学年高考生物大一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第9讲光与光合作用学案文档格式.docx

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（2）叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素（　√　）

（3）叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同（　√　）

（4）叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多（　×

（5）光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中（　×

（6）叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积（　×

下面是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：

（1）恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？

提示　选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；

用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。

（2）恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？

提示　排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰。

（3）萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么？

提示　消耗掉细胞中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰。

（4）萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，目的是什么？

提示　防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。

（5）两实验设计中是如何形成对照的？

提示　恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；

萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。

命题点一　捕获光能的色素分析

1．（2017·

海南，10）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。

下列相关说法正确的是（　　）

A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气

B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生

C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生

D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量

答案　A

解析　光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气，A项正确；

叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，B、C项错误；

水在叶绿体中分解产生氧气不需要ATP提供能量，D项错误。

2．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（　　）

A．类胡萝卜素B．叶黄素

C．胡萝卜素D．叶绿素a

答案　D

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，该色素主要吸收红光和蓝紫光，所以该色素为叶绿素。

命题点二　探究光合作用的相关实验分析

3．（2017·

西安调研）在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。

以下科学实验能证明这一假说的是（　　）

A．英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验

B．恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验

C．萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验

D．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验

答案　C

解析　萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用的产物除氧气外还有淀粉，即光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能，因此该实验能证明“植物在进行光合作用时发生能量转化”的假说。

4．下面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，以下与实验相关的比较不正确的是（　　）

A．Y2的质量大于Y3的质量

B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量

C．②中水的质量大于④中水的质量

D．试管①的质量大于试管②的质量

解析　Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3的质量，A项正确；

④中小球藻中含有（CH

O）的有机物，而①中小球藻含有（CH2O）的有机物，故④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量，B项正确；

④和②中的水都为H

O，且含量相同，因此质量相等，C项错误；

在试管①和②中原来质量相等的情况下，②中释放出的是18O2，而①中释放出的是O2，故剩余质量①大于②，D项正确。

考点二　光合作用的基本过程

1．概念：

指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．过程

3．反应式

（1）产物为（CH2O）：

CO2＋H2O

（CH2O）＋O2。

（2）产物为C6H12O6：

6CO2＋12H2O

C6H12O6＋6O2＋6H2O。

4．光反应和暗反应的比较

项目

光反应

暗反应

条件

光、色素、酶

ATP、[H]、CO2、多种酶

场所

类囊体薄膜

叶绿体基质

物质

变化

水的光解、ATP的合成

CO2的固定、C3的还原

能量

光能转化为活跃的化学能

活跃的化学能转化为稳定的化学能

联系

光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。

没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成

5.光合作用和化能合成作用的比较

光合作用

化能合成作用

区别

能量来源

光能

氧化无机物放出的能量

代表生物

绿色植物

硝化细菌

相同点

都能将CO2和H2O等无机物合成有机物

（1）H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中（　×

（2）叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉（　×

（3）离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应过程（　√　）

（4）番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低（　√　）

（5）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，其叶绿体内CO2的固定立即停止（　×

（6）光合作用和细胞呼吸均能产生[H]，二者还原的物质不同（　√　）

（7）土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖（　√　）

分析光合作用的过程图解

（1）图中的甲表示光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上。

（2）乙表示暗反应阶段，又称作卡尔文循环。

（3）图中的物质a是[H]，物质c是CO2。

（4）图中的ATP不能（填“能”或“不能”）运出所在的细胞器，用于其他生命活动。

1．光合作用C、H、O的转移途径

（1）H：

3H2O

[3H]

（C3H2O）。

（2）C：

14CO2

14C3

（14CH2O）。

（3）O：

H

O

18O2;

C18O2

C3

（CH

O）。

2．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析

（1）分析方法：

需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。

示例：

CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化

（2）物质含量变化的比较

光照由强到弱，CO2供应不变

光照由弱到强，CO2供应不变

CO2供应由充足到不足，光照不变

CO2供应由不足到充足，光照不变

C3含量

增加

减少

C5含量

[H]和ATP

的含量

（CH2O）

的合成量

3.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析

（1）光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。

（2）一直光照条件下，会造成[H]、ATP的过度积累，利用不充分；

光照和黑暗间隔条件下，[H]、ATP基本不积累，能够被充分利用；

因此在光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。

例如：

若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲一直光照10分钟，黑暗处理10分钟；

乙光照5秒，黑暗处理5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：

甲＜乙。

命题点一　光合作用的过程分析

1．（2015·

福建，3）在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5（即RuBP）→2C3。

为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。

下列分析错误的是（　　）

A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质

B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行

C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法

D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高

答案　B

解析　RuBP羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质，A项正确；

暗反应不需要光，有光和无光条件下都可进行，B项错误；

实验中利用14C标记CO2并检测产物放射性强度，采用同位素标记法，C项正确；

单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率，酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性，D项正确。

2．下图为绿色植物光合作用过程示意图（图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示）。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解

B．c为ATP，f为[H]

C．将b物质用18O标记，最终在（CH2O）中能检测到放射性

D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能

解析　图中a～g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH（[H]）、NADP＋、CO2，①～⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成，A项正确，B项错误；

18O2

C18O2

O），C项正确；

光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D项正确。

命题点二　分析条件骤变对叶绿体中物质含量的影响

3．在其他条件适宜的情况下，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化合物含量的变化是（　　）

A．C3和C5都迅速减少

B．C3和C5都迅速增加

C．C3迅速增加，C5迅速减少

D．C3迅速减少，C5迅速增加

解析　由题意知，在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照后，光反应停止，[H]和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定则继续进行，但由于缺少[H]和ATP，C3不能被还原而积累，使C3迅速增加；

C5是植物体细胞内具有一定数量且能循环利用的物质，当CO2＋C5→C3后，C3又不能被还原再形成C5时，C5将迅速减少。

所以，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，此时叶绿体中C3迅速增加，C5迅速减少。

4．（2018·

临川第二中学调研）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．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多