搜索
专题６光合作用真题多维细目表真题涉分考点捕获光能的色素和结构光合作用的原理及应用光合作用和细胞呼吸的综合题型难度设题情境试题结构素养要素２０１９北京ꎬ３１(１)６光合作用的原理非选择中陌生情境的实验探究逐级深入结构与功能观、科学思维、科学探究２０１８北京ꎬ３６光反应过程选择中相似情境的基础判断问题并列科学思维、科学探究２０１７北京ꎬ２６光合与呼吸综合选择中相似情境的实验探究问题并列科学思维、科学探究２０１６北京ꎬ５６光合作用的原理选择中陌生情境的基础判断问题并列物质与能量观２０１５北京ꎬ２/３１６/１４光合作用的场所/光合与呼吸综合选择/非选择易/中原型情境的基础判断、陌生情境的实验探究问题并列、逐级深入物质与能量观、科学思维２０１４北京ꎬ１/５６/６光合作用的场所/光合色素的提取选择中原型情境的基础判断问题并列物质与能量观２０１３北京ꎬ２９１６光合与呼吸综合非选择中陌生情境的实验探究逐级深入科学思维、科学探究２０１２北京ꎬ１６光合作用场所选择中原型情境的基础判断问题并列科学思维２０１１北京ꎬ３６光合作用与ＡＴＰ选择中原型情境的基础判断问题并列科学思维２００９北京ꎬ４６光合作用原理选择中相似情境的实验探究逐级深入物质与能量观、科学思维十年均分９考频常见考法命题规律与趋势０１考查内容１.本专题为高频考点ꎬ考查的知识点非常多ꎬ包括色素的种类与作用、叶绿体色素的提取与分离、光合作用的过程、影响光合作用的因素、光合作用与细胞呼吸综合等ꎮ２.“影响光合作用的因素”的考查中最常见的是“光”对光合作用的影响ꎻ“光合作用与细胞呼吸综合”的考查包括过程综合、曲线综合与实验综合三个维度ꎮ０２题型难度题型上多为非选择题ꎬ多需要结合曲线、模型进行综合分析ꎬ试题难度不大ꎮ０３核心素养１.本专题试题主要体现了对生命观念———物质与能量观、科学思维、科学探究等素养的考查ꎮ２.考生需具备的素养要素有:物质与能量观、分析与推断、模型与建模、演绎与推理、方案探讨、结果分析等ꎮ０４备考建议１.利用光合作用图解或列表对比帮助理解光合作用中主要的生理变化以及光反应与暗反应之间的关系ꎮ２.加深理解利用同位素标记法体现的光合作用反应式中的产物元素来源问题ꎮ３.分别构建光、二氧化碳、水、无机盐影响光合作用的数学模型ꎬ准确描述光合作用与细胞呼吸问题ꎮ专题６ 光合作用２９ 对应学生用书起始页码Ｐ５４考点１捕获光能的色素和结构 一、捕获光能的色素及其提取和分离１.捕获光能的色素(１)分布:主要分布在叶绿体类囊体薄膜上ꎮ(２)种类色素的种类 叶绿素(含量约占３/４)叶绿素ａ(蓝绿色)叶绿素ｂ(黄绿色){ 类胡萝卜素(含量约占１/４)胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色){ìîíïïïïüþýïïïï分布在叶绿体类囊体薄膜上(３)功能:吸收、传递、转化光能ꎬ其中叶绿素主要吸收蓝紫光和红光ꎻ类胡萝卜素主要吸收蓝紫光ꎮ２.色素的提取与分离(１)提取:可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素ꎬ在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙ꎬ其中前者有助于研磨充分ꎬ后者可防止研磨中色素被破坏ꎮ(２)分离:层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂ꎬ色素在层析液中的溶解度不同:溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快ꎬ溶解度小的随层析液在滤纸上扩散得慢ꎮ因此ꎬ绿叶中的色素就在扩散过程中被分开ꎮ３.层析结果:层析时ꎬ在滤纸条上会呈现四条色素带ꎬ从上到下依次是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素ａ和叶绿素ｂ(记忆口诀:胡叶ａｂ)ꎬ它们的颜色自上而下依次是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色ꎬ其中色素带最宽的色素呈蓝绿色ꎬ在层析液中溶解度最大的色素呈橙黄色ꎮ二、捕获光能的结构———叶绿体１.结构２.功能:进行光合作用的主要场所ꎮ (１)植物体吸收光能的色素ꎬ除存在于叶片的一些细胞中外ꎬ还存在于哪些部位的细胞之中?[提示] 还存在于植物幼嫩的茎和果实等器官的一些细胞中ꎮ(２)植物光合作用所利用的光都是可见光吗?[提示] 光是一种电磁波ꎬ可见光的波长范围是３９０~７６０纳米ꎬ不同波长的光的颜色不同ꎮ波长小于３９０纳米的光是紫外光ꎬ波长大于７６０纳米的光是红外光ꎮ一般情况下ꎬ光合作用所利用的光都是可见光ꎮ(３)海洋中的藻类植物ꎬ习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻ꎬ它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深ꎬ这与光能的捕获有关吗?[提示] 是的ꎬ不同颜色的藻类吸收不同波长的光ꎮ藻类本身的颜色是反射出来的光的颜色ꎬ即红藻反射出了红光ꎬ绿藻反射出绿光ꎬ褐藻反射出黄色的光ꎮ水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收ꎬ即到达深水层的光线是相对富含短波长的光ꎬ所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层ꎬ吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方ꎮ考点２光合作用的原理及应用 一、光合作用的探究历程１.普利斯特利的实验(１)实验过程及现象:密闭玻璃罩＋绿色植物＋蜡烛→不易熄灭小鼠→不易窒息死亡{(２)实验结论:植物可以更新空气ꎮ２.萨克斯的实验(１)实验过程及现象:黑暗中饥饿处理的绿叶一半曝光 碘蒸气→变蓝(对照组)一半遮光 碘蒸气→不变蓝(实验组)ìîíïïïï(２)结论:植物叶片在光合作用中产生了淀粉ꎮ３.恩格尔曼实验(１)实验过程及现象水绵好氧细菌}黑暗无空气→极细光束照射水绵→好氧细菌只分布在叶绿体被光束照射到的部位临时装片完全曝光→好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位ìîíïïïïïï(２)结论:叶绿体是光合作用的主要场所ꎮ光合作用过程能产生氧气ꎮ４.鲁宾和卡门的实验(方法:同位素标记法)(１)实验过程及现象Ｈ２１８Ｏ＋ＣＯ２→植物→１８Ｏ２Ｈ２Ｏ＋Ｃ１８Ｏ２→植物→Ｏ２(２)结论:光合作用释放的氧气全部来自水ꎮ５.卡尔文的实验(１)实验方法:同位素标记法ꎮ(２)实验过程及结论:用１４Ｃ标记的１４ＣＯ２ꎬ供小球藻进行光合作用ꎬ然后追踪检测其放射性ꎬ最终探明了ＣＯ２中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径ꎬ这一途径称为卡尔文循环ꎮ二、光合作用过程１.过程２.反应式:ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ光能叶绿体→(ＣＨ２Ｏ)＋Ｏ２ꎮ３.光合作用强度(１)含义:植物在单位时间内进行多少光合作用制造糖类的数量ꎮ(２)指标:单位时间内原料的消耗量或产物的生成量ꎮ４.影响光合作用的因素及应用(１)内部因素①与植物自身的遗传特性有关ꎬ以阴生植物、阳生植物为３０ ５年高考３年模拟Ｂ版(教师用书)例ꎬ如图所示ꎮ②植物叶片的叶龄、叶面积指数也会影响光合作用ꎬ如图所示ꎮ(２)外部因素影响因素原料类ＣＯ２和Ｈ２Ｏ等→ 有关酶 的活性温度和ｐＨ等→光照类光照强度、光照时间和光质等→三、化能合成作用１.概念:某些细菌能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用ꎮ２.实例:硝化细菌能利用氨氧化时所释放的化学能ꎬ将Ｈ２Ｏ和ＣＯ２合成糖类ꎮ３.绿色植物和硝化细菌都能合成有机物ꎬ因此属于自养生物ꎬ而人、动物、真菌及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物ꎬ属于异养生物ꎮ (１)萨克斯实验的巧妙之处有哪些?[提示] ①该实验设置了自身对照ꎬ自变量为光的有无ꎬ因变量是颜色变化(有无淀粉生成)ꎮ②该实验的关键是进行饥饿处理ꎬ以使叶片中的营养物质消耗掉ꎬ增强了实验的说服力ꎮ为了使实验结果更明显ꎬ在用碘蒸气处理之前应用热酒精对叶片进行脱色处理ꎮ③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外ꎬ还证明光是光合作用的必要条件ꎮ(２)恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处?[提示] 实验材料选择水绵和好氧细菌ꎬ水绵的叶绿体呈螺旋式带状ꎬ便于观察ꎬ用好氧细菌可确定释放氧气多的部位ꎮ将装片放在没有空气的黑暗环境ꎬ排除了氧气和光的干扰ꎻ然后用极细的光束照射ꎬ叶绿体上可分为光照多和光照少的部位ꎬ相当于一组对比实验ꎮ临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果ꎮ(３)什么是同位素标记法?[提示] 同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律ꎮ用同位素标记的化合物ꎬ化学性质不会改变ꎮ科学家通过追踪同位素标记的化合物ꎬ可以弄清化学反应的详细过程ꎬ这种方法叫同位素标记法ꎮ考点３光合作用和细胞呼吸的综合 一、细胞呼吸与光合作用过程图解综合１.物质名称ｂ:Ｏ２ ｃ:ＡＴＰ ｄ:ＡＤＰ ｅ:ＮＡＤＰＨ([Ｈ]) ｆ:Ｃ５ ｇ:ＣＯ２ ｈ:Ｃ３ꎮ２.生理过程及场所ＡＢＣＤＥ生理过程光反应暗反应有氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜 二、光合作用和细胞呼吸的联系１.物质联系(１)Ｃ元素:ＣＯ２暗反应→(ＣＨ２Ｏ)有氧呼吸Ⅰ→丙酮酸有氧呼吸Ⅱ→ＣＯ２(２)Ｏ元素:Ｈ２Ｏ光反应→Ｏ２有氧呼吸Ⅲ→Ｈ２Ｏ(３)Ｈ元素:Ｈ２Ｏ光反应→[Ｈ]暗反应→(ＣＨ２Ｏ)有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ→[Ｈ]有氧呼吸Ⅲ→Ｈ２Ｏ２.能量联系专题６ 光合作用３１ 对应学生用书起始页码Ｐ５６一 比较、辨认光合作用和细胞呼吸的生理过程(科学思维)１.归纳光合作用与细胞呼吸的过程２.分析、推理光合作用与有氧呼吸过程中[Ｈ]和ＡＴＰ的来源和去向光合作用有氧呼吸[Ｈ]来源Ｈ２Ｏ光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原Ｃ３用于第三阶段还原Ｏ２ＡＴＰ来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于Ｃ３还原用于各项生命活动(２０１５浙江理综ꎬ３０ꎬ１４分)某植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示ꎮ图中叶绿体内膜上磷酸转运器转运出１分子三碳糖磷酸的同时转运进１分子Ｐｉ(无机磷酸)ꎮ请回答:(１)磷除了是光合作用相关产物的组分外ꎬ也是叶绿体内核酸和 的组分ꎮ(２)卡尔文循环中３－磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于 ꎮ(３)若蔗糖合成或输出受阻ꎬ则进入叶绿体的 数量减少ꎬ使三碳糖磷酸大量积累于 中ꎬ也导致了光反应中合成的 数量下降ꎬ卡尔文循环减速ꎮ上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于 ꎮ此时过多的三碳糖磷酸将用于 ꎬ以维持卡尔文循环运行ꎮ思路导引识图析图↓分析作答↓结合光反应、暗(碳)反应的关系及不同反应过程的相互联系不同物质的产生过程及场所解析 本题主要考查光合作用暗(碳)反应的有关知识ꎮ(１)磷可参与光合产物三碳糖磷酸、核酸分子的合成ꎬ同时也是生物膜的重要组分———磷脂的组成元素ꎮ(２)卡尔文循环中ꎬ一分子五碳糖与一分子ＣＯ２在酶的催化作用下形成１个六碳分子ꎬ这个六碳分子随即分解成２分子３－磷酸甘油酸ꎬ３－磷酸甘油酸转化为三碳糖磷酸需光反应提供的ＡＴＰ和ＮＡＤＰＨꎬ该反应为吸能反应ꎮ(３)三碳糖磷酸转运出叶绿体既降低了叶绿体基质中三碳糖磷酸的浓度ꎬ又保证了Ｐｉ正常运输到叶绿体内部供光反应消耗ꎮ若蔗糖合成受阻ꎬ叶绿体外运的三碳糖磷酸量减少ꎬ导致叶绿体基质中三碳糖磷酸大量积累ꎬ叶绿体也因Ｐｉ不足而影响ＡＴＰ的合成ꎬ导致卡尔文循环减速ꎮ此时ꎬ过多的三碳糖磷酸合成淀粉ꎬ以降低其浓度ꎬ维持卡尔文循环运行ꎮ答案 (１)磷脂(２)吸能反应(３)Ｐｉ 叶绿体基质 ＡＴＰ 负反馈调节 淀粉合成１－１ 下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程ꎬ下列有关说法正确的是( )Ａ.过程①中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光Ｂ.过程②只发生在叶绿体基质ꎬ过程③只发生在线粒体Ｃ.过程③释放的能量大部分储存于ＡＴＰ中Ｄ.过程④一般与吸能反应相联系１－１答案 Ｄ 过程①②③分别为光反应、暗反应和呼吸作用ꎬ光反应中类胡萝卜素主要吸收的是蓝紫光ꎬ叶绿素主要吸收红光和蓝紫光ꎬＡ错误ꎻ对于甘蔗来讲ꎬ过程②只发生在叶绿体基质ꎬ过程③主要发生在线粒体ꎬＢ错误ꎻ过程③释放的能量大部分以热能的形式散失ꎬ少部分转移到ＡＴＰ中ꎬＣ错误ꎻ过程④是放能过程ꎬ可以为吸能反应供能ꎬＤ正确ꎮ １