2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第10講 能量之源-光與光合作用講義.doc

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2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第10講 能量之源-光與光合作用講義 　1.光合作用的基本過程(Ⅱ)　2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)　3.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離 [學(xué)生用書P67] 一、捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu) 1．色素的種類和功能 色素 功能 葉綠素 葉綠素a：藍(lán)綠色 主要吸收藍(lán)紫光和紅光 葉綠素b：黃綠色 類胡蘿卜素 葉黃素：黃色 主要吸收藍(lán)紫光 胡蘿卜素：橙黃色 2.葉綠體 (1)結(jié)構(gòu)示意圖 (2)結(jié)構(gòu) ↓決定 (3)功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 證明 (4)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)：好氧細(xì)菌只分布于葉綠體被光束照射的部位 　葉綠體 葉綠體膜兩層，基質(zhì)基粒來組成，類囊體來堆疊，上有色素酶附著，吸收光能來轉(zhuǎn)化，光合作用好場(chǎng)所。 二、光合作用的探索歷程[連一連] 　　　　　　　 ?、莺廷拗锌茖W(xué)家用什么樣的技術(shù)手段得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論？該技術(shù)手段有何用途？ 提示：同位素標(biāo)記法；追蹤某元素或某物質(zhì)的轉(zhuǎn)移去向。 三、光合作用的反應(yīng)式及過程 1．反應(yīng)式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 2．過程 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。 　光合作用過程的“一、二、三、四” 四、影響光合作用的因素 1．光合作用強(qiáng)度 (1)含義：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造有機(jī)物的量。 (2)指標(biāo)：一定時(shí)間內(nèi) 2．影響光合作用強(qiáng)度的因素 (1)空氣中CO2的濃度。 (2)土壤中水分的多少，溫度的高低。 (3)光照的長(zhǎng)短與強(qiáng)弱，光的成分。 3．光合作用與化能合成作用的比較 光合作用 化能合成作用 本質(zhì) 都能將CO2和H2O等無機(jī)物合成為有機(jī)物 能量 光能 氧化無機(jī)物放出的能量 代表生物 綠色植物 硝化細(xì)菌等微生物 1．(必修1 P100基礎(chǔ)題T3改編)恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)大量的好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論主要是 (　　) A．葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用，放出氧氣 B．光合作用釋放氧氣的部位是葉綠體的類囊體 C．葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光 D．好氧細(xì)菌沒有線粒體也能進(jìn)行有氧呼吸 答案：A 2．(必修1 P106基礎(chǔ)題T6改編)下圖是利用小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的示意圖，關(guān)于甲物質(zhì)和乙物質(zhì)的相對(duì)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：B 3．思維診斷 (1)判斷下列有關(guān)葉綠體及色素的敘述 ①(xx高考重慶卷T1C)葉綠體色素在層析液中的溶解度越高，在濾紙上擴(kuò)散就越慢。() ②葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。(√) ③利用紙層析法可分離4種葉綠體色素。(√) (2)判斷下列有關(guān)光合作用和化能合成作用的敘述 ①(xx南京市統(tǒng)考T11C)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。() ②光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP可用于核糖體合成蛋白質(zhì)。() ③光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑。(√) ④離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反應(yīng)。(√) ⑤硝化細(xì)菌雖然不能進(jìn)行光合作用，但是自養(yǎng)生物。(√) (3)判斷下列有關(guān)影響光合作用的因素及應(yīng)用的敘述 ①(xx高考山東卷T4D)適宜條件下光合作用過程中C5/C3的比值，停止供應(yīng)CO2后比停止前高。(√) ②將一株生長(zhǎng)正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，玻璃容器內(nèi)CO2濃度一直保持穩(wěn)定，不變化。() ③停止供水，植物光合速率下降，這是由于水是光合作用的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕橘|(zhì)。(√) ④無色透明塑料大棚比綠色塑料大棚光合作用效率低。() 考點(diǎn)一　光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析[學(xué)生用書P69] 1．普利斯特利的實(shí)驗(yàn) 密閉玻璃罩＋綠色植物＋ (1)沒有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長(zhǎng)。 (2)限于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，沒有明確植物吸收和釋放氣體的成分。 2．薩克斯的實(shí)驗(yàn) 黑暗中饑餓處理的綠葉 (1)該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了自身對(duì)照，自變量為光的有無，因變量是顏色變化(有無淀粉生成)。 (2)該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是饑餓處理，以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說服力。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯，在用碘蒸氣處理之前應(yīng)用熱酒精對(duì)葉片進(jìn)行脫色處理。 (3)本實(shí)驗(yàn)除證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明光是光合作用的必要條件。 3．恩格爾曼的實(shí)驗(yàn) (1)結(jié)論：葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，光合作用過程中能產(chǎn)生氧氣。 (2)該實(shí)驗(yàn)設(shè)置極細(xì)光束和黑暗、完全曝光和黑暗兩組對(duì)照。自變量為光照和黑暗，因變量為好氧菌聚集的部位。 4．魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn) HO＋CO2―→植物―→18O2 H2O＋C18O2―→植物―→O2 (1)該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照，自變量是標(biāo)記物質(zhì)(HO和C18O2)，因變量是O2放射性的有無。 (2)魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法可以追蹤C(jī)O2和H2O中的C、H、O元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑。 如圖是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實(shí)驗(yàn)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．兩實(shí)驗(yàn)均需進(jìn)行“黑暗”處理，以消耗細(xì)胞中原有的淀粉 B．兩實(shí)驗(yàn)均需要光的照射 C．兩實(shí)驗(yàn)中只有恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照 D．兩實(shí)驗(yàn)均可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣 [解析]　圖示的兩實(shí)驗(yàn)中，只有薩克斯的實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行“黑暗”處理，目的是消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉。恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合作用進(jìn)行的場(chǎng)所，薩克斯實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合作用的產(chǎn)物，所以兩實(shí)驗(yàn)均需要光的照射。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)中，黑暗與極細(xì)光束、黑暗與完全曝光形成對(duì)照；薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對(duì)照。 恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)可證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物；薩克斯的實(shí)驗(yàn)可證明淀粉是光合作用的產(chǎn)物，但不能證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物。 [答案]　B 1．證明光合作用需要的原料(CO2、H2O)和條件(光) (1)檢測(cè)指標(biāo)：是否有淀粉生成。 (2)實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)植物先遮光進(jìn)行饑餓處理→再照光并給予相應(yīng)條件處理后(施加變量)→經(jīng)酒精脫色→碘液檢驗(yàn)(能被碘液染成藍(lán)色則說明有淀粉產(chǎn)生)。 如圖所示為驗(yàn)證CO2是光合作用必需原料的實(shí)驗(yàn)過程。 2．證明光合作用的場(chǎng)所——葉綠體 (1)檢測(cè)指標(biāo)：是否有淀粉生成。 (2)實(shí)驗(yàn)方法：進(jìn)行饑餓處理的植物，經(jīng)相應(yīng)條件處理(是否有葉綠體)后，再經(jīng)酒精脫色，能被碘液染成藍(lán)色的則說明有淀粉產(chǎn)生。 1．(xx合肥高三質(zhì)檢)在光合作用的探究歷程中，德國(guó)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(jìn)行光合作用時(shí)能量轉(zhuǎn)化的假說。以下哪項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn) B．恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅光和藍(lán)紫光的實(shí)驗(yàn) C．薩克斯證明綠葉在光下進(jìn)行光合作用可以產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn) D．魯賓和卡門證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來自水的實(shí)驗(yàn) 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(shí)驗(yàn)均無法證明光合作用時(shí)能量轉(zhuǎn)化的假說，故C項(xiàng)正確。 2．用含18O的水澆灌植物，經(jīng)光照后，18O可最先發(fā)現(xiàn)于下面哪種產(chǎn)物中(　　) A．生成的葡萄糖中 B．生成的淀粉中 C．合成的蛋白質(zhì)中 D．周圍空氣中的O2 解析：選D。植物通過水的光解所釋放O2進(jìn)入空氣，所以最先被發(fā)現(xiàn)18O。  考點(diǎn)二　以過程圖為載體，考查光合作用的過程[學(xué)生用書P70] 1．光反應(yīng)和暗反應(yīng)比較 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 圖解 條件 必須在光下 有光、無光都可以 場(chǎng)所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 物質(zhì)轉(zhuǎn)化 (1)水光解： 2H2O4[H]＋O2↑ (2)ATP的合成： ADP＋PiATP 能量轉(zhuǎn)化 光能―→ATP中活躍的化學(xué)能―→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 聯(lián)系 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi，如圖： 2.光合作用過程中元素轉(zhuǎn)移途徑分析 (1)光合作用總反應(yīng)式及各元素去向 (2)光合作用過程中O元素的轉(zhuǎn)移途徑 HO18O2 C18O2C3(CHO)＋HO (3)光合作用過程中C元素的轉(zhuǎn)移途徑 14CO214C3(14CH2O) 如圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示)。請(qǐng)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①表示水分的吸收，③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(dòng)。 (3)③和④進(jìn)行的場(chǎng)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(xì)胞內(nèi)e的含量會(huì)________；當(dāng)光照突然增強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)e的含量會(huì)________ 。 [答案]　(1)紅光和藍(lán)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 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(shí)，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(shí)：ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下： (2)CO2供應(yīng)停止時(shí)：C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下： 　　　　　　捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu) 1．關(guān)于葉綠素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素 B．被葉綠素吸收的光可能用于光合作用 C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同 D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光 解析：選D。葉綠素a和葉綠素b所含的化學(xué)元素相同，都由C、H、O、N、Mg組成，故A項(xiàng)正確。葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，葉綠素吸收的光能通過光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能，故B項(xiàng)正確。葉綠素a在紅光區(qū)的吸收峰值約為663 nm，葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值約為645 nm，故C項(xiàng)正確。綠葉中的色素對(duì)綠光的吸收極少，絕大多數(shù)綠光被反射出來，因此植物呈現(xiàn)綠色，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．(xx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①或③ 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(chǎng)所 D．葉綠體以圖甲③的形式擴(kuò)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(duì)應(yīng)于圖甲中的③，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在葉綠體的基質(zhì)(圖甲④)中，也分布有與光合作用有關(guān)的酶，B項(xiàng)錯(cuò)誤；消耗ATP的場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)(圖甲④)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；③是葉綠體的類囊體，葉綠體以圖甲③的形式擴(kuò)大膜的表面積，D項(xiàng)正確。 　　　　　　光合作用過程分析 3．(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)，①②③④⑤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 B．CO2進(jìn)入葉綠體后，通過固定形成⑤物質(zhì) C．若突然停止光照，C3的含量會(huì)升高 D．用14C標(biāo)記CO2進(jìn)行光合作用，可在④⑤中測(cè)到較高放射性 解析：選B。CO2通過固定形成④物質(zhì)。 4．(xx北京東城期末)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(shí)間的光照，結(jié)果如下表。 實(shí)驗(yàn) 組別 光照時(shí)間(s) 放射性物質(zhì)分布 1 2 大量3磷酸甘油酸(三碳化合物) 2 20 12種磷酸化糖類 3 60 除上述12種磷酸化糖類外， 還有氨基酸、有機(jī)酸等 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，下列敘述不正確的是(　　) A．本實(shí)驗(yàn)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(jìn)行處理使酶失活，才能測(cè)定放射性物質(zhì)分布 C．CO2進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果說明光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物還包括氨基酸、有機(jī)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(jìn)行處理使酶失活，其目的是終止相關(guān)的反應(yīng)，這樣測(cè)定的數(shù)據(jù)，才能準(zhǔn)確反映光照時(shí)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(jìn)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(cuò)誤；表中信息顯示，光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物還包括氨基酸、有機(jī)酸等，D正確。 誤區(qū)1　認(rèn)為用光照射光合色素就能發(fā)生光反應(yīng) [點(diǎn)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ADP、Pi、H2O、NADP＋、酶等。 誤區(qū)2　認(rèn)為光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP可用于其他生命活 動(dòng)，線粒體產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng) [點(diǎn)撥]　光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP僅用于暗反應(yīng)C3化合物的還原，線粒體產(chǎn)生的ATP用于除光合作用之外的其他生命活動(dòng)。 誤區(qū)3　認(rèn)為白天植物只進(jìn)行光合作用 [點(diǎn)撥]　植物在白天時(shí)同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸。 　　　　　　條件驟變細(xì)胞內(nèi)[H]、ATP、C3、C5 等物質(zhì)的變化 5．(xx高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A．O2的產(chǎn)生停止 B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NADP＋比值下降 解析：選B。正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間，說明綠藻可以正常進(jìn)行光合作用，用黑布遮光后，改變了綠藻光合作用的條件，此時(shí)光合作用的光反應(yīng)停止，光反應(yīng)的產(chǎn)物O2、ATP和[H](即NADPH)停止產(chǎn)生，所以A、C、D項(xiàng)所敘述現(xiàn)象會(huì)發(fā)生；光照停止，暗反應(yīng)中C3還原受影響，C5減少，CO2的固定減慢，B項(xiàng)所敘述現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生。 6. (原創(chuàng)題)右圖表示在夏季晴朗的白天植物細(xì)胞內(nèi)C3和C5的相對(duì)含量隨一種環(huán)境因素的改變的變化情況，下列對(duì)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(qiáng)度 解析：選D。突然停止光照時(shí)，[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(shí)，合成C3的原料增加，導(dǎo)致C3含量增加。增加光照強(qiáng)度時(shí)，[H]和ATP增多，C3因大量消耗而減少，C5的含量增加。 考點(diǎn)三　以曲線圖為載體，考查影響光合作用的環(huán)境因素[學(xué)生用書P71] 1．光照強(qiáng)度 (1)原理：影響光反應(yīng)階段ATP、[H]的產(chǎn)生。 (2)曲線 (3)分析：P點(diǎn)的限制因素 (4)應(yīng)用：延長(zhǎng)光合作用時(shí)間。 ①大棚蔬菜生產(chǎn)時(shí)，可在夜間進(jìn)行人工光照以延長(zhǎng)光合作用時(shí)間。 ②大田作物可采用輪作，延長(zhǎng)全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間。 2．CO2濃度 (1)原理：影響暗反應(yīng)階段C3的生成。 (2)曲線 (3)分析：P點(diǎn)的限制因素 (4)應(yīng)用 ①種植大棚蔬菜時(shí)，多施有機(jī)肥、人工增施CO2。 ②大田作物應(yīng)多施有機(jī)肥和實(shí)施秸稈還田，或南北向種植以保證空氣順暢流通。 3．溫度 (1)原理：通過影響酶的活性來影響光合速率。 (2)曲線 (3)分析：P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為進(jìn)行光合作用的最適溫度。 (4)應(yīng)用 4．礦質(zhì)元素 (1)原理：N、Mg是構(gòu)成葉綠素的成分，P是輔酶NADPH的成分，K＋有助于光合產(chǎn)物的運(yùn)輸。 (2)曲線 (3)P～Q的形成原因：施肥過多，植物吸水困難甚至失水，進(jìn)而影響光合作用。 (4)應(yīng)用：合理、適量施肥。 (原創(chuàng)題)科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一種植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。據(jù)圖回答下列問題： (1)光照強(qiáng)度為a時(shí)，限制光合作用的環(huán)境因素主要是________，其直接影響是使光合作用產(chǎn)生的________和ATP過少，進(jìn)一步限制了光合作用下一反應(yīng)階段中________過程的速率。 (2)光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ、曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因分別是________和________不同。 (3)根據(jù)上述已有條件，在光照強(qiáng)度為c時(shí)，____________(填“能”或“不能”)確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪種條件下人們獲得的光合產(chǎn)物較多。 [解析]　(1)a點(diǎn)時(shí)光照強(qiáng)度較弱，植物的光合作用強(qiáng)度較低，因此該點(diǎn)的限制因素主要是光照強(qiáng)度，原因是光反應(yīng)弱，產(chǎn)生的[H]和ATP少，限制暗反應(yīng)中C3的還原。(2)b點(diǎn)時(shí)，曲線Ⅰ和Ⅱ的自變量為溫度，曲線Ⅱ和Ⅲ的自變量為CO2濃度。(3)人們獲得的光合產(chǎn)物應(yīng)為有機(jī)物的積累量，因?yàn)樵诓煌瑴囟认轮参锏暮粑鼜?qiáng)度未知，因此無法判斷光照強(qiáng)度為c時(shí)，哪種條件下獲得的光合產(chǎn)物最多。 [答案]　(1)光照強(qiáng)度　[H]　C3還原　(2)溫度　CO2濃度　(3)不能 1．多因子變量對(duì)光合作用速率影響的分析方法 (1)當(dāng)在P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。 (2)當(dāng)在Q點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。 2．外界因素對(duì)光合作用影響的實(shí)質(zhì) 影響因素 產(chǎn)生的影響 影響過程 光照強(qiáng)度 影響水的光解產(chǎn)生[H]，影響ATP的形成 主要是光反應(yīng)階段 CO2濃度 影響C3的合成 主要是暗反應(yīng)階段 溫度 影響光合作用酶的活性 　　　　　　分析單一因素對(duì)光合速率的影響 1．(考查光強(qiáng)強(qiáng)度、CO2濃度的影響)如圖是水生植物黑藻在光照、CO2等因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．t1→t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，葉綠體基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多 B．t2→t3，暗反應(yīng)限制光合作用。若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高 C．t3→t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng) D．t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低 解析：選D。水的光解發(fā)生在葉綠體類囊體膜上，而不是葉綠體基質(zhì)中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t2→t3，限制光合作用的是暗反應(yīng)，要想提高光合速率，應(yīng)提高CO2濃度，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t3→t4，光合速率提高是因?yàn)榘捣磻?yīng)增強(qiáng)，同時(shí)也促進(jìn)了光反應(yīng)的進(jìn)行，光反應(yīng)和暗反應(yīng)是相互聯(lián)系、相互依存的整體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；t4后短暫時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞原有的ATP被消耗生成ADP和Pi，但是因無光，不能合成ATP，所以ADP和Pi含量升高，且C3化合物還原后的直接產(chǎn)物也因不斷消耗而減少，D項(xiàng)正確。 2．(考查溫度的影響)如圖表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下，某植物在不同溫度下的凈光合作用速率和呼吸作用速率曲線，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．光合作用中溫度主要影響暗反應(yīng)階段 B．光合作用、呼吸作用都受到溫度的影響，其中與呼吸作用有關(guān)的酶的適宜溫度更高 C．溫度在30 ℃左右時(shí)真光合作用速率最大 D．若溫度保持25 ℃，長(zhǎng)時(shí)間每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，該植物不能正常生長(zhǎng) 解析：選D。光合作用光反應(yīng)階段水的光解不需要酶，ATP的合成需要酶，暗反應(yīng)過程中CO2的固定及C3的還原需要酶的催化，溫度對(duì)光反應(yīng)階段的影響較小，對(duì)暗反應(yīng)階段的影響較大；據(jù)圖分析，呼吸作用相關(guān)的酶在40 ℃時(shí)活性最高，光合作用相關(guān)的酶在30 ℃時(shí)活性最高；真光合作用速率＝呼吸速率＋凈光合作用速率，由圖可知，溫度在30 ℃左右時(shí)真光合作用速率達(dá)到最大；25 ℃條件下凈光合速率為4，呼吸速率為2.5，交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，植物每天積累的光合產(chǎn)物為12(4－2.5)＝18，植物可以正常生長(zhǎng)。 3．(考查水分的影響)(xx北京海淀期中)下圖為桑葉光合速率隨土壤水分減少的日變化曲線圖，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測(cè)得的數(shù)據(jù)。若光照強(qiáng)度的日變化相同，則據(jù)圖判斷不正確的是(　　) A．在水分充足時(shí)桑葉沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象 B．曲線Ⅱ雙峰形成與光照強(qiáng)度的變化有關(guān) C．導(dǎo)致曲線Ⅲ日變化的主要因素是土壤含水量 D．適時(shí)進(jìn)行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度 解析：選C。圖中曲線Ⅰ為降雨第2天的桑葉光合速率日變化，此曲線表示在水分充足時(shí)桑葉沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，A正確；圖中曲線Ⅱ雙峰形成是由于中午日照過強(qiáng)，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入減少，光合速率下降，B正確；導(dǎo)致曲線Ⅲ日變化的主要因素應(yīng)是光照強(qiáng)度，C錯(cuò)誤；桑葉的“午休”是由于中午光照過強(qiáng)，保衛(wèi)細(xì)胞失水，氣孔關(guān)閉引起的，故適時(shí)進(jìn)行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度，D正確。 　　　　　　分析多因素對(duì)光合速率的影響 4．如圖曲線Ⅰ表示黃豆在適宜溫度、CO2濃度為0.03%的環(huán)境中光合作用速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。在y點(diǎn)時(shí)改變某條件，結(jié)果發(fā)生了如曲線Ⅱ的變化。下列分析合理的是(　　) A．與y點(diǎn)相比較，x點(diǎn)時(shí)葉綠體中C3含量低 B．在y點(diǎn)時(shí)，適當(dāng)升高溫度可導(dǎo)致曲線由Ⅰ變?yōu)棰? C．制約x點(diǎn)光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量 D．制約z點(diǎn)光合作用的因素可能是CO2濃度 解析：選D。在相同CO2濃度條件下，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，產(chǎn)生的[H]和ATP越多，消耗的C3越多，因此，與y點(diǎn)相比，x點(diǎn)時(shí)葉綠體中C3含量高。曲線Ⅰ表示在最適溫度條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若再升高溫度，光合作用速率反而降低。x點(diǎn)時(shí)光合作用速率低的原因主要是光照強(qiáng)度較低，而不是葉綠素的含量低。z點(diǎn)以后再增強(qiáng)光照強(qiáng)度，光合作用速率不再增加，證明限制因素不是光照強(qiáng)度，CO2濃度僅為0.03%，制約z點(diǎn)的因素有可能是CO2濃度。 5．(xx北京海淀區(qū)模擬)研究者探究不同光強(qiáng)條件下，兩種不同濃度CO2對(duì)某種藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響，結(jié)果如下圖所示。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是(　　) A．“●”和“▲”分別表示高濃度和低濃度CO2下的測(cè)量結(jié)果 B．若相同條件下測(cè)量O2釋放量，可得到相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 C．低光強(qiáng)時(shí)，不同的CO2濃度對(duì)干重增加的影響不顯著 D．高濃度CO2時(shí)，不同的光強(qiáng)對(duì)干重增加的影響不顯著 解析：選D。 由圖可知在相同光照強(qiáng)度下，“●”的光合作用強(qiáng)度比“▲”高，CO2濃度也是限制光合作用的一個(gè)重要因素，同等光照強(qiáng)度，在一定范圍內(nèi)CO2濃度越高，光合作用強(qiáng)度越大，所以“●”和“▲”應(yīng)分別表示高濃度和低濃度CO2下的測(cè)量結(jié)果，A正確；凈光合作用強(qiáng)度也可以用氧氣的釋放量來表示，B正確；低光強(qiáng)下，由圖可知不同的CO2濃度對(duì)干重增加的影響不顯著，高濃度CO2條件下，不同的光強(qiáng)對(duì)干重增加的影響顯著，C正確、D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)四　綠葉中色素的提取和分離[學(xué)生用書P73] 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)提取：綠葉中的色素溶于有機(jī)溶劑無水乙醇而不溶于水，可用無水乙醇提取色素。 (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(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。 2．實(shí)驗(yàn)步驟 提取色素：稱取5 g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(yán)試管口 制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長(zhǎng)與直徑的濾紙條，將濾紙條一端剪去兩角，在距離剪角一端1 cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線 畫濾液細(xì)線：用毛細(xì)吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻地畫一條細(xì)線，待濾液干后，再畫1～2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 觀察結(jié)果：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶，如圖所示 3．實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵 (1)葉片要新鮮、顏色要深綠，含有較多色素。 (2)研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被活細(xì)胞內(nèi)的葉綠素酶水解。充分研磨使葉綠體完全破裂，提取較多的色素。 (3)濾液細(xì)線不僅要求細(xì)、直，而且要求含有較多的色素，所以要求待濾液干后再重復(fù)畫1～2次。 (4)濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。 (xx河南中原名校一模)提取光合色素，進(jìn)行紙層析分離，對(duì)該實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是(　　) A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片 B．色素始終在濾紙上，是因?yàn)樯夭蝗苡趯游鲆? C．提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素b較多 D．胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡? [解析]　黃化葉片含有葉黃素和胡蘿卜素，未見色素帶的原因應(yīng)該是提取或分離色素操作不當(dāng)，如層析時(shí)濾液細(xì)線沒在層析液中，會(huì)使色素溶解在層析液中，無法在濾紙條上分離，A、B錯(cuò)誤；綠葉中葉綠素含量較多，而胡蘿卜素和葉黃素含量較少，故提取液呈綠色，C正確；胡蘿卜素處于濾紙條最上方是因?yàn)楹}卜素在層析液中溶解度最高，在濾紙條上擴(kuò)散的速度最快，D錯(cuò)誤。 [答案]　C 　1.為什么在制作濾紙條時(shí)，需將一端的兩個(gè)角剪掉？ __________________ 2．如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置。 應(yīng)將濾液滴在a處還是b處？實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)會(huì)出現(xiàn)四個(gè)不同顏色的同心圓，最外層應(yīng)是什么顏色？ ___________________ 提示：1.由于液面的不同位置表面張力不同，紙條接近液面時(shí)，其邊緣表面的張力較大，層析液沿濾紙邊緣擴(kuò)散過快，從而導(dǎo)致色素帶分離不整齊的現(xiàn)象。故需將插入層析液的濾紙條一端剪去兩個(gè)角。 2．a(chǎn)處。橙黃色。 1．綠葉中色素提取分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的葉片，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一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)。 ④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(xì)線接觸到層析液。 (3)濾紙條看不見色素帶 ①忘記畫濾液細(xì)線。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。 2．要提取綠色植物葉肉細(xì)胞葉綠體中的色素，至少要破壞1層細(xì)胞膜、2層葉綠體膜，共3層生物膜(3層磷脂雙分子層或6層磷脂分子)。要將葉肉細(xì)胞中色素完全提取出來，還需加上1層液泡膜。 1．(xx江蘇淮安二模)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料，用層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯(cuò)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?yàn)檠心r(shí)加入無水乙醇過多 C．丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果 D．丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3 解析：選C。葉綠體中的色素屬于有機(jī)物，易溶于無水乙醇等有機(jī)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(dǎo)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(yīng)該是正確操作得到的理想結(jié)果，C錯(cuò)誤；丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時(shí)未加入CaCO3破壞了葉綠素，因?yàn)榕c類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D正確。 2．(xx山師大附中月考)回答下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中的問題： (1)某同學(xué)的操作程序如下： ①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； ②用毛細(xì)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(xì)線，并連續(xù)迅速地重復(fù)畫1～2次； ③將畫好細(xì)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(kuò)散。 結(jié)果實(shí)驗(yàn)失敗，請(qǐng)指出其錯(cuò)誤所在： ①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)某興趣小組同學(xué)想探究蔬菜不同葉片在葉綠素含量上的區(qū)別，選擇了新鮮菠菜的“綠葉”“嫩黃葉”，做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)。色素層析結(jié)果如圖，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫下表： 組別 濾紙條編號(hào) 判斷依據(jù) 綠葉組 ①________ ②________ 嫩黃葉組 ③________ ④________ (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)①不應(yīng)用完整葉片，而應(yīng)去掉葉柄后剪碎 ②不應(yīng)連續(xù)迅速重復(fù)畫線，而應(yīng)待干燥后重復(fù)畫線 ③不應(yīng)搖晃以免層析液沒及濾液細(xì)線 (2)①A?、谌~綠素a帶和葉綠素b帶較寬 ③B?、苋~綠素a帶和葉綠素b帶較窄 (3)葉綠素a　葉綠素b　胡蘿卜素　葉黃素 [學(xué)生用書P75] [核心體系構(gòu)建] [填充]?、倬G葉中色素的提取和分離?、谖?、傳遞和轉(zhuǎn)化光能 ③6CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2?、芄庹諒?qiáng)度、溫度、CO2濃度等　⑤光反應(yīng)?、薨捣磻?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(jī)物中碳的途徑。 2．光合作用的2個(gè)場(chǎng)所 (1)光反應(yīng)：葉綠體類囊體薄膜。 (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(gè)過程中的物質(zhì)變化 (1)光反應(yīng) ①水的光解：2H2O4[H]＋O2 ②ATP形成：ADP＋Pi＋能量ATP (2)暗反應(yīng) ①CO2的固定：CO2＋C52C3 ②C3的還原：2C3 5．提高光合作用強(qiáng)度的3種措施 (1)控制光照強(qiáng)弱。 (2)控制溫度的高低。 (3)適當(dāng)增加環(huán)境中的CO2濃度。 [學(xué)生用書P75] 1．(xx高考上海卷)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 解析：選B。色素提取過程中，加入石英砂的目的是使研磨充分，有利于色素的提取。加入碳酸鈣，可防止研磨過程中葉綠素被破壞；不加碳酸鈣，研磨過程中葉綠素被破壞，會(huì)導(dǎo)致提取液顏色偏黃綠色。脫脂棉過濾不徹底會(huì)出現(xiàn)混濁現(xiàn)象，但其主要影響的不是提取液的顏色。一次加入過多無水乙醇會(huì)導(dǎo)致提取的濾液中色素含量相對(duì)較少，使提取液整體顏色變淺。 2．(xx高考江蘇卷改編)為研究高光強(qiáng)對(duì)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(jìn)行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。 下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．強(qiáng)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(qiáng)光照 C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)不同 D．畫濾液線時(shí)，濾液在點(diǎn)樣線上只能畫一次 解析：選D。根據(jù)“綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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(qiáng)光照相比，正常光照下葉綠素含量高，A項(xiàng)正確。強(qiáng)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(qiáng)光照，B項(xiàng)正確。葉綠素a的吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)約為430 nm和660 nm，葉綠素b的吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)約為460 nm和640 nm，C項(xiàng)正確。畫濾液線時(shí)，首先畫出一條細(xì)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(xiàng)錯(cuò)誤。 3. (xx高考安徽卷)如圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是(　　) A．CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能 B．CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 C．被還原的C3在有關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5 D．光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高 解析：選C。ATP為C3的還原提供能量，并將能量轉(zhuǎn)移到(CH2O)等有機(jī)物中，CO2的固定不需要能量，A項(xiàng)錯(cuò)誤。暗反應(yīng)中，必須經(jīng)過CO2的固定和C3的還原才能形成有機(jī)物，B項(xiàng)錯(cuò)誤。在暗反應(yīng)中，一部分C3經(jīng)過一系列變化形成C5，一部分C3還原成(CH2O)等有機(jī)物，C項(xiàng)正確。在CO2供應(yīng)不變的情況下，光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，光反應(yīng)提供的[H]減少，ATP形成減少，故[H]和ATP的含量下降，導(dǎo)致C3還原過程減弱，但此時(shí)CO2的固定仍在進(jìn)行，故短時(shí)間內(nèi)C3含量上升，C5含量下降，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．(xx高考重慶卷)將下圖所示細(xì)胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強(qiáng)度下，細(xì)胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) 適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細(xì)胞示意圖 A．黑暗條件下，①增大、④減小 B．光強(qiáng)低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，①、③增大 C．光強(qiáng)等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，②、③保持不變 D．光強(qiáng)等于光飽和點(diǎn)時(shí)，②減小、④增大 解析：選B。A項(xiàng)，圖示細(xì)胞為水稻葉肉細(xì)胞。在黑暗條件下、密閉容器中，該細(xì)胞不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，吸收O2，放出CO2，因此①增大、④減小。B項(xiàng)，光強(qiáng)低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用和細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，但細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，細(xì)胞吸收O2，放出CO2，此時(shí)在密閉容器中①增大、③減小。C項(xiàng)，光強(qiáng)等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度等于光合作用強(qiáng)度，因此細(xì)胞吸收O2速度等于放出CO2速度，即②、③保持不變。D項(xiàng)，光強(qiáng)等于光飽和點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度最大，細(xì)胞光合作用吸收CO2速度大于細(xì)胞呼吸吸收O2的速度，因此②減小、④增大。 5．(xx高考海南卷)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢(shì)如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．植物甲和乙光合作用所需的能量都來自于太陽能 B．葉溫在36～50 ℃時(shí)，植物甲的凈光合速率比植物乙的高 C．葉溫為25 ℃時(shí)，植物甲的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值不同于植物乙的 D．葉溫為35 ℃時(shí)，甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值均為0 解析：選D。植物進(jìn)行光合作用所需能量均來自于太陽能，A正確；葉溫在36～50 ℃時(shí)，植物甲的曲線在植物乙曲線上方，所以植物甲的凈光合速率比植物乙的高，B正確；葉溫為25 ℃時(shí)，植物甲和乙的曲線沒有相交，即二者的凈光合速率不同，C正確；葉溫為35 ℃時(shí)，甲、乙兩種植物的凈光合速率相同且大于零，所以這兩種植物的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值均大于0，D錯(cuò)誤。 6．(xx高考北京卷)研究者用儀器檢測(cè)擬南芥葉片在光—暗轉(zhuǎn)換條件下CO2吸收量的變化，每2 s記錄一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并在圖中以點(diǎn)的形式呈現(xiàn)。 (1)在開始檢測(cè)后的200 s內(nèi)，擬南芥葉肉細(xì)胞利用光能分解________，同化CO2，而在實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中，葉片可通過________將儲(chǔ)藏在有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________________和熱能。 (2)圖中顯示，擬南芥葉片在照光條件下CO2吸收量在________μmolm－2s－1范圍內(nèi)，在300 s時(shí)CO2________達(dá)到2.2 μmolm－2s－1。由此得出，葉片的總(真正)光合速率大約是________μmol CO2m－2s－1。(本小題所填數(shù)值保留至小數(shù)點(diǎn)后一位) (3)從圖中還可看出，在轉(zhuǎn)入黑暗條件下100 s以后，葉片的CO2釋放_(tái)_______，并達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平，這提示在光下葉片可能存在一個(gè)與在黑暗中不同的呼吸過程。 (4)為證明葉片在光下呼吸產(chǎn)生的CO2中的碳元素一部分來自于葉綠體中的五碳化合物，可利用________技術(shù)進(jìn)行研究。 解析：(1)有光條件下，葉肉細(xì)胞利用光能分解水，并同化CO2。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，葉片可通過細(xì)胞呼吸將有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能與熱能(散失)。(2)對(duì)照?qǐng)D中CO2吸收量讀數(shù)可知，照光條件下，葉片CO2吸收量的范圍為0.2～0.6 μmol m－2s－1。觀察題圖可知，300 s時(shí)CO2的釋放量達(dá)到最大值2.2 μmol m－2s－1，即呼吸速率。葉片的總(真正)光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率，因此總(真正)光合速率應(yīng)該為2.4～2.8 μmol CO2 m－2s－1。(3)在轉(zhuǎn)入黑暗條件下100 s以后，從坐標(biāo)圖中可以看出，葉片的CO2釋放量逐漸減少，并達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，結(jié)合題中信息推測(cè)，葉片可能存在兩種呼吸過程，轉(zhuǎn)入黑暗環(huán)境后有一種呼吸過程逐漸減弱。(4)要證明葉片在光下呼吸產(chǎn)生的CO2中的碳元素一部分來自于葉綠體中的五碳化合物，需要研究碳元素在葉片細(xì)胞中的運(yùn)動(dòng)軌跡，常利用14C同位素示蹤技術(shù)進(jìn)行研究。 答案：(1)水　細(xì)胞呼吸　ATP中的化學(xué)能　(2)0.2～0.6　釋放量　2.4～2.8　(3)逐漸減少　(4)14C同位素示蹤 [基礎(chǔ)題] 1．下列關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)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(xì)線后緊接著重復(fù)畫線2～3 次 D．研磨葉片時(shí)，用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素 解析：選B。正確選材和操作是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。在提取葉綠體中的色素時(shí)，漏斗基部放單層尼龍布進(jìn)行過濾，A項(xiàng)錯(cuò)誤；紙層析法分離濾液中的色素時(shí)，需用干燥的定性濾紙，B項(xiàng)正確；畫出一條濾液細(xì)線后需等濾液干后再重復(fù)畫線1～2次，C項(xiàng)錯(cuò)誤；研磨葉片時(shí)是用無水乙醇溶解色素，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．下列關(guān)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)及方法的敘述，正確的是(　　) A．利用光學(xué)顯微鏡觀察細(xì)胞膜時(shí)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(duì)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CO2―→C3―→C5―→(CH2O) D．用極細(xì)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(xì)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(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)用同位素標(biāo)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(xiàng)正確；光合作用中碳的轉(zhuǎn)移途徑為CO2―→C3―→(CH2O)，C項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(xx安徽示范高中聯(lián)考)光照是綠色植物進(jìn)行光合作用的必要條件，在光合作用中光的作用有(　　) ①光合作用的能源?、诖呋疉TP的分解　③影響葉綠素合成?、苷{(diào)節(jié)氣孔開放　⑤固定CO2 A．①②③　　　　　　　　 B．②③④ C．①③④ D．③④⑤ 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(qiáng)度可調(diào)節(jié)氣孔開放，①③④正確；光沒有催化作用，光與CO2的固定無直接關(guān)系，②⑤錯(cuò)誤。 4．下列變化中，可在葉綠體基質(zhì)中完成的是(　　) ①H2O―→[H]＋O2　②ATP―→ADP＋Pi＋能量 ③C3―→C6H12O6＋C5＋H2O?、蹸O2＋C5―→C3 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②③④ 解析：選C。葉綠體基質(zhì)是進(jìn)行暗反應(yīng)的場(chǎng)所，主要進(jìn)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①過程是水的光解，發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上。 5．(經(jīng)典題)如圖為葉肉細(xì)胞中葉綠體進(jìn)行光合作用的過程，下列敘述錯(cuò)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(xì)胞內(nèi) B．光合作用的光反應(yīng)是在圖中①上進(jìn)行的，而暗反應(yīng)是在圖中②中進(jìn)行的 C．圖中葉綠體產(chǎn)生的氧氣擴(kuò)散到相鄰細(xì)胞中去，并參與有氧呼吸要穿過8層生物膜 D．H2O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(jìn)入相鄰細(xì)胞參與有氧呼吸，需要依次經(jīng)過第一個(gè)細(xì)胞的葉綠體(2層膜)、細(xì)胞膜(1層膜)，進(jìn)入第二個(gè)細(xì)胞需要通過細(xì)胞膜(1層膜)，進(jìn)入線粒體通過2層膜，共通過6層膜。 6．(xx安徽蚌埠模擬)科學(xué)家將離體葉綠體浸泡在pH＝4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(dá)到pH＝4時(shí)(見圖2)，將其轉(zhuǎn)移到pH＝8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(shí)驗(yàn)提供能量，是該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的必要條件 B．該實(shí)驗(yàn)中葉綠體完整，保證反應(yīng)過程高效、有序地進(jìn)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(xì)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。題給實(shí)驗(yàn)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．(xx西安八校聯(lián)考)如圖所示，在最適溫度和光照強(qiáng)度下，測(cè)得甲、乙兩種植物的光合速率隨環(huán)境中CO2濃度的變化情況，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．植物乙比植物甲對(duì)CO2濃度變化更敏感 B．當(dāng)CO2吸收量為c時(shí)，植物甲與植物乙合成有機(jī)物的量相等 C．d點(diǎn)甲植物細(xì)胞內(nèi)的C3含量比b點(diǎn)高 D．適當(dāng)降低光照強(qiáng)度，b點(diǎn)將向右移動(dòng) 解析：選B。環(huán)境中CO2濃度升高到一定程度后，植物乙CO2的吸收量降低幅度大，植物甲CO2的吸收量保持不變，因此植物乙對(duì)CO2濃度變化更敏感；當(dāng)CO2吸收量為c時(shí)，植物甲與植物乙的凈光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，根據(jù)實(shí)際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，因此植物甲合成有機(jī)物的量比植物乙多；CO2濃度由b點(diǎn)增加到d點(diǎn)時(shí)，甲植物細(xì)胞內(nèi)C3的合成量增加而消耗量不變，因此細(xì)胞內(nèi)C3的含量增加；圖中曲線是在最適的光照強(qiáng)度條件下測(cè)得的，因此光照強(qiáng)度減弱CO2的吸收量降低，b點(diǎn)時(shí)光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，降低光照強(qiáng)度后，在較高濃度的CO2條件下才能使CO2吸收量與CO2釋放量相等，因此b點(diǎn)將右移。 8．在做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對(duì)相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為(　　) 甲 乙 丙 丁 丙酮 － ＋ ＋ ＋ 水 ＋ － － － CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④ 解析：選B。由表可知，甲同學(xué)加的溶劑為水，而不是有機(jī)溶劑丙酮，色素不溶于水，因而提取不到葉綠體中的色素，所得結(jié)果應(yīng)為②；乙同學(xué)的操作正確，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)為④，即自上而下4條色素帶依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，且葉綠素a和葉綠素b的含量較多；丙同學(xué)盡管使用了有機(jī)溶劑丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，葉綠素可能會(huì)被破壞，因而下邊的兩條色素帶比正常情況下的窄，應(yīng)為①；丁同學(xué)未加SiO2，可能研磨不充分，導(dǎo)致各種色素的提取量均少于正常水平，應(yīng)為③。 9．如圖是某高等植物葉綠體進(jìn)行光合作用的圖解，請(qǐng)據(jù)圖完成下列問題： (1)圖中A表示的結(jié)構(gòu)是由________堆疊而成的。若e為高能化合物，則b、c代表的物質(zhì)名稱依次是：____________________。 (2)h與i反應(yīng)生成j的過程稱為__________________，j與f、e反應(yīng)稱為________________。 (3)依據(jù)圖分析，影響光合作用的外界條件有水分的供應(yīng)、環(huán)境中CO2的濃度、光照和________等。 (4)若g用于細(xì)胞的有氧呼吸，則相關(guān)反應(yīng)式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)圖中A表示由類囊體堆疊而成的光反應(yīng)的場(chǎng)所葉綠體基粒，a、b、c、e、f、g、h、i、j分別是水、氧氣、ADP、ATP、[H]、糖類、C5、CO2、C3。(2)由h與i反應(yīng)生成j的過程稱為CO2的固定。j與f、e反應(yīng)稱為C3的還原。(3)影響光合作用的因素有光照強(qiáng)度、CO2的濃度、溫度、礦質(zhì)元素、水等。(4)書寫細(xì)胞呼吸反應(yīng)式時(shí)注意項(xiàng)目要齊全，不能缺少酶、能量，反應(yīng)前后的水不能抵消，且不能用ATP代替能量。 答案：(1)類囊體　O2和ADP (2)CO2的固定　C3的還原 (3)溫度(或礦質(zhì)元素) (4)C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量 10．(xx宜昌調(diào)研)研究人員在適宜溫度下對(duì)甲、乙兩種蘭花光合作用特性的研究結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中A點(diǎn)條件下甲種蘭花葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有______________________，B點(diǎn)條件下乙種蘭花葉綠體釋放出的O2的擴(kuò)散去向是__________________(從細(xì)胞水平答題)。 (2)從圖中分析，更適應(yīng)陰生環(huán)境的是________種蘭花；在溫室中栽培蘭花時(shí)土壤不能含水過多的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)植物干重增加最主要的物質(zhì)來源是________(填“土壤中的無機(jī)鹽”“H2O”“CO2”或“從農(nóng)家肥中吸收的有機(jī)物”)。在無光條件下________種蘭花的干重減少得更快。 (4)研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙種蘭花總光合色素含量高于甲種蘭花，分析圖示，與該發(fā)現(xiàn)相符的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)A點(diǎn)條件下，甲種蘭花的光合速率等于呼吸速率，光合作用和呼吸作用都能產(chǎn)生ATP，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為葉綠體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。B點(diǎn)條件下，乙種蘭花的光合速率大于呼吸速率，因此，葉綠體中產(chǎn)生的氧氣一部分進(jìn)入線粒