高考生物提分秘籍：专题11《能量之源——光与光合作用》教学案（含答案）教案




1．光合作用的基本过程(Ⅱ)。
2．影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。
3．实验：绿叶中色素的提取和分离。

热点题型一 叶绿体与叶绿素
例1、（北京卷，3）光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中（　　）
A．需要ATP提供能量
B．DCIP被氧化
C．不需要光合色素参与
D．会产生氧气
【答案】D
【变式探究】（年海南卷，10）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是（　　）
A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气
B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生
C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生
D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
【答案】A
【解析】光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气，A正确。叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，BC错误。着丝点断裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍发生在有丝分裂的后期，C错误。水在叶绿体中分解产生氧气不仅不需要ATP提供能量，还能产生ATP，D错误。
【变式探究】如图表示叶绿体色素吸收光能的情况，根据此图并结合所学知识，判断以下说法中正确的是 (　　)

①少数特殊状态下的叶绿素a对420 nm、670 nm光的转换率较高　②在晚间用大约550 nm波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度　③据图可知，用白光中450 nm左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度　④土壤中缺乏镁时，420 nm～470 nm左右波长的光的利用量显著减少　⑤由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量减少
A．①④⑤　　 B．①③④⑤
C．②③④⑤ D．①②④⑤
【答案】A
【提分秘籍】影响叶绿素合成的因素
(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，因而叶片发黄。
(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。
(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。
【举一反三】
1880年德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)，他得出光合作用强度在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是 (　　)

A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，水绵光合作用强
B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强
C．好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强
D．聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物——O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用
【答案】B
【方法技巧】恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证的四妙之处
(1)实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。
(2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。
(3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。
(4)实验对照设计得妙：进行局部光照和完全曝光的对照实验，从而说明实验结果不同是由光照条件不同引起的。
热点题型二 光合作用
例2、（2018海南卷，4）高等植物细胞中，下列过程只发生在生物膜上的是（　　）
A．光合作用中的光反应
B．光合作用中CO2的固定
C．葡萄糖分解产生丙酮酸
D．以DNA为模板合成RNA
【答案】A
【变式探究】（年新课标Ⅲ卷，3）植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。下列叙述错误的是（　　）
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
【答案】A
【解析】类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；吸收光谱就是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的，B正确；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对CO2的利用，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素主要吸收红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。
【提分秘籍】
(1)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。
(2)CO2中的C先进入C3(不进入C5)，再进入(CH2O)，可用放射性同位素标记法证明。
(3)若同一植物处在两种不同情况下进行光合作用：
第一种情况是光照10分钟后，黑暗10分钟；第二种情况是光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：前者