1、第3讲光合作用()1.光合作用的基本过程() 2.实验：叶绿体色素的提取和分离1.叶绿体的结构与功能相适应；物质和能量观：通过光合作用合成有机物，储存能量(生命观念)2.比较光反应和暗反应，掌握光合作用的过程(科学思维)3.分析色素的提取与分离的结果(科学探究)4.光合作用的原理在生产中的应用(社会责任)考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构1叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a蓝绿色叶绿素b黄绿色类胡萝卜素叶黄素黄色胡萝卜素橙黄色2.叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：(1)色素的功能：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)色素吸收光的范围：可见光
2、的波长范围大约是390760 nm，一般叶绿体中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光不吸收。3叶绿体的结构与功能4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，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，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。(人教版必修1 P99“与社会的联系”)温室或大棚种植蔬菜时，最好选择什么颜色的玻璃或塑料薄膜？说明原因。提示：无色透明。有色玻璃或塑料薄膜主要
3、透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用的进行；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行。1叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光。()2液泡中色素吸收的光能用于光合作用。()提示：叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。3叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。()提示：叶片黄化，说明叶绿体中的叶绿素减少，所以吸收红光减少。4光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()提示：基质中有酶分布，但没有色素。5没有叶绿体，细胞不能进行光合作用。()提示：蓝藻细胞没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。1高等植物的叶片一般呈现绿色
4、，原因是_。提示：叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，绿光被反射出来2入秋后，叶片逐渐变黄，原因是_。提示：入秋后，气温逐渐降低，低温可导致叶绿素被破坏，而类胡萝卜素比较稳定，叶片中叶绿素含量减少，类胡萝卜素相对含量增加影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶子变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻
5、，叶子变黄。1现有载有水绵和好氧型细菌的临时装片、红光源和绿光源，请设计实验验证植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率，简要写出实验方案和预期实验结果与结论。思维瓶颈：迁移恩格尔曼实验。提示：将临时装片置于没有空气的黑暗环境中，分别用同等强度的红光束和绿光束照射水绵。好氧型细菌更多聚集在红光束照射的部位，证明植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率。2研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。实验思路：预期结果：思路建模：设置对照分组编号控制自变量
6、，排除无关变量检测因变量。提示：实验思路：将部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，部分置于黑暗条件下培养(乙组)。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，比较滤纸条上的色素带。预期结果：甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带，乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带。考查光合色素的种类和作用1下列关于植物细胞叶绿体内光合色素的叙述，正确的是()A胡萝卜素和叶黄素主要吸收红光和蓝紫光B叶片呈现绿色的原因是其叶绿素吸收绿光最少，使绿光被反射出来C四种光合色素在层析液中的溶解度最小的是胡萝卜素D植物生长过程中，叶
7、绿体内各种色素的比例保持不变B胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，A项错误；叶片呈现绿色的原因是其叶绿素吸收绿光最少，使绿光被反射出来，B项正确；四种光合色素在层析液中的溶解度最小的是叶绿素b，C项错误；植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例会发生改变，D项错误。2(2020浙江联考)如图表示叶绿体中色素的吸收光谱。据图判断，以下说法错误的是()A由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光B进入秋季，植物对420470 nm波长的光的利用量减少C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D由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，短时间内叶绿体中C5的
8、量减少D由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光，A正确；进入秋季，叶子变黄，叶绿素含量减少，植物对420470 nm波长的光的利用量减少，B正确；由图可知，叶绿体中色素吸收450 nm波长的光比吸收600 nm波长的光要多，因此用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正确；由图可知，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变多，C3C5(CH2O)过程增强，C5增多，D错误。考查叶绿体的结构和功能3叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是 ()A叶绿体中的色
9、素主要分布在类囊体腔内BH2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中CCO2的固定过程发生在类囊体的薄膜上D光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成的D叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。4(2020重庆南开中学月考)下列关于叶绿体的叙述，正确的是()A叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B叶绿体基质中NADP能形成NADPHC类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原C叶绿体扩大受光
10、面积的不是外膜和内膜，而是类囊体薄膜，A项错误；NADP形成NADPH的场所是基粒，B项错误；类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C项正确；催化CO2的固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中，D项错误。考点二绿叶中色素的提取和分离(实验)1实验原理2实验步骤(1)提取色素研磨操作图解添加物质作用无水乙醇溶解色素二氧化硅研磨充分碳酸钙保护色素过滤：用单层尼龙布过滤收集滤液。(2)分离色素主要操作操作要点操作目的制备滤纸条一端剪去两角保证色素在滤纸上扩散均匀、整齐画滤液细线用毛细吸管吸取色素滤液，沿铅笔线均匀画一条滤液细线滤液细线要细、直，使各色素扩散的起点相同待滤液干后，再画一两次使滤液
11、细线上有较多的色素层析层析液不能触及滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，而不会沿滤纸条向上扩散3.实验结果分析结合图示填写表格内容。色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度a胡萝卜素橙黄色最少最高最快b叶黄素黄色较少较高较快c叶绿素a蓝绿色最多较低较慢d叶绿素b黄绿色较多最低最慢绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加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。(2)滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液细线不能
12、达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的。(3)滤纸条看不到色素带：忘记画滤液细线；滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。1(2020江苏高考)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是()A提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C研磨时添加石英砂有助于色素提取D画滤液细线时应尽量减少样液扩散B叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止
13、叶绿素被氧化破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。2如图是利用新鲜的菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验，滤液经层析后，色素带在滤纸条上的分布情况，下列说法正确的是()A是叶黄素，是胡萝卜素，它们是类胡萝卜素B是叶绿素b，其含量最多C的溶解度最高，扩散速度最慢D菠菜叶如果放置时间过长，实验中色素带宽度会变窄D滤纸条上色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶绿素a含量最多，A、B错误；四种色素中，胡萝卜素溶解度最高，扩散速度最快，叶绿素b溶解度最低，扩散速度最慢，C错误；
14、放置时间过长的菠菜叶叶绿素会被破坏，导致叶绿素a、叶绿素b色素带宽度变窄，D正确。3(2020武汉模拟)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述正确的是 ()A强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C四种色素在层析液中溶解度的大小是，C错误；如果滤液细线触及石油醚，四种色素会溶解于层析液中，得不到四条色素带，D错误。4在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物A、B两个品种，在正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容与结果见下表。品种光照处
15、理叶绿素a含量(mg/cm2)叶绿素b含量(mg/cm2)类胡萝卜素总含量(mg/cm2)光合作用速率mol CO2/(m2s)A正常光照1.810.421.024.59A弱光照0.990.250.462.60B正常光照1.390.270.783.97B弱光照3.803.040.622.97回答下列问题：(1)据表推知，该实验的自变量是_，无关变量是_(两个即可)。(2)表中的光合色素位于叶绿体的_上。用纸层析法将品种B绿叶光合色素分离的原理是_。(3)据表分析，在弱光照处理时，品种A和品种B的光合作用速率都减慢，但品种B比品种A的光合作用速率减慢程度低，原因是_。答案(1)光照强度和植物种类
16、温度、二氧化碳浓度(合理即可)(2)类囊体的薄膜光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢(3)品种B在弱光照处理时叶绿素a和叶绿素b含量增加考点三光合作用的过程1光合作用的探究历程科学家关键设计或现象实验结论(观点)普利斯特利点燃的蜡烛(小鼠)绿色植物蜡烛不熄灭(小鼠不死亡) 植物可以更新空气英格豪斯500多次植物更新空气的实验植物只有在光下才能更新空气梅耶依据能量转化与守恒定律光合作用把光能转换为化学能萨克斯光合作用产物除氧气外还有淀粉恩格尔曼氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所鲁宾和卡门光合作用释放氧气全部来自H2O卡尔文用14C标记的14CO
17、2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性光合作用中碳原子的转移途径为：14CO214C3(14CH2O)2.光合作用的过程(1)根据如图分析光反应与暗反应的区别过程.光反应.暗反应场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质条件光、色素和酶多种酶原料水、NADP、ADP、PiH(NADPH)、ATP、CO2产物H(NADPH)、ATP、O2(CH2O)、ADP、Pi物质变化水的光解：H2OHO2ATP的合成：ADPPiATPCO2的固定：CO2C52C3C3的还原：2C3(CH2O)C5能量变化光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能(2)根据如图分析光反应与暗反应的联系光反应为暗反
18、应提供ATP和NADPH。暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP。(3)写出光合作用总反应式，并用箭头标注反应物中H、O的去向：。3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无机物氧化释放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(人教版必修1 P103“相关信息”)光合作用光反应阶段产生的H代表的物质是什么？与细胞呼吸过程中产生的H代表的物质相同吗？提示：光合作用光反应阶段产生的H是还原型辅酶(NADPH)，细胞呼吸产生的H是还原型辅酶(NADH)，二者不相同。因此，两者代表的物质不相同。1光合作用光反应阶段产生的H可在叶绿体基质中
19、作为还原剂。()2H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中。()提示：H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上。3只提供光照，不提供CO2，植物可独立进行光反应。()提示：在暗反应不能进行时，因光反应产生的H和ATP的积累，光反应也要停止。4在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中C3和C5含量都迅速增加。()提示：突然停止光照后，C3增加，C5减少。5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，其叶绿体内CO2的固定立即停止。()提示：光反应停止后，光反应产生的H和ATP仍
20、可被暗反应利用一段时间。6土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖。()1光合作用过程中产生的ATP与细胞呼吸过程中产生的ATP的利用不同是_。提示：光反应阶段产生的ATP用于暗反应阶段C3的还原和叶绿体中蛋白质、核酸的合成。细胞呼吸产生的ATP可用于除光合作用以外的生命活动2研究小组将生长状况相似的菠菜幼苗均分为A、B两组进行实验探究，A组培养在完全培养液中，B组培养在缺Mg2的完全培养液中，其他条件相同且适宜。培养一段时间后，检测并比较两组菠菜幼苗的干物质的量，B组明显少于A组，原因是_。提示：Mg2是合成叶绿素的原料，缺少Mg2不利于叶绿素的合成，光反应产生的H和ATP不足，C3的还原
21、减少，形成的(CH2O)减少环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化如图中表示光反应，表示CO2的固定，表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化(短时间变化)1某同学以菠菜的绿叶为材料，制备了完整叶绿体悬浮液，并均分为两组，进行如下实验：组别加入物质条件实验现象A组DCPIP溶液适宜温度和光照等条件产生气泡，DCPIP溶液变为无色B组适量磷酸、 NaHCO3(CH2O)/C3比值增高(注：DCPIP氧化态为蓝紫色，被还原后为无色。)(1)A组气泡中成分是什么？DCPIP溶液
22、由蓝紫色变无色的原因是什么？(2)B组(CH2O)/C3比值增高原因是什么？提示：(1)O2；光反应阶段产生的H使DCPIP还原。(2)是磷酸有利于光反应阶段中ATP的形成，进而促进暗反应中C3的还原形成(CH2O)。2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。每组处理的总时间均为135 s，光照与黑暗处理情况见如图所示(A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同)。结果是A组光合作用产物的相对含量为50%；B组光合作用产物的相对含量为70%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%。(1)各组实验的温
23、度、光照强度和CO2浓度等条件适宜且相同，这样处理的目的是什么？(2)可以判断，单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组植物合成有机物的量，判断依据是什么？如何解释这一实验结果？ 提示：(1)排除无关变量对实验结果的干扰(或保证自变量的唯一性)。(2)B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%。因为随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的ATP和H能够及时利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。考查光合作用探究历程的相关实验1(2020张家口检测)光合作用的研究过程中有很多经典的研究范例。下列有关说法中错误的是()A科学家在验证
24、植物可以更新空气的实验时，经历多次失败从而发现了光在光合作用中的重要作用B探究光合作用的发生场所时，科学家选择极细的光束照射小球藻，根据好氧细菌的分布得到了结果C经饥饿处理的植株，叶片一半遮光，一半曝光，利用碘蒸气处理叶片，确定了淀粉是光合作用的产物D光合作用释放的氧的来源和碳在叶绿体有机物中的变化，都是人们利用同位素示踪技术发现的B科学家在验证植物可以更新空气的实验时，发现在黑暗中都会经历多次失败，从而发现了光在光合作用中的重要作用，A正确； 探究光合作用的发生场所时，科学家恩格尔曼选择极细的光束照射水绵，根据好氧细菌的分布得到了结果，B错误； 萨克斯经饥饿处理的植株，叶片一半遮光，一半曝光
25、，利用碘蒸气处理叶片，确定了淀粉是光合作用的产物，C正确； 光合作用释放的氧的来源是鲁宾、卡门采用同位素标记法研究了光合作用，碳在叶绿体有机物中的变化是卡尔文通过同位素示踪法探究CO2的固定过程中碳元素的转移途径，他们都利用同位素示踪技术，D正确。2(2020四川广安模拟)如图分别表示萨克斯、鲁宾和卡门、恩格尔曼所做的关于光合作用的三个经典实验。下列相关叙述正确的是()图1图2图3A图1中A与C部分对照说明光合作用需要光B图2所示实验运用的实验方法是荧光标记法C图3所示实验中，好氧细菌分布于光束照射的部位D若探究光反应的过程，需要对H2O和CO2进行标记并追踪其去向C图1中B与C部分对照说明光
26、合作用需要光，A错误；图2所示实验运用的实验方法是同位素标记法，B错误；图3所示实验中，光束照射到的部位通过光合作用产生了O2，所以好氧细菌分布于光束照射的部位，C正确；H2O是光反应的反应物，CO2是暗反应的反应物，因此若探究光反应的过程，需要对H2O进行标记并追踪其去向，D错误。结合图示考查光合作用的过程3(2020之江教育评价检测)如图为某植物的光合作用过程模式图，字母 AG 表示物质或结构，下列说法错误的是()A物质A为O2，物质D为NADP，物质F为CO2B类囊体腔中积累H有利于ATP的合成 C突然停止光照，短期内三碳酸分子的含量将会下降DG具有催化和运输作用，对H的运输方式是协助扩
27、散C突然停止光照，短期内三碳酸分子的含量将会因NADPH和ATP的减少而含量增多。4(2020曲靖一中模拟)光合作用包括光反应与暗反应，光反应又包括许多个反应。如图为光合作用的光反应示意图，请据图回答相关问题。(1)由图可知，PS和PS位于_，具有_的功能。 (2)从物质的变化角度分析，光反应为暗反应提供_和_；从能量变化的角度分析，光反应的能量变化是_。给某植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O。氧气中含有18O是由于_，HO又作为原料参与了光合作用。(3)光反应涉及电子(e)的一系列变化，电子(e)的最初供体为_。 (4)从图中ATP的产生机制可以判断膜内H浓度_(填“大于”“
28、等于”或“小于”)膜外浓度。 解析如图表示的是类囊体上的光反应过程。PS和PS表示的是吸收和转化光能的色素。类囊体膜上的ATP合成酶同时具有H通道作用，在类囊体内的H通过通道顺浓度梯度外流的过程中，ATP合成酶催化ADP和Pi合成ATP。光合作用的暗反应过程中能够产生H2O。答案(1)类囊体膜吸收(转化)光能/传递电子(2)ATPNADPH光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能C18O2中的部分氧转移到HO中(3)H2O(4)大于考查环境条件变化对光合作用速率及各物质变化的分析5.(2020承德一中检测)如图表示某植物一昼夜之内叶绿体中C3相对含量的变化，下列说法中不正确的是()A从B点开
29、始合成光合产物(CH2O)BAB段C3含量较高与没有接受光照有关CE点时C3含量极低与二氧化碳的供应有关DE点时叶绿体中ATP的含量比D点时低DAB段C3含量不变，且是夜间没有光照，所以没有有机物生成，A正确；AB段C3含量不变，对应的时间是06点，没有光照，C3含量较高与没有接受光照有关，B正确；C、E点时，光照过强，温度较高导致气孔部分关闭，二氧化碳供应减少，生成的C3含量极低，C正确；E点时，光照充足，供应较强，叶绿体中光反应产生的ATP的含量较D点高，D错误。6如图是水绵在不同环境因素影响下光合速率变化的示意图，据图回答：(注：箭头所指为处理开始时间)(1)t1t2期间，叶绿体_上的色
30、素捕获的光能增加，光反应产生的ATP和H增多，加速了_(场所)中C3的还原，进而使光合速率增大。(2)t2t3期间，限制水绵光合速率的外界因素主要是_，此时进一步增加光照强度，光合速率将_(填“增加”“减少”或“不变”)。(3)t3t4期间，光合速率提高的原因是_。(4)t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量_(填“增加”“减少”或“不变”)。解析(1)叶绿体中捕获光能的色素分布在类囊体薄膜上。光反应产生的ATP和H可用于暗反应阶段C3的还原，暗反应的场所是叶绿体基质。(2)题图显示t2t3期间，光照充足且恒定，但光合速率不再增加，t3时刻充入CO2后，光合速率开始增加，这说明t2t3期间
31、，限制水绵光合速率的外界因素主要是CO2浓度，此时进一步增加光照强度，光合速率将不变。(3)结合对(2)的分析可知，t3t4期间，光合速率提高的原因是CO2浓度增大，暗反应增强，C3含量增多，加快消耗了原本积累的ATP和H，从而促进光反应，进而使光合速率增强。(4)t4时刻突然停止光照，光反应停止，类囊体薄膜上不再有ATP合成，原有的ATP继续水解成ADP和Pi，释放的能量用于C3的还原，所以t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量会增加。答案(1)类囊体(薄膜)叶绿体基质(2)CO2浓度不变(3)CO2浓度增大，暗反应增强，C3含量增多，加快消耗了原本积累的ATP和H，从而促进光反应，进而
32、使光合速率增强(4)增加1.可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体(如蓝藻等)，但是都有光合色素。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，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。3植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。4暗反应不直接需要光，但是如果没有光照，光反应停止后，暗反应很快也会停止。5光合作用的产物主要是糖类，还有一些类脂、有机酸、氨基酸和蛋白质等。6叶绿体产生的ATP只能用于自身的物质合成，不能直接用于细胞中其他部位的生命活动。1.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。2吸收光能的四种色素分布在
33、叶绿体的类囊体薄膜上。3叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。4光合作用释放的O2来自H2O。5光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成H和O2，同时形成ATP的过程。6暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。真题体验| 感悟高考淬炼考能1(2020天津等级考)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正
34、确的是()A产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素A题干信息“该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸”说明，乙醇酸是在暗反应中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用16种酶等物质进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有CO2、H2O等，B错误；类囊体上进行的光反应为暗反应中C3的还原提供了NADPH和ATP，光反应产生的O2不参与暗反应，C错误；该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的
35、CO2固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。2(2019全国卷)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自()A水、矿质元素和空气B光、矿质元素和水C水、矿质元素和土壤D光、矿质元素和空气A水是占细胞鲜重最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外，植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的CO2合成有机物使植株质量增加。故A符合题意。3(2019海南高考)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是()A光合作用的暗反应阶段
36、不能直接利用光能B红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用B光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的H和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。故选B。4(2019江苏高考)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的
37、是()A研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D实验验证了该种蓝藻没有叶绿素bD研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，A项错误；层析液由有机溶剂配制而成，B项错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。5(2017全国卷)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
38、用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示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A本题考查色素对光能的吸收、光合作用的过程。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A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正确；题干中给出“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”，光合作用吸收CO2、释放O2，O2的释放意味着CO2的吸收，C正确；640660 nm波长光正好是叶绿素的吸收区，故叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。6(2020山东等级考)人工光合
39、作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_，模块3中的甲可与CO2结合，甲为_。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将_(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是_。(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量_(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是_。(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水
40、地区有广阔的应用前景。解析(1)根据题图可知，模块1利用太阳能发电装置将吸收的光能转换为电能，模块2利用电能电解水生成H和O2，并发生能量转换的过程。该系统中的模块1和模块2相当于叶绿体中光反应功能。模块3将大气中的CO2转换为糖类，相当于光合作用的暗反应。暗反应中的CO2的固定为CO2和C5结合生成C3，C3在光反应提供的NADPH和ATP的作用下被还原，随后经过一系列反应形成糖类和C5，故该系统中模块3中的甲为五碳化合物(C5)，乙为三碳化合物(C3)。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则CO2浓度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的还原短时间内仍正常进行，因此短时间内会导
41、致三碳化合物(C3)含量减少。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP，若该系统气泵停转时间较长，则模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP不足，从而导致模块2中的能量转换效率也会发生改变。(3)由于植物中糖类的积累量光合作用合成糖类的量细胞呼吸消耗糖类的量。与植物相比，该系统没有呼吸作用消耗糖类，所以在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下，土壤含水量低，导致植物叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少。因此，干旱条件下，很多植物光合作用速率降低。答案(1)模块1和模块2五碳化合物(或C5)(2)减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP不足(3)高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)(4)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少