1、知识点专题14 光合作用一、基础知识必备1、叶绿体的结构及其中的色素（1）.叶绿体的结构和功能分析表名称叶绿体分布主要存在于绿色植物的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞中形态扁平的椭球形或球形结构双层膜内含有几个到几十个基粒(由许多片层结构的薄膜堆叠而成),基粒之间充满了基质主要成分类囊体的薄膜上分布有进行光合作用所需的色素和酶,基质中有进行光合作用所需的酶,及少量的DNA和RNA功能叶绿体中的色素能吸收、传递和转化光能,叶绿体是真核生物进行光合作用的场所图示外膜,内膜,基粒,基质（2）叶绿体中的色素及色素的吸收光谱2、实验:叶绿体色素的提取和分离（1）实验原理绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂(无水乙醇或
2、丙酮)中,因此,可以用无水乙醇等有机溶剂来提取叶绿体中的色素。根据绿叶中色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,从而在扩散过程中将色素分离开来。（2）实验流程3、光合作用（1）光合作用的概念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）光合作用的过程比较项目光反应暗反应过程模型实质光能转换为化学能,并放出O2同化CO2形成有机物(酶促反应)时间短促,以微秒计较缓慢条件色素、光、酶、水、ADP、Pi多种酶、ATP、H、CO2、C5场所在叶绿体内的类囊体薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化(1)水的光解:2H2O 4H+O
3、2;(2)ATP的合成:ADP+Pi+能量ATP(1)CO2的固定:CO2+C5 2C3;(2)C3的还原:2C3 (CH2O)+C5能量转化光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能关系(1)光反应为暗反应提供H和ATP;暗反应为光反应提供ADP和Pi;(2)没有光反应,暗反应无法进行;没有暗反应,有机物无法合成;(3)光反应是暗反应的物质和能量准备阶段,暗反应是光反应的继续,是物质和能量转化的完成阶段二、通关秘籍1、不同颜色温室大棚的光合效率（1）无色透明大棚能透过日光中各种色光,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。（2）叶
4、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。（3）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。2、叶绿体的结构与其功能相适应(1)叶绿体内有许多基粒和类囊体,扩大了受光面积,类囊体的薄膜上还分布着许多吸收光能的色素分子,便于光能的吸收。(2)类囊体的薄膜上以及叶绿体基质内分布着多种光合作用所必需的酶,有利于光合作用的进行。2、影响光合作用的因素（1）光照强度:直接影响光反应的速度,光反应产物H和ATP的数量多少会影响暗反应的速度。（2）温度:影响光合作用过程,特别是影响暗反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。（3）CO2浓度:CO2是暗反应
5、的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率。（4）矿质元素:矿质元素直接或间接影响光合作用。例如镁是叶绿素的组成成分,氮对酶的含量有影响,磷是ATP的组成成分。（5）水分:水既是光合作用的原料之一,又是植物体内各种化学反应的介质,另外还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体。（6）日变化:光合速率在一天中有变化,一般与太阳辐射进程相符合,但也有例外,如炎热夏天,中午前后光合速率下降(气孔关闭,CO2供给不足)。对点训练1恩格尔曼选择水绵和好氧细菌进行实验，是因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状分布，便于观察，而好氧细菌可确定释放氧气多的部位( )【解析】恩格尔曼选择水绵和好氧细菌进行实验，是因为水绵的
6、叶绿体呈螺旋式带状分布，便于观察，而好氧细菌可确定释放氧气多的部位，正确.2绿叶中色素的提取和分离实验中，使用蒸馏水提取色素是成功的关键( )【解析】叶绿体中的色素不溶于水，但能溶于有机溶剂，因此在“叶绿体色素的提取和分离”实验中，不能用蒸馏水提取色素，而要用酒精等有机物溶剂提取色素，错误.3在缺氧缺CO2条件下光照会导致植物叶绿体中NADPH减少( )【解析】在缺氧缺CO2条件下，给与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减少，错误。4移向黑暗环境中供给14CO2后小球藻会向细胞外释放O2( )【解析】移向黑暗环境中供给14CO2后小球藻会吸收二氧化碳进行一段时间的
7、暗反应过程，此时由于缺乏光照条件，故不会进行光反应向细胞外释放O2，错误。5用新鲜菠菜叶进行色素提取和分离的实验，色素可溶解在有机溶剂中，可用无水酒精提取并分离色素（ ）【解析】色素可溶解在有机溶剂中，可用无水酒精提取色素，分离色素用层析液，错误。6色素提取和分离的实验中，分离色素时，如发现色素带颜色过浅，应再多划几次滤液细线（ ）【解析】分离色素时，如发现色素带颜色过浅，应分析可能的原因，再采取对应的措施，错误。7色素提取和分离的实验中，滤纸条上4条色素带通常都是平齐的，且彼此之间的间距基本相同（ ）【解析】滤纸条上4条色素带通常都是不平齐的，且彼此之间的间距也各不相同，错误。8色素提取和分
8、离的实验中，滤纸条上距滤液细线较远的2种色素对蓝紫光有较大吸收值（ ）【解析】滤纸条上距滤液细线较远的2种色素为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，正确。9植物体缺镁会使该植物光反应减弱，暗反应速率不变（ ）【解析】植物体缺Mg，导致叶绿素合成不足，不利于光反应的进行，进而会抑制暗反应速率，错误。10观察滤纸条上色素带的间隔距离可判断四种色素的含量（ ）【解析】判断四种色素的含量应根据滤纸条上色素带的宽度和颜色深浅，错误。11在研磨时加入少许二氧化硅和碳酸钙，其作用分别是研磨充分，溶解色素（ ）【解析】二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏，错误。12突然停止光照的短暂时间内，叶绿体中的
9、NADP与NADPH的比值升高（ ）【解析】突然停止光照，NADPH生成量减少，所以其含量降低，NADP+与NADPH的比值升高，正确。13普利斯特利实验证明了绿色植物在光下吸收CO2并放出O2（ ）【解析】普利斯特利实验证明绿色植物可以更新空气，但没强调需要光照，也未得出绿色植物在光下吸收CO2并放出O2的结论，错误。14鲁宾和卡门通过对比实验证明光合作用中O2中氧元素来自于H2O（ ）【解析】鲁宾和卡门通过对比实验证明光合作用中O2中氧元素来自于H2O而非CO2，正确。15萨克斯通过对照实验证明绿色植物光合作用的场所是叶绿体（ ）【解析】萨克斯通过对照实验证明绿色植物光合作用的产物有淀粉，
10、错误。16卡尔文利用同位素标记法探明了CO2中碳元素转移途径为14CO2（14CH2O）14C3（ ）【解析】卡尔文利用同位素标记法探明CO2中碳元素转移的途径为14CO214C3（14CH2O），错误。17晴朗夏日的中午，小麦植株叶绿休中C3与C5的比值变大（ ）【解析】晴朗夏日的中午，小麦植株叶绿体中C3生成减少，其与C5的比值减少，错误。18将暗室中的黑藻移至光照处时，照光后瞬间叶绿体中NADPH/NADP+的比值变大（ ）【解析】暗室的植物移至光照处时，光照增强，光反应产生的NADPH增多，所以照光后瞬间叶绿体中NADPH/NADP+的比值变大，正确。19将果蔬置于黑暗密闭容器后的一段
11、时间内，呼吸作用释放CO2量/消耗的O2量比值变小（ ）【解析】黑暗环境在细胞只进行呼吸作用，将果蔬置于黑暗密闭容器后的一段时间内，无氧呼吸加强，呼吸作用释放CO2量/消耗的O2量比值变大，错误。20弱光条件下，暗反应所需的ATP来源于光反应和细胞呼吸（ ）【解析】光合作用中暗反应所需的ATP只来源于光反应，错误。21叶肉细胞中形成NADH的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体（ ）【解析】NADH在细胞呼吸时产生，不在叶绿体中形成，错误。22光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，且光照越强光合速率越快（ ）【解析】光反应发生在叶绿体类嚢体薄膜上，在一定范围内存在光照越强植物光合速率越快的现象，高于光饱
12、和点后光照强度增强，光合速率不再加快，错误。23CO2的固定和C3的还原是在叶绿体基质中通过卡尔文循环完成的（ ）【解析】植物通过卡尔文循环完成暗反应，暗反应包括CO2的固定和C3的还原，正确。24提取光合色素时，研磨叶片后应立即加入CaCO3以防止叶绿素氧化分解（ ）【解析】CaCO3可防止酸破坏叶绿素，所以可在研磨前加入少许CaCO3，而不是研磨后再加CaCO3，错误。25背光侧的叶绿体表面积比向光侧大有利于吸收光能（ ）【解析】在背光侧的叶绿体比向光侧叶绿体大，这样更利于吸收光能，正确。26光合作用产生的ATP有一部分用于呼吸作用（ ）【解析】光合作用光反应产生的ATP用于暗反应，不会用
13、于呼吸作用，错误。27 所有能够进行光合作用的生物捕获光能色素的种类都相同（ ）【解析】水绵和蓝藻均能够进行光合作用，但是蓝藻中含有叶绿素和藻蓝素，而水绵中含有叶绿素和类胡萝卜素，错误。28光能转换为有机物中化学能的全过程在叶绿体基质中进行（ ）【解析】光能转换为ATP中活跃的化学能在类囊体的薄膜上，ATP中活跃的化学能转变成有机物中化学能的过程在叶绿体基质中进行，错误。29暗反应中C3转变成C5的过程需要光反应提供H和ATP（ ）【解析】暗反应中C3转变成C5的过程需要光反应提供H和ATP，正确。30光照适宜时叶绿体固定的CO2由线粒体和细胞质基质产生（ ）【解析】光照适宜时叶绿体固定的CO
14、2来自细胞呼吸和外界环境，错误。31如图表示植物光合作用的一个阶段，该反应的场所是叶绿体的类囊体()【解析】图示表示植物光合作用暗反应阶段，该过程在叶绿体基质中进行，错误。32提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是将实验材料剪碎、研磨在滤纸条上画线制取滤液进行纸层析()【解析】提取叶绿素的正确方法是先将实验材料剪碎、研磨，过滤制取滤液，然后利用毛细吸管沾到滤液在滤纸条上画线，注意线要画得细、直、齐，最后进行纸层析，注意层析时滤液细线不能浸没在层析液中。错误。33探究光照强度对植物光合速率影响的实验，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量()【解析】探究光照强度对植物光合速率影响的实
15、验中，CO2浓度、温度是无关变量，正确。34合理密植有利于增大光合面积()【解析】合理密植，相互之间遮光少，有益于增大光合面积，正确。35叶绿体内产生的H是还原型辅酶I（NADH），用于还原C3()【解析】线粒体内产生的H是还原型辅酶（NADH），用于还原O2，错误。36线粒体内产生的H是还原型辅酶II（NADPH），用于还原O2()【解析】叶绿体内产生的H是还原型辅酶（NADPH），用于还原C3，错误。37适宜光照下叶绿体中ATP的转移途径是从叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质()【解析】适宜光照下叶绿体中ATP的转移途径是从产生部位叶绿体类囊体薄膜移到起作用部位叶绿体基质，正确。38若横坐标代表
16、光照强度，纵坐标代表光合速率，则降低环境中的CO2浓度可使P点向左下方移动（ ）【解析】若横坐标代表光照强度，纵坐标代表光合速率，降低环境中的CO2浓度，可使光合速率下降，P点向左下方移动，正确。39CO2在叶绿体内的代谢途径为CO2C5C3（CH2O）（ ）【解析】CO2在叶绿体内的代谢途径可表示为CO2（CH2O），错误。40提取绿叶中的色素时，至少需要破坏细胞膜和叶绿体膜（ ）【解析】绿叶中的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上，提取绿叶中的色素时，至少需要破坏细胞膜和叶绿体膜，正确。41在土壤缺Mg的条件下，叶肉细胞捕获蓝紫光的能力减弱（ ）【解析】在土壤缺Mg的条件下，导致叶绿素的含量降低
17、，叶肉细胞捕获蓝紫光的能力减弱，正确。42类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中 ATP 的合成（ ）【解析】类胡萝卜素只吸收蓝紫光，基本不吸收红光，所以不能利用红光的能量合成ATP，错误。43叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制（ ）【解析】叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，正确。44光合作用的作用光谱也可用 CO2 的吸收速率随光波长的变化来表示（ ）【解析】由于光反应产生的H和ATP能用于暗反应，暗反应要吸收CO2，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，正确。45叶片在 640660 nm 波长
18、光下释放 O2 是由叶绿素参与光合作用引起的（ ）【解析】根据吸收光谱可知，叶片在640660nm波长（红光区域）光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，正确。46将植物栽培在适宜的光照、温度和CO2充足的条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况是下降、上升、下降( )【解析】二氧化碳含量的改变直接影响的是暗反应中二氧化碳的固定这个反应。二氧化碳含量由高到低时，二氧化碳的固定这个反应变弱，则这个反应的反应物C5化合物消耗减少，而C3还原继续产生C5，故剩余的C5相对增多；生成物C3生成量减少，而C3还原继续消耗C3，故剩余的
19、C3相对减少。由于C3化合物的生成量减少，则又影响了C3化合物的还原，使得C3化合物的还原反应减弱，则消耗的H和ATP量减少，所以H和ATP剩余的量增多，所以叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况分别是：下降、上升、上升，错误。48暗反应不需要光照，所以植物在没有光照的环境下也能大量合成（CH2O）( )【解析】暗反应需要光反应提供的H和ATP，所以植物在没有光照的环境下不能大量合成（CH2O），错误。49给植物浇灌H218O，一段时间后在周围空气中的O2、CO2、水蒸气中都能检测到18O( )【解析】给植物浇灌H218O，H218O参与光反应形成18O2，H218O参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2，因此一段时间后在周围空气中的O2、CO2、水蒸气中都能检测到18O，正确。50线粒体和叶绿体合成ATP时一定伴随H的产生( )【解析】有氧呼吸的第二、第三阶段是在线粒体中完成的，而有氧呼吸的第二阶段在合成ATP时伴随H的产生，第三阶段合成ATP时伴随H的消耗，在叶绿体的类囊体薄膜上发生的光反应阶段，其物质变化为：水在光下分解产生H和O2与合成ATP，错误
