1、一、光合作用的概念及其探究过程1对光合作用概念的理解(1)场所：绿色植物的叶绿体。(2)能量来源：光能。(3)反应物：CO2、H2O。(4)产物：O2、糖类等有机物。(5)反应式：CO2H2O(CH2O)O2。2光合作用的探究历程人物实验过程及现象结论普利斯特利植物能更新空气英格豪斯500多次植物更新空气实验植物体只有绿叶且在有光条件下才能更新空气梅耶根据能量转换和守恒定律得出光合作用时光能转化成化学能储存起来萨克斯光合作用的产物除O2外还有淀粉鲁宾和卡门HOCO2植物18O2H2OC18O2植物O2光合作用释放的氧气来自水卡尔文用14C标记的14CO2，供小球藻光合作用，追踪放射性CO2中的
2、C在光合作用中转化为有机物中的碳二、光合作用的过程1光合作用过程图解图中的名称是：光反应，的名称是：暗反应，总称为：光合作用。2光反应和暗反应过程的比较项目光反应暗反应场所叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的基质中条件光、色素、酶、水、ADP、Pi多种酶、H、ATP、CO2、C5物质变化水的光解：2H2O4HO2ATP的形成：ADPPi能量ATPCO2的固定：CO2C52C3C3的还原：2C3(CH2O)C5能量变化光能转变成ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能转变成贮存在(CH2O)中的稳定的化学能相互联系光反应产物H、ATP为暗反应提供还原剂和能量；暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提
3、供了原料一、光合作用探究历程1教材问题探讨分析读教材P101P102内容，讨论并交流下列问题：(1)根据所学设计实验遵循的原则，分析普利斯特利实验有没有不足之处？若有如何补充？提示：有，缺少空白对照实验。应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，观察蜡烛燃烧情况和小鼠的生存状况。(2)分析萨克斯实验中的变量、对照实验类型及得出的实验结论。提示：自变量：光照；因变量：叶片颜色变化。自身对照。实验结论：光合作用的产物有淀粉，还证明了光是光合作用的必要条件。(3)鲁宾和卡门实验利用的是什么方法？实验中的自变量和因变量分别是什么？提示：放射性同位素标记法。自变量是标记的物质，因变量是O2的放射性。2将
4、下列科学家的实验和实验得出的结论连线 二、光合作用过程1教材问题探讨分析根据教材P103光合作用过程的图解，思考并回答下列问题：(1)有人认为：光反应必须在有光条件下进行，暗反应必须在无光条件下进行，这种说法是否正确？提示：不正确。光反应必须在有光条件下进行，暗反应有光、无光均可进行。(2)分析光合作用过程，思考哪些过程不需要酶的催化，哪些过程需要酶的催化？提示：色素吸收光能的过程不需要酶的催化，而ATP的形成、CO2的固定、C3的还原均需要酶的催化。(3)试利用同位素标记法，分析光合作用过程中各元素的转移途径。用放射性同位素18O标记H2O中的O，则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性？提示
5、：在氧气中可检测到18O。反应式如下：HO18O2H(CH2O)H2O若用14C标记CO2中的C呢？提示：14CO22C3(只有一个14C)(14CH2O)试总结光合作用中各元素的去向(用箭头表示)。提示：光合作用总反应式及各元素去向： (4)光反应和暗反应的关系：在无光条件下，暗反应能否长期进行？提示：不能。因为无光条件下，光反应不能进行，光反应的产物ATP和H减少，不能满足暗反应的需求，暗反应将停止进行。若暗反应停止，光反应能否持续进行？提示：不能，暗反应停止，光反应产生的ATP和H积累过多，抑制光反应的进行。总结光反应和暗反应的关系。提示：光反应和暗反应相辅相成，相互依存。2光照强度、C
6、O2浓度突然改变，光合作用过程中C3、C5、H和ATP的相对含量变化分析(1)突然停止光照，其他条件都适宜，分析短时间内C3、C5、H和ATP的相对含量怎样变化？提示：C3升高，C5降低，H和ATP降低。(2)突然停止CO2供应，其他条件都适宜，分析短时间内C3、C5、H和ATP的相对含量怎样变化？提示：C3降低，C5升高，H和ATP升高。3判断下列说法是否正确(1)光反应阶段发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上。 ()(2)光反应过程中合成了ATP，需要的能量来源于呼吸作用分解的有机物。()(3)光反应的进行不需要任何酶的参与。()(4)高等绿色植物白天进行光反应，夜晚进行暗反应。()光合作用和有
7、氧呼吸的比较续表光合作用有氧呼吸代谢性质合成代谢分解代谢发生部位含叶绿体的细胞活细胞反应场所叶绿体主要在线粒体内(第一阶段在细胞质基质中)条件光、H2O、CO2、适宜温度、酶、色素有氧、有光无光均可、适宜的温度、O2、酶能量代谢光能转变成化学能储存在有机物中释放有机物中化学能，一部分转移到ATP中物质代谢将无机物合成有机物有机物分解成无机物(H2O、CO2)联系特别提醒光合速率与呼吸速率的关系(1)光合速率的概念：光合作用进行的程度常用光合速率来表示，光合速率是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用的量(如释放多少氧，消耗多少CO2)。净光合速率常用O2释放量、CO2吸收量或
8、有机物积累量来表示。总(实际)光合速率常用O2产生量、CO2固定量或有机物的产生量来表示。(2)二者之间的关系净光合速率总光合速率呼吸速率(3)曲线图的含义例1关于光合作用探究历程的实验，下列叙述不正确的是()A普利斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小鼠不会死亡证明了绿色植物在光照下吸收二氧化碳，放出氧气，从而更新了空气B萨克斯把绿色叶片一半曝光、一半遮光作为对照，用碘蒸气处理后观察颜色变化证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉C恩格尔曼用水绵和好氧细菌在黑暗环境中以极细光束照射，曝光作为对照处理，观察细菌分布证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所D鲁宾和卡门用同
9、位素标记H2O和CO2，供绿色植物利用，分析各自放出的氧证明光合作用释放的氧全部来自参加反应的H2O解析普利斯特利的实验全部是在有光的条件下进行的，并未设置对照实验(黑暗环境中的组别)，因此不能证明光照的作用；再者普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气，而并未具体到更新哪种空气成分。萨克斯的实验中有对照，光为自变量，淀粉为因变量；恩格尔曼的实验中的自变量是光照处理的位置，所以得出叶绿体是产生氧气的场所；鲁宾和卡门用同位素标记H2O和CO2，形成对照。答案A例2如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，请据图分析：(1)图甲中A、B、C
10、、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则A表示_，B表示_，C表示_，D表示_。(2)在a中发生的过程称为_，在a中含有的参与此过程的物质是_。(3)在a中发生的能量转变是_。(4)图乙中，从_点开始合成有机物，至_点有机物合成终止。(5)AB段C3含量较高，其主要原因是_。(6)G点C3含量极少，其原因是_。(7)G点与F点相比，G点时叶绿体中H含量较_(选填“高”或“低”)。解析(1)根据图甲中物质转化关系可判断，A代表H2O，B代表CO2，C代表C3，D代表C5。(2)图甲中a表示叶绿体类囊体薄膜，其上分布有色素和酶，是光反应进行的场所。(3)叶绿体类囊体薄膜上发生的能量转变是光
11、能ATP中活跃的化学能。(4)根据图乙中C3含量的变化曲线可知，C3含量从B点开始减少，说明在有光的条件下，C3被还原，至I点时，C3含量又保持不变，说明此时没有光，不能进行光反应，缺乏H和ATP，暗反应停止，不再合成有机物。(5)图乙AB段缺乏光，不能进行光反应，缺乏H和ATP，C3不能被还原。(6)G点时光照强度强，蒸腾作用旺盛，导致气孔关闭，CO2不能通过气孔进入，缺乏CO2，CO2固定减弱，C3生成减少。(7)G点时C3缺乏，光反应正常进行，H积累，而F点时，C3含量比G点时高，消耗H多，积累的H少。答案(1)H2OCO2C3C5(2)光反应色素和酶(3)光能ATP中活跃的化学能(4)
12、BI(5)无光不进行光反应，不产生H和ATP，C3不能被还原(6)气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固定减弱(7)高网络构建填充：水的光解ATP的形成CO2的固定三碳化合物的还原 关键语句1光合作用的实质是合成有机物，储存能量；而呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量。2光合作用的反应式：CO2H2O(CH2O)O2。3光反应的场所是类囊体薄膜，产物是O2、H和ATP。4暗反应的场所是叶绿体基质，产物是糖类等物质。5光合作用中的物质转变：(1)14CO214C3(14CH2O)；(2)HO18O2。6光合作用的能量转变：光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能。1(海南高考)某植物叶
13、片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是()Aa、b 和dBa、c 和eCc、d 和e Db、c 和e解析：选B光合作用需要光照，部位c、e 被锡箔纸遮盖所以不能进行光合作用，而a 部位为黄白色，没有叶绿素，故也不能进行光合作用，所以a、c、e处加碘液不会变蓝。2鲁宾和卡门用HO和CO2作为原料进行光合作用实验，下列符合实验结果的是()A释放的氧气全是O2B释放的氧气一部分是O2 ，一部分是18O2C释放的氧气全是18O2
14、D释放的氧气大部分是O2 ，少部分是18O2解析：选C鲁宾和卡门用HO和CO2作为原料进行光合作用实验，其目的是为了探究光合作用释放出的O2的来源，通过放射性检测，光合作用产生的O2全部来源于水。3光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，参与暗反应必需的物质是()AH2O、CO2、ADP BCO2、H、ATPCH2O、CO2、ATP DH、H2O、ADP解析：选B暗反应过程包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，在此过程中需要CO2、H和ATP及多种酶参与反应。4光合作用的光反应和暗反应依次发生在()A细胞质、细胞核中B叶绿体的外膜、内膜上C叶绿体的类囊体薄膜上、叶绿体的基质中D叶绿体的基质中、叶绿
15、体的类囊体膜上解析：选C光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体基质中。5小麦的叶肉细胞通过光合作用合成葡萄糖，组成葡萄糖的碳、氢和氧三种元素分别来自()ACO2、C3H6O3 和H2O BCO2、H2O和H2OCCO2、H2O和 CO2 DC3H6O3、H2O和CO2解析：选C光合作用的反应式是CO2 H2O(CH2O) O2，根据美国科学家鲁宾和卡门的实验可知，光合作用释放的O2全部来源于水，葡萄糖中的C、O来自于CO2，H来自于水。6如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A该反应的场所是类囊体的薄膜BC3生成C6H12O6需要H、ATP和多种酶C提高温度一定能
16、促进C6H12O6的生成D无光条件有利于暗反应进行解析：选B图示表示光合作用的暗反应过程，其反应场所是叶绿体基质，该过程有氧和无氧条件下均能进行，但需要多种酶催化、充足的CO2、光反应提供的H、ATP及适宜的温度等条件，适当提高温度可以提高酶的活性，加快反应速率，但超过一定的温度范围，提高温度会使酶的活性降低，反应速率减慢。7如图为光合作用图解，请据图作答：(1)填写图中名称：A_、B_、C_、D_、E_、F_、G_、H_。(2)B存在于_内_的薄膜上；C是_剂，参与暗反应；B还能将A转变成_能并贮存在_中。(3)D与F结合形成E的过程叫做_；E接受光反应提供的能量，被_还原成_，同时将能量贮
17、存于其中，这个过程叫做_。(4)用18O标记后的H2O灌溉某株植物，短时间内18O不可能出现在()A植物周围的氧气中 B植物周围的水蒸气中C细胞质的水中 D叶肉细胞生成的糖类中解析：光反应发生在类囊体薄膜上，物质变化有：水的光解，光反应的产物是O2和H、ATP；暗反应发生在叶绿体基质中，物质变化有CO2的固定：CO2 C52C3，C3的还原：产物有(CH2O)和C5。能量变化是：光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能。第(4)小题解题关键是分清被18O标记的是H2O而不是CO2。用18O标记的H2O灌溉植物，植物可通过根毛区细胞把HO吸入细胞中，HO大部分通过蒸腾作用散失到周围空气中，小
18、部分被光解成O2，散失到空气中，还有一部分18O2被细胞呼吸所利用和H结合生成HO。答案：(1)光能叶绿体中的色素HCO2C3C5(CH2O)多种酶(2)叶绿体类囊体还原化学ATP(3)CO2的固定H(CH2O)C3的还原(4)D(时间：45分钟；满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)12,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色，从叶绿体中分离出类囊体，置于2,6二氯酚靛酚溶液中，对其进行光照，发现溶液变成无色，并有O2释放。此实验证明()A光合作用在类囊体上进行B光合作用产物O2中的氧元素来自CO2C光反应能产生还原剂和O2D光合作用与叶绿体基质无关解析：选C依据题中信
19、息可判断，光照后溶液变为无色，说明有还原剂产生；有O2释放，说明该过程有O2产生；类囊体是光合作用光反应阶段的场所。2如图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内，以下关于本实验目的的叙述中最准确的是()A证明光合作用的必需条件是CO2B证明光合作用的速率随CO2浓度的增大而增大C证明过多的CO2抑制光合作用D证明NaOH能促进光合作用解析：选B三组装置的不同点是CO2浓度不同，所以本实验的目的是研究不同CO2浓度条件下植物的光合作用情况。3根据下面光合作用图解，判断下列说法正确的是()A过程发生于叶绿体基质中B过程发生于叶绿体类囊体薄膜上C图示依次为H、A
20、TP、CO2、(CH2O)D不仅用于还原C3，还可促进与C5的结合解析：选C根据光合作用的过程判断分别表示H、ATP、CO2、(CH2O)、光反应、暗反应。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的基质中。C3还原过程中需要ATP，CO2固定过程中不需要ATP。4如图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是()AY2的质量大于Y3的质量B中小球藻的质量大于中小球藻的质量C中水的质量大于中水的质量D试管的质量大于试管的质量解析：选C根据题意及图中实验处理可知，试管利用HO，试管利用C18O2，试管没有标
21、记，作为空白对照组，光合作用释放出的氧气全部来自于水，因此图中Y1Y3Y2Y4，各试管中水的质量，各试管中小球藻的质量。5在叶绿体中，ATP和ADP的运动方向是()AADP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动，ATP则向相反方向运动BATP与ADP同时由类囊体薄膜向叶绿体基质运动CATP与ADP同时由叶绿体的基质向类囊体薄膜运动DATP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动，ADP的运动方向则正好相反解析：选D叶绿体是进行光合作用的场所，光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，此过程中消耗来自叶绿体基质的ADP，产生ATP，供暗反应阶段C3的还原，所以叶绿体中ATP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动，ADP则由叶绿体的
22、基质向类囊体薄膜运动。6如图所示某植物上的绿叶经锡箔覆盖处理后在阳光照射24小时后，将其脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的位置不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色，本实验证明()光合作用需要CO2光合作用需要光光合作用需要叶绿体光合作用放出氧光合作用制造淀粉ABCD解析：选C根据题中实验处理可知，实验中控制的实验变量是光照有无。根据实验结果可知，有光照的绿叶部分，进行光合作用制造了淀粉，没有光照的部分，不能进行光合作用，没有淀粉生成。7离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，短暂时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化是()AC3增多、C5减少 BC3增多、C5增多C
23、C3减少、C5增多 DC3减少、C5减少解析：选C在光合作用暗反应过程中，CO2首先与C5结合，形成2个C3，最后经一系列的循环后又产生C5。所以叶绿体在光照下进行光合作用时，C3和C5含量都维持在相对平衡的状态。如果突然中断CO2的供应，CO2固定减弱，所以C3减少而C5增多。8如图表示植物细胞内的物质转化过程，下列分析不正确的是()A发生在生物膜上的生理过程有a、c、dB有ATP产生的生理过程是b、c、dC人体细胞内具有的过程是b、dD在光照充足、条件适宜的条件时，a强于b，c强于d解析：选Aa表示光合作用暗反应阶段、b表示有氧呼吸第一、二阶段、c表示光合作用的光反应阶段、d表示有氧呼吸第
24、三阶段。四个过程中a过程的场所是叶绿体基质，b过程的有氧呼吸第一阶段发生的场所是细胞质基质，二者都不是在生物膜上发生的。9为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质基质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照，如图所示。哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程() A甲B乙C丙D丁解析：选B光合作用的光反应过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上，需要叶绿素和酶。10番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是()A光反应强度升高，暗反应强度降低B光反应强度降低，暗反应强度降低C光反应强度不变，暗反
25、应强度降低D光反应强度降低，暗反应强度不变解析：选B镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁导致番茄幼苗不能合成叶绿素。叶绿素含量降低使光合作用的光反应强度降低；因光反应为暗反应提供H和ATP，故光反应强度降低，其为暗反应提供的H和ATP减少，暗反应的强度也降低。二、非选择题(共50分)11(14分)如图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物(C5)和三碳化合物(C3)在细胞内的变化曲线。据图回答： (1)图1中A表示的物质是_，它由_产生，其作用主要是_。(2)图1中ATP的合成所需的能量最终来自于_。若用放射性同位素14C标记CO2，则14C最终进入的物质是_。
26、(3)图2中曲线a表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速上升的原因是_。(4)曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是_。解析：(1)光反应为暗反应提供H和ATP，由此可确定A是H，是由水在光下分解后产生的，主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP中，14CO2的同化途径为14CO2214C3(只有一个14C)(14CH2O)。(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，H和ATP含量下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍在进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。答案
27、：(1)H水在光下分解用于C3的还原(2)光能(CH2O)(3)C3CO2与C5结合形成C3，但C3不能被还原为(CH2O)和C5(4)C5C5与CO2结合形成C3，但C3不能被还原为C512(18分)观赏植物蝴蝶兰可通过改变 CO2 吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收 CO2并贮存在细胞中。(1)依图 a 分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在 04 时_(选填“有”或“无”)ATP和H的合成，原因是_；此时段_(选填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是 ；1016 时无明显 CO2 吸收的直接原因是_。(2)从图 b 可知，栽培蝴蝶兰应避免_，以利于其较快生长。此外，
28、由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当_。解析：(1)04时，无光照，光合作用不能进行，但可以进行呼吸作用，合成ATP和H；此时段叶绿体内不能合成ATP和H，暗反应无法进行；1016时，在长期干旱条件下，植物为了减少水分的蒸发，关闭气孔，导致CO2吸收受阻。(2)从图b中可以看出，正常情况下比长期干旱时有机物的积累量大，所以为了利于蝴蝶兰的生长应避免长期干旱，又因蝴蝶兰属阴生植物，所以栽培还需适当遮光。答案：(1)有呼吸作用合成无叶绿体在无光时不能合成ATP和H气孔关闭(2)长期干旱(或长期缺水)遮阴13(18分)光和叶绿体是光合作用的重要条件，淀粉是光合作用的主要产物，要验证光合作用需要光和叶
29、绿体。根据提供的实验材料和用具，补充完整实验步骤和实验结果，并分析完成有关问题：(1)材料用具：银边天竺葵(叶边缘呈白色，无叶绿体)，黑纸片，打孔器，白纸板，吸管，适宜浓度的酒精，碘液，回形针。(2)方法步骤：_。把黑纸片用回形针夹在绿色部位上，然后把植株放在阳光下照射4 h6 h。剪下此叶片，用打孔器分别在A_、B_、C_部位各取一个叶圆片(如图所示)。把取下的叶圆片放人装有酒精溶液的试管中，热水浴加热、脱色，清水中漂洗。_。(3)预期结果：A_；B_；C_。(4)分析问题：要证明光合作用需要光，需比较_和_，其中起对照作用的是_。要证明光合作用需要叶绿体，需比较_和_，其中起对照作用的是_。解析：根据题目所要验证的问题可知，该实验要求完成两个问题验证：验证光合作用需光；验证光合作用需叶绿体。因此实验中遮光与照光部分要形成对照，无叶绿体和有叶绿体进行对照。实验现象观察是利用淀粉遇碘变蓝的特性检验是否产生淀粉。答案：(2)将天竺葵放在黑暗处48 h黑纸片遮光部位照光的绿色部位照光的白色将三个叶圆片放在白纸板上，用吸管吸取碘液，分别滴在三个叶圆片上，观察结果(3)不变蓝色变蓝色不变蓝色(4)ABBCBB