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第3节能量之源——光与光合作用【高考目标导航】1、光合作用的棊本过程2、影响光合作用速率的环境因素【基础知识梳理】一、捕获光能的色素和结构1、捕获光能的色素（1）绿叶中色素的提取和分离①可以利用无水乙醉提取绿叶屮的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其屮前者有助于研磨充分，后者可防I匕研磨中色素别破坏。
②分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度人的再滤纸上扩散的快，反Z则慢。
③层析的结果：四条色素带从上往下依次为：橙黄色（胡萝卜素）f黄色（叶黄素）一蓝绿色（叶绿素G f黄绿色（叶绿素b）（2）色素的种类和吸收光谱—X叶绿体的结构和功能1、叶绿体的结构外表：双层膜内部：基质，含冇与暗反应冇关的酶基粒，由类囊体堆叠1佃成，分布有色素和与光反应有关的酶2、 叶绿体的功能进行光合作用的场所。
3、 恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位三、 光合作用的探究历程1、 直到18世纪中期，人们一起以为只有土壤中的水分是植物建造占身的原料。
2、 1771年，英国的普利斯特利的实验证实：植物可以更新因蜡烛燃烧或小口鼠呼吸而变得污浊的空气。
3、 1779年，荷兰的英格豪斯证明了植物体的绿叶在更新空气中不可缺少。
4、 1785年，随着空气组成成分的发现，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。
5、 1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物除氧气外还有淀粉。
6、 1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来口水。
7、 20世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位索标记技术最终探明了 g 中的碳在光合作用屮转化成有机物屮碳的途径。
四、 光合作用的基本过程光合作川过程包括光反应和暗反应两个连续的过程。
物质 |(U — G —*(CHjO) 变化｛ ATP —DP+Pi五、光合作用原理的应用1、光合作用强度：是指植物在单位吋间内通过光合作用制造糖类的数量。
第四单元第三讲能量之源——光与光合作用一、选择题1.利用溴甲酚紫指示剂，检测金鱼藻生活环境中气体含量变化的实验操作如下。
对此相关叙述不．正确的是()A.溴甲酚紫指示剂在pH减小的环境中变为黄色B.溴甲酚紫指示剂变为黄色是由于金鱼藻呼吸作用释放出CO2C.这个实验可表明呼吸作用释放CO2，光合作用释放O2D.实验操作3～5表明光合作用吸收CO2解析：在适宜的光照条件下，绿色植物光合作用强度大于呼吸作用强度，吸收CO2，使pH上升，导致指示剂由黄色变为紫色；黑暗中金鱼藻只进行细胞呼吸，产生CO2使pH下降，导致指示剂由紫色变为黄色。
在本实验中，主要证明了绿色植物进行光合作用吸收CO2，并没有表明光合作用释放O2。
答案：C2.如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，A、B、C分别表示不同的代谢过程。
以下表述正确的是()A.水参与C中第二阶段的反应B.B在叶绿体类囊体薄膜上进行C.A中产生的O2，参与C的第二阶段D.X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的类囊体薄膜解析：根据代谢过程中物质的变化图分析，A、B、C分别表示光反应(场所：类囊体薄膜)、暗反应(场所：叶绿体基质)和呼吸作用(场所：细胞质基质和线粒体)。
光反应(A)产生的O2参与呼吸作用(C)的第三阶段。
X是光反应产生的ATP，在叶绿体中，A TP 的移动方向是从叶绿体的类囊体移向叶绿体的基质。
答案：A3.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。
请据图判断下列叙述不．正确的是()A.光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B.光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同C.光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高D.光照强度为a～c，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高解析：光照强度为a时，曲线Ⅱ、Ⅲ的温度又相同，但CO2浓度不同，故光合作用强度差异主要取决于CO2浓度，光照强度为b时，曲线Ⅰ、Ⅱ仅温度有差异，故光合作用强度差异主要取决于温度。
由曲线Ⅰ、Ⅱ可知光照强度为a～b时，光合作用强度随光照强度增加而增加。
光照强度为a～c时，曲线Ⅲ光合作用强度不再随光照强度的升高而变化。
答案：D4.科学家研究小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图曲线。
下列有关叙述错误的是()A.在25℃条件下研究时，cd段位置会下移，a会上移B.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体C.其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动D.c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的浓度有关解析：二氧化碳吸收量代表光合作用强度，二氧化碳释放量代表呼吸作用强度。
当温度升高为25℃时，因为还在适宜的温度范围内，所以呼吸作用和光合作用强度都会增大，因此cd段会上移，a点会下移。
a点时，小麦只通过呼吸作用产生ATP，进行的场所是细胞质基质和线粒体，其中线粒体是细胞器。
Mg是植物合成叶绿素的必需元素，而叶绿素在光合作用时可以吸收和传递光能，在其他条件适宜的情况下，当缺少Mg元素时，叶绿素的合成就会受阻，从而使光合作用的强度降低，由于呼吸作用强度不受影响，所以要让光合作用和呼吸作用强度相等，就必须要增加光照强度以提高光合作用强度，因此b点右移。
据图可知，c点是光饱和点，c点之后光合作用强度不再随光照强度增大而增大，此时影响的因素可能是色素含量、原料、酶的浓度等。
答案：A5.下列关于叶绿体和线粒体的比较，正确的是()A.叶绿体中可发生CO2―→C3―→C6H12O6，在线粒体中则会发生C6H12O6―→C3―→CO2B.ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生C.光能转变成化学能发生在叶绿体中，化学能转变成光能发生在线粒体中D.都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行解析：在光合作用的暗反应过程中，叶绿体内可发生CO2―→C3―→C6H12O6，在有氧呼吸过程中，C6H12O6―→C3发生在细胞质基质中，C3―→CO2发生在线粒体中。
在线粒体中进行有氧呼吸的二、三阶段，第三阶段伴随着水生成的是[H]的消耗，而不是[H]的产生；线粒体中稳定的化学能形成活跃的化学能和热能，线粒体和叶绿体都具有双层膜结构，有较大膜面积和复杂的酶系统，有利光合作用和呼吸作用高效而有序地进行。
答案：D6.在一定浓度的CO2和适宜温度条件下，测定不同光照条件下，放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量，结果如下表。
分析表中数据，不．正确的推论是()22B.光照强度为2 klx时，该植物光合作用速率为0C.光照强度由5 klx增强7 klx时，叶肉细胞中C3化合物合成速率增大D.光照强度为9 klx时，叶绿体中色素的含量是限制植物光合作用速率的内因解析：表格中测得的CO2变化量可表示净光合作用量，只要有光照，植物就进行光合作用，光照强度为1 klx时，容器内CO2增多是因为呼吸作用大于光合作用；在光照强度为2 klx时，植物在进行光合作用，速率不可能为0。
C选项具有较大的迷惑性，注意合成速率和含量不要混淆。
答案：B7.将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5 min测定一次小室中的CO2浓度，结果如图所示。
对此实验叙述正确的是()A.此实验可用于验证A植物比B植物具有更强的固定CO2的能力B.当CO2浓度约为0.8 mmol/L时，A、B两植物的光合作用强度相等C.30 min以后，两种植物叶片光合作用强度都与呼吸作用强度相等D.若A植物在第5 min时光照突然降低，C5含量将增加解析：据图可知，B植物在低浓度CO2时，还可以进行光合作用，所以B植物固定CO2的能力较A植物强。
CO2浓度约为0.8 mmol/L时，A、B两植物曲线相交，表明密闭小室中被植物吸收的CO2相等。
光合作用强度是指单位时间植物吸收CO2的量，是A、B植物曲线的斜率。
30分钟后，A、B植物不再吸收，此时表明，A、B植物的光合作用固定CO2的量分别等于各自呼吸作用放出的CO2的量。
光照突然降低，光反应产生的ATP和[H]的量减少，C3还原生成C5的量减少，而CO2的固定量不变，因此，从总体上C5减少。
答案：C8.如图表示不同二氧化碳浓度下温度对光合作用速率影响曲线。
下列说法中错误的是()A.光合作用同时受温度、二氧化碳浓度的影响B.曲线a在20℃和45℃左右时光合作用速率相近的原因相同C.温度对曲线a影响大的原因是较高二氧化碳浓度有利于暗反应进行D.适宜光照和温度下曲线b的主要限制因素是二氧化碳浓度解析：20℃和45℃时光合作用酶的活性都较低，但两种情况酶活性低的原因不同，20℃时酶的活性受到抑制，45℃时部分酶高温变性失活。
答案：B9.(2009·广东理基)在晴天中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，光合速率仍然较低，其主要原因是()A.O2浓度过低B.O2浓度过高C.CO2浓度过低D.CO2浓度过高解析：光合作用的光反应和暗反应是两个相互联系相互制约的过程。
在密闭的温室内虽有适宜的温度、水分和较强的光照，但CO2的缺乏使光合作用不能正常进行，导致光合效率低。
答案：C10.(2008·山东高考)下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。
在图示结构上()A.生物膜为叶绿体内膜B.可完成光合作用的全过程C.发生的能量转换是：光能→电能→化学能D.产生的A TP可用于植物体的各项生理活动解析：从图中所含有的色素以及发生的过程可以判断，该膜是类囊体膜，是光反应的场所。
发生的物质变化过程是水的光解和A TP的合成；发生的能量变化过程是：光能→电能→化学能；该过程产生的A TP只用于还原C3，而不能用于其他生理活动。
答案：C11.(2008·宁夏高考)为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是()A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液解析：水绵的叶绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照，需要原料二氧化碳，NaHCO3稀溶液可提供CO2；装片中不能有空气，否则好氧细菌会均匀分布，从而无法根据好氧细菌的聚集情况确定叶绿体是否放氧。
答案：B12.如下图，将3株脱淀粉(经过充分“饥饿”处理)的同种植株和相同体积的不同溶液放在钟罩内，给予相同强度的光照，本实验可以证明()A.光合作用速率随CO2浓度增大而增大B.光合作用的必需条件是CO2C.过多的CO2阻碍光合作用D.NaHCO3能抑制光合作用解析：该实验的自变量是CO2浓度，丙组缺少CO2，乙组CO2浓度比甲组高。
该实验CO2浓度值组数设置不够，不能证明光合作用速率与CO2浓度的关系。
C、D项说法不科学。
答案：B二、非选择题13.请回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题。
(1)下表为某同学探究影响植物光合作用因素所做的实验。
据图表可知，探究的影响因素有。
要比较不同颜色的光对光合作用的影响，应选择的容器标号是。
2和呼吸作用速率的影响。
图中实线表示光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。
请据图回答下列问题。
分析图解可知，光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与作用有关的酶对高温更为敏感。
温度主要影响光合作用的阶段。
光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中过程。
若昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度约是；若温度均保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物能否正常生长？。
在温度为10℃的条件下，该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有。
(3)根据甲图，在乙图的坐标上画出植物在15～60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线。
解析：光合作用速率与呼吸作用速率的差值表示净光合作用速率，表解如下：据可以看出在30℃时，植物的净光合作用速率最大，有机物积累量最大，因此如果昼夜不停地光照，在30℃时最适宜植物的生长；在温度为20℃的条件下，12小时光照条件下有机物积累量为12×1.5,12小时黑暗条件下有机物的消耗量为12×2，由数据可以看出，白天有机物的积累量不能满足夜间呼吸作用消耗，从全天来看，有机物积累量为负值，植物不能正常生长。
答案：(1)光质、植物的部位、植物种类1和2、4和5(2)光合暗反应C3的还原30℃不能叶绿体、线粒体、细胞基质(3)如图。
注意15℃、30℃、45℃、60℃这几个关键的点要对准。
