第10講光合作用的探究歷程與基本過程

第10講光合作用的探究歷程與基本過程2017備考·最新考綱1.光合作用的基本過程(Ⅱ)。2.實驗：葉綠體中色素的提取和分離。考點一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的探究歷程(5年3考)1.葉綠素和其他色素分布葉綠體類囊體薄膜上功能吸收、傳遞(四種色素)和

光能(只有少量葉綠素a)化學(xué)特性不溶于水，能溶于

、丙酮和石油醚等有機溶劑分離方法

法轉(zhuǎn)換酒精紙層析吸收光譜圖中①為

主要吸收藍(lán)紫光，②為

，③為

，二者主要吸收。類胡蘿卜素葉綠素b葉綠素a紅光和藍(lán)紫光葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素2.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能(1)結(jié)構(gòu)模式圖雙層膜暗反應(yīng)基粒色素光反應(yīng)光合作用葉綠體5、結(jié)構(gòu)特點和色素分布：①外膜使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與

分開，保證了葉綠體相對獨立地進(jìn)行代謝活動。②葉綠體基質(zhì)以及類囊體膜上含有與光合作用有關(guān)的

。③由

堆疊而成基粒，增大了膜面積，增加了反應(yīng)面積。④光合類囊體膜上分布著能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的

。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶類囊體色素3.光合作用的探究歷程(連一連)科學(xué)家探究歷程實驗實驗結(jié)論或觀點恩格爾曼光合作用的場所是葉綠體CO2→C3→葡萄糖卡爾文同位素失蹤法：14CO2追蹤C的去向在黑暗條件下，用極束光照射在載玻片上的絲狀綠藻，觀察好養(yǎng)細(xì)菌的分布根據(jù)能量守恒定律只有在陽光下，植物才能更新空氣植物可以更新空氣光合作用的產(chǎn)物除O2外，還有淀粉光合作用放出的氧氣全部來自水光合作用可以把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能在鐘罩內(nèi)，點燃的蠟燭（或小鼠）與綠色植物，蠟燭不熄滅，小鼠不死亡做500多次更新空氣實驗普利斯特里英格爾豪斯梅耶薩克斯魯賓和卡門[深度思考]1.英格豪斯認(rèn)為普利斯特利的實驗只有在光下才能成功，則

只要有光照，植物一定能更新空氣，對嗎？提示不對，植物更新空氣的前提是光合速率大于呼吸速率，即凈光合速率＞0，若光照強度不夠充分(在光補償點以下)，則植物不但不能更新空氣，反而會使空氣變得更混濁。2.某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48h

后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時

間，去除錫箔紙，用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位

出現(xiàn)藍(lán)色，有的沒有出現(xiàn)藍(lán)色。請思考：(1)本實驗設(shè)置了哪些對照？其自變量和因變量分別是什么？實驗結(jié)論分別是什么？(2)實驗中對植株進(jìn)行暗處理，其目的是什么？(1)圖中d與e對照，其單一變量為有無光照，結(jié)果d部位經(jīng)碘液檢測顯示藍(lán)色，e部位不顯示藍(lán)色，表明光合作用制造淀粉必須有“光”。圖中a與b、d對照，其單一變量為葉綠體有無，結(jié)果b、d部位經(jīng)碘液檢測顯示藍(lán)色，a部位不顯示藍(lán)色，表明光合作用制造淀粉，必須有“葉綠體”。(2)該實驗的關(guān)鍵是饑餓處理，其目的是使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強了實驗的說服力。3、討論-恩格爾曼實驗的巧妙之處恩格爾曼實驗方法的巧妙之處(1)實驗材料選得妙：用水綿作為實驗材料。水綿不僅具有細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。(2)排除干擾的方法妙：實驗成功的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量和減少無關(guān)變量，恩格爾曼將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實驗?zāi)軌蛘＿M(jìn)行。(3)觀測指標(biāo)設(shè)計得妙：通過好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。(4)實驗對照設(shè)計得妙：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光的對比實驗，從而明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的。特別提醒：在光合作用的發(fā)現(xiàn)中，大多數(shù)科學(xué)家們利用了對照實驗，使結(jié)果和結(jié)論更科學(xué)、準(zhǔn)確。(1)薩克斯：自身對照，自變量為光照(一半曝光與另一半遮光)，因變量為顏色變化。(2)恩格爾曼：自身對照，自變量為光照(照光處與不照光處；黑暗與完全曝光)，因變量為好氧菌的分布。(3)魯賓和卡門：相互對照，自變量為標(biāo)記物質(zhì)(H218O與C18O2)，因變量為O2的放射性。(4)普里斯特利：缺少空白對照，實驗結(jié)果說服力不強。例題、某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48h后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時間，去除錫箔紙，用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍(lán)色，有的沒有出現(xiàn)藍(lán)色。其中，沒有出現(xiàn)藍(lán)色的部位是A

．a(chǎn)、b和dB．a(chǎn)、c和eC．c、d和eD．b、c和e【答案】B【解析】用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的沒有出現(xiàn)藍(lán)色說明無光合作用產(chǎn)生淀粉，葉片的綠色部位可進(jìn)行光合作用，黃白色部位由于缺乏葉綠素不能進(jìn)行光合作用，故錫箔紙遮蔽的部位無光合作用產(chǎn)生淀粉故沒有出現(xiàn)藍(lán)色；黃白色部位a

e也不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉故也沒有出現(xiàn)藍(lán)色。[跟進(jìn)題組]題組一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.(2015·四川卷，1)下列在葉綠體中發(fā)生的生理過程，不需要蛋

白質(zhì)參與的是(

)A.Mg2＋吸收 B.O2擴散C.光能轉(zhuǎn)換 D.DNA復(fù)制解析葉綠體對Mg2＋的吸收，需要細(xì)胞膜上載體蛋白的協(xié)助，也需要消耗ATP供能，A不符合題意；O2的擴散是單純擴散，既不需要載體協(xié)助，也不需要消耗能量，也就不需要蛋白質(zhì)的參與，B符合題意；光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過程中需要酶(蛋白質(zhì))作催化劑，C不符合題意；DNA復(fù)制需要DNA聚合酶、解旋酶等，也需要消耗ATP供能，D不符合題意。B2.關(guān)于葉綠素的敘述，錯誤的是(

)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Mg是合成葉綠素a和葉綠素b的必需元素；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；葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同；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。答案

D題組二光合作用的探究歷程3.下列關(guān)于光合作用探究歷程的敘述，不正確的是(

) A.普利斯特利的實驗證明了植物可以更新空氣B.薩克斯的實驗證明了光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉C.恩格爾曼的實驗定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量D.魯賓和卡門的實驗中，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解析恩格爾曼的實驗?zāi)軌蜃C明氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，但不能定量分析光合作用生成的氧氣量。答案

C4.下圖是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖,下

列有關(guān)敘述正確的是(

)A.兩實驗均需進(jìn)行“黑暗”處理，以消耗細(xì)胞中原有的淀粉B.兩實驗均需要光的照射C.兩實驗中只有恩格爾曼的實驗設(shè)置了對照D.兩實驗均可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣解析本題主要考查光合作用的發(fā)現(xiàn)過程。圖示的兩實驗中，只有薩克斯的實驗需進(jìn)行“黑暗”處理，目的是消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉。恩格爾曼實驗的目的是探究光合作用進(jìn)行的場所，薩克斯實驗的目的是探究光合作用產(chǎn)物，所以兩實驗均需要光的照射。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。恩格爾曼的實驗可證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物，薩克斯的實驗可證明淀粉是光合作用的產(chǎn)物。答案B⑴實驗原理①綠葉中含有色素分為:,

兩類②利用色素

，來提取色素③利用色素在有機溶劑組成的層析液中的

不同，在濾紙上隨層析液擴散速度不同,來分離色素。溶解度

的色素擴散速度

,反之,擴散速度慢,綠葉中色素含量高的,色素帶

,反之,色素帶窄.⑵分離色素的方法：

.⑶實驗步驟：葉綠素類胡蘿卜素溶于有機溶劑溶解度大快寬紙上層析法考點二-綠葉中色素提取實驗2.實驗流程步驟操作要點說明提取色素制備濾紙條剪去兩角的濾紙條一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)線研磨過濾研磨后并用單層尼龍布過濾①無水乙醇：作為

，可溶解綠葉中的色素②SiO2：使研磨更充分③CaCO3：防止研磨時

受到破壞葉綠素提取液剪去兩角以保證色素在濾紙上擴散

，否則會形成弧形色素帶均勻、整齊畫濾液細(xì)線色素分離實驗結(jié)果分析色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度a.橙黃色最少b.較少較高較快c.較低較慢d.較多胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b黃色藍(lán)綠色黃綠色最多最高最低用毛細(xì)吸管吸取色素濾液，沿鉛筆線均勻畫一條濾液細(xì)線，待濾液

后再畫一兩次①濾液細(xì)線要、、；②風(fēng)干后重復(fù)數(shù)次，使濾液細(xì)線既有較多的色素，又使各色素擴散的起點相同將適量層析液倒入試管→插入濾紙條→棉塞塞緊試管口干細(xì)、直、齊最快最慢胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b葉綠素（占總量的3/4）類胡蘿卜素（占總量的1/4）(1)色素帶的寬度：色素含量的多少；含量最多的是葉綠素a，色素帶最寬的也是葉綠素a；含量最少(色素帶最窄)的是胡蘿卜素；(2)色素帶的位置：色素在層析液中溶解度大??；擴散速度最快的也是胡蘿卜素；擴散速度最慢的是葉綠素b；(3)濾紙上距離最近：兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b

距離最遠(yuǎn)的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。相鄰兩條色素帶之間距離最遠(yuǎn)的是胡蘿卜素和葉黃素最近的是葉綠素a和葉綠素b。

色素帶特點：注意事項及原因分析過程注意事項操作目的提取色素⑴⑵⑶⑷⑸⑹使濾液中色素含量高選新鮮綠色的葉片;鮮、嫩、綠使濾液中色素含量高去掉葉柄和粗葉脈防止乙醇揮發(fā)和色素氧化盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素迅速、充分研磨研磨充分和保護(hù)色素加少量SiO2和CaCO3溶解色素研磨時加無水乙醇過程注意事項操作目的提取色素⑴⑵⑶⑷⑸⑹使層析液在濾紙上快速擴散濾紙預(yù)先干燥處理防止色素邊緣擴散快，色素帶不齊濾紙條要剪去兩角防止色素直接溶解到層析液中濾液細(xì)線不觸及層析液使分離出的色素帶清晰分明濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶平整不重疊濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻、深防止色素直接溶解到層析液中層析液要適量⑴提取液及色素帶顏色淺的原因①選材時

.②研磨時

.③畫濾液細(xì)線時

.④層析分離時:.葉片不新鮮或葉片顏色為黃色或沒出去葉脈酒精太多或忘加SO2或未加CaCO3或研磨不充分畫濾液細(xì)線次數(shù)太少或沒干后就畫下一次層析液沒及濾液細(xì)線綠葉中色素提取分離異常現(xiàn)象分析(2)濾紙條色素帶重疊及不直：①濾液細(xì)線不直。②濾液細(xì)線過粗。(3)濾紙條看不見色素帶：①忘記畫濾液細(xì)線。②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。[跟進(jìn)題組]題組葉綠體中色素提取和分離過程與結(jié)果1.(2015·江蘇卷，21改編)為研究高光強對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，下圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述不正確的是(

)A.強光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低B.類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰波長不同D.畫濾液線時，濾液在點樣線上只能畫一次解析由圖示可知，強光下，Ⅲ、Ⅳ表示的葉綠素色素帶變窄，說明葉綠素含量降低，A正確；強光照條件下，類胡蘿卜素含量增加，說明類胡蘿卜素含量增加有利于植物抵御強光照，B正確；Ⅲ是葉綠素a，Ⅳ是葉綠素b，都是主要吸收藍(lán)紫光和紅光，但吸收光譜的吸收峰波長不同，C正確；畫濾液線時，濾液在點樣線上畫2～3次，D錯誤。答案

D2.如圖表示某生物興趣小組利用韭菜宿根進(jìn)行相關(guān)實驗流程，請

分析回答：(1)紙

層析法分離色素的“結(jié)果①、②”如下圖所示，其中共有的色素帶的顏色是________

，據(jù)此能得出的結(jié)論是________。(2)蒜黃和韭黃都是在避光條件下培育出來的蔬菜，對這種現(xiàn)象的最好解釋是__________________。橙黃色、黃色葉綠素的形成需要光環(huán)境因素影響了基因的表達(dá)A.甲組可能誤用蒸餾水作提取液和層析液B.乙組可能是因為研磨時未加入SiO2C.丙組是正確操作得到的理想結(jié)果D.丁組可能是因為研磨時未加入CaCO3(4)將等量剛制備的韭菜和韭黃色素濾液放在陽光與三棱鏡之間，“結(jié)果②”吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在______光區(qū)域。將制得的韭菜濾液在強光下曝光1～2h，再重復(fù)上述實驗，其結(jié)果與韭黃濾液的實驗結(jié)果基本一致，其原因是___________。

(3)若由于各組操作不同，出現(xiàn)了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析最不合理的是(

)C紅葉綠素不穩(wěn)定，在強光下易分解考點二光合作用的過程（5年9考）1.完善光合作用的過程

［Ｈ］ATP光、色素、酶類囊體的薄膜上［H］+O2ATPATP中活躍的化學(xué)能酶葉綠體基質(zhì)有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATPC3CH2O2C3CO2科學(xué)實驗表明，綠色植物光合作用的產(chǎn)物除了糖類（CH2O)和O2外，還有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等。CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體糖類C6H12O6+6O26CO2+6H2O光能葉綠體C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O光能葉綠體知識點1、光合作用的反應(yīng)方程式及元素組成、概念1、反應(yīng)方程式2、元素轉(zhuǎn)移6CO2+12H2O光

C6H12O6+6O2+6H2O

葉綠體1、填空：光合作用中各元素轉(zhuǎn)移①碳的轉(zhuǎn)移途徑：CO2→

→.

②氧的轉(zhuǎn)移途徑：H2O→.

CO2→

→.③氫的轉(zhuǎn)移途徑：H2O→

.

C6H12O6O2C3

H2O+C6H12O6C6H12O6+H2OC32、放出O2來自水

.3、CO2中的碳轉(zhuǎn)移途徑

.6CO2+12H2O光

C6H12O6+6O2+6H2O

葉綠體14CO2→14C3→14C6H12O618O的水14C⑺條件

.⑹能量轉(zhuǎn)變

.⑸物質(zhì)轉(zhuǎn)變：

.⑷產(chǎn)物：

.⑶原料：

.⑵動力：

.⑴場所：

.葉綠體光二氧化碳、水糖類氧氣4、根據(jù)反應(yīng)方程式填寫-光合作用的場所、動力、原料、產(chǎn)物二氧化碳和水→糖類等有機物光能→活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能光和色素、酶5、根據(jù)光合作用的場所、動力、原料、產(chǎn)物總結(jié)得出光合作用的概念綠色植物通過

吸收

，將CO2和H2O合成為

并釋放出

，同時也將太陽能轉(zhuǎn)化為

儲存在

和其他有機物中，這一過程稱為光合作用。葉綠體光能糖類等有機物O2糖類化學(xué)能葉綠體色素2H2O水的光解葉綠體色素O2［H］ADP＋Pi酶ATP2C3多種酶參加催化供氫供能還原（CH2O）暗反應(yīng)光反應(yīng)CO2C5固定葉綠體色素光能光合作用的基本過程圖解知識點2：光合作用的基本過程條件物質(zhì)變化能量變化進(jìn)行部位光反應(yīng)階段葉綠體類囊體薄膜上光、色素和酶水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATPADP+Pi→ATPATP中活躍化學(xué)能光能暗反應(yīng)階段葉綠體基質(zhì)中不需光、多種酶、ATP、[H]CO2的固定CO2+C5→2C3C3的還原2C3(CH2O)

酶

酶ATP[H]ATP中活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和能量ATP暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料時間短促、以微秒計較緩慢㈠光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系知識點3：有氧呼吸與光合作用比較CO2光合作用C6H12O6CO2H2OO2H2O有氧呼吸釋放吸收【H】各項生命活動葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)基質(zhì)光[H]主動運輸胞吞胞吐物質(zhì)吸收DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯生物生長細(xì)胞分裂肌肉收縮神經(jīng)傳導(dǎo)細(xì)胞生長生物發(fā)光細(xì)胞分化光合作用有氧呼吸無氧呼吸概念代謝類型生物類型進(jìn)行時間綠色植物通過

吸收

，將CO2和H2O合成為

并釋放出

，同時也將太陽能轉(zhuǎn)化為

儲存在

和其他有機物中，這一過程稱為光合作用細(xì)胞在氧氣的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時釋放大量能量的過程。一般是指細(xì)胞在缺氧的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為尚未徹底氧化的產(chǎn)物，同時釋放出少量能量的過程。自養(yǎng)需氧厭氧綠色植物、藍(lán)藻、光合細(xì)菌綠色植物、藍(lán)藻、光合細(xì)菌、動物、真菌等一些細(xì)菌、真菌、寄生動物等有光照時有光無光都進(jìn)行有光無光都進(jìn)行㈡有氧呼吸與光合作用區(qū)別光合作用有氧呼吸無氧呼吸條件原料產(chǎn)物場所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶、O2、酶酶H2O、CO2O2、C6H12O6

、H2OC6H12O6

、H2OO2、C6H12O6、H2OH2O、CO2酒精和CO2或乳酸葉綠體主要在線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無機物→有機物有機物→無機物有機物→簡單有機物產(chǎn)生氫光能→活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能有機物中化學(xué)能→ATP中化學(xué)能和熱能水光解光反應(yīng)2個階段第一個4［H］第一個20［H］第一個4［H］有氧呼吸與光合作用區(qū)別光合作用有氧呼吸無氧呼吸總反應(yīng)式影響因素ATP能量來源ATP能量去向CO2+H2*

O光能葉綠體（CH2O)+*O2C6H12O6+*12O2酶6CO2+12H2*

OC6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量光照強度、光質(zhì)、日照長短、CO2濃度、溫度、水分、礦物質(zhì)、葉齡CO2濃度、溫度、水分、礦物質(zhì)、氧氣CO2濃度、溫度、水分、礦物質(zhì)、氧氣光反應(yīng)光能有機物三個階段有機物第一階段暗反應(yīng)C3還原熱能、各項生命活動熱能、各項生命活動有氧呼吸與光合作用區(qū)別37㈢［H］的來源及去路分析光合作用細(xì)胞呼吸［H］的來源過程場所過程場所［H］的去路光反應(yīng)中水的光解葉綠體類囊體薄膜上第一階段從葡萄糖到丙酮酸（4個［H］）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段丙酮酸與H2O分解所產(chǎn)生（20個［H］）線粒體［H］存在于NADPH中，它作為還原劑用于暗反應(yīng)階段中還原C3化合物，以形成C6H12O6并產(chǎn)生H2O兩階段所產(chǎn)的［H］均被用于第三階段還原O2產(chǎn)生H2O，同時釋放大量能量巧記光合作用過程的“一、二、三、四”㈣ATP的來源及去路分析光合作用細(xì)胞呼吸ATP的來源過程場所過程場所ATP的去路ADP形成ATP時所需能量來自太陽光能葉綠體類囊體薄膜第一階段從葡萄糖到丙酮酸（少）第二階（少），第三階段（多）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體光反應(yīng)所產(chǎn)生的ATP專用于C3化合物還原時的能量之需，其能量釋放出來后以穩(wěn)定的化學(xué)能形式儲存于有機物中三個階段所產(chǎn)生的ATP均可作為能量貨幣用于各項生命活動，如礦質(zhì)離子吸收、生長素運輸?shù)娶楣夂献饔门c細(xì)胞呼吸之間的氣體變化下列為葉肉細(xì)胞內(nèi)線粒體與葉綠體之間的氣體變化圖示，據(jù)圖判斷生理過程。圖①：表示黑暗中，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸；圖②：表示細(xì)胞呼吸速率＞光合作用速率；圖③：表示細(xì)胞呼吸速率＝光合作用速率；圖④：表示細(xì)胞呼吸速率＜光合作用速率。ABCO2O2光合作用速率

細(xì)胞呼吸速率時光合補償點，即：與

的交點段凈積累有機物為

.光合作用吸收二氧化碳速率

細(xì)胞呼吸釋放二氧化碳速率光合作用釋放氧氣速率

細(xì)胞呼吸吸收氧氣速率光合作用合成有機物速率

細(xì)胞呼吸分解有機物速率AB光照強度0吸收CO2B：光補償點C：光飽和點CD釋放CO2⑴、弱光時（光合補償點）等于橫軸零等于等于等于EGCO2O2黑暗無光時，光合作用速率等于

，只進(jìn)行

時。只分解有機物，不合成有機物，凈積累有機物為

.光合作用不吸收二氧化碳。細(xì)胞呼吸釋放二氧化碳速率

細(xì)胞呼吸從外界吸收

的量。不進(jìn)行光合作用不制造氧氣。AB光照強度0吸收CO2B：光補償點C：光飽和點CD釋放CO2⑶無光時（黑暗時）0細(xì)胞呼吸負(fù)值等于氧氣ABO2光合作用速率

細(xì)胞呼吸速率時橫軸一下曲線段凈積累有機物為

.光合作用吸收二氧化碳速率

細(xì)胞呼吸釋放二氧化碳速率光合作用釋放氧氣速率

細(xì)胞呼吸吸收氧氣速率光合作用合成有機物速率

細(xì)胞呼吸分解有機物速率AB光照強度0吸收CO2B：光補償點C：光飽和點CD釋放CO2CO2O2⑵弱光時（光合補償點以下）小于負(fù)值小于小于小于AB

CDCO2O2CO2O2光合作用速率

細(xì)胞呼吸速率時橫軸以

曲線段凈積累有機物為

.光合作用吸收二氧化碳速率

細(xì)胞呼吸釋放二氧化碳速率光合作用釋放氧氣速率

細(xì)胞呼吸吸收氧氣速率光合作用合成有機物速率

細(xì)胞呼吸分解有機物速率AB光照強度0吸收CO2B：光補償點C：光飽和點CD釋放CO2⑷強光時（光合補償點以上）大于上上正值大于大于大于如圖為某細(xì)胞內(nèi)生物膜結(jié)構(gòu)的一部分，據(jù)圖分析(1)圖示結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的ATP

(填“能”或“不能”)運出所在的細(xì)胞器，用于其他生命活動(2)圖示膜結(jié)構(gòu)為葉綠體

(填“外膜”或“內(nèi)膜”、“類囊體膜”)(3)圖中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是：(4)圖中“色素”是指不能類囊體膜光能→活躍的化學(xué)能葉綠素(a、b)、類胡蘿卜素巧用模型法分析物質(zhì)量的變化方法技巧1：條件改變光合作用相關(guān)物質(zhì)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。條件C3

C5

［H］和ATP

（CH2O合成量）

曲線光照強度由強到弱CO2供應(yīng)不變光照強度由弱到強CO2供應(yīng)不變光照不變CO2量由充足到不足光照不變CO2量由不足到充足增加減少減少或沒有減少減少增加增加增加減少增加增加減少增加減少減少減少[跟進(jìn)題組]題組一光合作用過程分析1.(2015·安徽卷，2)右圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是(

)A.CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能B.CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類C.被還原的C3在相關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5D.光照強度由強變?nèi)鯐r，短時間內(nèi)C5含量會升高解析由圖解可知，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]參與C3的還原，而不參與CO2的固定，A、B錯誤；被還原的C3在有關(guān)酶的催化作用下一部分合成了(CH2O)，另一部分又形成了C5，C正確；光照強度變?nèi)鯐r，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]減少，故短時間內(nèi)C5含量會降低，D錯誤。答案

C2.根據(jù)下面光合作用圖解，判斷下列說法正確的是(

)A.⑤過程發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中B.⑥過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上C.圖示①～④依次為[H]、ATP、CO2、(CH2O)D.②不僅用于還原C3化合物，還可促進(jìn)③與C5的結(jié)合解析根據(jù)光合作用的過程判斷①②③④⑤⑥分別表示[H]、ATP、CO2、(CH2O)、光反應(yīng)和暗反應(yīng)。光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。C3化合物還原過程中需要ATP，CO2固定過程中不需要ATP。答案

C題組二環(huán)境因素驟變對光合作用物質(zhì)含量變化的影響3.(2015·福建卷，3)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。為測定RuBP羧化酶的活性，某學(xué)習(xí)小組

從菠菜葉中提取該酶，用其催化C5與14CO2的反應(yīng)，并檢測產(chǎn)

物14C3的放射性強度。下列分析錯誤的是(

)A.菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)B.RuBP羧化酶催化的上述反應(yīng)需要在無光條件下進(jìn)行C.測定RuBP羧化酶活性的過程中運用了同位素標(biāo)記法D.單位時間內(nèi)14C3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高解析

RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)即為二氧化碳的固定，屬于暗反應(yīng)，其場所是葉綠體基質(zhì)，A正確；暗反應(yīng)不需要光，有光和無光條件下都可進(jìn)行，B錯誤；實驗中利用14C標(biāo)記CO2并檢測產(chǎn)物放射性強度，即采用同位素標(biāo)記法，C正確；單位時間內(nèi)產(chǎn)物生成量可代表化學(xué)反應(yīng)的催化效率，酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率即可反映酶活性，D正確。答案

B(2)卡爾文通過停止________來探究光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系，他得到的實驗結(jié)果是下圖中的________。(1)實驗材料小球藻屬于________(填“原核”或“真核”)生物。4.卡爾文及其同事因在光合作用方面的研究成果獲得了1961年的諾貝爾化學(xué)獎?？栁膶⑿∏蛟逖b在一個密閉容器中，通過一個通氣管向玻璃容器中通入CO2，通氣管上有一個開關(guān)，可控制CO2的供應(yīng)，容器周圍有光源，通過控制電源開關(guān)可控制光照的有無。請回答下列問題：真核光照A(3)卡爾文通過停止________

來探究光合作用過程中固定CO2的化合物，這時他發(fā)現(xiàn)C5的含量快速升高，由此得出固定CO2的物質(zhì)是C5。CO2的供應(yīng)(4)卡爾文向密閉容器中通入14CO2，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到第5s時，14C出現(xiàn)在一種C5和一種C6中；將反應(yīng)時間縮短到0.5s時，14C出現(xiàn)在一種C3中。上述實驗中卡爾文是通過控制________

來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的，采用的技術(shù)方法有________等。(5)卡爾文將不同反應(yīng)條件下的小球藻放入70℃的蒸餾水中，這樣做是為了使細(xì)胞中的________失活，此時，細(xì)胞中的化合物就保持在熱處理之前的狀態(tài)。反應(yīng)時間同位素標(biāo)記法酶解析(1)小球藻屬于真核生物。(2)在光照下，光反應(yīng)進(jìn)行，其產(chǎn)生的ATP和[H]參與暗反應(yīng)中C3的還原，因此，通過停止光照可以探究光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系。當(dāng)停止光照后.光反應(yīng)停止，ATP和[H]的合成停止，則C3的還原減少，C3濃度增大，C5濃度減小，停止光照一段時間后，C3和C5濃度基本保持不變。(3)在暗反應(yīng)中，CO2與C5結(jié)合形成C3，當(dāng)停止CO2的供應(yīng)后，CO2的固定受到影響，故會導(dǎo)致C5含量升高。(4)由題中敘述可知，實驗中卡爾文是通過控制反應(yīng)時間來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的，該實驗中他采用了放射性同位素標(biāo)記法。(5)酶是生物體內(nèi)催化化學(xué)反應(yīng)的催化劑，大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在高溫下酶的結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)不能進(jìn)行，化合物的含量不再發(fā)生變化。光反應(yīng)暗反應(yīng)第Ⅰ階段第Ⅱ階段第Ⅲ階段→O2H2O→光能→色素ADP→ATP→【H】O2→→H2O【H】→CO2→→C6H12O6ATP→ADPC5→C3【H】→→C6H12O6ADP→ATP→丙酮酸→【H】→CO2ADP→ATP丙酮酸→→【H】抓住箭頭指向和離開識別光合作用細(xì)胞有氧呼吸光合作用和細(xì)胞呼吸生理過程圖-解題時的識圖技巧方法技巧2-光合作用和細(xì)胞呼吸生理過程圖識別抓住箭頭指向和離開識別光合作用細(xì)胞有氧呼吸光反應(yīng)暗反應(yīng)第Ⅰ階段第Ⅱ階段第Ⅲ階段光合作用與有氧呼吸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系1、CO2和H2O的轉(zhuǎn)化：CO2能量H2OC2H5OHCO2能量C6H12O6CO2H2OO2C3H6O3能量abcd能量1.下圖表示芍藥葉肉細(xì)胞光合作用和細(xì)胞呼吸過程中CO2和[H]的變化，相關(guān)敘述正確的是(

)考向1光合作用與有氧呼吸內(nèi)在關(guān)系A(chǔ).過程①發(fā)生在葉綠體類囊體的薄膜上，過程④發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜上B.過程⑦發(fā)生在線粒體中C.過程⑤⑥均需要[H]和ATP提供還原劑和能量D.過程①③產(chǎn)生的[H]是相同的物質(zhì)，過程⑧在線粒體中進(jìn)行解析過程①為水的光解，發(fā)生在葉綠體類囊體的薄膜上，A正確；過程⑦為有氧呼吸第一階段，發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，B錯誤；過程⑤不需要ATP供能，也不需要還原劑，C錯誤；過程①產(chǎn)生的[H]為NADPH，過程③產(chǎn)生的[H]為NADH，二者不同，D錯誤。答案A2.如圖甲表示某種植物光合作用強度與光照強度的關(guān)系，圖乙表示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩種氣體的體積)，下列說法不正確的是(注：不考慮無氧呼吸)(

)A.影響m3大小的外界因素有光照強度和溫度等B.甲圖中A、B、C、D、E任意一點，乙圖中都有m1＝n1＞0，m2＝n2＞0C.甲圖中E點以后,乙圖中n4不再增加,限制因素主要是光反應(yīng)D.甲圖中C點時，乙圖中有m1＝n1＝m4＝n4答案B解析乙圖中m1～m4分別表示線粒體釋放、細(xì)胞釋放、細(xì)胞吸收、葉綠體吸收的CO2量，n1～n4分別表示線粒體吸收、細(xì)胞吸收、細(xì)胞釋放、葉綠體釋放的O2量。甲圖中的縱坐標(biāo)數(shù)值是整個細(xì)胞吸收的CO2量，即乙圖中的m3，A正確；如在E點時，葉綠體產(chǎn)生的O2足夠線粒體呼吸消耗，n2＝0，B錯誤；甲圖中E點以后，乙圖中n4不再增加，即達(dá)到了光飽和點，其主要原因是葉綠體中的色素有限，來不及吸收和利用更多的光能，C正確；甲圖中C點時，光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率，故有m1＝n1＝m4＝n4，D正確。易錯易混防范清零[易錯清零]易錯點1混淆塑料大棚中“塑料顏色”與“補光類型”的選擇點撥為提高光能利用率，塑料大棚栽培時常選擇“無色塑料”以便透過各色光，這是因為太陽的全色光透過時各種色的光均可被作物吸收(盡管黃綠色吸收量較小，但總不會起負(fù)作用)，而陰天或夜間給溫室大棚“人工補光”時，則宜選擇植物吸收利用效率最高的“紅光或藍(lán)紫光”燈泡。因為若利用白熾燈，則其發(fā)出的光中“