2019-2020年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 能量之源-光与光合作用讲义.doc

2019-2020年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 能量之源-光与光合作用讲义1.光合作用的基本过程()2.影响光合作用速率的环境因素()3.实验：叶绿体色素的提取和分离学生用书P67一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1色素的种类和功能色素功能叶绿素叶绿素a：蓝绿色主要吸收蓝紫光和红光叶绿素b：黄绿色类胡萝卜素叶黄素：黄色主要吸收蓝紫光胡萝卜素：橙黄色2.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叶绿体叶绿体膜两层，基质基粒来组成，类囊体来堆叠，上有色素酶附着，吸收光能来转化，光合作用好场所。二、光合作用的探索历程连一连和中科学家用什么样的技术手段得出实验结论？该技术手段有何用途？提示：同位素标记法；追踪某元素或某物质的转移去向。三、光合作用的反应式及过程1反应式：CO2H2O(CH2O)O2。2过程光反应为暗反应提供H和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。光合作用过程的“一、二、三、四”四、影响光合作用的因素1光合作用强度(1)含义：植物在单位时间内通过光合作用制造有机物的量。(2)指标：一定时间内2影响光合作用强度的因素(1)空气中CO2的浓度。(2)土壤中水分的多少，温度的高低。(3)光照的长短与强弱，光的成分。3光合作用与化能合成作用的比较光合作用化能合成作用本质都能将CO2和H2O等无机物合成为有机物能量光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌等微生物1(必修1 P100基础题T3改编)恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，该实验能得出的结论主要是 ()A叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，放出氧气B光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体C叶绿素主要吸收红光和蓝紫光D好氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸答案：A2(必修1 P106基础题T6改编)下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：B3思维诊断(1)判断下列有关叶绿体及色素的叙述(xx高考重庆卷T1C)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。()叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。()利用纸层析法可分离4种叶绿体色素。()(2)判断下列有关光合作用和化能合成作用的叙述(xx南京市统考T11C)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()光反应产生的ATP可用于核糖体合成蛋白质。()光合作用光反应阶段产生的H可在叶绿体基质中作为还原剂。()离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后，可完成暗反应。()硝化细菌虽然不能进行光合作用，但是自养生物。()(3)判断下列有关影响光合作用的因素及应用的叙述(xx高考山东卷T4D)适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应CO2后比停止前高。()将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度一直保持稳定，不变化。()停止供水，植物光合速率下降，这是由于水是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质。()无色透明塑料大棚比绿色塑料大棚光合作用效率低。()考点一光合作用发现史中的经典实验分析学生用书P691普利斯特利的实验密闭玻璃罩绿色植物(1)没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。(2)限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物吸收和释放气体的成分。2萨克斯的实验黑暗中饥饿处理的绿叶(1)该实验设置了自身对照，自变量为光的有无，因变量是颜色变化(有无淀粉生成)。(2)该实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显，在用碘蒸气处理之前应用热酒精对叶片进行脱色处理。(3)本实验除证明光合作用的产物有淀粉外，还证明光是光合作用的必要条件。3恩格尔曼的实验(1)结论：叶绿体是光合作用的场所，光合作用过程中能产生氧气。(2)该实验设置极细光束和黑暗、完全曝光和黑暗两组对照。自变量为光照和黑暗，因变量为好氧菌聚集的部位。4鲁宾和卡门的实验HOCO2植物18O2H2OC18O2植物O2(1)该实验设置了对照，自变量是标记物质(HO和C18O2)，因变量是O2放射性的有无。(2)鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪CO2和H2O中的C、H、O元素在光合作用中的转移途径。 如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，下列有关叙述正确的是()A两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉B两实验均需要光的照射C两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D两实验均可证明光合作用的产物有氧气解析图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用的产物，所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中，黑暗与极细光束、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物；萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物，但不能证明氧气是光合作用的产物。答案B1证明光合作用需要的原料(CO2、H2O)和条件(光)(1)检测指标：是否有淀粉生成。(2)实验方法：实验植物先遮光进行饥饿处理再照光并给予相应条件处理后(施加变量)经酒精脱色碘液检验(能被碘液染成蓝色则说明有淀粉产生)。如图所示为验证CO2是光合作用必需原料的实验过程。2证明光合作用的场所叶绿体(1)检测指标：是否有淀粉生成。(2)实验方法：进行饥饿处理的植物，经相应条件处理(是否有叶绿体)后，再经酒精脱色，能被碘液染成蓝色的则说明有淀粉产生。1(xx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。2用含18O的水浇灌植物，经光照后，18O可最先发现于下面哪种产物中()A生成的葡萄糖中B生成的淀粉中C合成的蛋白质中D周围空气中的O2解析：选D。植物通过水的光解所释放O2进入空气，所以最先被发现18O。考点二以过程图为载体，考查光合作用的过程学生用书P701光反应和暗反应比较光反应暗反应图解条件必须在光下有光、无光都可以场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化(1)水光解：2H2O4HO2(2)ATP的合成：ADPPiATP能量转化光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，如图：2.光合作用过程中元素转移途径分析(1)光合作用总反应式及各元素去向(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) 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：捕获光能的色素和叶绿体的结构1关于叶绿素的叙述，错误的是()A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可能用于光合作用C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光解析：选D。叶绿素a和叶绿素b所含的化学元素相同，都由C、H、O、N、Mg组成，故A项正确。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素吸收的光能通过光合作用转变为储存在有机物中的化学能，故B项正确。叶绿素a在红光区的吸收峰值约为663 nm，叶绿素b在红光区的吸收峰值约为645 nm，故C项正确。绿叶中的色素对绿光的吸收极少，绝大多数绿光被反射出来，因此植物呈现绿色，故D项错误。2(xx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。光合作用过程分析3(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。4(xx北京东城期末)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，结果如下表。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ADP、Pi、H2O、NADP、酶等。误区2认为光反应产生的ATP可用于其他生命活动，线粒体产生的ATP可用于暗反应点拨光反应产生的ATP仅用于暗反应C3化合物的还原，线粒体产生的ATP用于除光合作用之外的其他生命活动。误区3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。 条件骤变细胞内H、ATP、C3、C5等物质的变化5(xx高考新课标全国卷)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()AO2的产生停止BCO2的固定加快 CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降解析：选B。正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和H(即NADPH)停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。6.(原创题)右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的变化情况，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。考点三以曲线图为载体，考查影响光合作用的环境因素学生用书P711光照强度(1)原理：影响光反应阶段ATP、H的产生。(2)曲线(3)分析：P点的限制因素(4)应用：延长光合作用时间。大棚蔬菜生产时，可在夜间进行人工光照以延长光合作用时间。大田作物可采用轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间。2CO2浓度(1)原理：影响暗反应阶段C3的生成。(2)曲线(3)分析：P点的限制因素(4)应用种植大棚蔬菜时，多施有机肥、人工增施CO2。大田作物应多施有机肥和实施秸秆还田，或南北向种植以保证空气顺畅流通。3温度(1)原理：通过影响酶的活性来影响光合速率。(2)曲线(3)分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。(4)应用4矿质元素(1)原理：N、Mg是构成叶绿素的成分，P是辅酶NADPH的成分，K有助于光合产物的运输。(2)曲线(3)PQ的形成原因：施肥过多，植物吸水困难甚至失水，进而影响光合作用。(4)应用：合理、适量施肥。 (原创题)科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。据图回答下列问题：(1)光照强度为a时，限制光合作用的环境因素主要是_，其直接影响是使光合作用产生的_和ATP过少，进一步限制了光合作用下一反应阶段中_过程的速率。(2)光照强度为b时，造成曲线和、曲线和光合作用强度差异的原因分别是_和_不同。(3)根据上述已有条件，在光照强度为c时，_(填“能”或“不能”)确定、哪种条件下人们获得的光合产物较多。解析(1)a点时光照强度较弱，植物的光合作用强度较低，因此该点的限制因素主要是光照强度，原因是光反应弱，产生的H和ATP少，限制暗反应中C3的还原。(2)b点时，曲线和的自变量为温度，曲线和的自变量为CO2浓度。(3)人们获得的光合产物应为有机物的积累量，因为在不同温度下植物的呼吸强度未知，因此无法判断光照强度为c时，哪种条件下获得的光合产物最多。答案(1)光照强度HC3还原(2)温度CO2浓度(3)不能1多因子变量对光合作用速率影响的分析方法(1)当在P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其不断加强，光合速率不断提高。(2)当在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。2外界因素对光合作用影响的实质影响因素产生的影响影响过程光照强度影响水的光解产生H，影响ATP的形成主要是光反应阶段CO2浓度影响C3的合成主要是暗反应阶段温度影响光合作用酶的活性分析单一因素对光合速率的影响1(考查光强强度、CO2浓度的影响)如图是水生植物黑藻在光照、CO2等因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正确的是()At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，叶绿体基质中水光解加快、O2释放增多 Bt2t3，暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 Ct3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强Dt4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低解析：选D。水的光解发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2t3，限制光合作用的是暗反应，要想提高光合速率，应提高CO2浓度，B项错误；t3t4，光合速率提高是因为暗反应增强，同时也促进了光反应的进行，光反应和暗反应是相互联系、相互依存的整体，C项错误；t4后短暂时间内，细胞原有的ATP被消耗生成ADP和Pi，但是因无光，不能合成ATP，所以ADP和Pi含量升高，且C3化合物还原后的直接产物也因不断消耗而减少，D项正确。2(考查温度的影响)如图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，某植物在不同温度下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线，下列叙述错误的是()A光合作用中温度主要影响暗反应阶段B光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与呼吸作用有关的酶的适宜温度更高C温度在30 左右时真光合作用速率最大D若温度保持25 ，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物不能正常生长解析：选D。光合作用光反应阶段水的光解不需要酶，ATP的合成需要酶，暗反应过程中CO2的固定及C3的还原需要酶的催化，温度对光反应阶段的影响较小，对暗反应阶段的影响较大；据图分析，呼吸作用相关的酶在40 时活性最高，光合作用相关的酶在30 时活性最高；真光合作用速率呼吸速率净光合作用速率，由图可知，温度在30 左右时真光合作用速率达到最大；25 条件下净光合速率为4，呼吸速率为2.5，交替进行12 h光照、12 h黑暗，植物每天积累的光合产物为12(42.5)18，植物可以正常生长。3(考查水分的影响)(xx北京海淀期中)下图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线、分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同，则据图判断不正确的是()A在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象B曲线双峰形成与光照强度的变化有关C导致曲线日变化的主要因素是土壤含水量D适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度解析：选C。图中曲线为降雨第2天的桑叶光合速率日变化，此曲线表示在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象，A正确；图中曲线双峰形成是由于中午日照过强，导致气孔关闭，CO2进入减少，光合速率下降，B正确；导致曲线日变化的主要因素应是光照强度，C错误；桑叶的“午休”是由于中午光照过强，保卫细胞失水，气孔关闭引起的，故适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度，D正确。分析多因素对光合速率的影响4如图曲线表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如曲线的变化。下列分析合理的是()A与y点相比较，x点时叶绿体中C3含量低B在y点时，适当升高温度可导致曲线由变为C制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度解析：选D。在相同CO2浓度条件下，光照强度越强，产生的H和ATP越多，消耗的C3越多，因此，与y点相比，x点时叶绿体中C3含量高。曲线表示在最适温度条件下的实验结果，若再升高温度，光合作用速率反而降低。x点时光合作用速率低的原因主要是光照强度较低，而不是叶绿素的含量低。z点以后再增强光照强度，光合作用速率不再增加，证明限制因素不是光照强度，CO2浓度仅为0.03%，制约z点的因素有可能是CO2浓度。5(xx北京海淀区模拟)研究者探究不同光强条件下，两种不同浓度CO2对某种蓝藻生长的影响，结果如下图所示。下列关于实验的叙述，不正确的是()A“”和“”分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果B若相同条件下测量O2释放量，可得到相似的实验结果C低光强时，不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著D高浓度CO2时，不同的光强对干重增加的影响不显著解析：选D。 由图可知在相同光照强度下，“”的光合作用强度比“”高，CO2浓度也是限制光合作用的一个重要因素，同等光照强度，在一定范围内CO2浓度越高，光合作用强度越大，所以“”和“”应分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果，A正确；净光合作用强度也可以用氧气的释放量来表示，B正确；低光强下，由图可知不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著，高浓度CO2条件下，不同的光强对干重增加的影响显著，C正确、D错误。考点四绿叶中色素的提取和分离学生用书P731实验原理(1)提取：绿叶中的色素溶于有机溶剂无水乙醇而不溶于水，可用无水乙醇提取色素。(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，分离过程如图所示观察结果：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带，如图所示3实验成功的关键(1)叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。(2)研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。(3)滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再重复画12次。(4)滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。 (xx河南中原名校一模)提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是()A未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多D胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高解析黄化叶片含有叶黄素和胡萝卜素，未见色素带的原因应该是提取或分离色素操作不当，如层析时滤液细线没在层析液中，会使色素溶解在层析液中，无法在滤纸条上分离，A、B错误；绿叶中叶绿素含量较多，而胡萝卜素和叶黄素含量较少，故提取液呈绿色，C正确；胡萝卜素处于滤纸条最上方是因为胡萝卜素在层析液中溶解度最高，在滤纸条上扩散的速度最快，D错误。答案C1.为什么在制作滤纸条时，需将一端的两个角剪掉？_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处还是b处？实验结果应会出现四个不同颜色的同心圆，最外层应是什么颜色？_提示：1.由于液面的不同位置表面张力不同，纸条接近液面时，其边缘表面的张力较大，层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而导致色素带分离不整齐的现象。故需将插入层析液的滤纸条一端剪去两个角。2a处。橙黄色。1绿叶中色素提取分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，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。2要提取绿色植物叶肉细胞叶绿体中的色素，至少要破坏1层细胞膜、2层叶绿体膜，共3层生物膜(3层磷脂双分子层或6层磷脂分子)。要将叶肉细胞中色素完全提取出来，还需加上1层液泡膜。1(xx江苏淮安二模)甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()A甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C丙可能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解析：选C。叶绿体中的色素属于有机物，易溶于无水乙醇等有机溶剂，难溶于水，所以不能用蒸馏水作提取液和层析液，A正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，色素浓度太低导致的，B正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不应该是正确操作得到的理想结果，C错误；丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO3破坏了叶绿素，因为与类胡萝卜素相比，叶绿素更易受到破坏，D正确。2(xx山师大附中月考)回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题：(1)某同学的操作程序如下：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)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。色素层析结果如图，请根据实验结果填写下表：组别滤纸条编号判断依据绿叶组_嫩黄叶组_(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)A叶绿素a带和叶绿素b带较宽B叶绿素a带和叶绿素b带较窄(3)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素学生用书P75核心体系构建填充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：2C35提高光合作用强度的3种措施(1)控制光照强弱。(2)控制温度的高低。(3)适当增加环境中的CO2浓度。学生用书P751(xx高考上海卷)从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的原因是()A加入的石英砂太多B没有加入碳酸钙C用脱脂棉过滤不彻底 D一次加入过多无水乙醇解析：选B。色素提取过程中，加入石英砂的目的是使研磨充分，有利于色素的提取。加入碳酸钙，可防止研磨过程中叶绿素被破坏；不加碳酸钙，研磨过程中叶绿素被破坏，会导致提取液颜色偏黄绿色。脱脂棉过滤不彻底会出现混浊现象，但其主要影响的不是提取液的颜色。一次加入过多无水乙醇会导致提取的滤液中色素含量相对较少，使提取液整体颜色变浅。2(xx高考江苏卷改编)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。根据“绿叶中色素的提取和分离实验”的实验结果可知，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的吸收光谱的吸收峰波长约为430 nm和660 nm，叶绿素b的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。3.(xx高考安徽卷)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能BCO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类C被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5D光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高解析：选C。ATP为C3的还原提供能量，并将能量转移到(CH2O)等有机物中，CO2的固定不需要能量，A项错误。暗反应中，必须经过CO2的固定和C3的还原才能形成有机物，B项错误。在暗反应中，一部分C3经过一系列变化形成C5，一部分C3还原成(CH2O)等有机物，C项正确。在CO2供应不变的情况下，光照强度由强变弱时，光反应提供的H减少，ATP形成减少，故H和ATP的含量下降，导致C3还原过程减弱，但此时CO2的固定仍在进行，故短时间内C3含量上升，C5含量下降，D项错误。4(xx高考重庆卷)将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是()适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图A黑暗条件下，增大、减小B光强低于光补偿点时，、增大C光强等于光补偿点时，、保持不变D光强等于光饱和点时，减小、增大解析：选B。A项，图示细胞为水稻叶肉细胞。在黑暗条件下、密闭容器中，该细胞不进行光合作用，只进行细胞呼吸，吸收O2，放出CO2，因此增大、减小。B项，光强低于光补偿点时，光合作用和细胞呼吸同时进行，但细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞吸收O2，放出CO2，此时在密闭容器中增大、减小。C项，光强等于光补偿点时，细胞呼吸强度等于光合作用强度，因此细胞吸收O2速度等于放出CO2速度，即、保持不变。D项，光强等于光饱和点时，光合作用强度最大，细胞光合作用吸收CO2速度大于细胞呼吸吸收O2的速度，因此减小、增大。5(xx高考海南卷)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是()A植物甲和乙光合作用所需的能量都来自于太阳能B叶温在3650 时，植物甲的净光合速率比植物乙的高C叶温为25 时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D叶温为35 时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0解析：选D。植物进行光合作用所需能量均来自于太阳能，A正确；叶温在3650 时，植物甲的曲线在植物乙曲线上方，所以植物甲的净光合速率比植物乙的高，B正确；叶温为25 时，植物甲和乙的曲线没有相交，即二者的净光合速率不同，C正确；叶温为35 时，甲、乙两种植物的净光合速率相同且大于零，所以这两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均大于0，D错误。6(xx高考北京卷)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光暗转换条件下CO2吸收量的变化，每2 s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。(1)在开始检测后的200 s内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解_，同化CO2，而在实验的整个过程中，叶片可通过_将储藏在有机物中稳定的化学能转化为_和热能。(2)图中显示，拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在_molm2s1范围内，在300 s时CO2_达到2.2 molm2s1。由此得出，叶片的总(真正)光合速率大约是_mol CO2m2s1。(本小题所填数值保留至小数点后一位)(3)从图中还可看出，在转入黑暗条件下100 s以后，叶片的CO2释放_，并达到一个相对稳定的水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物，可利用_技术进行研究。解析：(1)有光条件下，叶肉细胞利用光能分解水，并同化CO2。整个实验过程中，叶片可通过细胞呼吸将有机物中稳定的化学能转化为ATP中的化学能与热能(散失)。(2)对照图中CO2吸收量读数可知，照光条件下，叶片CO2吸收量的范围为0.20.6 mol m2s1。观察题图可知，300 s时CO2的释放量达到最大值2.2 mol m2s1，即呼吸速率。叶片的总(真正)光合速率呼吸速率净光合速率，因此总(真正)光合速率应该为2.42.8 mol CO2 m2s1。(3)在转入黑暗条件下100 s以后，从坐标图中可以看出，叶片的CO2释放量逐渐减少，并达到相对稳定，结合题中信息推测，叶片可能存在两种呼吸过程，转入黑暗环境后有一种呼吸过程逐渐减弱。(4)要证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物，需要研究碳元素在叶片细胞中的运动轨迹，常利用14C同位素示踪技术进行研究。答案：(1)水细胞呼吸ATP中的化学能(2)0.20.6释放量2.42.8(3)逐渐减少(4)14C同位素示踪基础题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。正确选材和操作是实验成功的关键。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(xx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CO2ABC 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。4下列变化中，可在叶绿体基质中完成的是()H2OHO2ATPADPPi能量C3C6H12O6C5H2OCO2C5C3A BC 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(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层膜。6(xx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。题给实验中，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(xx西安八校联考)如图所示，在最适温度和光照强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化情况，下列说法错误的是()A植物乙比植物甲对CO2浓度变化更敏感B当CO2吸收量为c时，植物甲与植物乙合成有机物的量相等Cd点甲植物细胞内的C3含量比b点高D适当降低光照强度，b点将向右移动解析：选B。环境中CO2浓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的吸收量保持不变，因此植物乙对CO2浓度变化更敏感；当CO2吸收量为c时，植物甲与植物乙的净光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，根据实际光合速率净光合速率呼吸速率，因此植物甲合成有机物的量比植物乙多；CO2浓度由b点增加到d点时，甲植物细胞内C3的合成量增加而消耗量不变，因此细胞内C3的含量增加；图中曲线是在最适的光照强度条件下测得的，因此光照强度减弱CO2的吸收量降低，b点时光合作用强度与呼吸作用强度相等，降低光照强度后，在较高浓度的CO2条件下才能使CO2吸收量与CO2释放量相等，因此b点将右移。8在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()甲乙丙丁丙酮水CaCO3SiO2A BC D解析：选B。由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为；乙同学的操作正确，实验结果应为，即自上而下4条色素带依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常情况下的窄，应为；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为。9如图是某高等植物叶绿体进行光合作用的图解，请据图完成下列问题：(1)图中A表示的结构是由_堆叠而成的。若e为高能化合物，则b、c代表的物质名称依次是：_。(2)h与i反应生成j的过程称为_，j与f、e反应称为_。(3)依据图分析，影响光合作用的外界条件有水分的供应、环境中CO2的浓度、光照和_等。(4)若g用于细胞的有氧呼吸，则相关反应式为_。解析：(1)图中A表示由类囊体堆叠而成的光反应的场所叶绿体基粒，a、b、c、e、f、g、h、i、j分别是水、氧气、ADP、ATP、H、糖类、C5、CO2、C3。(2)由h与i反应生成j的过程称为CO2的固定。j与f、e反应称为C3的还原。(3)影响光合作用的因素有光照强度、CO2的浓度、温度、矿质元素、水等。(4)书写细胞呼吸反应式时注意项目要齐全，不能缺少酶、能量，反应前后的水不能抵消，且不能用ATP代替能量。答案：(1)类囊体O2和ADP(2)CO2的固定C3的还原(3)温度(或矿质元素)(4)C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量10(xx宜昌调研)研究人员在适宜温度下对甲、乙两种兰花光合作用特性的研究结果如图所示。据图回答下列问题：(1)图中A点条件下甲种兰花叶肉细胞产生ATP的细胞结构有_，B点条件下乙种兰花叶绿体释放出的O2的扩散去向是_(从细胞水平答题)。(2)从图中分析，更适应阴生环境的是_种兰花；在温室中栽培兰花时土壤不能含水过多的原因是_。(3)植物干重增加最主要的物质来源是_(填“土壤中的无机盐”“H2O”“CO2”或“从农家肥中吸收的有机物”)。在无光条件下_种兰花的干重减少得更快。(4)研究人员通过实验发现乙种兰花总光合色素含量高于甲种兰花，分析图示，与该发现相符的实验结果是_。解析：(1)A点条件下，甲种兰花的光合速率等于呼吸速率，光合作用和呼吸作用都能产生ATP，产生ATP的场所为叶绿体、线粒体和细胞质基质。B点条件下，乙种兰花的光合速率大于呼吸速率，因此，叶绿体中产生的氧气一部分进入线粒