高中生物《第10讲光与光合作用(Ⅰ)》课件

这是一份高中生物《第10讲光与光合作用(Ⅰ)》课件，共60页。PPT课件主要包含了2结构，知识梳理，诊断与思考，解题探究，色素与叶片颜色，技法提炼，光能叶绿体，提示如图所示，水在光下分解，用于C3的还原等内容，欢迎下载使用。

外表： ①_______
1.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图
②基质：含有与_______有关的酶
③____：由类囊体堆叠而成，分布有_____和与光反应 有关的酶
↓决定(3)功能：进行的场所。
2.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收_______，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对____________的吸收量大，类胡萝卜素对______的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
红光和蓝紫光
1.判断下列说法的正误(1)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中(　　)(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)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(　　)
与光合作用有关的色素只分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
叶绿素a和叶绿素b都含有C、H、O、Mg等元素。
叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高。
植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色。
(5)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多(　　)2.为什么叶片一般呈现绿色？3.为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？
叶片黄化，说明叶片缺少叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶片黄化，叶绿体对红光的吸收减少。
提示　因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。
提示　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，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。
4.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.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400～500 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
题组一　根据吸收光谱确定光合色素的功能
类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光。
据图可知，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。
1.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(　　)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420～470 nm波长的光的利用量显著减少
由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强，C3还原加速，叶绿体中C3的量将减少。
叶绿素b主要吸收420～470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少。
2.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
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。
3.某研究小组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是(　　)A.光吸收差异显著，色素带缺第2条B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条C.光吸收差异显著，色素带缺第3条D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条
题组二　叶片颜色与其色素的相关性分析
胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，所以缺少叶黄素时对红光的吸收差异不显著；叶绿体中色素层析后色素带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
4.红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是(　　)A.红枫叶片不含叶绿素B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用
红枫叶片含叶绿素，可进行光合作用，红枫叶片呈红色是因液泡中含有花青素，花青素是不能吸收光能进行光合作用的。
考纲要求 光合作用的基本过程(Ⅱ)。
1.光合作用的探究历程(连线)
2.光合作用的过程(1)反应式： 。(2)过程
____________
___________
CO2＋H2O ――→ (CH2O)＋O2
___________________
1.判断下列说法的正误(1)细胞中不能合成ATP的部位是叶绿体中进行光反应的膜结构(　　)(2)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中(　　)(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(　　)
光反应的场所是类囊体薄膜，能够形成ATP。
H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生叶绿体的类囊体薄膜上。
离体叶绿体基质中含有暗反应有关的酶，添加ATP、[H]和CO2后，可进行暗反应。
缺镁影响叶绿素的合成，进而影响光反应，导致光反应强度下降，[H]和ATP减少，进而影响暗反应。
(5)在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中C3和C5化合物含量都迅速增加(　　)
2.回答在光合作用探究历程中的相关问题：(1)普利斯特利实验结果说服力不强，应如何设计对照实验？(2)萨克斯实验的自变量、因变量、实验组、对照组分别是什么？
根据光合作用光反应和暗反应图解可知，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，光反应产生的ATP和［ H ］供应不足，导致暗反应C3的还原受阻，所以C3迅速增加，而C5迅速减少。
提示　应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。
提示　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。
3.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、ADP＋Pi、H2O、O2、CO2、(CH2O))：4.根据同位素示踪法判断光合作用中C、H、O的转移途径
(3)写出鲁宾和卡门实验的设计思路。
提示　H2O＋C18O2―→ 植物―→ O2；H218O＋CO2 ―→ 植物―→ 18O2。
5.光照和CO2浓度变化对光合作用物质变化的影响
1.(2013·海南，10)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是(　　)A.a、b和d B.a、c和eC.c、d和e D.b、c和e
题组一　探究光合作用历程的实验分析
部位c、e被锡箔纸遮盖，所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液不会变蓝。
2.如图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是(　　)A.Y2的质量大于Y3的质量B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量C.②中水的质量大于④中水的质量D.试管①的质量大于试管②的质量
④和②中的水都为H218O，且含量相同。
Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3。
④中小球藻中含有(CH218O)的有机物，而①中小球藻含有(CH2O)的有机物。
在试管①和②中原有质量相等的情况下，②中释放出的是18O2，而①中释放出的是O2，故剩余质量①大于②。
3.(2015·福建，3)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(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B.RuBP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
题组二　分析光合作用的过程
RuBP羧化酶催化二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质。
暗反应不需要光，有光和无光条件下都可进行。
实验中利用14C标记CO2并检测产物放射性强度，即采用同位素标记法。
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。
4.如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列判断错误的是(　　) A.图中①表示水分的吸收，③表示水的光解B.c为ATP，f为[H]C.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
①表示水分的吸收，③表示水的光解。
图中a～g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2
光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用。
5.(2013·重庆，6)如图是水生植物黑藻在光照等环境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(　　)A.t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B.t2→t3，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
水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中。
t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高。
题组三　分析条件骤变对光合作用物质含量变化的影响
5.(2013·重庆，6)如图是水生植物黑藻在光照等环境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(　　)C.t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果D.t4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
t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应。
突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低。
6.如图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线。请据图回答问题：(1)图1中A表示的物质是____，它是由_____________产生的，其作用主要是______________。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于_________。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是_______。
光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]。
[H]是由水光解后经一系列过程产生的，
其作用主要是用于C3的还原。
光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。
6.如图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线。请据图回答问题：(3)图2中曲线a表示的化合物是____，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：___________________________________。(4)曲线b表示的化合物是___，在无光照时，其含量下降的原因是：_______________________________________。
题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP含量下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。
CO2与C5结合形成C3，而C3不能被还原
C5与CO2结合形成C3，而C3不能被还原为C5
1.利用光合作用简图理解光反应和暗反应之间的关系
(1)光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。(2)没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。
2.模型法分析物质的量的变化
(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP含量变化是一致的。
考纲要求 实验：叶绿体色素的提取和分离。
1.实验原理(1)提取：绿叶中的色素能够溶于_________而不溶于水，可用_________等有机溶剂提取色素。(2)分离：各种色素在_______中溶解度不同，_________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______________和10 mL _________→研磨→过滤→将滤液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_________的滤纸条，将滤纸条一 端剪去_____，在距离剪角一端1 cm处用_____画一条细的横线
↓画滤液细线：用__________吸取少量的滤液，沿铅笔线均匀地_____________， 待滤液干后，再画_____次 ↓分离色素：将适量的_______倒入试管中，将滤纸条轻轻插入_______中→用 _____塞紧试管口，装置如图所示 ↓观察结果：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带
(1)为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？(2)为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量的CaCO3和SiO2?(3)为什么盛放滤液的试管管口加棉塞？
提示　新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。
提示　叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分，以保证提取较多的色素。二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
提示　防止乙醇挥发和色素氧化。
(4)滤纸为什么需预先干燥处理？在制备滤纸条时，为什么将一端的两个角剪掉？(5)为什么画滤液细线要直、细、匀，而且待滤液细线干燥后再重复画一两次？(6)在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？(7)分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。
提示　干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散；剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而保证色素带分离整齐。
提示　画滤液细线要直、细、匀的目的是使分离出的色素带平整不重叠；滤液细线干燥后再重复画一两次，使分离出的色素带清晰分明。
提示　滤纸条上的滤液细线触及层析液，会使色素直接溶解到层析液中，结果使滤纸条上得不到色素带。
提示　不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之色素带窄。
(8)如图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。
提示　①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。
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Ⅲ、Ⅳ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
题组一　叶绿体色素提取与分离的实验分析
强光照条件下，类胡萝卜素含量增加。
1.(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，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( 　　)
Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ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。
滤液在点样线上画2～3次。
由图示可知，强光下，Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄。
2.下列对提取光合色素，进行纸层析分离的实验中各种现象的解释，正确的是(　　)A.未见色素带，原因可能为材料是黄化叶片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其含有叶绿素a和叶绿素bD.胡萝卜素处于滤纸条最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高
未见色素带，可能的原因是没有提取出色素或滤液细线浸入层析液使色素溶解在层析液里等。
色素溶解于层析液中，随着层析液在滤纸条上扩散。
叶绿素a呈蓝绿色、叶绿素b呈黄绿色，所以光合色素提取液呈绿色。
胡萝卜素处于滤纸条最前方，是因为其在层析液中的溶解度最高。
3.中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。Ⅰ.提取叶绿素 绿色叶片 ――→ 提取液 ―→ 过滤液 ―→ 浓缩液 ―→ 叶绿素粗产品根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的X应该为_______________________________，原因是___________________________________________。
题组二　叶绿体中色素提取的实验操作与探究
色素易溶于有机溶剂不溶于水，因此提取食用叶绿素应选用对人体无害的有机溶剂。
对人体无害的有机溶剂(食用酒精)
叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响
注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：(2)表中Y应该为____，原因是_________________________。
Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 ℃)下进行实验，方法和结果如下表。
以1.0作为pH梯度进行实验
据表中数据可知，pH梯度为1.0，因此Y的数值为8.0。
(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于______食品，否则______________________________________。(4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。______________________________________________________________________________________。
叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质
据题中实验结果可知，酸性条件可破坏叶绿素。
纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画滤液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带
检测产品中是否含有其他色素，可利用教材实验的纸层析法。
4.植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿。依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素，试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。实验假设：______________________________________。
根据题中的实验目的，可确定该实验的假设为：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿。
缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿
实验步骤：第一步：取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、_________________________________的黄瓜幼苗。第二步：A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量____________________，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。第三步：分别从A、B两组中选取_________，用__________提取叶片色素，用________法分离色素，观察比较____________________________________________________。
利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗，实验时要遵循对照原则和单一变量原则。等到完全培养液中和缺磷的完全培养液中黄瓜叶片出现颜色差异时进行色素的提取和分离实验，最终比较色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立。
同一品种且长势相近、苗龄相同
A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅
实验结果预测：(1)A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。(2)____________________________________________________________________ __________________________________________________。
A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色素带)，说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致
1.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①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。③一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)。④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①忘记画滤液细线或没有提取出色素。②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.实验设计的四大基本原则(1)单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。(2)对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其余因素都相同)，以便减小实验误差。(3)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。(4)科学性原则：指在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。
知识网络 答题语句
1.叶绿体中的色素有4种，即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。2.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。3.吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。4.叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。5.光合作用释放的O2来自于H2O。6.光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成[H]和O2，同时形成ATP的过程。7.暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。
探究高考 明确考向
1.(2015·四川，1)下列在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是(　　)A.Mg2＋吸收 B.O2扩散C.光能转换 D.DNA复制
叶绿体对Mg2＋的吸收，需要细胞膜上载体蛋白的协助，也需要消耗ATP供能。
O2的扩散是自由扩散，既不需要载体蛋白协助，也不需要消耗能量。
光能转换为化学能的过程中需要酶(蛋白质)作催化剂。
DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，也需要消耗ATP供能。
2.(2015·安徽，2)右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(　　)A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类
在暗反应中，绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被[H]还原，它首先与C5结合，形成C3，C3接受ATP释放的能量并被[H]还原，再经一系列变化形成糖类，另一部分形成C5。
ATP中的能量转化到有机物中，成为稳定的化学能的过程，不参与CO2的固定。
2.(2015·安徽，2)右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(　　)
C.被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高
C3化合物被[H]还原后可再形成C5，此过程中需要酶参与。
光照强度由强变弱时，会造成[H]和ATP在短时间内减少，C5的合成速率下降，而其分解速率不变，所以C5的含量会下降。
3.(2014·新课标Ⅰ，2)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(　　)A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP＋比值下降
用黑布遮光后，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2停止产生。
光照停止后，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢。
用黑布遮光后，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物ATP停止产生。
用黑布遮光后，光合作用的光反应停止，光反应的产物 [H](即NADPH)停止产生。
4.(2011·新课标，3)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，原因是(　　)A.光反应强度升高，暗反应强度降低B.光反应强度降低，暗反应强度降低C.光反应强度不变，暗反应强度降低D.光反应强度降低，暗反应强度不变
镁是合成叶绿素的原料，缺镁培养液培养的植物叶绿素合成受阻，光反应减弱，合成的[H]与ATP减少，从而使暗反应强度也降低。
5.(2013·海南，8)关于叶绿素提取的叙述，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
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。
6.(2015·全国Ⅰ，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67.5 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7.5 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3.75 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______。
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%
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C组单位光照时间内，合成有机物的量较高。光合产物生成在叶绿体基质中进行。
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 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7.5 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3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。回答下列问题：(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。
A、B、C三组实验中光照时间之和均为67.5 s，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化合物生成糖类等有机物及C5化合物，C5化合物继续与CO2结合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。
1.历经一个半世纪，科学家们做过许多实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。在下列几个著名实验中，相关叙述不正确的是(　　)A.普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B.萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件C.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D.鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2
恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所，而不能定量分析光合作用生成的氧气量。
2.将在黑暗中放置一段时间的叶片均分为4块，置于不同的试管中，按下表进行实验，着色最浅的叶片所在的试管是(　　)
绿叶吸收绿光最少，植物在绿光下合成的淀粉最少，故与碘液反应着色最浅。
注：“＋”表示具有该条件。A.① B.② C.③ D.④
3.某植物(其叶片如图一所示)放在黑暗中两天后，根据图二所示，处理其中一块叶片。然后将整株植物置于阳光下4 h，取该叶片经酒精脱色处理后，滴加碘液(棕黄色)显色，下列有关该实验结果和现象的描述正确的是(　　)①X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要CO2　②W和Y两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素③显色后X为蓝色，Y为棕黄色
X处可进行光合作用，Y处不能，因此实验后的结果显示出X为蓝色，Y为棕黄色。
W和X两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素。
X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要二氧化碳。
3.某植物(其叶片如图一所示)放在黑暗中两天后，根据图二所示，处理其中一块叶片。然后将整株植物置于阳光下4 h，取该叶片经酒精脱色处理后，滴加碘液(棕黄色)显色，下列有关该实验结果和现象的描述正确的是(　　)
④木塞处所显颜色证明光合作用需要光A.①② B.①③ C.②④ D.③④
木塞夹着的叶片缺少光和二氧化碳，不能形成对照实验，不能证明光合作用需要光。
4.如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是(　　) A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B.供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲C.结构A释放的O2可进入线粒体中D.如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加
在光合作用中，CO2首先和C5结合生成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。
5.如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降至低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是(　　) A.a上升、b下降 B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升
根据光合作用的过程可知，a、b为光反应产生的ATP和[H]，c为CO2。若CO2降至极低水平，则暗反应中C3产生量降低，从而导致光反应产生的ATP和[H]积累。
6.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是(　　)①光合作用的能源　②催化ATP的分解　③影响叶绿素合成　④调节气孔开闭　⑤固定CO2A.①②③ B.②③④C.①③④ D.③④
光是光合作用的能源，叶绿素的合成需要光，光照强弱可调节气孔开闭，①③④正确；光没有催化作用，光与CO2的固定无直接关系，②⑤错误。
7.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后，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(如图所示)，当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素的正确位置应为(　　)
1位置上的叶绿素b溶解度最低，在滤纸条的最下面；2位置上的叶绿素a溶解度排第三，从上到下，居于第三位；3位置上的叶黄素溶解度排第二，在滤纸条上的第二位；4位置上的胡萝卜素溶解度最高，在滤纸条的最上面；5位置上的混合液形成四个点。
8.下列有关色素的叙述，正确的是(　　)A.叶绿素a和叶绿素b分布于叶绿体基质中B.叶绿素比叶黄素更易溶于层析液C.叶绿体色素主要吸收绿光和蓝紫光D.叶绿体色素与[H]和O2的形成有关
光合色素分布于叶绿体类囊体的薄膜上。
叶黄素比叶绿素的扩散速度快，说明叶黄素更易溶于层析液。
叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。
水光解产生[H]和O2与色素吸收光能有关。
A.a组处理会造成滤液呈黄绿色，因为部分叶绿素会被破坏B.b组处理会造成滤液几乎呈无色，因为叶绿素不会溶解于蒸馏水中
9.在a、b、c 3个研钵中分别加入2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并用3种不同方法按下表所示添加试剂，经过研磨、提取、过滤得到了3种不同颜色的溶液，有深绿色、黄绿色和几乎无色3种情况，下列选项中说法错误的是(　　)
a组黄绿色，原因是碳酸钙的作用是保护叶绿素，不加碳酸钙会使部分叶绿素被破坏，导致滤液成黄绿色。
b组无色，原因是加入了SiO2和CaCO3，研磨出的叶绿素不溶于水而溶于有机溶剂，所以加水提取不到色素。
C.c组处理会造成滤液呈深绿色，经分离会得到4条色素带，其中第三条的颜色为蓝绿色D.a组与b组相互对照，可以证明叶绿体中的色素易溶于乙醇
a组与b组相比，有两个自变量，所以两组实验对照不能证明色素易溶于乙醇。
c组深绿色，原因是加入了乙醇、SiO2和CaCO3，研磨出叶绿素等色素能溶解于有机溶剂乙醇中；经分离会得到四条色素带，其中第三条的颜色为蓝绿色即叶绿素a。
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
叶绿体中的色素不溶于水，易溶于酒精等有机溶剂，若用蒸馏水作提取液和层析液，则层析结果中不应含有色素。
研磨时加入无水乙醇过多，会使提取液浓度降低，层析后4种色素的含量均减少。
10.甲、乙、丙、丁四位同学，利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用纸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(　　)
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
绿叶中叶绿素(近点样处两条色素带)含量应多于类胡萝卜素(远点样处两条色素带)，而丙中叶绿素明显较少，不是理想结果。
若研磨时未加入CaCO3，会使叶绿素被有机酸破坏，层析后叶绿素含量减少，结果如丁所示。
11.图甲表示某绿色植物进行光合作用的示意图，图乙为外界因素对光合作用影响的关系图。请分析回答：(1)图甲中a、b两个生理过程发生的场所是___________。若适当提高CO2浓度，短时间内图中C的含量变化是_____。
甲中a表示二氧化碳的固定，b表示三碳化合物的还原，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，二氧化碳的固定会增强，C3含量会增多，因此三碳化合物的还原利用的[H]和ATP增多，从而导致[H]（即图中C）含量下降。
11.图甲表示某绿色植物进行光合作用的示意图，图乙为外界因素对光合作用影响的关系图。请分析回答：(2)图甲中物质D为______________，D的生成量可代表光合作用的强度。除此之外，下列哪些选项也能够代表光合作用强度？____(多选)。A.O2的释放量 B.C3化合物的量C.C5化合物的量 D.CO2的吸收量
(CH2O)(或糖类)
图甲中物质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)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______________________________________。
没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP
颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构
在夜间没有光照，不能进行光反应，不能生成[H]和ATP，因此暗反应中三碳化合物的还原将无法进行。
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。
(5)乙图中，如果X代表土壤中Mg2＋浓度，则X可通过影响_______________的合成来影响光合速率；如果X代表CO2的含量，则X主要通过影响_______________的合成来影响光合速率。
如果X代表CO2的含量，CO2用于用于暗反应中二氧化碳固定生成C3。
Mg2+是合成叶绿素的主要元素，Mg2＋的缺少会影响光合速率。
12.在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。请据图回答问题：
(1)图中物质A是__________(C3化合物、C5化合物)。
CO2浓度降低时，C3化合物合成速率降低而消耗继续，故C3化合物的浓度降低，所以物质A代表的是C3化合物。
(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是___________________________________________________________________________________________________________________，
在正常情况下，1 ml CO2与1 ml C5化合物结合形成2 ml C3化合物，即C3化合物的浓度是C5化合物浓度的2倍。
暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍　
(2)将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是________________________________________________________________________________。
CO2浓度迅速下降到0.003%后，C5化合物的产生量不变而消耗量减少，故C5化合物的浓度升高。
当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的____(低、高)。
CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物[H]和ATP的积累而抑制光反应过程，引起暗反应中C5化合物的浓度又逐渐降低，而C3化合物的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，C3化合物的浓度仍是C5化合物浓度的2倍。
(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的___(高、低)，其原因是_________________________________________________。
CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP
CO2浓度较低时，暗反应减弱，需要的[H]和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。
13.为研究城市环境污染和某植物生命活动的关系，研究者测定了不同污染程度下该植物叶片光合色素的含量，获得的数据处理成下面的柱状图。请分析回答下列问题：
(1)提取叶片中光合色素时常使用__________________(试剂)研磨法来获取色素，为使__________，还可加入少许二氧化硅。
色素能够溶解在有机溶剂中，可以用无水乙醇提取色素。
二氧化硅有助于研磨充分。
(2)纸层析法是分离叶片光合色素的简便方法。若研究者用该方法能否获得上述实验数据？为什么？_________________________________________________________________。
否。利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带，不能定量分析色素
利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带，不能定量分析色素含量。
(3)据图可知，污染程度的加剧使_________________________(色素类型)的含量减少。
叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)
据图可知，污染程度的加剧使叶绿素a和叶绿素b的含量减少，类胡萝卜素含量不变。
(4)污染加剧导致叶片中光合色素含量的变化会直接影响光合作用的_______阶段，使其产生的__________减少，进而导致叶片中制造有机物的量______。
叶绿素a和叶绿素b的含量减少直接影响光合作用的光反应阶段，光反应产生ATP、[H]减少，叶片中制造有机物的量减少。
(5)请用化学反应式来概括光合作用的过程。_____________________________。