2025版新教材高考生物总复习第3单元第9讲光合作用与能量转化教案

PAGEPAGE22第9讲光合作用与能量转化考点内容核心素养解读说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能1.分析叶绿体的结构与功能,建立结构与功能观(生命观念)2.比较光反应和暗反应的过程,培育归纳与概括实力(科学思维)3.分析叶绿体色素汲取光谱,应用于实际生产生活(社会责任)4.通过“绿叶中色素的提取和分别”试验,培育试验探究实力(科学探究)考点一捕获光能的色素、叶绿体的结构与功能必备学问·整合1.叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a蓝绿色

叶绿素b黄绿色

类胡萝卜素叶黄素

黄色胡萝卜素

橙黄色2.叶绿体中色素的汲取光谱分析(1)色素的功能:叶绿素主要汲取红光和蓝紫光;类胡萝卜素主要汲取蓝紫光。

(2)色素汲取光的范围:可见光的波长是400~760nm,一般叶绿体中的色素只汲取可见光,对红外光和紫外光不汲取。

3.叶绿体的结构适于进行光合作用的特点(1)外膜和内膜使其内部结构与细胞质基质分开,保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。

(2)由类囊体堆叠而成的基粒,增大了膜面积。

(3)类囊体的薄膜上分布着能够汲取光能的色素。

(4)叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。

(5)与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。

4.叶绿体的功能(1)功能:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

(2)叶绿体功能的试验验证①试验者:德国科学家恩格尔曼。②第一个试验水绵需氧细菌极细光束照射水绵→需氧细菌只集中试验结论:O2是由叶绿体在光照条件下释放出来的,叶绿体是光合作用的场所。

③其次个试验用透过三棱镜的光照耀水绵临时装片,发觉大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。

试验结论a.叶绿体能汲取光能用于光合作用放氧。

b.叶绿体主要汲取红光和蓝紫光。

[特殊提示]恩格尔曼试验的奇妙之处(1)试验材料选择奇妙:试验材料选择水绵,水绵不但具有细而长的带状叶绿体,而且叶绿体在细胞中呈螺旋式分布,便于视察试验结果和设置比照。(2)解除干扰的方法奇妙:没有空气的黑暗环境解除了环境中氧气和光的干扰。(3)观测指标设计奇妙:通过观测需氧细菌的分布,精确推断出释放氧气的部位。(4)试验比照设计奇妙:用极细的光束点状投射,使叶绿体上分为获得光照和无光照的部位,相当于一组比照试验;进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的比照试验,明确试验结果完全是由光照引起的。1.阳光是由不同波长的光组合成的复合光,在穿过三棱镜时形成的不同颜色的光带叫作光谱。(必修1P98正文) (√)2.叶绿素a和叶绿素b在红光区的汲取峰值不同。(必修1P99图5-12) (√)3.叶绿体中的色素一般只利用波长在400~760nm之间的可见光。(必修1P99学科交叉) (√)4.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。(必修1P100正文)(✕)5.光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿体基质中。(必修1P100正文) (✕)6.夏天叶片呈绿色是叶片汲取绿光导致的,秋天叶片变黄,是叶黄素含量增多导致的。(必修1P101概念检测1) (✕)1.(必修1P97问题探讨拓展)有的植物工厂在种植蔬菜等植物时,完全依靠LED灯等人工光源,其中常见的是红色、蓝色和白色的光源,这是为什么?提示:红色光源、蓝色光源发出的分别是红光、蓝光,光合色素对红光、蓝光汲取最多。白光是复合光,含有不同波长的光,光合色素能汲取更多的光。2.(必修1P99旁栏思索)植物工厂里不用发绿光的光源,缘由是绿色光源发出绿色的光,这种波长的光被光合色素汲取的最少,不适合用于植物工厂。

3.(必修1P101拓展应用1拓展)海洋中绿藻、褐藻、红藻在海洋中的垂直分布大致依次是浅层、中层、深层,从水层透光与植物光能捕获两个层面进行说明,缘由是藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的,即红藻反射出红光,绿藻反射出绿光,褐藻反射出黄光。水对红、橙光的汲取比蓝、绿光的汲取要多,即到达深水层的光线是相对富含短波长的光,因此,汲取红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层,汲取蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。

重点疑难·突破1.影响叶绿素合成的三大因素(1)光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。(2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而使叶子变黄。(3)必需元素:叶绿素中含Mg等必需元素,缺乏Mg将导致叶绿素无法合成,叶子变黄。另外,Fe等是叶绿素合成过程中某些酶的协助成分,缺Fe也将导致叶绿素合成受阻,叶子变黄。2.光合色素和光合作用场所的三点提示(1)色素的功能特点:叶绿素和类胡萝卜素均有主要的汲取光波段,对其他波段的可见光并非不汲取,只是汲取量较少。(2)色素的分布位置:色素不只分布于叶绿体中,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)光合作用的场所:叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所,如蓝细菌细胞中没有叶绿体,也能进行光合作用。关键实力·提升考向一围绕捕获光能的色素与叶绿体的结构,考查生命观念1.(2024辽宁沈阳36中高三期初测试)高等植物的光合作用依靠光合色素。不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。探讨发觉,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。图中②③是两种叶绿素的汲取光谱。下列关于叶绿素的叙述,正确的是 ()A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上B.利用纸层析法分别色素时,③应位于滤纸条的最下端C.植物叶片呈现绿色是由于②③主要汲取绿光D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用1.答案D图中②叶绿素b、③叶绿素a主要分布在叶绿体的类囊体膜上,A错误;利用纸层析法分别色素时,②叶绿素b应位于滤纸条的最下端,B错误;植物叶片呈现绿色是由于光合色素汲取绿光最少,C错误。2.(不定项选择)如图是高等植物叶绿体结构模式图,下列有关叙述错误的是 ()A.①和②均为选择透过性膜,分布着与光合作用有关的酶B.③上分布有与光反应有关的色素和酶,这些色素对绿光汲取最少C.③上所含色素均含Mg2+,故缺Mg2+时这些色素都无法合成D.在③上形成的产物NADPH和ATP进入④中为暗反应供应物质和能量2.答案AC①和②分别为叶绿体的外膜和内膜,均具有选择透过性,但没有分布着与光合作用有关的酶,A错误;叶绿素中含Mg2+,胡萝卜素、叶黄素中不含Mg2+,C错误。考向二围绕叶绿体的功能的试验探究,考查科学探究实力3.德国科学家恩格尔曼设计了一个试验探讨光合作用的光谱。他将通过三棱镜的光投射到丝状水绵上,并在水绵悬液中放入需氧细菌,视察细菌的聚集状况(如图所示)。他由试验结果得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。这个试验的思路是()A.细菌对不同的光反应不一,细菌聚集多的地方,细菌光合作用强B.需氧细菌聚集多的地方,O2浓度高,水绵光合作用强C.需氧细菌聚集多的地方,产生的有机物多,水绵光合作用强D.需氧细菌大量消耗O2,使水绵的光合速率大幅度加快3.答案B需氧细菌不能进行光合作用,该试验中进行光合作用的是水绵,A错误;需氧细菌聚集多的地方,说明光合作用产生的O2多,C错误;水绵光合速率的快慢与需氧细菌呼吸速率无明显关系,D错误。4.德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有螺旋状的叶绿体)探讨光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有需氧细菌悬浮液的玻片上,这些细菌会移向氧浓度高的区域。他视察细菌在不同光照下的分布状况,结果如图所示:(1)B状况下细菌的分布状况为:,如此分布是因为光合作用释放。

(2)该试验证明白光合作用的场所是,汲取光能的色素和催化反应的酶分别分布在、。

(3)恩格尔曼进行装置C的试验,其目的是,在区域的细菌特殊多。

4.答案(1)细菌集中分布在叶绿体四周O2(2)叶绿体类囊体薄膜上类囊体薄膜上和叶绿体基质中(3)找出不同颜色的光对光合作用的影响红光和蓝光试验绿叶中色素的提取和分别必备学问·整合1.试验原理2.试验步骤(1)提取色素①研磨操作图解添加物质作用无水乙醇溶解色素

二氧化硅研磨充分

碳酸钙爱护色素

②过滤:用单层尼龙布过滤。

③收集滤液:试管口加棉塞,防止乙醇挥发和色素氧化。(2)分别色素主要操作操作要点操作目的制备滤纸条预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散一端剪去两角保证色素在滤纸上扩散匀称、整齐

画滤液细线滤液细线要细、直、匀使各色素扩散的起点相同

待滤液干后,再画一两次增加色素附着量,使分别出的色素带分明层析加盖防止层析液挥发层析液不能触及滤液细线

防止色素溶解在层析液中3.试验结果色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色最少

最高

最快

叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色最多

较低较慢叶绿素b黄绿色较多最低

最慢

1.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。(必修1P98探究·实践) (√)2.未加入CaCO3,叶绿素会被破坏。(必修1P98探究·实践)(√)3.滤纸条上扩散速度最快的是叶绿素a。(必修1P98探究·实践) (✕)(必修1P98探究·实践拓展)分别叶绿体中的色素,也可用如图所示的方法:即在圆心处滴加适量滤液,待干燥后再滴加适量层析液进行层析,结果会出现4个不同颜色的同心圆,则①~④依次对应哪种色素及颜色?提示:①胡萝卜素(橙黄色),②叶黄素(黄色),③叶绿素a(蓝绿色),④叶绿素b(黄绿色)。重点疑难·突破四个常见异样现象及其缘由分析异样现象发生的缘由滤纸条上色素带颜色过浅未加二氧化硅或研磨不充分,色素未充分提取出来运用放置数天的绿叶或绿叶用量少,滤液中的色素(叶绿素)含量太少一次性加入大量的无水乙醇,导致提取液浓度太低画滤液细线次数过少选用绿叶叶脉过多,叶肉细胞过少滤纸条色素带重叠滤纸条没经干燥处理滤液细线不能达到细、齐、直的要求,使色素扩散不一样滤纸条看不到色素带遗忘画滤液细线滤液细线触及层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带遗忘加碳酸钙导致叶绿素被破坏所用叶片为“黄叶”关键实力·提升考向一围绕绿叶中色素的提取和分别试验的基本原理和过程分析,考查科学探究实力1.(2024四川成都七中高三入学考)关于“绿叶中色素的提取和分别”试验的叙述,不正确的是 ()A.该试验结果表明,叶绿素a在层析液中溶解度最大B.用无水乙醇作溶剂,提取的叶绿体色素中含有胡萝卜素C.若研磨时不加二氧化硅,则滤纸条上各色素带均变窄D.将滤液细线画粗些并不能增加试验效果1.答案A纸层析法分别叶绿体色素的试验结果表明,胡萝卜素在层析液中溶解度最大,A错误。2.(不定项选择)下列是簇新绿叶的四种光合色素在滤纸上分别的状况,以下说法正确的是 ()A.甲、乙、丙、丁依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素bB.四种色素都能溶解在层析液中,丁色素的溶解度最大C.水稻在收获时,叶片中色素量的变更是(甲+乙)<(丙+丁)D.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分,加入二氧化硅是为了爱护色素2.答案BC依据扩散的距离可推断,甲、乙、丙、丁依次表示叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,A错误;四种色素都能溶解在层析液中,丁色素(胡萝卜素)扩散最快,溶解度最大,B正确;水稻在收获时呈黄色,叶绿素含量小于类胡萝卜素含量,即(甲+乙)<(丙+丁),C正确;提取色素时加入碳酸钙是为了爱护色素,加入二氧化硅是为了研磨充分,D错误。考向二围绕绿叶中色素的提取和分别试验的拓展分析,考查科学思维实力3.在做提取和分别叶绿体中的光合色素试验时,甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的运用状况如下表所示(“+”表示运用,“-”表示未运用),其余操作均正常,他们所得的试验结果依次应为()试剂甲乙丙丁无水乙醇-+++CaCO3++-+SiO2+++-A.①②③④ B.②④①③C.④②③① D.③②①④3.答案B甲同学没有加入提取剂无水乙醇,所以提取液中不会出现色素,色素分别的结果是②;乙同学操作正确,色素分别后得到的色素带有四条,与④状况相符;丙同学未加CaCO3,所以叶绿素含量削减,所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的叶绿素带要窄,对应①;丁同学未加SiO2,叶片研磨不充分,最终导致各种色素的含量均削减,对应③,B正确。4.(不定项选择)迁移率(Rf)是用纸层析法分别混合色素中各种成分的重要指标,也可用于各色素的鉴定,迁移率=色素移动距离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中色素层析结果(部分数据),相关叙述正确的是 ()项目溶剂移动距离色素1移动距离色素2移动距离色素3移动距离色素4移动距离试验组17.81.9试验组28.21.5试验组38.01.4平均移动距离8.07.60.8迁移率0.950.530.10A.可用无水乙醇、丙酮、石油醚等的混合试剂对色素进行分别B.色素3的迁移率为0.2,若植物体缺Mg2+,其含量会削减C.在层析液中溶解度最大的是色素1,在滤纸条上扩散速度最快的也是色素1D.不行用根尖细胞作为该试验的材料4.答案BCD无水乙醇和丙酮可用于提取色素,分别色素应用层析液,A错误。考点二光合作用的原理必备学问·整合1.光合作用的概念与反应式(1)概念:指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。

(2)反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2。

2.探究光合作用原理的部分试验时间科学家发觉19世纪末—普遍认为,在光合作用中,CO2分子的C和O被分开,O2被释放,C和H2O结合成甲醛,然后甲醛分子缩合成糖1928年—发觉甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖

1937年英国植物学家希尔发觉离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,在光照下可以释放出O2。像这样,离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应

1941年美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,探讨了光合作用中氧气的来源

H218O+CO218OH2O+C18O2O21954年美国科学家阿尔农发觉在光照下,叶绿体可合成ATP。1957年,他发觉该过程总是与水的光解相伴随

3.光合作用的原理(1)填写图中序号所代表的物质或结构①O2;②NADP+;③ADP+Pi;④C5。Ⅰ是光反应;Ⅱ是暗反应。

(2)光反应与暗反应的比较项目光反应阶段暗反应阶段区别条件光、色素、酶、水、ADP、Pi等

多种酶、ATP、NADPH、CO2等场所类囊体薄膜叶绿体基质

物质变更①水的光解2H2OH++O2,

H++NADP+

NADPH

②ATP的形成ADP+Pi+能量ATP①CO2的固定CO2+C52C3

②C3的还原2C3(CH2O)+C5

能量变更光能转变成ATP和NADPH中活跃的化学能的能量

ATP和NADPH中活跃的化学能转变成储存在(CH2O)中的稳定的化学能联系①光反应为暗反应供应ATP和NADPH,暗反应为光反应供应ADP、Pi、NADP+。②没有光反应,则暗反应无法进行,没有暗反应,则有机物无法合成

1.光反应必需在光照下进行,暗反应必需在暗处进行。(必修1P103正文) (✕)2.叶绿体中光合色素汲取的光能,一方面用于H2O分解产生氧和NADPH;一方面用于ATP的合成。(必修1P103正文) (√)3.水分解为氧和H+的同时,被叶绿体夺去两个电子。电子经传递可用于NADP+与H+结合形成NADPH。(必修1P103相关信息) (√)4.NADPH既可作还原剂,又可为暗反应供应能量。(必修1P103正文) (√)5.光合作用制造的有机物中的氧来自水。(必修1P104正文) (✕)6.C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸,C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。(必修1P104相关信息) (√)7.光合作用的产物有淀粉和蔗糖,淀粉和蔗糖可以进入筛管,通过韧皮部运输到植株各处。(必修1P104相关信息) (✕)8.光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。(必修1P104正文) (√)1.(必修1P102思索·探讨拓展)希尔的试验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应,理由是水的光解试验是在没有CO2的状况下进行的,没有碳参加反应,而糖的合成须要碳的参加。

2.(必修1P102思索·探讨拓展)模拟鲁宾、卡门的试验时,能对同一试验中的CO2和H2O同时进行标记吗,为什么?提示:不能,因为若CO2和H2O中的氧均标记,则无法辨别氧气的来源。3.(必修1P103图5-14拓展)假如白天突然中断了CO2的供应,叶绿体内首先积累起来的物质是C5。突然停止光照,叶绿体内含量削减的物质是ATP、NADPH、C5。

4.(必修1P103图5-14拓展)下图表示绿色植物光合作用的部分过程,图中a~c表示相关物质,甲、乙为结构。(1)图中所示的过程属于光合作用的光反应阶段,甲为类囊体薄膜。

(2)图中a为氧气,b为NADPH。当外界CO2浓度上升时,b的含量会短暂下降。

(3)该过程将光能转化为化学能储存在b和ATP中。

(4)乙为叶绿体基质,是光合作用暗反应的场所。

重点疑难·突破1.光合作用反应式中元素去向分析①H:3H2O3H+(C3H2O)。②C:14CO214C3(14CH2O)。③O:H218O18O2C18O2C3(CH218O)。2.环境变更时间合作用各物质含量的变更分析(1)“过程法”分析各物质变更如图中Ⅰ表示光反应,Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的还原,当外界条件(如光照、CO2)突然发生变更时,分析相关物质含量在短时间内的变更:(2)“模型法”表示C3和C5等的含量变更[特殊提示](1)C5、NADPH、ATP的变更一样。C3与C5、NADPH、ATP的变更相反。(2)C3量高于C5量,一般C3量为C5量的2倍。(3)对光合作用有利,则(CH2O)合成增加,反之则削减。3.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应供应的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累,在光反应停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能接着合成。(2)在总光照时间相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比始终连续光照处理有机物积累量要多。(3)应用:人工补光时,可适当采纳“光暗交替”策略,这样,在提高光合产量的状况下,可大量节约能源成本。关键实力·提升考向一结合光合作用的探究历程,考查科学思维与科学探究实力1.科学是在试验和争辩中前进的,光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的试验中,相关叙述正确的是 ()A.恩格尔曼的试验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量B.科学家发觉甲醛是光合作用的原料C.希尔发觉离体叶绿体在相宜条件下可释放O2D.鲁宾和卡门的试验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明白光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O1.答案C恩格尔曼的试验证明白水绵光合作用生成氧气,没有定量分析生成氧气的量,A错误;甲醛对植物有害,不能作为原料参加光合作用,B错误;鲁宾、卡门试验证明O2来自H2O,D错误。2.(2024安徽合肥调研)英国植物学家希尔发觉:在光下,若给含叶绿体的叶片提取液(淡绿色)供应特定的可与氢离子结合的氢受体2,6-D(一种墨绿色染料,接受氢离子并被还原后呈无色),在无CO2时进行光照,可视察到提取液由墨绿色变为淡绿色,并释放出O2;但放在暗处,则试管中的液体仍为墨绿色,且无O2的释放,如图所示。下列有关该试验的叙述和推论,错误的是 ()A.该试验证明白光照条件下释放的氧气完全来自H2O的光解B.该试验证明白光照条件下叶绿体内产生了还原性物质C.若给A组供应14CO2等物质,可能会检测到(14CH2O)的生成D.该试验无法证明叶绿体是植物细胞合成糖类的场所2.答案A依据题干信息和图分析,A组光照和无二氧化碳条件下,叶绿体产生了氧气,且提取液的颜色由墨绿色变成了淡绿色,说明叶绿体在光照条件下产生了氢离子和氧气,且氢离子与氢受体2,6-D结合;B组黑暗条件下,没有氧气释放,溶液仍旧为墨绿色,说明叶绿体在黑暗条件下不能产生氢离子和氧气,A错误。考向二结合光合作用的原理,考查科学思维实力3.(不定项选择)植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是 ()A.NADP+在光反应过程与电子和质子结合,形成还原型的NADPHB.突然停止供应CO2,叶绿体内NADPH和ATP含量增加C.类囊体膜上的类胡萝卜素能汲取红光和蓝紫光用于光合作用D.图中H+通过主动运输从类囊体膜内运到膜外3.答案AB类胡萝卜素主要汲取蓝紫光,不汲取红光,C错误;由图可知,H+从类囊体膜内运到膜外是顺浓度梯度,故为帮助扩散,D错误。4.(不定项选择)(2024四川成都七中高三入学考)下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径,探讨表明,磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素,CO2足够时,TPT活性降低。下列有关叙述正确的是 ()A.Pi输入叶绿体削减时,磷酸丙糖从叶绿体输出削减B.暗反应中磷酸丙糖的合成须要消耗光反应产生的ATPC.叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的D.农业生产上可通过增加CO2来提高作物中蔗糖的含量4.答案ABC依据题意可知,CO2足够时,TPT活性降低,则磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程会受到影响,作物中淀粉含量会上升,而蔗糖含量下降,D错误。考向三围绕不同条件下光合作用过程中物质含量的变更分析,考查科学思维实力5.(2024福建厦门阶段检测)光合作用通过亲密关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于变更反应条件而引起的变更,下列说法正确的是 ()A.突然中断CO2供应,会短暂引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B.突然中断CO2供应,会短暂引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大C.突然将红光变更为绿光,会短暂引起叶绿体基质中C3/C5的值减小D.突然将绿光变更为红光,会短暂引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小5.答案B突然中断CO2供应,导致CO2的固定速率降低,叶绿体中C5含量增加、C3含量削减,因此会短暂引起叶绿体基质中C5/C3的值增加,A错误;突然将红光变更为绿光后,光能利用率降低,ATP和NADPH含量削减,进而使C3含量增加、C5含量削减,因此会短暂引起叶绿体基质中C3/C5的值增大,C错误;突然将绿光变更为红光后,光能利用率提高,ATP和NADPH含量增加,ATP/ADP的值增加,D错误。高考真题再现1.(2024江苏单科,6,2分)采纳簇新菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分别”试验,下列叙述错误的是 ()A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量削减样液扩散1.答案B叶绿体色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取叶绿体色素,A正确;研磨时应加入CaCO3,其可以中和酸性物质,防止叶绿素被破坏,B错误;研磨时添加石英砂(SiO2)有助于对菠菜叶的充分研磨,易于提取色素,C正确;在滤纸条上画滤液细线时,要用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线匀称地画出一条细线,干后再重复画一到两次,画滤液细线时要细且齐,若滤液扩散会导致细线不齐,可能出现色素带重叠现象,D正确。2.(2024江苏单科,17,2分)如图为某次光合作用色素纸层析的试验结果,样品分别为簇新菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是 ()A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B.层析液可采纳生理盐水或磷酸盐缓冲液C.在放开的烧杯中进行层析时,需通风操作D.试验验证了该种蓝藻没有叶绿素b2.答案D光合色素提取过程中加入的CaCO3可爱护叶绿素,CaCO3过量不会破坏叶绿素,A错误;光合色素溶于有机溶剂,层析液可用石油醚、丙酮和苯的混合物,不行用生理盐水或磷酸盐缓冲液,B错误;层析液中含有毒性的挥发性物质,层析时,应用培育皿盖住烧杯,并且在通风好的条件下进行,C错误;对比两条滤纸条,可知该种蓝藻(蓝细菌)无叶绿素b,D正确。3.(2024课标全国Ⅰ,3,6分)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等相宜的环境中,一段时间后植株达到40g,其增加的质量来自 ()A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气3.答案A该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水量的增加,干重增加量来源于从土壤中汲取的矿质元素及利用CO2(空气)和H2O合成的有机物。故选A。4.(2024海南单科,9,2分)下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是 ()A.光合作用的暗反应阶段不能干脆利用光能B.红光照耀时,胡萝卜素汲取的光能可传递给叶绿素aC.光反应中,将光能转变为化学能须要有ADP的参加D.红光照耀时,叶绿素b汲取的光能可用于光合作用4.答案B光合作用的暗反应阶段不能干脆利用光能,但须要利用光反应阶段形成的NADPH和ATP,A正确;胡萝卜素不能汲取红光,B错误;光反应中,将光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能,须要有ADP和Pi等的参加,C正确;红光照耀时,叶绿素b汲取的光能可用于光合作用,光能可以转变为ATP和NADPH中活跃的化学能,D正确。5.(2024北京理综,3,6分)光反应在叶绿体类囊体上进行。在相宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色渐渐变为无色。该反应过程中 ()A.须要ATP供应能量 B.DCIP被氧化C.不须要光合色素参加 D.会产生氧气5.答案D光反应过程中,光合色素利用光能,将水分解成H+和氧气,H+与NADP+结合形成NADPH,同时在有关酶的催化作用下,ADP与Pi发生化学反应,生成ATP,A、C错误,D正确;光反应产生的NADPH将DCIP还原,使之由蓝色渐渐变为无色,B错误。6.(2017课标全国Ⅲ,3,6分)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是 ()A.类胡萝卜素在红光区汲取的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的汲取速率随光波长的变更来表示D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的6.答案A类胡萝卜素主要汲取蓝紫光而不汲取红光,A错误;不同光合色素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制,B正确;光合作用光反应阶段色素对光的汲取会影响暗反应阶段对CO2的利用,所以光合作用的作用光谱也可用CO2的汲取速率随光波长的变更来表示,C正确;640~660nm波长的光属于红光区,类胡萝卜素主要汲取蓝紫光,叶绿素主要汲取红光和蓝紫光,所以叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的,D正确。7.(2024山东,21,9分)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是,模块3中的甲可与CO2结合,甲为。

(2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将(填:“增加”或“削减”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生变更,缘由是。

(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的状况下,该系统糖类的积累量(填:“高于”“低于”或“等于”)植物,缘由是。

(4)干旱条件下,许多植物光合作用速率降低,主要缘由是。人工光合作用系统由于对环境中水的依靠程度较低,在沙漠等缺水地区有广袤的应用前景。

7.答案(1)模块1和模块2五碳化合物(或:C5)(2)削减模块3为模块2供应的ADP、Pi和NADP+不足(3)高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或:植物呼吸作用消耗糖类)(4)叶片气孔开放程度降低,CO2的汲取量削减解析(1)该系统中的模块1和模块2的功能相当于光合作用光反应阶段的光合色素对光能的汲取和水的光解。模块1和模块2可将光能转化为电能再转化为化学能储存在ATP和NADPH中。模块3的功能相当于光合作用的暗反应,甲与CO2结合完成CO2的固定,甲为五碳化合物(或:C5)。(2)正常运转过程中气泵突然停转,系统中CO2突然削减,CO2的固定减弱,但短时间内C3的还原不变,则短时间内乙(C3)的含量将削减。若气泵停转时间较长,则模块3为模块2供应的原料ADP、Pi和NADP+就会不足,进而影响模块2中的能量转换效率。(3)在与植物光合作用固定CO2量相等的状况下,该系统只进行光合作用,不进行呼吸作用,只有糖类的积累,没有糖类的消耗,所以该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下,许多植物为了减弱蒸腾作用、削减水分散失,会降低叶片气孔开放程度,从而削减对CO2的汲取,CO2的汲取量削减会使植物光合作用速率降低。一、单项选择题1.(2024黑龙江哈尔滨三中高三验收考)下列有关叶绿体中色素提取、分别试验的叙述,正确的是 ()A.先用层析液提取色素,再用无水乙醇分别色素B.变更滤液细线的宽度做纸层析,可以探究滤液细线的宽度对试验的影响C.用滤纸对研磨液进行过滤后,马上用棉塞塞紧试管口D.画滤液细线时最好用毛细吸管连续画线2~3次1.答案B提取叶绿体中的色素须要用无水乙醇,而色素的分别须要用层析液,A错误;对研磨液进行过滤应用单层尼龙布,不能用滤纸,C错误;画滤液细线时画线一次后,须要等到滤液干后,再进行画线操作,D错误。2.(2024辽宁沈阳36中高三期初测试)如图是小明同学利用簇新菠菜叶做“簇新菠菜叶片内叶绿体中色素的提取和分别试验”的试验结果,老师认为试验结果不志向,则产生此结果最可能的缘由是 ()A.误用蒸馏水作提取液和层析液B.研磨时未加入SiO2C.试验材料自身有问题D.研磨时未加入CaCO32.答案D误用蒸馏水作提取液和层析液,会导致图中没有色素带出现,A错误;研磨时未加入SiO2,会导致各色素相对含量低,B错误;试验中用的是簇新菠菜叶,是很好的试验材料,C错误。3.下列有关叶绿体的叙述,正确的是 ()A.叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成ATPB.经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗,此时叶绿体内不含糖类C.叶绿体中含有RNA聚合酶,体现了细胞内基因的选择性表达D.叶绿体产生O2和线粒体产生H2O均在生物膜上进行3.答案D叶绿体只有在光下才能发生光反应形成ATP,黑暗中叶绿体内不具有形成ATP的条件,A错误;经黑暗处理过的叶肉细胞会向其他部位输出淀粉等有机物,但叶绿体中的DNA、RNA中分别含有脱氧核糖、核糖,B错误;RNA聚合酶在细胞中普遍存在,没有体现基因的选择性表达,C错误。4.为探讨光反应中ATP产生的原理,有科学家进行如下试验:将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后,琥珀酸进入类囊体腔,腔内的pH下降为4;然后把悬浮液的pH快速上升为8,此时类囊体内pH为4,类囊体外pH为8,在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP,对试验条件和结论分析正确的是 ()A.黑暗中进行,结果表明:H+能通过自由扩散进入类囊体B.光照下进行,结果支持:合成ATP的能量干脆来自色素汲取的光能C.黑暗中进行,结果支持:光反应使类囊体内外产生H+浓度差,推动ATP合成D.光照下进行,结果表明:光反应产生的NADPH参加暗反应中C3的还原4.答案CH+通过主动运输进入类囊体,A错误;光照下进行,由题干信息无法得出合成ATP的能量干脆来自色素汲取的光能,B错误;暗反应的场所是叶绿体基质,不是类囊体,因此,此试验不能表明光反应产生的NADPH参加暗反应中C3的还原,D错误。5.据下面光合作用图示推断,下列叙述不正确的是 ()A.⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上B.⑥过程发生于细胞质基质中C.如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子,则14C的转移途径为14CO2→14C3→糖类D.NADPH既可作还原剂,也可为暗反应供应能量5.答案B依据光合作用的过程推断①②③④⑤⑥⑦分别表示NADPH、ATP、CO2、(CH2O)、光反应、暗反应和NADP+。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,暗反应发生在叶绿体基质中,A正确,B错误;光合作用过程中,CO2首先与C5相结合形成C3,然后C3被还原形成糖类等,C正确;NADPH既可作还原剂,也可为暗反应供应能量,D正确。6.(2024江西南昌二中月考)离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时,假如突然变更某种条件,短时间内C3化合物增多、C5化合物削减,变更的条件可能是 ()A.降低光照强度 B.降低CO2的浓度C.适当提高温度 D.紫色透亮薄膜换成无色6.答案A降低CO2的浓度,短时间内CO2固定减慢,C3还原速率不变,故C3削减,C5增多,B错误;适当提高温度对CO2的固定和还原均有影响,不能推断C3、C5的变更,C错误;紫色透亮薄膜换成无色后通过的光质增多,即增大了光照强度,光反应产生的NADPH和ATP增加,C3的还原加快,短时间内CO2的固定速率不变,故C3削减,C5增多,D错误。7.(2024湖北武汉质量检测)将小球藻置于缺氧缺CO2条件下,进行5~10分钟光照处理,马上移向黑暗环境中供应14CO2,小球藻合成了(14CH2O)。下列叙述正确的是 ()A.在缺氧缺CO2条件下光照会导致叶绿体中NADPH削减B.移向黑暗环境中供应14CO2后小球藻会向细胞外释放O2C.供应14CO2后叶绿体中14C3含量先增加后渐渐削减为0D.该试验不能证明小球藻利用光能和利用CO2的场所不同7.答案D在缺氧缺CO2条件下,赐予光照条件叶肉细胞中会进行光反应,因此,不会导致叶绿体中NADPH削减,A错误;移向黑暗环境中供应14CO2后,小球藻会汲取二氧化碳进行一段时间的暗反应过程,此时由于缺乏光照条件,不会进行光反应向细胞外释放O2,B错误;供应14CO2后叶绿体中14C3含量先增加而后渐渐削减并趋于稳定,不会削减到0,C错误。二、不定项选择题8.如图表示簇新菠菜叶中四种色素的相对含量及其在滤纸上的分别状况,下列分析错误的是 ()A.叶绿体中的四种色素均分布在类囊体薄膜上B.四种色素均主要汲取蓝紫光和红光C.四种色素在层析液中溶解度最大的是ⅢD.发黄的菠菜叶色素含量显著削减的是Ⅲ和Ⅳ8.答案BC类胡萝卜素主要汲取蓝紫光,叶绿素主要汲取红光和蓝紫光,B错误;依据图中显示的四种色素的相对含量及其与滤液细线的距离可以推知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所指的色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,四种色素在层析液中溶解度最大的是Ⅰ,C错误。9.探讨者运用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子,加入三组小球藻培育液中,记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例,光照一段时间后,分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例,试验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是()组别起始时水中18O的比例(%)起始时HCO318O的比例(%)释放的O2中18O的比例(%)10.850.410.8420.850.550.8530.850.610.85A.18O2是在小球藻叶绿体的类囊体薄膜上生成的B.HCO3-可为小球藻的光合作用C.HCO3-中18D.释放的O2中18O的比例与水中的相近,推想O2中的氧原子来自水9.答案ABD光合作用光反应阶段,水在光下分说明放氧气,该过程在叶绿体的类囊体薄膜上进行,A正确;碳酸氢钠释放CO2,为光合作用供应碳元素,B正确;释放的O2中18O的比例与起始水中18O比例一样,与HCO3-中18O的比例不同,推知O2中的氧原子来自水,放氧速率与HCO3-中18O的比例不同无关10.(2024山东济宁一中二检)科学家向小球藻培育液中通入14CO2,赐予试验装置不同时间光照,结果如表所示。试验组别光照时间(s)放射性物质分布12大量3-磷酸甘油酸(三碳化合物)22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外,还有氨基酸、有机酸等依据上述试验结果分析,下列叙述正确的是 ()A.暗反应最初形成的主要是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)B.本试验利用小球藻探讨的是光合作用的暗反应阶段C.3-磷酸甘油酸可干脆转化成氨基酸、有机酸等D.试验结果说明小球藻光合作用产物是糖类、氨基酸和有机酸等10.答案ABD由表格可知,CO2进入叶绿体后,最初形成的物质是3-磷酸甘油酸(三碳化合物),A正确;由题意可知,试验用同位素标记法探究CO2中的碳元素的去向,故本试验利用小球藻探讨的是光合作用的暗反应阶段,B正确;依据时间先后分析,3-磷酸甘油酸要先转化成12种磷酸化糖类,然后才转化成氨基酸、有机酸等,C错误;表格中的数据说明光合作用产物除了糖类外,还有氨基酸、有机酸等其他有机物,D正确。三、非选择题11.(2024江西上饶中学6月模拟)某科研人员探讨不同遮光处理对白桦光合作用生理特性的影响结果如图。(1)叶片中叶绿素含量是维持植物正常光合作用的主要指标,叶绿素主要存在于白桦叶片的(详细部位)中,通过图示的结果发觉白桦叶绿素含量随而增加,提高了白桦在弱光环境下的捕光实力。探讨发觉植物体内的叶绿素处于不断地合成和分解中,请从该角度去说明叶绿素含量增加的缘由:。

(2)叶绿素b/叶绿素a的值可作为植物利用弱光实力的推断指标,探讨人员发觉遮光处理提高了白桦叶绿素b/叶绿素a的值。通过中学课本试验可以验证该结论。你的试验证据是。

11.答案(1)叶绿体类囊体薄膜遮光程度的增加叶绿素的合成量变更不大,分解量削减(或叶绿素的合成量增加,分解量变更不大或叶绿素的合成量增加,分解量削减)(2)色素的提取和分别遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组解析(1)叶绿素存在于叶绿体类囊体薄膜上。叶绿素具有捕获光能的作用,图示横坐标表示不同遮光处理,纵坐标表示叶绿素含量,分析题图可知,随着遮光程度的增加,白桦叶绿素含量渐渐增加,提高了白桦在弱光环境下的捕光实力。植物体内的叶绿素处于不断地合成和分解中,这说明植物体内的叶绿素含量是其合成量与分解量的差值,因此叶绿素含量增加的缘由是叶绿素的合成量变更不大,分解量削减或叶绿素的合成量增加,分解量变更不大或叶绿素的合成量增加,分解量削减。(2)视察比较滤纸条上蓝绿色条带(叶绿素a)和黄绿色条带(叶绿素b)的宽度可确定叶绿素a和叶绿素b的含量,从而确定遮光处理是否提高了叶绿素b/叶绿素a的值。若遮光处理提高了白桦叶绿素b/叶绿素a的值,则遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组的。12.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组试验。