《光合作用》知识梳理+典型例题

第二课：光合作用【高考真题】1、（20XX年）正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（）A．O2的产生停止B．CO2的固定加快C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP+比2、（20XX年）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A，B，C，D四组实验。

各组实验的温度、光照强度和C02浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。

处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%；B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%；C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，侮次光照和黑暗时间各为3. 75ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%；D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。

回答下列问题:（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_____________(填“高于”、“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是____________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_____________，这些反应发生的部位是叶绿体的__________________________。

（2）A，B，C三组处理相比，随着_____________的增加，使光下产生的_____________ 能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。

3、（20XX年）下列与细胞相关的叙述，正确的是（）A．核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器B．酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸C．蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程D．在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP4、（20XX年）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。

培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。

回答下列问题：（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。

（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高___________（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。

（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T 时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。

根据这一结果能够 得到的初步结论是__________________________________________________。

【知识梳理】能量之源——光和光合作用1、实验：叶绿体色素的提取和分离（1）原理：① 提取：色素易溶于有机溶剂无水乙醇；② 分离：色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散速度就快，溶解度低的扩散速度就慢。

（2）步骤：① 提取：选取新鲜绿叶——剪碎——加无水乙醇、CaCO 3、SiO 2研磨——过滤——试管口塞上棉塞② 分离：制备滤纸条——画滤液细线——层析法分离色素（3）收集到的滤液绿色过线的原因：① 未加SiO 2，研磨不充分。

② 绿叶不新鲜，或者一次加入无水乙醇过多；③ 未加碳酸钙或加入太少，色素分子被破坏。

【例1】如图所示为某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列叙述错 误的是（ ）A ．应向培养皿中倒入层析液B ．应将滤液滴在a 处，而不能滴在b 处C ．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆（近似圆形）D ．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色【例2】某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于各组操作 不同，出现了以下四种不同的层析结果。

下列分析最不合理的是（ ）A ．甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液B ．乙可能是因为研磨时未加入SiO 2C ．丙是正确操作得到的理想结果D ．丁可能是因为研磨时未加入CaCO 3【例3】提取光合色素，进行纸层析分离，对该试验中各种现象的解释，正确的是（ ）A ．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B ．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C ．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a 和叶绿素bD ．胡萝卜素在滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高2、叶绿体的结构和功能、色素的种类和功能（1）叶绿体的结构包括外膜、内膜、叶绿体基质和基粒（由类囊体构成）；内容物包括DNA 、RNA 、色素、与光合作用有关的酶；（2）叶绿体的类囊体膜叠加形成基粒扩大了膜面积，有利于色素和酶附着。

（3）高等植物的叶绿体在强光下以窄面受光，避免了强光对叶绿体的伤害；在弱光下以宽面受光，有利于接受更多的光能。

（4）在上叙色素的分离实验中，色素带分布如下图：色素的功能：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶黄素主要吸收蓝紫光。

叶绿素a 和叶绿 素b 在红光区的吸收波长范围不一样，峰值也是不一样的。

【例4】下列关于叶绿体在光合作用过程中作用的描述，错误的是（ ）A ．叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最大B ．叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素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 ．叶绿素a 和叶绿素b 在红光区的吸收峰值不同【例5】从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体色素，用纸层析法分离，结果如图，下列判断正确的是（ ）A ．室内植物叶片偏黄B ．室外植物叶片偏绿C ．室外植物叶片胡萝卜素含量>叶黄素含量D．室内植物叶片叶绿素a含量>叶绿素b含量【例6】为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。

下列叙述错误的是（）A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次【例7】光合作用是地球上最重要的化学反应。

同位素标记法的引入，为探寻和建立光合作用的化学反应过程，作出了巨大的贡献。

（1）1941 年，鲁宾用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源。

鲁宾用H218O 和普通的CO2进行小球藻光合作用实验①(见图A)，结果放出的CO2具有放射性。

若用C18O2和普通的H2O 进行光合作用实验②(见图B)，结果产生的O2不具有放射性。

综合实验①②，可获得的结论是_____________________________________。

（2）美国科学家卡尔文用同位素标记法来追踪CO2是如何转变成碳水化合物的。

①卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，光照一定时间(从 1 秒到数分钟)后杀死小球藻，同时提取产物并分析。

实验发现，仅仅30 秒的时间，二氧化碳已经转化为许多种的化合物。

想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是___________________ ____________________________________________________________。

②实验发现，在光照下物质 A 和物质B 的浓度很快达到饱和并保持稳定。

此时突然中断CO2的供应，A、B 物质的变化如图C 所示。

以上实验说明，固定二氧化碳的化合物是____________，二氧化碳转化的第一个产物是____________。

【例8】科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，其转移途径是（）A．CO2→叶绿素→ADP B．CO2→叶绿体→A TPC．CO2→乳酸→糖类D．CO2→C3化合物→糖类4、光合作用的过程（1）光合作用包括光反应和暗反应两个阶段①光反应：场所：类囊体薄膜；条件：光、色素、酶；物质变化水的光解：H2O O2 + [H]（NADPH）ATP的合成：ADP + Pi + 能量A TP能量变化：光能转化成A TP中活跃的化学能②暗反应：场所：叶绿体基质；条件：酶；物质变化CO2的固定：CO2 + C52C3C3的还原：C3 + [H] C5 + （CH2O）（此反应过程中有水生成）ATP水解：A TP ADP + Pi + 能量能量变化：ATP中活跃的化学能转化成化合物中稳定的化学能（2）光反应和暗反应的关系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。

（3）当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、[H]、ATP、（CH20）的含量变化【例9】如图表示光合作用的过程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。

下列相关叙述正确的是（）A．阶段Ⅰ表示暗反应B．阶段Ⅱ表示光反应C．物质a表示[H] D．物质b表示C3【例10】在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。

下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（）A．红光，ATP下降B．红光，未被还原的C3上升C．绿光，[H]下降D．绿光，C5上升【例11】如图为绿色植物光合作用过程示意图（物质转换用实线表示，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（）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．③过程发生在类囊体薄膜，e在叶绿体基质中被利用C．e可由水产生，也可用于有氧呼吸第三阶段生成水D．用１４CO２作原料，一段时间后C５中会具有放射性5、影响光合作用的因素和光合作用原理的应用（1）光照强度①A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。

②AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。

③B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。

④BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点以上不再增强了，C点所示光照强度称为光饱和点。

⑤图示CO2的吸收量表示净光合速率，CO2释放量的最大值表示呼吸速率。

应用：阴生植物的B点左移，C点较低，如图中虚线所示。