并分離該植物葉肉細(xì)胞中的光合色素時(shí)，濾紙條上自下而上第二條色素帶的顏色是____________，該種色素溶液放在光源與分光鏡之間，在光譜中可以看到最強(qiáng)的吸收區(qū)域在____________光這一區(qū)域。 答案　(1)三碳糖磷酸(三碳糖)　氫　類囊體膜(或光合膜或基粒)　(2)5　右　(3)藍(lán)綠色　紅光和藍(lán)紫 解析　(1)卡爾文循環(huán)中，3－磷酸甘油酸在NADPH和ATP的作用下被還原為三碳糖，其中的NADPH為3－磷酸甘油酸的還原提供了氫和能量；在光反應(yīng)過(guò)程中，NADP＋在類囊體膜(基粒)重新形成NADPH，所以卡爾文循環(huán)只有在有光條件下才能一輪一輪地循環(huán)不已。(2)圖2中，A點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)光合速率＝呼吸速率，故A點(diǎn)時(shí)光合作用O2產(chǎn)生量為5 mmol/(m2h)。適當(dāng)降低CO2濃度，光合作用減弱，光補(bǔ)償點(diǎn)增大，則A點(diǎn)將向右移動(dòng)。(3)提取并分離該植物葉肉細(xì)胞中的光合色素時(shí)，濾紙條上自下而上第二條色素帶是葉綠素a，顏色是藍(lán)綠色，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，所以將綠葉綠素a溶液放在光源和分光鏡之間，在光譜中是紅光和藍(lán)紫光區(qū)域明顯變暗。 13．(2017浙江4月學(xué)考)為研究不同環(huán)境因素對(duì)某植物葉片中葉綠素含量的影響，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。 回答下列問(wèn)題： (1)本實(shí)驗(yàn)的因變量是______________。由圖中曲線對(duì)比可知，經(jīng)______________處理的該植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯，這將直接導(dǎo)致光反應(yīng)中葉綠素吸收的__________光減少而降低了光合速率。由此推知，若遇較低溫天氣，除升溫方法外，可對(duì)該植物進(jìn)行________處理以減少葉綠素的損失。 (2)提取上述四組該植物葉片中的色素時(shí)，為防止色素被破壞，研磨時(shí)可加入適量的________。對(duì)上述四組色素提取液分別進(jìn)行紙層析分離，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第4組得到的色素帶中，從上到下的第________條色素帶均明顯變窄。 (3)若用不同波長(zhǎng)的光照射葉綠素a的提取液并測(cè)定________，可得到葉綠素a的吸收光譜。 答案　(1)葉綠素含量　低溫和光照　藍(lán)紫光和紅　遮光　(2)碳酸鈣　3、4　(3)吸光率 解析　(1)分析曲線圖可知，該題主要考查有無(wú)光照和溫度的高低對(duì)葉片中葉綠素含量的影響，因此本實(shí)驗(yàn)的因變量是葉綠素的含量。由四條曲線可知，第四條曲線是經(jīng)光照和0 ℃低溫處理的，在此條件下葉綠素含量下降最為明顯。這將直接導(dǎo)致光反應(yīng)中葉綠素吸收的紅光和藍(lán)紫光減少，從而降低光合速率。對(duì)比圖中的四條曲線可知，如遇到了低溫天氣，為了減少葉綠素的損失，可行的措施是升高溫度和進(jìn)行暗處理(遮光處理)。(2)提取植物葉片中的色素時(shí)，研磨過(guò)程中，為防止色素被破壞可加入適量的CaCO3。對(duì)題述四組色素提取液分別進(jìn)行紙層析分離，由于第4組葉綠素的含量最低，因此從上到下的第3條(葉綠素a)和第4條(葉綠素b)色素帶均明顯變窄。(3)以某種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收率為縱坐標(biāo)，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)作圖，所得的曲線就是該物質(zhì)的吸收光譜。