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2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 光合作用教案3 人教版 【自學(xué)導(dǎo)引】 一、光合作用的發(fā)現(xiàn) 1．1771年，英國科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn)，分別將點燃的蠟燭和小鼠與綠色植物一起放入一個密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不易熄滅；小鼠也不容易死亡。于是他指出綠色植物可以更新空氣。 2．1864年，德國科學(xué)家薩克斯通過實驗證明，綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。 3．1880年，德國科學(xué)家恩吉爾曼通過實驗證明：氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。 4．20世紀(jì)30年代，美國科學(xué)家魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法證明，光合作用釋放的氧全部來自水。 二、葉綠體中的色素 1．種類及其顏色 2．功能 葉綠素a和葉綠素B主要吸收藍(lán)紫光和紅橙光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。葉綠素a和葉綠素B對綠光的吸收量最少，正因如此，綠光被反射出來，葉綠體才呈現(xiàn)綠色。 三、光合作用的過程 1．光合作用的反應(yīng)式：CO2+H2O(CH2O)+O2。 2．過程： （1）光反應(yīng) 條件：光反應(yīng)必須有光才能進(jìn)行。 場所：在葉綠體內(nèi)的基粒上進(jìn)行的。 過程：H2O2［H］+O2↑ AD．P+PiATP （2）暗反應(yīng) 條件：暗反應(yīng)沒有光也能進(jìn)行 場所：在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進(jìn)行 過程：CO2的固定：CO2+C52C3 C3的還原：2C3＋［H］(CH2O) +C5 3．實質(zhì) 物質(zhì)變化：把CO2和H2O轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物。 能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成有機物中的化學(xué)能。 四、光合作用的重要意義 1．光合作用為包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。 2．光合作用維持大氣中O2和CO2含量的相對穩(wěn)定。 3．對生物的進(jìn)化具有重要作用，主要表現(xiàn)在藍(lán)藻出現(xiàn)后，地球的大氣中才逐漸含有O2，其中一部分氧轉(zhuǎn)化成O3，并在大氣上層形成臭氧層，能夠有效地濾去太陽輻射中對生物具有強烈破壞作用的紫外線。從而出現(xiàn)了進(jìn)行有氧呼吸的生物和陸生生物。 五、植物栽培與光能的合理利用 1．延長光合作用時間。措施：每年種植和收獲2次或多次。 2．增加光合作用面積。措施：合理密植。 【思考導(dǎo)學(xué)】1．夏季的早晨，在水草豐富的池塘里往往會發(fā)現(xiàn)魚浮頭現(xiàn)象，原因如何？ 答案：夜間水草不能進(jìn)行光合作用釋放氧氣，而池塘中的生物時刻進(jìn)行呼吸作用消耗水中的氧氣，從而導(dǎo)致水中缺氧，魚為能獲得氧氣，故會出現(xiàn)浮頭現(xiàn)象。2．道路兩旁被樹蔭遮住的莊稼為何比大田里面的長的弱小？答案：樹蔭下光照較弱，光合作用強度小。3．在進(jìn)行植物溫室栽培時，適量燃燒石油液化氣或放一些干冰，能夠增產(chǎn)，為什么？ 答案：二氧化碳是光合作用的原料，適量燃燒石油液化氣或放一些干冰，能增加二氧化碳的量，使光合作用增強，因而能夠增產(chǎn)。 【學(xué)法指導(dǎo)】1．如何理解好光合作用的過程:光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，光合作用的過程是本部分的重點，也是難點。從總體上講，光合作用是一個氧化還原的過程。在綠色植物體內(nèi)，由葉綠素吸收光能作為反應(yīng)的推動力，使一個很難被氧化的水分子產(chǎn)生的氫［H］去還原一個很難被還原的二氧化碳分子，使一個基本不含能量的二氧化碳變成一個富含能量的有機物，其中所含的能量又是由人和動物不能直接利用的太陽光能轉(zhuǎn)化而來的。這個反應(yīng)在植物體外的常溫、常壓下是很難實現(xiàn)的。光合作用的過程分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。要通過光反應(yīng)的條件和生成物、暗反應(yīng)的條件和生成物有幾種來理解、掌握。光反應(yīng)的條件有：光、色素和酶，生成物有：O2(全部來自水中的氧)、［H］和ATP；暗反應(yīng)的條件有：光反應(yīng)提供的［H］、ATP和多種酶，生成物有糖類等有機物和水。這樣對光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)就有了一個大致的理解、能夠回答一些基本問題。在復(fù)習(xí)光合作用過程中，還要注意影響光合作用的條件。光(光照強度和光照時間的長短)主要影響光反應(yīng)的進(jìn)行。光反應(yīng)產(chǎn)生的［H］和ATP的多少又影響暗反應(yīng)的進(jìn)行。CO2的濃度和酶主要影響暗反應(yīng)，也直接影響光合產(chǎn)量。這些都是該部分出考題多且難之所在。 2．如何正確理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系:(1)聯(lián)系：光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個整體，二者緊密聯(lián)系。光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供能量(ATP)和還原劑(［H］)，暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料。 (2)區(qū)別：(見下表) 項目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 實質(zhì) 光能→化學(xué)能，釋放O2 同化CO2形成(CH2O)(酶促反應(yīng)) 時間 短促，以微秒計 較緩慢 條件 需色素、光和酶 不需色素和光，需多種酶 場所 在葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上進(jìn)行 在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行 物質(zhì)轉(zhuǎn)化 2H2O4［H］+O2↑ ADP+PiATP CO2的固定： CO2+C52C3 能量轉(zhuǎn)化 葉綠素把光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能并貯存在ATP中 ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學(xué)能 3．如何理解光合作用的化學(xué)反應(yīng)式 課本中給出的反應(yīng)式：CO2+H2O(CH2O)+O2只表明了光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物，并未表示出反應(yīng)物和生成物之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)換關(guān)系。 利用同位素18O作為示蹤原子，分別標(biāo)記水和二氧化碳。 (1)首先用18O標(biāo)記水(H218O)，生成的氧氣全部有放射性。 (2)用18O標(biāo)記二氧化碳(C18O2)，除了(CH2O)有放射性外，部分水分子也具有放射性，釋放的氧氣全部無放射性。 因此，光合作用的總反應(yīng)式又應(yīng)該寫成： CO2+2H2O(CH2O)+O2+H2O 這說明在光合作用過程中，一方面有水的分解，產(chǎn)生出分子態(tài)的氧，另一方面又有水的生成，即H2O中的［H］與CO2中的O形成了新的水分子。 雖然在光合作用的局部反應(yīng)中有水生成，但是從全部的光合作用反應(yīng)來看，則只有水的氧化。換句話說，就光合作用的凈反應(yīng)而言，只有水的氧化而沒有水的生成。 【例題解析】 ［例1］在一定時間，綠色植物在一定強度的_____________的照射下，放出的氧最多 A．白光 B．紅光和藍(lán)紫光 C．藍(lán)紫光和綠光 D．紅光和綠光 解析：依據(jù)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，以及在植物的葉片中，葉綠素的含量是類胡蘿卜素的3倍判斷，答案應(yīng)為B，紅光和藍(lán)紫光。答案：B． 錯因：此題往往會誤選A。其原因是沒有弄清四類光照強度應(yīng)相同，而非同一光源下。 ［例2］光照增強，光合作用增強，但夏季的中午卻又因葉面的氣孔關(guān)閉而使光合作用減弱，這主要是由于 A．水分解產(chǎn)生的氧數(shù)量不足 B．色素利用光能合成ATP不足 C．暗反應(yīng)中C3產(chǎn)生的數(shù)量太少 D．暗反應(yīng)中還原劑［H］的量不足 解析：考查光合作用的條件，屬理解層次。一般情況下光照越強，蒸騰越旺盛，以降低植物體溫度。但夏天的中午，光照太強，蒸騰作用若繼續(xù)增強，就會出現(xiàn)水的供需矛盾，這時部分氣孔關(guān)閉以利保水。因部分氣孔關(guān)閉，暗反應(yīng)所需CO2的供給減少，影響暗反應(yīng)的進(jìn)行。 答案：C 錯因：不能誤選A、B、D。因為能正常進(jìn)行光合作用的光反應(yīng)，所以O(shè)2、ATP、［H］作為光反應(yīng)的產(chǎn)物是正常的。而氣孔關(guān)閉，CO2不能進(jìn)入葉綠體；暗反應(yīng)缺乏原料CO2也就影響了暗反應(yīng)的進(jìn)行，直接導(dǎo)致C3的數(shù)量大量減少，C5的數(shù)量急劇增多。 ［例3］將一株植物培養(yǎng)在H218O中并進(jìn)行光照，過一段時間后18O存在于 A．光合作用生成的水中 B．僅在周圍的水蒸氣中 C．僅在植物釋放的氧氣中 D．植物釋放的氧氣和周圍的水蒸氣中 解析：光合作用過程中產(chǎn)生的氧來自水，所以將一株植物培養(yǎng)在H218O中并進(jìn)行光照，過一段時間后光合作用產(chǎn)生的氧氣中含18O，此外植物的蒸騰作用在不斷進(jìn)行，植物吸收的H218O一部分通過蒸騰作用從葉片的氣孔散失到周圍空氣中。所以植物釋放的氧氣和周圍的水蒸氣中都有18O。答案：D 錯因：此題的常見錯誤是選C，這是因為只考慮到光合作用過程中釋放的氧氣來自水。此題不僅要知道光合作用釋放的氧氣來自水，還要了解植物體內(nèi)水分絕大部分是通過蒸騰作用散失的；在此基礎(chǔ)上將兩者綜合考慮，從而得到正確答案。 ［例4］在做植物實驗的暗室內(nèi)，為了盡可能地降低植物光合作用的強度，最好安裝 A．紅光燈 B．綠光燈 C．白熾燈 D．藍(lán)光燈 解析：主要考查光的波長與光合作用強度的關(guān)系，不同波長的光對植物光合作用的影響不同。葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，因此，在紅光和藍(lán)紫光照射下，光合作用最強，而葉綠體中的色素吸收的綠光最少，光合作用最弱。白熾燈光各種波段的光都有，其光合作用的強度比綠光高。答案：B． 錯因：此題的關(guān)鍵是要弄清葉綠體色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對綠光的吸收最少。由此作為突破口，排除A、D。而C是復(fù)合光，又被排除，故得出正確答案B。 【基礎(chǔ)訓(xùn)練】 一、選擇題 1．下圖表示德國科學(xué)家薩克斯的實驗，在葉片照光24小時后，經(jīng)脫色、漂洗并用碘液處理，結(jié)果有錫箔覆蓋的部分呈棕色，而不被錫箔覆蓋的部分呈藍(lán)色。本實驗說明 ①光合作用需要CO2 ②光合作用需要光 ③光合作用需要葉綠素 ④光合作用放出氧 ⑤光合作用制造淀粉 A．①② B．③⑤ C．②⑤ D．①③ 解析：本題是關(guān)于光合作用的條件、產(chǎn)物的分析題。光照24小時，葉片裸露部分進(jìn)行光合作用，脫色、漂洗后用碘液處理變藍(lán)，說明有淀粉生成，應(yīng)選⑤；有錫箔覆蓋的位置，因沒有光，不能進(jìn)行光合作用，未產(chǎn)生淀粉，用碘液處理不變藍(lán)，又應(yīng)選②。 答案：C． 2．請按時間先后順序排列下列事件 ①德國科學(xué)家薩克斯證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉 ②美國科學(xué)家魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法證明：光合作用釋放的氧氣全部來自參加反應(yīng)的水 ③英國科學(xué)家普利斯特利指出植物可以更新空氣 ④德國科學(xué)家恩吉爾曼用水綿做實驗證明：氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。 A．①②③④ B．④③②① C．③①④② D．①③②④ 答案：C． 3．下圖為水綿結(jié)構(gòu)模式圖。吉爾曼進(jìn)行光合作用實驗時，把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用白光束對水綿細(xì)胞的不同部位（如a處）做點狀投射，發(fā)現(xiàn)水中的好氧細(xì)菌明顯聚集在葉綠體被光投射處；若將裝片完全暴露在光下，好氧細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光部位的周圍。此實驗證明了 A．氧氣是由水分解來的 B．葉綠體是光合作用的場所 C．光合作用能產(chǎn)生淀粉 D．光合作用需以二氧化碳作原料 解析：在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，用白光束對水綿的不同部位做點狀投射，好氧細(xì)菌聚集在被照葉綠體部位，其他部位不聚集，說明被光照的葉綠體產(chǎn)生O2；完全暴露在光下，好氧細(xì)菌又分布在葉綠體所有受光部位，這又進(jìn)一步說明葉綠體受光照產(chǎn)生O2，而非葉綠體的受光部位不分布，排除了好氧細(xì)菌的趨光性。 答案：B 4．關(guān)于光合作用的敘述，下列正確的一項是 A．光合作用的兩個階段均有［H］和ATP產(chǎn)生 B．光合作用中產(chǎn)生的O2來自于CO2中的氧 C．光合作用固定CO2的是一種C5化合物 D．光合作用的暗反應(yīng)必須在暗處進(jìn)行 解析：在光反應(yīng)階段，葉綠體色素利用吸收的光將水分解為［Ｈ］和 O２，ADP接受葉綠體轉(zhuǎn)化的光能與Pi結(jié)合成ATP。光合作用過程中釋放的氧全部來自于光反應(yīng)階段水的光解。在暗反應(yīng)階段，綠葉從空氣中吸收的二氧化碳被Ｃ５固定形成2分子的Ｃ３化合物，暗反應(yīng)在有光無光的條件下都能進(jìn)行。 答案：C． 5．欲測定植物是否進(jìn)行光反應(yīng)，可以檢測是否有 A．葡萄糖的生成 B．淀粉的生成 C．O2的釋放 D．CO2的吸收 解析：光反應(yīng)階段的物質(zhì)變化包括水光解生成［H］和O2，ADP與Pi合成ATP，而A、B、D都屬于暗反應(yīng)階段的物質(zhì)變化。 答案：C． 6．在光合作用的暗反應(yīng)中，沒有消耗的物質(zhì)是 A．［H］和ATP B．［H］和CO2 C．五碳化合物和酶 D．三碳化合物和五碳化合物 解析：在暗反應(yīng)階段固定CO2消耗C5的同時，一些C3化合物經(jīng)過復(fù)雜的變化又形成C5，從而使C5處于一個動態(tài)平衡之中，進(jìn)而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)循環(huán)往復(fù)地進(jìn)行下去；酶是生物催化劑，反應(yīng)前后本身不發(fā)生變化。 答案：C 7．用2H標(biāo)記的H2O，追蹤光合作用中氫的轉(zhuǎn)移，最可能的途徑是 A．H2O→［H］→C6H12O6 B．H2O→［H］→C5化合物→C3化合物→C6H12O6 C．H2O→［H］→C3化合物→C6H12O6 D．H2O→［H］→5化合物→C6H12O6 解析：在光反應(yīng)階段水被分解生成［H］和O2，其中［H］在暗反應(yīng)階段將C3化合物還原成葡萄糖。故［H］與C3一并進(jìn)入葡萄糖。 答案：A 8．光合作用過程中，ATP的形成和三碳化合物的還原場所分別是 A．都在葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)上 B．都在葉綠體基質(zhì)中 C．前者在葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)上，后者在葉綠體基質(zhì)中 D．前者在葉綠體基質(zhì)中，后者在葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)上 解析：在光合作用過程中，ATP的形成是在光反應(yīng)階段，C3的還原是在暗反應(yīng)階段，而光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場所分別是葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)上和葉綠體基質(zhì)中。 答案：C 9．生長于較弱光照條件下的植物，提高CO2濃度時，其光合作用速度并未隨之增加，主要限制因素是 A．呼吸作用和暗反應(yīng) B．光反應(yīng) C．暗反應(yīng) D．呼吸作用 解析：光照較弱會直接影響光反應(yīng)的強度，產(chǎn)生的［H］和ATP較少，從而導(dǎo)致暗反應(yīng)階段所需的還原劑［H］和能量供應(yīng)不足，又影響了暗反應(yīng)的進(jìn)行，故光照較弱時，提高CO2濃度，其光合作用速度并未隨之增加。 答案：B 10．將單細(xì)胞綠藻置于25℃適宜的光照和充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)過一段時間后，突然停止光照，發(fā)現(xiàn)綠藻體內(nèi)三碳化合物的含量突然上升，這是由于 ①沒有［H］和ATP供應(yīng)，三碳化合物的還原停止，三碳化合物不能形成糖類等物質(zhì)，積累了許多的三碳化合物所致 ②暗反應(yīng)仍進(jìn)行，CO2與五碳化合物結(jié)合，繼續(xù)形成三碳化合物 ③光反應(yīng)停止，不能形成［H］和ATP ④光反應(yīng)仍進(jìn)行，形成［H］和ATP A．④③② B．③②① C．④② D．③② 答案：B 11．下列措施中不會提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是 A．增大O2濃度 B．增加CO2濃度 C．增強光照強度 D．調(diào)節(jié)室溫 解析：提高光合作用強度可提高蔬菜產(chǎn)量，增大CO２濃度，可增強光合作用的暗反應(yīng)，增加光合作用中糖類等有機物的合成，增強光照強度可促進(jìn)光的吸收，提高光反應(yīng)強度，進(jìn)而促進(jìn)整個光合作用；調(diào)節(jié)室溫可促進(jìn)酶的活性，光合作用每一步都需要酶的催化；增大O２濃度只促進(jìn)呼吸作用，增加有機物的消耗。 答案：A 12． B、C、D 4盆長勢均勻的植物置于陽光下，A添加品紅色光照，B添加綠色光照，C隔品紅色濾光片，D隔綠色濾光片（如下圖所示）。經(jīng)過一段時間后，各盆植物長勢最好的是 解析：在一定溫度范圍內(nèi)光照越強，光合作用越強，植物長勢越好。C、D通過濾光，其光強度均低于A、B，又因葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對綠光的吸收最少，故A的長勢最好。 答案：A 13．對某植株作如下處理：①持續(xù)光照10分鐘；②光照5秒后再黑暗處理5秒，如此連續(xù)交替進(jìn)行20分鐘。若其他條件不變，則①②兩種情況下，植株所能制造的有機物總量相比 A．①多于② B．①小于② C．①和②相等 D．無法確定 解析：在光合作用過程中光反應(yīng)比暗反應(yīng)進(jìn)行的快，持續(xù)照光時，光反應(yīng)產(chǎn)生的［H］和ATP不會得到充分利用；間隔照光時，在黑暗時，光反應(yīng)停止，但暗反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，使光反應(yīng)產(chǎn)生的［H］和ATP得到充分利用，制造的有機物要比持續(xù)照光時多。 答案：B 14．光合作用的產(chǎn)物中，氧氣、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氫、葡萄糖中的氧依次來自于 ①二氧化碳 ②氣孔直接吸收 ③水的分解 ④葉綠素的分解 A．①②④③ B．③①②④ C．③①③① D．①③①③ 答案：C． 15．光合作用過程中能量的轉(zhuǎn)換過程是 A．光能→葉綠素中的化學(xué)能→水中的化學(xué)能 B．光能→ATP中的化學(xué)能→（CH2O）中的化學(xué)能 C．光能→ATP中的化學(xué)能→葉綠素中的化學(xué)能 D．光能→ATP中的化學(xué)能→三碳化合物中的化學(xué)能 解析：在光合作用的光反應(yīng)階段：ADP＋ＰiATP，在光合作用的暗反應(yīng)階段：Ｃ３(ＣＨ２Ｏ)，因此，在光合作用的過程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑：光能→ATP→葡萄糖。 答案：B 16．光合強度指標(biāo)是單位時間內(nèi) A．空氣中CO2的消耗量 B．空氣中氧氣的吸收量 C．水分的散失量 D．ATP的生成量 解析：光合強度越高，吸收的CO2越多，制造的有機物亦多；而空氣中氧的吸收是用于有氧呼吸；水分的散失量主要與蒸騰作用有關(guān)；ATP的生成量既與呼吸作用有關(guān)，又與光合作用有關(guān)，故A正確。 答案：A 17．把小球藻培養(yǎng)液放在明亮處一段時間后，向其中滴加酚酞pH指示劑（遇堿變紅），培養(yǎng)液變?yōu)榧t色，若將此培養(yǎng)液分為兩份，一份放在暗處，一份放在明處，結(jié)果放在明處的仍為紅色，而在暗處的又恢復(fù)為原色。其原因是 A．光合作用產(chǎn)生了氧 B．光合作用產(chǎn)生了CO2 C．光合作用消耗了氧 D．光合作用消耗了CO2 解析：培養(yǎng)液中CO2越多，則酸性越強，pH越低，反之pH越高。在明處小球藻光合作用大于呼吸作用，吸收的CO2多于釋放的CO2，使培養(yǎng)液pH升高，使酚酞pH指示劑變紅；在暗處，光合作用不能進(jìn)行（或光合作用小于呼吸作用），而呼吸作用照樣進(jìn)行，釋放的CO2多，使培養(yǎng)液的pH降低，故又恢復(fù)為原色。 答案：D 18．農(nóng)業(yè)上為了充分利用土地和光能，可以采用套種的方法（即兩種或幾種農(nóng)作物間行種植）。如右圖表示幾種常見作物的光合強度與光照強度的關(guān)系，據(jù)圖指出下列哪組套種最能充分利用光能 A．玉米和大豆 B．玉米和甘蔗 C．水稻和大豆 D．甘蔗和水稻 答案：A 19．下列構(gòu)造中不能產(chǎn)生CO2的是 A．小麥細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B．人體細(xì)胞的線粒體 C．酵母菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) D．乳酸菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 解析：①小麥細(xì)胞和酵母菌細(xì)胞在有氧的條件下進(jìn)行有氧呼吸，缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳，其場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；②有氧呼吸過程中葡萄糖分解成水和二氧化碳分為三階段；第一階段是在沒有氧的參與下，葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解），此階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，第二階段是丙酮酸分解為二氧化碳，第三階段是第一、二階段產(chǎn)生的［H］與從空氣中吸收的氧結(jié)合生成水。此兩階段均在線粒體中進(jìn)行，所以線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場所；③乳酸菌是厭氧型生物，它只進(jìn)行乳酸發(fā)酵，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸，乳酸菌細(xì)胞中無線粒體。 答案：D 20．下列關(guān)于光合作用在生物進(jìn)化中的作用的理解，錯誤的是 A．地球上出現(xiàn)最早的能進(jìn)行光合作用的生物是真核生物 B．能進(jìn)行光合作用的生物出現(xiàn)以后，大氣中才逐漸積累了氧氣 C．光合作用釋放的氧氣為水生生物向陸生生物進(jìn)化創(chuàng)造了條件 D．生物體在新陳代謝方式上的進(jìn)化順序為：無氧呼吸→光合作用→有氧呼吸 解析：在藍(lán)藻出現(xiàn)以前，地球的大氣中并沒有O2，可見在藍(lán)藻以前沒有進(jìn)行光合作用的真核生物。 答案：A 二、非選擇題 21．早在一百多年前（1883年），德國生物學(xué)家CEngelmann用巧妙的實驗，研究了光合作用的作用光譜。他用一種絲狀綠藻，將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀綠藻上，并在絲狀綠藻的懸液中放入一些細(xì)菌，然后在顯微鏡下觀察細(xì)菌在絲狀綠藻不同波長的光照下，各部分的聚集情況（如下圖）。請分析： （1）細(xì)菌聚集多的部分表示_____________的濃度高，即這些部位絲狀綠藻的_____________強度高。 （2）這位生物學(xué)家在絲狀綠藻的懸液中放入的細(xì)菌，異化作用的類型為_____________型，絲狀綠藻同化作用的類型為_____________。 （3）從細(xì)菌大量聚集的區(qū)域可以看出，主要的作用光譜為____________區(qū)和_______區(qū)。 （4）如果將該絲狀綠藻長期放在500~550毫微米的波長下照射，絲狀綠藻將會_____________，原因是_____________。 （5）如何使絲狀綠藻周圍的細(xì)菌呈均勻分布？__________________________。 解析：綠色植物葉綠體中的色素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光，對綠光幾乎不吸收，故被紅橙光和藍(lán)紫光照射部位光合作用強，釋放的O2多，好氧細(xì)菌大量聚集；若該絲狀綠藻長期放在綠光下照射，光合作用極弱，會導(dǎo)致其死亡。 答案：（1）氧氣 光合作用 （2）需氧 自養(yǎng) （3）紅橙光 藍(lán)紫 （4）逐漸死亡 絲狀綠藻幾乎不吸收綠光進(jìn)行光合作用 （5）去掉棱鏡的分光 22．一種水溶液染料對細(xì)胞無任何毒害且有O2時會變成藍(lán)色。如下圖裝置是研究光照強度與光合速度相對關(guān)系的示意圖。 請分析如下問題： （1）如何簡單描述相對光照強度與光合作用相對速度的關(guān)系？_____________。 （2）在溶液頂部加一層油的目的是_____________。 （3）為什么要在無色溶液中加一定量的NaHCO3？_____________。 （4）此實驗裝置如何改變調(diào)控光照的相對強度？_____________。 （5）依據(jù)實驗現(xiàn)象，實驗者可繪出光合作用速度與光照強度的相對關(guān)系，你認(rèn)為哪一曲線能較準(zhǔn)確地顯示兩者關(guān)系_____________。 （6）某同學(xué)向該無色溶液中吹氣（緩緩地），也可使其變藍(lán)色，他懷疑溶液顏色改變是由于呼出氣中的CO2而不是O2，請你畫出一個簡單的實驗裝置，對此同學(xué)的觀點進(jìn)行評價。__________________________。 答案：（1）在一定溫度范圍內(nèi)，相對光照強度越強，光合作用的相對速度越快 （2）隔絕空氣，避免空氣中O2對實驗結(jié)果的影響 （3）維持裝置中CO2濃度相對恒定，并保證光合作用對CO2的需求 （4）移近或移遠(yuǎn)臺燈 （5）B （6）設(shè)計如下實驗加以證明。 （說明：如果從吹氣口緩慢吹氣，石灰水不變渾濁，而裝置中無色溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明藍(lán)色產(chǎn)生與CO2無關(guān)） 23．如下圖表示改變光照強度和CO2濃度時，與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。 （1）曲線a表示的化合物在無光照時，迅速上升的原因是什么？___________________。 （2）曲線b表示的化合物在CO2濃度降低時，迅速上升的原因是什么？_____________。 （3）光照強度和CO2濃度對光合作用的影響有何不同？___________________________ 解析：將植物由光下移到暗處，光反應(yīng)停止，不能為暗反應(yīng)提供［H］和ATP，則C3化合物還原受阻，不能形成C5，而暗反應(yīng)仍在進(jìn)行，C5固定CO2形成C3，故C3增加，C5減少；將CO2濃度降低，影響了暗反應(yīng)的強度，固定CO2消耗的C5減少，而光反應(yīng)仍在進(jìn)行，為暗反應(yīng)提供的［H］和ATP將細(xì)胞內(nèi)積存的C3還原成（CH2O）和C5，故C3減少，C5增加。 答案：（1）曲線a表示C3，在無光照時因為缺少ATP和［H］不能被還原，而CO2的固定卻在進(jìn)行 （2）曲線b表示C5，在缺少CO2時，CO2固定減少，而C3的還原過程仍在進(jìn)行（3）光照強度主要是影響光反應(yīng)階段，而CO2的濃度是影響暗反應(yīng)階段 24．下圖為光合作用有關(guān)的實驗，請據(jù)圖回答下列問題：(注：氧化型DCPIP呈藍(lán)色，還原型DCPIP無色) (1)此圖中_____________可以組成一組，目的是證明光合作用需要葉綠體。 (2)此圖中_____________可以組成一組，目的是證明光合作用需要光。 (3)過一段時間，將四支試管中的液體離心，上清液為藍(lán)色的是_____________。 (4)有人設(shè)計了一個光合作用的實驗，實驗前在溶液中加入破損了外膜和內(nèi)膜的葉綠體及一定量的ATP和［H］，然后分為連續(xù)的Ⅰ、Ⅱ兩個階段，按下圖所示的控制條件進(jìn)行實驗，除葡萄糖外，階段Ⅰ積累的物質(zhì)有_____________、_____________、_____________。 (5)請在下圖中繪出階段Ⅱ糖合成速率的可能曲線。 解析：本題綜合考查了光合作用過程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的基本過程、反應(yīng)條件和反應(yīng)產(chǎn)物以及兩者的內(nèi)在聯(lián)系，特別是光照和CO2對光合作用過程的微觀影響。通過對題的解讀可知，溶液中加入破損雙層膜的葉綠體提供了光反應(yīng)和暗反應(yīng)所需的酶系統(tǒng)的色素等基本條件。同時，圖中討論的是糖類的合成速率，故應(yīng)著重根據(jù)暗反應(yīng)所需條件判斷其能否進(jìn)行，由于階段Ⅰ中“CO2的固定”始終進(jìn)行著，C3在酶、ATP和［H］參與下還原為糖類（如曲線AB．所示）。由于無光照光反應(yīng)不能進(jìn)行，因此沒有［H］和ATP的生成，還原受阻直至停止（如曲線BC所示）。因此，除葡萄糖外，階段Ⅰ積累的物質(zhì)有：C3、ADP和Pi。在階段Ⅱ中，有光則進(jìn)行光反應(yīng)，階段Ⅰ積累的C3還原為糖類，一段時間后，由于無CO2沒有C3的生成，使得糖類的生成受阻直至停止，故階段Ⅱ的曲線應(yīng)如答案中圖所示。 答案：(1)A、B (2)A、C (3)A (4)C3 ADP Ｐi (5)見下圖 25．下圖是生態(tài)系統(tǒng)中由主要生產(chǎn)者所進(jìn)行的某種活動，據(jù)圖回答： （1）該生理活動的名稱是_____________。 （2）它主要是在葉肉細(xì)胞內(nèi)被稱為_____________的細(xì)胞器中進(jìn)行的。 （3）圖中字母A、B、C各自所代表的名稱是A_____________，B_____________，C_____________。 （4）需要消耗物質(zhì)A和B的生理過程③的名稱是_____________。 （5）圖中編號①所表示的生理過程是__________________________。 （6）如果在該細(xì)胞器基質(zhì)中的酶因某種原因而被破壞，則這一生理活動過程的兩個階段中，最先受到影響的階段是_____________。 （7）色素吸收的_____________能，在這一生理活動過程的_____________階段，部分被轉(zhuǎn)移到_____________中，轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能，再經(jīng)過這一生理過程的_____________階段，轉(zhuǎn)變?yōu)開____________化學(xué)能。 解析：觀察本題圖解可以看出，該生理活動有H2O、CO2參加反應(yīng)，利用光能，生成的產(chǎn)物之一有O2，其中間生理過程還有AD、Pi、C3、C5參與，故可推斷此生理活動是光合作用，該圖解是表示光合作用過程的，依據(jù)光合作用過程的有關(guān)內(nèi)容。 答案：（1）光合作用 （2）葉綠體 （3）ATP ［H］ 糖類（或答C6H12O6）（4）CO2的還原（C3的還原） （5）水的光解 （6）Ⅱ（暗反應(yīng)） （7）光 Ⅰ（光反應(yīng)） ATP Ⅱ（暗反應(yīng)）穩(wěn)定的 【應(yīng)用創(chuàng)新】 1．如下圖表示一位學(xué)生設(shè)計的實驗，用來證明CO2是光合作用的主要原料。 （1）該實驗裝置有多處設(shè)計不當(dāng)，請指出其主要錯誤： ①_______________________________________； ②_______________________________________； ③_______________________________________； ④_______________________________________。 （2）如需設(shè)計對照實驗，請描述對照實驗的實驗設(shè)計。 解析：驗證CO2是光合作用的主要原料，應(yīng)用在黑暗中饑餓一定時間的植物，否則葉片中積存的淀粉會對實驗結(jié)果造成影響，綠色玻璃透過的光主要是綠光，而葉綠體中的色素幾乎不吸收綠光，光合作用極弱，也會影響實驗結(jié)果，單側(cè)照光時，近光側(cè)光合作用強，背光側(cè)光合作用會極弱，則兩側(cè)結(jié)果不同。要正確得出結(jié)論，還應(yīng)設(shè)對照實驗；設(shè)對照實驗應(yīng)遵循單一變量原則，即除有無CO2外，其他條件應(yīng)相同。 答案：（1）①應(yīng)為黑暗處理48小時的植物（消耗原有的淀粉） ②不應(yīng)用綠色玻璃瓶（光合作用幾乎不利于綠光，最好用無色玻璃瓶） ③光照方向應(yīng)從各個方向照光 ④無對照實驗 （2）提示：對照實驗的實驗條件與改正后的實驗裝置基本相同，只是沒有Ca（OH）2溶液，這樣實驗組（無CO2）和對照組（有CO2），除有無CO2這一實驗條件不同外，其他實驗條件完全一樣，將實驗組和對照組的葉片取出，經(jīng)酒精煮沸脫色后，滴加等量碘液，實驗組不變藍(lán)，對照組變藍(lán)，從而證明CO2是光合作用的主要原料。 2．下圖表示研究光合作用的實驗裝置，以同一雙子葉植物的葉為材料，用打孔器制成葉圓片并放入瓶中，通過氣泵抽出葉中氣體直至葉圓片降至瓶底。然后將等量葉圓片轉(zhuǎn)移到含有不同濃度NaHCO3溶液的培養(yǎng)皿中，所有培養(yǎng)皿都置于相同的光強下，測量每一個培養(yǎng)皿中葉片上浮至液面所需時間，以計算光合速率，結(jié)果如下表所示。 NaHCO3溶液濃度 葉片升至表面的時間（s） 光合作用速度以1/T（s-1）表示 0 ∞ 0 0.10 135 7.410-3 0.20 105 9.510-3 0.30 90 11.110-3 0.40 83 12.010-3 0.50 83 12.010-3 （1）用坐標(biāo)紙作圖，畫出表示光合速率與NaHCO3濃度關(guān)系的曲線。 （2）葉圓片轉(zhuǎn)移到NaHCO3溶液前，為什么必須抽出氣體讓其下沉？ （3）為什么葉片在NaHCO3溶液濃度為0時不能上浮？ （4）假如用等量的葉圓片重復(fù)實驗，提出一種能縮短實驗時間的方法。 解析：該題以研究光合作用的實驗作為問題情境，考查了有關(guān)光合作用原料、產(chǎn)物、影響因素等基礎(chǔ)知識，同時也考查了學(xué)生基本的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)。解題前應(yīng)細(xì)致解讀題中所提供的眾多信息。不難看出，設(shè)置不同濃度的NaHCO3溶液從化學(xué)知識角度看是設(shè)置了光合作用所需原料CO2的不同濃度，并以此作為實驗因子（實驗變量），實驗?zāi)康氖茄芯緾O2濃度與光合作用速率的關(guān)系。由于光合作用實際速度很難測定和表示，此實驗巧妙地利用葉片光合作用生成O2，而O2能使下沉的葉圓片上浮，顯然上浮時間與光合速率呈反比關(guān)系，故以時間倒數(shù)來表示光合作用速度。所以葉圓片在轉(zhuǎn)移到NaHCO3溶液之前必須除去原有氣體（包括O2），以便整個實驗的順利進(jìn)行。如上所述，此實驗的實驗因子是CO2，無關(guān)變量是光照強度、葉圓片數(shù)量和大小、溫度等，這些無關(guān)變量是應(yīng)嚴(yán)格控制的，簡而言之這六組實驗的光強、葉片數(shù)量和大小、溫度等必須相同，但是可以通過同等改變這些影響光合作用的無關(guān)變量（如光強、溫度）來縮短實驗時間。 答案：（1）如下圖 （2）除去葉圓片中原有的氣體（包括O2），以便進(jìn)行下面的實驗。 （3）無CO2不能進(jìn)行光合作用，因而沒O2產(chǎn)生，葉圓片不能上浮。 （4）適當(dāng)提高溫度或提高光照強度。