奧美-北京奧美創(chuàng)意培訓(xùn)資料

第3課光合作用探究歷程和基本過程第3課光合作用探究歷程和基本過程奧美-北京奧美創(chuàng)意培訓(xùn)資料梳理自測通必備知識【思維導(dǎo)圖】梳理自測通必備知識【思維導(dǎo)圖】【概念梳理】一、綠葉中色素的提取和分離1.實驗原理:【概念梳理】2.實驗步驟:(1)提取色素:①研磨②過濾:用___________過濾→收集濾液。

溶解色素防止研磨中色素被破壞單層尼龍布2.實驗步驟:溶解色素防止研磨中色素被破壞單層尼龍布(2)分離色素:均勻、整齊細、直濾液細線(2)分離色素:均勻、整齊細、直濾液細線3.實驗結(jié)果分析:結(jié)合圖示填寫表格內(nèi)容。胡蘿卜素最少較少較快藍綠色較低葉綠素b最低最慢3.實驗結(jié)果分析:結(jié)合圖示填寫表格內(nèi)容。胡蘿卜素最少較少較快二、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.葉綠體中色素的吸收光譜分析:由圖可以看出:(1)色素的功能:葉綠素主要吸收_____________;類胡蘿卜素主要吸收_______。(2)色素吸收光的范圍:可見光的波長范圍大約是390～760nm,一般葉綠體中的色素只吸收_______,對紅外光和紫外光不吸收。紅光和藍紫光藍紫光可見光二、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)紅光和藍紫光藍紫光可見光2.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能:(1)模式圖:2.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能:3.恩格爾曼實驗方法的巧妙之處:(1)巧選實驗材料: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_____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_____和___的干擾。(3)巧妙設(shè)計對照實驗:①用極細的光束照射,葉綠體上可分為_______和_______的部位,相當于一組對照實驗;②臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結(jié)果。氧氣氧氣光有光照無光照3.恩格爾曼實驗方法的巧妙之處:氧氣氧氣光有光照無光照三、光合作用的探究歷程和光合作用的過程1.光合作用的探究歷程(連線):三、光合作用的探究歷程和光合作用的過程2.光合作用的過程:(1)概念:綠色植物通過_______,利用_____,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的_______,并且釋放出_____的過程。(2)過程:葉綠體光能有機物氧氣2.光合作用的過程:葉綠體光能有機物氧氣(3)光合作用的總反應(yīng)式:_____________________。(4)光合作用和化能合成作用的比較:CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體氧化無機物釋放出的能量硝化細菌CO2和H2O(3)光合作用的總反應(yīng)式:CO2+H2O(CH2【易錯辨析】1.判斷下列有關(guān)綠葉中色素的提取和分離敘述的正誤:(1)在95%乙醇中加入適量無水Na2CO3后可提高色素的溶解度。 ()(2)葉綠體色素濾液細線浸入層析液,可導(dǎo)致濾紙條上色素帶重疊。 ()分析:層析液是有機溶劑,葉綠素易溶于其中,葉綠體色素濾液細線浸入層析液,會導(dǎo)致色素溶解而無法進行分離,得不到色素帶。(3)加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞。 ()(4)用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素。 ()分析:葉綠體中的色素有葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素?！獭痢獭痢疽族e辨析】√×√×(5)使用定性濾紙過濾研磨液。 ()分析:過濾研磨液使用的是單層尼龍布。(6)在畫出一條濾液細線后緊接著重復(fù)畫線2～3次。 ()分析:在畫出一條濾液細線后待濾液干燥后再重復(fù)畫線1～2次?！痢?5)使用定性濾紙過濾研磨液。 ()××2.判斷下列有關(guān)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)敘述的正誤:(1)植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。 ()分析:植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素對綠光吸收最少,能反射綠光。(2)葉片黃化,葉綠體對紅光的吸收增多。 ()分析:葉片黃化時,葉綠體中的葉綠素減少,對紅光的吸收減少。(3)光合作用需要的色素分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。 ()分析:光合作用需要的色素分布在葉綠體的基粒(類囊體薄膜)上。×××2.判斷下列有關(guān)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)敘述的正誤:×××(4)紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用。 ()分析:紅外光和紫外光不能被葉綠體中的色素吸收。(5)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同。 ()(6)葉綠體內(nèi)膜的面積遠遠大于外膜的面積。 ()分析:葉綠體內(nèi)膜并不折疊,因此內(nèi)膜的面積要小于外膜的面積?！痢獭?4)紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用。 (3.判斷下列有關(guān)光合作用過程敘述的正誤:(1)在葉綠體中發(fā)生的生理過程,不需要蛋白質(zhì)參與的是Mg2+吸收。 ()分析:Mg2+吸收的過程是主動運輸,需要載體蛋白的協(xié)助。(2)光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑。 ()(3)光照強度由強變?nèi)鯐r,短時間內(nèi)C5含量會升高。 ()分析:光照強度由強變?nèi)鯐r,短時間內(nèi)ATP和[H]的含量下降,還原C3的量下降,C3的含量升高,C5含量會下降?！痢獭?.判斷下列有關(guān)光合作用過程敘述的正誤:×√×(4)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。 ()分析:在暗反應(yīng)過程中,綠葉通過氣孔從外界吸收進來的CO2,不能直接被[H]還原,首先在葉綠體基質(zhì)中與C5結(jié)合生成C3,該過程叫CO2的固定。(5)夏季晴天光照最強時,小麥光合速率最高。 ()分析:夏季晴天光照最強時,部分氣孔關(guān)閉,二氧化碳吸收量減少,小麥光合速率減弱?！痢?4)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(6)光合作用和細胞呼吸均能產(chǎn)生[H],二者還原的物質(zhì)相同。 ()分析:光合作用中的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH),而細胞呼吸中的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)。前者還原C3,后者還原O2。(7)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。 ()分析:H2O在光下分解為[H]和O2的過程為光反應(yīng)階段,發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上?！痢?6)光合作用和細胞呼吸均能產(chǎn)生[H],二者還原的物質(zhì)相同?！靖拍罨钣谩?.教材必修1P99“與社會的聯(lián)系”:溫室或大棚種植蔬菜時,最好選擇什么顏色的玻璃或塑料薄膜?說明原因。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,不利于光合作用的進行;而無色透明的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各種光,光照強度較大,有利于光合作用的進行。【概念活用】2.教材必修1P102“圖5-13”:如圖是光合作用探究歷程中薩克斯的實驗示意圖,請分析:2.教材必修1P102“圖5-13”:(1)薩克斯實驗中進行“黑暗”處理的目的是什么?提示:消耗掉葉片原有的淀粉,防止對實驗結(jié)果造成干擾。(2)薩克斯實驗中在染色前通常用酒精對葉片進行脫色處理,目的是什么?提示:除去色素,防止葉片中色素顏色對實驗結(jié)果的干擾。(3)該實驗和恩格爾曼的實驗各是如何形成對照的?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。(1)薩克斯實驗中進行“黑暗”處理的目的是什么?3.教材必修1P104“思考與討論”拓展:分析光合作用的過程圖解

(1)圖中的甲表示_______階段,發(fā)生在葉綠體的___________上。(2)圖中的物質(zhì)a是____,物質(zhì)b是___。(3)圖中的ATP_____(填“能”或“不能”)運出所在的細胞器,用于其他生命活動。光反應(yīng)類囊體薄膜[H]CO2不能3.教材必修1P104“思考與討論”拓展:光反應(yīng)類囊體薄膜考點突破提關(guān)鍵能力考點一綠葉中色素的提取和分離實驗【典例探究】

(2020·江蘇高考)采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實驗,下列敘述錯誤的是 (

)A.提取葉綠體色素時可用無水乙醇作為溶劑B.研磨時加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞C.研磨時添加石英砂有助于色素提取D.畫濾液細線時應(yīng)盡量減少樣液擴散考點突破提關(guān)鍵能力考點一綠葉中色素的提取和分離實驗【名師授法解題】【名師授法解題】

【解析】選B。本題主要考查了色素的提取和分離的實驗。綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑如無水乙醇中,因而可以用無水乙醇提取綠葉中的色素,A正確;研磨時需要加入碳酸鈣(CaCO3),可防止研磨時色素被破壞,B錯誤;研磨時加入少許石英砂(SiO2)有助于充分研磨,有利于破碎細胞,使色素釋放,C正確;畫濾液細線時應(yīng)盡量減少濾液擴散,要求細、直、齊,才有利于色素均勻地分離,D正確?！窘馕觥窟xB。本題主要考查了色素的提取和分離的實驗。綠葉中【母題變式延伸】(1)若上述實驗過程中選擇的材料是藍藻,則提取出來的色素有哪些?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:葉綠素和藻藍素。(2)若實驗過程中缺少了無水乙醇,能否用50%的乙醇來替代?為什么?(科學(xué)思維:比較與分類)提示:不能,50%乙醇中色素溶解度低,提取出來的色素濃度減少,在濾紙條上呈現(xiàn)的色素帶顏色變淺?！灸割}變式延伸】【核心歸納】綠葉中色素的提取和分離實驗異?，F(xiàn)象分析:(科學(xué)思維:比較、歸納)(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),___________。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_______或加入過少,葉綠素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊:沒經(jīng)干燥處理,濾液線不能達到細、齊、直的要求,使色素擴散不一致。研磨不充分碳酸鈣【核心歸納】研磨不充分碳酸鈣(3)濾紙條看不到色素帶:①忘記畫_____細線;②濾液細線接觸到層析液,且時間較長,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。①忘記加_______導(dǎo)致葉綠素被破壞;②所用葉片為“黃葉”。濾液碳酸鈣(3)濾紙條看不到色素帶:濾液碳酸鈣【題組集訓(xùn)】考向一結(jié)合色素的提取和分離實驗,考查實驗原理和實驗步驟的分析能力1.(2020·石家莊模擬)甲、乙、丙、丁四位同學(xué),在利用新鮮綠色菠菜葉為實驗材料,用層析法進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時,由于操作不同,得到了四種不同的層析結(jié)果(如圖所示)。下列分析錯誤的是 (

)【題組集訓(xùn)】A.甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液B.乙可能是因為研磨時加入無水乙醇過多C.丙四條色素帶明顯說明操作正確結(jié)果理想D.丁可能是研磨時未加入CaCO3A.甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液【解析】選C。甲圖中看不到色素帶,葉綠體中的色素屬于有機物,易溶于無水乙醇等有機溶劑,難溶于水,所以出現(xiàn)甲圖結(jié)果可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液導(dǎo)致的,A項正確;乙圖中每種色素都有,但含量很少,可能是無水乙醇過多,色素濃度太低導(dǎo)致的,B項正確;丙圖中每種色素都有,但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多,葉綠素a和葉綠素b含量較少,這不是正確操作得到的理想結(jié)果,C項錯誤;丁結(jié)果中葉綠素a和葉綠素b含量很少,可能是研磨時未加入CaCO3,破壞了葉綠素類物質(zhì)造成的,因為與類胡蘿卜素相比,葉綠素更易受到破壞,D項正確?！窘馕觥窟xC。甲圖中看不到色素帶,葉綠體中的色素屬于有機物,考向二結(jié)合色素的提取和分離實驗,考查實驗結(jié)果的分析能力2.(2019·江蘇高考)如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結(jié)果,樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是 (

)A.研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液C.在敞開的燒杯中進行層析時,需通風操作D.實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素b考向二結(jié)合色素的提取和分離實驗,考查實驗結(jié)果的分析能力【解析】選D。研磨時加入CaCO3是為了保護葉綠素,A項錯誤;光合色素只能溶解于有機溶劑,層析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成,也可以用92號汽油代替,但不能用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液代替,B項錯誤;層析液具有揮發(fā)性,層析時不能通風操作,需要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯,C項錯誤;通過與菠菜的紙層析條帶的比較可見藍藻缺少葉綠素b條帶,D項正確?！窘馕觥窟xD。研磨時加入CaCO3是為了保護葉綠素,A項錯誤【加固訓(xùn)練·拔高】

1.(2021·永州模擬)某同學(xué)用新鮮菠菜葉進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗,下列敘述正確的是 (

)A.即使菜葉剪碎不夠充分,也可以提取出4種光合色素B.層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果,否則葉綠素條帶會很快隨溶劑揮發(fā)消失C.應(yīng)該在研磨葉片后立即加入CaCO3,防止酸破壞葉綠素D.為獲得10mL提取液,研磨時一次性加入10mL無水乙醇研磨效果最好【加固訓(xùn)練·拔高】

【解析】選A。即使菜葉剪碎不夠充分,也不明顯影響研磨的結(jié)果,所以仍可提取出4種光合色素,A正確;層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果,否則葉綠素條帶會因色素分解而減少,但不會隨層析液揮發(fā)而消失,B錯誤;CaCO3可防止酸破壞葉綠素,所以可在研磨前加入少許CaCO3,C錯誤;由于研磨時乙醇揮發(fā),故為獲得10mL提取液,研磨時應(yīng)分次加入無水乙醇,且加入無水乙醇總量大于10mL,D錯誤。【解析】選A。即使菜葉剪碎不夠充分,也不明顯影響研磨的結(jié)果2.(2021·攀枝花模擬)植物的生長發(fā)育需要根從土壤中吸收水分和各種礦質(zhì)元素,科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)土壤中缺磷,會導(dǎo)致植株矮小,葉色暗綠。依據(jù)葉色變化判斷可能是缺少類胡蘿卜素,試設(shè)計實驗探究葉色暗綠是否是因為缺磷造成類胡蘿卜素缺乏所致。實驗所需主要用具、試劑:燒杯、漏斗、試管、研缽、完全培養(yǎng)液、僅缺磷的完全培養(yǎng)液、無水乙醇、SiO2、CaCO3、層析液等。實驗材料:正常生長的黃瓜幼苗。實驗假設(shè):______________。2.(2021·攀枝花模擬)植物的生長發(fā)育需要根從土壤中吸收實驗步驟:第一步:取兩個燒杯編號為A、B,各放入同樣數(shù)量、_________的黃瓜幼苗。第二步:A燒杯中加入完全培養(yǎng)液,B燒杯中加入等量________________,置于相同且適宜的條件下培養(yǎng),培養(yǎng)到兩組黃瓜幼苗葉片出現(xiàn)顏色差異為止。第三步:分別從A、B兩組中選取______________,用__________提取葉片色素,用__________法分離色素,觀察比較__________。實驗步驟:實驗結(jié)果預(yù)測:(1)A、B兩組類胡蘿卜素色素帶寬度和顏色一致,說明缺磷導(dǎo)致的葉色暗綠,不是由于類胡蘿卜素缺乏所致。(2)

____________________。實驗結(jié)果預(yù)測:【解析】根據(jù)題中的實驗?zāi)康?可確定該實驗的假設(shè)為缺磷導(dǎo)致類胡蘿卜素缺乏,引起葉色暗綠。利用溶液培養(yǎng)法來培養(yǎng)黃瓜幼苗,實驗時要遵循對照原則和單一變量原則。等到完全培養(yǎng)液中和缺磷的完全培養(yǎng)液中黃瓜葉片出現(xiàn)顏色差異時進行色素的提取和分離實驗,最終比較色素帶的寬度和顏色的深淺來確定假設(shè)是否成立。【解析】根據(jù)題中的實驗?zāi)康?可確定該實驗的假設(shè)為缺磷導(dǎo)致類胡答案:實驗假設(shè):缺磷導(dǎo)致類胡蘿卜素缺乏,引起葉色暗綠

實驗步驟:第一步:同一品種且長勢相近、苗齡相同第二步:僅缺磷的完全培養(yǎng)液第三步:等量葉片無水乙醇紙層析A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺實驗結(jié)果預(yù)測:(2)A組比B組類胡蘿卜素色素帶寬度大、顏色深(或B組缺少類胡蘿卜素色素帶),說明缺磷導(dǎo)致的葉色暗綠,是由于類胡蘿卜素缺乏所致答案:實驗假設(shè):缺磷導(dǎo)致類胡蘿卜素缺乏,引起葉色暗綠

考點二捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)【典例探究】(2019·海南高考)下列關(guān)于高等植物光合作用的敘述,錯誤的是 (

)A.光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能B.紅光照射時,胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素aC.光反應(yīng)中,將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能需要有ADP的參與D.紅光照射時,葉綠素b吸收的光能可用于光合作用考點二捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)【名師授法解題】【名師授法解題】

【解析】選B。光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能,只有光反應(yīng)階段才能直接利用光能,A項正確;胡蘿卜素主要吸收藍紫光,不能吸收紅光,B項錯誤;光反應(yīng)中將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,需要有ADP的參與形成ATP,C項正確;葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,紅光照射時,葉綠素b能吸收光能并用于光合作用,D項正確?！窘馕觥窟xB。光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能,只有光【母題變式延伸】

(1)初生的植物,葉片呈黃綠色;長大后,變?yōu)樯罹G色;到了秋冬季節(jié),便枯黃了。試分析原因。(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能觀)提示:嫩葉中葉綠素較少,葉綠素的綠色不足以遮蓋類胡蘿卜素的顏色,葉片呈黃綠色;隨著植物的生長發(fā)育,合成葉綠素的能力增強,葉綠素增多,遮蓋了類胡蘿卜素的顏色,葉片呈深綠色;秋冬季節(jié),葉綠素大量分解,遮蓋不住類胡蘿卜素的顏色,葉片呈黃色?！灸割}變式延伸】(2)將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上,可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長,單位為nm,暗帶表示溶液吸收該波長的光后形成的光譜)。通過對光譜的分析,判斷該色素是哪種色素,并分析原因。(科學(xué)思維:演繹與推理)

提示:葉綠素。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。從圖中可以看出,該色素主要吸收紅光和藍紫光,所以該色素為葉綠素。(2)將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液【備選典例】關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述,錯誤的是 (

)A.葉綠體中的色素可以用有機溶劑乙醇分離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,紅外線和紫外線不能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【備選典例】【解析】選A。葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內(nèi)的有機溶劑中,但是不能進行分離,而是提取;鎂作為細胞中的無機鹽,可以離子狀態(tài)由植物的根從土壤中吸收,進而參與葉綠素的合成;一般情況下,光合作用所利用的光都是可見光,可見光不包括紅外光和紫外光;葉綠素的合成需要光,黑暗中生長的植物幼苗,因沒有光照而導(dǎo)致葉綠素合成受阻,使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來,因而葉片呈黃色?！窘馕觥窟xA。葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內(nèi)的有機溶劑【核心歸納】1.影響葉綠素合成的因素:(科學(xué)思維:比較、歸納)(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(guān)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(dǎo)致葉綠素無法合成,葉子變黃。另外,Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分,缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻,葉子變黃?！竞诵臍w納】2.光合色素和光合場所的三點提醒:(科學(xué)思維:分析與綜合)(1)色素的功能特點:葉綠素和類胡蘿卜素均有主要的吸收光波段,對其他波段的可見光并非不吸收,只是吸收量較少。(2)色素的分布位置:色素不只分布于葉綠體中,液泡中也含有色素如花青素,但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)光合作用的場所:葉綠體不是細胞進行光合作用的唯一場所,如藍藻細胞沒有葉綠體,也能進行光合作用。2.光合色素和光合場所的三點提醒:(科學(xué)思維:分析與綜合)【題組集訓(xùn)】考向一結(jié)合色素的種類和功能,考查歸納與概括能力1.(2020·邢臺模擬)下列關(guān)于植物細胞葉綠體內(nèi)光合色素的敘述,正確的是 (

)A.胡蘿卜素和葉黃素主要吸收紅光和藍紫光B.葉片呈現(xiàn)綠色的原因是其葉綠素吸收綠光最少,使綠光被反射出來C.四種光合色素在層析液中的溶解度最小的是胡蘿卜素D.植物生長過程中,葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變【題組集訓(xùn)】【解析】選B。胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光,A項錯誤;葉片呈現(xiàn)綠色的原因是其葉綠素吸收綠光最少,使綠光被反射出來,B項正確;四種光合色素在層析液中的溶解度最小的是葉綠素b,C項錯誤;植物生長過程中,葉綠體內(nèi)各種色素的比例會發(fā)生改變,D項錯誤?！窘馕觥窟xB。胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光,A項錯誤;葉片2.(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(yīng)(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(yīng)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640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的2.(2017·全國卷Ⅲ)植物光合作用的作用光譜是通過測量光【解析】選A。類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,不能吸收紅光,A項錯誤;通過測量葉綠素對不同波長光的吸收值,可以繪制其吸收光譜,B項正確;CO2的吸收速率反映光合作用速率的變化,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,C項正確;640～660nm波長的光屬于紅光,葉綠素可以吸收紅光,將水分解成氧和[H],氧直接以分子的形式釋放,D項正確。【解析】選A。類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,不能吸收紅光,A項錯考向二分析葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能,考查科學(xué)思維能力3.(2021·普洱模擬)葉綠體是植物進行光合作用的細胞器,下面有關(guān)葉綠體的敘述,正確的是 (

)A.葉綠體中色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上B.葉綠體中色素分布在外膜和內(nèi)膜上C.光合作用酶只分布在葉綠體基質(zhì)中D.光合作用酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上考向二分析葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能,考查科學(xué)思維能力【解析】選A。類囊體是光反應(yīng)的場所,葉綠體中的色素與光反應(yīng)有關(guān),都分布在類囊體結(jié)構(gòu)的膜上,A正確,B錯誤;光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段,光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜,暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì),因此與光反應(yīng)有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜上,與暗反應(yīng)有關(guān)的酶分布在葉綠體基質(zhì)中,C、D錯誤?！窘馕觥窟xA。類囊體是光反應(yīng)的場所,葉綠體中的色素與光反應(yīng)有4.(2021·武漢模擬)葉綠體是光合作用的場所。下列有關(guān)葉綠體和光合作用的敘述,錯誤的是 (

)A.葉綠體內(nèi)部巨大的膜面積為暗反應(yīng)的酶提供了附著位點B.葉綠素能吸收紅光,類胡蘿卜素不能吸收紅光C.光合色素吸收的光能用于水的光解和ATP的形成D.O2的產(chǎn)生需要提供光照,(CH2O)的產(chǎn)生需要提供CO24.(2021·武漢模擬)葉綠體是光合作用的場所。下列有關(guān)葉【解析】選A。葉綠體的類囊體薄膜增大了葉綠體的膜面積,是光合作用光反應(yīng)的場所,A錯誤;葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,不吸收紅光,B正確;光合色素分布在類囊體薄膜上,可以吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能,吸收的光能用于水的光解和ATP的形成,C正確;光反應(yīng)中水的光解產(chǎn)生氧氣,光反應(yīng)必須有光,暗反應(yīng)過程二氧化碳固定形成C3,C3還原形成糖類等有機物,D正確?！窘馕觥窟xA。葉綠體的類囊體薄膜增大了葉綠體的膜面積,是光合【歸納總結(jié)】葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(1)基粒:由類囊體堆疊而成,可以增加膜面積。(2)類囊體薄膜:分布有吸收光能的色素。(3)酶的分布: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。【歸納總結(jié)】【加固訓(xùn)練·拔高】

1.(2020·鄭州模擬)如圖是在電子顯微鏡下觀察到的高等植物葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖,下列有關(guān)敘述錯誤的是 (

)

A.①和②均為選擇透過性膜B.③上分布有與光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶,這些色素對綠光吸收最少C.③上所含色素均含Mg2+,故缺Mg2+時這些色素都無法合成D.在③上形成的產(chǎn)物[H]和ATP進入④中為暗反應(yīng)提供物質(zhì)和能量【加固訓(xùn)練·拔高】【解析】選C。①和②分別為葉綠體的外膜和內(nèi)膜,膜結(jié)構(gòu)均具有選擇透過性,A項正確;③為類囊體,其上分布有與光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶,這些色素對綠光吸收最少,所以葉片一般為綠色,B項正確;葉綠素分子中含Mg2+,胡蘿卜素、葉黃素中不含Mg2+,C項錯誤;在類囊體上形成的產(chǎn)物[H]和ATP進入④中為暗反應(yīng)提供物質(zhì)和能量,D項正確?！窘馕觥窟xC。①和②分別為葉綠體的外膜和內(nèi)膜,膜結(jié)構(gòu)均具有選2.在玻璃溫室中,研究小組分別用三種單色光對某種綠葉蔬菜進行補充光源(補光)實驗,結(jié)果如圖所示。補光的光強度為150μmol·m-2·s-1,補光時間為上午7:00～10:00,溫度適宜。請回答:2.在玻璃溫室中,研究小組分別用三種單色光對某種綠葉蔬菜進行(1)補光效果最好的補光組是______________。若該補光組在9:00時突然停止補光,則葉肉細胞中C5含量將________。

(2)根據(jù)光合色素吸收光譜分析,單色光補光后結(jié)果不同的重要原因是_________________________。有人認為不同單色光補光后也會影響葉片中光合色素的含量,進而影響光合作用,請設(shè)計實驗進行驗證,設(shè)計思路是

__。(1)補光效果最好的補光組是______________。若【解析】(1)由圖可知680nm補光植物的CO2吸收速率最大。該補光組在9:00時突然停止補光,光反應(yīng)減慢,[H]和ATP合成減少,C3還原減慢,C5生成減少,而C5和CO2結(jié)合生成C3的速度不變,C5含量減少。(2)單色光補光后結(jié)果不同,是因為光合色素對不同單色光的吸收量不同。要證明色素含量的變化,應(yīng)取四組不同光照射相同時間下的葉片,提取、分離色素并進行觀察,通過比較色素帶的寬窄,可得到驗證?！窘馕觥?1)由圖可知680nm補光植物的CO2吸收速率最答案:(1)680nm補光減少(2)光合色素對不同單色光的吸收量不同取以上四組不同光照射相同時間下的等量葉片,提取其中的色素,利用紙層析法分離色素,觀察比較不同色素提取液層析形成的色素帶(寬窄)

答案:(1)680nm補光減少考點三光合作用的過程【典例探究】

(2020·山東等級考)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類,相關(guān)裝置及過程如圖所示,其中甲、乙表示物質(zhì),模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同?？键c三光合作用的過程(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是____________,模塊3中的甲可與CO2結(jié)合,甲為______________。

(2)若正常運轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn),則短時間內(nèi)乙的含量將______________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時間較長,模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變,原因是________________。

(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下,該系統(tǒng)糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是_____________。

(4)干旱條件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是____________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低,在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。

(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是_____【名師授法解題】【名師授法解題】

【解析】本題主要考查植物的光合作用和細胞呼吸。(1)分析圖示可知,模塊1為將光能轉(zhuǎn)化為電能的過程,模擬的是葉綠素a吸收光能,釋放高能電子的過程,模塊2模擬的是葉綠素a失去電子成為一種強氧化劑,從水分中捕獲電子,使水分子氧化以產(chǎn)生氧分子和氫離子,并合成ATP的過程,因此兩個模塊模擬的是光反應(yīng)過程。(2)模塊3表示暗反應(yīng)過程,氣泵泵入的是CO2,其中甲表示C5,乙表示C3,若正常運行過程中氣泵突然停轉(zhuǎn),則輸入暗反應(yīng)系統(tǒng)中的CO2濃度下降,CO2固定減少,則C3的含量會減少,若氣泵停轉(zhuǎn)的時間較長,則暗反應(yīng)過程為光反應(yīng)提供的ADP、Pi和NADP+不足,會導(dǎo)致模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率下降?！窘馕觥勘绢}主要考查植物的光合作用和細胞呼吸。(3)若該系統(tǒng)與植物固定的CO2的量相等,則和植物的總光合作用速率相等,由于該系統(tǒng)未模擬細胞呼吸,不會通過呼吸作用消耗糖類,而植物會發(fā)生呼吸作用,因此該系統(tǒng)積累的糖類高于植物。(4)干旱條件下,植物的光合作用速率降低的主要原因是干旱導(dǎo)致植物的蒸騰作用加強,植物為了防止水分散失會關(guān)閉氣孔,葉片氣孔開放程度降低,CO2吸收量減少。(3)若該系統(tǒng)與植物固定的CO2的量相等,則和植物的總光合作答案:(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)(2)減少模塊3為模塊2提供ADP、Pi和NADP+不足(3)高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(4)葉片氣孔開放程度降低,CO2吸收量減少答案:(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)【母題變式延伸】

(1)若突然停止光照,短期內(nèi)C3和ATP的含量分別如何變化?(科學(xué)思維:演繹與推理)提示:突然停止光照時,C3含量增加,ATP含量減少。(2)若研究光合作用產(chǎn)物O2中O來自空氣中的CO2還是H2O,如何設(shè)計實驗?簡要寫出實驗設(shè)計思路。(科學(xué)探究:設(shè)計實驗方案)提示:分別用氧的同位素18O標記H2O和CO2,即:H218O和C18O2,然后分2組進行實驗,第一組提供H218O和CO2,第二組提供H2O和C18O2,最后分析兩組實驗釋放的氧氣中的O是否含有18O?！灸割}變式延伸】【核心歸納】1.光合作用中元素的轉(zhuǎn)移途徑:(科學(xué)思維:分析與綜合)【核心歸納】奧美-北京奧美創(chuàng)意培訓(xùn)資料2.環(huán)境條件改變時光合作用中相關(guān)物質(zhì)的含量變化:(科學(xué)思維、科學(xué)探究)(1)分析方法:需從物質(zhì)的生成和消耗兩個方面綜合分析。示例:CO2供應(yīng)正常,光照停止時C3的含量變化2.環(huán)境條件改變時光合作用中相關(guān)物質(zhì)的含量變化:(科學(xué)思維、(2)物質(zhì)含量變化:增加增加增加增加增加減少減少減少(2)物質(zhì)含量變化:增加增加增加增加增加減少減少減少3.連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析:(科學(xué)思維、科學(xué)探究)(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的[H]和ATP在葉綠體中有少量的積累,在光反應(yīng)停止時,暗反應(yīng)仍可持續(xù)進行一段時間,有機物還能繼續(xù)合成。(2)一直光照條件下,會造成[H]、ATP的過度積累,利用不充分;光照和黑暗間隔條件下,[H]、ATP基本不積累,能夠被充分利用;因此在光照時間相同的條件下,光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機物積累量要多。例如:若同一植物處于兩種不同情況下進行光合作用,甲一直光照10分鐘,黑暗處理10分鐘;乙光照5秒,黑暗處理5秒,持續(xù)20分鐘,則光合作用制造的有機物:甲<乙。3.連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析:(科學(xué)思維、科學(xué)【題組集訓(xùn)】考向一結(jié)合光合作用的過程,考查科學(xué)思維能力1.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行C.測定RuBP羧化酶活性的過程中運用了同位素標記法D.單位時間內(nèi)14C3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高【題組集訓(xùn)】【解析】選B。RuBP羧化酶催化CO2+C5(即RuBP)→2C3即二氧化碳的固定,屬于暗反應(yīng),其場所是葉綠體基質(zhì),A項正確;暗反應(yīng)不需要光,有光和無光條件下都可進行,B項錯誤;實驗中利用14C標記CO2并檢測產(chǎn)物放射性強度,采用了同位素標記法,C項正確;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項正確。【解析】選B。RuBP羧化酶催化CO2+C5(即RuBP)→2.在其他條件適宜的情況下,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含量的變化是 (

)A.C3和C5都迅速減少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加,C5迅速減少D.C3迅速減少,C5迅速增加2.在其他條件適宜的情況下,在供試植物正常進行光合作用時突然【解析】選C。由題意知,在其他條件適宜的情況下,在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照后,光反應(yīng)停止,[H]和ATP下降,C3的還原減弱直至停止,而CO2

的固定則繼續(xù)進行,但由于缺少[H]和ATP,C3不能被還原而積累,使C3迅速增加;C5是植物體細胞內(nèi)具有一定數(shù)量且能循環(huán)利用的物質(zhì),當C3不能被還原再形成C5時,C5將迅速減少。所以,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,此時葉綠體中C3迅速增加,C5迅速減少?！窘馕觥窟xC。由題意知,在其他條件適宜的情況下,在供試植物正【方法技巧】利用數(shù)學(xué)模型分析光合作用中物質(zhì)含量的變化【方法技巧】(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)具體分析時只有厘清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),才能準確作出判斷。(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?？枷蚨Y(jié)合光合作用過程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系,考查科學(xué)思維能力3.(2021·遵義模擬)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響,科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)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135s,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:考向二結(jié)合光合作用過程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系,考查科學(xué)思維A組:先光照后黑暗,時間各為67.5s;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7.5s;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3.75ms(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135s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。A組:先光照后黑暗,時間各為67.5s;光合作用產(chǎn)物的相對回答下列問題:(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(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________________________能夠及時利用與及時再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。

回答下列問題:【解析】(1)在該實驗中,作為對照組的D組接受全光照135s,而C組實驗是光照和黑暗交替進行,其僅用了D組的一半時間的光照,但合成的有機物的量是94%(D組為100%),故單位光照時間內(nèi),C組植物合成有機物的量高于D組植物合成有機物的量。C組光照時間的縮短,說明在光合作用過程中,暗反應(yīng)不需要光照,而這個過程發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。(2)光合作用過程有兩個階段:光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段必須在光下進行,其將水分解,產(chǎn)生ATP和還原型輔酶Ⅱ([H])用于暗反應(yīng)。A、B、C三組處理相比,隨著光照時間間隔的減少,光照頻率的增加,使光下產(chǎn)生的ATP和[H]能夠及時被利用與再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。【解析】(1)在該實驗中,作為對照組的D組接受全光照135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%(其他合理答案也可)光照基質(zhì)

(2)光照和黑暗交替頻率(其他合理答案也可)

ATP和還原型輔酶Ⅱ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)4.(2021·西安模擬)光合作用的暗反應(yīng)階段主要包括:C5和CO2結(jié)合生成C3,C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5。為確定光合作用暗反應(yīng)階段哪個反應(yīng)間接依賴光,科學(xué)家利用小球藻進行實驗,結(jié)果如圖所示。請回答下列問題:4.(2021·西安模擬)光合作用的暗反應(yīng)階段主要包括:C5(1)利用熱酒精處理小球藻能終止細胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。欲探究14CO2中14C的轉(zhuǎn)移路徑,給小球藻提供14CO2后,應(yīng)怎樣處理?_________________________。

(2)暗反應(yīng)階段間接依賴光照的反應(yīng)是__________________,作出此判斷的依據(jù)是__

____________。

(3)若其他條件不變,突然降低光照條件下CO2的濃度,短時間內(nèi)細胞中C3和C5含量的變化趨勢分別是__________________________________________。

(1)利用熱酒精處理小球藻能終止細胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。欲探究14【解析】(1)據(jù)題意可知:欲探究14CO2中14C的轉(zhuǎn)移路徑,給小球藻提供14CO2后,應(yīng)每間隔一段時間用熱酒精終止暗反應(yīng)進程,提取并鑒定含14C的物質(zhì)。(2)分析圖示可知:當反應(yīng)條件由光照變?yōu)楹诎禃r,C3含量升高而C5及各種中間產(chǎn)物的含量下降,說明C3的還原與光照條件有關(guān),據(jù)此可判斷:暗反應(yīng)階段間接依賴光照的反應(yīng)是C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5。(3)若其他條件不變,突然降低光照條件下CO2的濃度,導(dǎo)致CO2和C5結(jié)合形成C3和CO2固定過程減弱,新生成的C3減少,而原有的C3繼續(xù)被還原為C5和糖類,所以短時間內(nèi)細胞中C3含量降低,C5含量升高?！窘馕觥?1)據(jù)題意可知:欲探究14CO2中14C的轉(zhuǎn)移路徑答案:(1)每間隔一段時間用熱酒精終止暗反應(yīng)進程,提取并鑒定含14C的物質(zhì)(2)C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5當反應(yīng)條件由光照變?yōu)楹诎禃r,C3含量升高而C5及各種中間產(chǎn)物的含量下降,說明C3的還原與光照條件有關(guān)(3)C3含量降低,C5含量升高答案:(1)每間隔一段時間用熱酒精終止暗反應(yīng)進程,提取并鑒定【加固訓(xùn)練·拔高】

1.(2020·惠州模擬)用一定濃度的NaHSO3溶液噴灑到小麥的葉片上,短期內(nèi)檢測到葉綠體中C3的含量減少,C5的含量增加,則NaHSO3溶液的作用可能是 (

)A.促進葉綠體中CO2的固定B.抑制葉綠體中C3的還原C.促進葉綠體中ATP的合成D.抑制葉綠體中有機物的輸出【加固訓(xùn)練·拔高】【解析】選C。若NaHSO3溶液促進葉綠體中CO2的固定,則CO2被C5固定形成的C3增加,消耗的C5增加,故C5的含量將減少,C3的含量將增加,A項錯誤;若NaHSO3溶