1、考点一考点一考点二考点二第第5讲光合作用讲光合作用考试标准考试标准(1)光合作用的概念、阶段、场所和产物光合作用的概念、阶段、场所和产物(b)；(2)色素的种类、颜色素的种类、颜色和吸收光谱色和吸收光谱(a)；(3)光反应发生的变化和碳反应的过程光反应发生的变化和碳反应的过程(b)；(4)活动：光合色素的提取与分离活动：光合色素的提取与分离(b)；(5)活动：探究环境因素对活动：探究环境因素对光合作用的影响光合作用的影响(c)；(6)环境因素对光合速率的影响；环境因素对光合速率的影响；(7)光合作光合作用与细胞呼吸的异同。用与细胞呼吸的异同。考点一考点一考点二考点二考点一光合作用的概念及过程考
2、点一光合作用的概念及过程(b/b)知识梳理知识梳理一、光合作用概述一、光合作用概述1.概念概念2.总反应式总反应式指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把转化成转化成贮存着能量的有机物，并且贮存着能量的有机物，并且的过程。的过程。CO2和和H2O释放出氧气释放出氧气考点一考点一考点二考点二3.光合作用的场所光合作用的场所叶绿体叶绿体观察上面的叶绿体结构示意图，完成下列问题：观察上面的叶绿体结构示意图，完成下列问题：(1)为为，为为。(2)为基粒，是由许多为基粒，是由许多叠连而成的，其膜可称为光叠连而成的，其膜可称为光合膜。合膜。为液态的为液态的，含有许多酶。，含有许
3、多酶。外膜外膜内膜内膜类囊体类囊体叶绿体基质叶绿体基质考点一考点一考点二考点二4.光合作用的研究光合作用的研究O2的产生的产生5.阶段划分阶段划分利用利用的方法，证实光合作用释放的氧气来自于的方法，证实光合作用释放的氧气来自于中的中的O。光合作用分为光反应和光合作用分为光反应和两个阶段。前一阶段在两个阶段。前一阶段在膜上进行，膜上进行，(需，不需需，不需)光；后一阶段在光；后一阶段在中进行，不需要光直接参加。中进行，不需要光直接参加。同位素示踪同位素示踪H2O碳反应碳反应类囊体类囊体需需叶绿体基质叶绿体基质考点一考点一考点二考点二光合作用过程光合作用过程“一一二二三三四四”考点一考点一考点二考
4、点二二、光合作用的过程二、光合作用的过程1.光反应阶段光反应阶段(1)条件：条件：。(2)场所：场所：。(3)产物：产物：。(4)物质转变物质转变水在光下裂解为水在光下裂解为。水中的氢在光下将水中的氢在光下将。(5)能量转变：能量转变：被吸收并转化为被吸收并转化为。叶绿体色素、酶、光和水叶绿体色素、酶、光和水叶绿体类囊体膜叶绿体类囊体膜NADPH、ATP、O2H、O2和电子和电子NADP还原为还原为NADPH光能光能ATP和和NADPH中的化学能中的化学能考点一考点一考点二考点二2.碳反应碳反应(1)条件：条件：。(2)场所：场所：。(3)产物：产物：。(4)主要变化主要变化CO2RuBP2。
5、三碳分子的还原：三碳分子接受三碳分子的还原：三碳分子接受中的氢和中的氢和ATP中的中的，被还原成，被还原成，这是碳反应，这是碳反应形成的产物。形成的产物。多种酶、多种酶、ATP、NADPH叶绿体基质叶绿体基质三碳糖三碳糖三碳分子三碳分子NADPH磷酸基团及能量磷酸基团及能量三碳糖三碳糖考点一考点一考点二考点二3.RuBP的再生的再生每每 个个CO2分子进入卡尔文循环就形成分子进入卡尔文循环就形成 分子的分子的分子，后者都被还原为分子，后者都被还原为，其中，其中个三碳糖分子个三碳糖分子在循环中再生为在循环中再生为，另一个三碳糖分子则离开循环，另一个三碳糖分子则离开循环，或在叶绿体内合成淀粉、蛋白
6、质或脂质，或运出叶绿体，转变或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质或脂质，或运出叶绿体，转变成成。36三碳酸三碳酸三碳糖三碳糖5RuBP蔗糖蔗糖考点一考点一考点二考点二4.光合作用过程图解光合作用过程图解ATP三碳酸三碳酸RUBP考点一考点一考点二考点二(1)色素分子吸收光能不需要酶的参与，但其他光反应和碳反应色素分子吸收光能不需要酶的参与，但其他光反应和碳反应过程都需要酶的催化。过程都需要酶的催化。(2)进行光合作用的生物不一定都有叶绿体，但必须都有相关的进行光合作用的生物不一定都有叶绿体，但必须都有相关的色素和酶，如蓝细菌和光合细菌。色素和酶，如蓝细菌和光合细菌。(3)CO2中中C进入三碳酸但不进入
7、进入三碳酸但不进入RuBP，最后进入三碳糖，最后进入三碳糖，RuBP中中C不进入三碳糖，可用放射性同位素标记法证明。不进入三碳糖，可用放射性同位素标记法证明。(4)光合作用光反应产生的光合作用光反应产生的ATP只用于碳反应阶段，不能用于其只用于碳反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。只能来自细胞呼吸。考点一考点一考点二考点二1.(2015嘉兴期中嘉兴期中)没有在光合作用碳反应中被消耗的物质是没有在光合作用碳反应中被消耗的物质是()A.NADPH和和ATP B.CO2C.RuBP和酶和酶 D.三碳酸分子三碳酸分子解析解析RuBP、酶均
8、可被循环利用，不曾被消耗。、酶均可被循环利用，不曾被消耗。答案答案C对点小练对点小练考点一考点一考点二考点二2.光合作用过程中，光合作用过程中，ATP形成和三碳糖形成的场所分别是形成和三碳糖形成的场所分别是()A.都在叶绿体的类囊体膜上都在叶绿体的类囊体膜上B.都在叶绿体基质中都在叶绿体基质中C.前者在叶绿体的类囊体膜上，后者在叶绿体基质中前者在叶绿体的类囊体膜上，后者在叶绿体基质中D.前者在叶绿体基质中，后者在叶绿体的类囊体膜上前者在叶绿体基质中，后者在叶绿体的类囊体膜上解析解析光合作用过程中，光合作用过程中，ATP形成于光反应过程，其场所为叶形成于光反应过程，其场所为叶绿体类囊体膜上，三碳
9、糖形成于碳反应过程，其场所为叶绿体绿体类囊体膜上，三碳糖形成于碳反应过程，其场所为叶绿体基质。基质。答案答案C考点一考点一考点二考点二3.(2016宁波模拟宁波模拟)用用14C标记参加光合作用的二氧化碳，可以了解标记参加光合作用的二氧化碳，可以了解光合作用的哪一过程光合作用的哪一过程()A.光反应必须在有光条件下进行光反应必须在有光条件下进行B.碳反应不需要光碳反应不需要光C.二氧化碳被还原为糖的过程二氧化碳被还原为糖的过程D.光合作用中能量的传递过程光合作用中能量的传递过程解析解析证明光反应必须在有光条件下进行，只需要设计对照试证明光反应必须在有光条件下进行，只需要设计对照试验就可以，变量是
10、有无光照，验就可以，变量是有无光照，A错误；碳反应需要不需要光照错误；碳反应需要不需要光照的证明，提供的证明，提供H和和ATP，设计对照实验，变量也是是否有光照，设计对照实验，变量也是是否有光照，B错误；卡尔文采用同位素标记法探明了错误；卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元的固定过程中碳元素的转移途径，素的转移途径，C正确；梅耶根据能量转换与守恒定律明确指正确；梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能，出植物进行光合作用时光能转换为化学能，D错误。错误。答案答案C考点一考点一考点二考点二4.下图表示光合作用的碳反应过程。下列叙述错误的是下图表示光合作用
11、的碳反应过程。下列叙述错误的是()A.是是3磷酸甘油酸磷酸甘油酸B.和和在类囊体膜上产生在类囊体膜上产生C.是核酮糖二磷酸是核酮糖二磷酸D.可在叶绿体内转变为氨基酸可在叶绿体内转变为氨基酸解析解析图中图中为为3磷酸甘油酸，磷酸甘油酸，为为ATP，为为NADPH，为为NADP，为三碳糖磷酸。为三碳糖磷酸。答案答案C考点一考点一考点二考点二5.把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用下图装置进行实把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用下图装置进行实验。该实验不能用于验证验。该实验不能用于验证()A.光合作用需要光合作用需要CO2 B.光合作用能产生光合作用能产生O2C.光合作用需要光光合作用需要
12、光 D.光合作用需要叶绿体光合作用需要叶绿体考点一考点一考点二考点二解析解析装置信息显示，铝箔可遮光，装置信息显示，铝箔可遮光，NaOH可吸收可吸收CO2，“白色白色”与与“绿色绿色”部分的单一变量为有无叶绿体，故该装部分的单一变量为有无叶绿体，故该装置可用于验证光合作用是否需要置可用于验证光合作用是否需要CO2，是否需光，是否需叶，是否需光，是否需叶绿体，但不能用于验证是否能产生绿体，但不能用于验证是否能产生O2。答案答案B考点一考点一考点二考点二6.(2016宁波模拟宁波模拟)离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断如果突然中断CO2
13、气体的供应，短时间内叶绿体中气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物化合物(3磷磷酸甘油酸酸甘油酸)、C5化合物化合物(RuBP)及及ATP相对含量的变化是相对含量的变化是()A.上升、下降、上升、下降、上升上升 B.上升、下降、下降上升、下降、下降C.下降、上升、下降下降、上升、下降 D.下降、上升、上升下降、上升、上升考点一考点一考点二考点二解析解析二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固定这个反应，二氧化碳含量由高到低时，二氧化碳的固定这个反定这个反应，二氧化碳含量由高到低时，二氧化碳的固定这个反应变弱，则这个反应的反应物应变弱，
14、则这个反应的反应物C5化合物消耗减少，剩余的化合物消耗减少，剩余的C5相对相对增多；生成物增多；生成物C3生成量减少，由于生成量减少，由于C3化合物的生成量减少，则又化合物的生成量减少，则又影响了影响了C3化合物的还原，使得化合物的还原，使得C3化合物的还原反应减弱，则消耗化合物的还原反应减弱，则消耗的和的和ATP量减少，所以和量减少，所以和ATP剩余的量增多，所以突然中断剩余的量增多，所以突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中气体的供应，短时间内叶绿体中C3的含量减少、的含量减少、C5的含量增多、的含量增多、ATP的含量增多。的含量增多。答案答案D考点一考点一考点二考点二考点二实验：光合
15、色素的提取与分离考点二实验：光合色素的提取与分离(b/b)知识梳理知识梳理1.实验原理及过程实验原理及过程有机溶剂（如有机溶剂（如95%的乙醇）能溶解色素的乙醇）能溶解色素因溶解度不同而扩散速度不同因溶解度不同而扩散速度不同二氧化硅、碳酸钙二氧化硅、碳酸钙收集滤液收集滤液重复重复34次次层析液层析液胡萝卜素胡萝卜素橙黄色橙黄色叶黄素叶黄素黄色黄色叶绿素叶绿素蓝绿色蓝绿色叶绿素叶绿素黄绿色黄绿色考点一考点一考点二考点二2.实验中的注意事项及操作目的实验中的注意事项及操作目的实验过程实验过程操作操作操作目的操作目的提提取取色色素素选取新鲜绿色的叶片选取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高使滤液中色素含
16、量高新鲜的菠菜叶烘干、粉碎成干新鲜的菠菜叶烘干、粉碎成干粉，研磨时加入粉，研磨时加入23 mL 95%的乙醇的乙醇溶解叶片中的色素溶解叶片中的色素研磨时加入少许的二氧化硅和研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙碳酸钙研磨充分和保护叶绿素研磨充分和保护叶绿素迅速充分研磨迅速充分研磨防止溶剂挥发并充分溶防止溶剂挥发并充分溶解色素解色素盛放滤液的小试管口加棉塞盛放滤液的小试管口加棉塞防止色素分子被氧化防止色素分子被氧化考点一考点一考点二考点二分分离离色色素素滤纸条预先干燥处理滤纸条预先干燥处理使层析液在滤纸条上的扩散速使层析液在滤纸条上的扩散速度快度快滤纸条的一端剪去两角滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤
17、纸条的边缘处防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快扩散过快滤液细线要直、细、齐滤液细线要直、细、齐使分离的色素带平齐，不重叠使分离的色素带平齐，不重叠滤液细线干燥后重复画滤液细线干燥后重复画34次次使分离的色素带清晰便于观察使分离的色素带清晰便于观察滤液细线不能触及层析液滤液细线不能触及层析液防止色素直接溶解到烧杯内的防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中层析液中考点一考点一考点二考点二绿叶中的色素提取和分离实验的异常现象分析绿叶中的色素提取和分离实验的异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加二氧化硅未加二氧化硅(石英砂石英砂)，研磨不充分。，研磨不充分。使用
18、放置数天的菠菜叶，滤液中色素使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素(叶绿素叶绿素)太少。太少。一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素入少量无水乙醇提取色素)。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。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：滤纸条上的滤液细线未画成一条细线。滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线未画成一条细线。(3)滤纸条上得不到色素带的原因分析滤纸条上得不到色素带的原因分析滤液细线接触到层析液滤液细线接触到层析液,且时间较长且时间较长,色素全部溶解到层析液中。色素全部溶解到层析
19、液中。考点一考点一考点二考点二1.关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是()A.使用定性滤纸过滤研磨液使用定性滤纸过滤研磨液B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23次次D.研磨叶片时，用体积分数为研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素的乙醇溶解色素解析解析色素易被滤纸吸附，故用纱布过滤，色素易被滤纸吸附，故用纱布过滤，A错误；每次重复错误；每次重复画色素滤液细线时，需等干燥后再进行，画色素滤液细线时，需等干燥后再进行，C错误；由
20、于叶绿体错误；由于叶绿体中的色素不溶于水，因此研磨叶片时需用体积分数为中的色素不溶于水，因此研磨叶片时需用体积分数为95%的乙的乙醇或丙酮，醇或丙酮，D错误。错误。答案答案B对点小练对点小练考点一考点一考点二考点二2.图示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，图示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作据图判断用作实验材料的叶片颜色最可能为实验材料的叶片颜色最可能为AD中的哪一种中的哪一种()A.红色红色 B.黄色黄色 C.绿色绿色 D.紫色紫色解析解析在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿
21、素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素、叶绿素a、叶黄、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色，故选用作实验材料的叶片应呈黄色，故选B。答案答案B考点一考点一考点二考点二3.(2016杭州七校联考杭州七校联考)关于如图所示光合色素分离的实验结果，关于如图所示光合色素分离的实验结果，叙述正确的是叙述正确的是()A.距滤液细线最近的色素带中不含镁元素距滤液细线最近的色素带中不含镁元素B.距滤液细线最远的色素带，主要吸收红光和蓝紫距滤液细线最远的色素带，主要吸收红光和蓝紫光光C.若实验过程
22、中未添加碳酸钙，则离滤液细线较远若实验过程中未添加碳酸钙，则离滤液细线较远的两条色素带会变窄的两条色素带会变窄D.颜色为橙黄色的色素带中的色素在层析液中的溶颜色为橙黄色的色素带中的色素在层析液中的溶解度最大解度最大考点一考点一考点二考点二解析解析距滤液细线最近的色素带为叶绿素距滤液细线最近的色素带为叶绿素b，它与叶绿素，它与叶绿素a均含均含Mg2；距滤液细线最远的色素带为胡萝卜素，它主要吸收蓝紫光；距滤液细线最远的色素带为胡萝卜素，它主要吸收蓝紫光；碳酸钙主要保护的是叶绿素，故研磨时未加碳酸钙时可导致叶绿碳酸钙主要保护的是叶绿素，故研磨时未加碳酸钙时可导致叶绿素含量变小，其相应色素带距滤液细线
23、较近。素含量变小，其相应色素带距滤液细线较近。答案答案D考点一考点一考点二考点二4.在做在做“绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用，表示使用，“”表示未使用表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为次应为()A.B.C.D.试剂试剂甲甲乙乙丙丙丁丁无水乙醇无水乙醇水水CaCO3SiO2考点一考点一考点二考点二解析解析解答本题首先要知道表格中各种试剂的作用，然后再分析解答本题首先要知道表格中各种试剂的作
24、用，然后再分析每位同学所加的试剂。其中乙同学操作完全正确，其他同学与该每位同学所加的试剂。其中乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要水，若现的实验结果。无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要水，若加入水会使色素提取液颜色变浅；加入水会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分；的作用是使研磨更充分；CaCO3能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素
25、，色素分离的结果是所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是；乙同学操作；乙同学操作正确，色素分离后得到四条正常的色素带，与正确，色素分离后得到四条正常的色素带，与情况相符；丙同情况相符；丙同学由于未加学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应；丁同学由于未加；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应。答案答案B考点一考点一考点二考点二1.光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应
26、，其反应物含光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应，其反应物含能较少，而产物能较少，而产物(糖糖)则含能较多，此吸能反应所需的能量来自则含能较多，此吸能反应所需的能量来自太阳光。太阳光。2.进行光合作用的生物包括植物、藻类和某些细菌，它们以进行光合作用的生物包括植物、藻类和某些细菌，它们以CO2和和H2O为原料，利用光能合成糖类等有机物质，此类生物为原料，利用光能合成糖类等有机物质，此类生物称自养生物。称自养生物。3.光合作用的第一阶段直接需要光，称为光反应，第二阶段不光合作用的第一阶段直接需要光，称为光反应，第二阶段不需光直接参加，是将需光直接参加，是将CO2转变成糖的过程称为碳反应，两阶
27、段转变成糖的过程称为碳反应，两阶段依次在叶绿体类囊体膜和叶绿体基质中进行。依次在叶绿体类囊体膜和叶绿体基质中进行。考点一考点一考点二考点二4.光反应产生的光反应产生的ATP和和NADPH是碳反应中将是碳反应中将CO2还原为糖的能还原为糖的能源物质。源物质。5.叶绿体中含有的主要色素有叶绿素叶绿体中含有的主要色素有叶绿素a和叶绿素和叶绿素b(主要吸收红光、主要吸收红光、蓝紫光，它们都是含镁的有机分子蓝紫光，它们都是含镁的有机分子)其次还含有胡萝卜素、叶其次还含有胡萝卜素、叶黄素等黄素等(主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光)。6.提取叶绿体中的色素可使用提取叶绿体中的色素可使用95%的乙醇作为提取剂，用
28、层析的乙醇作为提取剂，用层析液通过纸层析法分离色素。液通过纸层析法分离色素。7.光反应中发生的变化主要有光反应中发生的变化主要有3个：光能被吸收并转化为个：光能被吸收并转化为ATP和和NADPH中的化学能；水在光下裂解为中的化学能；水在光下裂解为H、O2和电子；水中和电子；水中的氢在光下将的氢在光下将NADP还原为还原为NADPH。考点一考点一考点二考点二8.卡尔文循环的关键步骤是每个三碳分子接受来自卡尔文循环的关键步骤是每个三碳分子接受来自NADPH的氢的氢和来自和来自ATP的磷酸基团形成的磷酸基团形成1分子三碳糖，此三碳糖是碳反应分子三碳糖，此三碳糖是碳反应的产物。的产物。9.光合作用中碳
29、反应的产物三碳糖，在叶绿体内能作为合成淀光合作用中碳反应的产物三碳糖，在叶绿体内能作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料而被利用，但大部分是被运至叶绿粉、蛋白质和脂质的原料而被利用，但大部分是被运至叶绿体外，并且转变为蔗糖，供植物体所有细胞利用。体外，并且转变为蔗糖，供植物体所有细胞利用。10.叶绿体中，叶绿体中，ATP、NADPH由类囊体膜向叶绿体基质移动；由类囊体膜向叶绿体基质移动；ADP、磷酸基团由叶绿体基质向类囊体膜移动。、磷酸基团由叶绿体基质向类囊体膜移动。11.NADPH既是能量既是能量(活跃化学能活跃化学能)的载体，也是还原剂。每个三的载体，也是还原剂。每个三碳酸分子接受来自碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自的氢和来自ATP的磷酸基团，形成的磷酸基团，形成三碳糖三碳糖(即三碳糖磷酸即三碳糖磷酸)。
