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2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細胞的能量供應(yīng)和利用 第10講 能量之源-光與光合作用講義 　1.光合作用的基本過程(Ⅱ)　2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)　3.實驗：葉綠體色素的提取和分離 [學(xué)生用書P67] 一、捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu) 1．色素的種類和功能 色素 功能 葉綠素 葉綠素a：藍綠色 主要吸收藍紫光和紅光 葉綠素b：黃綠色 類胡蘿卜素 葉黃素：黃色 主要吸收藍紫光 胡蘿卜素：橙黃色 2.葉綠體 (1)結(jié)構(gòu)示意圖 (2)結(jié)構(gòu) ↓決定 (3)功能：進行光合作用的場所 證明 (4)恩格爾曼的實驗：好氧細菌只分布于葉綠體被光束照射的部位 　葉綠體 葉綠體膜兩層，基質(zhì)基粒來組成，類囊體來堆疊，上有色素酶附著，吸收光能來轉(zhuǎn)化，光合作用好場所。 二、光合作用的探索歷程[連一連] 　　　　　　　 ?、莺廷拗锌茖W(xué)家用什么樣的技術(shù)手段得出實驗結(jié)論？該技術(shù)手段有何用途？ 提示：同位素標記法；追蹤某元素或某物質(zhì)的轉(zhuǎn)移去向。 三、光合作用的反應(yīng)式及過程 1．反應(yīng)式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 2．過程 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。 　光合作用過程的“一、二、三、四” 四、影響光合作用的因素 1．光合作用強度 (1)含義：植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造有機物的量。 (2)指標：一定時間內(nèi) 2．影響光合作用強度的因素 (1)空氣中CO2的濃度。 (2)土壤中水分的多少，溫度的高低。 (3)光照的長短與強弱，光的成分。 3．光合作用與化能合成作用的比較 光合作用 化能合成作用 本質(zhì) 都能將CO2和H2O等無機物合成為有機物 能量 光能 氧化無機物放出的能量 代表生物 綠色植物 硝化細菌等微生物 1．(必修1 P100基礎(chǔ)題T3改編)恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)大量的好氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，該實驗?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論主要是 (　　) A．葉綠體主要吸收紅光和藍紫光用于光合作用，放出氧氣 B．光合作用釋放氧氣的部位是葉綠體的類囊體 C．葉綠素主要吸收紅光和藍紫光 D．好氧細菌沒有線粒體也能進行有氧呼吸 答案：A 2．(必修1 P106基礎(chǔ)題T6改編)下圖是利用小球藻進行光合作用實驗的示意圖，關(guān)于甲物質(zhì)和乙物質(zhì)的相對分子質(zhì)量的比較，正確的是(　　) A．甲＞乙　　　　　　　　 B．甲＜乙 C．甲＝乙 D．無法確定 答案：B 3．思維診斷 (1)判斷下列有關(guān)葉綠體及色素的敘述 ①(xx高考重慶卷T1C)葉綠體色素在層析液中的溶解度越高，在濾紙上擴散就越慢。() ②葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光。(√) ③利用紙層析法可分離4種葉綠體色素。(√) (2)判斷下列有關(guān)光合作用和化能合成作用的敘述 ①(xx南京市統(tǒng)考T11C)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。() ②光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP可用于核糖體合成蛋白質(zhì)。() ③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。(√) ④離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反應(yīng)。(√) ⑤硝化細菌雖然不能進行光合作用，但是自養(yǎng)生物。(√) (3)判斷下列有關(guān)影響光合作用的因素及應(yīng)用的敘述 ①(xx高考山東卷T4D)適宜條件下光合作用過程中C5/C3的比值，停止供應(yīng)CO2后比停止前高。(√) ②將一株生長正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時間的延長，玻璃容器內(nèi)CO2濃度一直保持穩(wěn)定，不變化。() ③停止供水，植物光合速率下降，這是由于水是光合作用的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)運輸?shù)闹饕橘|(zhì)。(√) ④無色透明塑料大棚比綠色塑料大棚光合作用效率低。() 考點一　光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實驗分析[學(xué)生用書P69] 1．普利斯特利的實驗 密閉玻璃罩＋綠色植物＋ (1)沒有認識到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長。 (2)限于當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制，沒有明確植物吸收和釋放氣體的成分。 2．薩克斯的實驗 黑暗中饑餓處理的綠葉 (1)該實驗設(shè)置了自身對照，自變量為光的有無，因變量是顏色變化(有無淀粉生成)。 (2)該實驗的關(guān)鍵是饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強了實驗的說服力。為了使實驗結(jié)果更明顯，在用碘蒸氣處理之前應(yīng)用熱酒精對葉片進行脫色處理。 (3)本實驗除證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明光是光合作用的必要條件。 3．恩格爾曼的實驗 (1)結(jié)論：葉綠體是光合作用的場所，光合作用過程中能產(chǎn)生氧氣。 (2)該實驗設(shè)置極細光束和黑暗、完全曝光和黑暗兩組對照。自變量為光照和黑暗，因變量為好氧菌聚集的部位。 4．魯賓和卡門的實驗 HO＋CO2―→植物―→18O2 H2O＋C18O2―→植物―→O2 (1)該實驗設(shè)置了對照，自變量是標記物質(zhì)(HO和C18O2)，因變量是O2放射性的有無。 (2)魯賓和卡門的同位素標記法可以追蹤CO2和H2O中的C、H、O元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑。 如圖是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．兩實驗均需進行“黑暗”處理，以消耗細胞中原有的淀粉 B．兩實驗均需要光的照射 C．兩實驗中只有恩格爾曼的實驗設(shè)置了對照 D．兩實驗均可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣 [解析]　圖示的兩實驗中，只有薩克斯的實驗需進行“黑暗”處理，目的是消耗掉細胞中原有的淀粉。恩格爾曼實驗的目的是探究光合作用進行的場所，薩克斯實驗的目的是探究光合作用的產(chǎn)物，所以兩實驗均需要光的照射。恩格爾曼的實驗中，黑暗與極細光束、黑暗與完全曝光形成對照；薩克斯的實驗中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照。 恩格爾曼的實驗可證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物；薩克斯的實驗可證明淀粉是光合作用的產(chǎn)物，但不能證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物。 [答案]　B 1．證明光合作用需要的原料(CO2、H2O)和條件(光) (1)檢測指標：是否有淀粉生成。 (2)實驗方法：實驗植物先遮光進行饑餓處理→再照光并給予相應(yīng)條件處理后(施加變量)→經(jīng)酒精脫色→碘液檢驗(能被碘液染成藍色則說明有淀粉產(chǎn)生)。 如圖所示為驗證CO2是光合作用必需原料的實驗過程。 2．證明光合作用的場所——葉綠體 (1)檢測指標：是否有淀粉生成。 (2)實驗方法：進行饑餓處理的植物，經(jīng)相應(yīng)條件處理(是否有葉綠體)后，再經(jīng)酒精脫色，能被碘液染成藍色的則說明有淀粉產(chǎn)生。 1．(xx合肥高三質(zhì)檢)在光合作用的探究歷程中，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，提出了植物在進行光合作用時能量轉(zhuǎn)化的假說。以下哪項科學(xué)實驗?zāi)茏C明這一假說(　　) A．英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實驗 B．恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅光和藍紫光的實驗 C．薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用可以產(chǎn)生淀粉的實驗 D．魯賓和卡門證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來自水的實驗 解析：選C。薩克斯證明綠葉在光下可以產(chǎn)生淀粉，說明了光能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能，其他實驗均無法證明光合作用時能量轉(zhuǎn)化的假說，故C項正確。 2．用含18O的水澆灌植物，經(jīng)光照后，18O可最先發(fā)現(xiàn)于下面哪種產(chǎn)物中(　　) A．生成的葡萄糖中 B．生成的淀粉中 C．合成的蛋白質(zhì)中 D．周圍空氣中的O2 解析：選D。植物通過水的光解所釋放O2進入空氣，所以最先被發(fā)現(xiàn)18O。  考點二　以過程圖為載體，考查光合作用的過程[學(xué)生用書P70] 1．光反應(yīng)和暗反應(yīng)比較 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 圖解 條件 必須在光下 有光、無光都可以 場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 物質(zhì)轉(zhuǎn)化 (1)水光解： 2H2O4[H]＋O2↑ (2)ATP的合成： ADP＋PiATP 能量轉(zhuǎn)化 光能―→ATP中活躍的化學(xué)能―→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能 聯(lián)系 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi，如圖： 2.光合作用過程中元素轉(zhuǎn)移途徑分析 (1)光合作用總反應(yīng)式及各元素去向 (2)光合作用過程中O元素的轉(zhuǎn)移途徑 HO18O2 C18O2C3(CHO)＋HO (3)光合作用過程中C元素的轉(zhuǎn)移途徑 14CO214C3(14CH2O) 如圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實線表示，能量傳遞用虛線表示)。請回答以下問題： (1)圖中a物質(zhì)主要吸收________________，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成________________。 (2)圖中①表示水分的吸收，③表示________，c為________，該物質(zhì)只能用于暗反應(yīng)，不能用于其他生命活動。 (3)③和④進行的場所分別是________________________。通過[H]和ATP將光反應(yīng)和暗反應(yīng)聯(lián)系起來。 (4)當(dāng)g突然停止供應(yīng)，則細胞內(nèi)e的含量會________；當(dāng)光照突然增強，細胞內(nèi)e的含量會________ 。 [答案]　(1)紅光和藍紫光　ATP中活躍的化學(xué)能　(2)水的光解　ATP　(3)葉綠體類囊體薄膜、葉綠體基質(zhì) (4)上升　上升 模型法分析C5、C3等物質(zhì)含量的變化 當(dāng)外界條件改變時，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量變化可以采用如圖分析： (1)停止光照時：ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下： (2)CO2供應(yīng)停止時：C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下： 　　　　　　捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu) 1．關(guān)于葉綠素的敘述，錯誤的是(　　) A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素 B．被葉綠素吸收的光可能用于光合作用 C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同 D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光 解析：選D。葉綠素a和葉綠素b所含的化學(xué)元素相同，都由C、H、O、N、Mg組成，故A項正確。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，葉綠素吸收的光能通過光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖谟袡C物中的化學(xué)能，故B項正確。葉綠素a在紅光區(qū)的吸收峰值約為663 nm，葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值約為645 nm，故C項正確。綠葉中的色素對綠光的吸收極少，絕大多數(shù)綠光被反射出來，因此植物呈現(xiàn)綠色，故D項錯誤。 2．(xx河北石家莊二中模擬)圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．圖乙所示結(jié)構(gòu)取自圖甲中的①或③ B．與光合作用有關(guān)的酶全部分布在圖乙所示結(jié)構(gòu)上 C．圖乙所示的結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生[H]并消耗ATP的場所 D．葉綠體以圖甲③的形式擴大膜的表面積 解析：選D。圖乙所示結(jié)構(gòu)含有光合色素，光合色素只分布在葉綠體的類囊體薄膜上，對應(yīng)于圖甲中的③，A項錯誤；在葉綠體的基質(zhì)(圖甲④)中，也分布有與光合作用有關(guān)的酶，B項錯誤；消耗ATP的場所是葉綠體的基質(zhì)(圖甲④)，C項錯誤；③是葉綠體的類囊體，葉綠體以圖甲③的形式擴大膜的表面積，D項正確。 　　　　　　光合作用過程分析 3．(原創(chuàng)題)下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，A、B、C、D表示葉綠體的結(jié)構(gòu)，①②③④⑤表示有關(guān)物質(zhì)。下列敘述不正確的是(　　) A．參與光合作用的色素位于圖中的A部位 B．CO2進入葉綠體后，通過固定形成⑤物質(zhì) C．若突然停止光照，C3的含量會升高 D．用14C標記CO2進行光合作用，可在④⑤中測到較高放射性 解析：選B。CO2通過固定形成④物質(zhì)。 4．(xx北京東城期末)科學(xué)家往小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同時間的光照，結(jié)果如下表。 實驗 組別 光照時間(s) 放射性物質(zhì)分布 1 2 大量3磷酸甘油酸(三碳化合物) 2 20 12種磷酸化糖類 3 60 除上述12種磷酸化糖類外， 還有氨基酸、有機酸等 根據(jù)上述實驗結(jié)果分析，下列敘述不正確的是(　　) A．本實驗利用小球藻研究的是光合作用的暗反應(yīng)階段 B．每組照光后需將小球藻進行處理使酶失活，才能測定放射性物質(zhì)分布 C．CO2進入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是12種磷酸化糖類 D．實驗結(jié)果說明光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等 解析：選C。CO2是光合作用暗反應(yīng)階段的原料，A正確；每組照光后將小球藻進行處理使酶失活，其目的是終止相關(guān)的反應(yīng)，這樣測定的數(shù)據(jù)，才能準確反映光照時間內(nèi)放射性物質(zhì)的分布，B正確；在光合作用的暗反應(yīng)過程中，CO2先進行固定，生成三碳化合物，然后是三碳化合物被還原，從表中可以看出，放射性首先出現(xiàn)在3磷酸甘油酸中，C錯誤；表中信息顯示，光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等，D正確。 誤區(qū)1　認為用光照射光合色素就能發(fā)生光反應(yīng) [點撥]　葉綠體中的色素具有吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的作用，但發(fā)生光反應(yīng)除色素、光照之外，還需ADP、Pi、H2O、NADP＋、酶等。 誤區(qū)2　認為光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP可用于其他生命活 動，線粒體產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng) [點撥]　光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP僅用于暗反應(yīng)C3化合物的還原，線粒體產(chǎn)生的ATP用于除光合作用之外的其他生命活動。 誤區(qū)3　認為白天植物只進行光合作用 [點撥]　植物在白天時同時進行光合作用和細胞呼吸。 　　　　　　條件驟變細胞內(nèi)[H]、ATP、C3、C5 等物質(zhì)的變化 5．(xx高考新課標全國卷Ⅰ)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A．O2的產(chǎn)生停止 B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NADP＋比值下降 解析：選B。正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間，說明綠藻可以正常進行光合作用，用黑布遮光后，改變了綠藻光合作用的條件，此時光合作用的光反應(yīng)停止，光反應(yīng)的產(chǎn)物O2、ATP和[H](即NADPH)停止產(chǎn)生，所以A、C、D項所敘述現(xiàn)象會發(fā)生；光照停止，暗反應(yīng)中C3還原受影響，C5減少，CO2的固定減慢，B項所敘述現(xiàn)象不會發(fā)生。 6. (原創(chuàng)題)右圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內(nèi)C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的改變的變化情況，下列對這一環(huán)境因素的改變的分析，正確的是(　　) A．突然停止光照 B．突然增加CO2濃度 C．降低環(huán)境溫度 D．增加光照強度 解析：選D。突然停止光照時，[H]和ATP減少，C3被消耗的量減少，故其含量增多，而C5的來源減少，故其含量降低。突然增加CO2濃度時，合成C3的原料增加，導(dǎo)致C3含量增加。增加光照強度時，[H]和ATP增多，C3因大量消耗而減少，C5的含量增加。 考點三　以曲線圖為載體，考查影響光合作用的環(huán)境因素[學(xué)生用書P71] 1．光照強度 (1)原理：影響光反應(yīng)階段ATP、[H]的產(chǎn)生。 (2)曲線 (3)分析：P點的限制因素 (4)應(yīng)用：延長光合作用時間。 ①大棚蔬菜生產(chǎn)時，可在夜間進行人工光照以延長光合作用時間。 ②大田作物可采用輪作，延長全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進行光合作用的時間。 2．CO2濃度 (1)原理：影響暗反應(yīng)階段C3的生成。 (2)曲線 (3)分析：P點的限制因素 (4)應(yīng)用 ①種植大棚蔬菜時，多施有機肥、人工增施CO2。 ②大田作物應(yīng)多施有機肥和實施秸稈還田，或南北向種植以保證空氣順暢流通。 3．溫度 (1)原理：通過影響酶的活性來影響光合速率。 (2)曲線 (3)分析：P點對應(yīng)的溫度為進行光合作用的最適溫度。 (4)應(yīng)用 4．礦質(zhì)元素 (1)原理：N、Mg是構(gòu)成葉綠素的成分，P是輔酶NADPH的成分，K＋有助于光合產(chǎn)物的運輸。 (2)曲線 (3)P～Q的形成原因：施肥過多，植物吸水困難甚至失水，進而影響光合作用。 (4)應(yīng)用：合理、適量施肥。 (原創(chuàng)題)科學(xué)家研究CO2濃度、光照強度和溫度對同一種植物光合作用強度的影響，得到實驗結(jié)果如圖。據(jù)圖回答下列問題： (1)光照強度為a時，限制光合作用的環(huán)境因素主要是________，其直接影響是使光合作用產(chǎn)生的________和ATP過少，進一步限制了光合作用下一反應(yīng)階段中________過程的速率。 (2)光照強度為b時，造成曲線Ⅰ和Ⅱ、曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強度差異的原因分別是________和________不同。 (3)根據(jù)上述已有條件，在光照強度為c時，____________(填“能”或“不能”)確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪種條件下人們獲得的光合產(chǎn)物較多。 [解析]　(1)a點時光照強度較弱，植物的光合作用強度較低，因此該點的限制因素主要是光照強度，原因是光反應(yīng)弱，產(chǎn)生的[H]和ATP少，限制暗反應(yīng)中C3的還原。(2)b點時，曲線Ⅰ和Ⅱ的自變量為溫度，曲線Ⅱ和Ⅲ的自變量為CO2濃度。(3)人們獲得的光合產(chǎn)物應(yīng)為有機物的積累量，因為在不同溫度下植物的呼吸強度未知，因此無法判斷光照強度為c時，哪種條件下獲得的光合產(chǎn)物最多。 [答案]　(1)光照強度　[H]　C3還原　(2)溫度　CO2濃度　(3)不能 1．多因子變量對光合作用速率影響的分析方法 (1)當(dāng)在P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子，隨其不斷加強，光合速率不斷提高。 (2)當(dāng)在Q點時，橫坐標所表示的因素不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。 2．外界因素對光合作用影響的實質(zhì) 影響因素 產(chǎn)生的影響 影響過程 光照強度 影響水的光解產(chǎn)生[H]，影響ATP的形成 主要是光反應(yīng)階段 CO2濃度 影響C3的合成 主要是暗反應(yīng)階段 溫度 影響光合作用酶的活性 　　　　　　分析單一因素對光合速率的影響 1．(考查光強強度、CO2濃度的影響)如圖是水生植物黑藻在光照、CO2等因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．t1→t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，葉綠體基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多 B．t2→t3，暗反應(yīng)限制光合作用。若在t2時刻增加光照，光合速率將再提高 C．t3→t4，光照強度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強 D．t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低 解析：選D。水的光解發(fā)生在葉綠體類囊體膜上，而不是葉綠體基質(zhì)中，A項錯誤；t2→t3，限制光合作用的是暗反應(yīng)，要想提高光合速率，應(yīng)提高CO2濃度，B項錯誤；t3→t4，光合速率提高是因為暗反應(yīng)增強，同時也促進了光反應(yīng)的進行，光反應(yīng)和暗反應(yīng)是相互聯(lián)系、相互依存的整體，C項錯誤；t4后短暫時間內(nèi)，細胞原有的ATP被消耗生成ADP和Pi，但是因無光，不能合成ATP，所以ADP和Pi含量升高，且C3化合物還原后的直接產(chǎn)物也因不斷消耗而減少，D項正確。 2．(考查溫度的影響)如圖表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下，某植物在不同溫度下的凈光合作用速率和呼吸作用速率曲線，下列敘述錯誤的是(　　) A．光合作用中溫度主要影響暗反應(yīng)階段 B．光合作用、呼吸作用都受到溫度的影響，其中與呼吸作用有關(guān)的酶的適宜溫度更高 C．溫度在30 ℃左右時真光合作用速率最大 D．若溫度保持25 ℃，長時間每天交替進行12 h光照、12 h黑暗，該植物不能正常生長 解析：選D。光合作用光反應(yīng)階段水的光解不需要酶，ATP的合成需要酶，暗反應(yīng)過程中CO2的固定及C3的還原需要酶的催化，溫度對光反應(yīng)階段的影響較小，對暗反應(yīng)階段的影響較大；據(jù)圖分析，呼吸作用相關(guān)的酶在40 ℃時活性最高，光合作用相關(guān)的酶在30 ℃時活性最高；真光合作用速率＝呼吸速率＋凈光合作用速率，由圖可知，溫度在30 ℃左右時真光合作用速率達到最大；25 ℃條件下凈光合速率為4，呼吸速率為2.5，交替進行12 h光照、12 h黑暗，植物每天積累的光合產(chǎn)物為12(4－2.5)＝18，植物可以正常生長。 3．(考查水分的影響)(xx北京海淀期中)下圖為桑葉光合速率隨土壤水分減少的日變化曲線圖，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測得的數(shù)據(jù)。若光照強度的日變化相同，則據(jù)圖判斷不正確的是(　　) A．在水分充足時桑葉沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象 B．曲線Ⅱ雙峰形成與光照強度的變化有關(guān) C．導(dǎo)致曲線Ⅲ日變化的主要因素是土壤含水量 D．適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度 解析：選C。圖中曲線Ⅰ為降雨第2天的桑葉光合速率日變化，此曲線表示在水分充足時桑葉沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，A正確；圖中曲線Ⅱ雙峰形成是由于中午日照過強，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2進入減少，光合速率下降，B正確；導(dǎo)致曲線Ⅲ日變化的主要因素應(yīng)是光照強度，C錯誤；桑葉的“午休”是由于中午光照過強，保衛(wèi)細胞失水，氣孔關(guān)閉引起的，故適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度，D正確。 　　　　　　分析多因素對光合速率的影響 4．如圖曲線Ⅰ表示黃豆在適宜溫度、CO2濃度為0.03%的環(huán)境中光合作用速率與光照強度的關(guān)系。在y點時改變某條件，結(jié)果發(fā)生了如曲線Ⅱ的變化。下列分析合理的是(　　) A．與y點相比較，x點時葉綠體中C3含量低 B．在y點時，適當(dāng)升高溫度可導(dǎo)致曲線由Ⅰ變?yōu)棰? C．制約x點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量 D．制約z點光合作用的因素可能是CO2濃度 解析：選D。在相同CO2濃度條件下，光照強度越強，產(chǎn)生的[H]和ATP越多，消耗的C3越多，因此，與y點相比，x點時葉綠體中C3含量高。曲線Ⅰ表示在最適溫度條件下的實驗結(jié)果，若再升高溫度，光合作用速率反而降低。x點時光合作用速率低的原因主要是光照強度較低，而不是葉綠素的含量低。z點以后再增強光照強度，光合作用速率不再增加，證明限制因素不是光照強度，CO2濃度僅為0.03%，制約z點的因素有可能是CO2濃度。 5．(xx北京海淀區(qū)模擬)研究者探究不同光強條件下，兩種不同濃度CO2對某種藍藻生長的影響，結(jié)果如下圖所示。下列關(guān)于實驗的敘述，不正確的是(　　) A．“●”和“▲”分別表示高濃度和低濃度CO2下的測量結(jié)果 B．若相同條件下測量O2釋放量，可得到相似的實驗結(jié)果 C．低光強時，不同的CO2濃度對干重增加的影響不顯著 D．高濃度CO2時，不同的光強對干重增加的影響不顯著 解析：選D。 由圖可知在相同光照強度下，“●”的光合作用強度比“▲”高，CO2濃度也是限制光合作用的一個重要因素，同等光照強度，在一定范圍內(nèi)CO2濃度越高，光合作用強度越大，所以“●”和“▲”應(yīng)分別表示高濃度和低濃度CO2下的測量結(jié)果，A正確；凈光合作用強度也可以用氧氣的釋放量來表示，B正確；低光強下，由圖可知不同的CO2濃度對干重增加的影響不顯著，高濃度CO2條件下，不同的光強對干重增加的影響顯著，C正確、D錯誤。 考點四　綠葉中色素的提取和分離[學(xué)生用書P73] 1．實驗原理 (1)提?。壕G葉中的色素溶于有機溶劑無水乙醇而不溶于水，可用無水乙醇提取色素。 (2)分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。 2．實驗步驟 提取色素：稱取5 g綠葉，剪碎，放入研缽中，加入少量二氧化硅、碳酸鈣和10 mL無水乙醇→研磨→過濾→收集到試管內(nèi)并塞嚴試管口 制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條，將濾紙條一端剪去兩角，在距離剪角一端1 cm處用鉛筆畫一條細的橫線 畫濾液細線：用毛細吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻地畫一條細線，待濾液干后，再畫1～2次 分離色素：將適量的層析液倒入試管中，分離過程如圖所示 觀察結(jié)果：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶，如圖所示 3．實驗成功的關(guān)鍵 (1)葉片要新鮮、顏色要深綠，含有較多色素。 (2)研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被活細胞內(nèi)的葉綠素酶水解。充分研磨使葉綠體完全破裂，提取較多的色素。 (3)濾液細線不僅要求細、直，而且要求含有較多的色素，所以要求待濾液干后再重復(fù)畫1～2次。 (4)濾液細線不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。 (xx河南中原名校一模)提取光合色素，進行紙層析分離，對該實驗中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是(　　) A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片 B．色素始終在濾紙上，是因為色素不溶于層析液 C．提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素b較多 D．胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因為其在提取液中的溶解度最高 [解析]　黃化葉片含有葉黃素和胡蘿卜素，未見色素帶的原因應(yīng)該是提取或分離色素操作不當(dāng)，如層析時濾液細線沒在層析液中，會使色素溶解在層析液中，無法在濾紙條上分離，A、B錯誤；綠葉中葉綠素含量較多，而胡蘿卜素和葉黃素含量較少，故提取液呈綠色，C正確；胡蘿卜素處于濾紙條最上方是因為胡蘿卜素在層析液中溶解度最高，在濾紙條上擴散的速度最快，D錯誤。 [答案]　C 　1.為什么在制作濾紙條時，需將一端的兩個角剪掉？ __________________ 2．如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實驗的改進裝置。 應(yīng)將濾液滴在a處還是b處？實驗結(jié)果應(yīng)會出現(xiàn)四個不同顏色的同心圓，最外層應(yīng)是什么顏色？ ___________________ 提示：1.由于液面的不同位置表面張力不同，紙條接近液面時，其邊緣表面的張力較大，層析液沿濾紙邊緣擴散過快，從而導(dǎo)致色素帶分離不整齊的現(xiàn)象。故需將插入層析液的濾紙條一端剪去兩個角。 2．a(chǎn)處。橙黃色。 1．綠葉中色素提取分離實驗異?，F(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的葉片，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無水乙醇，(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：濾紙條上的濾液細線接觸到層析液。 (3)濾紙條看不見色素帶 ①忘記畫濾液細線。 ②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。 2．要提取綠色植物葉肉細胞葉綠體中的色素，至少要破壞1層細胞膜、2層葉綠體膜，共3層生物膜(3層磷脂雙分子層或6層磷脂分子)。要將葉肉細胞中色素完全提取出來，還需加上1層液泡膜。 1．(xx江蘇淮安二模)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實驗材料，用層析法進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯誤的是(　　) A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B．乙可能是因為研磨時加入無水乙醇過多 C．丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果 D．丁可能是因為研磨時未加入CaCO3 解析：選C。葉綠體中的色素屬于有機物，易溶于無水乙醇等有機溶劑，難溶于水，所以不能用蒸餾水作提取液和層析液，A正確；乙中每種色素都有，但含量很少，可能是無水乙醇過多，色素濃度太低導(dǎo)致的，B正確；丙中每種色素都有，但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多，葉綠素a和葉綠素b含量較少，這不應(yīng)該是正確操作得到的理想結(jié)果，C錯誤；丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時未加入CaCO3破壞了葉綠素，因為與類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D正確。 2．(xx山師大附中月考)回答下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實驗中的問題： (1)某同學(xué)的操作程序如下： ①將5 g新鮮完整的菠菜葉，放入研缽中，加入無水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨； ②用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線處小心均勻地畫出一條濾液細線，并連續(xù)迅速地重復(fù)畫1～2次； ③將畫好細線的濾紙條插入層析液中，并不斷搖晃，以求加快色素在濾紙條上的擴散。 結(jié)果實驗失敗，請指出其錯誤所在： ①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)某興趣小組同學(xué)想探究蔬菜不同葉片在葉綠素含量上的區(qū)別，選擇了新鮮菠菜的“綠葉”“嫩黃葉”，做“綠葉中色素的提取和分離”實驗。色素層析結(jié)果如圖，請根據(jù)實驗結(jié)果填寫下表： 組別 濾紙條編號 判斷依據(jù) 綠葉組 ①________ ②________ 嫩黃葉組 ③________ ④________ (3)秋天，北方樹葉大都由綠變黃，其原因是占四種色素總量80%的__________和__________分解，從而顯示出__________和__________的顏色。 答案：(1)①不應(yīng)用完整葉片，而應(yīng)去掉葉柄后剪碎 ②不應(yīng)連續(xù)迅速重復(fù)畫線，而應(yīng)待干燥后重復(fù)畫線 ③不應(yīng)搖晃以免層析液沒及濾液細線 (2)①A?、谌~綠素a帶和葉綠素b帶較寬 ③B?、苋~綠素a帶和葉綠素b帶較窄 (3)葉綠素a　葉綠素b　胡蘿卜素　葉黃素 [學(xué)生用書P75] [核心體系構(gòu)建] [填充]?、倬G葉中色素的提取和分離?、谖铡鬟f和轉(zhuǎn)化光能 ③6CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2?、芄庹諒姸取囟?、CO2濃度等　⑤光反應(yīng)?、薨捣磻?yīng) [規(guī)范答題必備] 1．光合作用探究歷程中的2種同位素 (1)18O：魯賓和卡門利用HO和C18O2證明光合作用釋放的氧氣來自水。 (2)14C：卡爾文利用14CO2探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。 2．光合作用的2個場所 (1)光反應(yīng)：葉綠體類囊體薄膜。 (2)暗反應(yīng)：葉綠體基質(zhì)。 3．光合作用過程中的3種能量變化 光能→活躍的化學(xué)能(ATP)→穩(wěn)定的化學(xué)能(糖類) 4．光合作用2個過程中的物質(zhì)變化 (1)光反應(yīng) ①水的光解：2H2O4[H]＋O2 ②ATP形成：ADP＋Pi＋能量ATP (2)暗反應(yīng) ①CO2的固定：CO2＋C52C3 ②C3的還原：2C3 5．提高光合作用強度的3種措施 (1)控制光照強弱。 (2)控制溫度的高低。 (3)適當(dāng)增加環(huán)境中的CO2濃度。 [學(xué)生用書P75] 1．(xx高考上海卷)從新鮮的菠菜葉片提取葉綠體色素，發(fā)現(xiàn)提取液明顯偏黃綠色，最可能的原因是(　　) A．加入的石英砂太多　　　　 B．沒有加入碳酸鈣 C．用脫脂棉過濾不徹底 D．一次加入過多無水乙醇 解析：選B。色素提取過程中，加入石英砂的目的是使研磨充分，有利于色素的提取。加入碳酸鈣，可防止研磨過程中葉綠素被破壞；不加碳酸鈣，研磨過程中葉綠素被破壞，會導(dǎo)致提取液顏色偏黃綠色。脫脂棉過濾不徹底會出現(xiàn)混濁現(xiàn)象，但其主要影響的不是提取液的顏色。一次加入過多無水乙醇會導(dǎo)致提取的濾液中色素含量相對較少，使提取液整體顏色變淺。 2．(xx高考江蘇卷改編)為研究高光強對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。 下列敘述錯誤的是(　　) A．強光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低 B．類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照 C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰波長不同 D．畫濾液線時，濾液在點樣線上只能畫一次 解析：選D。根據(jù)“綠葉中色素的提取和分離實驗”的實驗結(jié)果可知，圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ色素條帶分別代表胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。由題圖可知，正常光照與強光照相比，正常光照下葉綠素含量高，A項正確。強光照條件下，類胡蘿卜素含量增加，說明類胡蘿卜素含量增加有利于植物抵御強光照，B項正確。葉綠素a的吸收光譜的吸收峰波長約為430 nm和660 nm，葉綠素b的吸收光譜的吸收峰波長約為460 nm和640 nm，C項正確。畫濾液線時，首先畫出一條細線，待濾液干后，再重復(fù)畫一兩次，目的是增加濾液線中的色素含量，層析后獲得更清晰的色素條帶，D項錯誤。 3. (xx高考安徽卷)如圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是(　　) A．CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能 B．CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 C．被還原的C3在有關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5 D．光照強度由強變?nèi)鯐r，短時間內(nèi)C5含量會升高 解析：選C。ATP為C3的還原提供能量，并將能量轉(zhuǎn)移到(CH2O)等有機物中，CO2的固定不需要能量，A項錯誤。暗反應(yīng)中，必須經(jīng)過CO2的固定和C3的還原才能形成有機物，B項錯誤。在暗反應(yīng)中，一部分C3經(jīng)過一系列變化形成C5，一部分C3還原成(CH2O)等有機物，C項正確。在CO2供應(yīng)不變的情況下，光照強度由強變?nèi)鯐r，光反應(yīng)提供的[H]減少，ATP形成減少，故[H]和ATP的含量下降，導(dǎo)致C3還原過程減弱，但此時CO2的固定仍在進行，故短時間內(nèi)C3含量上升，C5含量下降，D項錯誤。 4．(xx高考重慶卷)將下圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下，細胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化。下列敘述錯誤的是(　　) 適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細胞示意圖 A．黑暗條件下，①增大、④減小 B．光強低于光補償點時，①、③增大 C．光強等于光補償點時，②、③保持不變 D．光強等于光飽和點時，②減小、④增大 解析：選B。A項，圖示細胞為水稻葉肉細胞。在黑暗條件下、密閉容器中，該細胞不進行光合作用，只進行細胞呼吸，吸收O2，放出CO2，因此①增大、④減小。B項，光強低于光補償點時，光合作用和細胞呼吸同時進行，但細胞呼吸強度大于光合作用強度，細胞吸收O2，放出CO2，此時在密閉容器中①增大、③減小。C項，光強等于光補償點時，細胞呼吸強度等于光合作用強度，因此細胞吸收O2速度等于放出CO2速度，即②、③保持不變。D項，光強等于光飽和點時，光合作用強度最大，細胞光合作用吸收CO2速度大于細胞呼吸吸收O2的速度，因此②減小、④增大。 5．(xx高考海南卷)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) A．植物甲和乙光合作用所需的能量都來自于太陽能 B．葉溫在36～50 ℃時，植物甲的凈光合速率比植物乙的高 C．葉溫為25 ℃時，植物甲的光合與呼吸作用強度的差值不同于植物乙的 D．葉溫為35 ℃時，甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強度的差值均為0 解析：選D。植物進行光合作用所需能量均來自于太陽能，A正確；葉溫在36～50 ℃時，植物甲的曲線在植物乙曲線上方，所以植物甲的凈光合速率比植物乙的高，B正確；葉溫為25 ℃時，植物甲和乙的曲線沒有相交，即二者的凈光合速率不同，C正確；葉溫為35 ℃時，甲、乙兩種植物的凈光合速率相同且大于零，所以這兩種植物的光合與呼吸作用強度的差值均大于0，D錯誤。 6．(xx高考北京卷)研究者用儀器檢測擬南芥葉片在光—暗轉(zhuǎn)換條件下CO2吸收量的變化，每2 s記錄一個實驗數(shù)據(jù)并在圖中以點的形式呈現(xiàn)。 (1)在開始檢測后的200 s內(nèi)，擬南芥葉肉細胞利用光能分解________，同化CO2，而在實驗的整個過程中，葉片可通過________將儲藏在有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________________和熱能。 (2)圖中顯示，擬南芥葉片在照光條件下CO2吸收量在________μmolm－2s－1范圍內(nèi)，在300 s時CO2________達到2.2 μmolm－2s－1。由此得出，葉片的總(真正)光合速率大約是________μmol CO2m－2s－1。(本小題所填數(shù)值保留至小數(shù)點后一位) (3)從圖中還可看出，在轉(zhuǎn)入黑暗條件下100 s以后，葉片的CO2釋放________，并達到一個相對穩(wěn)定的水平，這提示在光下葉片可能存在一個與在黑暗中不同的呼吸過程。 (4)為證明葉片在光下呼吸產(chǎn)生的CO2中的碳元素一部分來自于葉綠體中的五碳化合物，可利用________技術(shù)進行研究。 解析：(1)有光條件下，葉肉細胞利用光能分解水，并同化CO2。整個實驗過程中，葉片可通過細胞呼吸將有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能與熱能(散失)。(2)對照圖中CO2吸收量讀數(shù)可知，照光條件下，葉片CO2吸收量的范圍為0.2～0.6 μmol m－2s－1。觀察題圖可知，300 s時CO2的釋放量達到最大值2.2 μmol m－2s－1，即呼吸速率。葉片的總(真正)光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率，因此總(真正)光合速率應(yīng)該為2.4～2.8 μmol CO2 m－2s－1。(3)在轉(zhuǎn)入黑暗條件下100 s以后，從坐標圖中可以看出，葉片的CO2釋放量逐漸減少，并達到相對穩(wěn)定，結(jié)合題中信息推測，葉片可能存在兩種呼吸過程，轉(zhuǎn)入黑暗環(huán)境后有一種呼吸過程逐漸減弱。(4)要證明葉片在光下呼吸產(chǎn)生的CO2中的碳元素一部分來自于葉綠體中的五碳化合物，需要研究碳元素在葉片細胞中的運動軌跡，常利用14C同位素示蹤技術(shù)進行研究。 答案：(1)水　細胞呼吸　ATP中的化學(xué)能　(2)0.2～0.6　釋放量　2.4～2.8　(3)逐漸減少　(4)14C同位素示蹤 [基礎(chǔ)題] 1．下列關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實驗的操作，正確的是(　　) A．使用定性濾紙過濾研磨液 B．將干燥處理過的定性濾紙條用于層析 C．在畫出一條濾液細線后緊接著重復(fù)畫線2～3 次 D．研磨葉片時，用體積分數(shù)為70%的乙醇溶解色素 解析：選B。正確選材和操作是實驗成功的關(guān)鍵。在提取葉綠體中的色素時，漏斗基部放單層尼龍布進行過濾，A項錯誤；紙層析法分離濾液中的色素時，需用干燥的定性濾紙，B項正確；畫出一條濾液細線后需等濾液干后再重復(fù)畫線1～2次，C項錯誤；研磨葉片時是用無水乙醇溶解色素，D項錯誤。 2．下列關(guān)于科學(xué)實驗及方法的敘述，正確的是(　　) A．利用光學(xué)顯微鏡觀察細胞膜時發(fā)現(xiàn)其具有暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu) B．分別用HO和C18O2作對照研究光合作用的產(chǎn)物O2的來源 C．用14CO2研究光合作用中碳的轉(zhuǎn)移途徑為CO2―→C3―→C5―→(CH2O) D．用極細的光束和乳酸菌處理黑暗中的水綿證明葉綠體在光合作用中產(chǎn)生氧氣 解析：選B。細胞膜的暗—亮—暗結(jié)構(gòu)屬于亞顯微結(jié)構(gòu)，在光學(xué)顯微鏡下看不見，A項錯誤；運用同位素標記法，分別用HO和C18O2作為原料，分析光合作用釋放O2的放射性，可得知O2中的O來自于H2O，B項正確；光合作用中碳的轉(zhuǎn)移途徑為CO2―→C3―→(CH2O)，C項錯誤；乳酸菌屬于厭氧菌，不能和水綿證明葉綠體在光合作用中產(chǎn)生氧氣，D項錯誤。 3．(xx安徽示范高中聯(lián)考)光照是綠色植物進行光合作用的必要條件，在光合作用中光的作用有(　　) ①光合作用的能源?、诖呋疉TP的分解?、塾绊懭~綠素合成　④調(diào)節(jié)氣孔開放?、莨潭–O2 A．①②③　　　　　　　　 B．②③④ C．①③④ D．③④⑤ 解析：選C。光是光合作用的能源，葉綠素的形成需要光，光照強度可調(diào)節(jié)氣孔開放，①③④正確；光沒有催化作用，光與CO2的固定無直接關(guān)系，②⑤錯誤。 4．下列變化中，可在葉綠體基質(zhì)中完成的是(　　) ①H2O―→[H]＋O2?、贏TP―→ADP＋Pi＋能量 ③C3―→C6H12O6＋C5＋H2O　④CO2＋C5―→C3 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②③④ 解析：選C。葉綠體基質(zhì)是進行暗反應(yīng)的場所，主要進行CO2的固定和C3的還原，在該階段需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP，而①過程是水的光解，發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上。 5．(經(jīng)典題)如圖為葉肉細胞中葉綠體進行光合作用的過程，下列敘述錯誤的是(　　) A．葉綠體是光合作用的完整單位，它能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存在植物細胞內(nèi) B．光合作用的光反應(yīng)是在圖中①上進行的，而暗反應(yīng)是在圖中②中進行的 C．圖中葉綠體產(chǎn)生的氧氣擴散到相鄰細胞中去，并參與有氧呼吸要穿過8層生物膜 D．H2O光解產(chǎn)生的[H]是還原劑 解析：選C。圖中葉綠體釋放的氧氣進入相鄰細胞參與有氧呼吸，需要依次經(jīng)過第一個細胞的葉綠體(2層膜)、細胞膜(1層膜)，進入第二個細胞需要通過細胞膜(1層膜)，進入線粒體通過2層膜，共通過6層膜。 6．(xx安徽蚌埠模擬)科學(xué)家將離體葉綠體浸泡在pH＝4的酸性溶液中不能產(chǎn)生ATP(見圖1)，當(dāng)葉綠體基質(zhì)和類囊體均達到pH＝4時(見圖2)，將其轉(zhuǎn)移到pH＝8的堿性溶液中(見圖3)發(fā)現(xiàn)ATP合成。下列敘述不合理的是(　　) A．光可為該實驗提供能量，是該實驗進行的必要條件 B．該實驗中葉綠體完整，保證反應(yīng)過程高效、有序地進行 C．產(chǎn)生ATP的條件是類囊體腔中的H＋濃度高于葉綠體基質(zhì) D．葉肉細胞中的葉綠體依靠水的光解產(chǎn)生類似于圖3的條件 解析：選A。題給實驗中，沒有提及光照，ATP的產(chǎn)生只與類囊體腔中的H＋濃度高于葉綠體基質(zhì)有關(guān)。 7．(xx西安八校聯(lián)考)如圖所示，在最適溫度和光照強度下，測得甲、乙兩種植物的光合速率隨環(huán)境中CO2濃度的變化情況，下列說法錯誤的是(　　) A．植物乙比植物甲對CO2濃度變化更敏感 B．當(dāng)CO2吸收量為c時，植物甲與植物乙合成有機物的量相等 C．d點甲植物細胞內(nèi)的C3含量比b點高 D．適當(dāng)降低光照強度，b點將向右移動 解析：選B。環(huán)境中CO2濃度升高到一定程度后，植物乙CO2的吸收量降低幅度大，植物甲CO2的吸收量保持不變，因此植物乙對CO2濃度變化更敏感；當(dāng)CO2吸收量為c時，植物甲與植物乙的凈光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，根據(jù)實際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，因此植物甲合成有機物的量比植物乙多；CO2濃度由b點增加到d點時，甲植物細胞內(nèi)C3的合成量增加而消耗量不變，因此細胞內(nèi)C3的含量增加；圖中曲線是在最適的光照強度條件下測得的，因此光照強度減弱CO2的吸收量降低，b點時光合作用強度與呼吸作用強度相等，降低光照強度后，在較高濃度的CO2條件下才能使CO2吸收量與CO2釋放量相等，因此b點將右移。 8．在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實驗結(jié)果依次應(yīng)為(　　) 甲 乙 丙 丁 丙酮 － ＋ ＋ ＋ 水 ＋ － － － CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④ 解析：選B。由表可知，甲同學(xué)加的溶劑為水，而不是有機溶劑丙酮，色素不溶于水，因而提取不到葉綠體中的色素，所得結(jié)果應(yīng)為②；乙同學(xué)的操作正確，實驗結(jié)果應(yīng)為④，即自上而下4條色素帶依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，且葉綠素a和葉綠素b的含量較多；丙同學(xué)盡管使用了有機溶劑丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，葉綠素可能會被破壞，因而下邊的兩條色素帶比正常情況下的窄，應(yīng)為①；丁同學(xué)未加SiO2，可能研磨不充分，導(dǎo)致各種色素的提取量均少于正常水平，應(yīng)為③。 9．如圖是某高等植物葉綠體進行光合作用的圖解，請據(jù)圖完成下列問題： (1)圖中A表示的結(jié)構(gòu)是由________堆疊而成的。若e為高能化合物，則b、c代表的物質(zhì)名稱依次是：____________________。 (2)h與i反應(yīng)生成j的過程稱為__________________，j與f、e反應(yīng)稱為________________。 (3)依據(jù)圖分析，影響光合作用的外界條件有水分的供應(yīng)、環(huán)境中CO2的濃度、光照和________等。 (4)若g用于細胞的有氧呼吸，則相關(guān)反應(yīng)式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)圖中A表示由類囊體堆疊而成的光反應(yīng)的場所葉綠體基粒，a、b、c、e、f、g、h、i、j分別是水、氧氣、ADP、ATP、[H]、糖類、C5、CO2、C3。(2)由h與i反應(yīng)生成j的過程稱為CO2的固定。j與f、e反應(yīng)稱為C3的還原。(3)影響光合作用的因素有光照強度、CO2的濃度、溫度、礦質(zhì)元素、水等。(4)書寫細胞呼吸反應(yīng)式時注意項目要齊全，不能缺少酶、能量，反應(yīng)前后的水不能抵消，且不能用ATP代替能量。 答案：(1)類囊體　O2和ADP (2)CO2的固定　C3的還原 (3)溫度(或礦質(zhì)元素) (4)C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量 10．(xx宜昌調(diào)研)研究人員在適宜溫度下對甲、乙兩種蘭花光合作用特性的研究結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中A點條件下甲種蘭花葉肉細胞產(chǎn)生ATP的細胞結(jié)構(gòu)有______________________，B點條件下乙種蘭花葉綠體釋放出的O2的擴散去向是__________________(從細胞水平答題)。 (2)從圖中分析，更適應(yīng)陰生環(huán)境的是________種蘭花；在溫室中栽培蘭花時土壤不能含水過多的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)植物干重增加最主要的物質(zhì)來源是________(填“土壤中的無機鹽”“H2O”“CO2”或“從農(nóng)家肥中吸收的有機物”)。在無光條件下________種蘭花的干重減少得更快。 (4)研究人員通過實驗發(fā)現(xiàn)乙種蘭花總光合色素含量高于甲種蘭花，分析圖示，與該發(fā)現(xiàn)相符的實驗結(jié)果是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)A點條件下，甲種蘭花的光合速率等于呼吸速率，光合作用和呼吸作用都能產(chǎn)生ATP，產(chǎn)生ATP的場所為葉綠體、線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)。B點條件下，乙種蘭花的光合速率大于呼吸速率，因此，葉綠體中產(chǎn)生的氧氣一部分進入線粒