生物第四單元 細胞的能量供應與利用 第8講 光能的捕獲和利用創(chuàng)新備考 中圖版
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1、第第8講光能的捕獲和利用講光能的捕獲和利用最新考綱最新考綱光合作用的基本過程光合作用的基本過程()。2.實驗:葉綠體色素的提取和分離。實驗:葉綠體色素的提取和分離。1.實驗原理實驗原理考點一實驗:葉綠體中色素的提取和分離考點一實驗:葉綠體中色素的提取和分離(5年年4考考)有機溶劑無水乙醇有機溶劑無水乙醇無水乙醇無水乙醇溶解度溶解度溶解度高溶解度高層析液層析液2.實驗流程實驗流程無水乙醇無水乙醇溶解色素溶解色素胡蘿卜素胡蘿卜素 橙黃色橙黃色最高最高葉黃素葉黃素黃色黃色葉綠素葉綠素a 藍綠色藍綠色 最多最多葉綠素葉綠素b黃綠色黃綠色最低最低1.(2013海南卷,海南卷,8)關于葉綠素提取的敘述,錯
2、誤的是關于葉綠素提取的敘述,錯誤的是()A.菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料B.加入少許加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞能避免葉綠素被破壞C.用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素D.研磨時加入石英砂可使葉片研磨更研磨時加入石英砂可使葉片研磨更充分充分葉綠體中色素提取和分離過程與結果分析葉綠體中色素提取和分離過程與結果分析解析解析菠菜綠葉富含葉綠素,可用作提取葉綠素的材料,菠菜綠葉富含葉綠素,可用作提取葉綠素的材料,A正確;加入碳酸鈣正確;加入碳酸鈣可避免研磨過程中液泡中的有機酸等物質對葉綠素的破壞,可避免研磨過程中液泡中的有機
3、酸等物質對葉綠素的破壞,B正確;用乙醇提正確;用乙醇提取到的葉綠體色素含有胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素取到的葉綠體色素含有胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素、葉綠素b,C錯誤;研磨錯誤;研磨加石英砂的目的是為了研磨更充分,加石英砂的目的是為了研磨更充分,D正確。正確。答案答案C2.(2017河北冀州中學第二次段考,河北冀州中學第二次段考,41)如圖表示用韭菜宿根進行的相關對照實驗流程。如圖表示用韭菜宿根進行的相關對照實驗流程。下列敘述錯誤的是下列敘述錯誤的是()A.提取色素時,要加入提取色素時,要加入SiO2和和CaCO3進行充分研磨進行充分研磨B.色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的
4、溶解度不同色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同C.實驗結果實驗結果可說明葉綠素合成需要光照可說明葉綠素合成需要光照D.實驗結果實驗結果表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多解析解析提取色素時加入二氧化硅是為了研磨充分,而加入碳酸鈣是為了防止色素被破提取色素時加入二氧化硅是為了研磨充分,而加入碳酸鈣是為了防止色素被破壞,壞,A正確;色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同,正確;色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同,B錯誤;錯誤;實驗結果實驗結果色素帶不同,可說明葉綠素合成需要光照,色素帶不同,可說明葉綠
5、素合成需要光照,C正確;實驗結果正確;實驗結果表明韭菜表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多,中提取的色素吸收光的種類更多,D正確。正確。答案答案B葉綠體中色素提取分離異?,F象分析葉綠體中色素提取分離異?,F象分析收集到的濾液綠色過淺收集到的濾液綠色過淺原因原因未加石英砂未加石英砂(二氧化硅二氧化硅),研磨不充分,研磨不充分使用放置數天的菠菜葉,濾液色素使用放置數天的菠菜葉,濾液色素(葉綠素葉綠素)太少太少一次加入大量的無水乙醇,提取濃度太低一次加入大量的無水乙醇,提取濃度太低(正確做法:分次加入少量無水乙醇正確做法:分次加入少量無水乙醇)未加碳酸鈣或加入過少,色素分子被破壞未加碳酸鈣或加入過少,
6、色素分子被破壞濾紙條色素帶重疊濾紙條色素帶重疊原因原因濾液細線不直;濾液細線不直;濾液細線過粗濾液細線過粗濾紙條無色素帶濾紙條無色素帶原因原因忘記畫濾液細線忘記畫濾液細線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1.葉綠體色素的種類和功能葉綠體色素的種類和功能考點二捕獲光能的色素和結構及光合作用的早期研究考點二捕獲光能的色素和結構及光合作用的早期研究色素種色素種類及類及特點特點葉綠素葉綠素(約占約占3/4)葉綠素葉綠素a(藍綠色藍綠色)主要吸收紅光和藍紫光主要吸收紅光和藍紫光葉綠素葉綠素b(黃綠色黃綠色)類胡蘿卜素類胡蘿卜素
7、(約占約占1/4)胡蘿卜素胡蘿卜素(橙黃色橙黃色)主要吸收藍紫光,且有保護主要吸收藍紫光,且有保護葉綠素的作用葉綠素的作用葉黃素葉黃素(黃色黃色)功能功能吸收、傳遞吸收、傳遞(四種色素四種色素)和轉換光能和轉換光能(只有少量葉綠素只有少量葉綠素a)吸收光吸收光譜圖示譜圖示及說明及說明圖示圖示說明:說明:陽光經三棱鏡折射后形成不同波長和顏色的光陽光經三棱鏡折射后形成不同波長和顏色的光折射光透過色素濾液時部分光被吸收折射光透過色素濾液時部分光被吸收色素對紅光和藍紫光吸收較多,使兩光區(qū)呈現暗帶色素對紅光和藍紫光吸收較多,使兩光區(qū)呈現暗帶2.葉綠體的結構與功能葉綠體的結構與功能(1)結構模式圖結構模式
8、圖光反應光反應暗反應暗反應外膜外膜內膜內膜葉綠體基質葉綠體基質暗反應暗反應類囊體膜類囊體膜色素色素光反應光反應光合作用光合作用葉綠體葉綠體3.光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程(連線連線)答案答案AbCaDcEeBdFf(經典實驗分析經典實驗分析)下面是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖,請分析:下面是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的實驗示意圖,請分析:(1)恩吉爾曼實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處?恩吉爾曼實驗在實驗材料的選取上有什么巧妙之處?提示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;用好氧細菌可選擇水綿和好氧細菌,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀
9、察;用好氧細菌可以確定釋放氧氣的部位。以確定釋放氧氣的部位。(2)兩實驗如何設計對照實驗?兩實驗如何設計對照實驗?提示提示恩吉爾曼的實驗中,照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對照;薩克斯的恩吉爾曼的實驗中,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、一半遮光形成對照實驗中,暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對照。1.(2017全國卷全國卷,3)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反應(如如O2的釋放的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是來繪制的。下列敘述錯誤的是()A.類胡蘿卜素在紅光
10、區(qū)吸收的光能可用于光反應中類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成的合成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的吸收速率隨光波長的變化來表示D.葉片在葉片在640660nm波長光下釋放波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的是由葉綠素參與光合作用引起的捕獲光能的色素和結構捕獲光能的色素和結構解析解析類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,所以在藍紫光區(qū)吸收的光能可用于光反應中類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,所以在藍紫光區(qū)吸收的光能可用于
11、光反應中ATP的合成,的合成,A錯誤;葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,其吸收光譜可通過測量其對不同波錯誤;葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,其吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制,長光的吸收值來繪制,B正確;正確;CO2的吸收速率和的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長的變化均可的釋放速率隨光波長的變化均可表示光合作用的作用光譜,表示光合作用的作用光譜,C正確;根據葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知,葉片正確;根據葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知,葉片在在640660nm波長光下釋放波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的,是由葉綠素參與光合作用引起的,D正確。正確。答案答案A2.2017江淮十
12、校聯(lián)考江淮十校聯(lián)考(三三)下圖表示光合作用時下圖表示光合作用時ATP形成的圖解,圖中形成的圖解,圖中b6f復合體能將復合體能將葉綠體基質中的質子葉綠體基質中的質子(H)轉移到類囊體腔內,該過程需要依賴水光解時產生的電子轉移到類囊體腔內,該過程需要依賴水光解時產生的電子(e)的推動,下列有關分析錯誤的是的推動,下列有關分析錯誤的是()A.圖示過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上圖示過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上B.質子從葉綠體基質轉移到類囊體腔內的運輸方式是協(xié)助擴散質子從葉綠體基質轉移到類囊體腔內的運輸方式是協(xié)助擴散C.光合作用中光合作用中ATP的合成會降低類囊體內外的質子濃度差的合成會降低類囊體內外
13、的質子濃度差D.物質物質X既具有催化功能又具有運輸功能既具有催化功能又具有運輸功能解析解析由題干信息可知,質子從葉綠體基質轉移到類囊體腔內的運輸需要由題干信息可知,質子從葉綠體基質轉移到類囊體腔內的運輸需要“依賴水光依賴水光解時產生的電子解時產生的電子(e)的推動的推動”,說明推動質子進入類囊體腔內的動力不是濃度差,而,說明推動質子進入類囊體腔內的動力不是濃度差,而是能量是能量(這個能量不一定是這個能量不一定是ATP水解釋放的能量,也可能是電能或其他能量水解釋放的能量,也可能是電能或其他能量),同時需,同時需要載體要載體(b6f復合體復合體),應為主動運輸,應為主動運輸,B錯誤。錯誤。答案答案
14、B影響葉綠素合成的三大因素影響葉綠素合成的三大因素(2018湖北鄂西部分優(yōu)質高中聯(lián)考,湖北鄂西部分優(yōu)質高中聯(lián)考,5)以下關于葉綠體和光合作用的幾個實驗,得不以下關于葉綠體和光合作用的幾個實驗,得不到相應實驗結果的是到相應實驗結果的是()A.將葉綠素的無水乙醇提取液置于適宜光源處照射將葉綠素的無水乙醇提取液置于適宜光源處照射5h,加碘液處理后溶液呈藍色,加碘液處理后溶液呈藍色B.在溫暖晴朗的一天下午,在某植物的向陽處采得一片葉,用酒精隔水加熱脫色,并在溫暖晴朗的一天下午,在某植物的向陽處采得一片葉,用酒精隔水加熱脫色,并加碘液處理葉片,變成藍色加碘液處理葉片,變成藍色C.將葉綠體色素的無水乙醇提
15、取液放于自然光和三棱鏡之間,從三棱鏡的一側觀察,將葉綠體色素的無水乙醇提取液放于自然光和三棱鏡之間,從三棱鏡的一側觀察,連續(xù)光譜中變暗連續(xù)光譜中變暗(暗帶暗帶)的區(qū)域主要是紅光和藍紫光區(qū)域的區(qū)域主要是紅光和藍紫光區(qū)域D.將經饑餓處理后的綠色正常葉片置于含有充足將經饑餓處理后的綠色正常葉片置于含有充足14CO2的密閉透明的照光小室內,的密閉透明的照光小室內,3小小時后在葉內淀粉中可檢驗到時后在葉內淀粉中可檢驗到14C的存在的存在光合作用的早期研究光合作用的早期研究解析解析葉綠素的無水乙醇提取液中只含有色素,不能完成光反應,也不能產生淀粉,葉綠素的無水乙醇提取液中只含有色素,不能完成光反應,也不能
16、產生淀粉,A錯誤;光合作用產生淀粉,觀察時需對葉片進行脫色處理,錯誤;光合作用產生淀粉,觀察時需對葉片進行脫色處理,B正確;葉綠體中色素正確;葉綠體中色素主要吸收紅光和藍紫光,導致連續(xù)光譜相應區(qū)域變暗,主要吸收紅光和藍紫光,導致連續(xù)光譜相應區(qū)域變暗,C正確;正確;CO2是光合作用的原是光合作用的原料,料,14CO2中的中的14C元素可轉移到淀粉中,故產物中可檢測到元素可轉移到淀粉中,故產物中可檢測到14C,D正確。正確。答案答案A恩吉爾曼實驗方法的巧妙之處恩吉爾曼實驗方法的巧妙之處(1)巧選實驗材料:選擇水綿和好氧細菌,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察;巧選實驗材料:選擇水綿和好氧細菌,水綿
17、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。用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。(2)巧妙排除干擾因素:沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。巧妙排除干擾因素:沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。(3)巧妙設計對照實驗:用極細的光束照射,葉綠體上可分為光照多和光照少的部巧妙設計對照實驗:用極細的光束照射,葉綠體上可分為光照多和光照少的部位,相當于一組對照實驗;臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果。位,相當于一組對照實驗;臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果?!炯磳W即練】【即學即練】(2017遼寧沈陽檢測遼寧沈陽檢測)1941年,魯賓和卡門用同位素標記法
18、追蹤光合作用中年,魯賓和卡門用同位素標記法追蹤光合作用中O2的來的來源。源。(1)魯賓和卡門魯賓和卡門用用和和普通的普通的CO2進行小球藻光合作用實驗,見進行小球藻光合作用實驗,見A圖。實驗結果,放出圖。實驗結果,放出的的 O2 (填填“具 有具 有”或或“不 具 有不 具 有”)放 射 性。放 射 性。A 實 驗 的 結 論 是實 驗 的 結 論 是_。(2)魯賓和卡門用魯賓和卡門用C18O2和普通的和普通的H2O進行光合作用,見進行光合作用,見B圖實驗結果,產生圖實驗結果,產生的的O2_(填填“具有具有”或或“不具有不具有”)放射性。僅放射性。僅B實驗的結論是什么實驗的結論是什么?_。(3
19、)綜合實驗綜合實驗A、B,結論是,結論是_。答案答案(1)具有光合作用釋放的具有光合作用釋放的O2的氧來源于的氧來源于H2O中的氧中的氧(2)不具有光合作用釋放的不具有光合作用釋放的O2的氧,不來源于的氧,不來源于CO2中的氧中的氧(3)光合作用釋放的光合作用釋放的O2的氧,來源于的氧,來源于H2O中的氧,不來源于中的氧,不來源于CO2中的氧中的氧1.光合作用的過程光合作用的過程考點三光合作用的過程考點三光合作用的過程(5年年12考考)光、色素、酶光、色素、酶葉綠體類囊體薄膜葉綠體類囊體薄膜ATP中活躍中活躍的化學能的化學能酶酶葉綠體基質葉綠體基質C3有機物中穩(wěn)定的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能2
20、.光反應與暗反應的關系光反應與暗反應的關系(1)光反應為暗反應提供光反應為暗反應提供H、ATP,暗反應為光反應提供,暗反應為光反應提供ADP和和Pi。沒有光反應,。沒有光反應,暗反應無法進行,沒有暗反應,有機物無法合成。暗反應無法進行,沒有暗反應,有機物無法合成。(2)光合作用反應式及元素去向分析光合作用反應式及元素去向分析:巧學助記巧學助記光合作用過程的光合作用過程的“一、二、三、四一、二、三、四”3.環(huán)境驟變對光合作用中間產物含量的環(huán)境驟變對光合作用中間產物含量的影響影響(1)“過程法過程法”分析分析C3和和C5的含量變化的含量變化當外界條件改變時,光合作用中當外界條件改變時,光合作用中C
21、3、C5及及ATP和和ADP含量變化可以采用如圖分析:含量變化可以采用如圖分析:.停止光照時:光停,停止光照時:光停,ATP,ADP,C3,C5,分析如下:,分析如下:.CO2供應停止時:供應停止時:CO2停,停,C5,C3,ATP,ADP,分析如下:,分析如下:(2)“模型法模型法”表示表示C3和和C5的含量變化的含量變化1.真題重組判斷正誤真題重組判斷正誤(1)葉肉細胞中光合作用的暗反應發(fā)生在葉綠體基質中葉肉細胞中光合作用的暗反應發(fā)生在葉綠體基質中(2017全國卷全國卷,2B)()(2)某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色,這種變化是由環(huán)境造成的某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色,這種變化是由環(huán)
22、境造成的(2017全國卷全國卷,6B)()(3)硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲取能量硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲取能量(2017海南卷,海南卷,5D)()(4)葉綠體中可進行葉綠體中可進行CO2的固定但不能合成的固定但不能合成ATP(2016全國卷全國卷,1D)()(5)照光培養(yǎng)一段時間的綠藻,用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上,綠藻細胞的葉綠體內照光培養(yǎng)一段時間的綠藻,用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上,綠藻細胞的葉綠體內CO2的固定加快的固定加快(2014全國全國卷,卷,2B)()(6)溫度和光照會影響溫度和光照會影響CO2的同化速率的同化速率(2016海南卷,海南卷,10A)()以上內容源自教材必
23、修一以上內容源自教材必修一P65P67,有關光合作用的原理、過程相關的,有關光合作用的原理、過程相關的知識。知識。2.(教材必修一教材必修一P67鞏固提高題改編鞏固提高題改編)課外活動小組同學在適宜的溫度下,以葡萄為材料課外活動小組同學在適宜的溫度下,以葡萄為材料所做的幾組實驗所做的幾組實驗(假設該植物在假設該植物在24h內呼吸速率不變內呼吸速率不變),結果記錄如下,請回答:,結果記錄如下,請回答:(1)據圖一結果推測,栽培農作物時,密度是否越小越好?圖中哪點對應的據圖一結果推測,栽培農作物時,密度是否越小越好?圖中哪點對應的“密度密度”最合理最合理?_。(2)經檢測,葡萄植株一晝夜的經檢測,
24、葡萄植株一晝夜的CO2凈吸收量為凈吸收量為250mg,圖二中陰影部分所表示的,圖二中陰影部分所表示的CO2吸收量應吸收量應(填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)250mg。(3)圖二曲線中能制造有機物的區(qū)段是圖二曲線中能制造有機物的區(qū)段是,能積累有機物的時段是,能積累有機物的時段是。提示提示(1)不是,要合理密植不是,要合理密植B(2)大于大于(3)BHCG1.(2015安徽卷,安徽卷,2)如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是是()光合作用過程分析光合作用過程分析A.CO2的固定實質上是將的固定實質上是
25、將ATP中的化學能轉變?yōu)橹械幕瘜W能轉變?yōu)镃3中的化學能中的化學能B.CO2可直接被可直接被H還原,再經過一系列的變化形成糖類還原,再經過一系列的變化形成糖類C.被還原的被還原的C3在相關酶的催化作用下,可再形成在相關酶的催化作用下,可再形成C5D.光照強度由強變弱時,短時間內光照強度由強變弱時,短時間內C5含量會升高含量會升高解析解析由圖解可知,光反應產生的由圖解可知,光反應產生的ATP和和H參與參與C3的還原,而不參與的還原,而不參與CO2的固定,的固定,A、B錯誤;被還原的錯誤;被還原的C3在有關酶的催化作用下一部分合成了在有關酶的催化作用下一部分合成了(CH2O),另一部分又形成了,另一
26、部分又形成了C5,C正確;光照強度變弱時,光反應產生的正確;光照強度變弱時,光反應產生的ATP和和H減少,減少,C3的還原過程減弱,故的還原過程減弱,故短時間內短時間內C5含量會降低,含量會降低,D錯誤。錯誤。答案答案C2.如圖所示為葉肉細胞中葉綠體進行光合作用的過程,如圖所示為葉肉細胞中葉綠體進行光合作用的過程,A、B代表物質。下列敘述錯誤代表物質。下列敘述錯誤的是的是()A.葉綠體能將光能轉變?yōu)榛瘜W能儲存在有機物中葉綠體能將光能轉變?yōu)榛瘜W能儲存在有機物中B.上產生的上產生的B物質移動到物質移動到參與參與C3的還原的還原C.中產生的中產生的NADP移動到移動到上參與水的光解上參與水的光解D.
27、上產生的上產生的A物質可用于物質可用于CO2的固定和的固定和C3的還原的還原解析解析光合作用的場所是葉綠體,葉綠體通過光合作用將光能轉變?yōu)榛瘜W能儲存在有光合作用的場所是葉綠體,葉綠體通過光合作用將光能轉變?yōu)榛瘜W能儲存在有機物中,機物中,A正確;正確;類囊體膜上產生的類囊體膜上產生的B物質物質H移動到移動到葉綠體基質中,參與葉綠體基質中,參與C3的還的還原,形成糖類等有機物,原,形成糖類等有機物,B正確;正確;葉綠體基質中產生的葉綠體基質中產生的NADP移動到移動到類囊體膜上類囊體膜上參與水的光解,參與水的光解,C正確;正確;類囊體膜上產生的類囊體膜上產生的A物質物質ATP可用于可用于C3的還原
28、,而的還原,而CO2的固的固定不需要消耗能量,定不需要消耗能量,D錯誤。錯誤。答案答案D突破突破光合作用過程的光合作用過程的4個誤區(qū)個誤區(qū)(1)綠色植物中參與光合作用的色素只存在于葉綠體類囊體薄膜上,液泡中的色素綠色植物中參與光合作用的色素只存在于葉綠體類囊體薄膜上,液泡中的色素不參與光合作用。不參與光合作用。(2)綠色植物中參與光合作用的酶存在于葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質中。綠色植物中參與光合作用的酶存在于葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質中。(3)不要認為暗反應和光照沒有任何關系。光合作用的過程可以分為兩個階段,即不要認為暗反應和光照沒有任何關系。光合作用的過程可以分為兩個階段,即光反應和
29、暗反應。前者在光下才能進行,并在一定范圍內隨著光照強度的增加而光反應和暗反應。前者在光下才能進行,并在一定范圍內隨著光照強度的增加而增強;后者在有光、無光的條件下都可以進行,但需要光反應的產物增強;后者在有光、無光的條件下都可以進行,但需要光反應的產物H和和ATP,因此在無光條件下不可以長期進行。因此在無光條件下不可以長期進行。(4)葉綠體并不是進行光合作用的必要場所:進行光合作用的細胞不一定含葉綠體,葉綠體并不是進行光合作用的必要場所:進行光合作用的細胞不一定含葉綠體,如藍藻、光合細菌能進行光合作用,但沒有葉綠體如藍藻、光合細菌能進行光合作用,但沒有葉綠體?!镜淅俊镜淅?2011全國卷全
30、國卷)在光照等適宜條件下,將培養(yǎng)在在光照等適宜條件下,將培養(yǎng)在CO2濃度為濃度為1%環(huán)境中的某環(huán)境中的某植物迅速轉移到植物迅速轉移到CO2濃度為濃度為0.003%環(huán)境中,其葉片暗反應中環(huán)境中,其葉片暗反應中C3和和C5化合物微摩爾濃化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖。度的變化趨勢如下圖。環(huán)境因素驟變對光合作用物質含量變化的環(huán)境因素驟變對光合作用物質含量變化的影響影響(1)圖中物質圖中物質A是是(C3、C5)。(2)在在CO2濃度為濃度為1%的環(huán)境中,物質的環(huán)境中,物質B的濃度比的濃度比A的低,原因是的低,原因是_;將將CO2濃度從濃度從1%迅速降低到迅速降低到0.003%后,物質后,物質B濃度升
31、高的原因是濃度升高的原因是_。(3)若使該植物繼續(xù)處于若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為濃度為0.003%的環(huán)境中,暗反應中的環(huán)境中,暗反應中C3和和C5濃度達到穩(wěn)定時,濃度達到穩(wěn)定時,物質物質A的濃度將比的濃度將比B的的(填填“低低”或或“高高”)。(4)CO2濃度為濃度為0.003%時,該植物光合速率最大時所需要的光照強度比時,該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為濃度為1%時的時的(填填“低低”或或“高高”),其原因是,其原因是_。解析解析(1)CO2濃度降低后,直接影響暗反應中濃度降低后,直接影響暗反應中CO2的固定,導致的固定,導致C3的量減少,確定物的量減少,確定物質質A是
32、是C3,物質,物質B是是C5。(2)CO2濃度為濃度為1%時,暗反應速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定,即時,暗反應速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定,即C3和和C5的含量穩(wěn)定,根據暗反應的特點,此時的含量穩(wěn)定,根據暗反應的特點,此時C3的分子數是的分子數是C5的的2倍;當倍;當CO2濃度突濃度突然降低時,然降低時,C5的合成速率不變,消耗速率卻減慢,導致的合成速率不變,消耗速率卻減慢,導致C5積累。積累。(3)CO2濃度為濃度為0.003%時,時,C3和和C5的濃度保持穩(wěn)定后,暗反應保持穩(wěn)定,此時根據暗反應中的濃度保持穩(wěn)定后,暗反應保持穩(wěn)定,此時根據暗反應中CO2的固定的反的固定的反應式確定,應式確定,C3分子
33、數應是分子數應是C5分子數的分子數的2倍。倍。(4)CO2濃度降低,達到最大光合速率時所濃度降低,達到最大光合速率時所需的光照強度降低,因庫暗反應減弱,所需的需的光照強度降低,因庫暗反應減弱,所需的ATP和和H減少,光反應強度減弱。減少,光反應強度減弱。答案答案(1)C3(2)暗反應速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定,即暗反應速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定,即C3和和C5的含量穩(wěn)定。根據暗反的含量穩(wěn)定。根據暗反應的特點,此時應的特點,此時C3的分子數是的分子數是C5的的2倍當倍當CO2濃度突然降低時,濃度突然降低時,C5的合成速率不變,的合成速率不變,消耗速率卻減慢,導致消耗速率卻減慢,導致C5積累積累(3)
34、高高(4)低低CO2濃度低時,暗反應強度低,所需濃度低時,暗反應強度低,所需ATP和和H少少【即學即練】【即學即練】(2017河北衡水中學二調,河北衡水中學二調,21)如圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內如圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內C3和和C5的相的相對含量隨一種環(huán)境因素改變的變化情況,下列對這一環(huán)境因素改變的分析正確的對含量隨一種環(huán)境因素改變的變化情況,下列對這一環(huán)境因素改變的分析正確的是是()A.突然停止光照突然停止光照B.突然增加突然增加CO2濃度濃度C.降低環(huán)境溫度降低環(huán)境溫度D.增加光照強度增加光照強度解析解析突然停止光照,光反應產生的突然停止光照,光反應產生的H和和ATP減少,
35、被還原的減少,被還原的C3減少,生成的減少,生成的C5減少,減少,而而CO2被被C5固定形成固定形成C3的過程不變,故的過程不變,故C3的相對含量將增加、的相對含量將增加、C5的相對含量將減少,的相對含量將減少,A錯誤;突然增加錯誤;突然增加CO2濃度,濃度,CO2被被C5固定形成固定形成C3的量增加、消耗的的量增加、消耗的C5量增加、量增加、C3還原速還原速率不變,植物細胞內率不變,植物細胞內C3相對含量增加、相對含量增加、C5相對含量減少,相對含量減少,B錯誤;降低環(huán)境溫度,錯誤;降低環(huán)境溫度,CO2固定速率和固定速率和C3還原速率均下降,還原速率均下降,C5的相對含量不會大幅度地增加,的
36、相對含量不會大幅度地增加,C錯誤;增加光照強錯誤;增加光照強度,光反應產生的度,光反應產生的H和和ATP增多,被還原的增多,被還原的C3增多,生成的增多,生成的C5增多,而增多,而CO2被被C5固定固定形成形成C3的過程不變,故的過程不變,故C3的相對含量將減少、的相對含量將減少、C5的相對含量將增加,的相對含量將增加,D正確。正確。答案答案D易錯易錯防范清零防范清零易錯清零易錯清零易錯點易錯點1混淆塑料大棚中混淆塑料大棚中“塑料顏色塑料顏色”與與“補光類型補光類型”的選擇的選擇點撥點撥為提高光能利用率,塑料大棚栽培時常選擇為提高光能利用率,塑料大棚栽培時常選擇“無色塑料無色塑料”以便透過各色
37、光,以便透過各色光,這是因為太陽的全色光透過時各種色的光均可被作物吸收這是因為太陽的全色光透過時各種色的光均可被作物吸收(盡管黃綠色吸收量較小盡管黃綠色吸收量較小),而陰天或夜間給溫室大棚而陰天或夜間給溫室大棚“人工補光人工補光”時,則宜選擇植物吸收利用效率最高的時,則宜選擇植物吸收利用效率最高的“紅光或藍紫光紅光或藍紫光”燈泡。因為若利用白熾燈,則其發(fā)出的光中燈泡。因為若利用白熾燈,則其發(fā)出的光中“黃、綠光黃、綠光”利用利用率極低,從節(jié)省能源率極低,從節(jié)省能源(節(jié)電、節(jié)省成本節(jié)電、節(jié)省成本)角度講,用紅燈泡、紫燈泡效率最高。角度講,用紅燈泡、紫燈泡效率最高。易錯點易錯點2誤認為只能是光反應制
38、約暗反應,暗反應不會制約光反應,從而認為停止誤認為只能是光反應制約暗反應,暗反應不會制約光反應,從而認為停止CO2供應時,不影響供應時,不影響O2產生產生點撥點撥光反應為暗反應提供光反應為暗反應提供H和和ATP,故光反應停止時,暗反應無法進行,然而,故光反應停止時,暗反應無法進行,然而光反應也需暗反應為之提供光反應也需暗反應為之提供ADP、Pi和和NADP等,故暗反應停止等,故暗反應停止(如撤掉如撤掉CO2供應供應)時,光反應也將受制約,從而導致時,光反應也將受制約,從而導致O2產生速率下降。產生速率下降。易錯點易錯點3誤認為溫室生產中晝夜溫差越大,作物產量越高誤認為溫室生產中晝夜溫差越大,作
39、物產量越高點撥點撥白天適當提高溫度或增加白天適當提高溫度或增加CO2濃度,可有利于提高光合產量,夜晚不進行光濃度,可有利于提高光合產量,夜晚不進行光合作用,適當降低溫度可降低呼吸速率從而減少有機物消耗,故適當提高晝夜溫合作用,適當降低溫度可降低呼吸速率從而減少有機物消耗,故適當提高晝夜溫差可提高作物有機物積累量,從而提高作物產量。然而,晝夜溫差并非越大越好,差可提高作物有機物積累量,從而提高作物產量。然而,晝夜溫差并非越大越好,因為夜晚溫度過低時,呼吸酶活性過小,當呼吸作用被過度抑制時,必將減弱礦因為夜晚溫度過低時,呼吸酶活性過小,當呼吸作用被過度抑制時,必將減弱礦質離子的吸收等代謝過程,從而
40、制約次日的光合作用,這對作物生長顯然不利。質離子的吸收等代謝過程,從而制約次日的光合作用,這對作物生長顯然不利。甲圖是生物興趣小組在密閉的玻璃容器內進行的實驗示意圖甲圖是生物興趣小組在密閉的玻璃容器內進行的實驗示意圖(CO2傳感器用于測量裝置傳感器用于測量裝置內內CO2的含量的含量),乙圖表示在夏季晴朗的一天甲圖所示密閉玻璃容器內,乙圖表示在夏季晴朗的一天甲圖所示密閉玻璃容器內24h的的CO2濃度濃度變化,請回答下列問題:變化,請回答下列問題:規(guī)范答題規(guī)范答題(1)甲圖所示實驗中對光照強度的控制可通過調節(jié)燈泡的亮度來實現,也可通過甲圖所示實驗中對光照強度的控制可通過調節(jié)燈泡的亮度來實現,也可通
41、過調節(jié)調節(jié)來實現,裝置中熱屏障的作用是來實現,裝置中熱屏障的作用是_。(2)乙圖中代表植物光合作用強度等于呼吸作用強度的點是乙圖中代表植物光合作用強度等于呼吸作用強度的點是_。此時葉肉細胞內的代謝狀況應為下列此時葉肉細胞內的代謝狀況應為下列中的中的。(3)乙圖中乙圖中FG段相比段相比EF段段CO2濃度下降趨緩的原因是濃度下降趨緩的原因是_;推測此時段葉肉細胞內光反應速率應推測此時段葉肉細胞內光反應速率應(填填“更強更強”“”“稍弱稍弱”或或“不變不變”),原因是原因是。(4)為提高光合效率農民采用玻璃溫室栽培蔬菜,最好采用為提高光合效率農民采用玻璃溫室栽培蔬菜,最好采用玻璃玻璃(填填“無無色色
42、”“”“紅色紅色”或或“藍色藍色”),若遇到陰雨天氣,室內常需補光,則最好選用,若遇到陰雨天氣,室內常需補光,則最好選用色色(填填“白熾白熾”“”“紅色與藍紫色紅色與藍紫色”或或“綠色綠色”)色燈泡用以室內照光色燈泡用以室內照光答卷采樣答卷采樣錯因分析錯因分析混淆混淆“植株全株植株全株”與與“葉肉細胞光合速率與呼吸葉肉細胞光合速率與呼吸速率相等速率相等”正確答案應為正確答案應為。暗反應減弱后,產生的暗反應減弱后,產生的NADP、ADP、Pi不足,不足,制約了光反應,光制約了光反應,光反應速率反應速率應應稍弱稍弱,故正確答案,故正確答案稍弱稍弱“室內補光室內補光”應顧及溫室照光的應顧及溫室照光的“成本與效率成本與效率”,正確答案為正確答案為紅色與藍紫色紅色與藍紫色。
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