（江苏专用）2020版高考生物新导学大一轮复习 第三单元 光合作用和细胞呼吸 第9讲 光合作用讲义（含解析）苏教版.docx

第9讲光合作用考纲要求1.光合作用以及对它的认识过程(B)。2.影响光合作用速率的环境因素(C)。3.实验：叶绿体色素的提取和分离(b)。考点一光合作用的认识过程及光合作用的结构基础1光合作用的认识过程(连线)2光合色素由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对红光和蓝光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。3叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构决定(3)功能：进行光合作用的场所。(1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光()(2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素()(3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同()(4)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多()(5)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中()(6)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积()下面是光合作用探索历程中恩吉尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：(1)恩吉尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？提示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)恩吉尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？提示排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰。(3)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么？提示消耗掉细胞中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰。(4)萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，目的是什么？提示防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。(5)两实验设计中是如何形成对照的？提示恩吉尔曼的实验中，照光处理与不照光、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。命题点一捕获光能的色素和结构分析1(2016全国，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于叶绿素合成受阻引起的答案C解析叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A项正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B项正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C项错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D项正确。生命观念影响叶绿素合成的因素2(2018淮安模拟)如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述错误的是()A和均为选择透过性膜B上分布有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少C上所含色素均含Mg2，故缺Mg2时这些色素都无法合成D在上形成的产物H和ATP进入中为暗反应提供物质和能量答案C解析和分别为叶绿体的外膜和内膜，膜结构均具有选择透过性，A项正确；为类囊体，其上分布有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少，所以叶片一般为绿色，B项正确；叶绿素分子中含Mg2，胡萝卜素、叶黄素中不含Mg2，C项错误；在类囊体上形成的产物H和ATP进入中为暗反应提供物质和能量，D项正确。命题点二探究光合作用的相关实验分析3人们对光合作用这一重要生命现象的发现及认识经历了漫长的过程，以下是光合作用探究历程中的几个经典实验，请结合所学知识回答下列问题：实验一：普利斯特莱的实验密闭玻璃罩绿色植物蜡烛/小鼠蜡烛不易熄灭/小鼠不易窒息死亡。(1)本实验缺乏_组，应该如何改进？_。实验二：萨克斯的实验黑暗中饥饿处理的绿叶(2)本实验的自变量为_，因变量为_，实验组是_(填“曝光组”或“遮光组”)。(3)实验中进行饥饿处理的目的是_。实验三：鲁宾和卡门的实验(4)鲁宾和卡门应用了_法追踪CO2和H2O中的氧元素在光合作用中的转移途径。(5)写出光合作用总反应式，并用18O标明水中氧的转移途径：_。答案(1)对照(或空白对照)将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于密闭玻璃罩内，作为空白对照(2)光的有无叶片颜色变化遮光组(3)使叶片中的营养物质(淀粉)被消耗掉，排除对实验的干扰，增强实验的说服力(4)同位素标记(5)CO2HO(CH2O)18O2解析(1)在设计探究性实验时应遵循单一变量和对照性原则，而本实验缺乏对照(或空白对照)组，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于密闭玻璃罩内，作为空白对照。(2)分析实验可知，本实验的自变量为光的有无，因变量为叶片颜色变化。本实验中曝光组为对照组，遮光组是实验组。(3)实验中进行饥饿处理的目的是使叶片中的营养物质(淀粉)被消耗掉，排除对实验结果的干扰，增强实验的说服力。(4)鲁宾和卡门应用了同位素标记法追踪CO2和H2O中的氧元素在光合作用中的转移途径。(5)由于产生的氧气全部来自于水，在反应中用同位素(如18O)标明水中氧的转移途径，总反应式为CO2H218O(CH2O)18O2。考点二光合作用的基本过程1过程2反应式(1)产物为(CH2O)：CO2H2O(CH2O)O2。(2)产物为C6H12O6：6CO212H2OC6H12O66O26H2O。3光反应和暗反应的比较项目光反应暗反应条件光、色素、酶ATP、H、CO2、多种酶场所类囊体膜叶绿体基质物质变化水的光解、ATP的合成CO2的固定、C3的还原能量变化光能转化为活跃的化学能活跃的化学能转化为稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供NADP、ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成4光合作用和化能合成作用的比较项目光合作用化能合成作用区别能量来源光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同点都能将CO2和H2O等无机物合成有机物(1)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中()(2)叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉()(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后，可完成暗反应过程()(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低()(5)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，其叶绿体内CO2的固定立即停止()(6)光合作用和细胞呼吸均能产生H，二者还原的物质不同()(7)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖()分析光合作用的过程图解(1)图中的甲表示光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体膜上。(2)乙表示暗反应阶段，又称作卡尔文循环。(3)图中的物质a是H，物质c是CO2。(4)图中的ATP不能(填“能”或“不能”)运出所在的细胞器，用于其他生命活动。1光合作用C、H、O的转移途径(1)H：3H2O3H(C3H2O)。(2)C：14CO214C3(14CH2O)。(3)O：HO18O2; C18O2C3(CHO)。2环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化(2)物质含量变化的比较条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少H和ATP的含量减少增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加3.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应提供的H和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)一直光照条件下，会造成H、ATP的过度积累，利用不充分；光照和黑暗间隔条件下，H、ATP基本不积累，能够被充分利用；因此在光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。例如：若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲一直光照10分钟，黑暗处理10分钟；乙光照5秒，黑暗处理5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲乙。命题点一光合作用的过程分析1(2015福建，3)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2C5(即RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是()A菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质BRuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高答案B解析RuBP羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质，A项正确；暗反应不需要光，有光和无光条件下都可进行，B项错误；实验中利用14C标记CO2并检测产物放射性强度，采用同位素标记法，C项正确；单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率，酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性，D项正确。2下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)。下列有关叙述错误的是()A图中表示水分的吸收，表示水的光解Bc为ATP，f为HC将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性D图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能答案B解析图中ag分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH(H)、NADP、CO2，分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成，A项正确，B项错误；18O2HOC18O2(CHO)，C项正确；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D项正确。命题点二分析条件骤变对叶绿体中物质含量的影响3(2016天津，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上升答案C解析叶绿体中的色素对红光的吸收率高，光反应快，对绿光的吸收率很低，光反应慢，A错误、C正确；光反应快，C3被还原的量多，剩余的少，B错误；绿光照射时，光反应速率降低，C5下降，D错误。4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改变的变化情况，下列对这一环境因素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增加光照强度答案D解析增加光照强度，光反应产生的H和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正确。命题点三连续光照和间隔光照条件下的有机物的合成量分析5(2015全国，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135s，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67.5s；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7.5s；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3.75ms(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135s；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。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H解析(1)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%，说明C组黑暗条件下进行了部分光合作用，暗反应消耗了ATP和H，为下一次的光照时间内光反应提供了充足的原料ADP、Pi和NADP等，所以单位光照时间内，C组合成有机物的量高于D组。光合产物的生成场所为叶绿体基质。(2)A、B、C三组实验中光照时间之和均为67.5s，但是处理方法不同，结果也不一样，并且是单位时间内光照和黑暗交替频率越高，光合作用产物相对量越高，可知光照时产生的ATP和H在光照时没有用完，可以在黑暗中继续利用，还原C3生成糖类等有机物及C5，C5继续与CO2结合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。考点三影响光合作用的因素及应用1光照强度(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的H和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。(2)曲线分析A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸。AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少。B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不再增强了。D点：为光饱和点，限制D点以后光合作用强度不再增加的内部因素是光合色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。(3)应用：温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。2CO2浓度(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。(2)曲线分析图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。(3)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。3温度(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。(2)曲线分析AB段在B点之前，随着温度升高，光合速率增大B点酶的最适温度，光合速率最大BC段随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50左右光合速率几乎为零(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。4水分和矿质元素(1)原理水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。(2)曲线(如图)(3)应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。据图分析多因素对光合作用的影响(1)三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是什么？提示P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，依次为光照强度、光照强度和温度。(2)三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子还是影响光合速率的主要因素吗？此时的限制因素分别是什么？提示Q点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素，此时的主要影响因素依次为温度、CO2浓度和光照强度。(3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处？提示有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素，增加了土壤的肥力，另外还释放出热量和CO2，增加了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行。命题点一单因素对光合作用的影响分析1(2019周口模拟)阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和释放O2量的变化，据此下列分析正确的是()A光斑照射前，光合作用无法进行B光斑照射后，光反应和暗反应迅速同步增加C光斑照射后，暗反应对光反应有限制作用D光斑移开后，光反应和暗反应迅速同步减弱答案C解析光斑照射前，有氧气释放，说明植物细胞在进行光合作用，A项错误；光斑照射后，光反应迅速增加，而暗反应没有立即增加，二者不同步，B项错误；光斑照射后，O2释放曲线变化趋势是光反应先增加然后降低，说明暗反应对光反应有限制作用，原因是暗反应不能及时消耗光反应产生的ATP和H，C项正确；移开光斑后，光反应迅速减弱，而暗反应过一段时间后才减弱，二者不同步，D项错误。2(2014四川，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是()A与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案D解析当光照强度为0时，植物只进行细胞呼吸，由坐标图中数据可知，桑树间作时的呼吸强度比单作时的大，大豆间作时的呼吸强度比单作时的小；A项错误；由坐标图中数据可知，与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，大豆光合作用的光饱和点减小，B项错误；由坐标图中数据可知，在较低光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时增强，在较高光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时减弱，C项错误；由坐标图中数据可知，单作时大豆开始积累有机物时的最低光照强度大于间作时的，D项正确。命题点二多因素对光合作用的影响分析3(2018江苏，18)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是()A横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度答案D解析随着CO2浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，较高温度下的净光合速率高于较低温度，A错误；植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率应先升高后降低，B错误；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高，C错误；随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强度足够时，较高的CO2浓度下净光合速率较大，D正确。4电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2，蔬菜产量可提高70%左右，这就是著名的“电场产量倍增效应”。科学家根据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的实验，绘制如下曲线。据图回答下列问题：(1)第1组实验的作用是_。在饱和光照强度下，该实验的自变量是_。(2)第1组实验和第2组实验的曲线比较，说明_。(3)根据实验曲线可知，在相同光照强度下，为了最大限度地增加作物产量，可以采取的措施是_。答案(1)对照电场强度和CO2浓度(2)强电场可以提高植物的光合作用强度(3)增补电场和增施CO2解析(1)第1组实验的条件为大气电场和大气CO2浓度，属于对照组，起对照作用。饱和光照强度下，实验的自变量是电场强度和CO2浓度。(2)第1组实验和第2组实验对比，二者的自变量为电场强度，第2组实验的净光合作用强度大于第1组实验，而二者的细胞呼吸强度相等，因此说明强电场可以提高植物的光合作用强度。(3)分析曲线可知，同一光照强度下净光合作用强度最大的是第4组实验，因此为了最大限度地增加作物产量，可增加电场强度和提高CO2浓度。科学思维多因素对光合作用影响的曲线分析方法解答受多因素影响的光合作用曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化，将多因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提，如最适温度下测得，则应该考虑温度以外的影响因素。考点四提取和分离叶绿体中的光合色素1实验原理2实验步骤3实验结果色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色最少最高最快叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色最多较低较慢叶绿素b黄绿色较多最低最慢1实验注意事项注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发，充分溶解色素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滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要细、齐、直使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中2.绿叶中色素提取和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。使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(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：没经干燥处理，滤液线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的。(3)滤纸条看不到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。(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。命题点一实验基础1某同学在进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验时，进行了以下操作：将5g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1cm处用钢笔画一条横线；为增强实验效果，将滤液细线画粗些；将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是()ABCD答案D解析提取绿色叶片中的色素时，在将5g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后，应加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5mL无水乙醇，进行迅速、充分地研磨；制备滤纸条时，应将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1cm处用铅笔画一条横线，而不是用钢笔；画滤液细线时，为确保色素带分离整齐、不重叠，应保证滤液细线细、直、齐，为增强实验效果，应重复画线使滤液细线处积累较多色素；分离色素时，应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，注意不能让滤液细线触及层析液。2.(2015江苏，21)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，下图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)()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答案ABC解析由图示可知，强光下，、表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿体含量降低，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；是叶绿素a，是叶绿素b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同，C项正确；画滤液线时，滤液在点样线上画23次，D项错误。命题点二实验拓展3以圆形滤纸的中心为圆心，画叶绿体色素滤液的小圆进行色素分离，看到近似同心环状的四个色素圈，排列在最外圈的一个呈()A蓝绿色B黄绿色C黄色D橙黄色答案D解析绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度不同。其中胡萝卜素(橙黄色)的溶解度最大，故其扩散速度最快，排列在最外圈。4利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如下图所示)。当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确的位置应为()答案B解析在层析液中四种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。矫正易错强记长句1关于光合色素的5点提醒(1)可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体(如蓝藻等)，但是都有光合色素。(2)叶绿素对红光和蓝光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。(3)植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。(4)不同颜色温室大棚的光合效率比较：无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高；叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚中植物的光合效率最低；不同颜色的温室大棚光合效率不同，单色光中，蓝紫光下光合速率最快，红光次之，绿光最差。(5)植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。2对光合作用过程的5点说明(1)光合作用中光反应产生的H是还原型辅酶(NADPH)，细胞呼吸产生的H是还原型辅酶(NADH)，二者不相同。(2)C3和C5并不是只含有3个或5个碳原子，还有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一种三碳化合物。(3)暗反应不直接需要光，但是如果没有光照，光反应停止后，暗反应很快也会停止。(4)光合作用的产物主要是糖类，还有一些类脂、有机酸、氨基酸和蛋白质等。(5)叶绿体产生的ATP只能用于自身的物质合成，不能直接用于细胞中其他部位的生命活动。某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答下列问题：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；另一方面缺水会导致气孔开度降低，CO2供应不足，影响了光合作用的暗反应，导致光合作用速率下降。2在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，B点光饱和点低，其主要原因是B点气孔开度低，CO2吸收减少，暗反应速率低，需要光反应提供的ATP和H少，所以光饱和点低。3停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来。重温高考演练模拟1(2016江苏，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10mL提取液，研磨时一次性加入10mL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答案B解析CaCO3可防止酸破坏叶绿素，应在研磨时加入，A错误；即使菜叶剪碎不够充分，但色素并没有减少，也可提取出4种光合作用色素，B正确；由于研磨时乙醇易挥发，故为获得10mL提取液，研磨时应加入多于10mL的乙醇，C错误；叶绿素条带不会随层析液挥发消失，D错误。2.(2017天津，6)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。右图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列叙述错误的是()A光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度答案D解析由于突变型水稻叶片的叶绿素含量较少，由图可知，光照强度低于P时，突变型的光合作用光反应强度低于野生型，A项正确；由于突变型水稻中固定CO2酶的活性显著高于野生型，由图可知，光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型，B项正确；光照强度低于P时，光照强度没有达到光饱和点，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，C项正确；P点并未达到突变型水稻光合作用的光饱和点，故光照强度高于P点小于光饱和点时限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度，D项错误。3(2015安徽，2)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含量会升高答案C解析CO2的固定是CO2与C5在酶的催化下合成C3的过程，没有ATP的消耗，A项错误；暗反应中，CO2不能直接被H还原，必须经过CO2的固定形成C3，再在有关酶的催化作用下，一部分C3被H还原，经一系列变化形成糖类，另一部分C3经一系列变化形成C5，B项错误，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、ATP减少，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(2018广东化州高三二次模拟)在置于黑暗条件下的叶绿体悬浮液中加入适量NaH14CO3溶液，再给予瞬时光照。下列说法正确的是()A黑暗条件下，叶绿体基质中不存在C3和C5B黑暗条件下，叶绿体悬浮液不能合成ATP和HC瞬时光照后，(CH2O)出现放射性比C3早D光照瞬间，C3含量迅速增加而C5含量迅速减少答案B解析黑暗条件下，叶绿体基质中存在C3和C5，A错误；黑暗条件下，光反应不能进行，叶绿体悬浮液不能合成ATP和H，B正确；瞬时光照后，(CH2O)出现放射性比C3晚，C错误；光照瞬间，C3含量迅速减少而C5含量迅速增加，D错误。5(2018全国，30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是_。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_，判断的依据是_。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是_。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_(填“O2”或“CO2”)不足。答案(1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2解析(1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。(4)夏日晴天中午12点，温度较高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。一、单项选择题1下列关于叶绿体中色素提取的叙述，错误的是()A菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C用无水乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分答案C解析叶绿体中的四种色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，它们都溶于无水乙醇，C项错误。2(2018江苏金陵中学期中)下列不属于控制无关变量相关操作的是()A验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住B验证温度影响酶活性的实验中，先将底物和酶溶液分别置于相同温度条件下后再混合C验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物进行饥饿处理D绿叶中色素的提取和分离实验中，制备滤纸条时剪去两角答案A解析验证光合作用需要光照的实验中，是否有光是实验的自变量(单一变量)，不是无关变量，A项符合题意；B、C、D项都是对无关变量的处理。3(2019长沙雅礼中学月考)下列有关叶绿体的描述，正确的是()A叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成ATPB经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗，此时叶绿体内不含糖类C叶绿体中含有RNA聚合酶，体现了细胞内基因的选择性表达D叶绿体产生O2和线粒体产生H2O均在生物膜上进行答案D解析叶绿体只有在光下才能发生光反应形成ATP，黑暗中叶绿体内不具有形成ATP的条件，A错误；经黑暗处理过的叶肉细胞会向其他部位输出淀粉和消耗糖类等有机物，但叶绿体中的DNA、RNA中含有脱氧核糖或核糖，B错误；RNA聚合酶在细胞中普遍存在，不是基因选择性表达的产物，C错误；叶绿体产生O2在类囊体膜上进行，线粒体产生H2O在线粒体内膜上进行，D正确。4(2019无锡一模)下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中ac表示相关物质。有关分析错误的是()A图中a为氧气，可部分释放到空气中B图中b为NADPH，外界CO2浓度升高时，b的含量暂时升高C该过程消耗的NADP和c来自叶绿体基质D该过程将光能转化为化学能储存在b和ATP中答案B解析水光解的产物是氧气和H，若光合作用强度大于细胞呼吸强度，氧气会部分释放到空气中；图中b是在NADP、H和电子参与下形成的NADPH，当外界CO2浓度升高时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降低；叶绿体基质中，暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP、ADP和Pi；光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中。5为研究光反应中ATP产生的原理，有科学家进行如下实验：将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的pH下降为4；然后把悬浮液的pH迅速上升为8，此时类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP，对实验条件和结论分析正确的是()A黑暗中进行，结果表明：H能通过自由扩散进入类囊体B光照下进行，结果支持：合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能C黑暗中进行，结果支持：光反应使类囊体内外产生H浓度差，推动ATP合成D光照下进行，结果表明：光反应产生的H参与暗反应中C3的还原答案C解析在光照条件下，类囊体膜上的色素吸收光能，能将光能转化成ATP中的化学能，干扰实验结果，故应在黑暗中进行；题干中类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP，说明ATP的合成与H浓度差有关，类囊体内外产生H浓度差，从而推动ATP合成。6下列对光合作用图解分析不正确的是()A图示为真核生物的光合作用过程B若突然停止CO2供应，则短时间内三碳化合物的含量将上升C图中为O2，为ATPD若用3H标记的H2O进行示踪，可发现H元素的转移途径为H2OH糖类答案B解析由于有叶绿体的存在，所以应为真核生物的光合作用；若突然停止CO2的供应，则短时间内三碳化合物的形成减少，消耗不变，含量降低；图中为水的分解产物O2，为光反应为暗反应提供的ATP；光反应中水分解产生H，为暗反应提供还原剂，并进入到有机物中。7(2019信阳质检)绿色植物中含有的叶绿体(图甲)是可完成能量转换的细胞器，图乙是图甲中的色素分离结果，图丙是在图甲结构中进行的生化反应，分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述不正确的是()A图乙中的色素带由1到4分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素B图甲中和的成分和结构相似C环境条件相对稳定的情况下，图甲中的C3含量多于C5D如果突然降低CO2的浓度，图丙中的C3含量会一直下降答案D解析图乙中下方有滤液细线，色素的扩散方向是从下向上的，所以14分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，A项正确；图甲中的和分别是叶绿体的内膜和外膜，它们的成分和结构相似，B项正确；分析图丙中的过程要从两个方面进行：一是环境条件相对稳定时，暗反应中的两个过程、光反应与暗反应之间均处于一种相对平衡的状态，由于一个C5对应着两个C3，所以C3含量要比C5高；二是当环境条件突然改变时，如CO2浓度突然降低时，短时间内由于CO2固定过程减弱而C3的还原过程仍在进行，故C3含量降低而C5含量升高，但一段时间后，反应过程又达到一个新的平衡状态，所以C3含量不会一直下降，C项正确、D项错误。8科学家提取植物细胞中的叶绿体，将叶绿体膜破坏，分离出基质和基粒，用来研究光合作用的过程(如下表，表中“”表示有或添加，“”表示无或不添加)。下列条件下能产生葡萄糖的是()选项场所光照CO2ATPHC5A基质B基粒C基质和基粒D基质和基粒答案D解析光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应在基粒上进行，需要光照；暗反应进行时需要光反应提供H和ATP，需要叶绿体基质中的C5和大气中的CO2的参与。二、多项选择题9(2019南京调研)某研究小组在水肥充足的条件下，观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势，结果如图所示。据图判断下列有关叙述错误的是()A光合作用消耗ATP最快的时刻是15：00B根吸水能力最强的时刻是12：00C直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗D影响光合速率的环境因素主要是CO2浓度答案ABD解析光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲图可知，光合作用消耗ATP最快的时刻是12：00，A项错误；蒸腾作用越强，根吸水能力越强，由乙图可知，根吸水能力最强的时刻是15：00，B项错误；蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失，直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗，C项正确；据图可知，本题中影响光合速率的主要环境因素是光照强度，D项错误。10(2018江苏高三五月冲刺)研究者使用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子，加入三组小球藻培养液中，记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例，光照一段时间后，分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例，实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是()组别起始时水中18O的比例(%)起始时HCO中18O的比例(%)释放的O2中18O的比例(%)10.850.410.8420.850.550.8530.850.610.85A.18O2是在小球藻叶绿体的类囊体膜上生成的BHCO可为小球藻的光合作用提供碳元素CHCO中18O的比例不同导致放氧速率不同D释放的O2中18O比例与水相近，推测O2来自于水答案ABD解析光合作用光反应阶段，水在光下分解释放氧气，该过程在叶绿体的类囊体膜上进行，A正确；碳酸氢钠释放二氧化碳，为光合作用提供碳元素，B正确；据表中数据可知，放氧速率与水中18O起始比例一致，与HCO中18O的比例不同，C错误；释放的O2中18O比例与水中18O起始比例一致，与HCO中18O的比例不同，推知O2的氧原子来自于水，D正确。三、非选择题11下图为叶绿体的结构和功能示意图，请据图回答下列问题：(1)光合作用中光反应产生的_可以被暗反应所利用；在光照条件下，ATP的移动方向是_(用图中字母和箭头表示)。(2)若暗反应被抑制，可能的外部影响因素是_、_。(3)在电子显微镜下观察，可见到叶绿体基质中含量最多的物质是_颗粒(光合产物)。(4)暗反应通过提供_(物质)来影响光反应，从而影响光合作用速率。答案(1)H和ATPAB(2)二氧化碳供应不足温度过高或过低(3)淀粉(4)ADP、Pi以及NADP解析(1)光合作用光反应为暗反应提供H和ATP，用于三碳化合物的还原。光反应的场所是叶绿体的类囊体膜(A)，暗反应的场所是叶绿体基质(B)，所以光照下ATP从A移向B。(2)暗反应主要受外界环境中二氧化碳浓度和温度的影响。(3)光合作用的产物葡萄糖最终以淀粉的形式储存起来，且淀粉颗粒在电子显微镜下是可以观察到的，所以电子显微镜下叶绿体基质中含量最多的物质是淀粉颗粒。(4)暗反应消耗ATP和NADPH产生ADP、Pi以及NADP，而ADP、Pi以及NADP为光反应过程中ATP、NADPH合成的原料。12(2018芜湖高三上学期期末)下图表示A、B两种植物在光照等其他条件适宜情况下，光合作用强度对环境中CO2浓度变化的响应特性。据图回答下列问题：(1)从图中可以看出，影响光合作用的因素有_和_。(2)给两种植物浇灌HO，一段时间后，叶肉细胞中将出现(CHO)，18O最可能转移途径是：_。(3)若将上述两种植物幼苗置于同一密闭玻璃罩中，在光照等其他条件适宜情况下，一段时间内，生长首先受影响的植物是_，原因是_。(4)在生产实践中，常采用施用农家肥的方法增加CO2浓度，其原理是_