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1、第03讲能量之源光与光合作用最新考纲高频考点核心素养1.光合作用的基本过程()2实验：叶绿体色素的提取和分离3影响光合作用速率的环境因素()1.光合色素的吸收光谱2光反应、暗反应的过程及其联系生命观念结构与功能观：叶绿体的结构与功能适应；物质与能量观：通过光合作用过程合成有机物，储存能量科学思维分类与比较：比较光反应与暗反应，掌握光合作用过程，分析色素的提取与分离结果考点一捕获光能的色素及光合作用发现经典实验1叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(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，对其他波段的
2、光并非不吸收，只是吸收量较少。2叶绿体的结构与功能(1)结构模式图3光合作用的探究历程(连一连)答案AbCaEeDcBd诊断辨析(1)叶绿体内膜凸形类囊体，所以叶面积远大于外膜面积。()(2)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。()(3)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。 ()(4)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。()(5)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()热图解读下面是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？(2)两实验均需要进行“黑暗”处理吗？(3)两实验如何设计对照实验？ 提示(1)选择水
3、绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。(3)恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。 考向一 光合色素及其吸收光谱1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
4、来表示D叶片在640660 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不吸收红光，A项错误；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，B项正确；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示，C项正确；叶绿素吸收640660 nm的红光，导致水光解释放氧气，D项正确。答案A2(2019衡水冀州中学月考)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，下列说法不正确的是 ()A由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光B用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C由550 nm
5、波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D土壤中缺乏镁时，植物对420470 nm波长的光的利用量显著减少解析由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400500 nm，A项正确；叶绿体中的色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多，B项正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多，光反应产生的ATP和H增多，暗反应中C3的还原量增多，则叶绿体中C3的量减少，C项错误；叶绿素吸收420470 nm波长的光较多，当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420470 nm波长的光变少，D项正确。答案C不同颜色温室大棚的光合效率1无色透明大棚
6、日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。其中蓝紫色光为光合作用最有效的，阴天时为植物补光时用蓝紫色光源最有效。2叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。 考向二 光合作用发现的经典实验3.在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。以下科学实验能证明这一假说的是 ()A英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验B恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验C萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验D鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的
7、实验解析萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用，产物除氧气外还可以产生淀粉，即光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能，因此该实验能证明“植物在进行光合作用时发生能量转化”的假说。答案C4下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，下列相关实验比较不正确的是()AY2的质量大于Y3的质量B中小球藻的质量大于中小球藻的质量C中水的质量大于中水的质量D试管的质量大于试管的质量解析Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3；中小球藻中含有(CHO)的有机物，而中小球藻含有(CH2O)的有机物，故中小球藻质量大于中的小球藻质量；和
8、中的水都为HO，且含量相同，因此质量相等；在试管和中原有质量相等的情况下，中释放出的是18O2，而中释放出的是O2，故剩余质量大于。答案C考点二光合作用的基本过程1概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。2过程3反应式(写出反应式并标出元素的去向)若有机物为(CH2O)：。(拓展：若有机物为C6H12O6：。)助学巧记光合作用过程的“一、二、三、四”4光反应和暗反应的比较项目光反应暗反应条件光、色素、酶ATP、H、CO2、多种酶场所类囊体薄膜叶绿体基质物质变化水的光解、ATP的合成CO2的固定、C3的还原能量变化光能转化为活跃的化学能
9、活跃的化学能转化为稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供NADP、ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成5光合作用和化能合成作用的比较项目光合作用化能合成作用区别能量来源光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同点都能将CO2和H2O等无机物合成有机物(必修1 P94和P103“相关信息”改编)光合作用过程中H与细胞呼吸过程中H有什么不同？光合作用过程中H细胞呼吸过程中H本质还原型辅酶(NADPH)还原型辅酶(NADH)来源_阶段无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第一、二阶段去向_有氧呼吸第_阶段生成_答案光反应三碳化合物的还原三水 诊
10、断辨析(1)当叶绿体内ATP不足时，线粒体产生的ATP可供应叶绿体用于光合作用。()(2)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中。()(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后，可完成暗反应过程。()(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低。()(5)土壤中硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖，这种反应形式称为硝化作用。()热图解读环境因素骤变对光合作用中间产物含量动态变化曲线当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用以下过程分析：建立模型从物质的生成和消耗两个方面综合分析
11、。如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：结论：(1)光反应为暗反应提供_、_，暗反应为光反应提供_和_。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP含量变化和_是一致的。提示(1)HATPADPPi(2)C5【真题考情】(2018北京高考)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BDCIP被氧化C不需要光合色素参与 D会产生氧气教材命题本题考查必修1 P103光合作用中的光反应过程，意在考查考生的理解能力和分析能力，突出体现了高考对学生能够利用已有的知识进
12、行“科学思维”的要求 微解导思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两项不符合题意；结合题干信息，加入氧化还原指示剂DCIP后，DCIP会被存留在基质中的H还原，B项不符合题意。答案D考向一 光合作用基本过程1根据下面光合作用图解，判断下列说法正确的是()A过程发生于叶绿体基质中B过程发生于叶绿体类囊体薄膜上C图示依次为H、ATP、CO2、(CH2O)D不仅用于还原C3，还可促进与C5的结合解析根据光合作用的过程判断分别表示H、ATP、CO2、(CH2
13、O)、光反应和暗反应。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中。C3化合物还原过程中需要ATP，CO2固定过程中不需要ATP。答案C2如图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：(1)图中代表的物质依次是_、_、_、_，H代表的物质主要是_。(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_。解析(1)由分析可知，图中表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；是生成还原型辅酶(NADPH)的反应物NADP；是生成
14、ATP的原料ADPPi；代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中H代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。答案(1)O2NADPADPPiC5NADH(或还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸考向二 环境因素骤变对光合作用过程的动态影响3.(2019湖北孝感期末)用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降，C5的含量上升。NaHSO3溶液的作用可能是()A促进叶绿体中CO2的固定B抑制叶绿体中C3的
