（全國）2018版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細胞的能量供應(yīng)和利用 第10講 光合作用的探究歷程與基本過程學(xué)案

第10講光合作用的探究歷程與基本過程1光合作用的基本過程()2實驗：葉綠體色素的提取和分離捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1葉綠體中色素的種類和顏色色素的種類色素的顏色葉綠素葉綠素a藍綠色葉綠素b黃綠色類胡蘿卜素葉黃素黃色胡蘿卜素橙黃色2葉綠體中色素的吸收光譜分析(1)色素的功能：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)色素吸收光的范圍：可見光的波長范圍大約是390760 nm，葉綠體中的色素只吸收可見光，對紅外光和紫外光等不吸收。3葉綠體(1)結(jié)構(gòu)示意圖(2)結(jié)構(gòu)決定(3)功能：進行光合作用的場所證明(4)恩格爾曼的實驗：好氧細菌只分布于葉綠體被光束照射的部位1(必修1 P99色素與吸收光譜改編)如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷，以下說法不正確的是()A由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收400500 nm波長的光B用450 nm波長的光比600 nm波長的光更有利于提高光合作用強度C由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，葉綠體中C3的量增加D土壤中缺乏鎂時，植物對420470 nm波長的光的利用量顯著減少答案：C2(深入追問)如圖是恩格爾曼實驗裝置改裝示意圖，光線先通過三棱鏡再通過葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿，一段時間后，水綿周圍好氧細菌分布無顯著變化，請分析其原因。提示：三棱鏡將光分為七色光，葉綠體色素提取液主要吸收紅光和藍紫光，故透過三棱鏡再通過葉綠體色素提取液后照射到水綿上的光，沒有紅光和藍紫光，使水綿不同部位的光合作用變化不大，產(chǎn)生氧氣的量大致相同，因此水綿周圍好氧細菌分布無顯著變化。1恩格爾曼實驗方法的巧妙之處(1)巧選實驗材料：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)妙法排除干擾因素：沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。(3)巧妙設(shè)計對照實驗：用極細的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對照實驗；臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結(jié)果。2影響葉綠素合成的“三大”因素(1)光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，葉片會發(fā)黃。(2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)酶的活性，影響葉綠素的合成，低溫時葉綠素容易被破壞，使葉子變黃。(3)礦質(zhì)元素：葉綠素合成的必需元素，如氮、鎂等；葉綠素合成的輔助成分，如缺鐵后某些酶無法合成，葉綠素不能合成，葉子會變黃?！靖兄碱}】(2016·高考全國卷甲，4)關(guān)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(gòu)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葉綠素合成受阻引起的解析葉綠體中的色素易溶于有機溶劑如乙醇、丙酮中，A項敘述正確；鎂是葉綠素的組成元素，植物中的礦質(zhì)元素主要由根從土壤中吸收，B項敘述正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光(波長范圍大約是390760 nm)，而紅外光是波長大于760 nm的光，紫外光是波長小于390 nm的光，C項敘述錯誤；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，從而使葉片表現(xiàn)出類胡蘿卜素的黃色，D項敘述正確。答案C紅楓在生長季節(jié)葉片呈紅色的原因是因為液泡中含有花青素。 高分點撥類題通法色素與葉片顏色的分析方法正常綠色正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例為31，且對綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色葉色變黃寒冷時，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩(wěn)定，葉片顯示出類胡蘿卜素的顏色而變黃葉色變紅秋天降溫時，植物體為了適應(yīng)寒冷環(huán)境，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉片呈現(xiàn)紅色【跟進題組】1(2017·河南五校聯(lián)考)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解析：選D。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，該色素主要吸收了紅光和藍紫光，所以該色素為葉綠素a。2(2017·河北石家莊二中模擬)圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A圖乙所示結(jié)構(gòu)取自圖甲中的或B與光合作用有關(guān)的酶全部分布在圖乙所示結(jié)構(gòu)上C圖乙所示的結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生H并消耗ATP的場所D葉綠體以圖甲中的形式擴大膜的表面積解析：選D。圖乙所示結(jié)構(gòu)含有光合色素，光合色素只分布在葉綠體的類囊體薄膜上，對應(yīng)于圖甲中的，A項錯誤；在葉綠體的基質(zhì)(圖甲)中，也分布有與光合作用有關(guān)的酶，B項錯誤；消耗ATP的場所是葉綠體的基質(zhì)(圖甲)，C項錯誤；是葉綠體的類囊體，葉綠體以圖甲的形式擴大膜的表面積，D項正確。光合作用的探究歷程及過程1光合作用的探究歷程連一連2光合作用的過程根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別過程項目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)條件光照、色素和酶多種酶、有無光都可以原料H2O、NADP、ADP、PiH、ATP、CO2產(chǎn)物H、ATP、O2(CH2O)、ADP、Pi物質(zhì)變化水的光解：H2OHO2ATP的合成：ADPPiATPCO2的固定：CO2C52C3C3的還原：2C3(CH2O)C5能量變化光能ATP中活躍化學(xué)能ATP中活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能光合作用過程的“一、二、三、四”1(必修1 P106基礎(chǔ)題T6改編)如圖是利用小球藻進行光合作用實驗的示意圖，關(guān)于甲物質(zhì)和乙物質(zhì)的相對分子質(zhì)量的比較，正確的是()A甲乙B甲乙C甲乙 D無法確定答案：B2(深入追問)根據(jù)提供的物質(zhì)和能量，利用箭頭構(gòu)建光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系模型(光能、H、ATP、ADPPi、H2O、O2、CO2、(CH2O)。提示： 突破1高考常考的2個光合作用探究歷程的經(jīng)典實驗分析(1)薩克斯實驗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。該實驗的關(guān)鍵是要進行饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強實驗的說服力。(2)魯賓和卡門實驗應(yīng)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(zhuǎn)移途徑。此實驗設(shè)置了對照，自變量是標記物質(zhì)即HO和C18O2，因變量是釋放的O2有無放射性。 突破2光合作用過程中元素轉(zhuǎn)移途徑分析完成下面的光合作用總反應(yīng)式，分析各元素去向(1)光合作用中氫元素的轉(zhuǎn)移途徑3H2O(C3H2O)(2)光合作用過程中O元素的轉(zhuǎn)移途徑HO18O2C18O2C3(CHO)HO(3)光合作用過程中C元素的轉(zhuǎn)移途徑14CO214C3(14CH2O)(1)光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)階段C3的還原，不能用于其他生命活動。(2)光反應(yīng)必須在光照下進行，暗反應(yīng)有光、無光均能進行。(3)暗反應(yīng)停止時，使ATP和H積累，光反應(yīng)也要停止。(4)H既不是H，也不是H，而是還原型輔酶(NADPH)，它是由氧化型輔酶(NADP)與電子和質(zhì)子(H)結(jié)合形成的。 【感知考題】如圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中ag為物質(zhì)，為反應(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實線表示，能量傳遞用虛線表示)。請回答以下問題：(1)圖中a物質(zhì)主要吸收_，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成_。(2)圖中表示水分的吸收，表示_，c為_，該物質(zhì)只能用于暗反應(yīng)，不能用于其他生命活動。(3)和進行的場所分別是_。通過H和ATP將光反應(yīng)和暗反應(yīng)聯(lián)系起來。(4)當(dāng)g突然停止供應(yīng)，則細胞內(nèi)e的含量會_；當(dāng)光照突然增強，細胞內(nèi)e的含量會_ 。答案(1)紅光和藍紫光ATP中活躍的化學(xué)能(2)水的光解ATP(3)葉綠體類囊體薄膜、葉綠體基質(zhì)(4)上升上升(1)若停止CO2的供應(yīng)，在適宜的光照條件下，葉綠體產(chǎn)生的O2量不會(“會”或“不會”)基本穩(wěn)定。(2)若突然提高CO2的濃度，葉綠體內(nèi)的H、ATP將減少。 高分點撥類題通法模型法分析C5、C3等物質(zhì)含量的變化當(dāng)外界條件改變時，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量變化可以采用如圖分析：(1)停止光照時：ATP，ADP，C3，C5，分析如下：(2)CO2供應(yīng)停止時：C5，C3，ATP，ADP，分析如下：【跟進題組】 命題1光合作用探究歷程的實驗分析1(2017·合肥高三質(zhì)檢)在光合作用的探究歷程中，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，提出了植物在進行光合作用時能量轉(zhuǎn)化的假說。以下哪項科學(xué)實驗?zāi)茏C明這一假說()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(chǎn)生淀粉的實驗D魯賓和卡門證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來自水的實驗解析：選C。薩克斯證明綠葉在光下可以產(chǎn)生淀粉，說明了光能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能，其他實驗均無法證明光合作用時能量轉(zhuǎn)化的假說，故C項正確。 命題2光合作用過程分析2(2017·青島質(zhì)檢)如圖表示發(fā)生在葉綠體中的相關(guān)代謝過程，其中表示相關(guān)過程，A、B表示兩種氣體物質(zhì)，下列說法錯誤的是()A過程表示光反應(yīng)，過程的場所是葉綠體基質(zhì)B物質(zhì)A表示O2，物質(zhì)B表示CO2C過程能將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能D過程的兩個階段都需要消耗過程產(chǎn)生的H和ATP解析：選D。由題圖可知，過程分別表示光反應(yīng)和暗反應(yīng)，反應(yīng)場所分別是葉綠體的類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)。物質(zhì)A、B分別表示O2和CO2。光反應(yīng)能將光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲存在ATP中，暗反應(yīng)能將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在葡萄糖中。過程包括CO2的固定和C3的還原兩個階段，其中CO2的固定不需要消耗過程產(chǎn)生的H和ATP。3(2017·北京東城模擬)科學(xué)家往小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同時間的光照，結(jié)果如表。實驗組別光照時間(s)放射性物質(zhì)分布12大量3­磷酸甘油酸(三碳化合物)22012種磷酸化糖類360除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機酸等根據(jù)上述實驗結(jié)果分析，下列敘述不正確的是()A本實驗利用小球藻研究的是光合作用的暗反應(yīng)階段B每組照光后需將小球藻進行處理使酶失活，才能測定放射性物質(zhì)分布CCO2進入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是12種磷酸化糖類D實驗結(jié)果說明光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等解析：選C。CO2是光合作用暗反應(yīng)階段的原料，A正確；每組照光后將小球藻進行處理使酶失活，其目的是終止相關(guān)的反應(yīng)，這樣測定的數(shù)據(jù)，才能準確反映光照時間內(nèi)放射性物質(zhì)的分布，B正確；在光合作用的暗反應(yīng)過程中，CO2先進行固定，生成三碳化合物，然后是三碳化合物被還原，從表中可以看出，放射性首先出現(xiàn)在3­磷酸甘油酸中，C錯誤；表中信息顯示，光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等，D正確。誤區(qū)1認為用光照射光合色素就能發(fā)生光反應(yīng)點撥葉綠體中的色素具有吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的作用，但發(fā)生光反應(yīng)除色素、光照之外，還需要ADP、Pi、H2O、NADP、酶等。誤區(qū)2認為白天植物只進行光合作用點撥植物在白天時同時進行光合作用和細胞呼吸。 命題3條件驟變細胞內(nèi)H、ATP、C3、C5等物質(zhì)的變化4(2016·高考天津卷，2)在適宜反應(yīng)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(zhì)，組合正確的是()A紅光，ATP下降B紅光，未被還原的C3上升C綠光，H下降 D綠光，C5上升解析：選C。葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光等可見光，吸收的綠光很少。將白光改為光照強度相同的紅光，光反應(yīng)增強，葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的ATP和H增多，C3的還原增加，導(dǎo)致未被還原的C3減少，故A、B項錯誤；將白光改為光照強度相同的綠光，光反應(yīng)減弱，葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的ATP和H減少，C3的還原量降低，導(dǎo)致C5減少，故C項正確、D項錯誤。5(原創(chuàng))如圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內(nèi)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)境因素的改變的分析，正確的是()A突然停止光照B突然增加CO2濃度C降低環(huán)境溫度D增加光照強度解析：選D。突然停止光照時，H和ATP減少，C3被消耗的量減少，故其含量增多，而C5的來源減少，故其含量降低。突然增加CO2濃度時，合成C3的原料增加，導(dǎo)致C3含量增加。增加光照強度時，H和ATP增多，C3因大量消耗而減少，C5的含量增加。結(jié)合“新情境”考查光合作用過程6如圖表示玉米光合作用利用CO2合成(CH2O)的過程，玉米葉肉細胞通過“CO2泵”內(nèi)的一些化學(xué)反應(yīng)，將空氣中的CO2泵入維管束鞘細胞，使維管束鞘細胞積累較高濃度的CO2，以保證(CH2O)的合成順利進行。回答下列問題：(1)圖中過程是_，物質(zhì)A是_，過程的進行還需要_等物質(zhì)參與，原因是_。(2)如果在玉米葉肉細胞中注入某種促進劑使“CO2泵”的活性升高，則在短時間內(nèi)，維管束鞘細胞中C5的含量_。(3)研究發(fā)現(xiàn)晴朗的夏季中午光照增強，溫度過高，葉片氣孔開度下降，作為光合作用原料之一的_減少，而此時玉米光合速率基本不受影響，其原因是玉米_。答案：(1)C3的還原C3ATP和HH作為還原劑還原C3，ATP提供能量(2)降低(3)CO2有CO2泵，其能維持維管束鞘細胞內(nèi)有較高濃度的CO2(實驗7)綠葉中色素的提取與分離1實驗原理(1)提取：綠葉中的色素能夠溶于有機溶劑而不溶于水，可用無水乙醇等有機溶劑提取色素。(2)分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。2實驗步驟提取色素：稱取5 g的綠葉，剪碎，放入研缽中加入少量二氧化硅、碳酸鈣和10 mL無水乙醇研磨過濾收集到試管內(nèi)并塞嚴試管口制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，在距離剪角一端1 cm處用鉛筆畫一條細的橫線畫濾液細線：用毛細吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細線，待濾液干后，再畫12次分離色素：將適量的層析液倒入試管中，分離過程如圖所示結(jié)果分析：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度a胡蘿卜素橙黃色最少最高最快b葉黃素黃色較少較高較快c葉綠素a藍綠色最多較低較慢d葉綠素b黃綠色較多最低最慢注意事項及原因分析過程注意事項操作目的提取色素(1)選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高(2)研磨時加無水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇過度揮發(fā)，充分溶解色素(5)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(1)濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散(2)濾液細線要直、細、勻使分離出的色素帶平整不重疊(3)濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明(4)濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中【感知考題】(2016·高考江蘇卷，17)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(yīng)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(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則葉綠素條帶會很快隨溶劑揮發(fā)消失解析提取色素時，應(yīng)在研磨前加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素，A項錯誤；菜葉剪碎不夠充分，提取的濾液中色素的含量少，分離結(jié)果中色素帶變窄，但分離得到的色素種類不變，B項正確；在研磨時分次加入10 mL乙醇比一次性加入10 mL乙醇的效果好，C項錯誤；層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果的原因是葉綠素在光下容易分解，并不是葉綠素隨溶劑揮發(fā)消失，D項錯誤。答案B(1)如圖中代表新鮮菠菜葉的光合色素紙層析結(jié)果，請判斷所示結(jié)果最有可能來自秋冬的銀杏落葉，還是正常生長的柳樹幼葉？秋冬的銀杏落葉。判斷的理由是：秋冬季節(jié)氣溫降低，葉綠素分子易被破壞，而使銀杏的葉子變黃，由于缺少葉綠素a和葉綠素b，所以層析的結(jié)果與圖吻合。(2)如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實驗的改進裝置。應(yīng)將濾液滴在a處(“a處”或“b處”)。實驗結(jié)果應(yīng)會出現(xiàn)四個不同顏色的同心圓，最外層應(yīng)是橙黃色。 高分點撥類題通法綠葉中色素提取與分離實驗異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。使用放置數(shù)天的葉片，濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無水乙醇(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：濾紙條上的濾液細線接觸到層析液。(3)濾紙條看不見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?！靖M題組】1(2015·高考江蘇卷，21改編)為研究高光強對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果(、為色素條帶)。 下列敘述錯誤的是()A強光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低B類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照C色素、吸收光譜的吸收峰波長不同D畫濾液線時，濾液在點樣線上只能畫一次解析：選D。題圖中、色素條帶分別代表胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。由題圖可知，正常光照與強光照相比，正常光照下葉綠素含量高，A項正確。強光照條件下，類胡蘿卜素含量增加，說明類胡蘿卜素含量增加有利于植物抵御強光照，B項正確。葉綠素a吸收光譜的吸收峰波長約為430 nm和660 nm，葉綠素b吸收光譜的吸收峰波長約為460 nm和640 nm，C項正確。畫濾液線時，首先畫出一條細線，待濾液干后，再重復(fù)畫一兩次，目的是增加濾液線中的色素含量，層析后獲得更清晰的色素條帶，D項錯誤。2(原創(chuàng))回答下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實驗中的問題：(1)某同學(xué)的操作過程如下：將5 g新鮮完整的菠菜葉放入研缽中，加入無水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨；用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線處小心均勻地畫出一條濾液細線，并連續(xù)迅速地重復(fù)畫12次；將畫好細線的濾紙條插入層析液中，并不斷搖晃，以求加快色素在濾紙條上的擴散。結(jié)果實驗失敗，請指出其錯誤所在：_。_。_。(2)某小組利用新鮮菠菜葉進行色素的提取和分離實驗的幾個同學(xué)由于操作不同，出現(xiàn)了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析不合理的是_。A甲可能誤用蒸餾水做提取液和層析液B乙可能是因為研磨時未加入SiO2C丙是正確操作得到的理想結(jié)果D丁可能是因為研磨時未加入CaCO3(3)秋天，北方樹葉大都由綠變黃，其原因是占四種色素總量80%的_和_分解，從而顯示出_和_的顏色。答案：(1)不應(yīng)用完整葉片，而應(yīng)去掉葉柄后剪碎不應(yīng)連續(xù)迅速地重復(fù)畫線，而應(yīng)待干燥后重復(fù)畫線不應(yīng)搖晃以免層析液沒及濾液細線(2)C(3)葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素核心體系構(gòu)建填空綠葉中色素的提取和分離吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能6CO212H2OC6H12O66H2O6O2光照強度、溫度、CO2濃度等光反應(yīng)暗反應(yīng)規(guī)范答題必備1光合作用探究歷程中的2種同位素(1)18O：魯賓和卡門利用HO和C18O2證明光合作用釋放的氧氣來自水。(2)14C：卡爾文利用14CO2探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。2光合作用的2個場所(1)光反應(yīng)：葉綠體的類囊體薄膜。(2)暗反應(yīng)：葉綠體基質(zhì)。3光合作用過程中的3種能量變化光能活躍的化學(xué)能(ATP)穩(wěn)定的化學(xué)能(糖類)。4光合作用2個過程中的物質(zhì)變化(1)光反應(yīng)水的光解：2H2O4HO2ATP形成：ADPPi能量ATP(2)暗反應(yīng)CO2的固定：CO2C52C3C3的還原：2C3課時作業(yè)1下列關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實驗的操作，正確的是()A使用定性濾紙過濾研磨液B將干燥處理過的定性濾紙條用于層析C在畫出一條濾液細線后緊接著重復(fù)畫線23 次D研磨葉片時，用體積分數(shù)為70%的乙醇溶解色素解析：選B。在提取葉綠體中的色素時，漏斗基部放單層尼龍布進行過濾，A項錯誤；紙層析法分離濾液中的色素時，需用干燥的定性濾紙，B項正確；畫出一條濾液細線后需等濾液干后再重復(fù)畫線12次，C項錯誤；研磨葉片時是用無水乙醇溶解色素，D項錯誤。2下列關(guān)于科學(xué)實驗及方法的敘述，正確的是()A利用光學(xué)顯微鏡觀察細胞膜時發(fā)現(xiàn)其具有暗亮暗三層結(jié)構(gòu)B分別用HO和C18O2作對照研究光合作用的產(chǎn)物O2的來源C用14CO2研究光合作用中碳的轉(zhuǎn)移途徑為CO2C3C5(CH2O)D用極細的光束和乳酸菌處理黑暗中的水綿證明葉綠體在光合作用中產(chǎn)生氧氣解析：選B。細胞膜的暗亮暗結(jié)構(gòu)屬于亞顯微結(jié)構(gòu)，在光學(xué)顯微鏡下看不見，A項錯誤；運用同位素標記法，分別用HO和C18O2作為原料，分析光合作用釋放O2的放射性，可得知O2中的O來自于H2O，B項正確；光合作用中碳的轉(zhuǎn)移途徑為CO2C3(CH2O)，C項錯誤；乳酸菌屬于厭氧菌，不能和水綿證明葉綠體在光合作用中產(chǎn)生氧氣，D項錯誤。3(經(jīng)典題)如圖為葉肉細胞中葉綠體進行光合作用的過程，下列敘述錯誤的是()A葉綠體是光合作用的完整單位，它能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存在植物細胞內(nèi)B光合作用的光反應(yīng)是在圖中上進行的，而暗反應(yīng)是在圖中中進行的C圖中葉綠體產(chǎn)生的氧氣擴散到相鄰細胞中去，并參與有氧呼吸要穿過8層生物膜DH2O光解產(chǎn)生的H是還原劑解析：選C。圖中葉綠體釋放的氧氣進入相鄰細胞參與有氧呼吸，需要依次經(jīng)過第一個細胞的葉綠體(2層膜)、細胞膜(1層膜)，進入第二個細胞需要通過細胞膜(1層膜)，進入線粒體通過2層膜，共通過6層生物膜。4下列變化中，可在葉綠體基質(zhì)中完成的是()H2OHO2ATPADPPi能量C3C6H12O6C5H2OCO2C5C3ABC D解析：選C。葉綠體基質(zhì)是進行暗反應(yīng)的場所，主要進行CO2的固定和C3的還原，在該階段需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP，而過程是水的光解，發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上。5(2017·安徽示范高中聯(lián)考)光照是綠色植物進行光合作用的必要條件，在光合作用中光的作用有()光合作用的能源催化ATP的分解影響葉綠素合成調(diào)節(jié)氣孔開放固定CO2A BC D解析：選C。光是光合作用的能源，葉綠素的形成需要光，光照強度可調(diào)節(jié)氣孔開放，正確；光沒有催化作用，光與CO2的固定無直接關(guān)系，錯誤。6(2017·安徽蚌埠模擬)科學(xué)家將離體葉綠體浸泡在pH4的酸性溶液中不能產(chǎn)生ATP(見圖1)，當(dāng)葉綠體基質(zhì)和類囊體均達到pH4時(見圖2)，將其轉(zhuǎn)移到pH8的堿性溶液中(見圖3)發(fā)現(xiàn)ATP合成。下列敘述不合理的是()A光可為該實驗提供能量，是該實驗進行的必要條件B該實驗中葉綠體完整，保證反應(yīng)過程高效、有序地進行C產(chǎn)生ATP的條件是類囊體腔中的H濃度高于葉綠體基質(zhì)D葉肉細胞中的葉綠體依靠水的光解產(chǎn)生類似于圖3的條件解析：選A。題干實驗中，沒有提及光照，ATP的產(chǎn)生只與類囊體腔中的H濃度高于葉綠體基質(zhì)有關(guān)。7(原創(chuàng)題)下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，A、B、C、D表示葉綠體的結(jié)構(gòu)，表示有關(guān)物質(zhì)。下列敘述不正確的是()A參與光合作用的色素位于圖中的A部位BCO2進入葉綠體后，通過固定形成物質(zhì)C若突然停止光照，C3的含量會升高D用14C標記CO2進行光合作用，可在中測到較高放射性解析：選B。CO2通過固定形成物質(zhì)。8進行正常光合作用的葉片，如果在a點時突然增加CO2的供應(yīng)量，能表示葉綠體中H含量變化的曲線是()解析：選A。突然增加CO2的供應(yīng)量，C3含量增多，用于C3還原的H增多，則葉綠體中H含量減少。9(2017·廣州二模)如表所示是在適宜條件下測得某植物葉綠體色素吸收光能的情況，有關(guān)分析不正確的是( )色素吸收光能百分比(%)波長(nm)色素400450500550600670700葉綠素a4068515164016全部色素75935035457535AO2的釋放速率變化與全部色素吸收光能百分比變化基本一致B由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光時，葉綠體中C3的量會增加C該植物缺乏Mg時，葉綠素a吸收的光能百分比的減少幅度更大D一定范圍內(nèi)，環(huán)境溫度降低，該植物對光能的利用能力降低解析：選B。由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光時，植物對光的吸收增強，ATP、H的產(chǎn)生量增多，C3的利用量增多，C3減少，B錯誤。10如圖表示某綠色植物進行光合作用的示意圖，請分析回答下列問題：(1)圖中a、b兩個生理過程發(fā)生的場所是_，若適當(dāng)提高CO2濃度，則短時間內(nèi)圖中C的含量變化是_。(2)圖中物質(zhì)D為_，D的生成量可代表光合作用的強度。(3)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該植物夜晚雖然能吸收CO2，卻不能合成D，原因是_。(4)在電子顯微鏡下觀察，可看到葉綠體內(nèi)部有一些顆粒，它們被看作是葉綠體的脂質(zhì)倉庫，其體積隨葉綠體的生長而逐漸變小，可能的原因是_。解析：(1)題圖中a表示CO2的固定，b表示C3的還原，均為暗反應(yīng)中的物質(zhì)變化，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。若適當(dāng)提高CO2濃度，CO2的固定會增強，C3含量會增多，因此C3的還原利用的H和ATP增多，從而導(dǎo)致H(即圖中C)含量下降。(2)題圖中物質(zhì)D為光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物，即(CH2O)(或有機物、糖類)，光合作用過程中糖類的生成量、O2的釋放量和CO2的吸收量等均能代表光合作用強度。(3)在夜間沒有光照，不能進行光反應(yīng)，不能生成H和ATP，因此暗反應(yīng)中C3的還原無法進行。(4)葉綠體的生長過程就是葉綠體外膜、內(nèi)膜以及類囊體薄膜不斷生長的過程，而葉綠體膜的成分主要為磷脂和蛋白質(zhì)，因此脂質(zhì)倉庫中的脂質(zhì)將用于葉綠體的生長而逐漸變小。答案：(1)葉綠體基質(zhì)下降(2)(CH2O)(或有機物、糖類)(3)沒有光照，不能進行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)提供H和ATP(4)顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)11(2015·高考全國卷，29)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)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(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實驗結(jié)果如下：A組：先光照后黑暗，時間各為675 s；光合作用產(chǎn)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75 s；光合作用產(chǎn)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375 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)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(chǎn)物的相對含量為100%?；卮鹣铝袉栴}：(1)單位光照時間內(nèi)，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(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要_，這些反應(yīng)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(chǎn)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。解析：(1)C組的光合作用時間僅僅是D組的一半，但C組光合作用產(chǎn)物的相對含量與D組相差很少，可以判斷C組單位光照時間內(nèi)植物合成有機物的量高于D組。C組和D組的結(jié)果對照說明黑暗處理時也進行光合作用，即光合作用過程中某些反應(yīng)不需要光照，該反應(yīng)指的是暗反應(yīng)，進行暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)。(2)比較A、B、C三組可以看出，三組的光照和黑暗交替頻率不同，交替頻率增加可使光照下產(chǎn)生的ATP和還原型輔酶及時利用和再生，從而提高光合作用中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(chǎn)物的相對含量卻是D組的94%光照基質(zhì)(2)光照和黑暗交替頻率ATP和還原型輔酶12(2017·齊魯名校調(diào)研)如圖表示某生物膜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為葉綠體內(nèi)膜Ba側(cè)為葉綠體基質(zhì)，其中含有少量DNAC甲表示色素，在層析液中溶解度最高的是葉綠素aD圖示過程為光反應(yīng)，該過程不需要酶的催化解析：選B。因圖示過程需要光照，故該過程為光反應(yīng)，場所為葉綠體類囊體薄膜，A錯誤。光反應(yīng)生成的ATP進入葉綠體基質(zhì)參與暗反應(yīng)，故a側(cè)為葉綠體基質(zhì)，葉綠體基質(zhì)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(yīng)過程需要酶的參與，D錯誤。13給光下正常進行光合作用的葉肉細胞增加14CO2，一段時間后，關(guān)閉光源，含放射性C3濃度的變化情況如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是()A葉肉細胞利用14CO2的場所是葉綠體基粒Bab段葉肉細胞中C3濃度大量增加Cbc段C3濃度不變的原因是14CO2消耗殆盡Dc點后曲線上升是因為黑暗條件下，葉肉細胞內(nèi)無H和ATP的供應(yīng)解析：選D。CO2直接參與暗反應(yīng)中CO2的固定過程，其場所是葉綠體基質(zhì)，A項錯誤；ab段含放射性的C3濃度升高，說明以14CO2為原料生成的C3增加，但由于暗反應(yīng)增強會促進光反應(yīng)，因此C3濃度略有增加，但不會大量增加，B項錯誤；bc段C3濃度不變是因為14C3的生成速率和消耗速率相等，c點后放射性C3濃度繼續(xù)升高，說明c點時CO2并未消耗殆盡，C項錯誤；c點后曲線上升是因為黑暗條件下，葉肉細胞內(nèi)無H和ATP的供應(yīng)，從而導(dǎo)致C3的消耗減少所致，D項正確。14卡爾文及其同事因在光合作用方面的研究成果獲得了1961年的諾貝爾化學(xué)獎。卡爾文將小球藻裝在一個密閉容器中，通過一個通氣管向玻璃容器中通入CO2，通氣管上有一個開關(guān)，可控制CO2的供應(yīng)，容器周圍有光源，通過控制電源開關(guān)可控制光照的有無。請回答下列問題：(1)實驗材料小球藻屬于_(填“原核”或“真核”)生物。(2)卡爾文通過停止_來探究光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系，他得到的實驗結(jié)果是圖中的_。(3)卡爾文通過停止_來探究光合作用過程中固定CO2的化合物，這時他發(fā)現(xiàn)C5的含量快速升高，由此得出固定CO2的物質(zhì)是C5的結(jié)論。(4)卡爾文向密閉容器中通入14CO2，當(dāng)反應(yīng)進行到第5 s時，14C出現(xiàn)在一種C5和一種C6中；將反應(yīng)時間縮短到05 s時，14C出現(xiàn)在一種C3中。上述實驗中卡爾文是通過控制_來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的，采用的技術(shù)方法有_等。(5)卡爾文將不同反應(yīng)條件下的小球藻放入70 的蒸餾水中，這樣做是為了使細胞中的_失活，此時，細胞中的化合物就保持在熱處理之前的狀態(tài)。解析：(1)小球藻屬于真核生物。(2)在光照下，光反應(yīng)進行，其產(chǎn)生的ATP和H參與暗反應(yīng)中C3的還原，因此，通過停止光照可以探究光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系。當(dāng)停止光照后，光反應(yīng)停止，ATP和H的合成停止，則C3的還原減少，C3濃度增大，C5濃度減小，停止光照一段時間后，C3和C5濃度基本保持不變。(3)在暗反應(yīng)中，CO2與C5結(jié)合形成C3，當(dāng)停止CO2的供應(yīng)后，CO2的固定受到影響，故會導(dǎo)致C5含量升高。(4)由題中敘述可知，實驗中卡爾文是通過控制反應(yīng)時間來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的，該實驗中他采用了放射性同位素標記法。(5)酶是生物體內(nèi)催化化學(xué)反應(yīng)的催化劑，大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在高溫下酶的結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致細胞中的化學(xué)反應(yīng)不能進行，化合物的含量不再發(fā)生變化。答案：(1)真核(2)光照A(3)CO2的供應(yīng)(4)反應(yīng)時間同位素標記法(5)酶22