2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)講義必修1第三單元第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[考綱明細(xì)]1.光合作用的基本過程(Ⅱ)2.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離課前自主檢測(cè)判斷正誤并找到課本原話1．在色素的提取實(shí)驗(yàn)中，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(kuò)散得快。(P97—實(shí)驗(yàn))(×)2．一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。(P99—學(xué)科交叉)(√)3．大棚種植蔬菜時(shí)，選擇藍(lán)色的塑料膜比紅色的好。(P99—與社會(huì)的聯(lián)系)(×)4．即使溫度、CO2濃度合適，紫外線照射植物也不會(huì)發(fā)生光合作用。(P99—學(xué)科交叉)(√)5．同位素標(biāo)記也可應(yīng)用于光合作用的三羧酸循環(huán)。(P102—正文)(√)6．綠葉通過氣孔從外界吸收的CO2不能直接被還原。(P104—正文)(√)7．沒有葉綠素就不能進(jìn)行光合作用。(P98—正文)(×)8．葉綠體中光合色素吸收的光能有兩方面的用途：一是H2O光解，二是ATP合成。(P103—正文)(√)9．植物體吸收光能的色素，除存在于葉片的一些細(xì)胞中外，還存在于幼嫩的莖和果實(shí)等器官的一些含有光合色素的細(xì)胞中。(P100—拓展題)(√)10．葉肉細(xì)胞中，捕獲光能的色素位于葉綠體的類囊體的薄膜上。(P99—正文)(√)11．沒有葉綠素的生物就不是自養(yǎng)型的。(P105—正文)(×)12．恩格爾曼通過研究植物葉片的曝光和遮光證明了光合的產(chǎn)物含有淀粉。(P102—正文)(×)13．葉綠體的類囊體膜上不僅分布有吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必須的酶。(P100—正文)(√)14．沒有光照，暗反應(yīng)仍可以繼續(xù)進(jìn)行。(P104—正文)(×)15．把無機(jī)物合成有機(jī)物的合成作用叫化能合成作用。(P105—正文)(×)16．用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量好氧細(xì)菌聚集在受光區(qū)。(P100—資料分析)(√)(2016·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答案C解析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。知識(shí)自主梳理一、捕獲光能的色素及葉綠體的結(jié)構(gòu)1．綠葉中色素的提取和分離(1)實(shí)驗(yàn)原理(2)實(shí)驗(yàn)步驟(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析結(jié)果分析：①色素帶的條數(shù)與色素種類有關(guān)，四條色素帶說明有eq\o(□,\s\up4(18))四種色素。②色素帶的寬窄與色素含量有關(guān)，色素帶越寬說明此種色素含量eq\o(□,\s\up4(19))越多。色素帶最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素，葉綠素b的色素帶比葉黃素的稍寬。③色素帶擴(kuò)散速度與eq\o(□,\s\up4(20))溶解度有關(guān)，擴(kuò)散速度越快說明溶解度越eq\o(□,\s\up4(21))高。④相鄰兩條色素帶之間距離最遠(yuǎn)的是eq\o(□,\s\up4(22))胡蘿卜素和葉黃素，最近的是eq\o(□,\s\up4(23))葉綠素a和葉綠素b。[深入思考]1．研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？提示二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨時(shí)色素被破壞。2．研磨時(shí)要迅速和充分的原因？提示防止無水乙醇揮發(fā)和色素氧化，充分溶解色素，保證提取較多的色素和色素濃度適宜。3．畫濾液細(xì)線要細(xì)、直、勻的原因是什么？濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次的原因是什么？提示濾液細(xì)線要細(xì)、直、勻，是為了使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同，分離出的色素帶平整不重疊。干燥后重復(fù)畫一兩次是為了增加色素總量，使分離出的色素帶清晰分明。4．實(shí)驗(yàn)為何要在通風(fēng)的條件下進(jìn)行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯？用棉塞塞緊試管口？提示因?yàn)閷游鲆褐械氖兔?、丙酮、苯都是具有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。提取色素的無水乙醇易揮發(fā)。5．濾紙上的濾液細(xì)線為什么不能觸及層析液？提示防止色素被層析液溶解。2．葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能(1)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能①葉綠體一般呈eq\o(□,\s\up4(24))扁平的橢球形或球形。外表有eq\o(□,\s\up4(25))雙層膜，基粒由eq\o(□,\s\up4(26))類囊體堆疊而成，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積。②葉綠體立體結(jié)構(gòu)示意圖③光合色素分布于eq\o(□,\s\up4(32))類囊體薄膜上。④光合作用的酶分布于eq\o(□,\s\up4(33))葉綠體基質(zhì)、基粒(或類囊體)。⑤功能：進(jìn)行光合作用場(chǎng)所。(2)葉綠體中色素的功能：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能。二、光合作用的探究歷程(連線)答案①—A—b②—C—a③—E—f④—D—c⑤—F—e⑥—B—d⑦—G—g三、光合作用1．光合作用的概念：綠色植物通過eq\o(□,\s\up4(01))葉綠體，利用eq\o(□,\s\up4(02))光能，把eq\o(□,\s\up4(03))二氧化碳和eq\o(□,\s\up4(04))水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的eq\o(□,\s\up4(05))有機(jī)物，并且釋放出eq\o(□,\s\up4(06))氧氣的過程。6．葉片呈現(xiàn)綠色的原因？提示①葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，葉綠素含量約是類胡蘿卜素的3倍。②葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來。7．生產(chǎn)上，用何種顏色的塑料薄膜做頂棚產(chǎn)量高？提示無色。8．綠色植物在CO2等量時(shí)哪種光下光合產(chǎn)物最多？提示白光。[深入思考]1．薩克斯實(shí)驗(yàn)黑暗處理的目的？在用碘蒸氣處理之前一般先用酒精進(jìn)行脫色處理的原因？該實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是什么？提示消耗掉葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。防止顏色干擾。自變量：光照。因變量：是否產(chǎn)生淀粉。2．光合作用探究歷程中，用到同位素示蹤法的實(shí)驗(yàn)有哪幾個(gè)？提示魯賓和卡門證明光合作用釋放的O2全部來自于水的實(shí)驗(yàn)和卡爾文證明光合產(chǎn)物中的碳來自CO2的實(shí)驗(yàn)。2.光合作用的過程3．光合作用的總反應(yīng)式eq\o(□,\s\up4(19))CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up17(光能),\s\do15(葉綠體))(CH2O)＋O2。(1)光合作用過程中O元素的轉(zhuǎn)移途徑：Heq\o\al(18,2)Oeq\o(→,\s\up17(光反應(yīng)),\s\do15())eq\o(□,\s\up4(20))18O2，C18O2eq\o(→,\s\up17(CO2固定),\s\do15())eq\o(□,\s\up4(21))C3eq\o(→,\s\up17(C3還原),\s\do15())eq\o(□,\s\up4(22))(CHeq\o\al(18,2)O)＋Heq\o\al(18,2)O。(2)光合作用過程中C元素的轉(zhuǎn)移途徑：14CO2eq\o(→,\s\up17(CO2固定),\s\do15())eq\o(□,\s\up4(23))14C3eq\o(→,\s\up17(C3還原),\s\do15())(14CH2O)。(3)H的轉(zhuǎn)移途徑：H2O→eq\o(□,\s\up4(24))[H]→eq\o(□,\s\up4(25))(CH2O)＋H2O。四、化能合成作用1．化能合成作用的概念：自然界中還有一些微生物利用體外環(huán)境中的某些eq\o(□,\s\up4(01))無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來eq\o(□,\s\up4(02))制造有機(jī)物，此過程稱為化能合成作用，此類生物屬化能自養(yǎng)型生物。[易錯(cuò)判斷]1．光反應(yīng)階段必須在有光的條件下進(jìn)行，暗反應(yīng)必須在無光條件下進(jìn)行。(×)2．暗反應(yīng)可以在無光條件下長(zhǎng)期進(jìn)行。(×)3．光反應(yīng)ATP水解釋放的能量只能用于C3還原，不能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。(√)4．光合作用有水的產(chǎn)生。(√)5．光合細(xì)菌、藍(lán)藻無葉綠體不能進(jìn)行光合作用。(×)6．只要條件合適，植物細(xì)胞就能進(jìn)行光合作用。(×)7．當(dāng)光照強(qiáng)度突然下降，C3含量減少，C5含量增多。(×)8．當(dāng)CO2濃度突然下降，C3含量減少，C5含量增多。(√)9．光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]與細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]是同一物質(zhì)。(×)10．暗反應(yīng)也會(huì)受到光照影響，因?yàn)楣庥绊懝夥磻?yīng)，從而影響[H]和ATP的量。(√)2．化能合成作用與光合作用的比較考點(diǎn)題型突破實(shí)驗(yàn)eq\o(\s\up17(),\s\do1(7))綠葉中色素的提取和分離1．(2019·冀州段考)如圖表示用韭菜宿根進(jìn)行的相關(guān)對(duì)照實(shí)驗(yàn)流程。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．提取色素時(shí)，要加入SiO2和CaCO3進(jìn)行充分研磨B．色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果①可說明葉綠素合成需要光照D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多答案B解析提取色素時(shí)加入二氧化硅是為了研磨充分，而加入碳酸鈣是為了防止色素被破壞，A正確；色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)結(jié)果①色素帶不同，可說明葉綠素合成需要光照，C正確；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多，D正確。2．(2016·上海高考)從種植于室內(nèi)普通光照和室外強(qiáng)光光照下的同種植物分別提取葉片的葉綠體色素，用紙層析法分離，結(jié)果如圖。下列判斷正確的是()A．室內(nèi)植物葉片偏黃B．室外植物葉片偏綠C．室外植物葉片胡蘿卜素含量>葉黃素含量D．室內(nèi)植物葉片葉綠素a含量>葉綠素b含量答案D解析提取葉片中的葉綠體色素，用紙層析法分離，濾紙條上從上到下分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，兩圖相比較，室內(nèi)葉片葉綠素較多，顏色偏綠，室外葉片葉綠素較少，顏色偏黃，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)色素帶的寬度，可以看出室外植物葉片胡蘿卜素含量<葉黃素含量，室內(nèi)植物葉片葉綠素a含量>葉綠素b含量，C錯(cuò)誤，D正確。3．甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料，用層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是()A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液B．乙可能是因?yàn)檠心r(shí)加入無水乙醇過多C．丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果D．丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3答案C解析葉綠體中的色素屬于有機(jī)物，易溶于酒精等有機(jī)溶劑，難溶于水，甲中沒有色素，可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液，A正確；乙中每種色素都有，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正確；丙中每種色素都有，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，這不應(yīng)該是正確操作得到的理想結(jié)果，C錯(cuò)誤；丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時(shí)未加入CaCO3破壞了葉綠素，因?yàn)榕c類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D正確。4．植物的生長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)土壤中缺磷，會(huì)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(jì)實(shí)驗(yàn)探究葉色暗綠是否是因?yàn)槿绷自斐深惡}卜素缺乏所致。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料：正常生長(zhǎng)的黃瓜幼苗。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：_______________________________________________________。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：取兩個(gè)燒杯編號(hào)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(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)：(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)____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案實(shí)驗(yàn)假設(shè)：缺磷導(dǎo)致類胡蘿卜素缺乏，引起葉色暗綠實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：同一品種且長(zhǎng)勢(shì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)：(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解析根據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，可確定該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)要遵循對(duì)照原則和單一變量原則。等到完全培養(yǎng)液中和僅缺磷的完全培養(yǎng)液中黃瓜葉片出現(xiàn)顏色差異時(shí)進(jìn)行色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，最終比較類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺來確定假設(shè)是否成立。知識(shí)拓展1.綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因分析(1)濾紙條上色素帶顏色均較淺：①未加二氧化硅，研磨不充分；②加入無水乙醇的量過多；③實(shí)驗(yàn)材料中色素含量較少或稱取綠葉較少。(2)濾紙條上下面兩條色素帶較淺：①未加碳酸鈣或加入量過少，葉綠素被破壞；②實(shí)驗(yàn)材料(如泛黃的葉片)中葉綠素的含量較少。(3)濾紙條上色素帶重疊：①濾液細(xì)線不直；②濾液細(xì)線過粗。(4)濾紙條上看不見色素帶：①忘記畫濾液細(xì)線；②濾液細(xì)線接觸到層析液，色素溶解到層析液中；③誤用蒸餾水作提取液和層析液。2．影響葉綠素合成的三大因素考點(diǎn)eq\o(\s\up17(),\s\do1(1))捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)與光合作用的探究歷程題型一光合色素吸收光能的分析1．將A、B、C、D四盆長(zhǎng)勢(shì)均勻的植物置于陽(yáng)光下，A添加品紅色(紅光和藍(lán)光)光照，B添加綠色光照，C隔品紅色濾光片，D隔綠色濾光片(如圖所示)。經(jīng)過一段時(shí)間后，各盆植物中長(zhǎng)勢(shì)最好的是()答案A解析在同一陽(yáng)光照射的條件下，添加品紅色光，比單獨(dú)在陽(yáng)光下的光合作用有所增強(qiáng)，所以長(zhǎng)勢(shì)較旺；添加綠色光，葉綠體對(duì)綠色光的吸收很少，即此時(shí)植物的光合作用強(qiáng)度等同于單獨(dú)在陽(yáng)光下；添加了品紅色濾光片，這種濾光片只能讓品紅色光通過，其余光很少或不能通過，光合作用相對(duì)較弱；添加綠色濾光片，這種濾光片只能讓綠色光通過，色素幾乎不吸收綠光，所以植物幾乎不進(jìn)行光合作用，因而長(zhǎng)勢(shì)較差。結(jié)合以上分析，長(zhǎng)勢(shì)從好到差的順序依次是A>B>C>D，A正確。2．(2018·浙江大學(xué)附中模擬)如圖表示葉綠體中色素的吸收光譜。據(jù)圖判斷，以下說法錯(cuò)誤的是()A．據(jù)圖分析，在研究葉綠素的過程中，為減少類胡蘿卜素的干擾，最好選用紅光區(qū)B．進(jìn)入秋季，植物對(duì)420～470nm波長(zhǎng)的光的利用量減少C．用450nm左右波長(zhǎng)的光比600nm左右波長(zhǎng)的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度D．由550nm波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)為670nm波長(zhǎng)的光后，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3的量增加答案D解析類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素既可以吸收紅光，也可以吸收藍(lán)紫光，所以為了減少類胡蘿卜素的干擾，最好選用紅光區(qū)，A正確；進(jìn)入秋季，葉綠素的合成小于分解，葉綠素含量明顯減少，導(dǎo)致420～470nm左右波長(zhǎng)的光的利用量顯著減少，B正確；圖中葉綠素在450nm左右波長(zhǎng)的光吸收量明顯多于600nm左右波長(zhǎng)的光的吸收量，更有利于提高光合作用強(qiáng)度，C正確；由550nm波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)為670nm波長(zhǎng)的光后，葉綠素a吸收的光增多，光反應(yīng)增強(qiáng)，產(chǎn)生的[H]和ATP增多，C3的消耗量增加，C3的生成量短時(shí)間內(nèi)不變，所以葉綠體中C3的量減少，D錯(cuò)誤。題型二光合作用探究歷程實(shí)驗(yàn)分析3．(2019·遼寧六校期中)下列有關(guān)葉綠體和光合作用的幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為哪些結(jié)果是不可能的()A．將葉綠素的無水乙醇提取液置于適宜光源下照射5h，加碘液處理后溶液呈藍(lán)色B．在溫暖晴朗的一天下午，在某植物的向陽(yáng)處采得一片葉，用酒精隔水加熱脫色，并加碘液處理葉片，變成藍(lán)色C．葉綠體色素的無水乙醇提取液放于自然光和三棱鏡之間，從三棱鏡的一側(cè)觀察，連續(xù)光譜中變暗(暗帶)的區(qū)域是紅光和藍(lán)紫光區(qū)域D．將經(jīng)饑餓處理后的綠色正常葉片置于含有充足14CO2的密閉透明的照光小室內(nèi)，3h后在葉內(nèi)淀粉中可檢驗(yàn)到14C的存在答案A解析色素只具有吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能的作用，如果生成淀粉還需相應(yīng)的酶和原料，僅有色素是不能產(chǎn)生淀粉的，A錯(cuò)誤；葉片在有光條件下進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉，脫色后用碘液染色呈現(xiàn)藍(lán)色，B正確；由于葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，用三棱鏡分光后，連續(xù)光譜中相應(yīng)的光被色素吸收而呈現(xiàn)暗帶，C正確；饑餓處理排除本身所含淀粉的影響，故一段時(shí)間后生成的淀粉是利用密閉小室中的14CO2形成的，可在淀粉中檢測(cè)到14C的存在，D正確。4．下圖是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實(shí)驗(yàn)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是()A．兩實(shí)驗(yàn)均需進(jìn)行“黑暗”處理，以消耗細(xì)胞中原有的淀粉B．兩實(shí)驗(yàn)均需要光的照射C．兩實(shí)驗(yàn)中只有恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照D．兩實(shí)驗(yàn)均可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣答案B解析圖示的兩實(shí)驗(yàn)均需進(jìn)行“黑暗”處理，但只有薩克斯的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“黑暗”處理的目的是消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉，A錯(cuò)誤；恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合作用進(jìn)行的場(chǎng)所，薩克斯實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合作用產(chǎn)物，所以兩實(shí)驗(yàn)均需要光的照射，B正確；恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對(duì)照，薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對(duì)照，C錯(cuò)誤；恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)可證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物，薩克斯的實(shí)驗(yàn)可證明淀粉是光合作用的產(chǎn)物，D錯(cuò)誤。知識(shí)拓展高考?？嫉乃膫€(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)及分析普利斯特利實(shí)驗(yàn)相關(guān)分析缺乏對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說服力不強(qiáng)。應(yīng)將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于含同一種但卻死亡的植物的玻璃罩內(nèi)，作為空白對(duì)照。普利斯特利沒有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用薩克斯實(shí)驗(yàn)相關(guān)分析①對(duì)照類型為自身對(duì)照，自變量為光的有無，因變量為顏色變化(有無淀粉生成)，實(shí)驗(yàn)組是遮光處理組，對(duì)照組為曝光處理組②該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要進(jìn)行饑餓處理，以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力恩格爾曼實(shí)驗(yàn)相關(guān)分析①將臨時(shí)裝片放在黑暗和無空氣的環(huán)境中是為了排除環(huán)境中光線和O2的影響②設(shè)置極細(xì)光束和好氧菌的好處：能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中產(chǎn)生氧氣的部位魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)相關(guān)分析①應(yīng)用同位素標(biāo)記法追蹤C(jī)O2和H2O中的O元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑②此實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照，自變量是標(biāo)記物質(zhì)即Heq\o\al(18,2)O和C18O2，因變量是釋放的O2有無放射性考點(diǎn)eq\o(\s\up17(),\s\do1(2))光合作用的基本過程題型一光合作用過程分析1．(2018·株洲檢測(cè))如圖為光合作用示意圖。下列說法錯(cuò)誤的是()A．①表示O2，④表示CO2B．暗反應(yīng)中，CO2首先與C5結(jié)合生成C3，然后被還原為(CH2O)C．C3的還原過程中，需要光反應(yīng)提供的物質(zhì)只有②D．增加光照強(qiáng)度，C3的含量將減少答案C解析在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行的是光反應(yīng)，這一階段中產(chǎn)生[H](即NADPH)、ATP和O2，因此，①表示O2，④表示暗反應(yīng)過程中與C5反應(yīng)的CO2，A正確；CO2先與C5反應(yīng)生成C3，然后C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]參與下被還原成(CH2O)，B正確，C錯(cuò)誤；增加光照強(qiáng)度，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]增多，則在暗反應(yīng)中有更多的C3被還原，而C3生成的量暫時(shí)不變，故增加光照強(qiáng)度，C3含量減少，D正確。2．下面為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示)。有關(guān)判斷錯(cuò)誤的是()A．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解B．c為ATP，f為[H]C．將b物質(zhì)用18O標(biāo)記，最終在(CH2O)中能檢測(cè)到放射性D．圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍(lán)紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能答案B解析分析圖：根據(jù)光合作用過程中的物質(zhì)變化可以確定圖中①表示水分的吸收，②表示ATP的合成，③表示水的光解，④表示二氧化碳的固定，⑤表示三碳化合物的還原，⑥表示糖類的生成；圖中物質(zhì)分別表示：a為色素、b為氧氣、c為ATP、d為ADP、e為還原型輔酶Ⅱ(NADPH)、f為氧化型輔酶Ⅱ(NADP＋)、g為二氧化碳。圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解，A正確；圖中c為ATP，f為氧化型輔酶Ⅱ(NADP＋)，B錯(cuò)誤；將氧氣中氧原子用18O標(biāo)記，氧氣首先參與有氧呼吸生成水，該水分子可以參與有氧呼吸第二階段，此時(shí)氧元素將轉(zhuǎn)移到二氧化碳中，然后含放射性的二氧化碳參與光合作用，最終在(CH2O)中能檢測(cè)到放射性18O，C正確；分析題圖可知，圖中a物質(zhì)表示色素，葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中，D正確。題型二考查環(huán)境條件驟變與C3、C5等物質(zhì)的量的變化分析3．(2019·太原期中)如圖是一晴朗夏日某植物光合作用強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線圖，C點(diǎn)與B點(diǎn)相比較，細(xì)胞內(nèi)的C3、C5、ATP和[H]的含量發(fā)生的變化依次是()A．升、升、升、升 B．降、降、降、降C．降、升、升、升 D．升、升、降、降答案C解析分析圖解可知，C點(diǎn)和B點(diǎn)相比較，C點(diǎn)的光照強(qiáng)度大于B點(diǎn)，溫度比較高，植物的蒸騰作用比較旺盛，失水比較多，植物為防止水分的過度流失，氣孔關(guān)閉，使C點(diǎn)二氧化碳濃度降低。二氧化碳濃度降低將抑制暗反應(yīng)中二氧化碳的固定反應(yīng)，使C3生成量減少，消耗量短時(shí)間內(nèi)不變，C3含量將降低，而C5含量升高；C3含量降低后，利用的光反應(yīng)提供的ATP和[H]減少，從而導(dǎo)致ATP和[H]的含量升高。技法提升當(dāng)外界條件改變時(shí)，光合作用中C3、C5、[H]、ATP的含量變化可以采用下圖分析：(1)圖示(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、C5的含量變化：(3)分析[3－1](2018·衡水二調(diào))如圖表示在夏季晴朗的白天植物細(xì)胞內(nèi)C3和C5的相對(duì)含量隨一種環(huán)境因素的改變而變化的情況，下列對(duì)這一環(huán)境因素改變的分析正確的是()A．突然停止光照 B．突然增加CO2濃度C．降低環(huán)境溫度 D．增加光照強(qiáng)度答案D解析突然停止光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，被還原的C3減少，生成的C5減少，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的相對(duì)含量將增加、C5的相對(duì)含量將減少，A錯(cuò)誤；突然增加CO2濃度，CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3還原速率不變，植物細(xì)胞內(nèi)C3相對(duì)含量增加、C5相對(duì)含量減少，B錯(cuò)誤；降低環(huán)境溫度，CO2固定速率和C3還原速率均下降，C5的相對(duì)含量不會(huì)大幅度地增加，C錯(cuò)誤；增加光照強(qiáng)度，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP增多，被還原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的相對(duì)含量將減少、C5的相對(duì)含量將增加，D正確。[3－2]光合作用通過密切關(guān)聯(lián)的兩大階段——光反應(yīng)和暗反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于改變反應(yīng)條件而引起的變化，說法正確的是()A．突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3比值減小B．突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP比值增大C．突然將紅光改變?yōu)榫G光會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C3/C5比值減小D．突然將綠光改變?yōu)榧t光會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP比值減小答案B解析突然中斷CO2供應(yīng)導(dǎo)致CO2的固定速率降低，C3的還原速率不變，葉綠體中C5含量增多、C3含量減少，C5/C3比值增大，A錯(cuò)誤；突然中斷CO2供應(yīng)使C3含量減少，進(jìn)而使ATP和[H]含量增多，所以ATP/ADP比值增大，B正確；突然將紅光改變?yōu)榫G光后光能利用率降低，ATP和[H]含量減少，進(jìn)而使C3含量增多、C5含量減少，C3/C5比值增大，C錯(cuò)誤；突然將綠光改變?yōu)榧t光后光能利用率提高，ATP和[H]含量增多，ATP/ADP比值增大，D錯(cuò)誤。方向真題體驗(yàn)1．(2018·北京高考)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。該反應(yīng)過程中()A．需要ATP提供能量 B．DCIP被氧化C．不需要光合色素參與 D．會(huì)產(chǎn)生氧氣答案D解析光反應(yīng)過程中，光合色素利用光能，將水分解成[H]和氧氣，同時(shí)在有關(guān)酶的催化作用下，ADP與Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成ATP，A、C錯(cuò)誤，D正確；[H]將DCIP還原，使之由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色，B錯(cuò)誤。2．(2017·天津高考)葉綠體中的色素為脂溶性，液泡中紫紅色的花青苷為水溶性。以月季成熟的紫紅色葉片為材料，下列實(shí)驗(yàn)無法達(dá)到目的的是()A．用無水乙醇提取葉綠體中的色素B．用水做層析液觀察花青苷的色素帶C．用質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞的失水與吸水D．用光學(xué)顯微鏡觀察表皮細(xì)胞染色體的形態(tài)和數(shù)目答案D解析葉綠體中的色素為脂溶性，可用有機(jī)溶劑提取，如無水乙醇，A正確；花青苷為水溶性，故可用水做層析液觀察花青苷的色素帶，B正確；葉片細(xì)胞有細(xì)胞壁和大液泡，可作為觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的材料，來探究細(xì)胞的失水與吸水，C正確；葉表皮細(xì)胞已經(jīng)高度分化，不再分裂，染色體在細(xì)胞中以染色質(zhì)的形式存在，所以在光學(xué)顯微鏡下無法觀察到染色體的形態(tài)和數(shù)目，D錯(cuò)誤。3．(2017·海南高考)將葉綠體懸浮液置于陽(yáng)光下，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關(guān)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(huì)有氧氣產(chǎn)生C．若將葉綠體置于藍(lán)紫光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生D．水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量答案A解析葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，在自然光下，葉綠體能進(jìn)行光合作用將水分解產(chǎn)生氧氣，A正確；葉綠體中的光合色素能吸收紅光和藍(lán)紫光，因此在紅光和藍(lán)紫光下，葉綠體會(huì)產(chǎn)生氧氣，B、C錯(cuò)誤；水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要的能量是光能，D錯(cuò)誤。4．(2015·安徽高考)右圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階