1、第10讲 光与光合作用()考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构考点二 光合作用的探究历程及过程考点三 绿叶中色素的提取和分离构建知识网络 强记答题语句 探究高考 明确考向 练出高分 目 录 考纲要求：1.光合作用的基本过程()。2.实验：叶绿体色素的提取和分离。考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构解题探究 知识梳理 1.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱 知识梳理 叶绿素b叶绿素a胡萝卜素叶黄素由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对的吸收量大，类胡萝卜素对的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。可见光红光和蓝紫光蓝紫光2.叶绿体的结构与功
2、能(1)结构模式图(2)结构 外表：内部基质：含有与有关的酶：由类囊体堆叠而成，分布有和与光反应有关的酶双层膜暗反应基粒色素(3)功能：进行的场所。决定 证明 光合作用(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于被光束照射的部位。叶绿体深度思考(1)为什么叶片一般呈现绿色？提示 因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。(2)为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？提示 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。题组一 光合色素吸收光谱的分析 1.将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获
3、得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是()解题探究 A.类胡萝卜素B.叶黄素 C.胡萝卜素D.叶绿素a 解析 叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。其中，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。从图中可以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光，所以该色素为叶绿素a。答案 D 2.如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是()A.由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光 B.用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度
4、 C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加 D.土壤中缺乏镁时,植物对420470 nm波长的光的利用量显著减少 解析 类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光，A正确；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强，C3还原加速，叶绿体中C3的量将减少，C项错误；叶绿素b主要吸收420470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少，D正确。答案 C 题组二 分析光合色素的元素组成与作用 3.(2013新课标，
5、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，由于绿色植物几乎不吸收绿色光，所以植物的叶片一般呈现绿色。答案 D 4.1880年德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)，他得出光合作用强度在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是()A.细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，水绵光合作
6、用强 B.好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强 C.好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强 D.聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用 解析 普通白光经三棱镜折射后，分散成不同色彩的光，在图(b)中由左到右是按照红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分布，好氧细菌分布在氧气浓度较高的环境中。图(a)中，好氧细菌分布多的地方，氧气浓度高，氧气来自光合作用中的光反应，因此好氧细菌的分布也体现出光合作用强度的大小，故B项正确。答案 B 影响叶绿素合成的因素分析(1)光照：光是影
7、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。归纳提升(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶子变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶子变黄。考点二 光合作用的探究历程及过程解题探究 知识梳理 1.光合作用的探究历程(连线)知识梳理 思考(1)普利斯特利实验结果说服力不强，应如何设计对照实验？答案 应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。(2)萨克斯实验的
8、自变量、因变量、实验组、对照组分别是什么？答案 自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。(3)写出鲁宾和卡门实验的设计思路。182答案 H2OC18O2植物 O2；HOCO2 植物 18O2。2.光合作用的过程(1)反应式：CO2H2O光能叶绿体(CH2O)O2。(2)过程 叶绿体类囊体的薄膜H+O2ATP活跃的化学能叶绿体基质(CH2O)ADP+Pi稳定的化学能思维诊断(1)光合作用需要的色素和酶均分布在叶绿体基粒和基质中()(2)破 坏 叶 绿 体 外 膜 后，O2 不 能 产 生(2011 浙 江，1A)()(3)细胞中不能合成ATP的
9、部位是叶绿体中进行光反应的膜结构(2012北京，1B)()(4)光合作用过程中光反应是暗反应进行的前提()(5)在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中C3和C5化合物含量都迅速增加(2009海南，15B)()(6)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中(2009安徽，1B)()题组一 分析光合作用的探究历程 1.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()解题探究 A.Y2的质量大于Y3的质量 B.中小球藻的质量大于中小
10、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 Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3；中小球藻中含有(CHO)的有机物，而中小球藻含有(CH2O)的有机物，故中小球藻质量大于中的小球藻质量；和中的水都为HO，且含量相同，因此质量相等；在试管和中原有质量相等的情况下，中释放出的是18O2，而中释放出的是O2，故剩余质量大于。答案 C 1821822.(2013海南，10)某植物叶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
11、色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是()A.a、b和dB.a、c和e C.c、d和eD.b、c和e 解析 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，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液不会变蓝。答案 B 体会探究光合作用历程的实验方法(1)在光合作用的探究历程中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确。普利斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(HO与C18O2)，因变量为O2的放射性。萨克斯：自身对照，自变量为光照(一半曝光、另一半遮光)，因变量为叶片的颜色变化。归纳提升 182(2)萨克斯在
12、做实验前，把绿叶放在黑暗中处理一段时间，目的是消耗掉叶片中的营养物质。如果不进行该步操作，结果可能会变为遮光处也出现蓝色，因为其中的营养物质没有被充分消耗掉。(3)应用普利斯特利的实验装置和萨克斯的实验处理方法可以验证CO2是光合作用必需的原料，在实验时应注意对植物做饥饿处理。题组二 光合作用的过程分析 3.根据右面光合作用图解，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、ATP、CO2、(CH2O)D.不仅用于还原C3化合物，还可促进与C5的结合 解析 根据光合作用的过程判断分别表示H、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应。
13、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化合物还原过程中需要ATP，CO2固定过程中不需要ATP。答案 C 4.如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述错误的是()A.和均为选择透过性膜 B.上分布有与光反应有关的色素和酶 C.在上形成的产物H和ATP进入中为暗反应提供物质和能量 D.中进行的反应使ATP进入糖类等有机物中 解析 和分别表示叶绿体的外膜和内膜，为生物膜，具有选择透过性；为基粒，其上分布着光反应所需的色素和酶；光反应的产物H和ATP进入叶绿体基质中，为暗反应提供还原剂氢和能源物质ATP；ATP水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳
14、定的化学能，而非直接将ATP转移到有机物中。答案 D 5.(2014福建，26)氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成H和O2，H可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使H转变为氢气。(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的。解析(1)在光合作用过程中，叶绿素a等光合色素捕获光能的过程属于光反应过程，光合色素分布在叶绿体类囊体的薄膜上，故光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上。类囊体薄膜(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设计完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组),在特定条件下培养莱茵
15、衣藻,一定时间后检测产氢总量。实验结果：B组A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有作用。为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为和。解析 A组为对照组，产氢量：B组A组，说明缺硫能促进莱茵衣藻产氢；根据单一变量原则，研究CCCP对莱茵衣藻产氢的影响时，可将自变量设置为是否添加CCCP，研究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响时，可设置完全培养液和缺硫培养液进行对照，而既要研究CCCP和缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，又要研究两者的相互关系，可设置如下四组实验：完全培养液 缺硫培养液 添加CCCP 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液 不添加CCCP 不添加
16、CCCP的完全培养液 不添加CCCP的缺硫培养液 答案 促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因。解析 光反应产生的H和ATP用于暗反应中C3的还原，而产氢则意味着部分H转变为氢气，参与暗反应的H减少，会使暗反应产生的有机物减少。莱茵衣藻光反应产生的H转变为H2，参与暗反应的H减少，有机物生成量减少(4)在 自 然 条 件 下，莱 茵 衣 藻 几 乎 不 产 氢 的 原 因是，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。解析 由题干中信息“低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使H转变为氢气”可知，氧气能够抑
17、制产氢酶的活性。氧气抑制产氢酶的活性 题组三 分析条件骤变对光合作用物质含量变化的影响 6.(2014新课标，2)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()A.O2的产生停止B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP比值下降 解析 正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和H(即NADPH)停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减
18、慢，B项所叙述现象不会发生。答案 B 7.(2013重庆，6)下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是()A.t1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多 B.t2t3，暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C.t3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果 D.t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低 解析 水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此
19、时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的相互转化，同时促进了光反应，C项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。答案 D 8.如图是夏季晴朗的一天中，某绿色植物体内C3和C5两种化合物相对含量的变化曲线图，有人据图做出了如下分析和判断，其中正确的是()A.m表示C5，因为夜间叶绿体不能产生ATP和H，C5因缺少ATP不能与CO2结合而积累 B.在59时，光合作用的最大限制因子是温度，1115时最大的限制因子是
20、光照和CO2 C.1620时两种物质含量变化的主要原因是环境因素的改变引起植物气孔开放和ATP、H生成减少 D.环境因素的变化引起植物呼吸作用增强产生较多的CO2是1620时两种物质含量变化的主要原因 解析 必须先读懂两条形态相似、变化相反曲线的意义，运用光合作用过程中物质、能量及影响因素等方面的规律审题，进行综合分析，才能正确做出选择。题干提示两条曲线是关于光合作用过程中，两种化合物相对含量的变化，因此，紧扣C3和C5相互转化的条件和因果关系是解题的出发点。早上有光照后，光反应产生的ATP和H增多，C3被还原而减少，C5则增多；傍晚光照减弱，光反应产生的ATP和H减少，C3增多，C5则减少，
21、所以m表示C3，n表示C5。CO2的固定不需要ATP，在59时，光合作用的最大限制因子是光照而不是温度，1115时光合作用最大的限制因子不是光照，而是CO2。答案 C 模型法分析物质的量的变化思维建模 特别提醒(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP含量变化是一致的。考点三 绿叶中色素的提取和分离解题探究 实验解读 1.实验原理(1)提取：叶绿体中的色素溶于而不溶于水，可用等有机溶剂提取色素。(2)分离：各种色素在中溶解度不同，的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。实验解读
22、有机溶剂 无水乙醇 层析液 溶解度高 2.实验步骤(1)提取色素：称取5 g的绿叶，剪碎放入研钵中，在研钵中加入少许SiO2和CaCO3、10 mL无水乙醇，迅速研磨并用过滤。(2)制备滤纸条：距剪去两角的滤纸条一端1 cm处用铅笔画一条细线。(3)画滤液细线：用毛细吸管吸取色素滤液，沿铅笔线均匀地画一细线，待滤液干后再画一两次。单层尼龙布(4)色素分离 层析液 将适量倒入试管 插入滤纸条棉塞塞紧试管口(5)观察结果 滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带叶黄素黄绿色 深度思考(1)为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？提示 新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显
23、。(2)为什么滤液细线要重复画，且线要细、直？提示 重复画线是为了增加色素的浓度，使分离出的色素带清晰分明。滤液细线要细、直是为了防止色素带之间出现重叠。(3)层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？提示 滤纸条上的滤液细线触及(或没入)层析液，会使滤液中的色素溶解于层析液中，滤纸条上得不到色素带，使实验失败。题组一 绿叶中色素提取与分离的实验分析 1.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为()解题探究 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 水 CaCO3 SiO2 A.B
24、.C.D.解析 解答本题首先要知道表格中各种试剂的作用，然后再分析每位同学所加的试剂。其中乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要水，若加入水会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分
25、，最终导致各种色素的含量均减少，对应。答案 B 2.某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()A.甲可能是因为研磨时未加入SiO2 B.乙可能是因为研磨时未加入CaCO3 C.丙可能误用蒸馏水做提取液和层析液 D.丁是正确操作得到的理想结果 解析 在色素的提取和分离实验中，SiO2可使菠菜叶研磨充分，CaCO3可防止叶绿素受到破坏，未加入SiO2和CaCO3时，会发生甲、乙图示的现象，A、B正确；丙图中色素含量基本为零，可能是误用蒸馏水做提取液和层析液的结果，C正确；丁图显示含量最高的是叶黄素，实际上正常绿色
26、叶片中叶绿素a和叶绿素b含量多，D错误。答案 D 归纳提升绿叶中的色素提取和分离实验的异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析 未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素(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未画成一条细线。(3)滤纸条上得不到色素带的原因分析 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。题组二 分析色素提取与分离的实验操作 3.(2013江苏，5)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的
27、是()A.使用定性滤纸过滤研磨液 B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线23次 D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素 解析 色素易被滤纸吸附，故用单层尼龙布过滤，A错误；每次重复画色素滤液细线时，需等干燥后再进行，C错误；由于叶绿体中的色素不溶于水，因此研磨叶片时需用无水乙醇或丙酮，D错误。答案 B 4.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作：将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线；为增强实验效果，将滤液细线画粗些；将滤纸条画有滤液
28、细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是()A.B.C.D.解析 实验操作中，正确的做法是：提取绿色叶片中的色素时，在将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后，应加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10 mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨；制备滤纸条时，应将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线，而不是用钢笔；画滤液细线时，为确保色素带分离整齐、不重叠，应保证滤液细线细、直、齐，为增强实验效果，应重复画线使滤液细线处积累较多色素；分离色素时，应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，略微斜靠着烧杯的内壁，轻轻插入层析液中，随后盖上培养皿盖，为了防
29、止滤液细线中的色素溶于层析液中，不能让滤液细线触及层析液。答案 D 构建知识网络 强记答题语句 网络构建 要语强记1.叶绿体中的色素有4种，即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。2.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。3.吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。4.叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。5.光合作用释放的O2来自于H2O。6.光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成H和O2，同时形成ATP的过程。7.暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成
30、的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。探究高考 明确考向 4312探究高考 明确考向 1.(2012海南，9)关于叶绿体色素的叙述，错误的是()A.叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光 B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同 C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能 4312探究高考 明确考向 解析 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，A项正确；叶绿体中叶绿素含量约为3/4，类胡萝卜素含量约为1/4，B项正确；不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离，C项正确；乙醇提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍是可以吸收光能的，D
31、项错误。答案 D 4312探究高考 明确考向 2.(2012上海，17)下图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()A.红色B.黄色C.绿色D.紫色 4312探究高考 明确考向 解析 在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。答案 B 4312探究高考 明确考向 3.(2011新课标，29)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
32、中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。请据图回答问题：4312探究高考 明确考向(1)图中物质A是(C3化合物、C5化合物)。解析 CO2浓度降低时，C3化合物产生减少而消耗继续，故C3化合物的浓度降低，所以物质A代表的是C3化合物。C3化合物4312探究高考 明确考向(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比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。解析在正常情况下，1 mol CO2与1 mol C5化合物结合形成2mol C3化合物，即C3化合物的浓度是C5化合物浓度的2倍。CO2浓度迅速下降到0.003%后，C5化合物的产生量不变而
33、消耗量减少，故C5化合物的浓度升高。4312探究高考 明确考向 答案 暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍 当CO2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 4312探究高考 明确考向(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(低、高)。解析(3)CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物H和ATP的积累而抑制光反应过程，足量的H和ATP引起暗反应中C5化合物的浓度又逐渐降低，而C3化合物的浓度逐
34、渐升高，在达到相对稳定时,C3化合物的浓度仍是C5化合物浓度的2倍。高4312探究高考 明确考向(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(高、低)，其原因是。解析 CO2浓度较低时，暗反应减弱，需要的H和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和H少4312探究高考 明确考向 4.(2014广东，26)观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题：光照强度 叶色 平均叶面积(cm2)气孔密度(个mm2)净光合速率(mol CO2m2s1)强
35、浅绿 13.6(100%)826(100%)4.33(100%)中 绿 20.3(149%)768(93%)4.17(96%)弱 深绿 28.4(209%)752(91%)3.87(89%)注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照。4312探究高考 明确考向(1)CO2以方式进入叶绿体后,与结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的。解析 根据光合作用的过程可知，暗反应阶段叶片通过气孔吸收CO2，CO2进入细胞后以自由扩散的方式进入叶绿体，进而被C5固定形成C3，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被H还原为糖类和C5。自由扩散五碳化合物(C5)H和ATP4312探究高考 明确
36、考向(2)在弱光下，柑橘通过和来吸收更多的光能，以适应弱光环境。解析 通过表格数据可以看出：弱光下，植物为了适应环境，通过增加叶绿素含量(叶色为深绿)和提高平均叶面积(是强光下的209%)来吸收更多的光能。增加叶绿素含量 提高平均叶面积4312探究高考 明确考向(3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数，单位时间内平均每片叶CO2吸收量。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是，最后发生改变的是。4312探究高考 明确考向 解析 柑橘平均每片叶的气孔总数平均叶面积气孔密度，通过计算可知，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数最少，但净光合速率
37、最大，说明单位时间内平均每片叶CO2吸收量最多。在遮阴条件下，植物接受的光照减少，会首先影响其光合速率，净光合速率随之改变。为了适应弱光环境，植物要合成更多的叶绿素来尽量提高光合速率，一段时间后，植物叶面积也会变大，以便通过增加气孔总数来提高光合速率。答案 少 多 净光合速率 叶面积 4312练出高分 12345678910111213练出高分1.图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则图所示结果最有可能来自于()A.水培的洋葱叶 B.生长的柳树幼叶 C.培养的衣藻 D.秋冬的银杏落叶 12345678910111213练出高分 解析 从两条层析条带上分析可知，滤纸条缺少了叶绿素a和叶绿素b
38、的色素带，可能是选择的材料中缺少叶绿素。从4个选项分析，秋冬季的银杏落叶由于叶绿素分解，而呈现黄色，所以层析出的色素带最可能出现的情况。答案 D 123456789101112132.植物气孔是由两个保卫细胞组成的，其开张度有多种调节机制，其中的一个调节机制如图：SO2 抑制CO2固定的酶活性 保卫细胞中CO2浓度相对提高ABA 气孔关闭 1 2345678910111213根据以上内容，判断下列说法错误的是()A.当SO2浓度过高时，可能会抑制光合作用 B.ABA在一定程度上可帮助植物免受SO2的破坏 C.当SO2浓度过高时，植物体内C3的含量上升 D.CO2进出保卫细胞的方式为自由扩散 解
39、析 根据题图可知，当SO2浓度过高时，会抑制CO2固定的酶的活性，使CO2固定量减少，生成物C3的含量也相对下降。C1 23456789101112133.某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()A.光吸收差异显著，色素带缺第2条 B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C.光吸收差异显著，色素带缺第3条 D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条 1 2345678910111213解析 水稻的叶黄素缺失，则对蓝紫光的吸收减少，对红光的吸收无明显差异，A、C项错误；色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、
40、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则色素层析条带从上至下缺第2条，故B项正确、D项错误。答案 B 1 23456789101112134.将在黑暗中放置一段时间的叶片均分为4块,置于不同的试管中，按下表进行实验,着色最浅的叶片所在的试管是()试管编号 实验处理 CO2溶液 光照 白光 蓝光 红光 绿光 碘液 注：“”表示具有该条件。A.B.C.D.1 2345678910111213解析 绿叶吸收绿光最少，植物在绿光下合成的淀粉最少，故与碘液反应着色最浅。答案 D 1 23456789101112135.在进行光合作用的单细胞绿藻培养液中通入C18O2，一段时间后，产生的下列物质中不可能有18O标
41、记的是()A.O2B.葡萄糖 C.三碳化合物D.五碳化合物 解析 光合作用释放的O2来自水中的氧元素。A1 23456789101112136.下列物质中，可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有()A.水、二氧化碳、ATPB.氧气、水、ATP C.水、ADP、PiD.ADP、C3、水 解析 在叶绿体类囊体的薄膜上发生的光反应，有ATP的形成和水的光解。C 1 23456789101112137.某植物(其叶片如图一所示)放在黑暗中两天后，根据图二所示，处理其中一块叶片。然后将整株植物置于阳光下4 h，取该叶片经酒精脱色处理后，滴加碘液(棕黄色)显色，下列有关该实验结果和现象的描述正确的是()1 2
42、345678910111213X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要CO2 W和Y两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素 显色后X为蓝色，Y为棕黄色 木塞处所显颜色证明光合作用需要光 A.B.C.D.1 2345678910111213解析 X处可进行光合作用，Y处不能，因此实验后的结果显示出X为蓝色，Y为棕黄色；W和X两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素；X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要二氧化碳；Y处缺少二氧化碳，木塞夹着的叶片缺少光和二氧化碳，不能形成对照实验，不能证明光合作用需要光。答案 B 1 23456789101112138.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组
43、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，暗反应强度降低 D.光反应强度降低，暗反应强度不变 解析 镁是合成叶绿素的原料，缺镁培养液培养的植物叶绿素合成受阻，光反应减弱，合成的H与ATP减少，从而使暗反应强度也降低。B 1 23456789101112139.如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是()A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能 B.供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2C3甲 C.结构A释放的O2可进入线粒体中 D.如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加 1
44、 2345678910111213解析 在光合作用中，CO2首先和C5结合生成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。答案 D 1 234567891011121310.关于小麦光合作用的叙述，错误的是()A.类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应 B.夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高 C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原 D.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长 1 2345678910111213解析 类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应，A正确；夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭而出现午休现象，导致光合作用的原
45、料CO2减少，小麦光合速率反而下降，B错误；进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原，C正确；净光合速率为零时，会导致幼苗停止生长，D正确。答案 B 1 234567891011121311.下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程，分析回答：1 2345678910111213(1)提取色素时为了研磨充分应加入，纸层析法分离色素的原理是。解析 在提取绿色叶片中的色素时要在研钵中加无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅，各色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同，从而分离色素：溶解度高，扩散速度快；溶解度低，扩散速度慢。二氧化硅(SiO2)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条上扩散
46、快，反之则慢1 2345678910111213(2)纸层析法分离色素的“结果”如右图所示，其中共有的色素带的颜色是，据此能得出的结论是。解析 滤纸条从上到下依次是胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b，据图可知，共有的色素带的颜色是橙黄色、黄色；根据实验流程图可知，韭黄和韭菜的区别是生长过程中是否有光照，根据实验结果可以看出，韭黄的色素带缺少叶绿素，故可推断叶绿素的形成需要光照。橙黄色、黄色叶绿素的形成需要光1 2345678910111213(3)将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液分别放在阳光与三棱镜之间，“结果”吸收光谱最明显的差异出现在光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光1
47、2 h，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，其原因是。1 2345678910111213解析 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以韭菜和韭黄色素滤液的吸收光谱最明显的差异出现在红光区域；韭菜滤液在强光下曝光12 h后，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，说明叶绿素不稳定，在强光下易分解。答案 红 叶绿素不稳定，在强光下易分解 1 2345678910111213(4)每分子叶绿素含有一个Mg2，可被H、Cu2等置换。韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加的颜色相似，呈黄褐色。实验室常用含Cu2的试剂处理叶片，可形成铜代叶
48、绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其 原 因 是。1 2345678910111213解析 叶绿素能被酸性物质破坏，所以加入5%HCl后，其颜色与研磨时未加碳酸钙的颜色相似。通过铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色可推测，铜代叶绿素比叶绿素稳定。答案 碳酸钙(CaCO3)铜代叶绿素比叶绿素稳定 1 234567891011121312.图甲表示某绿色植物进行光合作用的示意图，图乙为外界因素对光合作用影响的关系图。请分析回答：1 2345678910111213(1)图甲中a、b两个生理过程发生的场所是。若适当提高CO2浓度，短时间内图中C的含量变化是。(2)图甲中物质D为，D的生成量可代表光合
49、作用的强度。除此之外，下列哪些选项也能够代表光合作用强度？。A.O2的释放量B.C3化合物的量 C.C5化合物的量D.CO2的吸收量(3)经研究发现，该植物夜晚虽然能吸收CO2，却不能合成D，原因是。1 2345678910111213(4)在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的脂质仓库，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是。(5)乙图中，如果X代表土壤中Mg2浓度，则X可通过影响的合成来影响光合速率；如果X代表CO2的含量，则X主要通过影响的合成来影响光合速率。1 2345678910111213解 析 图中A是C5，B是C3、C是H、D为光合产物(CH
50、2O)(或糖类)，O2的释放量和CO2的吸收量的变化趋势与(CH2O)的变化趋势是一致的，都可作为光合作用进行状况的反应指标；而C3的总量和C5的总量在条件不变的情况下不发生变化；Mg2是合成叶绿素的主要元素，Mg2的缺少会影响光合速率。1 2345678910111213答案(1)叶绿体基质 下降(2)(CH2O)(或糖类)AD(3)没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供H和ATP(4)颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构(5)叶绿素(或色素)三碳化合物(C3)1 234567891011121313.(2013北京，29)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具
51、有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图所示：1 2345678910111213(1)光合作用暗反应利用光反应产生的ATP和，在中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。解析 光合作用光反应可为暗反应提供H和ATP，并在叶绿体基质中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。H叶绿体基质1 2345678910111213(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是。解析 由图1信息知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片固定CO2能力明显降低；对照组(未摘除棉铃)植株CO
52、2固定速率的相对值应为“去除棉铃百分率为0”时的CO2固定值即“28”。降低281 2345678910111213(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，降低，进而在叶片中积累。淀粉和蔗糖含量解析 由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖含量增加；由题干信息知叶片光合产物“被运到棉铃中被利用”，故除去棉铃后，叶片光合产物输出量降低，从而导致相应产物在叶片中积累。输出量1 2345678910111213(4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会光合作用。解析(4)综合图1、图2相关信息可知，叶
53、片中光合产物积累将明显降低CO2固定速率，即抑制光合作用。抑制1 2345678910111213(5)一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除 棉 铃 植 株 的 叶 片 相 比，若 检 测 结 果是，则支持上述推测。1 2345678910111213解析 该验证实验中，去除植株上的棉铃，使“遮光叶片成为需要光合产物输入的器官”，则未遮光叶片光合作用产物会不断转运至遮光叶片中，从而导致未遮光叶片中蔗糖和淀粉含量下降，进而解除产物积累对光合速率的抑制，因此，通过检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，倘若与只去除棉铃植株的叶片相比，检测结果为CO2固定速率相对值增大，则可支持相关推测。1 2345678910111213答案 未遮光 光合产物(淀粉、蔗糖)含量降低，光合速率(CO2固定速率相对值)增大 1 2345678910111213
