（全國版）2023版高考生物一輪復習第3單元細胞的能量供應和利用第3講光合作用(Ⅰ)學案

PAGEPAGE1第3講光合作用(Ⅰ)考綱要求全國卷五年考情1.光合作用的根本過程(Ⅱ)2022·卷ⅡT29,2022·卷ⅢT3,2022·卷ⅢT2,2022·卷ⅡT4,2022·卷ⅠT29，2022·卷ⅠT2,2022·卷ⅡT6,2022·卷ⅡT22.實驗：葉綠體色素的提取和別離2022·卷ⅡT4考點一|捕獲光能的色素和葉綠體的結構(對應學生用書第53頁)[識記—根底梳理]1．葉綠體中的色素及色素的吸收光譜 由圖可以看出： (1)葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。 (2)葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。2．葉綠體的結構與功能 (1)結構模式圖 (2)結構eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外表：①雙層膜,內部\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②基質：含有與暗反響有關的酶,③基粒：由類囊體堆疊而成，分布有,色素和與光反響有關的酶)))) 決定 (3)功能：進行光合作用的場所。 [教材邊角知識]必修1P99“與社會的聯(lián)系〞,溫室或大棚種植蔬菜時，最好選擇的玻璃或塑料薄膜，理由是___________________________ ________________________________________________________________。 【提示】無色透明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，光照強度會減弱，不利于光合作用；而無色透明的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各種色光，光照強度較大，有利于光合作用的進行eq\a\vs4\al([思維辨析])1．葉綠素a和b主要吸收紅光和藍紫光。(√)2．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(×) 【提示】葉綠體中色素吸收的光能用于光合作用。3．葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多。(×) 【提示】葉片黃化，說明葉綠體中的葉綠素減少，所以吸收紅光減少。4．光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質中。(×) 【提示】基質中有酶分布，但沒有色素。5．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與。(√)6．沒有葉綠體，細胞不能進行光合作用。(×) 【提示】藍藻細胞沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍素能進行光合作用。[理解—深化探究]1．為什么高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色？說出你的理由。 【提示】因為葉綠體中的色素幾乎不吸收綠光，綠光被反射出來，所以葉片一般呈現(xiàn)綠色。2．入秋后，葉片逐漸變黃，試解釋其原因。 【提示】入秋后，氣溫逐漸降低，低溫可導致葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素比擬穩(wěn)定，葉片中葉綠素含量減少，類胡蘿卜素含量增加，導致葉片變黃。[運用—考向對練]考向1考查色素的種類和作用1．(2022·山西名校聯(lián)考)植物光合作用離不開色素，以下關于高等植物細胞內色素的表達，正確的選項是() A．植物細胞內的光合色素有2種 B．植物細胞內的色素都可以參與光合作用 C．植物細胞內的色素都含有鎂元素 D．植物細胞內的色素與植物的顏色也有關系 D[植物細胞葉綠體內有4種光合色素，A錯誤；植物細胞葉綠體內的色素都可以參與光合作用，而液泡中的色素不可以，B錯誤；葉綠素a、b分子含有鎂元素，胡蘿卜素和葉黃素分子不含鎂元素，C錯誤；植物細胞葉綠體內的色素與葉片的顏色有關，液泡中的色素與花、果實的顏色有關，D正確。]2．以下有關色素的表達，正確的選項是() A．葉綠素a和葉綠素b分布于葉綠體基質中 B．葉綠素比葉黃素更易溶于層析液 C．葉綠體色素主要吸收綠光和藍紫光 D．葉綠體色素與[H]和O2的形成有關 D[光合色素分布于類囊體的薄膜上，A項錯誤；葉黃素比葉綠素的擴散速度快，說明葉黃素更易溶于層析液，B項錯誤；葉綠體色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收最少，C項錯誤；水光解產生[H]和O2與色素吸收光能有關，D項正確。]eq\a\vs4\al([規(guī)律總結]影響葉綠素合成的因素分析)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的酶的活性，進而影響葉綠素的合成。低溫時，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將導致葉綠素無法合成，葉子變黃。另外，F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也將導致葉綠素合成受阻，葉子變黃。eq\a\vs4\al([備選習題]) (2022·吉林延邊質檢)以下關于葉綠體色素的表達，錯誤的選項是() A．菠菜葉肉細胞內光合色素中含量最多的是葉綠素a B．葉綠體中色素分布在類囊體的薄膜上和葉綠體基質中 C．光合作用過程中葉綠素吸收光能不需要酶的參與 D．葉綠體中色素的提取實驗中參加少許CaCO3可防止葉綠素的破壞 B[葉綠體中色素只分布在類囊體的薄膜上。]考向2考查葉綠體的結構和功能3．(2022·重慶南開中學月考)以下關于葉綠體的表達，正確的選項是()【導學號：67110033】 A．葉綠體的外膜、內膜極大地擴展了受光面積 B．葉綠體基質中NADP＋能形成NADPH C．類囊體薄膜上的光合色素都可以吸收藍紫光 D．類囊體薄膜中的酶可催化CO2的固定和復原 C[葉綠體擴大受光面積的不是外膜和內膜而是類囊體薄膜，A項錯誤；NADP＋形成NADPH的場所是基粒，B項錯誤；類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍紫光，C項正確；催化CO2的固定和復原的酶存在葉綠體的基質中，D項錯誤。]4．(2022·廊坊質檢)葉綠體是植物進行光合作用的場所，以下關于葉綠體結構和功能的表達，正確的選項是() A．葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內 B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質中 C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上 D．光合作用的產物——淀粉是在基質中合成的 D[此題考查葉綠體結構與功能的相關知識，意在考查考生的理解分析能力，難度較小。葉綠體中的色素分布在類囊體薄膜上，A項錯誤；H2O的光解發(fā)生在類囊體薄膜上，而不是基質中，B項錯誤；CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質中，C項錯誤；光合作用的產物——淀粉是在暗反響階段產生的，場所是葉綠體基質，D項正確。]eq\a\vs4\al([規(guī)律總結]葉綠體的結構與功能相適應的特點)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吸收光能的色素。3．葉綠體的類囊體薄膜和基質中有催化光合作用進行的酶?？键c二|葉綠體中色素的提取和別離(實驗)(對應學生用書第54頁)[原理流程]1．實驗原理 (1)色素的提?。壕G葉中的色素能夠溶于有機溶劑無水乙醇，不能溶于水。 (2)色素的別離：各種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散得快，反之那么慢。2．實驗步驟 提取色素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(稱取5g綠葉，剪碎，放入研缽中→參加少許,二氧化硅和碳酸鈣再參加10mL無水乙醇,→研磨→過濾單層尼龍布→將濾液收集,到試管內，并用棉塞塞嚴試管口)) eq\a\vs4\al(制備濾,紙條)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(將枯燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑,的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角→在,距離剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線)) eq\a\vs4\al(畫濾液,細線)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(用毛細吸管吸取少量的濾液→沿鉛筆線均勻地,畫出一條細線→待濾液干后，再畫一兩次)) eq\a\vs4\al(別離,色素)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(將適量的層析液倒入試,管中，將濾紙條輕輕插,入層析液中→用棉塞,塞緊試管口，裝置如圖))eq\a\vs4\al(觀察結果)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、,寬度不同的色素帶，如圖))[實驗關鍵]1．選取新鮮綠色的葉片，色素含量高，不能選用發(fā)黃的葉片。2．迅速研磨是為了防止乙醇揮發(fā)過多，充分研磨是為了充分破壞葉綠體，使色素完全釋放出來。3．二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。4．制備濾紙條：剪去兩角，以保證色素在濾紙條上擴散得均勻、整齊，以便觀察實驗結果，否那么，會形成弧形色素帶。5．如果濾液細線畫得不直或過粗，色素帶可能出現(xiàn)重疊。6．如果忘記畫濾液細線、濾液細線觸及(或沒入)層析液會使色素溶解，無法別離出色素帶。[對點練習]1．(2022·河北三市聯(lián)考)以下有關綠葉中色素的提取和別離實驗的表達中，正確的選項是() A．葉綠素的提取需要參加層析液作為提取液 B．過濾時應使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口 C．別離色素時應將濾液細線置于層析液中 D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列順序不同 B[提取葉綠素使用無水乙醇，層析液用于別離色素；過濾時使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發(fā)性強的無水乙醇揮發(fā)；別離色素時不能將濾液細線置于層析液中，否那么色素會溶入層析液中；不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中的四種色素含量可能不同，經過紙層析后，在濾紙上的排列順序相同，色素帶粗細可能不同。]2．(2022·山西名校聯(lián)考)以下關于綠葉中光合色素的提取和別離的表達，不正確的選項是() A．用無水乙醇提取到的各種色素的含量不同 B．色素在層析液中的溶解度不同，導致色素帶的位置不同 C．研磨綠葉時不加CaCO3，那么濾紙條上四條色素帶變窄的比例相同 D．只畫一次濾液細線會導致濾紙條上四條色素帶的寬度變窄 C[無水乙醇可以溶解色素，可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素，A正確；綠葉中色素能夠別離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的，擴散速度快；溶解度小的，擴散速度慢，B正確；提取色素時參加CaCO3是為了防止色素被破壞，特別是防止葉綠素被破壞，因此濾紙條上四條色素帶變窄的比例不相同，C錯誤；只畫一次濾液細線，濾紙上含有的色素含量減少，會導致濾紙條上四條色素帶的寬度變窄，D正確。]3．以下圖為兩種光照下同一植物葉片色素提取和別離的結果。據(jù)圖答復： (1)強光導致了該植物______________(填色素)含量降低，____________(填色素)含量增加有利于該植物抵御強光照。 (2)色素Ⅰ、Ⅱ的顏色分別為________________，色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收________________，正常光照下，含量最高的色素為________。 (3)畫濾液線時，濾液在點樣線上要畫________次。 [答案](1)葉綠素類胡蘿卜素 (2)橙黃色和黃色紅光和藍紫光葉綠素a (3)2～3考點三|光合作用的過程(對應學生用書第55頁)[識記—根底梳理]1．光合作用的探究歷程(連線) 【提示】①—A—b②—C—a③—E—f④—D—c⑤—F—e⑥—B—d⑦—G—g2．光合作用的過程(1)根據(jù)上圖分析光反響與暗反響的區(qū)別：過程Ⅰ.光反響Ⅱ.暗反響場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質條件光、色素和酶多種酶原料水、NADP＋、ADP、Pi[H](NADPH)、ATP、CO2產物[H](NADPH)、ATP、O2(CH2O)、ADP、Pi物質變化①水的光解：H2Oeq\o(→,\s\up9(光能))[H]＋O2②ATP的合成：ADP＋Pieq\o(→,\s\up9(光能),\s\do15(酶))ATP①CO2的固定：CO2＋C5eq\o(→,\s\up9(酶))2C3②C3的復原：2C3eq\o(→,\s\up9(ATP、[H]),\s\do15(酶))(CH2O)＋C5能量變化光能→ATP中活潑的化學能ATP中活潑的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能 (2)根據(jù)以下圖分析光反響與暗反響的聯(lián)系： ①光反響為暗反響提供ATP和[H]。 ②暗反響為光反響提供ADP、Pi、NADP＋。 (3)寫出光合作用總反響式，并用箭頭標注反響物中H、O的去向：eq\a\vs4\al(,,,。) [教材邊角知識]必修1P103“相關信息〞,光合作用過程中[H]與細胞呼吸過程中[H]有什么不同？ 【提示】光合作用過程中[H]是復原型輔酶ⅡNADPH；細胞呼吸過程中[H]是復原型輔酶ⅠNADH。eq\a\vs4\al([辨析與識圖])1．判斷正誤 (1)光合作用光反響階段產生的[H]可在葉綠體基質中作為復原劑。(√) (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)離體的葉綠體基質中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反響。(√) (4)在其他條件適宜情況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時間內，葉綠體中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減少。2．據(jù)圖思考 (1)結構A中發(fā)生了怎樣的能量轉變？ ________________________________________________________________。 (2)當供給14CO2時，放射性出現(xiàn)的順序是：______________。 (3)如果突然停止光照，短時間內C3的含量將會________。C5的合成速度將會________。 【提示】(1)光能轉化為ATP中活潑的化學能。(2)CO2→C3→甲(3)上升降低[理解—深化探究]1．下面是光合作用探索歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖，請分析： (1)恩格爾曼實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處？ 【提示】選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。 (2)兩實驗均需要進行“黑暗〞處理嗎？ 【提示】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。 (3)兩實驗如何設計對照實驗？ 【提示】恩格爾曼的實驗中，照光處理與不照光、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。2．寫出魯賓和卡門實驗的設計思路。 【提示】H2O＋C18O2→植物→O2； Heq\o\al(18,2)O＋CO2→植物→18O2。3．根據(jù)同位素示蹤法判斷光合作用中C、H、O的轉移途徑 (1)H：3H2O______________________________________________________； (2)C：14CO2______________________________________________________； (3)O：Heq\o\al(18,2)O____________，C18O2__________________。 4．光合作用過程中產生的ATP與細胞呼吸過程中產生的ATP的利用有什么不同？ 【提示】光反響階段產生的ATP用于暗反響階段C3的復原和葉綠體中蛋白質、核酸的合成。細胞呼吸產生的ATP可用于除光合作用以外的生命活動。5．光反響是暗反響的根底，光反響為暗反響提供[H]和ATP，沒有光照，光反響不能進行，暗反響也不能進行，只提供光照，不提供CO2，植物能單獨進行光反響嗎？ 【提示】在光照條件下，植物既進行光反響，也進行暗反響；如果植物長期處于黑暗環(huán)境中，光反響和暗反響都會停止。不提供CO2，暗反響不能進行，ATP和[H]積累，缺少ADP和NADP＋的供給，光反響也要停止。6．探究光照和CO2供給的變化對光合作用中物質變化的影響 以下圖中Ⅰ表示光反響，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的復原，當外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化： (1)CO2供給不變，光照條件突然發(fā)生變化，可以分為兩種情況：光照C3含量變化C5含量變化減弱Ⅰ過程減弱→[H]和ATP合成減少→Ⅲ過程減弱、Ⅱ過程暫時不變→C3消耗減少、合成暫時不變→C3含量增加Ⅰ過程減弱→[H]和ATP合成減少→Ⅲ過程減弱、Ⅱ過程暫時不變→C5消耗暫時不變、合成減少→C5含量減少增強與上述分析相反，結果是C3含量減少，C5含量增加 (2)光照條件不變，CO2供給突然發(fā)生變化，可以分為兩種情況：CO2供給C3含量變化C5含量變化減少Ⅱ過程減弱、Ⅲ過程暫時不變→C3合成減少、消耗暫時不變→C3含量減少Ⅱ過程減弱、Ⅲ過程暫時不變→C5消耗減少、合成暫時不變→C5含量增加增加與上述分析相反，結果是C3含量增加，C5含量減少[運用—考向對練]考向1考查光合作用的探究歷程1．(2022·龍巖檢測)以下有關科學家探索光合作用的實驗中，表達錯誤的選項是() A．與黑藻相比，水綿更適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物是O2時，利于收集氣體 C．卡爾文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中轉化的途徑 D．銀邊天竺葵探究光合作用產物是淀粉時，不用脫色可直接加碘液使葉片 邊緣變藍色 D[光合作用產物之一是淀粉，淀粉遇碘液變藍色，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實驗現(xiàn)象的干擾，且銀邊天竺葵葉片邊緣不含葉綠體，無法進行光合作用合成淀粉。D錯誤。]2．(2022·煙臺期末)科學家往小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同時間的光照，結果如下表。實驗組別光照時間(s)放射性物質分布12三碳化合物22012種磷酸化糖類360除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機酸等 根據(jù)上述實驗結果分析，以下表達不正確的選項是() A．本實驗利用小球藻研究的是光合作用的暗反響階段 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分布 C．CO2進入葉綠體后，最初形成的主要物質是12種磷酸化糖類 D．實驗結果說明光合作用產生的有機物還包括氨基酸、有機酸等 C[培養(yǎng)液中通入的是14CO2研究有機物的種類及分布，暗反響利用的原料是CO2；光照后對酶處理使其失活，才能阻礙反響的進一步進行，才能測定放射性物質的分布；根據(jù)光照時間分析，CO2進入葉綠體后，最初形成的是大量三碳化合物；根據(jù)表中物質，光合作用的產物還有氨基酸和有機酸。]考向2考查光合作用的過程3．(2022·臨沂市期末)以下圖表示綠色植物光合作用的局部過程，圖中A～C表示相關物質。有關分析錯誤的選項是() A．圖中A為氧氣，可局部釋放到空氣中 B．圖中B為NADPH，外界CO2濃度升高時，B的含量暫時升高 C．該過程消耗的NADP＋和C來自于葉綠體基質 D．該過程將光能轉化為化學能儲存在B和ATP中 B[水的光解產物是氧氣和[H]，假設光合作用強度大于呼吸作用強度，氧氣會局部釋放到空氣中，A正確；圖中B是在NADP＋、H＋和電子參與下形成的，為NADPH，當外界CO2濃度升高時，暗反響中生成的三碳化合物增多，那么消耗的NADPH增多，導致NADPH的含量暫時降低，B錯誤；葉綠體基質中，暗反響消耗NADPH、ATP產生NADP＋、ADP，C正確；光合作用光反響過程中，將光能轉化成化學能儲存在ATP和NADPH中，D正確。]4．(2022·濰坊三模)以下圖為小球藻葉肉細胞中局部代謝途徑示意圖，CO2與RuBP(五碳化合物)結合的直接產物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三個。請據(jù)圖答復： (1)TP的合成場所是_______________。淀粉要運出葉綠體，先水解成TP或葡萄糖，葡萄糖通過葉綠體膜上的GR運送到細胞質中，和__________________合成蔗糖，運出葉肉細胞。 (2)在探明卡爾文循環(huán)的過程中，將小球藻放入密閉容器中，持續(xù)通14CO2，發(fā)現(xiàn)光照后14C首先出現(xiàn)在________(用題中所給的信息或文字答復)化合物中，光照一段時間后，14 (3)上述實驗中改變了某實驗條件后，發(fā)現(xiàn)RuBP含量迅速升高，那么改變的條件是_______________，由此可知，固定CO2的物質是___________________。 [答案](1)葉綠體基質果糖(2)TP(磷酸丙糖)TP、RuBP、淀粉、葡萄糖(3)停止通入CO2RuBPeq\a\vs4\al([備選習題]) (2022·山東濰坊統(tǒng)考)如圖表示光合作用過程，a、b、c表示物質，甲、乙表示場所，以下有關分析錯誤的選項是() A．物質b可能是ADP和Pi B．物質c直接被復原生成(CH2O)和C5 C．甲中色素不溶于水，只溶于有機溶劑 D．乙中生理過程在有光、無光條件下都可進行 B[根據(jù)圖示可看出，甲是葉綠體的類囊體薄膜，其上可發(fā)生光合作用的光反響，乙為葉綠體基質，是暗反響的場所，物質b可能是暗反響為光反響提供的ADP和Pi，A正確；物質c為CO2，不可以直接被復原生成(CH2O)和C5，B錯誤；類囊體薄膜上的色素不溶于水，能溶于有機溶劑，C正確；暗反響在有光、無光條件下均可進行，但需要光反響提供的[H]和ATP，D正確。]eq\a\vs4\al([技法總結]利用簡圖法理順光反響和暗反響的關系)(1)光反響為暗反響提供[H]、ATP，暗反響為光反響提供ADP和Pi以及NADP＋。(2)沒有光反響，暗反響無法進行；沒有暗反響，有機物無法合成，光反響也會受到抑制?？枷?考查環(huán)境條件變化對光合作用中物質變化的影響5.(2022·銀川二模)在條件適宜的情況下，用自然光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強度與自然光相同的綠色光照，瞬間葉綠體中的物質所發(fā)生的變化正確的選項是() A．ATP含量下降 B．C3的含量下降 C．合成C5的速率加快 D．NADPH的含量上升 A[由于光反響變慢，所以ATP合成減少，導致ATP含量下降，A正確；光反響為暗反響提供[H]、ATP去復原C3，光反響減弱后，導致C3化合物的復原減弱，C3化合物消耗減少，同時CO2固定生成C3的速率不變，那么C3化合物含量相對增多，B錯誤；光反響為暗反響提供[H]、ATP去復原C3，光反響減弱后，導致C3化合物的復原減弱，那么合成C5的速率減慢，C錯誤；由于光反響變慢，所以水的光解變慢，產生的[H]減少，導致NADPH含量下降，D錯誤。]6．(2022·貴陽一模)如圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。請答復以下問題： (1)t1時給予圖示處理，短時間內ADP與ATP的比值將________。t2～t3,限制植物光合速率的環(huán)境因素主要有____________________。 (2)t3～t4，光照強度不變，光反響速率將________，原因是________________。 (3)假設t3時用14C標記的14CO2 [解析](1)t1時給予圖示處理，給予充足恒定光照，產生ATP的量將增加，ADP的量減少，因此短時間內ADP與ATP的比值將減少。t3后隨著CO2濃度的升高，光合速率加快，說明t2→t3，限制光合作用的因素是CO2濃度。(2)t3→t4，光照強度不變，CO2濃度升高，暗反響增強，一定程度上加快ATP和ADP的轉化，[H]和ATP不再積累，導致光反響速率加快。 (3)二氧化碳在光合作用過程中，首先與五碳化合物結合被固定為三碳化合物，再被復原為葡萄糖。即14CO2→14C3→(14CH2 [答案](1)減少CO2濃度 (2)提高CO2濃度升高，暗反響加快，加快ATP轉化為ADP的過程和[H]的消耗，導致光反響速率加快 (3)14CO2→14C3→(14CH2eq\a\vs4\al([備選習題]) 以下圖表示某植物葉片暗反響中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢，該植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下，Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強度或者降低CO2濃度中的某一項。以下分析正確的選項是() A．圖中物質甲轉變成乙需要消耗光反響提供的ATP B．圖中Ⅱ階段所改變的環(huán)境條件是降低了光照強度 C．Ⅱ階段甲上升是因為葉綠體中[H]和ATP的積累 D．假設CO2濃度降低，Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強度比Ⅰ階段低 D[由于在長期的適宜環(huán)境條件下，C3的含量應大于C5的含量，故甲曲線表示C5化合物的變化，乙曲線表示C3化合物的變化。CO2的固定使物質甲轉變成乙，其固定過程只需酶的催化，不需要消耗光反響提供的ATP，A錯誤。圖中Ⅰ階段到Ⅱ階段，C3化合物減少，C5化合物增多，是由降低CO2濃度引起的，B錯誤。Ⅱ階段甲C5化合物上升是CO2濃度降低引起的，C錯誤。CO2濃度降低時，最大光合速率降低，所需光照強度降低，D正確。][技法總結]利用模型法分析光合作用中物質的量的變化(1)以上分析只表示條件改變后短時間內各物質相對含量的變化。(2)以上各物質變化中，C3和C5含量的變化是相反的，[H]和ATP含量變化是一致的。(3)具體分析時只有理清C3、C5的“來源〞與“去路〞(C3產生于CO2的固定，消耗于C3的復原；C5產生于C3的復原，消耗于CO2的固定)，才能避開試題陷阱。真題驗收|感悟高考淬煉考能(對應學生用書第58頁)1．(2022·全國卷Ⅲ)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反響(如O2的釋放)來繪制的。以下表達錯誤的選項是() A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反響中ATP的合成 B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D．葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 A[考查色素對光能的吸收、光合作用的過程。 A錯：類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在紅光區(qū)不吸收光能；B對：葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制；C對：題干中給出“光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反響(如O2的釋放)來繪制的〞，光合作用吸收CO2、釋放O2，O2的釋放意味著的CO2的吸收；D對：640～660nm波長光正好是葉綠素的吸收區(qū)，故葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的。]2．(2022·海南高考)將葉綠體懸浮液置于陽光下，—段時間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。以下相關說法正確的選項是() A．離體葉綠體在自然光下能將水分解產生氧氣 B．假設將葉綠體置于紅光下，那么不會有氧氣產生 C．假設將葉綠體置于藍紫光下，那么不會有氧氣產生 D．水在葉綠體中分解產生氧氣需要ATP提供能量 A[光合作用的場所是葉綠體，過程可以分為光反響和暗反響兩個階段，光反響是光合作用過程中需要光的階段，包括水的光解和ATP的合成；光合色素主要吸收紅光和藍紫光，故A正確，B、C、D錯誤。]3．(2022·全國卷Ⅱ)關于高等植物葉綠體中色素的表達，錯誤的選項是() A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中 B．構成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 C[提取綠葉中色素的原理是葉綠體中的色素能溶解在有機溶劑如無水乙醇中，A項正確。葉綠素分子中含有鎂元素，鎂元素可以由植物根細胞通過主動運輸方式從土壤溶液中吸收，也可以在葉面施肥后由葉片吸收，B項正確。葉綠體中的色素吸收可見光用于光合作用，其中吸收的主要是可見光中的紅光和藍紫光，紅外光和紫外光不屬于可見光，C項錯誤。葉綠素的合成需要光，在黑暗條件下葉綠素不能合成，黑暗中生長的植物幼苗葉片主要呈現(xiàn)類胡蘿卜素(葉黃素和胡蘿卜素)的顏色，即幼苗葉片表現(xiàn)為黃色，D項正確。]4．(2022·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不可能發(fā)生的現(xiàn)象是() A．O2的產生停止 B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NADP＋