高考生物大一輪復習學案： 第三單元 細胞的能量供應和利用 第9講 光與光合作用學案

第9講光與光合作用考綱要求1.光合作用的基本過程()。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素()。3.實驗：葉綠體色素的提取和分離?？键c一捕獲光能的色素和結構及光合作用的探究歷程1捕獲光能的色素及色素的吸收光譜由圖可以看出：(1)葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。2葉綠體的結構與功能(1)結構模式圖(2)結構決定(3)功能：進行光合作用的場所。拓展延伸影響葉綠素合成的三大因素3光合作用的探究歷程(連線)(1)植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光(×)(2)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素()(3)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同()(4)葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多(×)(5)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質中(×)(6)葉綠體內膜的面積遠遠大于外膜的面積(×)下面是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖，請分析：(1)恩格爾曼實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處？提示選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。(2)恩格爾曼實驗要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進行的原因是什么？提示排除氧氣和除極細光束外的其他光的干擾。(3)薩克斯實驗中進行“黑暗”處理的目的是什么？提示消耗掉細胞中原有的淀粉，防止對實驗結果造成干擾。(4)薩克斯實驗中在染色前通常用酒精對葉片進行脫色處理，目的是什么？提示防止葉片中色素顏色對實驗結果的干擾。(5)兩實驗設計中是如何形成對照的？提示恩格爾曼的實驗中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對照；薩克斯的實驗中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照。命題點一捕獲光能的色素分析1(2017·海南，10)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項正確；葉綠體中的色素既能吸收紅光，也能吸收藍紫光，B、C項錯誤；水在葉綠體中分解產生氧氣不需要ATP提供能量，D項錯誤。2將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上，可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長，單位為nm，暗帶表示溶液吸收該波長的光后形成的光譜)。則該色素是()A類胡蘿卜素 B葉黃素C胡蘿卜素 D葉綠素a答案D解析葉綠體中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素。其中，葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍紫光。從圖中可以看出，該色素主要吸收紅光和藍紫光，所以該色素為葉綠素。命題點二探究光合作用的相關實驗分析3(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的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。4下面表示較強光照且溫度相同以及水和小球藻的質量相等的條件下，小球藻進行光合作用的實驗示意圖。一段時間后，以下與實驗相關的比較不正確的是()AY2的質量大于Y3的質量B中小球藻的質量大于中小球藻的質量C中水的質量大于中水的質量D試管的質量大于試管的質量答案C解析Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的質量大于Y3的質量，A項正確；中小球藻中含有(CHO)的有機物，而中小球藻含有(CH2O)的有機物，故中小球藻的質量大于中小球藻的質量，B項正確；和中的水都為HO，且含量相同，因此質量相等，C項錯誤；在試管和中原來質量相等的情況下，中釋放出的是18O2，而中釋放出的是O2，故剩余質量大于，D項正確?？键c二光合作用的基本過程1概念：指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過程3反應式(1)產物為(CH2O)：CO2H2O(CH2O)O2。(2)產物為C6H12O6：6CO212H2OC6H12O66O26H2O。4光反應和暗反應的比較項目光反應暗反應條件光、色素、酶ATP、H、CO2、多種酶場所類囊體薄膜葉綠體基質物質變化水的光解、ATP的合成CO2的固定、C3的還原能量變化光能轉化為活躍的化學能活躍的化學能轉化為穩(wěn)定的化學能聯(lián)系光反應為暗反應提供H和ATP，暗反應為光反應提供NADP、ADP和Pi。沒有光反應，暗反應無法進行，沒有暗反應，有機物無法合成5.光合作用和化能合成作用的比較項目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來源光能氧化無機物放出的能量代表生物綠色植物硝化細菌相同點都能將CO2和H2O等無機物合成有機物(1)H2O在光下分解為H和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質中(×)(2)葉肉細胞在葉綠體外膜上合成淀粉(×)(3)離體的葉綠體基質中添加ATP、H和CO2后，可完成暗反應過程()(4)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的原因是光反應強度和暗反應強度都降低()(5)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，其葉綠體內CO2的固定立即停止(×)(6)光合作用和細胞呼吸均能產生H，二者還原的物質不同()(7)土壤中的硝化細菌可利用CO2和H2O合成糖()分析光合作用的過程圖解(1)圖中的甲表示光反應階段，發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。(2)乙表示暗反應階段，又稱作卡爾文循環(huán)。(3)圖中的物質a是H，物質c是CO2。(4)圖中的ATP不能(填“能”或“不能”)運出所在的細胞器，用于其他生命活動。1光合作用C、H、O的轉移途徑(1)H：3H2O3H(C3H2O)。(2)C：14CO214C3(14CH2O)。(3)O：HO18O2; C18O2C3(CHO)。2環(huán)境改變時光合作用各物質含量的變化分析(1)分析方法：需從物質的生成和消耗兩個方向綜合分析。示例：CO2供應正常，光照停止時C3的含量變化(2)物質含量變化的比較條件光照由強到弱，CO2供應不變光照由弱到強，CO2供應不變CO2供應由充足到不足，光照不變CO2供應由不足到充足，光照不變C3含量增加減少減少增加C5含量減少增加增加減少H和ATP的含量減少增加增加減少(CH2O)的合成量減少增加減少增加3.連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析(1)光反應為暗反應提供的H和ATP在葉綠體中有少量的積累，在光反應停止時，暗反應仍可持續(xù)進行一段時間，有機物還能繼續(xù)合成。(2)一直光照條件下，會造成H、ATP的過度積累，利用不充分；光照和黑暗間隔條件下， H、ATP基本不積累，能夠被充分利用；因此在光照時間相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機物積累量要多。例如：若同一植物處于兩種不同情況下進行光合作用，甲一直光照10分鐘，黑暗處理10分鐘；乙光照5秒，黑暗處理5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機物：甲乙。命題點一光合作用的過程分析1(2015·福建，3)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2C5(即RuBP)2C3。為測定RuBP羧化酶的活性，某學習小組從菠菜葉中提取該酶，用其催化C5與14CO2的反應，并檢測產物14C3的放射性強度。下列分析錯誤的是()A菠菜葉肉細胞內RuBP羧化酶催化上述反應的場所是葉綠體基質BRuBP羧化酶催化的上述反應需要在無光條件下進行C測定RuBP羧化酶活性的過程中運用了同位素標記法D單位時間內14C3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高答案B解析RuBP羧化酶催化上述反應即為二氧化碳的固定，屬于暗反應，其場所是葉綠體基質，A項正確；暗反應不需要光，有光和無光條件下都可進行，B項錯誤；實驗中利用14C標記CO2并檢測產物放射性強度，采用同位素標記法，C項正確；單位時間內產物生成量可代表化學反應的催化效率，酶對化學反應的催化效率即可反映酶活性，D項正確。2下圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中ag為物質，為反應過程，物質轉換用實線表示，能量傳遞用虛線表示)。下列有關敘述錯誤的是()A圖中表示水分的吸收，表示水的光解Bc為ATP，f為HC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解析圖中ag分別代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH(H)、NADP、CO2，分別代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的還原、有機物的合成，A項正確，B項錯誤；18O2HOC18O2(CHO)，C項正確；光合色素具有吸收、傳遞和轉化光能的作用，D項正確。命題點二分析條件驟變對葉綠體中物質含量的影響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，在短時間內葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是()AC3和C5都迅速減少BC3和C5都迅速增加CC3迅速增加，C5迅速減少DC3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CO2C5C3后，C3又不能被還原再形成C5時，C5將迅速減少。所以，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，此時葉綠體中C3迅速增加，C5迅速減少。4(2018·臨川第二中學調研)下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關敘述正確的是()At1t2，葉綠體類囊體薄膜上的色素吸收光能增加，基質中水光解加快、O2釋放增多Bt2t3，暗反應限制光合作用；若在t2時刻增加光照，光合速率將再提高Ct3t4，光照強度不變，光合速率的提高是由于光反應速率不變、暗反應增強的結果Dt4后短暫時間內，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產物含量降低答案D解析水的光解、O2釋放發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，而不是葉綠體基質中，A項錯誤；t2t3，限制光合速率的因素為CO2濃度，此時光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不會提高，B項錯誤；t3t4，暗反應增強，一定程度上加快ATP和ADP的轉化，同時促進了光反應，C項錯誤；突然停止光照，光反應減弱甚至停止，類囊體薄膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，被還原的C3化合物減少，直接產物含量降低，D項正確。命題點三連續(xù)光照和間隔光照條件下的有機物的合成量分析5(2015·全國，29)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時間均為135 s，處理結束時測定各組材料中光合作用產物的含量。處理方法和實驗結果如下：A組：先光照后黑暗，時間各為67.5 s；光合作用產物的相對含量為50%。B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5 s；光合作用產物的相對含量為70%。C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產物的相對含量為94%。D組(對照組)：光照時間為135 s；光合作用產物的相對含量為100%?；卮鹣铝袉栴}：(1)單位光照時間內，C組植物合成有機物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量，依據(jù)是_；C組和D組的實驗結果可表明光合作用中有些反應不需要_，這些反應發(fā)生的部位是葉綠體的_。(2)A、B、C三組處理相比，隨著_的增加，使光下產生的_能夠及時利用與及時再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。答案(1)高于C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產物的相對含量卻是D組的94%光照基質(2)光照和黑暗交替頻率ATP和H解析(1)C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產物的相對含量卻是D組的94%，說明C組黑暗條件下進行了部分光合作用，暗反應消耗了ATP和H，為下一次的光照時間內光反應提供了充足的原料ADP、Pi和NADP等，所以單位光照時間內，C組合成有機物的量高于D組。光合產物的生成場所為葉綠體基質。(2)A、B、C三組實驗中光照時間之和均為67.5 s，但是處理方法不同，結果也不一樣，并且是單位時間內光照和黑暗交替頻率越高，光合作用產物相對量越高，可知光照時產生的ATP和H在光照時沒有用完，可以在黑暗中繼續(xù)利用，還原C3化合物生成糖類等有機物及C5化合物，C5化合物繼續(xù)與CO2結合，因此提高了光合作用中CO2的同化量?？键c三影響光合作用的因素及應用1光照強度(1)原理：光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速度加快，產生的H和ATP增多，使暗反應中還原過程加快，從而使光合作用產物增加。(2)曲線分析A點：光照強度為0，此時只進行細胞呼吸。AB段：隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量逐漸減少。B點：為光補償點，細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度。BC段：表明隨著光照強度不斷增強，光合作用強度不斷增強，到C點后不再增強了。D點：為光飽和點，限制D點以后光合作用強度不再增加的內部因素是光合色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強度之外的環(huán)境因素。(3)應用：溫室生產中，適當增強光照強度，以提高光合速率，使作物增產；陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低，間作套種農作物，可合理利用光能。2CO2濃度(1)原理：CO2影響暗反應階段，制約C3的形成。(2)曲線分析圖1中A點表示CO2補償點，即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度，圖2中A點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。B點和B點對應的CO2濃度都表示CO2飽和點。(3)應用：在農業(yè)生產上可以通過“正其行，通其風”，增施農家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。3溫度(1)原理：溫度通過影響酶的活性影響光合作用，主要制約暗反應。(2)曲線(3)應用：溫室栽培植物時，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低溫室內溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。4水分和礦質元素(1)原理水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的介質，如植物缺水導致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內。礦質元素通過影響與光合作用有關的化合物的合成，對光合作用產生直接或間接的影響。如鎂可以影響葉綠素的合成從而影響光反應。(2)曲線(3)應用：農業(yè)生產中，可根據(jù)作物的生長規(guī)律，合理灌溉和施肥。據(jù)圖分析多因素對光合作用的影響(1)三條曲線在P點之前限制光合速率的因素分別是什么？提示P點之前，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，依次為光照強度、光照強度和溫度。(2)三條曲線在Q點之后橫坐標所表示的因子還是影響光合速率的主要因素嗎？此時的限制因素分別是什么？提示Q點之后橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素，此時的主要影響因素依次為溫度、CO2濃度和光照強度。(3)在北方的冬暖大棚中施用有機肥有哪些益處？提示有機肥中的有機物被土壤中的微生物分解成各種礦質元素，增加了土壤的肥力，另外還釋放出熱量和CO2，增加了大棚內的溫度和CO2濃度，有利于光合作用的進行。命題點一單因素對光合作用的影響分析1陽光穿過森林中的空隙形成“光斑”，下圖表示一株生長旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和釋放O2量的變化，據(jù)此下列分析正確的是()A光斑照射前，光合作用無法進行B光斑照射后，光反應和暗反應迅速同步增加C光斑照射后，暗反應對光反應有限制作用D光斑移開后，光反應和暗反應迅速同步減弱答案C解析光斑照射前，有氧氣釋放，說明植物細胞在進行光合作用，A項錯誤；光斑照射后，光反應迅速增加，而暗反應沒有立即增加，二者不同步，B項錯誤；光斑照射后，O2釋放曲線變化趨勢是光反應先增加然后降低，說明暗反應對光反應有限制作用，原因是暗反應不能及時消耗光反應產生的ATP和H，C項正確；移開光斑后，光反應迅速減弱，而暗反應過一段時間后才減弱，二者不同步，D項錯誤。2(2014·四川，6)將桑樹和大豆分別單獨種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測得兩種植物的光合速率如圖所示(注：光飽和點是光合速率達到最大值時所需的最低光照強度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A與單作相比，間作時兩種植物的呼吸強度均沒有受到影響B(tài)與單作相比，間作時兩種植物光合作用的光飽和點均增大C間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率D大豆植株開始積累有機物時的最低光照強度單作大于間作答案D解析當光照強度為0時，植物只進行細胞呼吸，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，桑樹間作時的呼吸強度比單作時的大，大豆間作時的呼吸強度比單作時的?。籄項錯誤；由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，與單作相比，間作時桑樹光合作用的光飽和點增大，大豆光合作用的光飽和點減小，B項錯誤；由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，在較低光照強度范圍內，大豆間作時的光合速率比單作時增強，在較高光照強度范圍內，大豆間作時的光合速率比單作時減弱，C項錯誤；由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，單作時大豆開始積累有機物時的最低光照強度大于間作時的，D項正確。命題點二多因素對光合作用的影響分析3科學家研究CO2濃度、光照強度和溫度對同一植物光合作用強度的影響，得到的實驗結果如圖所示。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是()A光照強度為a時，造成曲線和光合作用強度差異的原因是CO2濃度不同B光照強度為b時，造成曲線和光合作用強度差異的原因是溫度不同C光照強度為ab，曲線、光合作用強度隨光照強度升高而升高D光照強度為bc，曲線、光合作用強度隨光照強度升高而升高答案D解析曲線和的CO2濃度不同，因此光照強度為a時，造成曲線和光合作用強度差異的原因是CO2濃度不同，A項正確；曲線和的溫度不同，因此光照強度為b時，造成曲線和光合作用強度差異的原因是溫度不同，B項正確；由曲線圖可知，光照強度為ab，曲線、光合作用強度隨光照強度升高而升高，C項正確；光照強度為bc，曲線光合作用強度隨光照強度升高而升高，但曲線光合作用強度隨著光照強度的升高不再變化，D項錯誤。4電場會對植物的生長發(fā)育產生一種“無形”的影響。在溫室中同時增補電場和增施CO2，蔬菜產量可提高70%左右，這就是著名的“電場產量倍增效應”。科學家根據(jù)電場強度與CO2濃度對黃瓜幼苗光合作用強度影響的實驗，繪制如下曲線。據(jù)圖回答下列問題：(1)第1組實驗的作用是_。在飽和光照強度下，該實驗的自變量是_。(2)第1組實驗和第2組實驗的曲線比較，說明_。(3)根據(jù)實驗曲線可知，在相同光照強度下，為了最大限度地增加作物產量，可以采取的措施是_。答案(1)對照電場強度和CO2濃度(2)強電場可以提高植物的光合作用強度(3)增補電場和增施CO2解析(1)第1組實驗的條件為大氣電場和大氣CO2濃度，屬于對照組，起對照作用。飽和光照強度下，實驗的自變量是電場強度和CO2濃度。(2)第1組和第2組對比，二者的自變量為電場強度，第2組的凈光合作用強度大于第1組，而二者的細胞呼吸強度相等，因此說明強電場可以提高植物的光合作用強度。(3)分析曲線可知，同一光照強度下凈光合作用強度最大的是第4組，因此為了最大限度地增加作物產量，可增加電場強度和提高CO2濃度。解答受多因素影響的光合作用曲線題時，找出曲線的限制因素是關鍵。具體方法是對縱坐標或橫坐標畫垂線或者只看某一條曲線的變化，將多因素轉變?yōu)閱我灰蛩?，從而確定限制因素。當曲線上標有條件時，說明因變量受橫坐標和曲線上條件的共同影響。若題干中描述了曲線的獲得前提，如最適溫度下測得，則應該考慮溫度以外的影響因素。考點四綠葉中色素的提取和分離1實驗原理2實驗步驟3實驗結果色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度胡蘿卜素橙黃色最少最高最快葉黃素黃色較少較高較快葉綠素a藍綠色最多較低較慢葉綠素b黃綠色較多最低最慢1實驗注意事項注意事項操作目的提取色素選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高研磨時加無水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素迅速、充分研磨防止乙醇過度揮發(fā)，充分溶解色素盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化分離色素濾紙預先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散濾液細線要細、齊、直使分離出的色素帶平整不重疊濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中2.綠葉中色素提取和分離實驗異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置數(shù)天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊：沒經干燥處理，濾液線不能達到細、齊、直的要求，使色素擴散不一致造成的。(3)濾紙條看不到色素帶：忘記畫濾液細線；濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。命題點一實驗基礎1某同學在進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，進行了以下操作：將5 g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后直接進行研磨；將預備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1 cm處用鋼筆畫一條橫線；為增強實驗效果，將濾液細線畫粗些；將濾紙條畫有濾液細線的一端朝下，輕輕插入層析液中，讓濾液細線浸入層析液中。該同學的操作有誤的是()A BC D答案D解析提取綠色葉片中的色素時，在將5 g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中后，應加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10 mL無水乙醇，進行迅速、充分地研磨；制備濾紙條時，應將預備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1 cm處用鉛筆畫一條橫線，而不是用鋼筆；畫濾液細線時，為確保色素帶分離整齊、不重疊，應保證濾液細線細、直、齊，為增強實驗效果，應重復畫線使濾液細線處積累較多色素；分離色素時，應將濾紙條畫有濾液細線的一端朝下，輕輕插入層析液中，注意不能讓濾液細線觸及層析液。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，得到了四種不同的層析結果(如圖所示)。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丁可能是研磨時未加入CaCO3答案C解析甲圖中看不到色素帶，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，所以出現(xiàn)甲圖結果可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液導致的，A項正確；乙結果中每種色素都有，但含量很少，可能是無水乙醇過多，色素濃度太低導致的，B項正確；丙結果中每種色素都有，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，這不是正確操作得到的理想結果，C項錯誤；丁結果中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時未加入CaCO3，破壞了葉綠素類物質造成的，因為與類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D項正確。命題點二實驗拓展3以圓形濾紙的中心為圓心，畫葉綠體色素濾液的小圓進行色素分離，看到近似同心環(huán)狀的四個色素圈，排列在最外圈的一個呈()A藍綠色 B黃綠色C黃色 D橙黃色答案D解析綠葉中的色素能夠在濾紙上彼此分離的原因是色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴散速度不同。其中胡蘿卜素(橙黃色)的溶解度最大，故其擴散速度最快，排列在最外圈。4利用無水乙醇提取出葉綠體中的色素，設法分離得到各種色素，并將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素和混合液依次點樣在濾紙的1、2、3、4、5位置(如下圖所示)。當濾紙下方浸入層析液后，濾紙條上各色素正確的位置應為()答案B解析在層析液中四種色素的溶解度從大到小的順序依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，色素溶解度越大，隨層析液在濾紙上擴散的速度越快，混合液中含4種色素，擴散后在濾紙條上形成4條色素帶。矯正易錯強記長句1葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。2植物葉片呈現(xiàn)綠色的原因是葉片中的色素對綠光的吸收少，綠光被反射出來。3不同顏色溫室大棚的光合效率比較：無色透明大棚能透過日光中各種色光，有色大棚主要透過同色光，其他光被其吸收，所以無色透明的大棚中植物的光合效率最高；葉綠素對綠光吸收最少，因此綠色塑料大棚中植物的光合效率最低；不同顏色的溫室大棚光合效率不同，單色光中，藍紫光下光合速率最快，紅光次之，綠光最差。4進行光合作用的細胞不一定都含有葉綠體，如藍藻、光合細菌等。5植物的液泡中含有的色素不參與光合作用。6光合作用中光反應產生的H是還原型輔酶(NADPH)，細胞呼吸產生的H是還原型輔酶(NADH)，二者不相同。7光合作用的產物主要是糖類，還有一些類脂、有機酸、氨基酸和蛋白質等。8C3和 C5并不是只含有3個或5個碳原子，還有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一種三碳化合物。9暗反應不直接需要光，但是如果沒有光照，光反應停止后，暗反應很快也會停止。10葉綠體產生的ATP只能用于自身的物質合成，不能用于細胞中其他部位的生命活動。某植物在停止供水和恢復供水條件下，氣孔開度(即氣孔開放程度)與光合速率的變化如圖所示。請回答下列問題：1停止供水后，光合速率下降，原因是一方面水是光合作用的原料；另一方面缺水會導致氣孔開度降低，CO2供應不足，影響了光合作用的暗反應，導致光合作用速率下降。2在溫度、光照相同的條件下，圖中A點與B點相比，B點光飽和點低，其主要原因是B點氣孔開度低，CO2吸收減少，暗反應速率低，需要光反應提供的ATP和H少，所以光飽和點低。3停止供水一段時間后，葉片發(fā)黃，原因是葉綠素合成速度變慢或停止(或葉綠素分解)，類胡蘿卜素的顏色顯露出來。重溫高考演練模擬1(2017·全國，3)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640660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的答案A解析類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A項錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，其吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制，B項正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長的變化均可表示光合作用的作用光譜，C項正確；根據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知，葉片在640660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D項正確。2(2017·天津，6)某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。下圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2吸收速率。下列敘述錯誤的是()A光照強度低于P時，突變型的光反應強度低于野生型B光照強度高于P時，突變型的暗反應強度高于野生型C光照強度低于P時，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度D光照強度高于P時，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度答案D解析由于突變型水稻葉片的葉綠素含量較少，由圖可知，光照強度低于P時，突變型的光合作用光反應強度低于野生型，A項正確；由于突變型水稻中固定CO2酶的活性顯著高于野生型，由圖可知，光照強度高于P時，突變型的暗反應強度高于野生型，B項正確；光照強度低于P時，光照強度沒有達到光飽和點，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度，C項正確；P點并未達到突變型水稻光合作用的光飽和點，故光照強度高于P點小于光飽和點時限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度，當光照強度大于光飽和點時，限制光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度，D項錯誤。3(2016·全國，4)關于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是()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解析葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內的有機溶劑中，A項正確；鎂作為細胞中的無機鹽，可以離子狀態(tài)由植物的根從土壤中吸收，進而參與葉綠素的合成，B項正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，可見光不包括紅外光和紫外光，C項錯誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長的植物幼苗，因沒有光照而導致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來，因而葉片呈黃色，D項正確。4(2015·安徽，2)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()ACO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3中的化學能BCO2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C5D光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會升高答案C解析CO2的固定是CO2與C5在酶的催化下合成C3的過程，沒有ATP的消耗，A項錯誤；暗反應中，CO2不能直接被H還原，必須經過CO2的固定形成C3，再在有關酶的催化作用下，一部分C3被H還原，經一系列變化形成糖類，另一部分C3經一系列變化形成C5，B項錯誤、C項正確；在CO2供應不變的情況下，光照強度由強變弱時，光反應提供的H、ATP減少，導致C3還原過程減弱，但此時CO2的固定仍在進行，故短時間內C3含量上升，C5含量下降，D項錯誤。5(2014·新課標，2)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內不可能發(fā)生的現(xiàn)象是()AO2的產生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降答案B解析用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，導致綠藻細胞葉綠體內的光反應停止，不再產生O2、ATP和NADPH，使ATP/ADP、NADPH/NADP比值下降，A、C、D項正確；光反應停止，使暗反應中C3的還原受阻，導致C5含量減少，從而使CO2的固定減慢，B項錯誤。1(2018·長沙雅禮中學月考)下列有關葉綠體的描述，正確的是()A葉肉細胞中的葉綠體在光下和黑暗中均可生成ATPB經黑暗處理后葉肉細胞內淀粉等被輸出消耗，此時葉綠體內不含糖類C葉綠體中含有RNA聚合酶，體現(xiàn)了細胞內基因的選擇性表達D葉綠體產生O2和線粒體產生H2O均在生物膜上進行答案D解析葉綠體只有在光下才能發(fā)生光反應生成ATP，黑暗中葉綠體內不具有產生ATP的條件，A錯誤；經黑暗處理過的葉肉細胞會向其他部位輸出淀粉和消耗糖類等有機物，但葉綠體中的DNA、RNA中含有脫氧核糖或者核糖，B錯誤；RNA聚合酶在細胞中普遍存在，不是基因選擇性表達的產物，C錯誤；葉綠體產生O2在類囊體薄膜上進行，線粒體產生H2O在線粒體內膜上進行，D正確。2某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48 h后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時間，去除錫箔紙，用碘液染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍色，有的沒有出現(xiàn)藍色。其中，沒有出現(xiàn)藍色的部位是()Aa、b和d Ba、c和eCc、d和e Db、c和e答案B解析a、e處為黃白色，缺乏葉綠素，c、e處用錫箔紙遮光，缺乏光照，因此a、c和e處都不能合成淀粉。3(2017·石家莊二中聯(lián)考)現(xiàn)有四個實驗裝置，若要驗證綠色開花植物產生O2需要光和驗證O2是由綠色植物釋放的，則應選用的實驗組合分別是()A和 B和C和 D和答案B解析要驗證綠色開花植物產生O2需要光照，實驗的自變量應該是有光或無光，因此需要選擇裝置；驗證O2是由綠色開花植物釋放的，自變量為是否具有綠色植物，光照是無關變量，因此需要選擇裝置。4綠色植物是主要的能量轉換者，因為它們均含有葉綠體(圖甲)這一完成能量轉換的細胞器，圖乙是圖甲中的色素分離結果，圖丙是在圖甲結構中進行的生化反應，分別代表圖甲中葉綠體的結構。下列相關敘述中，不正確的是()A圖乙中的色素帶由1到4分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素B圖甲中和的成分和結構相似C環(huán)境條件相對穩(wěn)定的情況下，圖甲中的C3含量多于C5D如果突然降低CO2的濃度，圖丙中的C3含量會一直下降答案D解析圖乙中下方有濾液細線，色素的擴散方向是從下向上的，所以14分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，A項正確；圖甲中的和分別是葉綠體的內膜和外膜，它們的成分和結構相似，B項正確；分析圖丙中的過程要從兩個方面進行：一是環(huán)境條件相對穩(wěn)定時，暗反應中的兩個過程、光反應與暗反應之間均處于一種相對平衡的狀態(tài)，由于一個C5對應著兩個C3，所以C3含量要比C5高；二是當環(huán)境條件突然改變時，如CO2濃度突然降低時，短時間內由于CO2固定過程減弱而C3的還原過程仍在進行，故C3含量降低而C5含量升高，但一段時間后，反應過程又達到一個新的平衡狀態(tài)，所以C3含量不會一直下降，C項正確，D項錯誤。5進行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含量變化曲線的是()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)。6(2017·晉城四校聯(lián)考)某研究小組在水肥充足條件下，觀測了玉米光合速率等生理指標日變化趨勢，結果如圖所示。據(jù)圖判斷下列有關敘述正確的是()A光合作用消耗ATP最快的時刻是15：00B根吸水能力最強的時刻是12：00C直接引起蒸騰速率變化的生理指標是氣孔阻抗D影響光合速率的環(huán)境因素主要是CO2濃度答案C解析光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲圖可知，光合作用消耗ATP最快的時刻是12：00，A項錯誤；蒸騰作用越強，根吸水能力越強，由乙圖可知，根吸水能力最強的時刻是15：00，B項錯誤；蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失，直接引起蒸騰速率變化的生理指標是氣孔阻抗，C項正確；據(jù)圖可知，本題中影響光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度，D項錯誤。7對某植物作如下處理：甲持續(xù)光照20 min，黑暗處理20 min，乙先光照5 s后再黑暗處理5 s，連續(xù)交替40 min。若其他條件不變，則在甲、乙兩種情況下植物光合作用所制造的O2和合成的有機物總量符合下列哪項()AO2：甲<乙，有機物：甲乙BO2：甲乙，有機物：甲乙CO2：甲<乙，有機物：甲<乙DO2：甲乙，有機物：甲<乙答案D解析甲、乙光反應時間相同，產生的O2相等，但交替光照下，乙條件下暗反應及時消耗了ATP和H，為下一次的光照時間內光反應提供了充足的原料ADP、Pi和NADP等，所以相同時間內乙合成有機物的總量大于甲。8下圖表示用韭菜宿根進行的相關對照實驗流程。下列敘述錯誤的是()A提取色素時，要加入SiO2和CaCO3進行充分研磨B色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同C實驗結果可說明葉綠素的合成需要光照D實驗結果表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多答案B解析提取色素時加入SiO2是為了研磨充分，加入CaCO3是為了防止色素被破壞，A項正確；色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，B項錯誤；“結果”中在光下的色素帶有4條，而在暗處的色素帶為2條，且顏色為黃色和橙黃色，分別是葉黃素和胡蘿卜素，說明葉綠素的合成需要光照，C項正確；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，所以將等量韭菜和韭黃色素濾液放置在陽光和三棱鏡之間時，韭菜中提取的色素吸收光的種類更多，D項正確。9下圖為葉綠體的結構和功能示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)光合作用中光反應產生的_可以被暗反應所利用；在光照條件下，ATP的移動方向是_(用圖中字母和箭頭表示)。(2)若暗反應被抑制，可能的外部影響因素是_、_。(3)在電子顯微鏡下觀察，可見到葉綠體基質中含量最多的物質是_顆粒(光合產物)。(4)暗反應通過_來影響光反應，從而影響光合作用速率。答案(1)H和ATPAB(2)二氧化碳供應不足溫度過高或過低(3)淀粉(4)提供ADP、Pi以及NADP解析(1)光合作用光反應為暗反應提供H和ATP，用于三碳化合物的還原。光反應的場所是葉綠體的類囊體薄膜(A)，暗反應的場所是葉綠體基質(B)，所以光照下ATP從A移向B。(2)暗反應主要受外界環(huán)境中二氧化碳濃度和溫度的影響。(3)光合作用的產物葡萄糖最終以淀粉的形式儲存起來，且淀粉顆粒在電子顯微鏡下是可以觀察到的，所以電子顯微鏡下葉綠體基質中含量最多的物質是淀粉。(4)暗反應消耗ATP和NADPH產生ADP、Pi以及NADP，而ADP、Pi以及NADP為光反應過程中ATP、NADPH合成的原料。10下圖所示為葉綠體中色素蛋白等成分在膜上的分布。下列關于相關過程以及發(fā)生場所的說法，不正確的是()AH2OHO2發(fā)生在光反應階段，場所是葉綠體類囊體薄膜B膜上的葉綠素主要吸收藍紫光和紅光用于光合作用C發(fā)生的能量轉換是光能化學能D產生的ATP可用于植物體的各項生理活動答案D解析水的光解發(fā)生在光反應階段，場所是葉綠體的類囊體薄膜，A項正確；葉綠素主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，B項正確；光能在類囊體薄膜上轉換為ATP中的化學能，C項正確；葉綠體類囊體薄膜上經光反應產生的ATP只能用于暗反應，D項錯誤。11圖甲中試管A與試管B敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，研究光照強度對小球藻氧氣產生量的影響，試管A的結果如圖乙所示。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()AQ點的O2凈釋放量為零，是因為此點光合作用強度為零BP點為負值的原因是細胞呼吸消耗氧氣；適當降低溫度，P點將下降C在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點應右移D降低CO2濃度時，在圖乙上繪制裝置A的曲線，R點應右移答案C解析Q點時凈光合速率為0，光合作用強度不為0，A項錯誤；P點對應的數(shù)值的絕對值代表呼吸速率，若適當降低溫度，呼吸速率會下降，則P點會上移，B項錯誤；裝置B中缺鎂影響葉綠素的合成，小球藻光合速率低，Q點應右移，C項正確；CO2濃度降低，光合速率下降，R點應向左下移動，D項錯誤。12下圖為在水分充足的白天，測得的某植物幼苗的光合速率、蒸騰速率(水分以氣體形式通過氣孔散失)和氣孔導度(氣孔導度越大，氣孔開啟程度越大)日變化趨勢圖。請分析回答下列問題：(1)據(jù)圖分析，直接導致蒸騰速率變化的生理指標是_；已知某藥物可以明顯減小氣孔導度，有利于植物度過干旱環(huán)境。但使用該藥物時會影響光合作用的_階段，原因是_。據(jù)圖推測導致12：00時光合速率降低的環(huán)境因素不是CO2，理由是_。(2)從綠葉中提取葉綠體色素常用的試劑是_。答案(1)氣孔導度暗反應氣孔部分關閉，導致二氧化碳供應不足12：00時氣孔導度最大，CO2供應充足(2)無水乙醇解析(1)蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失，氣孔導度的大小直接引起蒸騰速率的變化。某藥物可以明顯減小氣孔導度，影響CO2通過氣孔進入植物體內，導致CO2供應不足，影響暗反應。通過題圖可知，在12：00時氣孔導度最大，而CO2是通過氣孔進入葉肉細胞的，說明CO2供應充足，推測導致光合速率降低的環(huán)境因素不是CO2。(2)實驗室中常用無水乙醇提取葉綠體中的色素。13(2018·貴陽一中月考)為了探究生長條件對植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時間(T)后，測定兩組植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強度隨光照強度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)據(jù)圖判斷，光照強度低于a時，影響甲組植物光合作用的限制因子是_。(2)b光照強度下，要使甲組的光合作用強度升高，可以考慮的措施是提高_(填“CO2濃度”或“O2濃度”)。(3)播種乙組植株產生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后，再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結果能夠得到的初步結論是_。答案(1)光照強度(2)CO2濃度(3)乙組光合作用強度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質的改變造成的解析(1)據(jù)圖判斷，光照強度低于a時，甲組光合作用強度隨光照的增強而增強，說明光照強度低于a點時，影響植物光合作用的限制因子是光照強度。(2)甲組在b點條件下，光照強度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用強度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用產物，CO2才是光合作用的原料，故應該增加CO2濃度。(3)個體的表現(xiàn)型受遺傳因素與環(huán)境因素共同影響。若乙組的光合作用強度變化受遺傳因素影響，則在甲組的光照條件下，乙組的子代光合作用強度隨光照強度變化情況應與甲組不同，此與題干矛盾，故可排除遺傳因素影響，因此乙組光合作用強度的變化應由環(huán)境因素(即低光照)引起，并非遺傳物質改變所致。