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2019-2020年高考總復(fù)習(xí)生物（人教版）講義：第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用 第9講 光合作用 Word版含答案 1．光合作用的基本過程(Ⅱ)。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)。3.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離。 考點(diǎn)一　捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu) (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P57) 1．葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖 (1)結(jié)構(gòu) 　↓決定 (2)功能：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 　↑結(jié)論 (3)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)：好氧細(xì)菌只分布于葉綠體被光束照射的部位 葉綠體膜兩層，基質(zhì)基粒來組成，類囊體來堆疊，上有色素酶附著，吸收光能來轉(zhuǎn)化，光合作用好場(chǎng)所。 2．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(duì)紅外光和紫外光等不吸收。 (2)葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大，對(duì)其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。 1．葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制。 (xx全國(guó)卷Ⅲ，T3B)(　√　) 命題來源于必修一教材P99葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜圖 2．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。 (xx全國(guó)卷Ⅱ，T4C)(　　) 命題來源于必修一教材P99色素的吸收光譜旁欄學(xué)科交叉 3．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。(xx全國(guó)卷Ⅱ，T2D)(　　) 命題來源于必修一教材P99正文第一段四種色素對(duì)光吸收的差別 1．恩格爾曼實(shí)驗(yàn)方法的巧妙之處 (1)巧選實(shí)驗(yàn)材料：選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。 (2)妙法排除干擾因素：沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。 (3)巧妙設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)；臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2．影響葉綠素合成的“三大”因素 (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，葉片會(huì)發(fā)黃。 (2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)酶的活性，影響葉綠素的合成，低溫時(shí)葉綠素容易被破壞，使葉子變黃。 (3)礦質(zhì)元素：葉綠素合成的必需元素，如氮、鎂等；葉綠素合成的輔助成分，如缺鐵后某些酶無法合成，葉綠素不能合成，葉子會(huì)變黃。 1．判斷正誤 (1)被葉綠素吸收的光可用于光合作用。(　√　) (2)葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。(　√　) (3)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值相同。(　　) (4)利用紙層析法可分離4種葉綠體色素。(　√　) (5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(　　) 2．(xx全國(guó)卷Ⅱ)關(guān)于葉綠素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素 B．被葉綠素吸收的光可用于光合作用 C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同 D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光 解析：選D　本題主要考查葉綠素的相關(guān)知識(shí)。鎂是合成葉綠素a和葉綠素b的必需元素，A正確；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，用于光合作用的光反應(yīng)過程，B正確；葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同，C正確；葉綠素不能有效地吸收綠光，綠光被反射出去，使植物呈現(xiàn)綠色，D錯(cuò)誤。 色素與葉片顏色的分析方法 正常綠色 正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例為3∶1，且對(duì)綠光吸收量少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色 葉色變黃 寒冷時(shí)，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩(wěn)定，葉片顯示出類胡蘿卜素的顏色而變黃 葉色變紅 秋天降溫時(shí)，植物體為了適應(yīng)寒冷環(huán)境，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉片呈現(xiàn)紅色 角度1|圍繞葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能考查理解能力 3．下圖為兩種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)模式圖，下列敘述正確的是(　　) A．甲細(xì)胞器能將葡萄糖分解為CO2和H2O B．高等植物細(xì)胞中兩種細(xì)胞器都存在 C．兩種細(xì)胞器膜面積增加，都是為了增加酶的附著位點(diǎn) D．兩種細(xì)胞器內(nèi)都含有DNA和RNA 解析：選D　甲為線粒體，能將丙酮酸分解為CO2和H2O，不能分解葡萄糖，A項(xiàng)錯(cuò)誤；只有能進(jìn)行光合作用的高等植物細(xì)胞中兩種細(xì)胞器都存在，例如：葉肉細(xì)胞，B項(xiàng)錯(cuò)誤；線粒體內(nèi)膜面積的增加可增加酶的附著位點(diǎn)，葉綠體內(nèi)類囊體堆疊可增加酶的附著位點(diǎn)，也可增加色素含量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；線粒體和葉綠體內(nèi)都含有少量的DNA，也能通過轉(zhuǎn)錄合成RNA，D項(xiàng)正確。 角度2|圍繞色素的種類與功能考查理解能力 4．(xx吉林普高調(diào)研)紫外線為高能量光線，在生物體內(nèi)易激發(fā)形成超氧化物，致使脂質(zhì)氧化而破壞其功能。據(jù)此分析，植物短暫暴露在高紫外線條件下，光合作用能力立即明顯受到抑制最可能的原因是(　　) A．細(xì)胞膜受到破壞　　　　 B．類囊體受到破壞 C．暗反應(yīng)受到抑制　　　　 D．DNA受到破壞 解析：選B　根據(jù)信息紫外線在生物體內(nèi)易激發(fā)形成超氧化物，致使脂質(zhì)氧化而破壞其功能，而生物膜的基本支架是磷脂，因此植物短暫暴露在高紫外線下，光合作用能力立即明顯受到抑制，最可能是類囊體受到破壞從而抑制了光反應(yīng)，B正確。 5．(xx全國(guó)卷Ⅱ)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)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(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 解析：選C　葉綠體中的色素是有機(jī)物，可溶于無水乙醇中，A正確；Mg2＋是構(gòu)成葉綠素的成分，可由植物的根從土壤中吸收，B正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，葉綠體中的色素主要吸收紅光、藍(lán)紫光用于光合作用，C錯(cuò)誤；葉綠素的合成需要光照，黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的，D正確。 不同色素對(duì)光的吸收及應(yīng)用 (1)不同色素的吸收光譜 ①葉綠體中的色素只吸收可見光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。 ②葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大，對(duì)其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。 (2)不同顏色溫室大棚的光合效率 ①無色透明大棚能透過日光中各種色光，有色大棚主要透過同色光，其他光被其吸收，所以無色透明的大棚中植物的光合效率最高。 ②葉綠素對(duì)綠光吸收最少，因此綠色塑料大棚中植物的光合效率最低。 ③不同顏色的溫室大棚光合效率不同，單色光中，藍(lán)紫光下光合速率最快，紅光次之，綠光最差。 考點(diǎn)二　光合作用的探究歷程及過程 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P59) 1．光合作用的探究歷程(連線) 2．光合作用的過程 光合作用過程的“一、二、三、四” 3．光合作用和化能合成作用的比較 光合作用 化能合成作用 區(qū)別 能量 光能 氧化無機(jī)物放出的能量 代表生物 綠色植物 硝化細(xì)菌 相同 都能將CO2和H2O等無機(jī)物合成有機(jī)物 1．光合作用中O2的產(chǎn)生發(fā)生在光反應(yīng)階段。(xx海南卷，T10B)(　√　) 命題來源于必修一教材P103光合作用過程的圖解 2．被還原的C3在相關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5。(xx安徽卷，T2C)(　√　) 命題來源于必修一教材P103～104光合作用的過程 3．類囊體膜上產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)。(xx海南卷，T7A)(　√　) 命題來源于必修一教材P103光合作用過程的圖解 1．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系 比較項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 實(shí)質(zhì) 光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并放出O2 同化CO2形成有機(jī)物(酶促反應(yīng)) 時(shí)間 短促，以微秒計(jì) 較緩慢 條件 色素、光、酶、水、ADP、Pi、NADP＋ 多種酶、ATP、[H]、CO2、C5 場(chǎng)所 葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 物質(zhì)轉(zhuǎn)化 ①水的光解： 2H2O4[H]＋O2； ②ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定： CO2＋C52C3； ②C3的還原： 能量轉(zhuǎn)化 光能→ATP中活躍的化學(xué)能 ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 關(guān)系 2．環(huán)境因素驟變對(duì)物質(zhì)含量動(dòng)態(tài)變化的判斷 (1)分析方法： ①需在繪制光合作用模式簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上借助圖形進(jìn)行分析。 ②需從物質(zhì)的生成和消耗兩個(gè)方面綜合分析。 如CO2供應(yīng)正常、光照停止時(shí)C3的含量變化： (2)含量變化分析過程與結(jié)果： 條件 過程變化 C3 C5 [H]和ATP 模型分析 光照由強(qiáng)到弱，CO2供應(yīng)不變 a過程減弱，b、c過程減弱，d過程正常進(jìn)行 增加 減少 減少 光照由弱到強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變 a過程增強(qiáng)，b、c過程增強(qiáng)，d過程正常進(jìn)行 減少 增加 增加 光照不變，CO2由充足到不足 d過程減弱，a、b、c過程正常進(jìn)行，隨C3減少b、c減弱，a過程正常 減少 增加 增加 光照不變，CO2由不足到充足 d過程增強(qiáng)，a、b、c正常進(jìn)行，隨C3增加b、c增強(qiáng)，a過程正常 增加 減少 減少 突破光合作用過程的4個(gè)誤區(qū) (1)綠色植物中參與光合作用的色素只存在于葉綠體類囊體薄膜上，液泡中的色素不參與光合作用。 (2)綠色植物中參與光合作用的酶存在于葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中。 (3)不要認(rèn)為暗反應(yīng)不需要光。光合作用的過程可以分為兩個(gè)階段，即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。前者在光下才能進(jìn)行，并在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)；后者在有光、無光的條件下都可以進(jìn)行，但需要光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]和ATP，因此在無光條件下不可以長(zhǎng)期進(jìn)行。 (4)葉綠體并不是進(jìn)行光合作用的必要條件：進(jìn)行光合作用的細(xì)胞不一定含葉綠體，如藍(lán)藻、光合細(xì)菌能進(jìn)行光合作用，但沒有葉綠體。 1．判斷正誤 (1)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中。(　　) (2)在葉肉細(xì)胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場(chǎng)所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。(　√　) (3)光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP。 (　　) (4)破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生。(　　) (5)光照下葉綠體中的ATP主要是由光合作用合成的糖經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的。(　　) (6)離體葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳(暗)反應(yīng)。(　√　) 2．(xx太原模擬)恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)大量的好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論主要是(　　) A．葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用，放出氧氣 B．光合作用釋放氧氣的部位是葉綠體的類囊體 C．葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b D．好氧細(xì)菌沒有線粒體也能進(jìn)行有氧呼吸 解析：選A　好氧細(xì)菌需要氧氣，集中在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，說明此處有氧氣產(chǎn)生；此實(shí)驗(yàn)既不能說明光合作用釋放氧氣的部位是葉綠體的類囊體，也沒有對(duì)照實(shí)驗(yàn)說明葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，更不能說明好氧細(xì)菌沒有線粒體。 角度1|圍繞光合作用的探究歷程及過程考查理解能力 3．(xx壽光中學(xué)模塊)歷經(jīng)一個(gè)半世紀(jì)，經(jīng)過許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所條件、原料和產(chǎn)物。在下列幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．普里斯特利的實(shí)驗(yàn)證明了植物可以更新空氣 B．薩克斯的實(shí)驗(yàn)也可證明光是光合作用的必要條件 C．恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量 D．魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自H2O而不是CO2 解析：選C　普里斯特利的實(shí)驗(yàn)證明了植物可以更新空氣，A正確；薩克斯的實(shí)驗(yàn)證明了光合作用的產(chǎn)物還有淀粉，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)組是遮光的，也可證明光是光合作用的必要條件，B正確；恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)證明了光合作用產(chǎn)生氧氣和進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，C錯(cuò)誤；魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，用同位素標(biāo)記法18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自H2O而不是CO2，D正確。 4．(xx銀川九中模擬)如圖為光合作用過程示意圖，相關(guān)敘述正確的是(　　) A．結(jié)構(gòu)A中發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的場(chǎng)所是類囊體基質(zhì) B．供給14CO2，放射性化合物的出現(xiàn)順序?yàn)镃O2→C3→甲 C．結(jié)構(gòu)B中C5轉(zhuǎn)化成C3過程中消耗ATP中的化學(xué)能 D．如果突然增加CO2供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)C5的含量將會(huì)增加 解析：選B　結(jié)構(gòu)A中發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的場(chǎng)所是類囊體薄膜，A錯(cuò)誤；CO2先被固定為C3，再由光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]和ATP將C3轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，所以供給14CO2，放射性化合物的出現(xiàn)順序?yàn)镃O2→C3→甲(有機(jī)物)，B正確；結(jié)構(gòu)B中C5轉(zhuǎn)化成C3過程中不消耗ATP，C錯(cuò)誤；如果突然增加CO2供應(yīng)，C5和CO2反應(yīng)生成更多的C3，但光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]不變，C3的還原不增加，所以短時(shí)間內(nèi)C5的含量將會(huì)減少，D錯(cuò)誤。 角度2|借助環(huán)境因素驟變對(duì)光合作用物質(zhì)含量變化的影響考查獲取信息的能力 5．(xx天津卷)在適宜反應(yīng)條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后，突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)，組合正確的是(　　) A．紅光，ATP下降 B．紅光，未被還原的C3上升 C．綠光，[H]下降 D．綠光，C5上升 解析：選C　葉綠體中的色素對(duì)紅光的吸收率高，光反應(yīng)快，對(duì)綠光的吸收率很低，光反應(yīng)慢，A錯(cuò)誤，C正確；光反應(yīng)快，C3被還原的量多，剩余的少，B錯(cuò)誤；綠光照射時(shí)，光反應(yīng)速率降低，C5下降，故D不正確。 6．(xx呼圖壁縣一中初考)離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，如果突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，和突然增強(qiáng)光照，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3化合物與C5化合物相對(duì)含量的變化分別是(　　) A．C3化合物增多、C5化合物減少，C3化合物增多、C5化合物減少 B．C3化合物減少、C5化合物增多，C3化合物減少、C5化合物增多 C．C3化合物增多、C5化合物增多，C3化合物減少、C5化合物減少 D．C3化合物減少、C5化合物減少，C3化合物增多、C5化合物增多 解析：選B　二氧化碳含量的改變直接影響的是暗反應(yīng)中二氧化碳的固定這個(gè)反應(yīng)，二氧化碳含量由高到低時(shí)，二氧化碳的固定這個(gè)反應(yīng)變?nèi)?，則這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物C5化合物消耗減少，剩余的C5相對(duì)增多；生成物C3生成量減少。由于C3化合物的生成量減少，則又影響了C3化合物的還原，使得C3化合物的還原反應(yīng)減弱，則消耗的[H]和ATP量減少，所以[H]和ATP剩余的量增多，所以突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中ATP的含量增多、C3的含量減少、C5的含量增多。光照突然增強(qiáng)：由于光照突然增強(qiáng)，會(huì)使光反應(yīng)加快，使光反應(yīng)產(chǎn)物還原性氫、ATP合成停止使其含量增加，暗反應(yīng)C3的還原需要還原性氫、ATP，由于還原性氫、ATP含量下降，使C3的還原增加，又由于二氧化碳固定繼續(xù)按原來速度進(jìn)行，所以C3含量不斷減少；C5的形成增加，而暗反應(yīng)不變，即C5的消耗速率不變，故C5的含量增加。 利用簡(jiǎn)圖法理順光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系 (1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi以及NADP＋。 (2)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成，光反應(yīng)也會(huì)受到抑制。 考點(diǎn)三　(實(shí)驗(yàn))綠葉中色素的提取和分離 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P61) 1．提?。壕G葉中的色素能夠溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。 2．分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。 提取色素：稱取5 g的綠葉，剪碎，放入研缽中→加入少量SiO2、CaCO3和10 mL無水乙醇→研磨→過濾→將濾液收集到試管內(nèi)并塞嚴(yán)試管口 ↓ 制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長(zhǎng)和直徑的濾紙條，將濾紙條一端剪去兩角，在距離剪角一端1 cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線 ↓ 畫濾液細(xì)線：用毛細(xì)吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線，待濾液干后，再畫一兩次 ↓ 分離色素：將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條輕輕插入層析液中→用棉塞塞緊試管口，裝置如圖所示 ↓ 觀察結(jié)果：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶 綠葉中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無水乙醇提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。 ④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊：沒經(jīng)干燥處理，濾液線不能達(dá)到細(xì)、齊的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。 (3)濾紙條看不到色素帶 ①忘記畫濾液細(xì)線。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。 (4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。 1．(xx虎林一中期末)如圖橫軸表示色素種類，縱軸表示光合色素在濾紙條中的擴(kuò)散速度，下列說法正確的是(　　) A．分離色素時(shí)濾液細(xì)線需浸沒在層析液中 B．乙醇是水溶性有機(jī)溶劑，四種色素均易溶于乙醇、水或丙酮 C．四種色素中含量最大的是乙 D．發(fā)黃菠菜葉中含量顯著減少的是丙和丁 解析：選D　用紙層析法分離色素時(shí)，濾液細(xì)線一定不能觸及層析液，否則色素溶解在層析液中，影響結(jié)果，A錯(cuò)誤；乙醇是有機(jī)溶劑，四種色素均易溶于乙醇或丙酮，但不溶于水，B錯(cuò)誤；由題圖可知，甲、乙、丙、丁四種色素依次為葉黃素、胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b，四種色素中含量最大的是丙葉綠素a，C錯(cuò)誤；發(fā)黃菠菜葉中含量顯著減少的是兩種葉綠素即丙和丁，D正確。 2．(xx天津紅橋期中)為研究高光強(qiáng)對(duì)移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進(jìn)行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是(　　) A．畫濾液線時(shí)，濾液在點(diǎn)樣線上只能畫一次 B．色素Ⅲ、Ⅳ在石油醚中的溶解度大于Ⅰ、Ⅱ C．強(qiáng)光照導(dǎo)致了該植物類胡蘿卜素含量增加 D．移栽幼苗在強(qiáng)光下光合作用的強(qiáng)度較正常光照下強(qiáng) 解析：選C　分離色素畫濾液細(xì)線時(shí)，要重復(fù)2～3次，且必須是前一次畫線風(fēng)干后再進(jìn)行下一次畫線，A錯(cuò)誤；四種色素在層析液中溶解度從大到小依次是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，B錯(cuò)誤；強(qiáng)光下該植物中葉綠素減少，類胡蘿卜素增加，C正確；強(qiáng)光下，葉綠素含量較正常光照下少，所以移栽幼苗在強(qiáng)光下光合作用的強(qiáng)度較正常光照下弱，D錯(cuò)誤。 3．(xx成都七中診斷)莧菜葉片細(xì)胞中除了葉綠體含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有機(jī)溶劑的花青素(呈現(xiàn)紅色)。某探究小組用適量95%酒精提取莧菜葉片中的色素，然后用層析液分離。層析結(jié)束后濾紙條上出現(xiàn)了不同的色素帶，對(duì)色素帶由上到下分析有關(guān)敘述正確的是(　　) A．第一條色素帶對(duì)應(yīng)的色素是葉黃素 B．第二條色素帶對(duì)應(yīng)的色素主要吸收藍(lán)紫光 C．第三條色素帶對(duì)應(yīng)的色素是呈現(xiàn)紅色的花青素 D．第四條色素帶對(duì)應(yīng)的色素在層析液中溶解度最大 解析：選B　液泡中含有溶于水但不溶于有機(jī)溶劑的花青素，用90%的乙醇提取莧菜葉片中的色素時(shí)，只能提取到葉綠體中的色素，用層析液分離時(shí)，可以得到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。第一條色素帶對(duì)應(yīng)的色素是胡蘿卜素，A錯(cuò)誤；第二條色素帶對(duì)應(yīng)的色素是葉黃素，主要吸收藍(lán)紫光，B正確；第三條色素帶對(duì)應(yīng)的色素是葉綠素a，C錯(cuò)誤；色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高，隨著層析液擴(kuò)散的速度越快，所以第四條色素帶對(duì)應(yīng)的色素在層析液中溶解度最小，D錯(cuò)誤。 　[網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建答題必備] ___________________________________________________________________________ 1.葉綠體中的色素有4種，即葉綠素a、葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素。 2.葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。 3.吸收光能的四種色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。 4.葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)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(jìn)行光合作用所必需的酶。 5.光合作用釋放的O2來自于H2O。 6.光反應(yīng)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(shí)形成ATP的過程。 7.暗反應(yīng)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。 [探究高考模擬演練] ___________________________________________________________________________ 1．(xx全國(guó)卷Ⅲ)植物光合作用的作用光譜是通過測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯(cuò)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(yīng)中ATP的合成 B．葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)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(zhǎng)的變化來表示 D．葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 解析：選A　本題考查光合作用過程中光合色素的吸收光譜等相關(guān)知識(shí)。類胡蘿卜素不吸收紅光，A錯(cuò)誤；光合色素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制，B正確；光合作用的作用光譜既可用O2的釋放速率隨光波長(zhǎng)的變化來表示，也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來表示，C正確；葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下只有葉綠素能吸收光能，進(jìn)行光合作用，釋放O2，D正確。 2．(xx全國(guó)卷Ⅰ)正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)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 解析：選B　用黑布將培養(yǎng)瓶罩住，光反應(yīng)停止，氧氣的產(chǎn)生停止，A項(xiàng)會(huì)發(fā)生；光反應(yīng)停止，[H]和ATP的產(chǎn)生停止，導(dǎo)致暗反應(yīng)C3的還原速度減慢，C3在葉綠體內(nèi)積累導(dǎo)致二氧化碳的固定減慢，B項(xiàng)不會(huì)發(fā)生；光反應(yīng)停止，ATP的生成減少，ATP/ADP比值下降，C項(xiàng)會(huì)發(fā)生；光反應(yīng)停止，NADPH([H])的產(chǎn)生減少，NADPH/NADP＋比值下降，D項(xiàng)會(huì)發(fā)生。 3．(xx全國(guó)卷Ⅰ)植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的?；卮鹣铝袉栴}： (1)將正常生長(zhǎng)的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是__________________________。甲種植物凈光合速率為0時(shí)，乙種植物凈光合速率__________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：該題主要考查影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素。(1)甲、乙植物在同一密閉小室中適宜條件下照光培養(yǎng)，由于植物進(jìn)行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用釋放的CO2量，因此密閉小室中的CO2濃度降低，植物的光合速率也隨之降低；甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的，當(dāng)甲種植物凈光合速率為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的CO2濃度大于乙種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)，故乙種植物凈光合速率大于0。(2)在光照條件下植物進(jìn)行光合作用釋放O2，使小室中的O2濃度升高，而有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH在有氧呼吸第三階段中需與O2結(jié)合而形成水，所以O(shè)2增多時(shí)，有氧呼吸會(huì)增加。 答案：(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低　大于0　(2)甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2增多時(shí)，有氧呼吸會(huì)增加 4．(xx全國(guó)卷Ⅰ)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135 s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)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(shí)間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)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(shí)間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。 D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。 回答下列問題： (1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是________________________；C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要____________，這些反應(yīng)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(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 解析：(1)C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%，說明C組黑暗條件下進(jìn)行了部分光合作用，暗反應(yīng)消耗了ATP和[H]，為下一次的光照時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以C組單位光照時(shí)間內(nèi)，合成有機(jī)物的量較高。光合產(chǎn)物生成在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。(2)A、B、C三組實(shí)驗(yàn)中光照時(shí)間之和均為67.5 s，但是處理方法不同，結(jié)果也不一樣，并且是單位時(shí)間內(nèi)光照和黑暗交替頻率越高，光合作用產(chǎn)物相對(duì)量越高，可知光照時(shí)產(chǎn)生的ATP和[H]在光照時(shí)沒有用完，可以在黑暗中繼續(xù)利用，還原C3化合物生成糖類等有機(jī)物及C5化合物，C5化合物繼續(xù)與CO2結(jié)合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。 答案：(1)高于　C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)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[H]