2021高考生物一輪復(fù)習(xí)第三單元第10講光合作用教案新人教版

第10講光合作用

考點一捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)

■:研析教材

1.葉綠體中的色素及吸收光譜

（1）葉綠體中的色素

分布葉綠體類囊體薄膜上

功能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能

葉綠素a（藍(lán)綠色）

葉綠素（含量約占3/4）

種葉綠素b（黃綠色）

類胡蘿卜素（橙黃色）

類胡蘿卜素（含量約占1/4）

葉黃素（黃色）

（2）色素的吸收光譜分析

①色素的功能:葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。

②色素吸收光的范圍:可見光的波長范圍大約是390?760nm,葉綠體中的色素只吸收可見光,

對紅外光和紫外光等不吸收。

（3）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(guān)的酶的活性,進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時,葉綠素分

子易被破壞,而使葉片變黃。

③必需元素:葉綠素中含N、Mg等必需元素,缺乏該種元素將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉片變黃。

另外,Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分,缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻,葉片變黃。

2.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能

（1）結(jié)構(gòu)模式圖

a.雙層膜

b.至史:含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶和少量DNA

<和RNA

c.鴕:由類囊體堆疊而成，分布有色素和

與光反應(yīng)有關(guān)的酶

⑵結(jié)構(gòu)1----------------------------------

(3)功能:進(jìn)行光合作用的場所。

(4)恩格爾曼的實驗:好氧細(xì)菌只分布在葉綠體被光束照射的部位。

3.恩格爾曼實驗方法的巧妙之處

(1)巧選實驗材料:選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察;用好氧細(xì)菌

可以確定釋放氧氣的部位。

(2)妙法排除干擾因素:沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。

(3)巧妙設(shè)計對照實驗:用極細(xì)的光束照射,葉綠體上可分為有光照和無光照的部位,相當(dāng)于一

組對照實驗;臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結(jié)果。

［糾誤診斷］

(1)葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。(V)

(2)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(X)

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。(X)

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(zhì)中。(X)

提示:葉綠體基質(zhì)中有酶分布,但沒有色素。

(5)沒有葉綠體，細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用。(X)

提示：藍(lán)藻細(xì)胞沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍(lán)素,能進(jìn)行光合作用。

■:思考探究培養(yǎng)科學(xué)思維

1.思考回答下列問題：

⑴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(dǎo)致葉綠素被破壞,而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，葉片中葉綠

素含量減少,類胡蘿卜素含量相對增加,導(dǎo)致葉片變黃。

（3）溫室或大棚種植蔬菜時,最好選擇什么顏色的玻璃或塑料薄膜?說明原因。

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(jìn)行。

2.科學(xué)家用綠藻為實驗材料,研究不同波長的光對植物光合速率的影響。下圖為部分實驗結(jié)果,

由該實驗結(jié)果得出的實驗結(jié)論是什么？

B表示單獨照射710nm（遠(yuǎn)紅光）時的光合效率

C表示同時照射紅光和遠(yuǎn)紅光時的光合效率

箭頭向上和向下分別表示光照的開和關(guān)

提示:用紅光（或波長為660nm的光）和遠(yuǎn)紅光（或波長為710nm的光）單獨照射時，植物的光

合速率基本相同,兩種光同時照射時,植物的光合速率增加,且大于單獨照射的總和。

18題型突破提升核心展養(yǎng)

題型一考查色素的分布、種類和作用

1.（2017?全國HI卷）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應(yīng)（如a

的釋放）來繪制的。下列敘述錯誤的是（A）

A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)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CO?的吸收速率隨光波長的變化來表示

I）.葉片在640?660nm波長光下釋放曳是由葉綠素參與光合作用引起的

解析:葉綠體中色素包括類胡蘿卜素和葉綠素，其中類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，不吸收紅光

等長波光;通過測量葉綠素對不同波長光的吸收值（吸收百分比）可繪制其吸收光譜;光合作用

釋放氧氣、吸收二氧化碳,因此光合作用的作用光譜可用在不同光波長下的氧氣釋放速率或二

氧化碳吸收速率來表示;葉綠素主要吸收紅光（640?660nm波長）和藍(lán)紫光，這些色素吸收的

光可用于光合作用釋放氧氣。

2.（2019?河北衡水金卷）下列關(guān)于植物細(xì)胞中光合色素的說法正確的是（A）

A.光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上

B.Mg是構(gòu)成葉綠素所必需的微量元素

C.葉綠素對綠光吸收最多，所以葉片呈綠色

D.用紙層析法分離色素時,含量多的色素在濾紙上擴散快

解析:植物細(xì)胞中光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上;Mg是構(gòu)成葉綠素所必需的大量元素;

葉綠素對綠光吸收最少,綠光被反射出來,所以葉片呈綠色;用紙層析法分離色素時,溶解度高

的色素在濾紙上擴散快。

題型二考查葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能

3.（2019?重慶南開中學(xué)月考）下列關(guān)于葉綠體的敘述，正確的是（C）

A.葉綠體的外膜、內(nèi)膜極大地擴展了受光面積

B.葉綠體基質(zhì)中NADP'能形成NADPH

C.類囊體薄膜上的光合色素都可以吸收藍(lán)紫光

D.類囊體薄膜中的酶可催化C02的固定和還原

解析:葉綠體擴大受光面積的不是外膜和內(nèi)膜而是類囊體薄膜;NADP,形成NADPH的場所是基粒;

類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍(lán)紫光;催化CO2的固定和還原的酶存在葉綠體

的基質(zhì)中。

4.（2019?福建泉州模擬）在水稻葉肉細(xì)胞的葉綠體中，不會都發(fā)生的生理過程是（A）

A.二氧化碳的生成與利用

B.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯

C.NADPH的生成與利用

I）.ATP的合成與水解

解析:葉綠體的基質(zhì)可以發(fā)生二氧化碳的利用，但葉綠體中不會有二氧化碳的生成;葉綠體中

因為含有少量DNA和RNA及核糖體,所以能進(jìn)行遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯;葉綠體中進(jìn)行光合作

用的光反應(yīng)會產(chǎn)生NADPH,然后在暗反應(yīng)中會利用NADPH;在光反應(yīng)中能合成ATP,在暗反應(yīng)中會

利用ATPo

借題后提升

葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點

(1)葉綠體的基粒由類囊體堆疊而成,可以增加膜面積。

(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(zhì)中有催化光合作用進(jìn)行的酶。

考點二實驗:綠葉中色素的提取和分離

1.實驗原理

(1)提取:綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中而不溶于水，可用無水乙醇提取色素。

⑵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

'稱量5g綠色葉片并剪碎，

提取,放入研缽中，加入少量研磨一過濾一收集

色素‘Si02、CaC03和10mL到試管內(nèi)并塞緊管口

無水乙醇

(將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的

制濾紙條(濾紙條，剪去一端兩個角

I在距離剪角一端1cm處用鉛筆畫線

‘用毛細(xì)吸管吸取少量濾液,沿鉛筆線均勻地畫一

畫濾液,

細(xì)線,條直的濾液細(xì)線

—>干燥后，再畫一兩次

倒入試管適量的層析液

(層析液高度不超過濾液細(xì)線)

色素

將濾紙條尖端朝下略微斜

分離

->靠試管內(nèi)壁，輕輕插入層析液

用棉塞塞緊試管口

觀察實驗結(jié)果

3.實驗結(jié)果

結(jié)合圖示填寫表格內(nèi)容。

T

色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度

a胡蘿卜素橙黃色最少最高最快

b葉黃素黃色較少較高較快

c葉綠素a藍(lán)綠色最多較低較慢

d葉綠素b黃綠色較多最低最慢

1.實驗注意事項

注意事項操作目的

選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高

提

研磨時加無水乙醇溶解色素

取

加少量SiOz和CaC()3研磨充分和保護(hù)色素

色

迅速、充分研磨防止乙醇過度揮發(fā),充分溶解色素

素

盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化

分濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散

離濾液細(xì)線要細(xì)、齊、直使分離出的色素帶平整不重疊

色濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明

素濾液細(xì)線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中

2.綠葉中色素提取和分離實驗異常現(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)天的綠葉,濾液色素(葉綠素)太少。

③一次加入大量的無水乙醵,提取濃度太低(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:沒經(jīng)干燥處理，濾液細(xì)線不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素擴散不一

致造成的。

(3)濾紙條看不到色素帶:①忘記畫濾液細(xì)線;②濾液細(xì)線接觸到層析液,且時間較長,色素全

部溶解到層析液中。

(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶:忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃

葉”。

題型一考查實驗原理和實驗操作

1.(2019?河北石家莊模擬)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

(B)

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(xì)線后緊接著重復(fù)畫線2?3次

D.研磨葉片-時,用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素

解析:過濾的目的主要是將濾渣和濾液分開,要用尼龍布而不能用濾紙過濾研磨液;干燥處理

定性濾紙是為了讓層析液能夠更快地上升，使色素更好地分離;畫濾液細(xì)線,要等一次畫完干

燥后才能重復(fù),防止濾液細(xì)線過粗;葉綠體中色素不溶于水,而溶于有機溶劑,可用無水乙醇溶

解色素。

2.下列關(guān)于綠葉中光合色素的提取和分離的敘述，不正確的是(C)

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(dǎo)致色素帶的位置不同

C.研磨綠葉時不加CaC021則濾紙條上四條色素帶變窄的比例相同

D.只畫一次濾液細(xì)線會導(dǎo)致濾紙條上四條色素帶的寬度變窄

解析: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,其提取到的各種色素的

含量不同;綠葉中色素能夠分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;研磨綠葉時加入CaCO：,是為了防止色素被破壞,特別是防止

葉綠素被破壞,因此不加CaCOs濾紙條上四條色素帶變窄的比例不相同；只畫一次濾液細(xì)線,濾

紙上含有的色素含量減少,會導(dǎo)致濾紙條上四條色素帶的寬度變窄。

題型二實驗結(jié)果分析

3.學(xué)生利用新鮮菠菜葉進(jìn)行葉綠體色素的提取和分離實驗時，由于各組操作不同，出現(xiàn)了下列

四種不同的層析結(jié)果。下列分析不合理的是（C）

要

室

相

相

對

對

含

含

量

量

點樣處

%

相

對

含nn

量

一

點

離

距

A.甲可能誤用蒸儲水做提取液和層析液

B.乙可能是因為研磨時未加入SiO?

C.丙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CaCOs

解析:色素能溶解在有機溶劑中，幾乎不溶于蒸儲水中；未加入SiO%導(dǎo)致研磨不充分,獲得的色

素少;層析后距點樣處由遠(yuǎn)到近依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,葉綠素的含量

比類胡蘿卜素多,丙圖不符合;CaC03可防止色素（主要是葉綠素）被破壞,研磨時未加入CaOh會

出現(xiàn)丁圖所示結(jié)果。

4.（2019?晉冀魯豫名校聯(lián)考節(jié)選）為研究不同光照強度對夏臘梅光合生理特性的影響,設(shè)置

了如下實驗:編號分別為CK、T40、T60、T80組，對應(yīng)的遮光率分別為:全自然光照、40%、60%.

80%,下圖為部分實驗結(jié)果。回答下列問題：

葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素

處理

(mg/g)(mg/g)(mg/g)

CK0.39260.09860.0429

T401.16630.26850.1183

T600.92010.24480.0844

T800.41100.11300.0380

（1）可用提取綠葉中的光合色素,用法分離色素。

（2）根據(jù)表格,色素帶自下往上在第二條帶最窄的是組,若T80組色素含量少是因光照

弱不利于色素的合成,則CK組色素含量少的原因最可能

是。

解析:色素帶自下往上第二條帶是葉綠素a。CK組為自然光照,光照太強,色素含量少,可能是

光照過強加速了色素的破壞。

答案：（1）無水乙醇紙層析

（2）CK光照太強加速了色素（葉綠素）的破壞

考點三光合作用的過程

1.光合作用的探究歷程

科學(xué)家關(guān)鍵設(shè)計或現(xiàn)象實驗結(jié)論（觀點）

普利斯點燃的蠟燭（小鼠）+綠色植物f蠟燭不熄滅（小鼠不

植物可以更新空氣

特利死亡）

英格植物只有在光下才能更新

500多次植物更新空氣的實驗

豪斯空氣

光合作用把光能轉(zhuǎn)換為化

梅耶依據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

學(xué)能

-曝光遛整工深藍(lán)色

黑光合作用產(chǎn)物除氧氣外還

薩克斯綠駕

葉7T

有淀粉

小時L遮光箜j無顏色變化

好氧細(xì)菌只分

極細(xì)布在葉綠體被氧氣是葉綠體釋放出來

水綿—

恩格?那「光束光束照射到的

好氧」的,葉綠體是光合作用的

爾曼有L完全好氧細(xì)菌分布

細(xì)菌氣曝光~在葉綠體所有

場所

受光部位

向植

魯賓和18光合作用釋放的氧氣全部

物提嚴(yán)外、雙一釋放02

卡門1H20,CI8O2一釋放。2來自

供

用"C標(biāo)記的"COz供小球藻進(jìn)行光合作用,追蹤檢測碳原子的轉(zhuǎn)移途徑

卡爾文

其放射性為:“coL/fdaw)

2.光合作用的過程

(1)根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別:

過程I.光反應(yīng)H.暗反應(yīng)

場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)

條件生、色素和酶多種酶

[H](NADPH)、

原料水、NADP\ADP、Pi

ATP、CO2

[H](NADPH)>

產(chǎn)物(CHQ)、ADP、Pi

ATP、O2

①CO?的固定：

①水的光解：

四+Cs鳥絲

HOHO

物質(zhì)2^B[]+2

②C3的還原：

變化②ATP的合成：

ATP、[H]_

光能2c3酶

ADP+Pi常ATP

(CH2Q)+C5

能量光能一ATP中ATP中活躍的化學(xué)能->

變化活躍的化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能

(2)據(jù)圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系:

Hf/NADP，、手

光能T光g應(yīng)":爆P"與暗g應(yīng)I

&*X'xADP+Pi(CHzO)

①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH。

②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP,。

光能

(3)寫出光合作用總反應(yīng)式,并用箭頭標(biāo)注反應(yīng)物中H、0的去向：1葉綠體,一

3.光合作用和化能合成作用的比較

項目光合作用化能合成作用

區(qū)能量來源光能無機物氧化釋放的能量

別代表生物綠色植物硝化細(xì)菌

相同點都能將C0?和也0等無機物合成有機物

［糾誤診斷］

(1)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。(V)

(2)HQ在光下分解為［H］和烏的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(X)

提示:IM)在光下分解為［H］和0?的過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。

(3)只提供光照,不提供C02,植物可獨立進(jìn)行光反應(yīng)。(X)

提示:在暗反應(yīng)不能進(jìn)行時,因光反應(yīng)產(chǎn)生的［H］和ATP的積累，光反應(yīng)也會停止。

(4)在其他條件適宜情況下,在供試植物正常進(jìn)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(nèi)，葉綠體中C3和Cs化合物含量都迅速增加。(X)

提示:突然停止光照后,C3增加,G減少。

(5)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,其葉綠體內(nèi)C02的固定立

即停止。(X)

提示:光反應(yīng)停止后,光反應(yīng)產(chǎn)生的［田和ATP仍可被暗反應(yīng)利用一段時間。

(6)土壤中的硝化細(xì)菌可利用C0?和HQ合成糖。(V)

1.探究光照和COz供應(yīng)的變化對光合作用中物質(zhì)變化的影響

下圖中I表示光反應(yīng)，n表示co2的固定,111表示a的還原，當(dāng)外界條件(如光照、co?)突然發(fā)生

變化時,分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化：

2C3

[H]/中皿

*ATP(m喑a?I

(CH2O)

(DCO2供應(yīng)不變,光照條件突然發(fā)生變化,可以分為兩種情況:

光

C3含量變化Cs含量變化

照

I過程減弱一［H］和ATP合成減少->JH過程I過程減弱f［II］和ATP合成減少fIII過程

減

減弱、11過程暫時不變一C3消耗減少、合成減弱、II過程暫時不變一C5消耗暫時不變、

弱

暫時不變fa含量增加合成減少f匾含量減少

增

與上述分析相反,結(jié)果是C含量減少,C5含量增加

強

(2)光照條件不變,COz供應(yīng)突然發(fā)生變化,可以分為兩種情況:

C02

供a含量變化C5含量變化

應(yīng)

減n過程減弱、ni過程暫時不變一C3合成減II過程減弱、1U過程暫時不變fCs消耗減

少少,消耗暫時不變一C3含量減少少、合成暫時不變一C5含量增加

增

與上述分析相反,結(jié)果是C3含量增加,小含量減少

加

［深度思考］

葉綠體中C：,的分子數(shù)量為什么多于G的分子數(shù)量？

提示:暗反應(yīng)COz固定時,每消耗1分子C5,產(chǎn)生2分子G心還原時,每還原2分子C3)產(chǎn)生1分

子c5,因此當(dāng)暗反應(yīng)速率達(dá)到穩(wěn)定時,a化合物的分子數(shù)是G化合物的2倍。

2.為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響,科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料

設(shè)計了A、B、C、D四組實驗。每組處理的總時間均為135s,光照與黑暗處理情況見下圖所示

(A、B、C三組光照與黑暗處理時間相同)。結(jié)果是A組光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%;B組光

合作用產(chǎn)物的相對含量為70%;C組光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%;D組光合作用產(chǎn)物的相對

含量為100%?

D組II

（1）各組實驗的溫度、光照強度和C02濃度等條件適宜且相同,這樣處理的目的是什么？

提示:排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾（或保證自變量的唯一性）。

（2）可以判斷,單位光照時間內(nèi)，B組和C組植物合成有機物的量都高于D組植物合成有機物的

量,判斷依據(jù)是什么？如何解釋這一實驗結(jié)果？

提示:B組和C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的70%和

94%。因為隨著光照和黑暗交替頻率的增加,使光下產(chǎn)生的ATP和［II］能夠及時利用與再生,從

而提高了光合作用中CO?的同化量。

題型一考查探究光合作用歷程的相關(guān)實驗

1.（2019?河北衡水金卷）下列有關(guān)光合作用探究歷程的敘述正確的是（D）

A.英格豪斯認(rèn)為密閉玻璃罩中蠟燭熄滅的根本原因是缺乏足夠的氧氣

B.薩克斯的實驗中葉片曝光的一半變藍(lán),說明葉綠體在光下產(chǎn)生了淀粉

C.魯賓和卡門用,80只標(biāo)記了證明了光合作用釋放的氧氣都來自水

I）.恩格爾曼的水綿實驗利用了好氧細(xì)菌的生理特點作為因變量觀測指標(biāo)

解析:英格豪斯認(rèn)為植物只有綠葉才能更新空氣，且只有在陽光照射下才能成功;薩克斯實驗

證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉;魯賓和卡門用力分別標(biāo)記上0和CO3證明了光合作

用釋放的氧氣都來自水。

2.光合作用的暗反應(yīng)階段主要包括:Cs和C0?結(jié)合生成C3,Cs經(jīng)一系列變化生成糖類和Cso為確

定光合作用暗反應(yīng)階段哪個反應(yīng)間接依賴光,科學(xué)家利用小球藻進(jìn)行實驗,結(jié)果如圖所示。請

回答下列問題：

⑴利用熱酒精處理小球藻能終止細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。欲探究“CO,中l(wèi)4C的轉(zhuǎn)移路徑,給小球藻

提供"CO2后,應(yīng)怎樣處理？。

(2)暗反應(yīng)階段間接依賴光照的反應(yīng)是，做出此判斷的依據(jù)

是o

(3)若其他條件不變,突然降低光照條件下co?的濃度,短時間內(nèi)細(xì)胞中a和a含量的變化趨勢

分別是o

解析：(1)據(jù)題意可知:欲探究"co?中"c的轉(zhuǎn)移路徑,給小球藻提供"co2后,應(yīng)每間隔一段時間

用熱酒精終止暗反應(yīng)進(jìn)程,提取并鑒定含l4c的物質(zhì)。

(2)分析圖示可知：當(dāng)反應(yīng)條件由光照變?yōu)楹诎禃r,C3含量升高而Cs及各種中間產(chǎn)物的含量下降,

說明a的還原與光照條件有關(guān),據(jù)此可判斷;暗反應(yīng)階段間接依賴光照的反應(yīng)是c：,經(jīng)一系列變

化生成糖類和Cs。

(3)若其他條件不變,突然降低光照條件下co2的濃度,導(dǎo)致co?和Cs結(jié)合形成C3的co?固定過程

減弱,新生成的a減少,而原有的心繼續(xù)被還原為Cs和糖類，所以短時間內(nèi)細(xì)胞中C3含量降

低,Cs含量升高。

答案：(D每間隔一段時間用熱酒精終止暗反應(yīng)進(jìn)程,提取并鑒定含"c的物質(zhì)

(2)C3經(jīng)一系列變化生成糖類和Cs當(dāng)反應(yīng)條件由光照變?yōu)楹诎禃r,C3含量升高而Cs及各種中間

產(chǎn)物的含量下降

(3)a含量降低,a含量升高

題型二考查光合作用的過程

3.(2015?福建卷)在光合作用中,RuBP竣化酶能催化COz+CK即RuBP)-2C3?為測定RuBP竣化

酶的活性，某學(xué)習(xí)小組從菠菜葉中提取該酶，用其催化G與"C02的反應(yīng)，并檢測產(chǎn)物的放

射性強度。下列分析錯誤的是(B)

A.菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP峻化酶催化上述反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)

B.RuBP竣化酶催化的上述反應(yīng)需要在無光條件下進(jìn)行

C.測定RuBP竣化的活性的過程中運用了同位素標(biāo)記法

D.單位時間內(nèi)「匕生成量越多說明RuBP竣化酶活性越高

解析：《)2固定過程屬于暗反應(yīng),發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，有光、無光條件下均可進(jìn)行;該實驗利用

了同位素標(biāo)記法,C3為C0,固定的產(chǎn)物，故單位時間內(nèi)生成量越多，說明RuBP竣化酶的活性

越高。

4.(2019?河北唐山期末)某同學(xué)以菠菜的綠葉為材料，制備了完整葉綠體懸浮液,并均分為兩

組，進(jìn)行如下實驗：

組別加入物質(zhì)條件實驗現(xiàn)象

產(chǎn)生氣泡,DCPIP溶液

A組DCPIP溶液

適宜溫度和變?yōu)闊o色

適量磷酸、光照等條件

B組(CH?0)/C3比值增高

NaHCOs

(注:DCPIP氧化態(tài)為藍(lán)紫色,被還原后為無色。)

請分析回答：

(1)分離獲得完整葉綠體需要用到的方法是法和過濾。

(2)A組氣泡中成分是,DCPIP溶液由藍(lán)紫色變無色的原因是。

(3)B組⑹似))/C3比值增高原因是。

解析：(1)分離獲得完整葉綠體需要用到的方法是差速離心法和過濾。

(2)A組可以進(jìn)行光合作用的光反應(yīng)階段,氣泡中成分是02,DCPIP氧化態(tài)為藍(lán)紫色,被還原后為

無色,DCPIP由藍(lán)紫色變無色說明被還原了，原因是光反應(yīng)階段產(chǎn)生的［H］使DCPIP還原。

(3)B組(CHQ)/C3比值增高原因是磷酸有利于光反應(yīng)階段中ATP的形成,進(jìn)而促進(jìn)暗反應(yīng)中C3

的還原形成(CFLO)O

答案：(1)差速離心(2)0/光反應(yīng)階段產(chǎn)生的［H］使DCPIP還原

(3)磷酸有利于光反應(yīng)階段中ATP的形成,進(jìn)而促進(jìn)暗反應(yīng)中C的還原形成(CHQ)

題型三考查環(huán)境條件變化對光合作用中物質(zhì)含量的影響

5.(2019?河北衡水金卷)用一定濃度的NaHSOs溶液噴灑到小麥的葉片上,短期內(nèi)檢測到葉綠體

中C3的含量下降,C5的含量上升,則NaHSO：；溶液的作用可能是(C)

A.促進(jìn)葉綠體中CO2的固定

B.抑制葉綠體中C3的還原

C.促進(jìn)葉綠體中ATP的合成

D.抑制葉綠體中有機物的輸出

解析:短期內(nèi)G含量下降,Cs含量上升,則推測NaHSOs的作用可能是促進(jìn)G的還原。結(jié)合題干,

應(yīng)為促進(jìn)葉綠體中ATP的合成。

6.下圖是水綿在不同環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖,據(jù)圖回答：

黑暗

充足恒定

_光v照「

(弱光)

h”時間

注:箭頭所指為處理開始時間

(Dti-tz期間，葉綠體上的色素捕獲的光能增加,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和［H］增多，

加速了(場所)中C3的還原,進(jìn)而使光合作用速率增大。

(2)期間，限制水綿光合速率的外界因素主要是，此時進(jìn)一步增加光照強度,光

合作用速率將(填“增加”“減少”或“不變”)。

(3)t3-L期間,光合速率提高的原因是。

(4)匕后短暫時間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量________(填“增加”“減少”或“不變”)。

解析：(1)葉綠體中捕獲光能的色素分布在類囊體薄膜上。光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和［H］可用于暗反

應(yīng)階段G的還原，暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)。(2)題圖顯示:打一匕期間，光照充足且恒定，但

光合速率不再增加，t3時刻充入C02后,光合速率開始增加,這說明t?ft3期間，限制水綿光合速

率的外界因素主要是CO?濃度,此時進(jìn)一步增加光照強度,光合作用速率將不變。(3)結(jié)合對(2)

的分析可知:期間,光合速率提高的原因是：a)2濃度增大,暗反應(yīng)增強,a含量增多,加快

消耗了原本積累的ATP和［II］,從而促進(jìn)光反應(yīng),進(jìn)而使光合速率增強。(4)t,時刻突然停止光照,

光反應(yīng)停止,類囊體薄膜上不再有ATP合成,原有的ATP繼續(xù)水解成ADP和Pi,釋放的能量用于

C,的還原,所以t,后短暫時間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量會增加。

答案：(1)類囊體(薄膜)葉綠體基質(zhì)

(2)0)2濃度不變

(3)0)2濃度增大,暗反應(yīng)增強,Cs含量增多，加快消耗了原本積累的ATP和［II］,從而促進(jìn)光反應(yīng)

加速,進(jìn)而使光合速率增強

(4)增加

利用模型法分析光合作用中物質(zhì)的量的變化

物

物光

質(zhì)

S洸照弱八質(zhì)

的

邕上——。3的C5、［H］、ATP、

量

_C”［H］、ATP、ft。(CH2O冶成量

三、一?(CH?。冷成量

O

時而

時間

物物

質(zhì)質(zhì)

O)

GM

繆

題

o

的co,c的

2

2

:不足

充足量

量

合成

’

最唔

］、ATP

Cs、［H

—-k

HO)

C，4C

2

ATP

、［H］、

--G

b-------

-

O

時向