1718版 必修1 第3单元 第3讲 光合作用Ⅰ.docx

1、1718版 必修1 第3单元 第3讲 光合作用第3讲光合作用()考点一| 捕获光能的色素和叶绿体的结构1叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a蓝绿色叶绿素b黄绿色类胡萝卜素叶黄素黄色胡萝卜素橙黄色2.叶绿体中色素的吸收光谱分析(1)色素的功能：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。(2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是390760 nm，叶绿体中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光等不吸收。3叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构决定(3)功能：进行光合作用的场所。判断下列有关色素和叶绿体说法的正误。(1)叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光。()

2、(2)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。()【提示】液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用。(3)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。()【提示】叶片黄化，说明叶绿体中的叶绿素减少，所以吸收红光减少。(4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()【提示】基质中有酶分布，但没有色素。(5)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。()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。

3、3叶绿体的哪些特点与其功能相适应？【提示】(1)叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成，有巨大的膜面积。(2)叶绿体的类囊体膜上分布有吸收光能的色素。(3)叶绿体的类囊体膜和基质中有催化光合作用进行的酶。视角 1 考查色素的种类和作用1(2014海南高考)下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片的叙述，错误的是()A两种叶片都能吸收蓝紫光B两种叶片均含有类胡萝卜素C两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素aD黄绿色叶片在光反应中不会产生ATPD叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素，二者均吸收蓝紫光，A正确；当叶绿素含量高时呈现绿色，含量少时则呈现类胡萝卜素的颜色，B正确；绿色叶片和黄色叶片中均含有类胡萝卜素和叶绿素，

4、叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，C正确；黄绿色叶片在光下时仍能进行光合作用，故在光反应过程中能产生ATP用于暗反应的进行，D错误。2(2017云南师大附中月考)绿藻、褐藻和红藻属于藻类植物，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深。下列有关叙述不正确的是()A决定这三种藻类垂直分布的主要环境因素是光照强度和光质B绿藻细胞中与光合作用有关的色素分布在类囊体薄膜上C褐藻细胞内的CO2可由线粒体内膜生成扩散到叶绿体基质被利用D改变红藻生存的海水深度，可能会影响细胞内O2的生 成速率C不同波长的光在海水中的穿透性不同，决定这三种藻类垂直分布的主要环境因素是光照强度和光质，A正确；绿藻细胞属于真核生物细胞，

5、与光合作用有关的色素分布在类囊体薄膜上，B正确；植物细胞内的CO2生成于线粒体基质，在叶绿体基质被利用，C错误；红藻生活在最深海域，改变红藻生存的海水深度，影响红藻的光合作用，从而影响O2的生成速率，D正确。影响叶绿素合成的因素分析1光照：光是影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。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。视

6、角 2 考查叶绿体的结构和功能3(2017廊坊质检)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构和功能的叙述，正确的是()A叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内BH2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中CCO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D光合作用的产物淀粉是在基质中合成的【解析】本题考查叶绿体结构与功能的相关知识，意在考查考生的理解分析能力，难度较小。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，A项错误；H2O的光解发生在类囊体薄膜上，而不是基质中，B项错误；CO2固定发生在叶绿体基质中，C项错误；光合作用的产物淀粉是在暗反应阶段产生的，场所是叶绿体基质，D项正确。【答案】D4(2017重庆南

7、开中学月考)下列关于叶绿体的叙述，正确的是()A叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B叶绿体基质中NADP能形成NADPHC类囊体膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D类囊体薄膜中的酶可催化CO2分子的固定和还原C叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜而是类囊体膜，A项错误；NADP形成NADPH的场所是基粒，B项错误；类囊体膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C项正确；催化CO2分子固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中，D项错误。考点二(实验)| 叶绿体中色素的提取和分离1实验原理(1)提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。(2)分离：各种色素在层析液中溶解

8、度不同，溶解度高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。2实验步骤 1判断下列有关色素提取和分离实验说法的正误。(1)利用纸层析法可分离4种叶绿体色素。()(2)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。()【提示】色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越快。(3)分离色素时，橙黄色的色素带距离滤液细线最远。()(4)根据绿叶中色素在无水乙醇中溶解度不同，可对色素进行分离。()【提示】色素在层析液中的溶解度不同。(5)用纸层析法分离色素时，若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠。()2下图为两种光照下同一植物叶片色素提取和分离的结果。据图回答：(1)强

9、光导致了该植物_(填色素)含量降低，_(填色素)含量增加有利于该植物抵御强光照。(2)色素、的颜色分别为_，色素、主要吸收_，正常光照下，含量最高的色素为_。(3)画滤液线时，滤液在点样线上要画_次。【答案】(1)叶绿素类胡萝卜素(2)橙黄色和黄色红光和蓝紫光叶绿素a(3)231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。2为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量的CaCO3和SiO2?【提示】由于提取色素的溶剂无水乙醇易挥发，因此要迅速研磨。加CaCO3是防止叶绿素被破坏，加SiO2是有利于研磨充分。3若收集到的滤液绿

10、色过浅，请分析有哪些原因。【提示】(1)未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。(2)使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素(叶绿素)太少。(3)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)。(4)未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。4若滤纸条上得不到色素带，请分析原因是什么？【提示】(1)忘记画滤液细线。(2)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。视角 考查实验原理、操作和结果1(2017河北三市联考)下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，正确的是()A叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液B过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口C分离色

11、素时应将滤液细线置于层析液中D选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同B提取叶绿素使用无水乙醇，层析液用于分离色素；过滤时使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口，以防止挥发性强的无水乙醇挥发；分离色素时不能将滤液细线置于层析液中，否则色素会溶入层析液中；不同材料中四种色素在层析液中的溶解度相同，来自不同材料叶绿体中的四种色素含量可能不同，经过纸层析后，在滤纸上的排列顺序相同，色素带粗细可能不同。2(2016江苏高考)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C为获得10 mL提

12、取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失B在提取绿叶中的色素时，应先加入少量的CaCO3，再进行研磨，防止研磨过程中酸破坏叶绿素，A选项错误；即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素，只是滤液中色素的含量不多，分离后4条色素带颜色较浅，B选项正确；若要获得总量10 mL的提取液，在研磨时应分次加入10 mL乙醇，C选项错误；层析完毕后应迅速记录结果，这是因为叶绿素在光下容易分解，导致色素条带很快消失，而不是随溶剂挥发消失，D选项错误。考点三| 光合作用的过程1光合作用的探究历程(连线)科学家 实验结论或观点普利斯特

13、利 a只有在阳光下，植物才更新空气英格豪斯 b植物可以更新空气梅耶 c光合作用的产物除O2外，还有淀粉萨克斯 d光合作用释放的O2来自于水鲁宾和卡门 e光合作用把光能转换为化学能【提示】baecd2光合作用的基本过程(据图填空)(1)过程图解(2)反应式：CO2H2O (CH2O)O2。1判断下列有关光合作用过程说法的正误。(1)光合作用光反应阶段产生的H可在叶绿体基质中作为还原剂。()(2)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中。()【提示】H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上。(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应。()(4

14、)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。()【提示】突然停止光照后，C3增加，C5减少。2下图为叶绿体的结构和功能示意图，请回答：(1)光合作用光反应产生的_可以被暗反应所利用；在光照条件下，ATP的移动方向是_(用图中字母和箭头表示)。(2)若暗反应被抑制，可能的外部影响因素是_、_。(3)在电子显微镜下观察，可见到叶绿体基质中含量最多的物质是_颗粒(光合产物)。(4)暗反应通过_来影响光反应，从而影响光合作用速率。【答案】(1)H和ATPAB(2)CO2供应不足温度过高或过低(3)

15、淀粉(4)提供ADP和Pi1分析萨克斯实验的自变量、因变量、实验组、对照组分别是什么？【提示】自变量是有无光照，因变量是有无淀粉生成，实验组为曝光处理组，对照组为遮光处理组。2写出鲁宾和卡门实验的设计思路。【提示】H2OC18O2植物O2；HOCO2植物18O2。3根据提供的物质和能量，利用箭头构建光反应和暗反应的关系模型(光能、H、ATP、ADPPi、H2O、O2、CO2、(CH2O)：【提示】如图所示4根据同位素示踪法判断光合作用中C、H、O的转移途径(1)H：3H2O_；(2)C：14CO2_；(3)O：HO_，C18O2_。【提示】(1) 3H (C3H2O)(2) 14C3 (14C

16、H2O)(3) 18O2C3 (CHO)5探究光照和CO2浓度变化对光合作用物质变化的影响变化条件C3C5H和ATP(CH2O)CO2供应不变光照强弱增加减少减少减少光照弱强减少增加增加增加光照不变CO2充足不足减少增加增加减少CO2不足充足增加减少减少增加视角 1 考查光合作用的探究历程1(2017龙岩检测)下列有关科学家探索光合作用的实验中，叙述错误的是()A与黑藻相比，水绵更适宜用作探究光合作用的场所B金鱼藻是水生植物，用作探究光合作用产物是O2时，利于收集气体C卡尔文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径D银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时，不用脱色可直接加碘液使叶片边缘

17、变蓝色D光合作用产物之一是淀粉，淀粉遇碘液变蓝色，首先要用酒精使绿色的叶片脱去颜色，再滴加碘液防止绿叶本身颜色对实验现象的干扰，银边天竺葵叶片边缘不含叶绿体，无法进行光合作用合成淀粉。D错误。2(2017烟台期末)科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表。实验组别光照时间(s)放射性物质分布12大量3磷酸甘油酸(三碳化合物)22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等根据上述实验结果分析，下列叙述不正确的是()A本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段B每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布CCO2

18、进入叶绿体后，最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类D实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等C培养液中通入的是14CO2研究有机物的种类及分布，暗反应利用的原料是CO2；光照后对酶处理使其失活，才能阻碍反应的进一步进行，才能测定放射性物质的分布；根据光照时间分析，CO2进入叶绿体后，最初形成的是大量3磷酸甘油酸；根据表中物质，光合作用的产物还有氨基酸和有机酸。视角 2 考查光合作用的过程3(2017山东潍坊统考)如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是()A物质b可能是ADP和PiB物质c直接被还原生成(CH2O)和C5C甲中色素不溶于水，只

19、溶于有机溶剂D乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行B根据图示可看出，甲是叶绿体的类囊体薄膜，其上可发生光合作用的光反应，乙为叶绿体基质，是暗反应的场所，物质b可能是暗反应为光反应提供的ADP和Pi，A正确；物质c为CO2，不可以直接被还原生成(CH2O)和C5，B错误；类囊体薄膜上的色素不溶于水，能溶于有机溶剂，C正确；暗反应在有光、无光条件下均可进行，但需要光反应提供的H和ATP，D正确。4(2015安徽高考)右图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能BCO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类C被还原的

20、C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5D光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高CATP为C3的还原提供能量，并将能量转移到(CH2O)等有机物中，CO2的固定不需要能量，A项错误。暗反应中，必须经过CO2的固定和C3的还原才能形成有机物，B项错误。在暗反应中，一部分C3经过一系列变化形成C5，一部分C3还原成(CH2O)等有机物，C项正确。在CO2供应不变的情况下，光照强度由强变弱时，光反应提供的H减少，ATP形成减少，故H和ATP的含量下降，导致C3还原过程减弱，但此时CO2的固定仍在进行，故短时间内C3含量上升，C5含量下降，D项错误。1误认为光反应中产生的ATP，可用于各项生命活动光

21、合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。2误认为没有暗反应，光反应能独立进行光反应为暗反应提供H和ATP，因此没有光反应，暗反应不能进行。在暗反应不能进行时，因光反应产生的H和ATP的积累，光反应也要停止。3误认为光合作用只能在叶绿体中进行蓝藻无叶绿体，但蓝藻细胞中含有吸收光能的色素和催化光合作用的酶，也可进行光合作用。视角 3 考查环境条件变化对光合作用中物质变化的影响5(2016天津高考)在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确

22、的是()A红光，ATP下降B红光，未被还原的C3上升C绿光，H下降D绿光，C5上升C叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，而对绿光吸收最少，因此当突然改用光照强度与白光相同的红光照射时，光反应增强，ATP、H、C5含量上升，ADP、C3含量减少；当突然改用光照强度与白光相同的绿光照射时，光反应减弱，ATP、H、C5含量减少，ADP、C3含量增多。6(2017佛山模拟)下图是水绵在不同环境因素影响下光合速率变化的示意图，据图回答：(注：箭头所指为处理开始时间)(1)t1t2期间，叶绿体_上的色素捕获的光能增加，光反应产生的ATP和H增多，加速了_(场所)中C3的还原，进而使光合作用速率增大。(2)

23、t2t3期间，限制水绵光合速率的外界因素主要是_，此时进一步增加光照强度，光合作用速率将_(填“增加”“减少”或“不变”)。(3)t3t4期间，光合速率的提高的原因是_。(4)t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量_(填“增加”“减少”或“不变”)。【解析】(1)叶绿体中捕获光能的色素分布在类囊体薄膜上。光反应产生的ATP和H可用于暗反应阶段C3的还原，暗反应的场所是叶绿体基质。(2)题图显示：t2t3期间，光照充足且恒定，但光合速率不再增加，t3时刻充入CO2后，光合速率开始增加，这说明t2t3期间，限制水绵光合速率的外界因素主要是CO2浓度，此时进一步增加光照强度，光合作用速率将不变。

24、(3)结合对(2)的分析可知：t3t4期间，光合速率的提高的原因是：CO2浓度增大，暗反应增强，C3含量增多，加快消耗了原本积累的ATP和H，从而促进光反应，进而使光合速率增强。(4)t4时刻突然停止光照，光反应停止，类囊体薄膜上不再有ATP合成，原有的ATP继续水解成ADP和Pi，释放的能量用于C3的还原，所以t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量会增加。【答案】(1)类囊体(薄膜)叶绿体基质(2)CO2浓度不变(3)CO2浓度增大，暗反应增强，C3含量增多，加快消耗了原本积累的ATP和H，从而促进光反应加速，进而使光合速率增强(4)增加三步法判断C3和C5含量的变化第一步：明确光合作用

25、过程中物质的来源与去路：(1)ATP和H来源于过程，消耗于过程。(2)C3来源于过程，消耗于过程。(3)C5来源于过程，消耗于过程。第二步：分析外界条件的变化对光合作用过程的影响：(1)如果光照强度发生变化，则直接影响过程，依次影响过程、。(2)如果CO2浓度变化，则直接影响过程，依次影响过程、。第三步：根据外界条件的变化确定其影响C3和C5含量的变化：(1)在CO2供应不变时，改变光照条件：强弱：ATP和H减少，C3还原减弱，C3消耗减少，C5产生减少，则C3含量增多，C5含量减少。弱强：ATP和H增多，C3还原增强，C3消耗增多，C5产生增多，则C3含量减少，C5含量增多。(2)在光照不变

26、时，改变CO2供应：充足不足：CO2固定减弱，C3产生减少，C5消耗减少，则C3含量减少，C5含量增多。不足充足：CO2固定增强，C3产生增多，C5消耗增多，则C3含量增多，C5含量减少。真题验收| 感悟高考淬炼考能1(2016全国甲卷)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的C提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中，A项正确。叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细

27、胞通过主动运输方式从土壤溶液中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收，B项正确。叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光，C项错误。叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色，D项正确。2(2016全国丙卷)在前人进行的下列研究中，采用的核心技术相同(或相似)的一组是()证明光合作用所释放的氧气来自于水用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质用甲基绿和吡罗红对细胞染色，观察核酸的分布A BC DB采

28、用的是同位素标记法，其中是为两组植物分别提供HO和CO2、H2O和C18O2检测产生氧气的标记情况，是分别用32P和35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，检测子代噬菌体的标记情况；采用的是诱变技术，采用的是混合染色技术。故采用的核心技术相同(或相似)是和，B项符合题意。3(2014全国卷)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()AO2的产生停止 BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降 DNADPH/NADP比值下降B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的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。4(2013全国卷)关于叶绿素的叙述，错误的是()A