（全国）2018版高考生物大一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第10讲 光合作用的探究历程与基本过程学案

第10讲光合作用的探究历程与基本过程1光合作用的基本过程()2实验：叶绿体色素的提取和分离捕获光能的色素和结构1叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a蓝绿色叶绿素b黄绿色类胡萝卜素叶黄素黄色胡萝卜素橙黄色2叶绿体中色素的吸收光谱分析(1)色素的功能：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是390760 nm，叶绿体中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光等不吸收。3叶绿体(1)结构示意图(2)结构决定(3)功能：进行光合作用的场所证明(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位1(必修1 P99色素与吸收光谱改编)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是()A由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光B用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D土壤中缺乏镁时，植物对420470 nm波长的光的利用量显著减少答案：C2(深入追问)如图是恩格尔曼实验装置改装示意图，光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围好氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。提示：三棱镜将光分为七色光，叶绿体色素提取液主要吸收红光和蓝紫光，故透过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵上的光，没有红光和蓝紫光，使水绵不同部位的光合作用变化不大，产生氧气的量大致相同，因此水绵周围好氧细菌分布无显著变化。1恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)妙法排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。(3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。2影响叶绿素合成的“三大”因素(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，叶片会发黄。(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关酶的活性，影响叶绿素的合成，低温时叶绿素容易被破坏，使叶子变黄。(3)矿质元素：叶绿素合成的必需元素，如氮、镁等；叶绿素合成的辅助成分，如缺铁后某些酶无法合成，叶绿素不能合成，叶子会变黄。【感知考题】(2016高考全国卷甲，4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的解析叶绿体中的色素易溶于有机溶剂如乙醇、丙酮中，A项叙述正确；镁是叶绿素的组成元素，植物中的矿质元素主要由根从土壤中吸收，B项叙述正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光(波长范围大约是390760 nm)，而红外光是波长大于760 nm的光，紫外光是波长小于390 nm的光，C项叙述错误；黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻，从而使叶片表现出类胡萝卜素的黄色，D项叙述正确。答案C红枫在生长季节叶片呈红色的原因是因为液泡中含有花青素。 高分点拨类题通法色素与叶片颜色的分析方法正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为31，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄叶色变红秋天降温时，植物体为了适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色【跟进题组】1(2017河南五校联考)将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是()A类胡萝卜素B叶黄素C胡萝卜素 D叶绿素a解析：选D。叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。其中，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。从图中可以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光，所以该色素为叶绿素a。2(2017河北石家庄二中模拟)图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是()A图乙所示结构取自图甲中的或B与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上C图乙所示的结构是产生H并消耗ATP的场所D叶绿体以图甲中的形式扩大膜的表面积解析：选D。图乙所示结构含有光合色素，光合色素只分布在叶绿体的类囊体薄膜上，对应于图甲中的，A项错误；在叶绿体的基质(图甲)中，也分布有与光合作用有关的酶，B项错误；消耗ATP的场所是叶绿体的基质(图甲)，C项错误；是叶绿体的类囊体，叶绿体以图甲的形式扩大膜的表面积，D项正确。光合作用的探究历程及过程1光合作用的探究历程连一连2光合作用的过程根据上图分析光反应与暗反应的区别过程项目光反应暗反应场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质条件光照、色素和酶多种酶、有无光都可以原料H2O、NADP、ADP、PiH、ATP、CO2产物H、ATP、O2(CH2O)、ADP、Pi物质变化水的光解：H2OHO2ATP的合成：ADPPiATPCO2的固定：CO2C52C3C3的还原：2C3(CH2O)C5能量变化光能ATP中活跃化学能ATP中活跃化学能有机物中稳定的化学能光合作用过程的“一、二、三、四”1(必修1 P106基础题T6改编)如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，关于甲物质和乙物质的相对分子质量的比较，正确的是()A甲乙B甲乙C甲乙 D无法确定答案：B2(深入追问)根据提供的物质和能量，利用箭头构建光反应和暗反应的关系模型(光能、H、ATP、ADPPi、H2O、O2、CO2、(CH2O)。提示： 突破1高考常考的2个光合作用探究历程的经典实验分析(1)萨克斯实验对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力。(2)鲁宾和卡门实验应用同位素标记法追踪CO2和H2O中的O元素在光合作用中的转移途径。此实验设置了对照，自变量是标记物质即HO和C18O2，因变量是释放的O2有无放射性。 突破2光合作用过程中元素转移途径分析完成下面的光合作用总反应式，分析各元素去向(1)光合作用中氢元素的转移途径3H2O(C3H2O)(2)光合作用过程中O元素的转移途径HO18O2C18O2C3(CHO)HO(3)光合作用过程中C元素的转移途径14CO214C3(14CH2O)(1)光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应阶段C3的还原，不能用于其他生命活动。(2)光反应必须在光照下进行，暗反应有光、无光均能进行。(3)暗反应停止时，使ATP和H积累，光反应也要停止。(4)H既不是H，也不是H，而是还原型辅酶(NADPH)，它是由氧化型辅酶(NADP)与电子和质子(H)结合形成的。 【感知考题】如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中ag为物质，为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。请回答以下问题：(1)图中a物质主要吸收_，绿色植物能利用它将光能转换成_。(2)图中表示水分的吸收，表示_，c为_，该物质只能用于暗反应，不能用于其他生命活动。(3)和进行的场所分别是_。通过H和ATP将光反应和暗反应联系起来。(4)当g突然停止供应，则细胞内e的含量会_；当光照突然增强，细胞内e的含量会_ 。答案(1)红光和蓝紫光ATP中活跃的化学能(2)水的光解ATP(3)叶绿体类囊体薄膜、叶绿体基质(4)上升上升(1)若停止CO2的供应，在适宜的光照条件下，叶绿体产生的O2量不会(“会”或“不会”)基本稳定。(2)若突然提高CO2的浓度，叶绿体内的H、ATP将减少。 高分点拨类题通法模型法分析C5、C3等物质含量的变化当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析：(1)停止光照时：ATP，ADP，C3，C5，分析如下：(2)CO2供应停止时：C5，C3，ATP，ADP，分析如下：【跟进题组】 命题1光合作用探究历程的实验分析1(2017合肥高三质检)在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。以下哪项科学实验能证明这一假说()A英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验B恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光的实验C萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验D鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验解析：选C。萨克斯证明绿叶在光下可以产生淀粉，说明了光能转化为稳定的化学能，其他实验均无法证明光合作用时能量转化的假说，故C项正确。 命题2光合作用过程分析2(2017青岛质检)如图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是()A过程表示光反应，过程的场所是叶绿体基质B物质A表示O2，物质B表示CO2C过程能将活跃的化学能转变成稳定的化学能D过程的两个阶段都需要消耗过程产生的H和ATP解析：选D。由题图可知，过程分别表示光反应和暗反应，反应场所分别是叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质。物质A、B分别表示O2和CO2。光反应能将光能转变成活跃的化学能储存在ATP中，暗反应能将活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在葡萄糖中。过程包括CO2的固定和C3的还原两个阶段，其中CO2的固定不需要消耗过程产生的H和ATP。3(2017北京东城模拟)科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如表。实验组别光照时间(s)放射性物质分布12大量3磷酸甘油酸(三碳化合物)22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等根据上述实验结果分析，下列叙述不正确的是()A本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段B每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布CCO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类D实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等解析：选C。CO2是光合作用暗反应阶段的原料，A正确；每组照光后将小球藻进行处理使酶失活，其目的是终止相关的反应，这样测定的数据，才能准确反映光照时间内放射性物质的分布，B正确；在光合作用的暗反应过程中，CO2先进行固定，生成三碳化合物，然后是三碳化合物被还原，从表中可以看出，放射性首先出现在3磷酸甘油酸中，C错误；表中信息显示，光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等，D正确。误区1认为用光照射光合色素就能发生光反应点拨叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用，但发生光反应除色素、光照之外，还需要ADP、Pi、H2O、NADP、酶等。误区2认为白天植物只进行光合作用点拨植物在白天时同时进行光合作用和细胞呼吸。 命题3条件骤变细胞内H、ATP、C3、C5等物质的变化4(2016高考天津卷，2)在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是()A红光，ATP下降B红光，未被还原的C3上升C绿光，H下降 D绿光，C5上升解析：选C。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光，吸收的绿光很少。将白光改为光照强度相同的红光，光反应增强，叶绿体内产生的ATP和H增多，C3的还原增加，导致未被还原的C3减少，故A、B项错误；将白光改为光照强度相同的绿光，光反应减弱，叶绿体内产生的ATP和H减少，C3的还原量降低，导致C5减少，故C项正确、D项错误。5(原创)如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况，下列对这一环境因素的改变的分析，正确的是()A突然停止光照B突然增加CO2浓度C降低环境温度D增加光照强度解析：选D。突然停止光照时，H和ATP减少，C3被消耗的量减少，故其含量增多，而C5的来源减少，故其含量降低。突然增加CO2浓度时，合成C3的原料增加，导致C3含量增加。增加光照强度时，H和ATP增多，C3因大量消耗而减少，C5的含量增加。结合“新情境”考查光合作用过程6如图表示玉米光合作用利用CO2合成(CH2O)的过程，玉米叶肉细胞通过“CO2泵”内的一些化学反应，将空气中的CO2泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，以保证(CH2O)的合成顺利进行。回答下列问题：(1)图中过程是_，物质A是_，过程的进行还需要_等物质参与，原因是_。(2)如果在玉米叶肉细胞中注入某种促进剂使“CO2泵”的活性升高，则在短时间内，维管束鞘细胞中C5的含量_。(3)研究发现晴朗的夏季中午光照增强，温度过高，叶片气孔开度下降，作为光合作用原料之一的_减少，而此时玉米光合速率基本不受影响，其原因是玉米_。答案：(1)C3的还原C3ATP和HH作为还原剂还原C3，ATP提供能量(2)降低(3)CO2有CO2泵，其能维持维管束鞘细胞内有较高浓度的CO2(实验7)绿叶中色素的提取与分离1实验原理(1)提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。(2)分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。2实验步骤提取色素：称取5 g的绿叶，剪碎，放入研钵中加入少量二氧化硅、碳酸钙和10 mL无水乙醇研磨过滤收集到试管内并塞严试管口制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，在距离剪角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线画滤液细线：用毛细吸管吸取少量的滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液干后，再画12次分离色素：将适量的层析液倒入试管中，分离过程如图所示结果分析：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度a胡萝卜素橙黄色最少最高最快b叶黄素黄色较少较高较快c叶绿素a蓝绿色最多较低较慢d叶绿素b黄绿色较多最低最慢注意事项及原因分析过程注意事项操作目的提取色素(1)选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高(2)研磨时加无水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发，充分溶解色素(5)盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素(1)滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散(2)滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠(3)滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明(4)滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中【感知考题】(2016高考江苏卷，17)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失解析提取色素时，应在研磨前加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素，A项错误；菜叶剪碎不够充分，提取的滤液中色素的含量少，分离结果中色素带变窄，但分离得到的色素种类不变，B项正确；在研磨时分次加入10 mL乙醇比一次性加入10 mL乙醇的效果好，C项错误；层析完毕后应迅速记录结果的原因是叶绿素在光下容易分解，并不是叶绿素随溶剂挥发消失，D项错误。答案B(1)如图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，请判断所示结果最有可能来自秋冬的银杏落叶，还是正常生长的柳树幼叶？秋冬的银杏落叶。判断的理由是：秋冬季节气温降低，叶绿素分子易被破坏，而使银杏的叶子变黄，由于缺少叶绿素a和叶绿素b，所以层析的结果与图吻合。(2)如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置。应将滤液滴在a处(“a处”或“b处”)。实验结果应会出现四个不同颜色的同心圆，最外层应是橙黄色。 高分点拨类题通法绿叶中色素提取与分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。(3)滤纸条看不见色素带忘记画滤液细线。滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。【跟进题组】1(2015高考江苏卷，21改编)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。 下列叙述错误的是()A强光照导致了该植物叶绿素含量降低B类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C色素、吸收光谱的吸收峰波长不同D画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次解析：选D。题图中、色素条带分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。由题图可知，正常光照与强光照相比，正常光照下叶绿素含量高，A项正确。强光照条件下，类胡萝卜素含量增加，说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照，B项正确。叶绿素a吸收光谱的吸收峰波长约为430 nm和660 nm，叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长约为460 nm和640 nm，C项正确。画滤液线时，首先画出一条细线，待滤液干后，再重复画一两次，目的是增加滤液线中的色素含量，层析后获得更清晰的色素条带，D项错误。2(原创)回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题：(1)某同学的操作过程如下：将5 g新鲜完整的菠菜叶放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨；用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画12次；将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。结果实验失败，请指出其错误所在：_。_。_。(2)某小组利用新鲜菠菜叶进行色素的提取和分离实验的几个同学由于操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析不合理的是_。A甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液B乙可能是因为研磨时未加入SiO2C丙是正确操作得到的理想结果D丁可能是因为研磨时未加入CaCO3(3)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量80%的_和_分解，从而显示出_和_的颜色。答案：(1)不应用完整叶片，而应去掉叶柄后剪碎不应连续迅速地重复画线，而应待干燥后重复画线不应摇晃以免层析液没及滤液细线(2)C(3)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素核心体系构建填空绿叶中色素的提取和分离吸收、传递和转化光能6CO212H2OC6H12O66H2O6O2光照强度、温度、CO2浓度等光反应暗反应规范答题必备1光合作用探究历程中的2种同位素(1)18O：鲁宾和卡门利用HO和C18O2证明光合作用释放的氧气来自水。(2)14C：卡尔文利用14CO2探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。2光合作用的2个场所(1)光反应：叶绿体的类囊体薄膜。(2)暗反应：叶绿体基质。3光合作用过程中的3种能量变化光能活跃的化学能(ATP)稳定的化学能(糖类)。4光合作用2个过程中的物质变化(1)光反应水的光解：2H2O4HO2ATP形成：ADPPi能量ATP(2)暗反应CO2的固定：CO2C52C3C3的还原：2C3课时作业1下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是()A使用定性滤纸过滤研磨液B将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23 次D研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析：选B。在提取叶绿体中的色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤，A项错误；纸层析法分离滤液中的色素时，需用干燥的定性滤纸，B项正确；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线12次，C项错误；研磨叶片时是用无水乙醇溶解色素，D项错误。2下列关于科学实验及方法的叙述，正确的是()A利用光学显微镜观察细胞膜时发现其具有暗亮暗三层结构B分别用HO和C18O2作对照研究光合作用的产物O2的来源C用14CO2研究光合作用中碳的转移途径为CO2C3C5(CH2O)D用极细的光束和乳酸菌处理黑暗中的水绵证明叶绿体在光合作用中产生氧气解析：选B。细胞膜的暗亮暗结构属于亚显微结构，在光学显微镜下看不见，A项错误；运用同位素标记法，分别用HO和C18O2作为原料，分析光合作用释放O2的放射性，可得知O2中的O来自于H2O，B项正确；光合作用中碳的转移途径为CO2C3(CH2O)，C项错误；乳酸菌属于厌氧菌，不能和水绵证明叶绿体在光合作用中产生氧气，D项错误。3(经典题)如图为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，下列叙述错误的是()A叶绿体是光合作用的完整单位，它能将光能转变为化学能贮存在植物细胞内B光合作用的光反应是在图中上进行的，而暗反应是在图中中进行的C图中叶绿体产生的氧气扩散到相邻细胞中去，并参与有氧呼吸要穿过8层生物膜DH2O光解产生的H是还原剂解析：选C。图中叶绿体释放的氧气进入相邻细胞参与有氧呼吸，需要依次经过第一个细胞的叶绿体(2层膜)、细胞膜(1层膜)，进入第二个细胞需要通过细胞膜(1层膜)，进入线粒体通过2层膜，共通过6层生物膜。4下列变化中，可在叶绿体基质中完成的是()H2OHO2ATPADPPi能量C3C6H12O6C5H2OCO2C5C3ABC D解析：选C。叶绿体基质是进行暗反应的场所，主要进行CO2的固定和C3的还原，在该阶段需要消耗光反应产生的H和ATP，而过程是水的光解，发生在叶绿体类囊体薄膜上。5(2017安徽示范高中联考)光照是绿色植物进行光合作用的必要条件，在光合作用中光的作用有()光合作用的能源催化ATP的分解影响叶绿素合成调节气孔开放固定CO2A BC D解析：选C。光是光合作用的能源，叶绿素的形成需要光，光照强度可调节气孔开放，正确；光没有催化作用，光与CO2的固定无直接关系，错误。6(2017安徽蚌埠模拟)科学家将离体叶绿体浸泡在pH4的酸性溶液中不能产生ATP(见图1)，当叶绿体基质和类囊体均达到pH4时(见图2)，将其转移到pH8的碱性溶液中(见图3)发现ATP合成。下列叙述不合理的是()A光可为该实验提供能量，是该实验进行的必要条件B该实验中叶绿体完整，保证反应过程高效、有序地进行C产生ATP的条件是类囊体腔中的H浓度高于叶绿体基质D叶肉细胞中的叶绿体依靠水的光解产生类似于图3的条件解析：选A。题干实验中，没有提及光照，ATP的产生只与类囊体腔中的H浓度高于叶绿体基质有关。7(原创题)下图为叶绿体结构与功能示意图，A、B、C、D表示叶绿体的结构，表示有关物质。下列叙述不正确的是()A参与光合作用的色素位于图中的A部位BCO2进入叶绿体后，通过固定形成物质C若突然停止光照，C3的含量会升高D用14C标记CO2进行光合作用，可在中测到较高放射性解析：选B。CO2通过固定形成物质。8进行正常光合作用的叶片，如果在a点时突然增加CO2的供应量，能表示叶绿体中H含量变化的曲线是()解析：选A。突然增加CO2的供应量，C3含量增多，用于C3还原的H增多，则叶绿体中H含量减少。9(2017广州二模)如表所示是在适宜条件下测得某植物叶绿体色素吸收光能的情况，有关分析不正确的是( )色素吸收光能百分比(%)波长(nm)色素400450500550600670700叶绿素a4068515164016全部色素75935035457535AO2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比变化基本一致B由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，叶绿体中C3的量会增加C该植物缺乏Mg时，叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大D一定范围内，环境温度降低，该植物对光能的利用能力降低解析：选B。由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，植物对光的吸收增强，ATP、H的产生量增多，C3的利用量增多，C3减少，B错误。10如图表示某绿色植物进行光合作用的示意图，请分析回答下列问题：(1)图中a、b两个生理过程发生的场所是_，若适当提高CO2浓度，则短时间内图中C的含量变化是_。(2)图中物质D为_，D的生成量可代表光合作用的强度。(3)经研究发现，该植物夜晚虽然能吸收CO2，却不能合成D，原因是_。(4)在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的脂质仓库，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是_。解析：(1)题图中a表示CO2的固定，b表示C3的还原，均为暗反应中的物质变化，暗反应发生在叶绿体基质中。若适当提高CO2浓度，CO2的固定会增强，C3含量会增多，因此C3的还原利用的H和ATP增多，从而导致H(即图中C)含量下降。(2)题图中物质D为光合作用暗反应的产物，即(CH2O)(或有机物、糖类)，光合作用过程中糖类的生成量、O2的释放量和CO2的吸收量等均能代表光合作用强度。(3)在夜间没有光照，不能进行光反应，不能生成H和ATP，因此暗反应中C3的还原无法进行。(4)叶绿体的生长过程就是叶绿体外膜、内膜以及类囊体薄膜不断生长的过程，而叶绿体膜的成分主要为磷脂和蛋白质，因此脂质仓库中的脂质将用于叶绿体的生长而逐渐变小。答案：(1)叶绿体基质下降(2)(CH2O)(或有机物、糖类)(3)没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供H和ATP(4)颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构11(2015高考全国卷，29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为675 s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为75 s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为375 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的_。(2)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。解析：(1)C组的光合作用时间仅仅是D组的一半，但C组光合作用产物的相对含量与D组相差很少，可以判断C组单位光照时间内植物合成有机物的量高于D组。C组和D组的结果对照说明黑暗处理时也进行光合作用，即光合作用过程中某些反应不需要光照，该反应指的是暗反应，进行暗反应的场所是叶绿体基质。(2)比较A、B、C三组可以看出，三组的光照和黑暗交替频率不同，交替频率增加可使光照下产生的ATP和还原型辅酶及时利用和再生，从而提高光合作用中CO2的同化量。答案：(1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶12(2017齐鲁名校调研)如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述正确的是()A图示膜结构为叶绿体内膜Ba侧为叶绿体基质，其中含有少量DNAC甲表示色素，在层析液中溶解度最高的是叶绿素aD图示过程为光反应，该过程不需要酶的催化解析：选B。因图示过程需要光照，故该过程为光反应，场所为叶绿体类囊体薄膜，A错误。光反应生成的ATP进入叶绿体基质参与暗反应，故a侧为叶绿体基质，叶绿体基质中含有少量DNA，B正确。在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素，C错误。光反应过程需要酶的参与，D错误。13给光下正常进行光合作用的叶肉细胞增加14CO2，一段时间后，关闭光源，含放射性C3浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述正确的是()A叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基粒Bab段叶肉细胞中C3浓度大量增加Cbc段C3浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽Dc点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞内无H和ATP的供应解析：选D。CO2直接参与暗反应中CO2的固定过程，其场所是叶绿体基质，A项错误；ab段含放射性的C3浓度升高，说明以14CO2为原料生成的C3增加，但由于暗反应增强会促进光反应，因此C3浓度略有增加，但不会大量增加，B项错误；bc段C3浓度不变是因为14C3的生成速率和消耗速率相等，c点后放射性C3浓度继续升高，说明c点时CO2并未消耗殆尽，C项错误；c点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞内无H和ATP的供应，从而导致C3的消耗减少所致，D项正确。14卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果获得了1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向玻璃容器中通入CO2，通气管上有一个开关，可控制CO2的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无。请回答下列问题：(1)实验材料小球藻属于_(填“原核”或“真核”)生物。(2)卡尔文通过停止_来探究光反应和暗反应的联系，他得到的实验结果是图中的_。(3)卡尔文通过停止_来探究光合作用过程中固定CO2的化合物，这时他发现C5的含量快速升高，由此得出固定CO2的物质是C5的结论。(4)卡尔文向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到第5 s时，14C出现在一种C5和一种C6中；将反应时间缩短到05 s时，14C出现在一种C3中。上述实验中卡尔文是通过控制_来探究CO2中碳原子的转移路径的，采用的技术方法有_等。(5)卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70 的蒸馏水中，这样做是为了使细胞中的_失活，此时，细胞中的化合物就保持在热处理之前的状态。解析：(1)小球藻属于真核生物。(2)在光照下，光反应进行，其产生的ATP和H参与暗反应中C3的还原，因此，通过停止光照可以探究光反应和暗反应的联系。当停止光照后，光反应停止，ATP和H的合成停止，则C3的还原减少，C3浓度增大，C5浓度减小，停止光照一段时间后，C3和C5浓度基本保持不变。(3)在暗反应中，CO2与C5结合形成C3，当停止CO2的供应后，CO2的固定受到影响，故会导致C5含量升高。(4)由题中叙述可知，实验中卡尔文是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径的，该实验中他采用了放射性同位素标记法。(5)酶是生物体内催化化学反应的催化剂，大多数酶的化学本质是蛋白质，在高温下酶的结构被破坏，导致细胞中的化学反应不能进行，化合物的含量不再发生变化。答案：(1)真核(2)光照A(3)CO2的供应(4)反应时间同位素标记法(5)酶22