必修一 第三单元 第9讲——创新设计高考总复习生物

第9讲光与光合作用考纲考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.光合作用的基本过程(Ⅱ)2.实验：叶绿体色素的提取与分离生命观念通过比较光反应与碳反应及它们之间的关系，建立对立统一的观点全国卷考情2021全国卷Ⅰ(30)、2021全国卷Ⅱ(30)、2021全国卷Ⅲ(30)、2021全国卷Ⅰ(30)、2021全国卷Ⅲ(3)、2021全国卷Ⅰ(30)、2021全国卷Ⅲ(29)科学思维辨析C3、C5等物质变化，进行光合作用的相关曲线模型分析科学探究探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响考点一叶绿体色素及其提取和分离1.色素提取与分离(1)实验原理(2)实验流程2.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图3.叶绿体中色素的种类与吸收光谱(1)分布：叶绿体类囊体薄膜上。

(2)功能：吸收、传递(四种色素均吸收)、转化(只有极少数叶绿素a分子可转化)光能。

(3)吸光状况①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

②叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大。

1.进行色素提取时滤纸条上的滤液细线为何不能被层析液没及？提示层析液为脂溶性有机溶剂，倘若层析液没及滤液细线，则会使滤纸条上色素溶解于层析液中，从而导致滤纸条上无色素带。

2.提取叶绿体中的色素，也可用右图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？提示①——胡萝卜素(橙黄色)②——叶黄素(黄色)③——叶绿素a(蓝绿色)④——叶绿素b(黄绿色)。

结合色素的提取与分离，考查科学思维和科学探究能力1.(2021·海南卷，8)关于叶绿素提取的叙述，错误的是()A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分解析菠菜绿叶富含叶绿素，可用作提取叶绿素的材料，A正确；加入碳酸钙可避免研磨过程中液泡中的有机酸等物质对叶绿素的破坏，B正确；用乙醇提取到的叶绿体色素含有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，C错误；研磨加石英砂的目的是为了研磨更充分，D正确。

答案 C2.(2021·焦作市新高三入学检测)迁移率(Rf)是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标，也可用于各色素的鉴定，迁移率＝色素移动距离/溶剂移动距离。

下表是叶绿体中色素层析结果(部分数据)。

相关叙述正确的是()叶绿体中色素层析结果(部分数据)项目溶剂移动距离色素1移动距离色素2移动距离色素3移动距离色素4移动距离实验组1 7.8 1.9实验组2 8.2 1.5实验组3 8.0 1.4平均移动距离8.0 7.6 0.8迁移率0.95 0.53 0.10 A.可用无水乙醇、丙酮、石油醚等的混合试剂对色素进行分离B.色素3的迁移率为0.2，若植物体缺Mg2＋，其含量会减少C.在层析液中的溶解度最大的是色素1，在滤纸条上扩散速度最快的是色素4D.可用根尖细胞作为该实验的材料解析无水乙醇和丙酮是提取色素使用的试剂，应用层析液分离色素，A错误；根据色素3的实验组1、2、3三组数据可求出平均移动距离为1.6，即Rf为0.2。

根据Rf的大小可知，色素1是胡萝卜素，色素2是叶黄素，色素3是叶绿素a，色素4是叶绿素b，镁是合成叶绿素的原料，缺镁时叶绿素的含量会减少，B正确；溶解度越高，随层析液在滤纸条上扩散速度越快，即胡萝卜素的溶解度最高，扩散速度最快，C错误；根尖细胞没有叶绿体，因此不含有进行光合作用的色素，不能用来作为提取和分离叶绿体中色素的实验材料，D错误。

答案 B叶绿体中色素的提取与分离四个常见异常现象原因分析1.滤液绿色过浅的原因①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏2.滤纸条色素带重叠的原因①滤液细线不直；②滤液细线过粗。

3.滤纸条无色素带的原因①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

4.滤纸条上只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带的原因①忘记加CaCO3，导致叶绿素被破坏；②所用叶片为黄叶。

围绕捕获光能的色素和结构，考查科学思维能力3.(2021·全国卷Ⅲ，3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。

下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。

答案 A4.(2021·全国卷Ⅱ，4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的解析叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。

答案 C影响叶绿素合成的三大因素考点二光合作用的探究历程与光合作用的过程1.光合作用的过程2.比较光反应和碳反应的区别项目光反应碳反应进行部位叶绿体类囊体膜上叶绿体基质中条件和原料光、色素、酶、水多种酶、ATP、CO2、NADPH物质变化(1)H2O―→2H＋＋2e－＋12O2(2)NADP＋＋2e－＋H＋―→NADPH(3)ADP＋Pi―→ATP(1)CO2的固定：CO2＋C5―→2C3(2)C3的还原：2C3―→糖类＋C5能量变化光能转换成电能再转变为活跃的化学能(ATP、NADPH)活跃的化学能转变成稳定的化学能3.归纳光反应和碳反应的联系(1)光反应是碳反应的物质和能量的准备阶段，为碳反应提供ATP和NADPH。

(2)碳反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段，同时为光反应提供ADP、NADP＋和Pi。

(3)没有光反应，碳反应无法进行；没有碳反应，有机物无法合成。

光反应与碳反应相互影响，相辅相成，共同构成了光合作用的全过程。

■助学巧记光合作用过程的“一、二、三、四”[重点·串讲整合]1.光合作用C、H、O的转移途径2.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化■助学巧记1.(2021·北京卷，3)光反应在叶绿体类囊体上进行。

在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。

该反应过程中()A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气解析光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，释放出氧气和形成[H]，另一方面在有关酶的催化作用下，促使ADP与Pi发生化学反应形成ATP，D项符合题意，A、C项不符合题意。

结合题干信息，加入氧化还原指示剂DCIP后，DCIP会被[H]还原，B项不符合题意。

答案 D2.(2021·广东省中山市一调)如图所示为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B代表物质。

下列叙述错误的是()A.叶绿体能将光能转变为化学能储存在有机物中B.①上产生的B物质移动到②参与C3的还原C.②中产生的NADP＋移动到①上参与水的光解D.①上产生的A物质可用于CO2的固定和C3的还原解析光合作用的场所是叶绿体，叶绿体通过光合作用将光能转变为化学能储存在有机物中，A正确；①类囊体膜上产生的B物质[H]移动到②叶绿体基质中，参与C3的还原，形成糖类等有机物，B正确；②叶绿体基质中产生的NADP＋移动到①类囊体膜上参与水的光解，C正确；①类囊体膜上产生的A物质ATP可用于C3的还原，而CO2的固定不需要消耗能量，D错误。

答案 D考点三光合作用的影响因素及应用1.内部因素(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。

(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。

2.外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度②CO2浓度③温度④水分和矿质元素(2)多因子变量对光合速率的影响曲线分析结合曲线模型考查单因素或多因素对光合速率的影响1.(2021·新课标Ⅱ，29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。

据图回答下列问题。

(1)当CO2浓度为A时，高光强下该植物的净光合速率为________。

CO2浓度在A～B之间时，曲线________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。

(2)CO2浓度大于C时，曲线b和c所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是___________________________________________________________ _____________________________________________________________________。

(3)当环境中CO2浓度小于A时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。

(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑__________这一因素的影响，并采取相应措施。

[慧眼识图获取信息]答案(1)0a、b和c(2)光强(3)大于(4)光强2.(2021·全国卷Ⅰ，30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。