2018高考生物总复习 第三单元 细胞的能量供应和利用第3讲 能量之源——光与光合作用

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3.(2017黑龙江牡丹江开学摸底，10)在置于黑暗条件下的叶绿体悬浮液中加入适量
NaH14CO3溶液，再给予瞬时光照。下列说法正确的是( B )
A．黑暗条件下，叶绿体基质中不存在C3和C5 B．黑暗条件下，叶绿体悬浮液不能合成ATP和[H] C．瞬时光照后，(CH2O)出现放射性比C3化合物早 D．光照瞬间，C3含量迅速增加而C5含量迅速减少
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4．下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，有关叙述正确的
是( B )
A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有淀粉 B．两实验均需要光的照射 C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照 D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气
ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学 能
联系
光反应为暗反应提供______，暗反应为光反 应提供ADP和Pi
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3．影响光合作用的因素分析
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【教材深挖】 1．依据下列物质和能量，利用箭头构建光反应和暗反应的关系模型[光能、[H]、 ATP、ADP＋Pi、H2O、O2、CO2、(CH2O)]。 2．根据同位素示踪法填出光合作用中C、H、O的转移途径 (1)H: 3H2O_______________________________________________________。 (2)C: 14CO2____________________________________________________。 (3)O：H218O____________，C18O2__________。
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4．(2017广东中山一中统测一，12)下图表示某植物叶片暗反应中C3和C5化合物相对浓度的 变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或
者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是( D )
A．图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP B．图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 C．Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中[H]和ATP的积累 D．Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低
第3单元 细胞的能量供应和利 用
第3讲 能量之源——光与光 合作用
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考点一 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程
1．捕获光能的色素和叶绿体的结构 (1)色素的种类和功能
(2)叶绿体中色素的吸收光谱分析
②色素吸收光的范围：可见光 的波长范围大约是390～760 nm， 1．(1)叶绿素 叶绿体中的色素只吸收________， a 叶绿素b 对红外光和紫外光等不吸收。 橙黄色 (2)
【解析】因为暗反应中1份C5＋1份CO2生成2份C3，所以在适宜条件下，叶肉细胞内C3是C5的2倍， 因此图中甲是C5，乙是C3。图中物质甲与二氧化碳结合形成乙，该过程只需要酶的催化，不需要消耗 ATP，A错误；植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，如果Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度，那么 C3增加，C5减少，与图形的走势不符合，而如果改变的条件是降低CO2浓度，那么C3减少，C5增加， 与图形走势符合，所以本题改变的条件是降低CO2浓度，B错误；CO2浓度降低，由于CO2供应量减少， C5消耗减少，而C3还原正常，所以C5(甲)含量K会12上教升育课，件C错误；低CO2浓度下的光饱和点也低，D正确15。
【解析】少数特殊状态的叶绿素a能够将吸收的光能转化成电能，将水光解，释 放氧气，同时生成ATபைடு நூலகம்和[H]，A、C正确；叶绿体中ATP的分解发生于暗反应过程， 与色素无关，B错误；叶绿体中色素能够吸收、传递光能，D正确。
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3.(2017吉林实验中学二模，22)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能量转化的假说。能证明这一假说的实验是
(3)叶绿体 ①结构示意图
红光和蓝紫 光 蓝紫光 可见光 (3)
双 色素
光合作用有
关的酶 光
合作用
2．①—A—b
②—C—a
③—E—e
④—D—c
⑤—B—d
①色素的功能：叶绿素主要吸收________， 类胡萝卜素主要吸收______。
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2．光合作用的探究历程(连一连)
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2．如图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程，下列相关叙述正确的是( B )
A．叶黄素缺失突变体与正常植株相比，若给予红光照射，则光吸收差异显著 B．过程Ⅱ为暗反应，在类囊体薄膜上产生的2和3只能用于暗反应还原C3 C．若降低周围环境中的CO2浓度，则释放O2的速率不变 D．若该细胞净光合速率大于0，推测该植物体能积累有机物从而使植株干重增加 【解析】叶黄素主要吸收蓝紫光，因此给予红光照射，叶黄素缺失突变体与正常植株相 比，光吸收差异不显著，A错误；图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示暗反应，2表示ATP，3表示 [H]，过程Ⅰ产生的ATP和[H]只能用于过程Ⅱ，不能用于其他的生命活动，B正确；CO2 供应减少，直接影响CO2的固定(C3的生成量减少)，而短时间内不影响C3的还原(C3的消 耗量不变)，因此导致C3含量减少，C3还原利用的ATP和[H]减少，进而导致光反应减弱， 因此释放O2的速率减小，C错误；该细胞为叶肉细胞，若该叶肉细胞净光合速率大于0， 只能推出该细胞此刻有机物积累，不能K推12断教育出课整件个植株的有机物含量变化，D错误。 13
【解析】黑暗条件下，叶绿体基质中也存在C3和C5，只不过缺少ATP和[H]， C3和C5不能相互转化，A错误；黑暗条件下，光反应不能进行，叶绿体悬 浮液不能合成ATP和[H]，B正确；瞬时光照后，(CH2O)出现放射性比C3化 合物晚，C错误；光照瞬间，C3含量迅速减少，而C5含量迅速增加，D错误。
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1．光合作用的过程
2．光反应与暗反应的比较
项目
光反应
条件
光、水、色素和酶
场所
在类囊体薄膜上
物质转化
________；ATP的形成
能量转化
光能→ATP中活跃的化学能
暗反应
ATP、[H]、CO2、多种酶 在叶绿体基质中
CO2的固定和______
NADPH，也含有活跃的化学能，参加暗反应C3的还原，B错误；图中①表示根系从土壤
中吸收水分，③表示水的光解生成NADPH和氧气，C正确；g为二氧化碳，供应充足时，
突然停止光照，生成NADPH和ATP量下降，C3的还原下降，C5的消耗下降而积累，另一
方面，二氧化碳固定生成C3，故D正确。
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D．环境温度降低，该植物对光能的利用效率降低
【解析】色素吸收的光能可以用于水的光解，水光解时产生[H]和氧气，故色素吸收光能
情况与氧气释放速率基本一致，A正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，色素
吸收的光能增加，短时间内光反应阶段产生的[H]和ATP增多，C3的还原加快，CO2固定基 本不变，故C3含量减少，B错误；由于Mg是叶绿素的重要组成元素，当植物缺乏Mg时， 叶绿素a含是减少，因此叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大，C正确；表格中数据
【考点知识突破答案检索】1．ATP中活跃的化学能 2．水的光解 C3的还原 [H]和ATP 3．光反应 暗反应 酶的活性
叶绿体基质
(CH2O)
教材深挖——启动高考长句应答模式
1．如图所示
2．
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1.(2017山东济南一中期中，13)下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线
为适宜条件下的吸收光能情况，当环境温度降低时，利用光能的能力会降低，D正确。
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2．下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是( B )
A．叶绿体色素与ATP的合成有关 B．叶绿体色素参与ATP的分解 C．叶绿体色素与O2和[H]的形成有关 D．叶绿体色素能吸收和传递光能
【解析】图示的两实验，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有淀粉，
A错误；恩格尔曼的实验是为了探究光合作用的场所而进行的，萨克斯的实验是为了探究光 合作用的产物而进行的，所以两实验均需要光的照射，B正确；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
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1.(2017河北武邑中学周练，6)下表是在适宜条件下测得的某植物叶绿体色素吸
收光能的情况，有关分析不正确的是( B )
A.O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比变化基本一致 B．光的波长由550 nm转为670 nm时，叶绿体中C3的量会增加 C．该植物缺Mg时，叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大
( C)
A．英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分 B．恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光 C．萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉 D．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水
【解析】英格豪斯在实验中证明了植物在光照条件下可以改变空气成分，即氧气和二氧化 碳，但是这两种气体中未涉及能量的转换，A错误；恩格尔曼证明光合作用的有效光是红 光和蓝紫光，但未能证明该光能是否转变成其他形式的能量，B错误；萨克斯的实验可以证 明光合作用过程中吸收的光能转化成了有机物(淀粉)中稳定的化学能，C正确；鲁宾和卡门 的实验只是证明了氧气的来源，而氧气中未涉及能量的转换，D错误。
光形成对照，C错误；恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的实验可证明
淀粉是光合作用的产物，D错误。
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1．影响叶绿素合成的三大因素
2．恩格尔曼实验方法的巧妙之处 (1)巧选实验材料：选择水绵和好氧细菌，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)妙法排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。 (3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和 光照少的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一 次验证实验结果。
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【教材深挖】 1．与有色大棚相比，无色透明大棚中植物的光合效率为何最高？ 无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收， 所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。 2．英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功，则只要有光照，植物一定 能更新空气，对吗？ 不对，植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率，即净光合速率>0，若光照强 度不够充分(在光补偿点以下)，则植物不但不能更新空气，反而会使空气变得更混浊。
表示，能量传递用虚线表示，图中a～g为物质，①～⑥为反应过程)，下列判断错误的是
(B)
A．绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能储存在c中 B．e中不储存化学能，所以e只能充当还原剂 C．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解 D．在g物质供应充足时，突然停止光照，C3的含量将会上升
【解析】a为光合色素，能吸收、传递、转换光能到ATP中，A正确；e为水光解生成的
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1．利用光合作用简图理解光反应和暗反应之间的关系
(1)光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。 (2)没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。 2．模型法分析物质的量的变化
(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。 (2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP含量变化是一致的。