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《光與光合作用》 【考點(diǎn)定位】 考綱內(nèi)容 考綱解讀 1．光合作用的基本過(guò)程（Ⅱ）； 2．影響光合作用速率的環(huán)境因素（Ⅱ）； 3．實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離（Ⅰ）。 1．會(huì)評(píng)述光合作用的發(fā)現(xiàn)史。 2．會(huì)說(shuō)出葉綠體中色素的分布和作用。 3．能闡明光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化及兩個(gè)階段的相互關(guān)系。 4．能概述光合作用的實(shí)質(zhì)和意義。 5．解釋光照、溫度、二氧化碳濃度等對(duì)光合作用的影響。 6．進(jìn)行葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)。 【命題預(yù)測(cè)】 本考點(diǎn)是高考的核心考點(diǎn)，年年必考，而且分值較大，在選擇題和非選擇題都有考查。縱觀近三年高考題，本專題主要考查光合作用過(guò)程、影響因素、與細(xì)胞呼吸的綜合運(yùn)用，題型多樣，有概念辨析、曲線和表格分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析等，是體現(xiàn)考綱能力的重要考點(diǎn)。預(yù)測(cè)2018年高考仍將重點(diǎn)考查光合作用過(guò)程、影響因素、與細(xì)胞呼吸的綜合運(yùn)用，側(cè)重于糧食生產(chǎn)結(jié)合考查凈光合速率，非選擇題考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析可能性較大。 【要點(diǎn)講解】 一、光合作用的基本過(guò)程 1．葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能 （1）結(jié)構(gòu)模式圖 （2）結(jié)構(gòu)：①外表雙層膜；②基質(zhì)：含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶；③基粒：由類囊體堆疊而成，分布有色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶。 （3）功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。 2．葉綠體中的色素及色素的吸收光譜 （1）葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。 （2）葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大，對(duì)其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。 3．光合作用的探究歷程 4．光合作用的過(guò)程 （1）反應(yīng)式： （2）過(guò)程： 二、影響光合作用的環(huán)境因素 1．光合作用強(qiáng)度 （1）含義：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類的數(shù)量。 （2）兩種表示方法 ①一定時(shí)間內(nèi)原料的消耗量。 ②一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量。 2．影響光合作用強(qiáng)度的因素 （1）光照強(qiáng)度 ①A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，CO2釋放量表示此時(shí)的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度； ②AB段：光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合速率逐漸增強(qiáng)，但細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度； ③B點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)，即光合作用強(qiáng)度＝細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用； ④BC段：隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。 （2）CO2的濃度 ①A點(diǎn)：光合速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)； ②A′點(diǎn)：進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度； ③B和B′點(diǎn)：CO2飽和點(diǎn)，即繼續(xù)增加CO2的濃度，光合速率不再增加； ④AB段和A′B′段：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增加而增大 （3）溫度 ①AB段：在B點(diǎn)之前，隨著溫度升高，光合速率增大； ②B點(diǎn)：酶的最適溫度，光合速率最大； ③BC段：隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50℃左右光合速率幾乎為零。 三、綠葉中色素的提取和分離 1．實(shí)驗(yàn)原理 （1）提?。壕G葉中的色素能夠溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。 （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(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。 2．實(shí)驗(yàn)步驟 （1）提取色素：稱取5 g的綠葉，剪碎，放入研缽中→加入少量SiO2、CaCO3和10 mL無(wú)水乙醇→研磨→過(guò)濾→將濾液收集到試管內(nèi)并塞嚴(yán)試管口 （2）制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長(zhǎng)和直徑的濾紙條，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(xì)的橫線 （3）畫濾液細(xì)線：用毛細(xì)吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線，待濾液干后，再畫一兩次 （4）分離色素：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，裝置如圖所示 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶。 【考點(diǎn)透析】 考點(diǎn)1　光合作用的過(guò)程及探究歷程 【典型例題】下列關(guān)于光合作用的敘述，錯(cuò)誤的是（　?。? A．光反應(yīng)階段不需要酶的參與 B．暗反應(yīng)階段既有C5的生成又有C5的消耗 C．光合作用過(guò)程中既有［H］的產(chǎn)生又有［H］的消耗 D．光合作用過(guò)程將光能轉(zhuǎn)換成有機(jī)物中的化學(xué)能 【答案】A 【變式訓(xùn)練】下列有關(guān)科學(xué)家探索光合作用的實(shí)驗(yàn)中，敘述錯(cuò)誤的是（　?。? A．與黑藻相比，水綿更適宜用作探究光合作用的場(chǎng)所 B．金魚藻是水生植物，用作探究光合作用產(chǎn)物含有O2時(shí)，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(zhuǎn)化的途徑 D．用銀邊天竺葵探究光合作用產(chǎn)物是淀粉時(shí)，不用脫色可直接加碘液使葉片邊緣變藍(lán)色 【答案】D 考點(diǎn)2　影響光合作用的環(huán)境因素 【典型例題】某研究小組在水肥充足條件下，觀測(cè)了玉米光合速率等生理指標(biāo)日變化趨勢(shì)，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖判斷下列有關(guān)敘述正確的是（　?。? A．光合作用消耗ATP最快的時(shí)刻是15：00 B．根吸水能力最強(qiáng)的時(shí)刻是12：00 C．直接引起蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是氣孔阻抗 D．影響光合速率的環(huán)境因素主要是CO2濃度 【答案】C 【變式訓(xùn)練】如圖曲線Ⅰ表示黃豆光合作用速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系（適宜溫度、CO2濃度為0.03%）。在B點(diǎn)時(shí)改變某條件，曲線變?yōu)棰?。下列分析合理的是（　　? A．與B點(diǎn)相比，A點(diǎn)葉綠體中的C3含量較低 B．在B點(diǎn)時(shí)，升高溫度導(dǎo)致曲線由Ⅰ變?yōu)棰? C．制約A點(diǎn)光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量 D．制約C點(diǎn)光合作用的因素可能是CO2濃度 【答案】D 考點(diǎn)3　葉綠體色素的提取與分離 【典型例題】下列關(guān)于葉綠體中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，不正確的是（　?。? A．實(shí)驗(yàn)中需要加入SiO2進(jìn)行研磨，以破碎細(xì)胞和葉綠體 B．在研磨過(guò)程中加入CaCO3的目的是防止葉綠素被破壞 C．色素分離后在濾紙條上形成的4條色素帶從上至下分別呈橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色 D．色素帶的寬度反映了色素在層析液中溶解度的大小 【答案】D 【變式訓(xùn)練】提取綠葉中的色素，進(jìn)行紙層析分離，對(duì)該實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是（　　） A．未見(jiàn)色素帶，說(shuō)明材料可能為黃化葉片 B．色素始終在濾紙上，是因?yàn)樯夭蝗苡趯游鲆? 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?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡? 【答案】C 考點(diǎn)4　光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合運(yùn)用 【典型例題】以測(cè)定植物在黑暗中CO2的釋放量和光照下CO2的吸收量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果記錄如表所示。下列有關(guān)分析中正確的是（　?。? 組別 一 二 三 四 五 溫度（℃） 15 20 25 30 35 黑暗中CO2的釋放量（mg/h） 1.0 1.5 1.8 3.0 3.2 光照下CO2的吸收量（mg/h） 2.5 3.3 3.8 3.4 3.2 A．該植物在25℃條件下，單位時(shí)間內(nèi)光合作用制造的有機(jī)物最多 B．在35℃條件下，光照12h，黑暗12h，經(jīng)過(guò)一晝夜植物能生長(zhǎng) C．在15℃條件下，該植物的凈光合作用速率為1.5 mg/ h D．光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物總量與30℃時(shí)相等 【答案】D 【變式訓(xùn)練】如圖表示某植物在不同光照強(qiáng)度下，單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的相對(duì)變化。對(duì)植物生理過(guò)程分析正確的是（　　） A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，光合作用強(qiáng)度不為零 B．光照強(qiáng)度為b時(shí)，光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等 C．光照強(qiáng)度為c時(shí)，光合作用強(qiáng)度是呼吸作用強(qiáng)度兩倍 D．光照強(qiáng)度為d時(shí)，光合作用從環(huán)境中吸收2單位CO2