1、第 10 讲 光合作用的探究历程与基本过程1.光 合 作 用 的 基 本 过 程 （ ） 2.实 验 ： 叶 绿 体 色 素 的 提 取 和 分 离捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程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 a 蓝绿色叶绿素叶绿素 b 黄绿色叶黄素 黄色类胡萝卜素胡萝卜素 橙黄色2.叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：(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，一般叶绿体中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光不吸收。3叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(3)
2、(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位。4光合作用的探究历程连一连 (必修 1 P99“与社会的联系”改编) 温室或大棚种植蔬菜时，最好选择_的玻璃、塑料薄膜，理由是_。答案：无色透明 有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他颜色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行(1)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置 48 h 后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现了蓝色，请回答下列问题：实验时预先对植物
3、进行暗处理，其目的是_。实验中_对照可证明光合作用需叶绿体，_对照可证明光合作用需要光。本实验可证明光合作用的产物是_。(2)如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，甲、乙两物质相对分子量较大的是_。答案：(1)消耗掉原有淀粉，排除其对实验结果的干扰a 与 b、d e 与 b、d 淀粉 (2)乙考向 1 捕获光能的色素分析1(2019辽宁沈阳铁路中学高三模拟 )下列关于色素的叙述中，正确的是 ( )A植物体内所有的色素都位于叶绿体中B叶绿体中的不同色素在无水乙醇中的溶解度不同，所以会在滤纸条上分离C叶绿体中的各种色素都不能吸收绿光D叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上解析：选 D。植物体内光合色
4、素都位于叶绿体中，液泡中也含有色素，A 错误；由于色素在层析液中的溶解度不同，所以其在滤纸条上的扩散速度不同，在滤纸条上分离，B错误；绿光吸收的最少，而不是不吸收，C 错误；叶绿体中的光合色素分布于类囊体薄膜上，D 正确。2(2019甘肃高台一中高三检测 )下图表示光合作用时 ATP 形成的图解，图中 b6f 复合体能将叶绿体基质中的质子(H )转移到类囊体腔内，该过程需要依赖水光解时产生的电子(e )的推动，下列有关分析错误的是 ( )A图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上B质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输方式是协助扩散C光合作用中 ATP 的合成会降低类囊体内外的质子浓度差D物质 X
5、既具有催化功能又具有运输功能解析：选 B。由题干信息可知，质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输需要“依赖水光解时产生的电子(e )的推动 ”，说明推动质子进入类囊体腔内的动力不是浓度差，而是能量( 这个能量不一定是 ATP 水解释放的能量，也可能是电能或其他能量) ，同时需要载体(b 6f 复合体 )，应为主动运输，B 错误。(1)影响叶绿素合成的“三大”因素光照：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，叶片会发黄。温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，影响叶绿素的合成，低温时叶绿素容易被破坏，使叶子变黄。必需元素：叶绿素合成的必需元素，如氮、镁等；叶绿素合成的辅
6、助成分，如缺铁后某些酶无法合成，叶绿素不能合成，叶片会变黄。(2)叶绿体的结构与功能相适应的特点叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成，有巨大的膜面积。叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素。叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。 考向 2 探究光合作用的相关实验分析3下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，下列有关叙述正确的是( )A两实验均需进行“黑暗” 处理，以消耗细胞中原有的淀粉B两实验均需要光的照射C两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D两实验均可证明光合作用的产物有氧气解析：选 B。题图中的两个实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀
7、粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用产物，所以两实验均需要光的照射。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。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。4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，用作探究光合作用的产物是 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用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
8、液使叶片边缘变蓝色解析：选 D。光合作用的产物之一是淀粉，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。恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料：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)巧妙排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。(3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 绿叶中色素的提取与分离1实验原理2实验步骤
9、3实验结果4实验注意事项及操作目的项目 注意事项 操作目的选新鲜绿色的叶片 使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇 溶解色素加少量 SiO2 和 CaCO3 研磨充分、保护色素迅速、充分研磨 防止乙醇过度挥发，充分溶解色素提取色素盛放滤液的试管管口加棉塞 防止乙醇挥发和色素氧化滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要直、细、匀 使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次 使分离出的色素带清晰分明分离色素滤液细线不触及层析液 防止色素直接溶解到层析液中1(2019江苏启东一中月考 )某同学在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，
10、将会得到近似同心的四个色素环。下列说法错误的是( )A通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素含量比类胡萝卜素高B色素能彼此分离是因为不同色素在层析液中的溶解度不同C最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光D若提取液取自缺镁叶片，最外侧两圈色素环颜色较淡解析：选 D。提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的含量高，A正确；色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是色素在层析液中的溶解度不同，B 正确；最外侧两圈色素环的色素为叶黄素和胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，C 正确；如果叶片取自缺镁的培养液培养的植物，最内侧两圈色素环颜色较淡，D 错误。2(2019河北冀州中学段考 )如图表示用韭菜宿根进行的相关
11、对照实验流程。下列叙述错误的是( )A提取色素时，要加入 SiO2 和 CaCO3 进行充分研磨B色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C实验结果可说明叶绿素合成需要光照D实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多解析：选 B。提取色素时加入 SiO2 是为了研磨充分，而加入 CaCO3 是为了防止色素被破坏，A 正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B 错误；实验结果色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C 正确；实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D 正确。绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加
12、石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素) 太少。 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)。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的。(3)滤纸条看不到色素带：忘记画滤液细线；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。(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。光合作用的基本过程1光合作用的过程(1)根据上图分析光反应与暗反应的区别过程 .光反应 .暗反应场所 叶绿体类囊体薄
13、膜 叶绿体基质条件 光、色素和酶 多种酶原料水、NADP 、ADP、PiH(NADPH)、ATP、CO 2产物H(NADPH)、ATP、O 2(CH2O)、ADP 、Pi物质变化水的光解：H2O HO 2； 光 能 ATP 的合成：ADPPi ATP 光 能 酶 CO2 的固定：CO 2C 52C3； 酶 C 3 的还原：2C3 (CH2O)C 5 ATP、 H 酶能量变化光能 ATP 中 活跃的化学能ATP 中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能(2)根据下图分析光反应与暗反应的联系光反应为暗反应提供 ATP 和H。暗反应为光反应提供 ADP、Pi 、NADP 。(3)光合作用总反应式及反应物
14、中 H、O 的去向2光合作用和化能合成作用的比较项目 光合作用 化能合成作用能量来源 光能 氧化无机物放出的能量区别 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(必修 1 P94 和 P103“相关信息”改编)光合作用过程中H与细胞呼吸过程中H有什么不同？光合作用过程中 H 细胞呼吸过程中 H本质 还原型辅酶(NADPH) 还原型辅酶(NADH)来源 _阶段无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第一、二阶段去向 _ 有氧呼吸第_阶段生成_答案：光反应 三碳化合物的还原 三 水下图为光合作用的过程图解，据图分析下列问题：(1)图中的甲表示_阶段，发生在叶绿体的_ 上。
15、(2)乙表示_阶段，又称作_循环。(3)图中的物质 a 是_，物质 c 是_。(4)图中的 ATP_(填“能 ”或“不能”)运出所在的细胞器，用于其他生命活动。答案：(1)光反应 类囊体薄膜(2)暗反应 卡尔文(3)H CO 2(4)不能考向 1 考查光合作用的过程1(2019安徽合肥高三期中 )下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中 AC 表示相关物质。下列有关分析错误的是( )A图中 A 为氧气，可部分释放到空气中B图中 B 为 NADPH，外界 CO2 浓度升高时，B 的含量暂时升高C该过程消耗的 NADP 和 C 来自叶绿体基质D该过程将光能转化为化学能储存在 B 和 ATP 中解析
16、：选 B。水的光解产物是氧气和 H，若光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气会部分释放到空气中，A 正确；图中 B 是在 NADP 、H 和电子参与下形成的，为NADPH，当外界 CO2 浓度升高时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的 NADPH 增多，导致 NADPH 的含量暂时降低， B 错误；叶绿体基质中，暗反应消耗 NADPH、ATP产生 NADP 、 ADP，C 正确；光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在 ATP和 NADPH 中， D 正确。2(2019江西上饶高三模拟 )下图为绿色植物光合作用过程示意图 (物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中 ag 为物质，为反
17、应过程)，下列判断错误的是( )A绿色植物能利用 a 物质将光能转换成活跃的化学能储存在 c 中Be 中不储存化学能，所以 e 只能充当还原剂C图中表示水分的吸收， 表示水的光解 D在 g 物质供应充足时，突然停止光照， C3 的含量将会上升解析：选 B。a 为光合色素，能吸收、传递、转化光能到 ATP 中，A 正确；e 为水光解生成的 NADPH，也含有活跃的化学能，参加暗反应中 C3 的还原，B 错误；图中表示根系从土壤中吸收水分，表示水的光解生成 NADPH 和氧气， C 正确；g 为二氧化碳，供应充足时，突然停止光照，生成 NADPH 和 ATP 的量下降， C3 的还原下降，C 3
18、的含量因消耗下降而积累，另一方面，二氧化碳固定生成 C3 正常进行，故 D 正确。(1)光反应阶段产生的 ATP 仅用于暗反应阶段 C3 的还原。细胞呼吸产生的 ATP 可用于除光合作用以外的生命活动。(2)在光照条件下，植物既进行光反应，也进行暗反应；如果植物长期处于黑暗环境中，光反应和暗反应都会停止。在暗反应停止时，ATP 和H 积累，光反应也会停止。 考向 2 考查环境条件变化对光合作用中物质变化的影响3(2019江西临川一中月考 )光合作用通过密切关联的两大阶段 光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，正确的说法是( )A突然中断 CO2 供应会暂时引起叶绿体基质中 C5/C
19、3 的值减小B突然中断 CO2 供应会暂时引起叶绿体基质中 ATP/ADP 的值增加C突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中 C3/C5 的值减小D突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中 ATP/ADP 的值减小解析：选 B。突然中断 CO2 供应导致 CO2 的固定速率降低，叶绿体中 C5 含量增加、C3 含量减少，A 错误；突然中断 CO2 供应使 C3 含量减少，进而使 ATP 和H 含量增多，所以 ATP/ADP 的值增加，B 正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP 和H 含量减少，进而使 C3 含量增多、 C5 含量减少，C 错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率
20、提高，ATP 和H含量增加，ATP/ADP 的值增加，D 错误。4(2019甘肃静宁一中期中 )下图表示某植物叶片暗反应中 C3 和 C5 化合物微摩尔浓度的变化趋势，该植物在阶段处于适宜环境条件下，阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低 CO2 浓度中的某一项。下列分析正确的是( )A图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的 ATPB图中阶段所改变的环境条件是降低了光照强度C阶段甲上升是因为叶绿体中H 和 ATP 的积累D阶段光合速率最大时所需光照强度比 阶段低解析：选 D。因为暗反应中 1 mol C51 mol CO2 生成 2 mol C3，所以在适宜条件下，叶肉细胞内 C3 是 C5
21、 的 2 倍，因此图中甲是 C5，乙是 C3。图中物质甲与 CO2 结合形成乙，该过程只需要酶的催化，不需要消耗 ATP，A 错误；植物在阶段处于适宜环境条件下，如果阶段改变的环境条件是降低光照强度，那么 C3 含量增加，C 5 含量减少，与题图不符合，而如果改变的条件是降低 CO2 浓度，那么 C3 含量减少，C 5 含量增加，与题图符合，所以本题改变的条件是降低 CO2 浓度，B 错误；CO 2 浓度降低，由于 CO2 供应量减少，C 5消耗减少，而 C3 还原正常，所以 C5(甲)含量会上升，C 错误；低 CO2 浓度下的光的饱和点也低，D 正确。利用模型法分析光合作用中物质的量的变化(
22、1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。(2)以上各物质变化中，C 3 和 C5 含量的变化是相反的，H 和 ATP 含量变化是一致的。(3)具体分析时只有理清 C3、C 5 的“来源”与“去路”(C 3 来自 CO2 的固定，用于 C3的还原；C 5 来自 C3 的还原，用于 CO2 的固定) ，才能避开试题陷阱。 清一清易错点 1 误认为用光照射叶绿体中提取的色素就能发生光反应点拨 叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用，发生光反应除色素、光照之外，还需 ADP、Pi 、H 2O、NADP 、酶等。易错点 2 误认为 14C 转移途径为 14CO2 14C3 14C
23、5( 14CH2O)点拨 光合作用暗反应中 C5 的作用在于固定 CO2 形成 C3， 14CO2 中的 14C 转移途径为 14CO2 14C3( 14CH2O)，中间没有 C5 参与。易错点 3 混淆塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择点拨 为提高光能利用率，塑料大棚栽培时常选择“无色塑料 ”以便透过各色光，这是因为太阳的全色光透过时各种颜色的光均可被作物吸收(尽管黄绿色吸收量较小，但总不会起负作用)，而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡。因为若利用白炽灯，则其发出的光中“黄、绿光”利用率极低，从节省能源(节电、节省成本)角度讲，用
24、红灯泡、紫灯泡效率最高。易错点 4 相同光照时间内，光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累得多点拨 因为H、ATP 基本不积累，利用充分；但一直光照会造成H、ATP 的积累，利用不充分。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 5 秒，持续 20 分钟，则光合作用制造的有机物：甲乙 (暗反应时间长)。判一判(1)叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同( )(2)植物细胞中都含有叶绿体( )(3)光合作用需要的酶和色素分布在叶绿体的基粒中( )(4)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多( )(5)叶绿体内膜的面积远远
25、大于外膜面积( )(6)植物细胞中的色素都能参与光合作用( )(7)叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所( )(8)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光( )(9)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和 ATP( )(10)破坏叶绿体外膜后，O 2 不能产生 ( )(11)离体叶绿体基质中添加 ATP、NADPH 和 CO2 后，可完成暗反应( )(12)进入叶绿体的 CO2 不能被 NADPH 直接还原( )(13)在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是 Mg2 的吸收(2015 四川，1A改编)( )(14)光合作用光反应产生的 ATP 只用于暗反应阶
26、段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需 ATP 来自细胞呼吸( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (2018高考北京卷)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂 DCIP，照光后 DCIP 由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中( )A需要 ATP 提供能量 BDCIP 被氧化C不需要光合色素参与 D会产生氧气解析：选 D。光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，释放出氧气和形成H，另一方面在有关酶的催化作用下，促使 ADP 与 Pi
27、发生化学反应形成 ATP，D 项符合题意，A 、C 项不符合题意。结合题干信息，加入氧化还原指示剂 DCIP 后， DCIP 会被 H还原，B 项不符合题意。(2017高考全国卷)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应( 如 O2 的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )A类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中 ATP 的合成B叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C光合作用的作用光谱也可用 CO2 的吸收速率随光波长的变化来表示D叶片在 640660 nm 波长光下释放 O2 是由叶绿素参与光合作用引起的解析：选 A。类胡萝卜素不吸收红光， A 错误；
28、叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B 正确；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用 CO2 吸收速率随光波长的变化来表示，C 正确；叶绿素吸收 640660 nm 的红光，导致水光解释放氧气， D 正确。(2017高考海南卷)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 提供能量解析：选 A。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将水分解产
29、生氧气；叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，都可以产生氧气。水的光解不需要消耗 ATP。(2017高考天津卷 )某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定 CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的 CO2 吸收速率。叙述错误的是( )A光照强度低于 P 时，突变型的光反应强度低于野生型B光照强度高于 P 时，突变型的暗反应强度高于野生型C光照强度低于 P 时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D光照强度高于 P 时，限制突变型光合速率的主要环境因素是 CO2 浓度解析：选 D。光照强度低于 P 时，突变型的光合作用强度( 光反应和暗反应强度)低于野
30、生型，A 项正确；光照强度高于 P 时，突变型的光合作用强度( 光反应和暗反应强度)高于野生型，B 项正确；光照强度低于 P 时，限制突变型和野生型光合速率的主要环境因素为横坐标所表示的因素，即光照强度，C 项正确；光照强度高于 P 时，突变型光合速率随光照强度的增大而增加，因此限制其光合速率的主要环境因素仍然为横坐标所表示的因素，即光照强度，D 项错误。(2016高考全国卷)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用
31、强度(即单位时间、单位叶面积吸收 CO2 的量) ，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)据图判断，光照强度低于 a 时，影响甲组植物光合作用的限制因子是_。(2)b 光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高_(填“CO 2 浓度”或“O 2 浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养 T 时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_。解析：(1)当光照强度低于 a 时，甲组植物的光合作用强度随光照强度的增大而增大，因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强
32、度。(2)b 光照强度下，甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增大而增大，说明此时限制光合作用的因素不是光照强度，应是CO2 浓度或温度，因此要提高甲组的光合作用强度，可以考虑的措施是适当提高 CO2 浓度。(3)由题图可知，经处理后乙组的最大光合速率明显低于甲组，若是由遗传物质改变造成的，则可遗传给子代，即子代在甲组条件下光合速率低于甲组，若是由低光照引起的，遗传物质不变，则子代在甲组条件下光合速率应与甲组相同。当把乙组植株产生的种子种植在与甲组相同的条件下时，其光合作用曲线与甲组的相同，说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的。答案：(1)光照强
33、度(2)CO2 浓度(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的高考应答必背1叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。2吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。3叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。4光合作用释放的 O2 来自 H2O。5光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将 H2O 分解成 H和 O2，同时形成ATP 的过程。6暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的，包括 CO2 的固定和 C3 的还原等过程。课时作
34、业基 础 达 标 1(2019黑龙江哈尔滨六中高三开学段考 )下列对叶绿体和光合作用的分析，正确的是( )A没有叶绿体的细胞不能进行光合作用B用 8%的盐酸处理叶绿体有利于各种色素的提取C将叶绿体粉碎加工成匀浆并给予一定的光照，光合作用仍能正常进行D叶绿体能产生和消耗 ATP，两个过程完全在叶绿体内完成解析：选 D。蓝藻没有叶绿体，但细胞内含藻蓝素和叶绿素，可以进行光合作用，A错误。叶绿体色素是脂溶性色素，可以通过加入无水乙醇溶解色素，便于提取；色素不溶于盐酸，不能用盐酸提取色素，B 错误。将叶绿体粉碎加工成匀浆后，其中色素分子可能被破坏，光合作用相关酶的活性可能丧失，所以即便给予一定的光照，
35、光合作用也不一定能正常进行，C 错误。叶绿体中光反应产生的 ATP，完全被叶绿体内暗反应所利用，D 正确。2(2019甘肃武威六中高三段考 )下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。下列关于相关过程以及发生场所的说法，不正确的是( )AH 2OHO 2 发生在光反应阶段，场所是叶绿体类囊体薄膜B膜上的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光用于光合作用C发生的能量转换是光能 化学能D产生的 ATP 可用于植物体的各项生理活动解析：选 D。水的光解发生在光反应阶段，场所是叶绿体的类囊体薄膜，A 项正确；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B 项正确；光能在类囊体薄膜上转换为 ATP 中
36、的化学能，C 项正确；叶绿体类囊体薄膜上经光反应产生的 ATP 只能用于暗反应，D 项错误。3(2019山西太原期末)下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是( )A叶绿体色素与 ATP 的合成有关B叶绿体色素参与 ATP 的分解C叶绿体色素与 O2 和H的形成有关D叶绿体色素能吸收和传递光能解析：选 B。少数特殊状态的叶绿素 a 能够将吸收的光能转化成电能，将水光解，释放 O2，同时生成 ATP 和H ， A、C 正确；叶绿体中 ATP 的分解发生于暗反应过程，与色素无关，B 错误；叶绿体中色素能够吸收、传递光能， D 正确。4(2019辽宁八校高三期中联考 )以下关于叶绿体和
37、光合作用的几个实验，得不到相应实验结果的是( )A将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射 5 h，加碘液处理后溶液呈蓝色B在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶片，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色C将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域D将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足 14CO2 的密闭透明的照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到 14C 的存在解析：选 A。叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反应，也不能产生淀粉，A 错误；光合作用产生淀粉，观察时需对叶片进行
38、脱色处理，B 正确；叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，导致连续光谱相应区域变暗，C 正确；CO 2 是光合作用的原料，14CO2 中的 14C 元素可转移到淀粉中，故产物中可检测到 14C，D 正确。5(2019黑龙江大庆实验中学期末 )为研究光反应中 ATP 产生的原理，有科学家进行如下实验：将叶绿体类囊体置于 pH 为 4 的琥珀酸溶液后，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的 pH 下降为 4；然后把悬浮液的 pH 迅速上升为 8，此时类囊体内 pH 为 4，类囊体外 pH为 8，在有 ADP 和 Pi 存在时类囊体生成 ATP，对实验条件和结论分析正确的是 ( )A黑暗中进行，结果表明： H 能通
39、过自由扩散进入类囊体膜B光照下进行，结果支持：合成 ATP 的能量直接来自色素吸收的光能C黑暗中进行，结果支持：光反应使类囊体内外产生 H 浓度差，推动 ATP 合成D光照下进行，结果表明：光反应产生的 H参与暗反应中三碳化合物的还原解析：选 C。H 能通过主动运输进入类囊体膜；光照下进行，题干信息无法得出合成ATP 的能量直接来自色素吸收的光能；黑暗中进行，类囊体内 pH 为 4，类囊体外 pH 为8，合成 ATP，说明 ATP 的合成与 H 浓度差有关；光反应产生的H参与暗反应中三碳化合物的还原，暗反应的场所是叶绿体基质，不是叶绿体类囊体。6对某植物做如下处理：甲持续光照 20 min，黑
40、暗处理 20 min，乙先光照 5 s 后再黑暗处理 5 s，连续交替 40 min。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物光合作用所制造的 O2 和合成的有机物总量符合下列哪项 ( )AO 2：甲乙，有机物：甲乙BO 2：甲乙，有机物：甲乙CO 2：甲乙，有机物：甲乙DO 2：甲乙，有机物：甲乙解析：选 D。甲、乙光反应时间相同，产生的 O2 相等，但交替光照下，乙条件下暗反应及时消耗了 ATP 和H，为下一次的光照时间内光反应提供了充足的原料 ADP、Pi 和NADP 等，所以相同时间内乙合成有机物的总量大于甲。7(2019广东惠州高三调研 )用 14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在
41、光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述正确的是( )AOa 段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降B叶肉细胞利用 14CO2 的场所是叶绿体基质，暗反应全过程都消耗 ATP 和HCab 段三碳化合物浓度不变的原因是 14CO2 消耗殆尽Db 点后叶肉细胞内没有有机物的合成解析：选 A。分析题图可知， Oa 段叶肉细胞中含放射性的三碳化合物(C 3)浓度上升，说明消耗的五碳化合物(C 5)增多，所以 C5 浓度有所下降，A 正确；暗反应的场所是叶绿体基质，暗反应的过程包括 CO2 的固定和 C3 的还原，其中 C3
42、的还原需要消耗 ATP 和H，B 错误； ab 段三碳化合物浓度不变的原因不是 14CO2 消耗殆尽，而是 CO2 被 C5 固定形成C3 的过程与 C3 的还原过程保持相对稳定，C 错误；b 点后，在黑暗条件下，光反应不能进行，但之前还剩余部分H 和 ATP，因此短时间内暗反应仍可进行， 仍有部分有机物合成，D 错误。8绿色植物是主要的能量转换者，因为它们均含有叶绿体(图甲) 这一完成能量转换的细胞器，图乙是在图甲结构中进行的生化反应，分别代表图甲中叶绿体的结构，图丙是图甲中的色素分离结果。下列相关叙述中，不正确的是( )A图丙中的色素带由 1 到 4 分别是叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、
43、胡萝卜素B图甲中和的成分和结构相似C环境条件相对稳定的情况下，图甲中的 C3 含量多于 C5 含量D如果突然降低 CO2 的浓度，图乙中的 C3 含量会一直下降解析：选 D。图丙中下方有滤液细线，色素的扩散方向是从下向上的，所以 14 分别是叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、胡萝卜素，A 项正确。图甲中的 和分别是叶绿体的内膜和外膜，它们的成分和结构相似，B 项正确。分析图乙中的过程要从两个方面进行：一是环境条件相对稳定时，暗反应中的两个过程、光反应与暗反应之间均处于一种相对平衡的状态，由于一个 C5 对应着两个 C3，所以 C3 含量要比 C5 高；二是当环境条件突然改变时，如 CO2 浓度突
44、然降低时，短时间内由于 CO2 固定过程减弱而 C3 的还原过程仍在进行，故C3 含量降低而 C5 含量升高，但一段时间后，反应过程又达到一个新的平衡状态，所以 C3含量不会一直下降，C 项正确， D 项错误。9(2019四川广安、眉山、内江、遂宁高三诊断 )研究人员通过一定手段，将正常蓝藻的光合作用途径(图中实线所示 )进行改造，创建了能消耗 NADPH 的异丙醇生物合成途径(图中虚线所示)。回答下列问题：(1)蓝藻细胞没有叶绿体，但能进行完整的光合作用过程，原因是_。蓝藻吸收的光能在光反应阶段可以转变为化学能储存在_中。NADPH在卡尔文循环中的作用是_。(2)据图分析推测，在适宜光照条件
45、下，与正常蓝藻相比，具有异丙醇生物合成途径的蓝藻，产生 O2 的速率可能会 _，原因是_。解析：(1)蓝藻是原核生物，无叶绿体，但是细胞中含有吸收光能的色素和进行光合作用所需要的酶，因此其可以进行光合作用。蓝藻光反应吸收的光能可以转化为化学能储存在 ATP 和 NADPH 中，为暗反应(卡尔文循环) 过程中三碳化合物的还原提供能量，其中NADPH 还能为暗反应 (卡尔文循环)提供还原剂。(2)据图分析可知，改造后的蓝藻合成异丙醇需要消耗更多的 NADPH，导致水在光下分解速率加快，因此其产生 O2 速率会加快。答案：(1)蓝藻细胞中含有吸收光能的色素和进行光合作用所需要的酶 ATP 和NADP
46、H 为 C3 的还原提供能量和还原剂(2)加快 合成异丙醇需要消耗更多的 NADPH，导致水在光下分解速率加快，使产 O2速率加快培 优 冲 刺 10(2019全国统一考试仿真五 )硒在土壤中主要以硒盐酸的形式存在，被植物吸收后转化为植物活性硒。为探究硒对植物叶绿素前体物(ALA)合成的影响，科学家用不同浓度的硒溶液处理水稻幼苗，实验及结果如下图所示。下列推测错误的是( )A土壤中的硒能以主动运输的方式被根细胞吸收B较低浓度的硒溶液能促进叶肉细胞中 ALA 的合成C用较高浓度的硒溶液处理水稻幼苗可能会使其出现黄化D硒溶液促进水稻叶肉细胞中 ALA 合成的最适浓度是 0.01mmolL1解析：选 D。植物吸收矿质元素是根细胞通过主动运输吸收的，A 正确；分析题图可知，较低浓度的硒溶液能促进叶肉细胞中 ALA 的合成， B 正确；用较高浓度的硒溶液处理水稻幼苗会使 ALA 的含量降低，所以水稻幼苗可能会使其出现黄化，C 正确；在该实验中的几种溶液浓度中 0.01mmolL1 的硒溶液促进作用较高，但不能确定其是最适浓度，D 错误。11(2019山西怀仁八中月考 )如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( )At 1t 2，叶绿体类