《山東省2019高考生物 第3單元 細胞的能量供應和利用（3）光合作用（Ⅰ）導學案（含解析）新人教版必修1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《山東省2019高考生物 第3單元 細胞的能量供應和利用（3）光合作用（Ⅰ）導學案（含解析）新人教版必修1.doc（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第3講　光合作用(Ⅰ) 李仕才 考綱要求 全國卷五年考情 1.光合作用的基本過程(Ⅱ) 2017卷ⅡT29,2017卷ⅢT3,2016卷ⅢT2,2016卷ⅡT4,2015卷ⅠT29， 2014卷ⅠT2,2014卷ⅡT6,2013卷ⅡT2 2.實驗：葉綠體色素的提取和分離 2016卷ⅡT4 考點一| 捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu) (對應學生用書第53頁) [識記—基礎梳理] 1．葉綠體中的色素及色素的吸收光譜 由圖可以看出： (1)葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。 (2)葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。 2．葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能 (1)結(jié)構(gòu)模式圖 (2)結(jié)構(gòu) 決定 (3)功能：進行光合作用的場所。 [教材邊角知識]　必修1　P99“與社會的聯(lián)系”,溫室或大棚種植蔬菜時，最好選擇　　　　的玻璃或塑料薄膜，理由是___________________________ ________________________________________________________________。 【提示】　無色透明　有色玻璃或塑料薄膜主要透過同色光，其他色光很少或不能透過，光照強度會減弱，不利于光合作用；而無色透明的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各種色光，光照強度較大，有利于光合作用的進行 1．葉綠素a和b主要吸收紅光和藍紫光。(√) 2．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。() 【提示】　葉綠體中色素吸收的光能用于光合作用。 3．葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多。() 【提示】　葉片黃化，說明葉綠體中的葉綠素減少，所以吸收紅光減少。 4．光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。() 【提示】　基質(zhì)中有酶分布，但沒有色素。 5．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與。(√) 6．沒有葉綠體，細胞不能進行光合作用。() 【提示】　藍藻細胞沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍素能進行光合作用。 [理解—深化探究] 1．為什么高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色？說出你的理由。 【提示】　因為葉綠體中的色素幾乎不吸收綠光，綠光被反射出來，所以葉片一般呈現(xiàn)綠色。 2．入秋后，葉片逐漸變黃，試解釋其原因。 【提示】　入秋后，氣溫逐漸降低，低溫可導致葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，葉片中葉綠素含量減少，類胡蘿卜素含量增加，導致葉片變黃。 [運用—考向?qū)歖 考向1　考查色素的種類和作用 1．(2018山西名校聯(lián)考)植物光合作用離不開色素，下列關于高等植物細胞內(nèi)色素的敘述，正確的是(　　) A．植物細胞內(nèi)的光合色素有2種 B．植物細胞內(nèi)的色素都可以參與光合作用 C．植物細胞內(nèi)的色素都含有鎂元素 D．植物細胞內(nèi)的色素與植物的顏色也有關系 D　[植物細胞葉綠體內(nèi)有4種光合色素，A錯誤；植物細胞葉綠體內(nèi)的色素都可以參與光合作用，而液泡中的色素不可以，B錯誤；葉綠素a、b分子含有鎂元素，胡蘿卜素和葉黃素分子不含鎂元素，C錯誤；植物細胞葉綠體內(nèi)的色素與葉片的顏色有關，液泡中的色素與花、果實的顏色有關，D正確。] 2．下列有關色素的敘述，正確的是(　　) A．葉綠素a和葉綠素b分布于葉綠體基質(zhì)中 B．葉綠素比葉黃素更易溶于層析液 C．葉綠體色素主要吸收綠光和藍紫光 D．葉綠體色素與[H]和O2的形成有關 D　[光合色素分布于類囊體的薄膜上，A項錯誤；葉黃素比葉綠素的擴散速度快，說明葉黃素更易溶于層析液，B項錯誤；葉綠體色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收最少，C項錯誤；水光解產(chǎn)生[H]和O2與色素吸收光能有關，D項正確。] 1．光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。 2．溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性，進而影響葉綠素的合成。低溫時，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。 3．必需元素：葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導致葉綠素無法合成，葉子變黃。另外，F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也將導致葉綠素合成受阻，葉子變黃。 (2018吉林延邊質(zhì)檢)下列關于葉綠體色素的敘述，錯誤的是(　　) A．菠菜葉肉細胞內(nèi)光合色素中含量最多的是葉綠素a B．葉綠體中色素分布在類囊體的薄膜上和葉綠體基質(zhì)中 C．光合作用過程中葉綠素吸收光能不需要酶的參與 D．葉綠體中色素的提取實驗中加入少許CaCO3可避免葉綠素的破壞 B　[葉綠體中色素只分布在類囊體的薄膜上。] 考向2　考查葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 3．(2018重慶南開中學月考)下列關于葉綠體的敘述，正確的是(　　) 【導學號：67110033】 A．葉綠體的外膜、內(nèi)膜極大地擴展了受光面積 B．葉綠體基質(zhì)中NADP＋能形成NADPH C．類囊體薄膜上的光合色素都可以吸收藍紫光 D．類囊體薄膜中的酶可催化CO2的固定和還原 C　[葉綠體擴大受光面積的不是外膜和內(nèi)膜而是類囊體薄膜，A項錯誤；NADP＋形成NADPH的場所是基粒，B項錯誤；類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍紫光，C項正確；催化CO2的固定和還原的酶存在葉綠體的基質(zhì)中，D項錯誤。] 4．(2018廊坊質(zhì)檢)葉綠體是植物進行光合作用的場所，下列關于葉綠體結(jié)構(gòu)和功能的敘述，正確的是(　　) A．葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi) B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中 C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上 D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在基質(zhì)中合成的 D　[本題考查葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的相關知識，意在考查考生的理解分析能力，難度較小。葉綠體中的色素分布在類囊體薄膜上，A項錯誤；H2O的光解發(fā)生在類囊體薄膜上，而不是基質(zhì)中，B項錯誤；CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，C項錯誤；光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在暗反應階段產(chǎn)生的，場所是葉綠體基質(zhì)，D項正確。] 1．葉綠體的基粒由類囊體堆疊而成，有巨大的膜面積。 2．葉綠體的類囊體薄膜上分布有吸收光能的色素。 3．葉綠體的類囊體薄膜和基質(zhì)中有催化光合作用進行的酶。 考點二| 葉綠體中色素的提取和分離(實驗) (對應學生用書第54頁) [原理流程] 1．實驗原理 (1)色素的提?。壕G葉中的色素能夠溶于有機溶劑無水乙醇，不能溶于水。 (2)色素的分離：各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。 2．實驗步驟 提取色素 　 [實驗關鍵] 1．選取新鮮綠色的葉片，色素含量高，不能選用發(fā)黃的葉片。 2．迅速研磨是為了防止乙醇揮發(fā)過多，充分研磨是為了充分破壞葉綠體，使色素完全釋放出來。 3．二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。 4．制備濾紙條：剪去兩角，以保證色素在濾紙條上擴散得均勻、整齊，以便觀察實驗結(jié)果，否則，會形成弧形色素帶。 5．如果濾液細線畫得不直或過粗，色素帶可能出現(xiàn)重疊。 6．如果忘記畫濾液細線、濾液細線觸及(或沒入)層析液會使色素溶解，無法分離出色素帶。 [對點練習] 1．(2018河北三市聯(lián)考)下列有關綠葉中色素的提取和分離實驗的敘述中，正確的是(　　) A．葉綠素的提取需要加入層析液作為提取液 B．過濾時應使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口 C．分離色素時應將濾液細線置于層析液中 D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列順序不同 B　[提取葉綠素使用無水乙醇，層析液用于分離色素；過濾時使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發(fā)性強的無水乙醇揮發(fā)；分離色素時不能將濾液細線置于層析液中，否則色素會溶入層析液中；不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中的四種色素含量可能不同，經(jīng)過紙層析后，在濾紙上的排列順序相同，色素帶粗細可能不同。] 2．(2018山西名校聯(lián)考)下列關于綠葉中光合色素的提取和分離的敘述，不正確的是(　　) A．用無水乙醇提取到的各種色素的含量不同 B．色素在層析液中的溶解度不同，導致色素帶的位置不同 C．研磨綠葉時不加CaCO3，則濾紙條上四條色素帶變窄的比例相同 D．只畫一次濾液細線會導致濾紙條上四條色素帶的寬度變窄 C　[無水乙醇可以溶解色素，可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素，A正確；綠葉中色素能夠分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的，擴散速度快；溶解度小的，擴散速度慢，B正確；提取色素時加入CaCO3是為了防止色素被破壞，特別是防止葉綠素被破壞，因此濾紙條上四條色素帶變窄的比例不相同，C錯誤；只畫一次濾液細線，濾紙上含有的色素含量減少，會導致濾紙條上四條色素帶的寬度變窄，D正確。] 3．下圖為兩種光照下同一植物葉片色素提取和分離的結(jié)果。據(jù)圖回答： (1)強光導致了該植物______________(填色素)含量降低，____________(填色素)含量增加有利于該植物抵御強光照。 (2)色素Ⅰ、Ⅱ的顏色分別為________________，色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收________________，正常光照下，含量最高的色素為________。 (3)畫濾液線時，濾液在點樣線上要畫________次。 [答案]　(1)葉綠素　類胡蘿卜素 (2)橙黃色和黃色　紅光和藍紫光　葉綠素a (3)2～3 考點三| 光合作用的過程 (對應學生用書第55頁) [識記—基礎梳理] 1．光合作用的探究歷程(連線) 　 【提示】?、佟狝—b?、凇狢—a?、邸狤—f?、堋狣—c　⑤—F—e?、蕖狟—d　⑦—G—g 2．光合作用的過程 (1)根據(jù)上圖分析光反應與暗反應的區(qū)別： 過程 Ⅰ.光反應 Ⅱ.暗反應 場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 條件 光、色素和酶 多種酶 原料 水、NADP＋、ADP、Pi [H](NADPH)、ATP、CO2 產(chǎn)物 [H](NADPH)、ATP、O2 (CH2O)、ADP、Pi 物質(zhì) 變化 ①水的光解： H2O[H]＋O2 ②ATP的合成： ADP＋PiATP ①CO2的固定： CO2＋C52C3 ②C3的還原： 2C3(CH2O)＋C5 能量 變化 光能→ATP中活躍的化學能 ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能 (2)根據(jù)下圖分析光反應與暗反應的聯(lián)系： ①光反應為暗反應提供ATP和[H]。 ②暗反應為光反應提供ADP、Pi、NADP＋。 (3)寫出光合作用總反應式，并用箭頭標注反應物中H、O的去向： [教材邊角知識]　必修1 P103“相關信息”,光合作用過程中[H]與細胞呼吸過程中[H]有什么不同？ 【提示】　光合作用過程中[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)；細胞呼吸過程中[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)。 1．判斷正誤 (1)光合作用光反應階段產(chǎn)生的[H]可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑。(√) (2)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。() 【提示】　H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。 (3)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應。(√) (4)在其他條件適宜情況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時間內(nèi)，葉綠體中C3和C5化合物含量都迅速增加。() 【提示】　突然停止光照后，C3增加，C5減少。 2．據(jù)圖思考 (1)結(jié)構(gòu)A中發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)變？ ________________________________________________________________。 (2)當供給14CO2時，放射性出現(xiàn)的順序是：______________。 (3)如果突然停止光照，短時間內(nèi)C3的含量將會________。C5的合成速度將會________。 【提示】　(1)光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學能?！?2)CO2→C3→甲　(3)上升　降低 [理解—深化探究] 1．下面是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖，請分析： (1)恩格爾曼實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處？ 【提示】　選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。 (2)兩實驗均需要進行“黑暗”處理嗎？ 【提示】　圖示的兩實驗中，只有薩克斯的實驗需進行“黑暗”處理，目的是消耗掉細胞中原有的淀粉。 (3)兩實驗如何設計對照實驗？ 【提示】　恩格爾曼的實驗中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對照；薩克斯的實驗中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照。 2．寫出魯賓和卡門實驗的設計思路。 【提示】　H2O＋C18O2→植物→O2； HO＋CO2→植物→18O2。 3．根據(jù)同位素示蹤法判斷光合作用中C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑 (1)H：3H2O______________________________________________________； (2)C：14CO2______________________________________________________； (3)O：HO____________，C18O2__________________。 4．光合作用過程中產(chǎn)生的ATP與細胞呼吸過程中產(chǎn)生的ATP的利用有什么不同？ 【提示】　光反應階段產(chǎn)生的ATP用于暗反應階段C3的還原和葉綠體中蛋白質(zhì)、核酸的合成。細胞呼吸產(chǎn)生的ATP可用于除光合作用以外的生命活動。 5．光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應提供[H]和ATP，沒有光照，光反應不能進行，暗反應也不能進行，只提供光照，不提供CO2，植物能單獨進行光反應嗎？ 【提示】　在光照條件下，植物既進行光反應，也進行暗反應；如果植物長期處于黑暗環(huán)境中，光反應和暗反應都會停止。不提供CO2，暗反應不能進行，ATP和[H]積累，缺少ADP和NADP＋的供應，光反應也要停止。 6．探究光照和CO2供應的變化對光合作用中物質(zhì)變化的影響 下圖中Ⅰ表示光反應，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時，分析相關物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化： (1)CO2供應不變，光照條件突然發(fā)生變化，可以分為兩種情況： 光照 C3含量變化 C5含量變化 減弱 Ⅰ過程減弱→[H]和ATP合成減少→Ⅲ過程減弱、Ⅱ過程暫時不變→C3消耗減少、合成暫時不變→C3含量增加 Ⅰ過程減弱→[H]和ATP合成減少→Ⅲ過程減弱、Ⅱ過程暫時不變→C5消耗暫時不變、合成減少→C5含量減少 增強 與上述分析相反，結(jié)果是C3含量減少，C5含量增加 (2)光照條件不變，CO2供應突然發(fā)生變化，可以分為兩種情況： CO2供應 C3含量變化 C5含量變化 減少 Ⅱ過程減弱、Ⅲ過程暫時不變→C3合成減少、消耗暫時不變→C3含量減少 Ⅱ過程減弱、Ⅲ過程暫時不變→C5消耗減少、合成暫時不變→C5含量增加 增加 與上述分析相反，結(jié)果是C3含量增加，C5含量減少 [運用—考向?qū)歖 考向1　考查光合作用的探究歷程 1．(2018龍巖檢測)下列有關科學家探索光合作用的實驗中，敘述錯誤的是(　　) A．與黑藻相比，水綿更適宜用作探究光合作用的場所 B．金魚藻是水生植物，用作探究光合作用產(chǎn)物是O2時，利于收集氣體 C．卡爾文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化的途徑 D．銀邊天竺葵探究光合作用產(chǎn)物是淀粉時，不用脫色可直接加碘液使葉片 邊緣變藍色 D　[光合作用產(chǎn)物之一是淀粉，淀粉遇碘液變藍色，首先要用酒精使綠色的葉片脫去顏色，再滴加碘液防止綠葉本身顏色對實驗現(xiàn)象的干擾，且銀邊天竺葵葉片邊緣不含葉綠體，無法進行光合作用合成淀粉。D錯誤。] 2．(2018煙臺期末)科學家往小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同時間的光照，結(jié)果如下表。 實驗 組別 光照 時間(s) 放射性物質(zhì)分布 1 2 三碳化合物 2 20 12種磷酸化糖類 3 60 除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機酸等 根據(jù)上述實驗結(jié)果分析，下列敘述不正確的是(　　) A．本實驗利用小球藻研究的是光合作用的暗反應階段 B．每組照光后需將小球藻進行處理使酶失活，才能測定放射性物質(zhì)分布 C．CO2進入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是12種磷酸化糖類 D．實驗結(jié)果說明光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等 C　[培養(yǎng)液中通入的是14CO2研究有機物的種類及分布，暗反應利用的原料是CO2；光照后對酶處理使其失活，才能阻礙反應的進一步進行，才能測定放射性物質(zhì)的分布；根據(jù)光照時間分析，CO2進入葉綠體后，最初形成的是大量三碳化合物；根據(jù)表中物質(zhì)，光合作用的產(chǎn)物還有氨基酸和有機酸。] 考向2　考查光合作用的過程 3．(2018臨沂市期末)下圖表示綠色植物光合作用的部分過程，圖中A～C 表示相關物質(zhì)。有關分析錯誤的是(　　) A．圖中A為氧氣，可部分釋放到空氣中 B．圖中B為NADPH，外界CO2濃度升高時，B的含量暫時升高 C．該過程消耗的NADP＋和C來自于葉綠體基質(zhì) D．該過程將光能轉(zhuǎn)化為化學能儲存在B和ATP中 B　[水的光解產(chǎn)物是氧氣和[H]，若光合作用強度大于呼吸作用強度，氧氣會部分釋放到空氣中，A正確；圖中B是在NADP＋、H＋和電子參與下形成的，為NADPH，當外界CO2濃度升高時，暗反應中生成的三碳化合物增多，則消耗的NADPH增多，導致NADPH的含量暫時降低，B錯誤；葉綠體基質(zhì)中，暗反應消耗NADPH、ATP產(chǎn)生NADP＋、ADP，C正確；光合作用光反應過程中，將光能轉(zhuǎn)化成化學能儲存在ATP和NADPH中，D正確。] 4．(2018濰坊三模)下圖為小球藻葉肉細胞中部分代謝途徑示意圖，CO2與RuBP(五碳化合物)結(jié)合的直接產(chǎn)物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三個。請據(jù)圖回答： (1)TP的合成場所是_______________。淀粉要運出葉綠體，先水解成TP或葡萄糖，葡萄糖通過葉綠體膜上的GR運送到細胞質(zhì)中，和__________________合成蔗糖，運出葉肉細胞。 (2)在探明卡爾文循環(huán)的過程中，將小球藻放入密閉容器中，持續(xù)通14CO2，發(fā)現(xiàn)光照后14C首先出現(xiàn)在________(用題中所給的信息或文字回答)化合物中，光照一段時間后，14C會出現(xiàn)在葉綠體中的______________________(從“TP”“RuBP”“淀粉”“蔗糖”和“葡萄糖”中選擇)化合物中。 (3)上述實驗中改變了某實驗條件后，發(fā)現(xiàn)RuBP含量迅速升高，則改變的條件是_______________，由此可知，固定CO2的物質(zhì)是___________________。 [答案]　(1)葉綠體基質(zhì)　果糖　(2)TP(磷酸丙糖)　TP、RuBP、淀粉、葡萄糖　(3)停止通入CO2　RuBP (2018山東濰坊統(tǒng)考)如圖表示光合作用過程，a、b、c表示物質(zhì)，甲、乙表示場所，下列有關分析錯誤的是(　　) A．物質(zhì)b可能是ADP和Pi B．物質(zhì)c直接被還原生成(CH2O)和C5 C．甲中色素不溶于水，只溶于有機溶劑 D．乙中生理過程在有光、無光條件下都可進行 B　[根據(jù)圖示可看出，甲是葉綠體的類囊體薄膜，其上可發(fā)生光合作用的光反應，乙為葉綠體基質(zhì)，是暗反應的場所，物質(zhì)b可能是暗反應為光反應提供的ADP和Pi，A正確；物質(zhì)c為CO2，不可以直接被還原生成(CH2O)和C5，B錯誤；類囊體薄膜上的色素不溶于水，能溶于有機溶劑，C正確；暗反應在有光、無光條件下均可進行，但需要光反應提供的[H]和ATP，D正確。] (1)光反應為暗反應提供[H]、ATP，暗反應為光反應提供ADP和Pi以及NADP＋。 (2)沒有光反應，暗反應無法進行；沒有暗反應，有機物無法合成，光反應也會受到抑制。 考向3　考查環(huán)境條件變化對光合作用中物質(zhì)變化的影響 5. (2018銀川二模)在條件適宜的情況下，用自然光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強度與自然光相同的綠色光照，瞬間葉綠體中的物質(zhì)所發(fā)生的變化正確的是(　　) A．ATP含量下降 B．C3的含量下降 C．合成C5的速率加快 D．NADPH的含量上升 A　[由于光反應變慢，所以ATP合成減少，導致ATP含量下降，A正確；光反應為暗反應提供[H]、ATP去還原C3，光反應減弱后，導致C3化合物的還原減弱，C3化合物消耗減少，同時CO2固定生成C3的速率不變，則C3化合物含量相對增多，B錯誤；光反應為暗反應提供[H]、ATP去還原C3，光反應減弱后，導致C3化合物的還原減弱，則合成C5的速率減慢，C錯誤；由于光反應變慢，所以水的光解變慢，產(chǎn)生的[H]減少，導致NADPH含量下降，D錯誤。] 6．(2018貴陽一模)如圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。請回答下列問題： (1)t1時給予圖示處理，短時間內(nèi)ADP與ATP的比值將________。t2～t3, 限制植物光合速率的環(huán)境因素主要有____________________。 (2)t3～t4，光照強度不變，光反應速率將________，原因是________________。 (3)若t3時用14C標記的14CO2進行該實驗，然后追蹤放射性，其在葉綠體中的主要轉(zhuǎn)變途徑為______________________________。 [解析]　(1)t1時給予圖示處理，給予充足恒定光照，產(chǎn)生ATP的量將增加，ADP的量減少，因此短時間內(nèi)ADP與ATP的比值將減少。t3后隨著CO2濃度的升高，光合速率加快，說明t2→t3，限制光合作用的因素是CO2濃度。(2)t3→t4，光照強度不變，CO2濃度升高，暗反應增強，一定程度上加快ATP和ADP的轉(zhuǎn)化，[H]和ATP不再積累，導致光反應速率加快。 (3)二氧化碳在光合作用過程中，首先與五碳化合物結(jié)合被固定為三碳化合物，再被還原為葡萄糖。即14CO2→14C3→(14CH2O)。 [答案]　(1)減少　CO2濃度 (2)提高　CO2濃度升高，暗反應加快，加快ATP轉(zhuǎn)化為ADP的過程和[H]的消耗，導致光反應速率加快 (3)14CO2→14C3→(14CH2O) 下圖表示某植物葉片暗反應中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢，該植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下，Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強度或者降低CO2濃度中的某一項。下列分析正確的是(　　) A．圖中物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙需要消耗光反應提供的ATP B．圖中Ⅱ階段所改變的環(huán)境條件是降低了光照強度 C．Ⅱ階段甲上升是因為葉綠體中[H]和ATP的積累 D．若CO2濃度降低，Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強度比Ⅰ階段低 D　[由于在長期的適宜環(huán)境條件下，C3的含量應大于C5的含量，故甲曲線表示C5化合物的變化，乙曲線表示C3化合物的變化。CO2的固定使物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙，其固定過程只需酶的催化，不需要消耗光反應提供的ATP，A錯誤。圖中Ⅰ階段到Ⅱ階段，C3化合物減少，C5化合物增多，是由降低CO2濃度引起的，B錯誤。Ⅱ階段甲C5化合物上升是CO2濃度降低引起的，C錯誤。CO2濃度降低時，最大光合速率降低，所需光照強度降低，D正確。] [技法總結(jié)]　利用模型法分析光合作用中物質(zhì)的量的變化 (1)以上分析只表示條件改變后短時間內(nèi)各物質(zhì)相對含量的變化。 (2)以上各物質(zhì)變化中，C3和C5含量的變化是相反的，[H]和ATP含量變化是一致的。 (3)具體分析時只有理清C3、C5的“來源”與“去路”(C3產(chǎn)生于CO2的固定，消耗于C3的還原；C5產(chǎn)生于C3的還原，消耗于CO2的固定)，才能避開試題陷阱。 真題驗收| 感悟高考　淬煉考能 (對應學生用書第58頁) 1．(2017全國卷Ⅲ)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(　　) A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成 B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D．葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 A　[考查色素對光能的吸收、光合作用的過程。 A錯：類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在紅光區(qū)不吸收光能；B對：葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制；C對：題干中給出“光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的”，光合作用吸收CO2、釋放O2，O2的釋放意味著的CO2的吸收；D對：640～660 nm波長光正好是葉綠素的吸收區(qū)，故葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的。] 2．(2017海南高考)將葉綠體懸浮液置于陽光下，—段時間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關說法正確的是(　　) A．離體葉綠體在自然光下能將水分解產(chǎn)生氧氣 B．若將葉綠體置于紅光下，則不會有氧氣產(chǎn)生 C．若將葉綠體置于藍紫光下，則不會有氧氣產(chǎn)生 D．水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量 A　[光合作用的場所是葉綠體，過程可以分為光反應和暗反應兩個階段，光反應是光合作用過程中需要光的階段，包括水的光解和ATP的合成；光合色素主要吸收紅光和藍紫光，故A正確，B、C、D錯誤。] 3．(2016全國卷Ⅱ)關于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(　　) A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中 B．構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 C　[提取綠葉中色素的原理是葉綠體中的色素能溶解在有機溶劑如無水乙醇中，A項正確。葉綠素分子中含有鎂元素，鎂元素可以由植物根細胞通過主動運輸方式從土壤溶液中吸收，也可以在葉面施肥后由葉片吸收，B項正確。葉綠體中的色素吸收可見光用于光合作用，其中吸收的主要是可見光中的紅光和藍紫光，紅外光和紫外光不屬于可見光，C項錯誤。葉綠素的合成需要光，在黑暗條件下葉綠素不能合成，黑暗中生長的植物幼苗葉片主要呈現(xiàn)類胡蘿卜素(葉黃素和胡蘿卜素)的顏色，即幼苗葉片表現(xiàn)為黃色，D項正確。] 4．(2014全國卷Ⅰ)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A．O2的產(chǎn)生停止 B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NADP＋比值下降 B　[正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間，說明綠藻可以正常進行光合作用，用黑布遮光后，改變了綠藻光合作用的條件，此時光合作用的光反應停止，光反應的產(chǎn)物O2、ATP和[H](即NADPH)停止產(chǎn)生，所以A、C、D項所敘述現(xiàn)象會發(fā)生；光照停止，暗反應中C3還原受影響，C5減少，CO2的固定減慢，B項所敘述現(xiàn)象不會發(fā)生。] 5．(2015全國卷Ⅰ)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時間均為135 s，處理結(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實驗結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%。 B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%。 C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%。 D組(對照組)：光照時間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。 回答下列問題： (1)單位光照時間內(nèi)，C組植物合成有機物的量__________________________ (填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量，依據(jù)是____________________；C組和D組的實驗結(jié)果可表明光合作用中有些反應不需要________，這些反應發(fā)生的部位是葉綠體的________。 (2)A、B、C三組處理相比，隨著__________________的增加，使光下產(chǎn)生的__________________能夠及時利用與及時再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 [解析]　(1)C組的光合作用時間僅僅是D組的一半，但C組光合作用產(chǎn)物的相對含量與D組相差很少，可以判斷C組單位光照時間內(nèi)植物合成有機物的量高于D組。C組和D組的結(jié)果對照說明黑暗處理時也進行光合作用，即光合作用過程中某些反應不需要光照，該反應指的是暗反應，進行暗反應的場所是葉綠體基質(zhì)。 (2)比較A、B、C三組可以看出，三組的光照和黑暗交替頻率不同，交替頻率增加可使光照下產(chǎn)生的ATP和還原型輔酶Ⅱ及時利用和再生，從而提高光合作用中CO2的同化量。 [答案]　(1)高于　C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的94%　光照　基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率　ATP和還原型輔酶Ⅱ 1．葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。 2．吸收光能的四種色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。 3．葉綠體是進行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。 4．光合作用釋放的O2來自于H2O。 5．光反應階段就是葉綠體中的色素吸收光能，將H2O分解成[H]和O2，同時形成ATP的過程。 6．暗反應過程是在葉綠體基質(zhì)內(nèi)，在多種酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的還原等過程。