1、学海导航高考总复习（第1轮）生物 专题三 第3讲 光合作用 必 修 1高考有我，前程无忧 考点1 实验：绿叶中色素的提取和分离 1提取原理：叶绿体中的色素能溶解于 (如丙酮、酒精等)。分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的 不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得 ；反之则 。2结果色素在滤纸条上的分布(自上而下)：(橙黄色)最快(溶解度 )(黄色)(蓝绿色)最宽(最 )(黄绿色)最慢(溶解度 )试梳理 有机溶剂 溶解度 快 慢 胡萝卜素 最大 叶黄素 叶绿素a 多 叶绿素b 最小 考点2 捕获光能的色素和结构 1光合色素(在类囊体的薄膜上)：2叶绿体：(1)结构：(2)功能：叶绿体是进行 的场所
2、。叶绿素a 红光和蓝紫光 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 蓝紫光 双层膜 基质 酶 基粒 色素 酶 光合作用 考点3 光合作用的探究及过程 1光合作用的概念：绿色植物通过 ，利用 能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的 ，并释放出 的过程。叶绿体 光 有机物 氧气 2光合作用的过程：(1)光合作用暗反应阶段中，被还原的C3在有关酶的作用下，可再形成C5(2015安徽卷T2C)()(2)光合作用中，CO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类(2015安徽卷T2B)()(3)从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的原因是加入的石英砂太多(2015上海卷T21A)()(4)范
3、海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气(2014江苏卷T4B)()(5)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢(2014重庆卷T1C)()答案：（1）（2）（3）（4）（5）查能力(6)生长在同一植株上叶有绿色叶片和黄绿色叶片，黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP(2014海南卷T6D)()(7)夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高(2014海南卷T7B)()(8)进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原(2014海南卷T7C)()(9)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，绿藻细胞的叶绿体内ATP/ADP比值下降(2014全国卷T2
4、C)()(10)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素(2013全国卷T2A)()(11)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(2013全国卷T2C)()答案：（6）（7）（8）（9)(10)(11)考点1 实验：绿叶中色素的提取和分离 例1(2015上海)从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的原因是()A加入的石英砂太多 B没有加入碳酸钙C用脱脂棉过滤不彻底D一次加入过多无水乙醇解析：色素提取过程中，研磨速度会影响色素的提取，加入石英砂的目的是使研磨充分，有利于色素的提取。加入碳酸钙是防止研磨过程中叶绿素被破坏，不加碳酸钙会使在研磨过程中叶绿素被破坏，导致提取液颜色偏黄
5、绿色，B符合题意。脱脂棉过滤不彻底会出现混浊现象，主要影响的不是提取液的颜色，C不符合题意。而一次加入无水乙醇过多时提取的滤液中色素含量少，整体颜色变浅，D不符合题意。答案：B提升：绿叶中色素的提取和分离实验分析 1原理解读：(1)各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来。(2)各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，所以不同色素可以在滤纸上因扩散速度不同而分开，形成不同的色素带。2实验中几种化学物质的作用：(1)无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。(2)层析液用于分离色素。(3)二氧化
6、硅破坏细胞结构，使研磨充分。(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。3实验中的注意事项及操作目的归纳：4.在滤纸条一端剪去两角的目的：防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。5实验异常现象分析：(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。(3)滤纸条看不到色素带：忘记画滤液细线。滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。(
7、4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带。忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。变式1 关于色素提取的叙述，错误的是()A菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分解析：本题考查绿叶中色素的提取和分离实验。A项，新鲜菠菜绿叶含大量的色素，是提取色素的良好材料。B项，加入CaCO3的目的是防止研磨中色素被破坏。C项，叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。D项，研磨时加石英砂(二氧化硅)的目的是使研磨更充分。C 拓展：有关叶绿素提取的结果的分析(1)从色素带的宽度可推知色素
8、含量的多少；(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小；(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。考点2 捕获光能的色素和结构 例2 下列关于生长在同一植株上的绿色叶片和黄绿色叶片的叙述，错误的是()A两种叶片都能吸收蓝紫光B两种叶片均含有类胡萝卜素C两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素aD黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP解析：绿色叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素，黄绿色叶片中含有类胡萝卜素和少量叶绿素，其中类胡萝卜素能吸收蓝紫光，叶绿素能吸收红光和蓝紫光，A正确，B正确；黄绿色叶片中含少量叶绿素，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，C正确；因
9、黄绿色叶片中叶绿素含量较少，使叶片吸收和转化光能的能力降低，所以黄绿色叶片光反应速率降低，但仍可产生一定量的ATP，D错误。答案：D提升：捕获光能的色素 1色素的分布、功能及特性：(1)分布：叶绿体类囊体的薄膜上。(2)功能：吸收光能、传递光能(四种色素)、转化光能(只有少量叶绿素a)。(3)特性：不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂。2不同色素对光的吸收及应用：(1)不同色素的吸收光谱：叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。(2)不同颜色温室大棚的光合效率：无色透
10、明大棚能透过日光中各种有色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚中植物的光合效率最低。不同颜色的温室大棚光合效率不同，单色光中，红光下光合速率最快，蓝紫光次之，绿光最差。拓展：影响叶绿素合成的因素(1)光照：光照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，而使叶片变黄。(3)必需元素：叶绿素中含有N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。另外，Fe是叶绿素合成过
11、程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶片变黄。变式2 关于叶绿素的叙述，错误的是()A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可用于光合作用C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光解析：植物在进行光合作用时主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物几乎不吸收绿光，而正是因为少量吸收绿光，使得太阳光中绿光大量被反射入眼中，所以植物的叶片一般呈现绿色。D 考点3 光合作用的探究及过程 例3(2015安徽)下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是()ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转化为C5中的化学能BCO2可直接被H
12、还原，再经过一系列的变化形成糖类C被还原的C3在有关酶的作用下，可再形成C5D光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高解析：根据图示可知：CO2C52C3是二氧化碳的固定，ATP中的能量转化到有机物中，成为稳定的化学能，不参与CO2的固定，A错误；CO2先与C5反应生成C3，C3直接被H和ATP还原，再经过一系列的变化形成糖类，B错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下，可以再形成C5，C正确；光照强度由强变弱时，在短时间内，由于H和ATP减少，C5的合成速率下降，而其分解速率不变，所以C5的含量会下降，D错误。答案：C提升一：光反应与暗反应的比较 续表 提升二：光合作用与有氧呼吸的比较 提升
13、三：环境因素骤变对物质含量动态变化的判断 当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、H、ATP的含量变化可以采用下图分析。(1)图示：(2)分析：变式3(2014全国卷)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()AO2的产生停止 BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降 DNADPH/NADP比值下降解析：用黑布将培养瓶罩上，光反应停止，氧气的产生停止，A正确；同时NADPH和ATP的产生停止，使暗反应C3的还原速度减慢，从而导致二氧化碳的固定减慢，B错误；ADP生成ATP减少，使ATP/ADP比值下降，C正确；NADPH的产生减少
14、，NADPH/NADP比值下降，D正确。B 考点4 影响光合作用的因素及其在农业生产上的应用 例4(2015全国卷)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四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%；B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处
15、理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的_。(2)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。解析：(1)光合作用的过程依据是否必须有光的参与可以划分为光反应和暗反应，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，其物质变
16、化包括水的光解和ATP的合成，生成的H和ATP用于叶绿体基质中的暗反应。C组光照时间为67.5 s，D组光照时间为135 s，即C组只用了D组一半的光照时间，但光合作用产物的相对含量却是D组的94%，由此可推知C组合成的有机物量高于D组合成的有机物量。(2)本题探究不同光照处理下对植物光合作用的影响。在其他条件和处理相同的情况下，A、B、C三组实验的自变量是光照与黑暗交替的频率，因变量是光合作用产物的相对含量。由A、B、C三组实验结果可看出，随着光照与黑暗交替频率的增加，光合作用产物的相对含量增加。C组光照与黑暗交替频率较高，光反应所生成的H和ATP能够及时利用与及时再生。答案：(1)高于 C
17、组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照 基质(2)光照和黑暗交替频率 ATP和H(或者ATP和还原型辅酶)提升一：光合作用的影响因素及其在生产实践中的应用 续表续表提升二：多因子变量对光合作用速率的影响 变式4 在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：(1)图中物质A是 (C3化合物、C5化合物)(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比物质A的低，原因是 ；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是。
18、C3化合物 暗反应速率在该环境中已达到稳定。根据暗反应特点，此时C3化合物的分子数的C5化合物的两倍 当环境中二氧化碳浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累 (3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的 (填“低”或“高”)。(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的 (填“高”或“低”)，其原因是 。高 低 CO2浓度低时，暗反应强度减弱，所需要ATP和H少 解析：(1)一个CO2和一个C5结合生成两个C3，细胞中C3化合物的含量是C5化合物的2倍，物质A的相对浓度高于物质B，所以物质A是C3化合物。当外界CO2浓度下降时，A的含量迅速下降，也可判断出A是C3化合物。(2)一个CO2和一个C5结合生成两个C3，细胞中C3化合物的含量是C5化合物的2倍。外界CO2浓度下降，C3化合物的还原正常进行，C5化合物的合成速率不变，但是CO2的固定减慢，所以C5化合物积累。(3)虽然外界CO2浓度低，但暗反应达到稳定时，各种化合物的比例不变，细胞中C3化合物的含量是C5化合物的2倍。(4)外界CO2浓度低，通过固定CO2生成的C3化合物少，相应的C3化合物还原需要的光反应产物即ATP和H也少。高考有我，前程无忧
