2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第2講光合作用Ⅰ教案蘇教版必修1

PAGE17-第2講光合作用(Ⅰ)1.光合作用的基本過程(Ⅱ)2.試驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分別1.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；物質(zhì)和能量觀：通過光合作用合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量(生命觀念)2.比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)，駕馭光合作用的過程(科學(xué)思維)3.分析色素的提取與分別的結(jié)果(科學(xué)探究)4.光合作用的原理在生產(chǎn)中的應(yīng)用(社會(huì)責(zé)任)考點(diǎn)一光合色素與光能的捕獲1．葉綠體中色素的種類和顏色色素的種類色素的顏色葉綠素葉綠素a藍(lán)綠色葉綠素b黃綠色類胡蘿卜素葉黃素黃色胡蘿卜素橙黃色2.葉綠體中色素的汲取光譜分析由圖可以看出：(1)色素的功能：葉綠素主要汲取紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素主要汲取藍(lán)紫光。(2)色素汲取光的范圍：可見光的波長范圍大約是390～760nm，一般葉綠體中的色素只汲取可見光，對紅外光和紫外光不汲取。3．葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能(1)結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外部：①雙層膜,內(nèi)部\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②基質(zhì)：含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶,③基粒：由類囊體堆疊而成，分布有,色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶))))4．恩吉爾曼試驗(yàn)方法的奇妙之處(1)巧選試驗(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，便于視察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣的部位。(2)妙法解除干擾因素：沒有空氣的黑暗環(huán)境解除了氧氣和光的干擾。(3)奇妙設(shè)計(jì)比照試驗(yàn)：用極細(xì)的光束照耀，葉綠體上可分為有光照和無光照的部位，相當(dāng)于一組比照試驗(yàn)；臨時(shí)裝片暴露在光下的試驗(yàn)再一次驗(yàn)證明驗(yàn)結(jié)果。(人教版必修1P99“與社會(huì)的聯(lián)系”)溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，最好選擇什么顏色的玻璃或塑料薄膜？說明緣由。提示：無色透亮。有色玻璃或塑料薄膜主要透過同色光，其他色光很少或不能透過，光照強(qiáng)度會(huì)減弱，不利于光合作用的進(jìn)行；而無色透亮的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各種色光，光照強(qiáng)度較大，有利于光合作用的進(jìn)行。1．葉綠素a和b主要汲取紅光和藍(lán)紫光。 (√)2．液泡中色素汲取的光能用于光合作用。 (×)提示：葉綠體中色素汲取的光能用于光合作用。3．葉片黃化，葉綠體對紅光的汲取增多。 (×)提示：葉片黃化，說明葉綠體中的葉綠素削減，所以汲取紅光削減。4．光合作用須要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。 (×)提示：基質(zhì)中有酶分布，但沒有色素。5．沒有葉綠體，細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用。 (×)提示：藍(lán)藻細(xì)胞沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍(lán)素，能進(jìn)行光合作用。1．高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色，緣由是__________________________________________________________________________________________。提示：葉綠體中的色素幾乎不汲取綠光，綠光被反射出來2．入秋后，葉片漸漸變黃，緣由是_________________________________________________________________________________________________。提示：入秋后，氣溫漸漸降低，低溫可導(dǎo)致葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，葉片中葉綠素含量削減，類胡蘿卜素相對含量增加影響葉綠素合成的因素(1)光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。(2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時(shí)，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。(3)必需元素：葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉子變黃。另外，F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的協(xié)助成分，缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻，葉子變黃。1．葉綠體的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)的特點(diǎn)有哪些？提示：(1)葉綠體的基粒由類囊體堆疊而成，有巨大的膜面積；(2)葉綠體的類囊體薄膜上分布有汲取光能的色素；(3)葉綠體的類囊體薄膜和基質(zhì)中有催化光合作用進(jìn)行的酶。2．下面是光合作用探究歷程中恩吉爾曼和薩克斯的試驗(yàn)示意圖，請分析：恩吉爾曼的試驗(yàn)示意圖薩克斯的試驗(yàn)示意圖(1)恩吉爾曼試驗(yàn)在試驗(yàn)材料的選取上有什么奇妙之處？(2)恩吉爾曼試驗(yàn)要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行的緣由是什么？(3)薩克斯試驗(yàn)中進(jìn)行“黑暗”處理的目的是什么？(4)薩克斯試驗(yàn)中在染色前通常用酒精對葉片進(jìn)行脫色處理，目的是什么？(5)兩試驗(yàn)設(shè)計(jì)中是如何形成比照的？提示：(1)選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于視察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。(2)解除氧氣和除極細(xì)光束外的其他光的干擾。(3)消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉，防止對試驗(yàn)結(jié)果造成干擾。(4)防止葉片中色素顏色對試驗(yàn)結(jié)果的干擾。(5)恩吉爾曼的試驗(yàn)中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成比照；薩克斯的試驗(yàn)中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成比照?？疾楣夂仙氐姆N類和作用1．下列關(guān)于植物細(xì)胞葉綠體內(nèi)光合色素的敘述，正確的是()A．胡蘿卜素和葉黃素主要汲取紅光和藍(lán)紫光B．葉片呈現(xiàn)綠色的緣由是其葉綠素汲取綠光最少，使綠光被反射出來C．四種光合色素在層析液中的溶解度最小的是胡蘿卜素D．植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變B[胡蘿卜素和葉黃素主要汲取藍(lán)紫光，A項(xiàng)錯(cuò)誤；葉片呈現(xiàn)綠色的緣由是其葉綠素汲取綠光最少，使綠光被反射出來，B項(xiàng)正確；四種光合色素在層析液中的溶解度最小的是葉綠素b，C項(xiàng)錯(cuò)誤；植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例會(huì)發(fā)生變更，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]2．(2024·浙江聯(lián)考)如圖表示葉綠體中色素的汲取光譜。據(jù)圖推斷，以下說法錯(cuò)誤的是()A．由圖可知，類胡蘿卜素主要汲取400～500nm波長的光B．進(jìn)入秋季，植物對420～470nm波長的光的利用量削減C．用450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度D．由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C5的量削減D[由圖可知，類胡蘿卜素主要汲取400～500nm波長的光，A正確；進(jìn)入秋季，葉子變黃，葉綠素含量削減，植物對420～470nm波長的光的利用量削減，B正確；由圖可知，葉綠體中色素汲取450nm波長的光比汲取600nm波長的光要多，因此用450nm波長的光比600nm波長的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度，C正確；由圖可知，由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，葉綠體中色素汲取的光變多，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]變多，C3→C5＋(CH2O)過程增加，C5增多，D錯(cuò)誤。]考查葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能3．(2024·福建師大附中期中)如圖是光合作用探究歷程中恩吉爾曼和薩克斯的試驗(yàn)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是()恩吉爾曼的試驗(yàn)示意圖薩克斯的試驗(yàn)示意圖A．兩試驗(yàn)均需進(jìn)行“黑暗”處理，以消耗細(xì)胞中原有的淀粉B．兩試驗(yàn)均須要光的照耀C．兩試驗(yàn)中只有恩吉爾曼的試驗(yàn)設(shè)置了比照D．兩試驗(yàn)均可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣B[圖示的兩試驗(yàn)，只有薩克斯試驗(yàn)需進(jìn)行“黑暗”處理，目的是消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉，A錯(cuò)誤。恩吉爾曼試驗(yàn)和薩克斯試驗(yàn)均須要光的照耀，B正確。恩吉爾曼試驗(yàn)中，照光處理與不照光處理形成比照，薩克斯的試驗(yàn)中，暗處理的葉片一半曝光，一半遮光形成比照，C錯(cuò)誤。恩吉爾曼試驗(yàn)可證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物，薩克斯試驗(yàn)可證明淀粉是光合作用的產(chǎn)物，D錯(cuò)誤。]4．(2024·重慶南開中學(xué)月考)下列關(guān)于葉綠體的敘述，正確的是()A．葉綠體的外膜、內(nèi)膜極大地?cái)U(kuò)展了受光面積B．葉綠體基質(zhì)中NADP＋能形成NADPHC．類囊體薄膜上的光合色素都可以汲取藍(lán)紫光D．類囊體薄膜中的酶可催化CO2的固定和還原C[葉綠體擴(kuò)大受光面積的不是外膜和內(nèi)膜，而是類囊體薄膜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NADP＋形成NADPH的場所是基粒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能汲取藍(lán)紫光，C項(xiàng)正確；催化CO2的固定和還原的酶存在于葉綠體的基質(zhì)中，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]考點(diǎn)二綠葉中色素的提取和分別(試驗(yàn))1．試驗(yàn)原理2．試驗(yàn)步驟(1)提取色素①研磨操作圖解添加物質(zhì)作用無水乙醇溶解色素二氧化硅研磨充分碳酸鈣愛護(hù)色素②過濾：用單層尼龍布過濾→收集濾液。(2)分別色素主要操作操作要點(diǎn)操作目的制備濾紙條一端剪去兩角保證色素在濾紙上擴(kuò)散勻稱、整齊畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取色素濾液，沿鉛筆線勻稱畫一條濾液細(xì)線濾液細(xì)線要細(xì)、直，使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同待濾液干后，再畫一兩次使濾液細(xì)線上有較多的色素層析層析液不能觸及濾液細(xì)線，否則色素會(huì)溶解在層析液中，而不會(huì)沿濾紙條向上擴(kuò)散3.試驗(yàn)結(jié)果分析結(jié)合圖示填寫表格內(nèi)容。色素種類色素顏色色素含量溶解度擴(kuò)散速度a胡蘿卜素橙黃色最少最高最快b葉黃素黃色較少較高較快c葉綠素a藍(lán)綠色最多較低較慢d葉綠素b黃綠色較多最低最慢綠葉中色素的提取和分別試驗(yàn)異樣現(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的緣由分析①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②運(yùn)用放置數(shù)天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少。③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊：沒經(jīng)干燥處理，濾液細(xì)線不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一樣造成的。(3)濾紙條看不到色素帶：①遺忘畫濾液細(xì)線；②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長，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：遺忘加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。1．(2024·河北兩校聯(lián)考)下列有關(guān)“綠葉中色素的提取和分別”試驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是()A．研磨時(shí)加入CaCO3可防止葉綠素被破壞B．濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素?cái)U(kuò)散勻稱C．畫濾液細(xì)線時(shí)需快速連續(xù)重復(fù)多畫幾次以增加色素的含量D．濾紙條上距離濾液細(xì)線最遠(yuǎn)的兩條色素帶呈橙黃色和黃色C[剪碎的綠葉放入研缽后應(yīng)當(dāng)加入二氧化硅(充分研磨)、碳酸鈣(防止色素被破壞)和無水乙醇(提取色素)，A正確；濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素?cái)U(kuò)散勻稱，B正確；對濾液細(xì)線的要求是細(xì)、勻、直，畫濾液細(xì)線時(shí)，應(yīng)用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線勻稱地畫出一條細(xì)線，待濾液干后，再重復(fù)畫幾次，C錯(cuò)誤；試驗(yàn)勝利的結(jié)果是可以看到濾紙條上有明顯的四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)，D正確。]2．(2024·重慶南岸區(qū)期末)如圖表示某生物愛好小組利用韭菜宿根進(jìn)行試驗(yàn)的流程，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．紙層析法分別色素的原理是色素在層析液中溶解度不同B．兩組試驗(yàn)的結(jié)果①中共有的色素帶的顏色是黃色和橙黃色C．兩組試驗(yàn)的結(jié)果②中汲取光譜最明顯的差異出現(xiàn)在藍(lán)紫光區(qū)域D．若在缺鎂條件下完成該試驗(yàn)，兩組試驗(yàn)的結(jié)果①和②差異都不大C[本題考查光照對光合色素的影響。紙層析法分別色素的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散得快，A正確；光下生長的韭菜，其葉綠體中含有四種色素，分別是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)，避光生長的韭黃葉綠體中只含有兩種色素，分別是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)，因此兩組試驗(yàn)的結(jié)果①中共有的色素帶的顏色是黃色和橙黃色，B正確；在光下生長的韭菜葉綠體中含有四種光合色素，能汲取紅光和藍(lán)紫光，避光生長的韭黃只含有類胡蘿卜素，主要汲取藍(lán)紫光，因此兩組試驗(yàn)的結(jié)果②中汲取光譜最明顯的差異出現(xiàn)在紅光區(qū)域，C錯(cuò)誤；鎂是合成葉綠素的原料，缺鎂會(huì)使葉綠素的合成受阻，則在光下生長的韭菜中也會(huì)缺乏葉綠素，兩組試驗(yàn)的結(jié)果①和②差異都不大，D正確。]3．(2024·武漢模擬)為探討高光強(qiáng)對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用無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(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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)類胡蘿卜素的合成C．四種色素在層析液中溶解度的大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<ⅣD．假如濾液細(xì)線觸及石油醚，會(huì)縮短分別得到四條色素帶的時(shí)間B[由圖可知，強(qiáng)光照時(shí)葉綠素含量下降，類胡蘿卜素含量上升，因此正常光照下的綠色更深，A錯(cuò)誤；強(qiáng)光照的作用可能是抑制葉綠素的合成，促進(jìn)類胡蘿卜素的合成，B正確；四種色素中溶解度大的，在濾紙上擴(kuò)散速度快，因此四種色素在層析液中溶解度的大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，C錯(cuò)誤；假如濾液細(xì)線觸及石油醚，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。]4．在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”的活動(dòng)中，選用某植物A、B兩個(gè)品種，在正常光照和弱光照下進(jìn)行試驗(yàn)，部分試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果見下表。品種光照處理葉綠素a含量(mg/cm2)葉綠素b含量(mg/cm2)類胡蘿卜素總含量(mg/cm2)光合作用速率[μmolCO2/(m2·s)]A正常光照1.810.421.024.59A弱光照0.990.250.462.60B正常光照1.390.270.783.97B弱光照3.803.040.622.97回答下列問題：(1)據(jù)表推知，該試驗(yàn)的自變量是_______________，無關(guān)變量是____________(兩個(gè)即可)。(2)表中的光合色素位于葉綠體的____________上。用紙層析法將品種B綠葉光合色素分別的原理是__________________________。(3)據(jù)表分析，在弱光照處理時(shí)，品種A和品種B的光合作用速率都減慢，但品種B比品種A的光合作用速率減慢程度低，緣由是_______________________________。[答案](1)光照強(qiáng)度和植物種類溫度、二氧化碳濃度(合理即可)(2)類囊體的薄膜光合色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之則慢(3)品種B在弱光照處理時(shí)葉綠素a和葉綠素b含量增加考點(diǎn)三光合作用的過程1．光合作用的相識(shí)過程(連線)2．光合作用的過程(1)依據(jù)如圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)分過程Ⅰ.光反應(yīng)Ⅱ.暗反應(yīng)場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)條件光、色素和酶多種酶原料水、NADP＋、ADP、Pi[H](NADPH)、ATP、CO2產(chǎn)物[H](NADPH)、ATP、O2(CH2O)、ADP、Pi物質(zhì)變更①水的光解：H2Oeq\o(→,\s\up15(光能))[H]＋O2②ATP的合成：ADP＋Pieq\o(→,\s\up15(光能),\s\do15(酶))ATP①CO2的固定：CO2＋C5eq\o(→,\s\up15(酶))2C3②C3的還原：2C3eq\o(→,\s\up15(ATP、[H]),\s\do15(酶))(CH2O)＋C5能量變更光能→ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能(2)依據(jù)如圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系①光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)ATP和NADPH。②暗反應(yīng)為光反應(yīng)供應(yīng)ADP、Pi、NADP＋。(3)寫出光合作用總反應(yīng)式，并用箭頭標(biāo)注反應(yīng)物中H、O的去向：。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)分能量來源光能無機(jī)物氧化釋放的能量代表生物綠色植物硝化細(xì)菌相同點(diǎn)都能將CO2和H2O等無機(jī)物合成有機(jī)物(人教版必修1P103“相關(guān)信息”)光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]代表的物質(zhì)是什么？與細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]代表的物質(zhì)相同嗎？提示：光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)，二者不相同。因此，兩者代表的物質(zhì)不相同。1．光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑。 (√)2．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。 (×)提示：H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。3．只供應(yīng)光照，不供應(yīng)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)，因光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP的積累，光反應(yīng)也要停止。4．在其他條件相宜狀況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中馬上起先連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)，葉綠體中C3和C5含量都快速增加。 (×)提示：突然停止光照后，C3增加，C5削減。5．正常生長的綠藻，照光培育一段時(shí)間后，用黑布快速將培育瓶罩上，其葉綠體內(nèi)CO2的固定馬上停止。 (×)提示：光反應(yīng)停止后，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP仍可被暗反應(yīng)利用一段時(shí)間。6．土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖。 (√)1．光合作用過程中產(chǎn)生的ATP與細(xì)胞呼吸過程中產(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)2．探討小組將生長狀況相像的菠菜幼苗均分為A、B兩組進(jìn)行試驗(yàn)探究，A組培育在完全培育液中，B組培育在缺Mg2＋的完全培育液中，其他條件相同且相宜。培育一段時(shí)間后，檢測并比較兩組菠菜幼苗的干物質(zhì)的量，B組明顯少于A組，緣由是______________________________________________________________________________________________________________________。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[H]和ATP不足，C3的還原削減，形成的(CH2O)削減環(huán)境變更時(shí)間合作用各物質(zhì)含量的變更分析(1)“過程法”分析各物質(zhì)變更如圖中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)生變更時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變更：(2)“模型法”表示C3和C5的含量變更(短時(shí)間變更)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)行如下試驗(yàn)：組別加入物質(zhì)條件試驗(yàn)現(xiàn)象A組DCPIP溶液相宜溫度和光照等條件產(chǎn)生氣泡，DCPIP溶液變?yōu)闊o色B組適量磷酸、NaHCO3(CH2O)/C3比值增高(注：DCPIP氧化態(tài)為藍(lán)紫色，被還原后為無色。)(1)A組氣泡中成分是什么？DCPIP溶液由藍(lán)紫色變無色的緣由是什么？(2)B組(CH2O)/C3比值增高緣由是什么？提示：(1)O2；光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]使DCPIP還原。(2)是磷酸有利于光反應(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植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組試驗(yàn)。每組處理的總時(shí)間均為135s，光照與黑暗處理狀況見如圖所示(A、B、C三組光照與黑暗處理時(shí)間相同)。結(jié)果是A組光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%；B組光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%；C組光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%；D組光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。(1)各組試驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相宜且相同，這樣處理的目的是什么？(2)可以推斷，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，推斷依據(jù)是什么？如何說明這一試驗(yàn)結(jié)果？提示：(1)解除無關(guān)變量對試驗(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[H]能夠剛好利用與再生，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)試驗(yàn)1．下列有關(guān)科學(xué)家探究光合作用的試驗(yàn)中，敘述錯(cuò)誤的是()A．與黑藻相比，水綿更相宜用作探究光合作用的場所B．金魚藻是水生植物，用作探究光合作用產(chǎn)物是O2時(shí)，利于收集氣體C．卡爾文利用小球藻，探明白CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化的途徑D．利用銀邊天竺葵探究光合作用產(chǎn)物是淀粉時(shí)，不用脫色可干脆加碘液使葉片邊緣變藍(lán)色D[光合作用產(chǎn)物之一是淀粉，淀粉遇碘液變藍(lán)色，首先要用酒精使綠色的葉片脫去顏色，再滴加碘液，防止綠葉本身顏色對試驗(yàn)現(xiàn)象的干擾，且銀邊天竺葵葉片邊緣不含葉綠體，無法進(jìn)行光合作用合成淀粉，D錯(cuò)誤。]2．(2024·四川廣安模擬)如圖分別表示薩克斯、魯賓和卡門、恩吉爾曼所做的關(guān)于光合作用的三個(gè)經(jīng)典試驗(yàn)。下列相關(guān)敘述正確的是()圖1圖2圖3A．圖1中A與C部分比照說明光合作用須要光B．圖2所示試驗(yàn)運(yùn)用的試驗(yàn)方法是熒光標(biāo)記法C．圖3所示試驗(yàn)中，好氧細(xì)菌分布于光束照耀的部位D．若探究光反應(yīng)的過程，須要對H2O和CO2進(jìn)行標(biāo)記并追蹤其去向C[圖1中B與C部分比照說明光合作用須要光，A錯(cuò)誤；圖2所示試驗(yàn)運(yùn)用的試驗(yàn)方法是同位素標(biāo)記法，B錯(cuò)誤；圖3所示試驗(yàn)中，光束照耀到的部位通過光合作用產(chǎn)生了O2，所以好氧細(xì)菌分布于光束照耀的部位，C正確；H2O是光反應(yīng)的反應(yīng)物，CO2是暗反應(yīng)的反應(yīng)物，因此若探究光反應(yīng)的過程，須要對H2O進(jìn)行標(biāo)記并追蹤其去向，D錯(cuò)誤。]結(jié)合圖示考查光合作用的過程3．(2024·之江教化評價(jià)檢測)如圖為某植物的光合作用過程模式圖，字母A～G表示物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．物質(zhì)A為O2，物質(zhì)D為NADP＋，物質(zhì)F為CO2B．類囊體腔中積累H＋有利于ATP的合成C．突然停止光照，短期內(nèi)三碳酸分子的含量將會(huì)下降D．G具有催化和運(yùn)輸作用，對H＋的運(yùn)輸方式是幫助擴(kuò)散C[突然停止光照，短期內(nèi)三碳酸分子的含量將會(huì)因NADPH和ATP的削減而含量增多。]4．(2024·曲靖一中模擬)光合作用包括光反應(yīng)與暗反應(yīng)，光反應(yīng)又包括很多個(gè)反應(yīng)。如圖為光合作用的光反應(yīng)示意圖，請據(jù)圖回答相關(guān)問題。(1)由圖可知，PSⅠ和PSⅡ位于___________，具有_________的功能。(2)從物質(zhì)的變更角度分析，光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)__________和________；從能量變更的角度分析，光反應(yīng)的能量變更是_________。給某植物供應(yīng)C18O2和H2O，釋放的氧氣中含有18O。氧氣中含有18O是由于_____________，Heq\o\al(18,2)O又作為原料參加了光合作用。(3)光反應(yīng)涉及電子(e－)的一系列變更，電子(e－)的最初供體為__。(4)從圖中ATP的產(chǎn)朝氣制可以推斷膜內(nèi)H＋濃度________(填“大于”“等于”或“小于”)膜外濃度。[解析]如圖表示的是類囊體上的光反應(yīng)過程。PSⅠ和PSⅡ表示的是汲取和轉(zhuǎn)化光能的色素。類囊體膜上的ATP合成酶同時(shí)具有H＋通道作用，在類囊體內(nèi)的H＋通過通道順濃度梯度外流的過程中，ATP合成酶催化ADP和Pi合成ATP。光合作用的暗反應(yīng)過程中能夠產(chǎn)生H2O。[答案](1)類囊體膜汲取(轉(zhuǎn)化)光能/傳遞電子(2)ATPNADPH光能轉(zhuǎn)化為ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能C18O2中的部分氧轉(zhuǎn)移到Heq\o\al(18,2)O中(3)H2O(4)大于考查環(huán)境條件變更對光合作用速率及各物質(zhì)變更的分析5.(2024·承德一中檢測)如圖表示某植物一晝夜之內(nèi)葉綠體中C3相對含量的變更，下列說法中不正確的是()A．從B點(diǎn)起先合成光合產(chǎn)物(CH2O)B．AB段C3含量較高與沒有接受光照有關(guān)C．E點(diǎn)時(shí)C3含量極低與二氧化碳的供應(yīng)有關(guān)D．E點(diǎn)時(shí)葉綠體中ATP的含量比D點(diǎn)時(shí)低D[AB段C3含量不變，且是夜間沒有光照，所以沒有有機(jī)物生成，A正確；AB段C3含量不變，對應(yīng)的時(shí)間是0～6點(diǎn)，沒有光照，C3含量較高與沒有接受光照有關(guān)，B正確；C、E點(diǎn)時(shí)，光照過強(qiáng)，溫度較高導(dǎo)致氣孔部分關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)削減，生成的C3含量極低，C正確；E點(diǎn)時(shí)，光照足夠，供應(yīng)較強(qiáng)，葉綠體中光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP的含量較D點(diǎn)高，D錯(cuò)誤。]6．(2024·山東等級考)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。(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________。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“削減”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生變更，緣由是________。(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的狀況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，緣由是__________________。(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要緣由是_______________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依靠程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣袤的應(yīng)用前景。[解析](1)依據(jù)題圖可知，模塊1利用太陽能發(fā)電裝置將汲取的光能轉(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，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)供應(yīng)的NADPH和ATP的作用下被還原，隨后經(jīng)過一系列反應(yīng)形成糖類和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)間內(nèi)會(huì)導(dǎo)致三碳化合物(C3)含量削減。暗反應(yīng)為光反應(yīng)供應(yīng)ADP、Pi和NADP＋，若該系統(tǒng)氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，則模塊3為模塊2供應(yīng)的ADP、Pi和NADP＋不足，從而導(dǎo)致模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生變更。(3)由于植物中糖類的積累量＝光合作用合成糖類的量－細(xì)胞呼吸消耗糖類的量。與植物相比，該系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類，所以在與植物光合作用固定的CO2量相等的狀況下，該系統(tǒng)糖類的積累量高于植物。(4)干旱條件下，土壤含水量低，導(dǎo)致植物葉片氣孔開放程度降低，CO2的汲取量削減。因此，干旱條件下，很多植物光合作用速率降低。[答案](1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)(2)削減模塊3為模塊2供應(yīng)的ADP、Pi和NADP＋不足(3)高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)(4)葉片氣孔開放程度降低，CO2的汲取量削減1.可進(jìn)行光合作用的細(xì)胞不肯定都含有葉綠體(如藍(lán)藻等)，但是都有光合色素。2．葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的汲取量大，類胡蘿卜素對藍(lán)紫光的汲取量大，對其他波段的光并非不汲取，只是汲取量較少。3．植物葉片呈現(xiàn)綠色的緣由是葉片中的色素對綠光的汲取少，綠光被反射出來。4．暗反應(yīng)不干脆須要光，但是假如沒有光照，光反應(yīng)停止后，暗反應(yīng)很快也會(huì)停止。5．光合作用的產(chǎn)物主要是糖類，還有一些類脂、有機(jī)酸、氨基酸和蛋白質(zhì)等。6．葉綠體產(chǎn)生的ATP只能用于自身的物質(zhì)合成，不能干脆用于細(xì)胞中其他部位的生命活動(dòng)。1.葉綠素a和葉綠素b主要汲取藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要汲取藍(lán)紫光。2．汲取光能的四種色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。3．葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著很多汲取光能的色素分子，還有很多進(jìn)行光合作用所必需的酶。4．光合作用釋放的O2來自H2O。5．光反應(yīng)階段就是葉綠體中的色素汲取光能，將H2O分解成[H]和O2，同時(shí)形成ATP的過程。6．暗反應(yīng)過程是在葉綠體基質(zhì)內(nèi)，在多種酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的還原等過程。真題體驗(yàn)|感悟高考淬煉考能1．(2024·江蘇高考)采納簇新菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分別”試驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．提取葉綠體色素時(shí)可用無水乙醇作為溶劑B．研磨時(shí)加入CaO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)盡量削減樣液擴(kuò)散B[葉綠體色素能溶解在無水乙醇或丙酮等有機(jī)溶劑中，所以可用無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；加入石英砂是為了使研磨更充分，從而使葉綠體中的色素釋放出來，C正確；畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量削減樣液擴(kuò)散，防止色素帶之間部分重疊，D正確。]2．(2024·江蘇高考)如圖為某次光合作用色素紙層析的試驗(yàn)結(jié)果，樣品分別為簇新菠菜葉和一種藍(lán)