第3单元第3讲能量之源-光与光合作用课件高考生物一轮复习

第3讲能量之源——光与光合作用(Ⅰ)知识体系核心素养栏目一知识梳理重难透析栏目二研析高考真题感悟栏目三栏目导引光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中。(3)叶绿体离开细胞，保持适宜条件仍可进行光合作用；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方；本题考查影响光合作用的因素及光反应与暗反应的特点。D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能注：“＋”表示具有该条件C．C3迅速增加，C5迅速减少若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高1．判断下列叙述的正误C．图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O)ATP中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能所以，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，此时叶绿体中C3迅速增加，C5迅速减少。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中。图2所示实验运用了同位素标记技术，该对比实验说明光合作用产生的O2来源于H2O，而不是来自CO2。C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂过程中形成染色体，而表皮细胞无分裂能力，细胞中无染色体，D符合题意(3)滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再重复画1～2次。题组二光合作用的探究历程(2)当供给14CO2时，放射性出现的顺序是：______________。即使菜叶剪碎不够充分，叶绿体色素也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素，B正确A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型3．(2019·山西大学附属中学期末)为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质和全部叶绿体。光合作用场所叶绿体双层膜、基质、基粒结构色素、酶、DNA、RNA、ATP、ADP、Pi重要物质从1771年20世纪40年代揭示出光合作用的过程发现光照、CO2、温度、水和矿质元素等影响因素过程光反应暗反应ATP、[H]ADP、Pi光照条件有光、无光均可条件[知识体系］知识体系核心素养[核心素养］生命观念通过比较光反应与暗反应的关系和光合作用元素去向分析，建立生命活动对立统一的观点理性思维通过分析C3、C5等物质变化和影响光合作用的曲线，培养学生能用文字、图表及数学模型准确描述生物学知识的能力科学探究通过“探究光照强度对光合作用强度影响”的实验，培养学生的实验探究能力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考点一捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程

知识梳理重难透析2.叶绿体中色素的吸收光谱分析(1)色素的功能：叶绿素主要吸收

，类胡萝卜素主要吸收

。(2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是390～760nm，叶绿体中的色素只吸收

，对红外光和紫外光等不吸收。红光和蓝紫光蓝紫光可见光3．叶绿体的结构与功能(1)结构模式图：提示：①—A—b

②—C—a

③—E—e

④—D—c

⑤—B—d1．判断正误：(1)被叶绿素吸收的光可用于光合作用()(2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同()(3)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光()(4)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光()(5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用()(6)叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内()√√×√××2．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色，请思考：(1)实验时预先对植物进行暗处理，其目的是____________________________________。(2)实验中_______对照可证明光合作用需叶绿体，___________对照可证明光合作用需要光。(3)本实验可证明光合作用的产物是_____。消耗掉原有淀粉，排除其对实验结果的干扰a与bd

e与b、d淀粉如图1、2、3所示为光合作用探索历程中的经典实验的分析及拓展(图1中叶片黄白色部分不含叶绿体)，请思考：(1)图1中a～e可构成哪些对照组？其验证的结论分别是什么？进行图1所示实验应事先对叶片作何处理，目的是什么？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)图2所示实验运用了何种技术？可得出何种推论？____________________________________________________________________________________(3)图3所示实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？该实验对环境有何特殊要求？其目的是什么？实验结果怎样？可得出何种结论？__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________图1中b和c部位都是绿色叶片，即都含有叶绿体，二者的区别在于有无光照，通过对比可以说明光合作用需要光照；a和b部位都有光照，二者的区别在于有无叶绿体，通过对照可以说明光合作用需要叶绿体；进行图l所示实验应事先将植株置于暗处作饥饿处理，以排除原有淀粉对实验结果的干扰。图2所示实验运用了同位素标记技术，该对比实验说明光合作用产生的O2来源于H2O，而不是来自CO2。图3实验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。该实验要在没有空气的黑暗环境中进行以排除氧气和极细光束外的其他光的干扰，实验结果是好氧细菌分布于叶绿体被光束照射的部位，由此证明叶绿体是光合作用的场所，氧气是由叶绿体释放出来的。题组一捕获光能的色素及结构1．(2019·辽宁沈阳三模)下列关于色素的叙述中，正确的是(

)A．植物体内所有的色素都位于叶绿体中B．叶绿体中的不同色素在无水乙醇中的溶解度不同，所以会在滤纸条上分离C．叶绿体中的各种色素都不能吸收绿光D．叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜植物体内光合色素都位于叶绿体中，液泡中也含有色素由于色素在层析液中的溶解度不同，所以其在滤纸条上的扩散速度不同，在滤纸条上分离绿光吸收的最少，而不是不吸收叶绿体中的光合色素分布于类囊体薄膜上D2．红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述正确的是(

)A．红枫叶片不含叶绿素B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用C1.影响叶绿素合成的三大因素2．叶绿体的结构与功能相适应的特点(1)叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成，有巨大的膜面积。(2)叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素。(3)叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。题组二光合作用的探究历程3．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，下列有关叙述正确的是(

)A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉

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图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用产物，所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光处理、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、一半遮光形成对照。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。B4．下列有关科学家探索光合作用的实验中，叙述错误的是(

)A．与黑藻相比，水绵更适宜用作探究光合作用的场所B．金鱼藻是水生植物，用作探究光合作用产物有O2时，利于收集气体C．卡尔文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径D．用银边天竺葵探究光合作用产物有淀粉时，不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝色光合作用产物之一是淀粉，淀粉遇碘液变蓝色。要检验是否生成淀粉，首先要用酒精使绿色的叶片脱去颜色，再滴加碘液，防止绿叶本身颜色对实验现象的干扰。银边天竺葵叶片边缘不含叶绿体，无法进行光合作用合成淀粉。D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。1．光合作用的过程光合作用反应式：CO2＋H2O

(CH2O)＋O2。图中：①

，②

，③

，④

。O2[H]C3CO2考点二光合作用的过程巧记光合作用过程的“一、二、三、四”

2．光合作用的总反应式及各元素的去向3．光反应与暗反应的区别与联系项目光反应暗反应条件需色素、光、酶不需色素和光，需要多种酶场所叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质物质转化(1)水光解：2H2O光酶4[H]＋O2；(2)ATP的合成：ADP＋Pi＋光能ATP能量转换光能→电能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能关系

基础速练1．判断下列有关光合作用叙述的正误。(1)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中()(2)光反应为暗反应提供[H]和H2O()(3)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生()(4)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPH[H]和CO2后，可完成暗反应()(5)光照下叶绿体的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的()(6)光反应将光能转化为稳定的化学能储存在ATP中()(7)光合作用强度与光照强弱和光质有关，而与光照时间长短无关()(8)在适宜光照条件下，叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质()(9)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中()×××√××××√2．下面是光合作用的图示，请分析：(1)结构A中发生了怎样的能量转变？_________________________________________________________。(2)当供给14CO2时，放射性出现的顺序是：______________。(3)如果突然停止光照，短时间内C3的含量将会________。C3的合成速度将会________。光能转变为ATP中活跃的化学能CO2→C3→甲上升降低2．环境改变时光合作用中各物质含量的变化分析当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用以下过程分析。(1)建立模型：如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：①需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。②需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。(2)含量变化分析过程与结果：条件过程变化[H]和ATPC3C5(CH2O)合成速率光照由强到弱，CO2供应不变(图甲)①②过程减弱，[H]、ATP减少，导致③⑤过程减弱，④过程正常进行

光照由弱到强，CO2供应不变(图乙)①②过程增强，[H]、ATP增加，导致③⑤过程增强，④过程正常进行

减少减少减少增加减小增加增加增大条件过程变化[H]和ATPC3C5(CH2O)合成速率光照不变，CO2由充足到不足(图丙)④过程减弱，C3减少，C5增加，导致③⑤过程减弱，①②过程正常进行

光照不变，CO2由不足到充足(图丁)④过程增强，C3增加，C5减少，导致③⑤过程增强，①②过程正常进行

增加

减少

增加

减小

减少

增加

减少

增大相关曲线：题组一光合作用的过程1．根据下面光合作用图解，判断下列说法正确的是(

)A．⑤过程发生于叶绿体基质中B．⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上C．图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O)D．②不仅用于还原C3化合物，还可促进③与C5的结合解析：根据光合作用的过程判断①②③④⑤⑥分别表示[H]、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中。C3化合物还原过程中需要ATP，CO2固定过程中不需要ATP。C2．(2019·山西大学附属中学期末)为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照。在A、B、C、D试管中，哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程(

)解析：细胞质中不能发生光合作用过程，A错误；光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，这是因为在类囊体薄膜上含有色素和相应的酶，因此在B试管的叶绿体中可检测到光合作用的光反应过程，B正确；叶绿体基质是光合作用暗反应的场所，不能发生光反应，C错误；D试管中虽含有叶绿素，能够吸收光能，但是可能因为缺少光反应所需要的酶和ADP、Pi等物质，因此光能的转化也无法进行，D错误。B3．下面为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。有关判断错误的是(

)A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解B．c为ATP，f为[H]C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能f为NADP＋B(1)氧气是水光解的产物，在叶绿体类囊体薄膜上产生，淀粉是在叶绿体基质内产生的。(2)色素吸收、传递、转化能量过程中不需要酶的催化，而ATP的合成、CO2的固定、C3的还原离不开酶的催化。(3)叶绿体离开细胞，保持适宜条件仍可进行光合作用；离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，也可完成暗反应。(4)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。题组二环境变化对物质含量变化的影响4．在其他条件适宜的情况下，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化合物含量的变化是(

)A．C3和C5都迅速减少B．C3和C5都迅速增加C．C3迅速增加，C5迅速减少D．C3迅速减少，C5迅速增加C由题意知，在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照后，光反应停止，NADPH和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定则继续进行，但由于缺少NADPH和ATP，C3不能被还原而积累，使C3迅速增加；C5是植物体细胞内具有一定数量且能循环利用的物质，当CO2＋C5→2C3后，C3又不能被还原再形成C5时，C5将迅速减少。所以，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，此时叶绿体中C3迅速增加，C5迅速减少。5．下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是(

)

A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B．t2→t3，碳反应限制光合作用；若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、碳反应增强的结果D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质中t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高t3→t4，碳反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应(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。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，NADPH和ATP含量变化是一致的。1．判断下列叙述的正误(1)类囊体上产生的ATP可用于暗反应()(2)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP()(3)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中()(4)在适宜光照条件下，叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质()(5)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生()(6)光反应为暗反应提供[H]和H2O()(7)离体叶绿体基质中添加ATP、[H](NADPH)和CO2后，可完成暗反应()(8)进入叶绿体的CO2不能被[H](NADPH)直接还原()√××√××√√2．据光合作用过程图完成下列问题(1)色素的功能是____________________，水分解为O2、[H]的场所是_______________。(2)进行光反应的条件有光、色素、酶等，产物有_____________。(3)暗反应进行的场所是叶绿体基质，参与反应的物质有CO2、ATP、[H]和C5，进行的条件是_______。吸收、传递和转化光能叶绿体类囊体薄膜ATP、O2和[H]多种酶(4)写出光合作用的总反应式并标出各元素的来源和去向。①光合作用总反应式：CO2＋H2O光能叶绿体(CH2O)＋O2。②各元素的去向：a．氧元素：H2O→___；CO2→(H2O)b．碳元素：CO2→___→(CH2O)c．氢元素：H2O→___→(CH2O)O2C3[H]3．长句应答突破简答题(1)土壤中缺乏N，植物的光合作用就会受影响，请分析原因：________________________________________________________________________。(2)若将某种植物密闭在无O2，但其他条件适宜的小室中，光照培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增强，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。N是组成ATP、NADPH、酶以及类囊体薄膜等与光合作用有关的物质或结构的重要元素该植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增强1．利用同位素示踪法判断光合作用C、H、O的转移途径2．环境改变时光合作用中各物质含量的变化分析当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用以下过程分析。(1)建立模型：①需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。②需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：(2)含量变化分析过程与结果：条件过程变化[H]和ATPC3C5(CH2O)合成速率光照由强到弱，CO2供应不变(图甲)①②过程减弱，[H]、ATP减少，导致③⑤过程减弱，④过程正常进行减少增加减少减小光照由弱到强，CO2供应不变(图乙)①②过程增强，[H]、ATP增加，导致③⑤过程增强，④过程正常进行增加减少增加增大光照不变，CO2由充足到不足(图丙)④过程减弱，C3减少，C5增加，导致③⑤过程减弱，①②过程正常进行增加减少增加减小光照不变，CO2由不足到充足(图丁)④过程增强，C3增加，C5减少，导致③⑤过程增强，①②过程正常进行减少增加减少增大相关曲线：题组一光合作用的过程1．如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中A～C表示相关物质。有关分析错误的是(

)A．图中A为氧气，可部分释放到空气中B．图中B为NADPH，外界CO2a浓度升高时，B的含量暂时升高C．该过程消耗的NADP＋和C来自叶绿体基质D．该过程将光能转化为化学能储存在ATP中水的光解产物是氧气和[H]，若光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气会部分释放到空气中题图中B是在NADP＋、H＋和电子参与下形成的，为NADPH，当外界CO2浓度升高时，碳反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降低叶绿体基质中，碳反应消耗NADPH、ATP产生NADP＋、ADP光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP中B2．根据下面光合作用图解，判断下列说法正确的是(

)A．⑤过程发生于叶绿体基质中B．⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上C．图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O)D．②不仅用于还原C3化合物，还可促进③与C5的结合根据光合作用的过程判断①②③④⑤⑥分别表示[H]、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中。C3化合物还原过程中需要ATP，CO2固定过程中不需要ATP。C3．(2019·山西大学附属中学期末)为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照。在A、B、C、D试管中，哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程(

)细胞质中不能发生光合作用过程，A错误；光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，这是因为在类囊体薄膜上含有色素和相应的酶，因此在B试管的叶绿体中可检测到光合作用的光反应过程，B正确；叶绿体基质是光合作用暗反应的场所，不能发生光反应，C错误；D试管中虽含有叶绿素，能够吸收光能，但是可能因为缺少光反应所需要的酶和ADP、Pi等物质，因此光能的转化也无法进行，D错误。B4．下面为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。有关判断错误的是(

)A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解

B．c为ATP，f为[H]C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能题图所示，a为叶绿体色素，主要吸收红光和蓝紫光；b为O2，c为ATP，d为ADP，e为NADPH([H])，f为NADP＋，故B错误。B题组二环境变化对物质含量变化的影响5．在其他条件适宜的情况下，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化合物含量的变化是(

)A．C3和C5都迅速减少B．C3和C5都迅速增加C．C3迅速增加，C5迅速减少D．C3迅速减少，C5迅速增加由题意知，在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照后，光反应停止，NADPH和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定则继续进行，但由于缺少NADPH和ATP，C3不能被还原而积累，使C3迅速增加；C5是植物体细胞内具有一定数量且能循环利用的物质，当CO2＋C5→2C3后，C3又不能被还原再形成C5时，C5将迅速减少。所以，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，此时叶绿体中C3迅速增加，C5迅速减少。C6．下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是(

)A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B．t2→t3，碳反应限制光合作用；若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、碳反应增强的结果D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质中t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高t3→t4，碳反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低D(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。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，NADPH和ATP含量变化是一致的。[实验原理]考点三实验：叶绿体中色素的提取和分离[实验流程]步骤操作要点说明研磨①无水乙醇：作为提取液，可溶解绿叶中的色素②SiO2：使研磨更充分③CaCO3：防止研磨时叶绿素受到破坏过滤研磨后用单层尼龙布过滤制备滤纸条剪去两角的滤纸条一端1cm处用铅笔画一条细线剪去两角以保证色素在滤纸上扩散均匀、整齐，否则会形成弧形色素带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，待滤液干后再画一两次①滤液细线要细、直②干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同色素分离将适量层析液倒入试管→插入滤纸条→棉塞塞紧试管口实验结果分析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_____最快b.叶黄素______较少较高较快c.叶绿素a___________较低较慢d.叶绿素b______较多_____最慢最高黄色蓝绿色最多黄绿色最低【实验成功的关键】(1)叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。(2)研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。(3)滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再重复画1～2次。(4)滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。1．下列与“绿叶中色素的提取和分离”实验有关的叙述，正确的是(

)A．提取绿叶中的色素时只能用无水乙醇溶解色素B．研磨叶片后立即加入碳酸钙可防止色素被破坏C．叶绿素b在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素D．不同绿叶中的色素在滤纸条上的色带顺序不同绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇和丙酮中；叶绿体色素的提取的实验研磨前加入碳酸钙，可以保护叶绿体色素，防止色素被破坏；叶绿素b在层析液中溶解度最小；各色素带顺序是由自身在层析液中的溶解度所决定的，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，与绿叶种类无关。C2．(2020·威海调研)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是(

)A．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多B．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小D．滤纸条上没有色素带，说明材料可能为黄化叶片叶绿体色素中绿色的叶绿素含量约占3/4，所以提取液呈绿色；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方；色素带的宽窄反映了色素含量的多少；用黄化叶片进行绿叶中色素提取与分离实验时，滤纸条上仍然会有胡萝卜素和叶黄素的色素带。A3．(2020·秦安模拟)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，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<ⅣD．色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅；强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成；四种色素在层析液中溶解度大小关系是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ；色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚，色素会溶解在层析液中，从而不能得到色素带。B4．利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)。当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确的位置应为(

)在层析液中4种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。B5．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断下列说法错误的是(

)A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光B．用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长的光的利用量显著减少类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光；据图可知，用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度；由550nm波长的光转为670nm波长的光后，光合色素吸收光能增强，光反应增强，C3的还原加速，叶绿体中C3的量将减少；叶绿素b主要吸收420～470nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少。C6．将在黑暗中放置一段时间的叶片均分成4小块，分别置于不同的试管中，按下表进行实验处理，其中着色最浅的叶片所在的试管是(

)试管编号①②③④实验处理CO2溶液＋＋＋＋光照白光蓝光红光绿光碘液＋＋＋＋注：“＋”表示具有该条件A．①B．②C．③D．④在不同的光照条件下，光合作用强度不同，叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光几乎不吸收，故在白光下，叶片光合作用最强，经碘液处理后，着色最深；绿光下，叶片光合作用最弱，着色最浅。7．如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是(

)A．提取色素时，要加入SiO2和CaCO3进行充分研磨B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C．实验结果①可说明叶绿素合成需要光照D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多提取色素时加入SiO2是为了研磨充分，而加入CaCO3是为了防止色素被破坏；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同；在光下和避光条件下实验结果①色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照；实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多。B叶绿体色素的提取与分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。③一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)。④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。(3)滤纸条上看不到色素带①忘记画滤液细线。②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)滤纸条上只呈现胡萝卜素、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”。(2019·全国卷Ⅰ)将一株质量为20g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40g，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[关键点拨]本题考查光合作用探索历程中的实验。本题考查植物生长过程中的物质变化，意在考查考生的理解能力。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。A研析高考真题感悟(2017·全国卷Ⅲ)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640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的本题考查光合作用过程中光合色素的吸收光谱等相关知识，类胡萝卜素不吸收红光。光合色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光合作用的作用光谱既可用O2的释放速率随光波长的变化来表示，也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示叶片在640～660nm波长光下只有叶绿素能吸收光能，进行光合作用，释放O2。AC．C3迅速增加，C5迅速减少D试管中虽含有叶绿素，能够吸收光能，但是可能因为缺少光反应所需要的酶和ADP、Pi等物质，因此光能的转化也无法进行，D错误。注：“＋”表示具有该条件通过比较光反应与暗反应的关系和光合作用元素去向分析，建立生命活动对立统一的观点色素带的宽窄反映了色素含量的多少；应该在研磨叶片前加入碳酸钙，A错误1．(2019·辽宁沈阳三模)下列关于色素的叙述中，正确的是()(4)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。剪去两角以保证色素在滤纸上扩散均匀、整齐，否则会形成弧形色素带C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用知识梳理重难透析叶绿体基质中，碳反应消耗NADPH、ATP产生NADP＋、ADPb为O2，c为ATP，d为ADP，e为NADPH([H])，f为NADP＋，故B错误。(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；(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是__。A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气2．据光合作用过程图完成下列问题[自主卷·真题借鉴]图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。(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。(2016·全国卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是(

)A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收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．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的叶绿体中的色素是有机物，可溶于无水乙醇中Mg2＋是构成叶绿素的成分，可由植物的根从土壤中吸收一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用叶绿素的合成需要光照，黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的C(2018·全国卷Ⅰ)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是__。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是___，判断的依据是____________________________________________________________________________________________________________________。甲甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是_____。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。乙CO2解析：(1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。(4)夏日晴天中午12点，温度较高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。光照由强到弱，CO2供应不变(图甲)(2)ATP的合成：ADP＋Pi＋光能ATPNADH(或答：还原型辅酶Ⅰ)图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。2．光合作用的总反应式及各元素的去向离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，也可完成暗反应。C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、碳反应增强的结果水的光解产物是氧气和[H]，若光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气会部分释放到空气中D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：C．C3迅速增加，C5迅速减少叶绿体中的光合色素能吸收红光和蓝紫光，因此在红光和蓝紫光下，叶绿体会产生氧气(2018·北京理综)光反应在叶绿体类囊体上进行。2．环境改变时光合作用中各物质含量的变化分析b．碳元素：CO2→___→(CH2O)水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质中色素带的宽窄反映了色素含量的多少；光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP中B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚，色素会溶解在层析液中，从而不能得到色素带。2．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。下列相关说法正确的是()(2018·全国卷Ⅱ)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：(1)从图可知，A叶片是树冠_____(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是______________________________________________。(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的___反应受到抑制。(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是________。下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片暗无水乙醇解析：探究某种树木树冠上下层叶片的净光合速率，给出了来自树冠不同层的A、B两种叶片的光照强度与净光合速率的关系曲线图，图中也显示出A、B两种叶片的呼吸速率。(1)根据题图中的曲线可知，A叶片净光合速率最大时，对应的光照强度约为1200μmol·m－2·s－1，B叶片净光合速率最大时，对应的光照强度至少为2000μmol·m－2·s－1，即A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片，因此A叶片位于树冠下层。(2)当光照强度达到一定数值时，A叶片的放氧速率不变，但净光合速率下降，原因可能是光合作用的暗反应受到抑制。(3)常用的提取叶绿素的有机溶剂是无水乙醇。(2017·全国卷Ⅱ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是___、________、________、____，[H]代表的物质主要是________________________。(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_______________________。O2NADP＋ADP＋PiC5NADH(或答：还原型辅酶Ⅰ)C和D在缺氧条件下进行无氧呼吸解析：本题考查的内容涉及植物细胞的光合作用，呼吸作用过程中物质和能量的变化。(1)根据题目示意图可知，过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应。①是水光解的产物且不参与暗反应，则①是氧气，②和③分别是合成NADPH、ATP的原料，即②是NADP＋，③是ADP和磷酸，④参与CO2的固定，为C5，参与有氧呼吸第三阶段的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)在植物的叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体，产生ATP