一輪復(fù)習(xí) 人教版 光合作用與能量轉(zhuǎn)化(Ⅰ) 學(xué)案

1、 25/25第4講光合作用與能量轉(zhuǎn)化()課標(biāo)要求說(shuō)明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽(yáng)光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過(guò)程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能實(shí)驗(yàn)：提取和分離葉綠體色素核心素養(yǎng)(教師用書(shū)獨(dú)具)1.比較光合作用過(guò)程中光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的關(guān)系以及物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、物質(zhì)與能量相互依存的觀(guān)點(diǎn)。(生命觀(guān)念)2構(gòu)建ATP、NADPH、C3、C5等物質(zhì)變化與光合作用的相關(guān)曲線(xiàn)模型，培養(yǎng)識(shí)圖、建模及邏輯思維能力。(科學(xué)思維)3結(jié)合分析教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)的基本原則，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(科學(xué)探究)4利用光合作用的原理指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(社會(huì)責(zé)任)考點(diǎn)1捕獲光

2、能的色素和結(jié)構(gòu)1葉綠體中色素的種類(lèi)和顏色色素的種類(lèi)色素的顏色葉綠素葉綠素a藍(lán)綠色葉綠素b黃綠色類(lèi)胡蘿卜素葉黃素黃色胡蘿卜素橙黃色2.葉綠體中色素的吸收光譜分析由圖可以看出：(1)色素的功能：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。(2)色素吸收光的范圍：可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍大約是400760 nm，一般葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，對(duì)紅外光和紫外光不吸收。3葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能(1)結(jié)構(gòu)eq blc(avs4alco1(外部：雙層膜,內(nèi)部blc(avs4alco1(基質(zhì)：含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶,基粒：由類(lèi)囊體堆疊而成，分布有, 色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶)(2)功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。4恩格

3、爾曼實(shí)驗(yàn)方法的巧妙之處(1)巧選實(shí)驗(yàn)材料：選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀(guān)察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣的部位。(2)妙法排除干擾因素：沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。(3)巧妙設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為有光照和無(wú)光照的部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)；臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。()2液泡中色素吸收的光能用于光合作用。()提示：葉綠體中色素吸收的光能用于光合作用。3葉片黃化，葉綠體對(duì)紅光的吸收增多。()提示：葉片黃化，說(shuō)明葉綠體中的葉綠素減少，所以吸收紅光減少。4光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒

4、和基質(zhì)中。()提示：基質(zhì)中有酶分布，但沒(méi)有色素。5沒(méi)有葉綠體，細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用。()提示：藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞沒(méi)有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍(lán)素，能進(jìn)行光合作用。生產(chǎn)上，用何種顏色的玻璃、塑料薄膜做溫室大棚的頂棚產(chǎn)量高？陰天時(shí)，在功率相同的情況下，應(yīng)該選擇什么顏色的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？(必修1P97“問(wèn)題探討”)提示：無(wú)色，因?yàn)槿展庵懈鞣N顏色的光均能通過(guò)，作物光合效率高。陰天時(shí)，應(yīng)選擇補(bǔ)紅光和藍(lán)紫光的照明燈。1高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色，原因是_。提示：葉綠體中的色素幾乎不吸收綠光，綠光被反射出來(lái)2入秋后，葉片逐漸變黃，原因是_。提示：入秋后，氣溫逐漸降低，低溫可導(dǎo)致葉綠素被破壞，而類(lèi)胡蘿卜素比較穩(wěn)

5、定，葉片中葉綠素含量減少，類(lèi)胡蘿卜素相對(duì)含量增加1影響葉綠素合成的三大因素2光合色素的分布與功能(1)色素的分布位置：色素不只分布于葉綠體中，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。(2)色素的功能特點(diǎn)：葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素均有主要的吸收光波段，對(duì)其他波段的可見(jiàn)光并非不吸收，只是吸收量較少。1現(xiàn)有載有水綿和好氧型細(xì)菌的臨時(shí)裝片、紅光源和綠光源，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證植物光合作用對(duì)紅光的利用率大于對(duì)綠光的利用率，簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案和預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論。提示：將臨時(shí)裝片置于沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境中，分別用同等強(qiáng)度的紅光束和綠光束照射水綿。好氧型細(xì)菌更多聚集在紅光束照射的部位，證明植物光合作用對(duì)

6、紅光的利用率大于對(duì)綠光的利用率。2研究表明，光照會(huì)影響韭菜葉綠素的合成，但不會(huì)影響類(lèi)胡蘿卜素的合成。請(qǐng)利用色素的提取和分離技術(shù)，以暗處生長(zhǎng)的韭菜幼苗作為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證這一結(jié)論。要求簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。實(shí)驗(yàn)思路：預(yù)期結(jié)果：提示：將部分韭菜幼苗置于光照條件下培養(yǎng)(甲組)，部分置于黑暗條件下培養(yǎng)(乙組)。一段時(shí)間后，提取并用紙層析法分離兩組韭菜中的色素，比較濾紙條上的色素帶。甲組濾紙條上的橙黃色和黃色的色素帶與乙組濾紙條上的橙黃色和黃色的色素帶基本一致；甲組濾紙條上有藍(lán)綠色和黃綠色的色素帶，乙組濾紙條上沒(méi)有藍(lán)綠色和黃綠色的色素帶?？疾楣夂仙氐姆N類(lèi)和作用1植物光合作用的作用光譜是通過(guò)測(cè)

7、量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來(lái)繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A類(lèi)胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成B葉綠素的吸收光譜可通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制C光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來(lái)表示D葉片在640660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 A類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，不吸收紅光，所以在藍(lán)紫光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，其吸收光譜可通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長(zhǎng)的變化均可表示光合作用的作用光譜；根據(jù)葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的吸收光譜可

8、知，葉片在640660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的。2(2021濰坊檢測(cè))如圖表示葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的吸收光譜。下面說(shuō)法正確的是()A土壤中缺乏鎂時(shí)，植物新葉對(duì)420 nm470 nm波長(zhǎng)的光的利用量比老葉更少B用紙層析法分離色素后得到的色素帶的寬度，反映了色素在層析液中溶解度的大小C葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素吸收的不同波長(zhǎng)的光都可以用于光合作用，且在轉(zhuǎn)化光能過(guò)程中會(huì)引起葉綠體基質(zhì)pH發(fā)生變化D用不同波長(zhǎng)的光照射植物葉片，得到的光合作用產(chǎn)物完全相同C土壤中缺乏鎂時(shí)，由于鎂是可以重復(fù)利用的元素，因此缺鎂癥狀首先表現(xiàn)在老葉上，因此老葉對(duì)420 nm470 nm波長(zhǎng)的光(藍(lán)紫光)的利用

9、量比新葉更少，A錯(cuò)誤；用紙層析法分離色素后得到的色素帶的寬度，反映了色素在綠葉中的含量，B錯(cuò)誤；葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素吸收的不同波長(zhǎng)的光都可以用于光合作用的光反應(yīng)過(guò)程，光反應(yīng)過(guò)程中水光解產(chǎn)生氧氣和氫，進(jìn)而導(dǎo)致葉綠體基質(zhì)中pH的變化，即在轉(zhuǎn)化光能過(guò)程中會(huì)引起葉綠體基質(zhì)pH發(fā)生變化，C正確；用不同波長(zhǎng)的光照射植物葉片，得到的光合作用產(chǎn)物不完全相同，藍(lán)紫光照射下，植物合成的有機(jī)物以蛋白質(zhì)為主，紅光照射下，植物合成的有機(jī)物主要以糖類(lèi)為主，D錯(cuò)誤?？疾槿~綠體的結(jié)構(gòu)和功能3(不定項(xiàng))右圖是在電子顯微鏡下觀(guān)察到的高等植物葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，下列有關(guān)敘述正確的是()A和均為選擇透過(guò)性膜B上分布著與光反應(yīng)有關(guān)的色素和

10、酶，這些色素對(duì)綠光吸收最多C上所含色素均含Mg2，故缺Mg2時(shí)這些色素都無(wú)法合成D在上形成的產(chǎn)物NADPH和ATP進(jìn)入中為暗反應(yīng)提供物質(zhì)和能量AD和分別為葉綠體的外膜和內(nèi)膜，膜結(jié)構(gòu)均具有選擇透過(guò)性；為類(lèi)囊體，其上分布著與光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶，這些色素對(duì)綠光吸收最少，所以葉片一般為綠色；葉綠素中含Mg2，胡蘿卜素、葉黃素中不含Mg2；在類(lèi)囊體上形成的產(chǎn)物NADPH和ATP進(jìn)入中為暗反應(yīng)提供物質(zhì)和能量?？键c(diǎn)2(探究實(shí)踐)綠葉中色素的提取和分離1實(shí)驗(yàn)原理2實(shí)驗(yàn)步驟3實(shí)驗(yàn)結(jié)果綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過(guò)淺的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置數(shù)天的綠葉

11、，濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取液濃度太低(正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇提取色素)。未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊：沒(méi)經(jīng)干燥處理，濾液細(xì)線(xiàn)不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。(3)濾紙條看不到色素帶：忘記畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)；濾液細(xì)線(xiàn)接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。1(2020江蘇高考)采用新鮮菠菜葉片開(kāi)展“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A提取葉綠體色素時(shí)可用無(wú)水乙醇作為溶劑B研磨時(shí)加入CaO可以防止葉綠素被

12、氧化破壞C研磨時(shí)添加二氧化硅有助于色素提取D畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散B葉綠體色素能溶解在無(wú)水乙醇或丙酮等有機(jī)溶劑中，所以可用無(wú)水乙醇作為溶劑提取葉綠體色素，A正確；研磨時(shí)加入CaCO3可以防止葉綠素被氧化破壞，B錯(cuò)誤；加入二氧化硅是為了使研磨更充分，從而使葉綠體中的色素釋放出來(lái)，C正確；畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散，防止色素帶之間部分重疊，D正確。2(2021武漢模擬)為研究高光強(qiáng)對(duì)移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用無(wú)水乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進(jìn)行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果(、為色素條帶)。下列敘述正確的是()A強(qiáng)光下的幼苗相比正常光照下的綠色更深B強(qiáng)光照可能抑制葉綠素的合成，促進(jìn)

13、類(lèi)胡蘿卜素的合成C四種色素在層析液中溶解度的大小是，C錯(cuò)誤；如果濾液細(xì)線(xiàn)觸及石油醚，四種色素會(huì)溶解于層析液中，得不到四條色素帶，D錯(cuò)誤。考點(diǎn)3光合作用的原理一、探究光合作用的部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)科學(xué)家關(guān)鍵設(shè)計(jì)或現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論(觀(guān)點(diǎn))恩格爾曼氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，光合作用需要光照希爾離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒(méi)有CO2)，在光照下可以釋放出氧氣水在葉綠體中光解、產(chǎn)生氧氣魯賓和卡門(mén)eq avs4al(向植物,提供)eq blc(avs4alco1(Heq oal(18,2)O、CO2釋放18O2,H2O、C18O2釋放O2)光合作用釋放的氧氣全部來(lái)

14、自水阿爾農(nóng)在光照下，葉綠體合成ATP總是與水的光解相伴隨葉綠體中水的光解過(guò)程伴隨ATP合成卡爾文用14C標(biāo)記的14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，追蹤檢測(cè)其放射性：14CO214C3(14CH2O)和14C5光合產(chǎn)物中的碳來(lái)自二氧化碳二、光合作用的概念和反應(yīng)式1光合作用的概念綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。2光合作用的化學(xué)反應(yīng)式CO2H2Oeq o(,sup10(光能),sdo10(葉綠體)(CH2O)O2。三、光合作用的過(guò)程1圖解光合作用的過(guò)程2比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)階段光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)所類(lèi)囊體薄膜葉綠體基質(zhì)條件光、色素、酶、H2O、ADP、

15、Pi、NADP酶、CO2、ATP、NADPH、C5等物質(zhì)變化水的光解：2H2Oeq o(,sup10(酶)O24H4eATP的合成：ADPPi能量eq o(,sup10(酶)ATP還原型輔酶的形成：NADPH2eeq o(,sup10(酶)NADPHCO2的固定：CO2C5eq o(,sup10(酶)2C3C3的還原：2C3eq o(,sup10(ATP、NADPH),sdo10(酶)(CH2O)C5能量變化光能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能四、光合作用的意義1光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物除供自身利用外，還為所有異養(yǎng)生物提供食物。2光能通過(guò)驅(qū)動(dòng)光合

16、作用而驅(qū)動(dòng)生命世界的運(yùn)轉(zhuǎn)。1沒(méi)有葉綠體的細(xì)胞無(wú)法進(jìn)行光合作用。()提示：藍(lán)細(xì)菌無(wú)葉綠體，能進(jìn)行光合作用。2植物在夜晚不能進(jìn)行光反應(yīng)，只能進(jìn)行暗反應(yīng)。()提示：沒(méi)有光反應(yīng)提供的NADPH和ATP，暗反應(yīng)不能進(jìn)行。3只提供光照，不提供CO2，植物可獨(dú)立進(jìn)行光反應(yīng)。()提示：在暗反應(yīng)不能進(jìn)行時(shí)，因缺少ADP、Pi和NADP，光反應(yīng)也要停止。4光合作用中ATP的移動(dòng)方向是從葉綠體基質(zhì)到類(lèi)囊體薄膜。()提示：ATP在類(lèi)囊體薄膜上產(chǎn)生，移動(dòng)方向是從類(lèi)囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。5光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的ATP可以為細(xì)胞內(nèi)的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量。()提示：光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)。614CO2中14C的

17、轉(zhuǎn)移途徑是14CO214C314C5(14CH2O)()提示：轉(zhuǎn)移途徑為：1光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖。蔗糖是如何運(yùn)輸?shù)街参矬w的各處的？(必修1P104“相關(guān)信息”)提示：通過(guò)韌皮部的篩管。2光合作用和化能合成作用的比較(必修1P106“小字部分”)項(xiàng)目光合作用化能合成作用區(qū)別能量來(lái)源_代表生物綠色植物_相同點(diǎn)都能將_等無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物提示：光能無(wú)機(jī)物氧化釋放的能量硝化細(xì)菌CO2和H2O1光反應(yīng)和暗反應(yīng)在物質(zhì)變化和能量變化方面的聯(lián)系是_。提示：物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，而暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP；能量聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了活躍的化學(xué)

18、能，暗反應(yīng)將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2研究小組將生長(zhǎng)狀況相似的菠菜幼苗均分為A、B兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，A組培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中，B組培養(yǎng)在缺Mg2的完全培養(yǎng)液中，其他條件相同且適宜。培養(yǎng)一段時(shí)間后，檢測(cè)并比較兩組菠菜幼苗的干物質(zhì)的量，B組明顯少于A(yíng)組，原因是_。提示：Mg2是合成葉綠素的原料，缺少M(fèi)g2不利于葉綠素的合成，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP不足，C3的還原減少，形成的(CH2O)減少1光合作用的過(guò)程(1)光合作用過(guò)程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP。沒(méi)有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，沒(méi)有暗反應(yīng)，有機(jī)物無(wú)法合成。

19、(2)光合作用中C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑： H：3H2Oeq o(,sup10(光反應(yīng))NADP3Heq o(,sup10(暗反應(yīng))(C3H2O)。C：14CO2eq o(,sup10(CO2的固定)14C3eq o(,sup10(C3的還原)(14CH2O)。O：Heq oal(18,2)Oeq o(,sup10(光反應(yīng))18O2；C18O2eq o(,sup10(CO2的固定)C3eq o(,sup10(C3的還原)(CHeq oal(18,2)O)。2環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化(1)“過(guò)程法”(2)“模型法”圖1圖2圖3圖4圖1中曲線(xiàn)甲表示C3，曲線(xiàn)乙表示C5、NADPH、ATP。圖

20、2中曲線(xiàn)甲表示C5、NADPH、ATP，曲線(xiàn)乙表示C3。圖3中曲線(xiàn)甲表示C5、NADPH、ATP，曲線(xiàn)乙表示C3。圖4中曲線(xiàn)甲表示C3，曲線(xiàn)乙表示C5、NADPH、ATP。3連續(xù)光照和間隔光照下的有機(jī)物合成量分析(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成。(2)在總光照時(shí)間、總黑暗時(shí)間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機(jī)物的積累量要多。1某同學(xué)以菠菜的綠葉為材料，制備了完整葉綠體懸浮液，并均分為兩組，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：組別加入物質(zhì)條件實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A組DCPIP溶液適宜溫度和光照等條件產(chǎn)生氣泡

21、，DCPIP溶液變?yōu)闊o(wú)色B組適量磷酸、 NaHCO3(CH2O)/C3的值增高(注：DCPIP氧化態(tài)為藍(lán)紫色，被還原后為無(wú)色。)(1)A組氣泡中成分是什么？DCPIP溶液由藍(lán)紫色變無(wú)色的原因是什么？(2)B組(CH2O)/C3的值增高原因是什么？提示：(1)O2。光反應(yīng)階段產(chǎn)生的H使DCPIP還原。(2)磷酸有利于光反應(yīng)階段中ATP的形成，進(jìn)而促進(jìn)暗反應(yīng)中C3的還原形成(CH2O)。2為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。每組處理的總時(shí)間均為135 s，光照與黑暗處理情況見(jiàn)如圖所示(A、B、C三組光照與黑暗處理時(shí)間相同)。結(jié)

22、果是A組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%；B組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%；C組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%；D組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。(1)各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件適宜且相同，這樣處理的目的是什么？(2)可以判斷，單位光照時(shí)間內(nèi)，B組和C組植物合成有機(jī)物的量都高于D組植物合成有機(jī)物的量，判斷依據(jù)是什么？如何解釋這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果？ 提示：(1)排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾(或保證自變量的唯一性)。(2)B組和C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的70%和94%。因?yàn)殡S著光照和黑暗交替頻率的增加，使光下產(chǎn)生的ATP和NADPH能夠及時(shí)利用與再

23、生，從而提高了光合作用中CO2的同化量?？疾楣夂献饔锰骄繗v程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)1(2021懷化期末)為探究葉綠體在光下利用ADP和Pi合成ATP的動(dòng)力，科學(xué)家在黑暗條件下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，有關(guān)分析正確的是()A黑暗的目的是與光照作對(duì)照BpH4的緩沖溶液模擬的是葉綠體基質(zhì)的環(huán)境CADP和Pi形成ATP后進(jìn)入類(lèi)囊體腔內(nèi)D類(lèi)囊體膜兩側(cè)的pH差是葉綠體形成ATP的動(dòng)力D本題考查葉綠體中合成ATP的機(jī)制。黑暗處理的目的是避免光照對(duì) ATP 的合成產(chǎn)生干擾，A錯(cuò)誤；pH4的緩沖溶液模擬的是葉綠體類(lèi)囊體內(nèi)部的環(huán)境，B錯(cuò)誤；ADP與 Pi在類(lèi)囊體薄膜上形成ATP，ATP形成后進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，C錯(cuò)誤；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，轉(zhuǎn)

24、移類(lèi)囊體至pH8緩沖溶液中立即加入ADP和Pi有ATP產(chǎn)生，而平衡之后加入ADP和Pi無(wú)ATP產(chǎn)生，說(shuō)明葉綠體中 ATP形成的動(dòng)力來(lái)自類(lèi)囊體膜兩側(cè)的pH差，D正確。2(2021濰坊質(zhì)檢)在光合作用研究過(guò)程中，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)以下事實(shí)： 事實(shí)1：在人們對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)達(dá)到一定程度時(shí)，以反應(yīng)式6CO26H2OC6H12O66O2表示光合作用。事實(shí)2：1937年，植物生理學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，將葉綠體分離后置于含有一定濃度蔗糖溶液的試管中，制備成葉綠體懸浮液，若在試管中加入適當(dāng)?shù)摹半娮邮荏w”，給予葉綠體一定強(qiáng)度的光照，在沒(méi)有CO2時(shí)就能放出O2，同時(shí)電子受體被還原。希爾反應(yīng)式是H2O氧化態(tài)電子受體還原態(tài)電子受體1/

25、2O2事實(shí)3：在希爾反應(yīng)的基礎(chǔ)上，Amon又發(fā)現(xiàn)，處于光下的葉綠體在不供給CO2時(shí)，既能積累還原態(tài)電子受體也能積累ATP；若撤去光照，供給CO2，則還原態(tài)電子受體和ATP被消耗，并有有機(jī)物(CH2O)產(chǎn)生。根據(jù)以上事實(shí)，回答下列相關(guān)問(wèn)題。(1)基于以上三個(gè)事實(shí)推測(cè)，光合作用反應(yīng)式中的C6H12O6中的O可能來(lái)自_。(2)希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中_階段的部分變化，該階段中電子受體由氧化態(tài)變成還原態(tài)的_(填物質(zhì)名稱(chēng))，希爾實(shí)驗(yàn)中配制葉綠體懸浮液時(shí)加入一定濃度的蔗糖溶液的目的是_。(3)Amon的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明(CH2O)的生成可以不需要光，但需要_(不考慮水)。(4)若向葉綠體懸浮液中加入C3且提

26、供光照、不提供CO2則短時(shí)間內(nèi)ATP和NADPH_(填“會(huì)”或“不會(huì)”)出現(xiàn)積累。解析(1)根據(jù)事實(shí)2和事實(shí)3可知，植物在沒(méi)有二氧化碳的條件下就能放出氧氣，參考化學(xué)式可知，水中的O全部轉(zhuǎn)化成了氧氣中的O，則光合作用產(chǎn)物C6H12O6中的O來(lái)自CO2。(2)希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中光反應(yīng)階段的部分變化，電子受體由氧化態(tài)變?yōu)檫€原態(tài)的NADPH；為維持葉綠體的正常形態(tài)和功能，需保持細(xì)胞液內(nèi)外的滲透壓平衡，即需要形成等滲溶液，故配制葉綠體懸浮液時(shí)應(yīng)加入一定濃度的蔗糖溶液。(3)由事實(shí)3可以推測(cè)暗反應(yīng)的進(jìn)行可以不需要光，但需要有光反應(yīng)階段的產(chǎn)物NADPH和ATP以及外界提供的CO2。(4)因光反應(yīng)

27、產(chǎn)物NADPH和ATP可用于暗反應(yīng)中C3的還原，故在提供了C3的前提下，NADPH和ATP不斷被利用，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)積累。答案(1)CO2(2)光反應(yīng)NADPH形成等滲溶液，維持葉綠體的正常形態(tài)和功能(3)CO2、ATP、還原性氫(4)不會(huì)考查光合作用的過(guò)程3(2021濰坊五校聯(lián)考)磷酸丙糖不僅是光合作用中最先產(chǎn)生的糖，也是光合作用產(chǎn)物從葉綠體運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)基質(zhì)的主要形式。如圖表示葉綠體膜結(jié)構(gòu)上磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制(Pi和磷酸丙糖通過(guò)磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器的運(yùn)輸嚴(yán)格按照11的反向交換方式進(jìn)行)。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()Aa表示ATP和NADPH，可為暗反應(yīng)提供能量B磷酸丙糖是暗反應(yīng)的產(chǎn)物，可在葉綠體基質(zhì)中

28、合成蔗糖C若磷酸丙糖的合成速率超過(guò)Pi轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)葉綠體的速率，則更容易形成淀粉D若磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器的活性受到抑制，則轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)葉綠體的Pi會(huì)減少，光合速率下降B圖中a是光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)，是NADPH和ATP，在葉綠體類(lèi)囊體薄膜上合成，二者可為暗反應(yīng)提供能量，A正確；由圖示可知，磷酸丙糖是暗反應(yīng)的產(chǎn)物，不可以在葉綠體基質(zhì)中合成蔗糖，合成蔗糖的場(chǎng)所在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，B錯(cuò)誤；若磷酸丙糖的合成速率超過(guò)Pi轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)葉綠體的速率，則會(huì)導(dǎo)致磷酸丙糖在葉綠體中的含量上升，因而更容易形成淀粉，C正確；磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器活性受抑制，不能將磷酸丙糖運(yùn)出葉綠體和將磷酸運(yùn)入葉綠體。造成葉綠體中光合作用產(chǎn)物積累和缺少磷酸，導(dǎo)致光合作用速率降

29、低，D正確。4(2021懷化模擬)圖1和圖2為植物光合作用過(guò)程(部分)示意圖，其中PS和PS是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的光能系統(tǒng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：圖1圖2(1)圖1中的“？”與圖2的_表示同一種物質(zhì)，該物質(zhì)從產(chǎn)生部位擴(kuò)散至細(xì)胞外需要經(jīng)過(guò)_層磷脂分子。(2)圖1中PS中的光合色素吸收光能后，一方面將水分解，產(chǎn)生的電子經(jīng)一系列傳遞體的傳遞，參與_的結(jié)合，形成_；另一方面，在A(yíng)TP合成酶的作用下，_濃度梯度提供電化學(xué)勢(shì)能，促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP。(3)圖2中表示的場(chǎng)所是_。若圖2膜兩側(cè)的H濃度梯度突然消失，其他條件不變，短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)中C3含量會(huì)_。解析(1)圖1中的“？”與圖2中的甲都是O2，

30、由圖示產(chǎn)生部位擴(kuò)散至細(xì)胞外需經(jīng)過(guò)類(lèi)囊體膜(1層)、葉綠體膜(2層)、細(xì)胞膜(1層)，共計(jì)4層膜，8層磷脂分子。(2)圖1中PS中的光合色素吸收光能后，一方面將水分解，產(chǎn)生的電子經(jīng)一系列傳遞體的傳遞，參與NADP和H的結(jié)合，形成NADPH；另一方面，在A(yíng)TP合成酶的作用下，H濃度梯度提供電化學(xué)勢(shì)能，促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP。(3)分析圖2可知，側(cè)為葉綠體基質(zhì)，若膜兩側(cè)的H濃度梯度突然消失(其他條件不變)，ATP合成受影響導(dǎo)致C3的還原受阻，短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)中C3含量會(huì)上升。答案(1)甲8(2)NADP和HNADPHH(3)葉綠體基質(zhì)上升考查環(huán)境條件變化對(duì)光合作用速率及各物質(zhì)變化的分析5(20

31、21福建重點(diǎn)中學(xué)期中)如圖是水生植物黑藻在光照強(qiáng)度等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是()At1t2，葉綠體類(lèi)囊體薄膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多Bt2t3，暗反應(yīng)限制光合作用，若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高Ct3t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果Dt4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3還原速率降低D水的光解、O2的釋放發(fā)生在葉綠體類(lèi)囊體薄膜上，而不是葉綠體基質(zhì)中，A錯(cuò)誤；t2t3，光照充足，限制光合速率的因素為CO2濃度，若t2時(shí)刻增加光照，光合速率不會(huì)提高，B錯(cuò)誤；t3t4，CO2濃度增加

32、，暗反應(yīng)增強(qiáng)，一定程度上促進(jìn)了光反應(yīng)的進(jìn)行，C錯(cuò)誤；突然停止光照，光反應(yīng)不再繼續(xù)進(jìn)行，類(lèi)囊體薄膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，C3還原速率降低，D正確。6(2021江西三校聯(lián)考)某植物的光合作用在條件1中達(dá)到穩(wěn)定后，突然改變影響光合作用的某種環(huán)境因素使其處于條件2中，測(cè)得其葉綠體內(nèi)C3和C5相對(duì)含量的變化趨勢(shì)如圖所示。下列有關(guān)分析正確的是()A條件1條件2可能是突然降低了光照強(qiáng)度B在光合作用過(guò)程中，物質(zhì)a轉(zhuǎn)變成物質(zhì)b需要消耗NADPH和 ATP C當(dāng)暗反應(yīng)速率在條件2中達(dá)到穩(wěn)定后，b的分子數(shù)依然大于a的分子數(shù)D突然將紅光改變?yōu)榫G光會(huì)暫時(shí)引起葉綠體中b的量/a的量的值減

33、小C根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn)，可判斷a為C5，b為C3，根據(jù)兩種物質(zhì)的含量變化可推知改變的條件不可能是突然降低了光照強(qiáng)度，A錯(cuò)誤；在光合作用過(guò)程中，物質(zhì)a轉(zhuǎn)變成物質(zhì)b的過(guò)程為CO2的固定，不需要消耗NADPH和ATP，B錯(cuò)誤；分析可知，當(dāng)暗反應(yīng)速率在條件2中達(dá)到穩(wěn)定后，b的分子數(shù)依然大于a的，C正確；突然將紅光改變?yōu)榫G光，葉綠體吸收的光能減少，生成的 ATP和NADPH減少，C3的還原速率降低，會(huì)暫時(shí)引起葉綠體中b的量/a的量的值增大，D錯(cuò)誤。1核心概念(1)(必修1 P102)光合作用：是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。(2)(必修1 P

34、103)光反應(yīng)階段：光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作光反應(yīng)階段。(3)(必修1 P104)暗反應(yīng)階段：光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒(méi)有光都能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作暗反應(yīng)階段。(4)(必修1 P105)光合作用強(qiáng)度：指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類(lèi)的數(shù)量。2.結(jié)論語(yǔ)句(1)(必修1 P98)綠葉中的色素有4種，它們可以歸為兩大類(lèi)：葉綠素(含量約占3/4)和類(lèi)胡蘿卜素(含量約占1/4)，其中葉綠素包含葉綠素a(藍(lán)綠色)和葉綠素b(黃綠色)，類(lèi)胡蘿卜素包含胡蘿卜素(橙黃色)和葉黃素(黃色)。(2)(必修1 P99)葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和

35、葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。(3)(必修1 P101)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。在它內(nèi)部巨大的膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。1(2021廣東選擇性考試)在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱(chēng)為Rubisco。下列敘述正確的是()ARubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B激活Rubisco需要黑暗條件CRubisco催化CO2固定需要ATPDRubisco催化C5和CO2結(jié)合D由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱(chēng)為Rubisco”可知，Rubisco是與暗反應(yīng)有關(guān)的酶，暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的，故Rubisc

36、o存在于葉綠體的基質(zhì)中，A敘述錯(cuò)誤、D敘述正確；暗反應(yīng)在有光、無(wú)光條件下都可以進(jìn)行，故激活Rubisco不一定需要黑暗條件，B敘述錯(cuò)誤；在暗反應(yīng)階段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C敘述錯(cuò)誤。2(2021重慶選擇性考試適應(yīng)性測(cè)試)綠色植物的光合作用過(guò)程，可用如下化學(xué)反應(yīng)式來(lái)表示：CO2H2Oeq o(,sup10(光照),sdo10(葉綠體)(CH2O)O2下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A在此過(guò)程中，CO2中的C被還原，H2O中的O被氧化B光能的吸收發(fā)生在類(lèi)囊體薄膜上，光能的直接轉(zhuǎn)化發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中C產(chǎn)物(CH2O)是地球上有機(jī)物的主要來(lái)源D釋放出的O2有利于地球上好氧生物多樣性的提高B綠

37、色植物利用光能，在葉綠體中將無(wú)機(jī)物二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并釋放氧氣。在此過(guò)程中，CO2中的C被NADPH還原，H2O中的O被氧化，A正確；光能的吸收發(fā)生在類(lèi)囊體薄膜上，光能的直接轉(zhuǎn)化是在類(lèi)囊體薄膜上由光能直接轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能，B錯(cuò)誤；綠色植物通過(guò)光合作用制造的有機(jī)物是地球上有機(jī)物的主要來(lái)源，C正確；好氧生物的生存需要氧氣，光合作用釋放出的O2有利于地球上好氧生物多樣性的提高，D正確。3(2020天津等級(jí)考)研究人員從菠菜中分離類(lèi)囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生

38、有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是()A產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)B該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C類(lèi)囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素A題干信息“該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸”說(shuō)明，乙醇酸是在暗反應(yīng)中合成的，合成場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)，A正確；該反應(yīng)體系既能在類(lèi)囊體上進(jìn)行光反應(yīng)，又能利用16種酶等物質(zhì)進(jìn)行暗反應(yīng)，因此該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)有CO2、H2O等，B錯(cuò)誤；類(lèi)囊體上進(jìn)行的光反應(yīng)為暗反應(yīng)中C3的還原提供了NADPH和ATP，光反應(yīng)產(chǎn)生的O2不參與暗反應(yīng)，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)體系中有類(lèi)囊體，在

39、光照條件下還可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，說(shuō)明該反應(yīng)體系中有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的光合作用色素，D錯(cuò)誤。4(2020山東等級(jí)考)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽(yáng)能合成糖類(lèi)，相關(guān)裝置及過(guò)程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過(guò)程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類(lèi)的合成過(guò)程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是_，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為_(kāi)。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將_(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變，原因是_。(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類(lèi)的積累量_(填“高于”“低于”或“等于

40、”)植物，原因是_。(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_。人工光合作用系統(tǒng)由于對(duì)環(huán)境中水的依賴(lài)程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。解析(1)根據(jù)題圖可知，模塊1利用太陽(yáng)能發(fā)電裝置將吸收的光能轉(zhuǎn)換為電能，模塊2利用電能電解水生成H和O2，并發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。該系統(tǒng)中的模塊1和模塊2相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能。模塊3將大氣中的CO2轉(zhuǎn)換為糖類(lèi)，相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)。暗反應(yīng)中的CO2的固定為CO2和C5結(jié)合生成C3，C3在光反應(yīng)提供的NADPH和ATP的作用下被還原，隨后經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)形成糖類(lèi)和C5，故該系統(tǒng)中模塊3中的甲為五碳化合物(C5)，乙為三碳化合物(C3)。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則CO2濃度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的還原短時(shí)間內(nèi)仍正常進(jìn)行，因此短時(shí)間