2024版高考生物總復(fù)習(xí)：光合作用與能量轉(zhuǎn)化課件

第3講光合作用與能量轉(zhuǎn)化課標(biāo)考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能課標(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)能生命觀念通過(guò)比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系和光合作用元素去向分析，建立生命活動(dòng)對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)科學(xué)思維通過(guò)分析C3、C5等物質(zhì)變化和影響光合作用的曲線，培養(yǎng)學(xué)生能用文字、圖表及數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確描述生物學(xué)知識(shí)的能力科學(xué)探究通過(guò)“探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度影響”的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力社會(huì)責(zé)任通過(guò)分析光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，關(guān)心農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)點(diǎn)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)[自主學(xué)習(xí)][自主檢測(cè)]思考判斷(1)植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。(

)(2)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素。(

)(3)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同。(

)(4)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。(

)(5)葉綠體內(nèi)膜的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外膜的面積。(

)×√√××知識(shí)點(diǎn)二光合作用的過(guò)程[自主學(xué)習(xí)]1.光合作用的探索歷程葉綠體氧氣光照需氧細(xì)菌聚集的部位水的光解氧氣同位素標(biāo)記光合作用釋放的氧氣二氧化碳ATP

水的光解2.光合作用的過(guò)程

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光、色素、酶類囊體薄膜ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能酶、NADPH、ATP

葉綠體基質(zhì)巧記光合作用過(guò)程的“一、二、三、四”3.光合作用和化能合成作用的比較項(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

光能無(wú)機(jī)物氧化釋放的能量硝化細(xì)菌CO2和H2O(1)同位素標(biāo)記法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就沒有放射性。不能檢測(cè)其放射性；而14C有放射性，可被追蹤檢測(cè)。(2)光合作用過(guò)程中的NADPH和呼吸作用中的[H](NADH)不同，光合作用中NADPH是還原型輔酶Ⅱ的簡(jiǎn)化表示方法。(3)綠色植物和化能合成作用菌為自養(yǎng)型生物，人、動(dòng)物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌屬于異養(yǎng)型生物。(4)C3和C5并不是只含有3個(gè)或5個(gè)碳原子，還有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一種三碳化合物。[自主檢測(cè)]1.思考判斷(1)光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的NADPH可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑。

(

)(2)H2O在光下分解為NADPH和O2的過(guò)程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。

(

)(3)只提供光照，不提供CO2，植物可獨(dú)立進(jìn)行光反應(yīng)。

(

)(4)正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，其葉綠體內(nèi)CO2的固定立即停止。

(

)(5)土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖。

(

)√××√×2.深挖教材光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的ATP與細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的ATP的利用不同是_________________________________________________________________________________________________________________________________。

提示：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP用于暗反應(yīng)階段C3的還原和葉綠體中蛋白質(zhì)、核酸的合成。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可用于除光合作用以外的生命活動(dòng)3.熱圖導(dǎo)析如圖1、2所示為光合作用探索歷程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析及拓展(圖1中葉片黃白色部分不含葉綠體)請(qǐng)思考：(1)圖1中a~d可構(gòu)成哪些對(duì)照組?其驗(yàn)證的結(jié)論分別是什么?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

提示：圖1中b和c部位都是綠色葉片，即都含有葉綠體，二者的區(qū)別在于有無(wú)光照，通過(guò)對(duì)比可以說(shuō)明光合作用需要光照；a和b部位都有光照，二者的區(qū)別在于有無(wú)葉綠體，通過(guò)對(duì)照可以說(shuō)明光合作用需要葉綠體(2)圖2所示實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了何種技術(shù)?可得出何種推論?_____________________________________________________________________________________________________。

提示：圖2所示實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記法，該對(duì)比實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)源于H2O，而不是來(lái)自CO2知識(shí)點(diǎn)三光合作用原理的應(yīng)用[自主學(xué)習(xí)]1.光合作用強(qiáng)度生成糖類消耗2.影響光合作用強(qiáng)度的因素水分溫度CO2濃度長(zhǎng)短、強(qiáng)弱[自主檢測(cè)]1.思考判斷(1)生長(zhǎng)于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CO2濃度時(shí)，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光照強(qiáng)度。

(

)(2)植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用。

(

)(3)停止供水，植物光合速率下降，這是由于水既是光合作用的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕橘|(zhì)。

(

)(4)夏季晴天，植物出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象的主要原因是環(huán)境中CO2濃度過(guò)低。

(

)√×√×2.深挖教材哈密瓜盛產(chǎn)于新疆的哈密地區(qū)。在哈密地區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)里，陽(yáng)光充沛、晝夜溫差大。分析回答：(1)從影響哈密瓜生長(zhǎng)的環(huán)境因素分析，哈密瓜特別甜的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。

提示：白天溫度高，光照強(qiáng)，哈密瓜光合作用強(qiáng)，積累的有機(jī)物較多；夜間溫度低，哈密瓜細(xì)胞呼吸較弱，消耗的有機(jī)物較少，一晝夜積累的有機(jī)物較多(2)如果你的家鄉(xiāng)想種哈密瓜并使瓜甜，僅從光合作用的角度分析，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采取的措施有______________________________________。提示：增加光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間等3.熱圖導(dǎo)析如圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析曲線并回答下列問題：(1)圖中顯示，7~10時(shí)，光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，其原因是什么?_________________________________________________________________________________。

提示：在一定溫度和CO2供應(yīng)充足的情況下，光合作用強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度加強(qiáng)而增強(qiáng)(2)由上圖可看出中午12時(shí)左右，光合作用強(qiáng)度明顯減弱，其主要原因是_______________________________________________________________________________________________。

提示：此時(shí)溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度明顯減弱光合作用的過(guò)程[深度講解]1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，并釋放出O2同化CO2形成有機(jī)物(酶促反應(yīng))條件色素、光、酶、水、ADP、Pi多種酶、ATP、CO2、NADPH場(chǎng)所葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化

能量轉(zhuǎn)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)能關(guān)系

2.同位素標(biāo)記元素的轉(zhuǎn)移途徑3.環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析(1)“過(guò)程法”分析各物質(zhì)變化。下圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：(“↑”表示增加，“↓”表示減少)

(2)“模型法”表示C3和C5的含量變化。起始值C3高于C5(約為2倍)。環(huán)境對(duì)光反應(yīng)和暗反應(yīng)的影響(1)其他條件不變，當(dāng)光照停止時(shí)，C3含量增加還是減少?為什么?(2)其他條件不變，當(dāng)CO2減少時(shí)，C5含量增加還是減少?為什么?【答案】(1)提示：光照停止→ATP、NADPH含量減少→C3消耗量減少→C3含量增加(2)提示：CO2減少→C3合成量減少→ATP、NADPH含量增加→C5含量增加[考向預(yù)測(cè)](一)光合作用的探究歷程的有關(guān)實(shí)驗(yàn)(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)探究)1.(2021年天津靜海模擬)在光合作用的探究歷程中，科學(xué)家恩格爾曼利用水綿和需氧細(xì)菌等做了如下實(shí)驗(yàn)。甲組：把載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在無(wú)空氣的黑暗環(huán)境中，再用極細(xì)光束照射水綿；乙組：將載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片完全暴露在光下；丙組：用透過(guò)三棱鏡的光照射載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片。下列關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)的分析，不正確的是

(

)A.選擇水綿和需氧細(xì)菌做實(shí)驗(yàn)材料的好處是便于觀察和確定放出氧氣的部位B.臨時(shí)裝片置于黑暗和沒有空氣的環(huán)境中，其目的是消耗水綿中的有機(jī)物C.丙組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以證明光合作用的有效光是紅光和藍(lán)紫光D.設(shè)置乙組實(shí)驗(yàn)的目的是進(jìn)一步對(duì)甲組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證【答案】B

【解析】需氧細(xì)菌會(huì)集中在氧氣產(chǎn)生的部位，水綿具有帶狀葉綠體，選擇水綿和需氧細(xì)菌做實(shí)驗(yàn)材料的好處是便于觀察和確定放出氧氣的部位，A正確；臨時(shí)裝片置于黑暗和沒有空氣的環(huán)境中，從而排除了光和氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，B錯(cuò)誤；丙組的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)需氧細(xì)菌集中的部位，可知光合作用的有效光是紅光和藍(lán)紫光，C正確；需氧細(xì)菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位附近；如將上述裝片完全曝光，則需氧細(xì)菌集中在葉綠體所有受光部位周圍，設(shè)置乙組實(shí)驗(yàn)的目的是進(jìn)一步對(duì)甲組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證：需氧細(xì)菌只集中在葉綠體照光部位，說(shuō)明這些部位釋放了氧氣，即水綿的這些部位進(jìn)行了光合作用，從而說(shuō)明光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，D正確。(二)光合作用的過(guò)程(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)思維)2.(2022年北京東城期末)下圖為某陸生植物體內(nèi)碳流動(dòng)示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述不正確的是(

)A.過(guò)程①需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和NADPHB.葉肉細(xì)胞中的卡爾文循環(huán)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)C.在葉肉細(xì)胞中會(huì)發(fā)生由單糖合成二糖或多糖的過(guò)程D.④受阻時(shí)，②③的進(jìn)行能緩解C3積累對(duì)卡爾文循環(huán)的抑制【答案】A

【解析】過(guò)程①CO2的固定不需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，C3的還原消耗光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，A錯(cuò)誤；在葉肉細(xì)胞中會(huì)發(fā)生由單糖合成二糖或多糖的過(guò)程，由圖可知，葉綠體基質(zhì)中會(huì)進(jìn)行葡萄糖合成淀粉的過(guò)程，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行葡萄糖和果糖合成蔗糖的過(guò)程，C正確；圖中④蔗糖輸出受阻時(shí)，則進(jìn)入葉綠體的Pi減少，磷酸丙糖大量積累，過(guò)多的磷酸丙糖將用于合成淀粉，即②③合成淀粉能緩解C3積累對(duì)卡爾文循環(huán)的抑制，D正確。環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用[深度講解]1.探究單因子對(duì)光合作用速率的影響(1)光照強(qiáng)度。原理：影響光反應(yīng)，制約NADPH和ATP產(chǎn)生。A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行呼吸作用。AB段：光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度。B點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)(光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等時(shí)的光照強(qiáng)度)。BC段：光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度。C點(diǎn)：光飽和點(diǎn)(光照強(qiáng)度達(dá)到C點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng))。應(yīng)用：溫室大棚內(nèi)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可以提高光合速率；欲使植物生長(zhǎng)，必須使光照強(qiáng)度大于光補(bǔ)償點(diǎn)。(2)CO2濃度。原理：影響暗反應(yīng)，制約C3的生成。A點(diǎn)：CO2補(bǔ)償點(diǎn)(表示光合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)的CO2濃度)。A'點(diǎn)：表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B和B'點(diǎn)：CO2飽和點(diǎn)(CO2濃度達(dá)到該點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨CO2濃度的增加而增加)。應(yīng)用：①大田中增加空氣流動(dòng)，以增加CO2濃度，如“正其行，通其風(fēng)”；②溫室中可增施有機(jī)肥，以增大CO2濃度。(3)溫度。

原理：影響酶的活性，主要制約暗反應(yīng)。B點(diǎn)：最適溫度，酶的活性最強(qiáng)，光合速率達(dá)到最大值。應(yīng)用：在大棚內(nèi)，白天調(diào)到最適溫度，增強(qiáng)光合速率；晚上適當(dāng)降低溫度，降低呼吸速率，利于有機(jī)物積累。2.探究多種因子對(duì)光合作用的影響

圖解：P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當(dāng)提高除橫坐標(biāo)所表示的因子之外的其他因子。3.光合作用坐標(biāo)圖中關(guān)鍵點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律(1)關(guān)鍵點(diǎn)移動(dòng)。

如圖為光照強(qiáng)度對(duì)某一植物光合作用強(qiáng)度的影響，若適當(dāng)提高CO2濃度：①A點(diǎn)(光補(bǔ)償點(diǎn))：呼吸作用不變，光合作用增強(qiáng)，A點(diǎn)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，需要降低光照強(qiáng)度，故A點(diǎn)左移；②B點(diǎn)(光飽和點(diǎn))：B點(diǎn)是光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大值所需的最低的光照強(qiáng)度，需要增加光照強(qiáng)度，故B點(diǎn)右移；③C點(diǎn)(光合強(qiáng)度最高點(diǎn))：光合作用最強(qiáng)的點(diǎn)，需要增加光照強(qiáng)度，故C點(diǎn)右上移。(2)規(guī)律總結(jié)。若條件的改變(提高CO2濃度、提高光照強(qiáng)度)有利于光合作用，則A、B、C三點(diǎn)圍成的三角形變大。[考向預(yù)測(cè)](一)影響光合作用的單一環(huán)境因素(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)探究)1.為研究環(huán)境因素對(duì)某植物光合作用強(qiáng)度的影響，設(shè)計(jì)圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置若干(已知密閉小室內(nèi)的CO2充足，光照不影響溫度變化)，在相同溫度條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后測(cè)量每個(gè)小室中的氣體釋放量繪制曲線如圖乙。下列敘述正確的是

(

)

A.若距離s突然由a時(shí)變?yōu)閎，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3的含量減少B.K點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞產(chǎn)生NADPH的細(xì)胞器是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體和線粒體C.IK段表示該植物光合作用逐漸減弱，KL段表示呼吸作用逐漸增強(qiáng)D.L點(diǎn)時(shí)該植物仍能進(jìn)行光合作用【答案】D

【解析】若距離s突然由a變?yōu)閎，光照減弱，光反應(yīng)減弱，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH減少，使暗反應(yīng)中C3的還原受阻，短時(shí)間內(nèi)C3的合成量不變，所以葉綠體中C3含量增加，A錯(cuò)誤；K點(diǎn)時(shí)氣體釋放量為0，表示該植物的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)該植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生NADPH的場(chǎng)所是葉綠體，B錯(cuò)誤；IK段表示該植物光合作用強(qiáng)度逐漸減弱，KL段釋放的二氧化碳量增加，是因?yàn)楣夂献饔脧?qiáng)度逐漸減弱，由于實(shí)驗(yàn)中溫度不變，所以呼吸速率不變，C錯(cuò)誤；L點(diǎn)時(shí)仍然有光照，該植物仍在進(jìn)行光合作用，只是光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，D正確。(二)多因子變量對(duì)光合作用的影響(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)思維)2.(2022年廣東湛江一模)為探究影響光合作用強(qiáng)度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

(

)A.除測(cè)定CO2吸收量外，還可通過(guò)測(cè)定O2釋放量表示光合作用強(qiáng)度B.A點(diǎn)條件下限制光合速率的主要環(huán)境因素是光強(qiáng)、是否施肥和土壤含水量C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)上可在土壤含水量40%~60%條件下施肥以提高玉米產(chǎn)量D.從光合作用面積的角度考慮，還可采取合理密植以提高玉米的光能利用率【答案】B

【解析】反應(yīng)速率可用反應(yīng)物的消耗速率或生成物的生成速率表示，故除測(cè)定CO2吸收量外，還可通過(guò)測(cè)定O2釋放量表示光合作用強(qiáng)度，A正確；通過(guò)A、C點(diǎn)對(duì)比可知，限制光合作用的因素是光照強(qiáng)度，通過(guò)A、B點(diǎn)對(duì)比可知，限制光合作用的因素是土壤含水量，在土壤含水量為20%時(shí)，施肥與未施肥沒有差別，B錯(cuò)誤；結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在土壤含水量40%~60%條件下，施肥可提高CO2吸收量，可提高玉米產(chǎn)量，C正確；合理密植可提高光合作用面積，從而提高玉米的光能利用率，D正確。綠葉中色素的提取和分離[實(shí)驗(yàn)理論]步驟方法原因提取綠葉中的色素

①加入二氧化硅：有助于研磨充分；②加入碳酸鈣：防止研磨中色素被破壞；③加入無(wú)水乙醇：為了溶解、提取色素過(guò)濾將研磨液迅速倒入基部墊有單層尼龍布的玻璃漏斗中過(guò)濾，濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞塞緊試管口①單層尼龍布：過(guò)濾葉脈及二氧化硅等；②試管口塞緊：防止乙醇揮發(fā)1.綠葉中色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)操作分析[方法透析]步驟方法原因制備濾紙條

①干燥濾紙：透性好、吸收濾液多；②剪去兩角：使層析液同步到達(dá)濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)而直的濾液細(xì)線，待干后再重復(fù)畫一兩次①畫得細(xì)而直：防止色素帶重疊而影響分離效果；②畫兩三次：為積累更多的色素，使分離后的色素帶明顯分離綠葉中的色素

①層析液不能觸及濾液細(xì)線，以防止色素溶解于層析液中而無(wú)法分離；②燒杯加蓋是為了防止層析液中成分揮發(fā)觀察與分析

2.綠葉中色素提取分離異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過(guò)淺的原因分析。①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。③一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇提取色素)。④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：濾液細(xì)線不直；濾液細(xì)線過(guò)粗。(3)濾紙條看不見色素帶：①忘記畫濾液細(xì)線；②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。(1)提取葉綠體中的色素，也可用如圖所示的方法：即在圓心處滴加適量濾液，待干燥后再滴加適量層析液進(jìn)行層析，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)不同顏色的4個(gè)同心圓，則①~④依次對(duì)應(yīng)哪種色素及顏色?(2)生產(chǎn)上，用何種顏色的塑料薄膜做頂棚產(chǎn)量高?如果陰天或夜間給大棚內(nèi)的農(nóng)作物補(bǔ)光呢?【答案】(1)提示：①胡蘿卜素(橙黃色)、②葉黃素(黃色)、③葉綠素a(藍(lán)綠色)、④葉綠素b(黃綠色)(2)提示：無(wú)色(透明)，因日光中各種顏色的光均能通過(guò)，作物光合效率高。補(bǔ)紅光和藍(lán)紫光[診斷小練](一)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作的考查1.(2020年江蘇卷)采用新鮮菠菜葉片開展“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CaCO3可以防止葉綠素被氧化破壞C.研磨時(shí)添加石英砂有助于色素提取D.畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散【答案】B

【解析】綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中，因而可以用無(wú)水乙醇提取綠葉中的色素，A正確；研磨時(shí)需要加入碳酸鈣(CaCO3)，可防止研磨時(shí)色素被破壞，B錯(cuò)誤；研磨時(shí)加入少許石英砂(SiO2)有助于充分研磨，利于破碎細(xì)胞使色素釋放，C正確；畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少濾液擴(kuò)散，要求細(xì)、直、齊，才有利于色素均勻地分離，D正確。(二)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析2.(2021年黑龍江實(shí)驗(yàn)中學(xué)階段測(cè)試)提取新鮮菠菜葉的葉綠體色素，用圓形濾紙層析法分離色素，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。正確的層析結(jié)果是(深色圈表示色素環(huán))(

)ABCD【答案】A

【解析】在植物葉綠體中，各色素的含量從多至少依次是葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素；溶解度從大到小依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，所以濾紙上從外至內(nèi)依次是胡蘿卜素(最窄)、葉黃素、葉綠素a(最寬)、葉綠素b(第2寬)。1.(2022年全國(guó)乙卷)某同學(xué)將一株生長(zhǎng)正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對(duì)穩(wěn)定。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列解釋合理的是(

)A.初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩(wěn)定C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率【答案】D

【解析】初期容器內(nèi)CO2含量較大，光合作用強(qiáng)于呼吸作用，植物吸收CO2釋放O2，使密閉容器內(nèi)的CO2含量下降，O2含量上升，A錯(cuò)誤；在適宜且恒定的溫度和光照條件下，容器內(nèi)的CO2含量下降，說(shuō)明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐漸降低，說(shuō)明植物光合速率逐漸降低，直到光合作用與呼吸作用相等，容器中氣體趨于穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C錯(cuò)誤，D正確。2.(2021年廣東卷)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的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是(

)A.Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中

B.激活Rubisco需要黑暗條件C.Rubisco催化CO2固定需要ATP

D.Rubisco催化C5和CO2結(jié)合【答案】D

【解析】CO2的固定發(fā)生于暗反應(yīng)階段，場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，A錯(cuò)誤。CO2的固定過(guò)程在有光和無(wú)光條件下都能進(jìn)行，但Rubisco需要光激活，B錯(cuò)誤。CO2的固定過(guò)程需要酶的參與，不需要消耗ATP，C錯(cuò)誤。由題干信息可知，催化CO2固定形成C3的酶是Rubisco，D正確。名師點(diǎn)撥

根據(jù)Rubisco催化的過(guò)程是CO2固定形成C3，可知該酶催化的過(guò)程是光合作用中的暗反應(yīng)，據(jù)此可以推出該酶的分布部位及催化的具體反應(yīng)過(guò)程。3.(2021年廣東卷)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同(圖a，示意圖)，造成葉綠體相對(duì)受光面積的不同(圖b)，進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下，下列敘述錯(cuò)誤的是

(

)A.t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)(光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度)B.t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度)C.三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān)D.三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大圖圖a

圖b【答案】D

【解析】由題圖可知，t1的葉綠體相對(duì)受光面積大于t2，因此，t1在較小的光照強(qiáng)度下就能達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)，A、B正確。由題干“葉綠素含量及其他性狀基本一致”可知，葉綠素的含量與三者光合速率的高低無(wú)關(guān)，C正確。由題圖可知，三者光合速率的差異是由葉綠體在細(xì)胞中的分布及位置不同引起的，與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。名師點(diǎn)撥

根據(jù)題干可知，三種植株的區(qū)別是葉綠體的位置，其他如葉綠素的含量等均一致，分析A和B兩個(gè)選項(xiàng)要根據(jù)圖b，由于t2的葉綠體受光面積相對(duì)較低，所以需要更高的光照強(qiáng)度才能達(dá)到最高光合速率。4.(2022年廣東卷)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖a)，測(cè)定相關(guān)指標(biāo)(圖b)，探究遮陰比例對(duì)植物的影響。圖a圖b回答下列問題：(1)結(jié)果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量________，原因可能是______________