5.4光合作用与能量转化（讲义）（解析版）

5.4光合作用与能量转化知识点1：实验——绿叶中色素的提取和分离★★★知识点①实验原理★★★提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。分离原理：不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度就越快，反之则慢。分离方法：纸层析法。【微点拨】若实验室中没有无水乙醇，可用体积分数为95%乙醇加入适量无水碳酸钠代替。其中无水碳酸钠可以除去乙醇中的水分。层析液是由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。层析液中含有毒成分，使用时需在通风好的条件下进行，同时需用培养皿盖住小烧杯，以减少层析液挥发。易错点：提取试剂——无水乙醇；分离试剂——层析液。知识点②实验步骤★★☆色素的提取色素的分离【微点拨】色素的提取实验中，无水乙醇不应一次性加入，为保证提取效果，应分多次加入。研磨时应迅速、充分，目的是防止溶剂挥发，并充分溶解色素。过滤时应用单层尼龙布，不能用纱布或滤纸，因为它们会吸附色素。色素的分离实验中，制备滤纸条时，若没有剪去两角，滤纸边缘的层析液扩散速度比中间快，会形成弧形色素带。画滤液细线时，要细、直、齐，使分离出的色素带平整、不重叠。待滤液细线干后，要重画1~2次，使滤液细线处有较多的色素，分离出的色素带清晰分明。纸层析色素时，不能让滤液细线触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散。实验问题分析问题原因收集到的滤液颜色过浅未加二氧化硅（石英砂），研磨不充分使用放置数天的菠菜叶，滤液中的叶绿素含量过少一次性加入大量无水乙醇未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠滤液细线画得过粗且不直滤纸条上看不见色素带忘记画滤液细线滤液细线接触层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中（2021秋•乾安县校级期末）如图是某学生用新鲜菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，得到的结果。下列有关这一结果的分析，正确的是（）A．在研磨时加入了过量的无水乙醇 B．滤液细线触及到了层析液 C．c代表的光合色素呈蓝绿色 D．研磨时没有加入碳酸钙【分析】1、提取色素的原理：色素能够溶解在有机溶剂中，常用无水乙醇提取色素。2、分离色素的原理：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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。3、提取绿叶中色素时，需要加入无水乙醇、SiO2、CaCO3，其中无水乙醇的作用是溶解色素，SiO2的作用是使研磨更充分，CaCO3的作用是防止色素被破坏。分离色素时，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，距点样处越远。距点样处的距离由近到远的色素依次是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素。【解答】解：A、新鲜菠菜叶中的叶绿素的含量多于类胡萝卜素，过量的无水乙醇会导致色素提取液的浓度降低，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，A错误；B、滤液细线触及到了层析液会使色素直接溶解在层析液中，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，B错误；C、c代表的光合色素是叶黄素，呈黄色，C错误；D、研磨时没有加入碳酸钙会导致叶绿素被破坏，提取的叶绿素少，即图中b（叶绿素a）、a（叶绿素b）会减少，D正确。故选：D。【点评】本题结合柱形图分析考查叶绿体中色素的提取和分离实验，意在考查考生的识记能力和识图能力，要求学生掌握该实验的基础知识，再对结果进行分析。（2021秋•峨山县校级期末）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是（）①加入的提取液太多②用体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠代替无水乙醇③研磨时没有加入碳酸钙④研磨时没有加入二氧化硅⑤取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少⑥画滤液细线的次数少⑦使用放置数天的菠菜叶A．①③⑦ B．②④⑤ C．①③④⑤⑥⑦ D．②③④⑤⑥【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：（1）提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素．（2）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．（3）各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏．（4）结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关．【解答】解：①加入的提取液太多，色素的比例小，则色素带颜色较浅，①正确；②体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠可以代替无水乙醇，不会导致色素带颜色较浅，②错误；③研磨时没有加入CaCO3，使部分色素被破坏，③正确；④研磨时没有加入SiO2，导致研磨不充分，色素没有充分提取，④正确；⑤取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少，绿叶中所含色素少，⑤正确；⑥在画滤液细线时，应等滤液干后再重画一到两次，画滤液细线次数太少，会使滤纸上的色素量少，也会导致滤纸条上色素带颜色较浅，⑥正确；⑦使用放置数天的菠菜叶，使部分色素被破坏，叶中所含色素少，⑦正确。故选：C。【点评】本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。（2021秋•新泰市校级期末）某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体，将其叶片进行了红光照射，光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片相比，实验结果是（）A．光吸收差异显著，色素带缺第2条 B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C．光吸收差异显著，色素带缺第1条 D．光吸收差异不显著，色素带缺第1条【分析】分离色素利用纸层析法，原理是四种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的扩散速度快，结果从上而下分别是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）。叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。【解答】解：叶绿体色素有四种，经纸层析法得到的色素带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。所以将叶黄素缺失突变体叶片，进行红光照射测定光吸收差异不显著，而色素带缺叶黄素这个条带，位于第2条。故选：B。【点评】考查叶绿体色素种类、功能和层析条带排列顺序的相关知识，意在考查学生掌握知识要点，并能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。（2021•香坊区校级开学）如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行实验的流程，相关叙述错误的是（）A．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色 B．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域 C．纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同 D．在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大【分析】绿叶中色素的提取和分离实验的原理：色素能溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇来提取色素；四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，所以能用层析液将四种色素分离．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．【解答】解：A、光下生长的韭菜叶绿体中含有四种色素：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），避光生长的韭黄只含有两种色素：胡萝卜素、叶黄素，A正确；B、叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，故两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，B错误；C、纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散速度快，C正确；D、研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，D正确。故选：B。【点评】本题考查绿叶中色素的提取和分离实验，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点的能力；能能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤．（2022秋•禅城区月考）某同学用韭菜和韭黄进行了光合色素的提取和分离实验，实验操作过程相同，分别得到滤纸条甲和乙，如图所示。下列叙述正确的是（）A．研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏 B．滤纸条甲与乙上的色素带不会随着层析液的挥发而消失 C．滤液细线若没入层析液的液面将得到宽度变窄的色素带 D．滤纸条乙缺少2条色素带的原因是未加石英砂【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验：①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。2、分析题图：甲从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽）；乙从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素，还缺少叶绿素。【解答】解：A、研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被酸性物质破坏，A错误；B、滤纸条甲与乙上的色素带不会随着层析液的挥发而消失，B正确；C、层析液是有机溶剂，滤液细线若没入层析液的液面将导致色素溶解在层析液中，因此将得到颜色较浅的色素带或得不到色素带，C错误；D、滤纸条乙缺少2条色素带的原因是韭黄不含叶绿素，D错误。故选：B。【点评】本题结合模式图，考查叶绿体中色素的提取和分离色素，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。（2022秋•忻州月考）生物学实验中经常使用各种实验方法以方便研究。下列教材中实验及实验方法对应错误的是（）选项实验实验方法A分离细胞器差速离心法B绿叶中色素的分离纸层析法C制作真核细胞的三维结构模型建构模型法D探究分泌蛋白的合成与运输荧光标记法A．A B．B C．C D．D【分析】放射性同位素标记法在生物学中是一种重要的研究手段，在生物课本中：分泌蛋白的形成过程、二氧化碳的转移途径、噬菌体侵染细菌实验等均利用了该手段。【解答】解：A、分离各种细胞器可用差速离心法，，A正确；B、分离绿叶中色素可用纸层析法，B正确；C、研究真核细胞的三维结构常使用建构物理模型的方法，C正确；D、用同位素标记法可以研究分泌蛋白的分泌途径，可以使用3H标记的亮氨酸进行实验，人鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有流动性，用的是荧光染料标记技术，D错误。故选：D。【点评】本题考查了教材实验的方法或技术，要求学生能够识记相关实验采用的方法技术，区分同位素标记法和荧光标记法。（2021秋•大荔县期末）如图是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分操作示意图，下列有关说法正确的是（）A．在②操作之后，应向滤液中加入少许碳酸钙，以防止叶绿素被破坏 B．在③操作时，为了增加滤纸上色素的量需连续划3至4次滤液细线 C．在④操作时，一定要让层析液没及滤液细线 D．层析后若得图⑤所示结果，可能的原因是实验叶片不够新鲜【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：1、提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。3、分析图形：图中①是研磨，②是过滤，③是划滤液细线，④是层析，⑤是实验最后的结果。【解答】解：A、加入少许碳酸钙是在进行研磨之前，A错误；B、为了增加滤纸上色素的量，在进行③时，需要划3至4次滤液细线，但是需要等到上次划线干了之后进行，不能连续操作，B错误；C、在④层析操作时，不能让层析液没及滤液细线，C错误；D、层析后若得图⑤所示结果（叶绿素减少），可能的原因是实验叶片不够新鲜，造成叶绿素分解，D正确。故选：D。【点评】本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生掌握的细节较多，如实验的原理、实验选择的材料是否合理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验操作等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。（2021秋•岐山县期末）叶绿体中色素的提取和分离的实验结果得到的色素带自上而下的顺序是（）A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b B．叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b C．叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素、叶绿素b D．叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a【分析】分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。【解答】解：叶绿体中色素分离的实验结果：“绿叶中色素的提取和分离”实验中，溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快的是橙黄色的胡萝卜素；溶解度最低，在滤纸条上扩散速度最慢的是黄绿色的叶绿素b。因此，实验结果得到的色素带自上而下的顺序是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。故选：A。【点评】本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生掌握的细节较多，如实验的原理、实验选择的材料是否合理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验操作等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。（2021秋•章丘区校级月考）在弱光照条件下菠菜叶片的颜色更浓绿。研究小组提取并分离了正常光照和弱光照条件下生长的菠菜叶片中的色素。下列有关叙述错误的是（）A．提取色素时，加入CaCO3的目的是避免叶绿素被破坏 B．色素分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同导致在滤纸条上的扩散速度不同C．滤纸条上的黄绿色条带是由叶绿素a扩散后形成的 D．弱光照条件下，叶绿素含量增加是菠菜对弱光的适应【分析】1、提取色素时，加入CaCO3的目的是避免叶绿素被破坏，加入SiO2的目的是加速研磨。2、利用不同的色素在层析液中的溶解度不同，故在滤纸条上的扩散速度也不同的原理，采用层析液把色素分离开。3、叶绿素a﹣﹣蓝绿色，叶绿素b﹣﹣黄绿色，胡萝卜素﹣﹣橙黄色，叶黄素﹣﹣黄色。【解答】解：A、提取色素时，加入的CaCO3目的是避免色素被破坏，起保护作用，A正确；B、色素分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，故扩散的速度也就不同，B正确；C、叶绿素b是黄绿色的，滤纸条上的黄绿色条带是叶绿素b形成的，C错误；D、弱光条件下，叶绿素含量增加可以在一定程度上提高光合速率，是对弱光的适应，D正确。故选：C。【点评】本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生掌握的细节较多，如实验的原理、实验选择的材料是否合理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验操作等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。（2022•江苏学业考试）图甲丁表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题：（1）图甲～丁中，实验操作步骤的先后顺序是乙丁甲丙（填序号）。（2）观察图中试剂a、b，其颜色依次是无色、淡黄色。（3）步骤丙中，滤纸条上出现四条色素带，那么最上面一条色素带的色素名称是胡萝卜素。（4）在该实验的操作过程中，有同学按下列方法操作，其中不合理的有abcd。（在a～d中选择填空）。a．用蒸馏水替代无水乙醇提取色素b．在充分研磨叶片后立即加入碳酸钙c．用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液d．沿铅笔线连续数次画滤液细线（5）请尝试运用该实验方法，探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化，简要写出实验的主要思路：称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同实验操作，分别提取和分离色素，观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽。【分析】1、据图分析，甲表示画滤液细线，乙表示提取色素，丙表示分离色素，丁表示过滤。2、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。（2）层析液用于分离色素。（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。3、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。【解答】解：（1）据图分析，甲表示画滤液细线，乙表示提取色素，丙表示分离色素，丁表示过滤，则实验操作步骤的先后顺序是乙丁甲丙。（2）观察图中试剂a表示无色的无水乙醇，b表示淡黄色的层析液。（3）步骤丙表示分离色素，其最上面一条色素带的色素是胡萝卜素。（4）a．蒸馏水属于无机溶剂，不能提取色素，错误；b．加入碳酸钙、二氧化硅、无水乙醇能才能研磨色素，错误；c．用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液，则大量滤液被吸收，错误；d．沿铅笔线画滤液细线，等吹干了再画，错误。故选：abcd。（5）探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化，实验的主要思路：称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同实验操作，分别提取和分离色素，观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽。故答案为：（1）乙丁甲丙（2）无色、淡黄色（3）胡萝卜素（4）abcd（5）称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同实验操作，分别提取和分离色素，观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽【点评】本题考查叶绿体色素提取和分离实验，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点的能力，属于中档题。知识点2：捕获光能的色素和结构★★★知识点①捕获光能的结构——叶绿体★★★叶绿体的结构叶绿体的功能：进行光合作用的场所。叶绿体功能验证实验——恩格尔曼实验实验一【实验历程】把载有水棉（叶绿体呈螺旋带状分布）和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，进行以下两组实验，一组在黑暗中用极细的光束照射水棉，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部分集中；另一组把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。【实验结论】光合作用的场所是叶绿体，且叶绿体进行光合作用产生氧气。实验二【实验历程】紧接着，他又做了一个实验：用透过三棱镜的光照射水棉临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。【实验结论】叶绿体吸收的主要是红光和蓝紫光。【微点拨】恩格尔曼实验分析实验材料选择水绵和需氧细菌的原因：水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，方便观察。用需氧细菌可以确定释放氧气的部位。没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。进行黑暗和曝光对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的。知识点②捕获光能的色素★★★种类叶绿素（约3/4）类胡萝卜素（约1/4）叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素颜色蓝绿色黄绿色橙黄色黄色分布类囊体薄膜化学特性不溶于水，易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂吸收光谱功能吸收、传递光能主要吸收蓝紫光和红光主要吸收蓝紫光转换光能少数处于特殊状态的叶绿素a有将光能转化为电能的作用【微点拨】光合色素几乎不吸收绿光。且光合色素所利用的一般是可见光，红外光、紫外光不能吸收。大棚膜颜色与光合速率的关系：无色大棚的光合速率＞有色大棚的光合速率。秋季银杏叶片变黄的原因：叶绿素在低温下被破坏，而类胡萝卜素比较稳定，所以呈现出类胡萝卜素的颜色。秋季枫叶变红的原因：秋天降温，植物体内积累了较多糖分以适应寒冷，体内可溶性糖能转化了红色的花色素苷储存在液泡中，叶子就呈红色。（2022春•桃城区校级期末）色素在光合作用过程中扮演着很重要的角色。下列有关叙述正确的是（）A．所有植物细胞中都含有叶绿素和类胡萝卜素 B．叶绿体中的色素主要分布于类囊体薄膜上，叶绿体内膜上含量较少 C．某些细胞中，液泡中的色素也能吸收转化光能 D．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光【分析】1、叶绿体中的色素有4种，即胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）吸收蓝紫光，叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）可以吸收红光和蓝紫光。2、液泡中可能含有色素，这些色素是水溶性的，不参与光合作用。【解答】解：A、高等植物体内没有叶绿体的细胞就没有光合色素，如根尖细胞，A错误；B、叶绿体中的色素主要分布于类囊体薄膜上，叶绿体内膜上不含，B错误；C、有些植物的液泡中含有水溶性色素，但不参与光合作用，C错误；D、类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）吸收蓝紫光，D正确。故选：D。【点评】本题考查细胞结构和功能、叶绿体结构及色素的分布和作用，要求考生识记细胞器的种类、分布和功能；识记液泡、叶绿体中色素的种类及功能，能结合所学的知识准确答题。（2022秋•稷山县校级月考）不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，研究发现，适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。如图为某植物绿叶中光合色素的吸收光谱，下列相关叙述错误的是（）A．①在滤纸条上的扩散速度较慢且主要吸收蓝紫光 B．③和②呈现的颜色不同但合成均需要Mg C．弱光下②的相对含量增加利于植物对光的利用 D．450nm比550nm光照条件下的作物产量高【分析】分析图示可知，①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光；②表示叶绿素b，③表示叶绿素a，②③统称为叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。【解答】解：A、①是类胡萝卜素，在滤纸条上的扩散速度较快，且主要吸收蓝紫光，A错误；B、③叶绿素a呈现蓝绿色，②叶绿素b呈现黄绿色，③②的合成均需要Mg，B正确；C、弱光下②叶绿素b的相对含量增高有利于植物对弱光的利用，C正确；D、450nm为红光，550nm为绿光，450nm光照条件下的作物产量比550nm高，D正确。故选：A。【点评】本题结合图示主要考查光合色素的吸收光谱和两种叶绿素的功能，意在强化学生对相关知识的理解与应用。（2022•郊区校级三模）叶绿素是由谷氨酸分子经过一系列酶的催化作用，在光照条件下合成的。叶绿素a的分子结构如图所示，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列分析正确的是（）A．叶绿素a分子与催化其合成的酶共有的元素是C、H、O、N、Mg B．叶片发黄一定是光照不足导致叶绿素合成减少造成的 C．头部对于叶绿素a分子在类囊体膜上的固定起重要作用 D．叶绿素a的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物【分析】叶绿素主要包含叶绿素a和叶绿素b，二者占光和色素的四分之三，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。【解答】解：A、催化叶绿素a合成的酶的化学本质是蛋白质，含有C、H、O、N，从图上看，叶绿素a含C、H、O、N、Mg五种元素，所以共有的元素是C、H、O、N，A错误；B、叶片变黄不一定是叶绿素合成减少，也有可能是叶绿素降解加快或叶黄素等类胡萝卜素合成增加等原因，B错误；C、头部具有亲水性，类囊体膜的主要成分是磷脂，叶绿素a的尾部亲脂性，有利于其固定在类囊体膜上，C错误；D、叶绿素a含Mg2+，说明无机盐能参与构成复杂的化合物，D正确。故选：D。【点评】本题考查叶绿素分子的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。（2021秋•玉溪期末）下列关于叶绿体中类囊体的叙述，正确的是（）A．叶绿体中的一个基粒就是一个类囊体 B．光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上 C．组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系 D．基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积【分析】叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，是植物细胞的“养料制造车间”，叶绿体形状是扁平的椭球形或球形；主要分布在植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎杆的表皮细胞内；内膜光滑无折叠，基粒是由类囊体垛叠而成；基质中含有大量与光合作用有关的酶。【解答】解：A、基粒由类囊体堆叠而成，多个类囊体堆叠成一个基粒，A错误；B、类囊体是单层膜围成的，叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，B错误；C、组成各基粒的类囊体之间在结构上是相互联系的，C错误；D、基粒和类囊体扩大了叶绿体的膜面积，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查叶绿体的结构与功能的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。（2021秋•福田区校级月考）如图甲是叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图，图丙是叶绿体中光合色素的分离色素带，图丁是德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻（这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体）和一种需氧细菌，研究光对光合作用的效应。下列相关叙述正确的是（）A．图乙中的光合色素来自图甲中的④ B．从上往下分布于图丙色素带的第三条色素带是图乙光合色素中的叶黄素，呈黄色 C．图甲叶绿体适应光合作用增大膜面积主要靠内膜向内折叠成基粒而成 D．装置丁的实验目的是探究不同颜色的光对光合作用的影响【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。【解答】解：A、题图甲中的③是类囊体，题图乙含有光合色素，光合色素分布在类囊体薄膜上，所以题图乙所示的结构来自题图甲中的③，A错误；B、从上往下分布于图丙色素带的第二条色素带是图乙光合色素中的叶黄素，呈黄色，B错误；C、图甲是叶绿体，主要通过大量的类囊体堆叠成基粒来增大膜面积，C错误；D、在丁实验中的自变量是光质，主要有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光区域的需氧细菌远远多于绿光区域。因此装置丁的实验目的是探究不同颜色的光对光合作用的影响，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查的是叶绿体的结构以及光合色素的种类以及作用的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。（2020秋•徐汇区期末）几株生长状况相同的天竺葵放在下列四种光照条件下，其他条件保持相同，一段时间后，生长状态最差的植株所接受的光照是（）A．红光 B．红橙光 C．绿光 D．蓝紫光【分析】叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素两类，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，色素对绿光吸收最少．【解答】解：什么颜色的玻璃罩透过什么颜色的光。叶绿体中的色素对绿光的吸收最少，因此光合作用最弱，因此生长状态最差。故选：C。【点评】本题着重考查了色素的吸收光谱以及影响光合速率的环境因素，考生要能够识记色素的吸收光谱，并且明确色素对绿光吸收最少，属于考纲中识记、理解层次的要求，难度不大．（2022•张湾区校级开学）下列关于高等植物细胞内色素的叙述，正确的是（）A．所有植物细胞中都只含有4种色素 B．叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能 C．叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用 D．植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光【分析】1、叶绿体中的色素有4种，即胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光，叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）主要吸收红光和蓝紫光。2、液泡中可能含有色素，这些色素是水溶性的，不参与光合作用。【解答】解：A、高等植物根部细胞不含色素，A错误；B、高等植物细胞中的光合色素都分布在类囊体薄膜上，叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能，B正确；C、叶绿体中色素都能吸收、传递光能，但只有少数叶绿素a能转化光能，C错误；D、植物叶片之所以呈现绿色，原因之一是叶片中的叶绿体吸收绿光最少，绿光被反射，D错误。故选：B。【点评】本题考查细胞结构和功能、叶绿体结构及色素的分布和作用，要求考生识记细胞器的种类、分布和功能，掌握液泡、叶绿体中色素的种类及功能，能结合所学的知识准确答题。（2022秋•沙坪坝区校级月考）植物的作用光谱是指在不同波长下植物的光合作用效率，如图是光合色素的吸收光谱和作用光谱的曲线图，下列叙述错误的是（）A．吸收光谱可以通过测量不同波长光的吸收百分比来绘制 B．可以测量不同波长光下植物的O2释放量作为绘制作用光谱的参考值 C．缺镁既要影响400nm﹣500nm的光吸收，也要影响600nm﹣700nm的光吸收 D．作用光谱显著大于每一类色素的光吸收，不一定大于三类色素的光吸收之和【分析】图示中：叶绿素a的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区；总吸收光谱是指叶绿体中色素总吸收值；作用光谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似，说明色素吸收的光均可用于光合作用。【解答】解：A、吸收光谱可以通过测量不同波长光的吸收百分比来绘制，A正确：B、作用光谱是指在不同波长下植物的光合作用效率，可以测量不同波长光下植物的O2的释放量作为绘制作用光谱的参考值，B正确；C、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，缺镁影响叶绿素的合成，图中可以看出既要影响400nm—500nm的光吸收，也要影响600nm—700nm的光吸收，C正确；D、吸收光谱和作用光谱是不同的测量指标，不可比较大小，D错误。故选：D。【点评】本题考查了色素的吸收光谱，意在考查考生的识记能力和析图能力，考生要能够通过分析图解确定四条曲线之间的关系，难度适中。（2021秋•罗平县校级期末）把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，在光谱中可以看到最强的吸收区在（）A．绿光部分 B．红光和蓝紫光部分 C．蓝紫光部分 D．黄橙光部分【分析】叶绿体主要存在于绿色植物的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞中，类囊体的薄膜上分布有色素和酶，基质中有进行光合作用所需的酶、少量的DNA．RNA和核糖体等．叶绿体中的色素吸收、传递、转换光能，叶绿体是进行光合作用的场所．色素种类：叶绿素（占）包括叶绿素a和b．类胡萝卜素（占）包括胡萝卜素和叶黄素．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．【解答】解：A、光谱中绿光几乎不被色素吸收，A错误；B、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，B正确；C、胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C错误；D、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，D错误。故选：B。【点评】本题考查叶绿体中的色素的分布、功能等相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所学知识与观点解决自然界和社会生活中的一些生物学问题．（2020秋•工农区校级期末）如图为正常绿色植物叶绿素a的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱（作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率）以下对该图的分析错误的是（）A．图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光 B．总吸收光谱是代表叶绿体四种色素对光能的吸收 C．图示表明只有叶绿素a吸收的光能才能用于光合作用 D．总吸收光谱与光合作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收光能都能参与光合作用【分析】色素分为叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素），其中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．【解答】解：A、图中看出，叶绿素a的吸收光谱具有两个吸收峰值，即主要吸收红光和蓝紫光，A正确；B、叶绿体中有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素四种色素，因此总吸收光谱是代表叶绿体四种色素对光能的吸收，B正确；C、图中看出，叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱具有很大的同步性，并且作用光谱高于叶绿素a的吸收光谱，因此表明其它色素吸收的光能也用于光合作用，C错误；D、总吸收光谱与光合作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收光能都能参与光合作用，D正确。故选：C。【点评】本题考查了色素的种类和色素的吸收光谱，意在考查考生的识记能力和析图能力，考生要能够通过分析图解确定三条曲线之间的关系，难度适中．知识点3：光合作用的探究历程★★☆时间科学家实验或发现19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛（CH2O），然后甲醛分子缩合成糖。1928年科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化为糖类1937年希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放氧气实验结论：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气（这样的反应被称为希尔反应）1941年鲁宾和卡门方法：同位素标记法实验：实验结论：光合作用释放的氧气来自水，而不是CO21954年阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP1957年发现上述过程总是与水的光解相伴随20世纪40年代卡尔文方法：同位素标记法实验：实验结论：探明了CO2中的碳在光合作用中转化为有机物中的碳的途径（2022•勃利县校级开学）关于“对照实验”，以下设置正确的是（）A．在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，进行无氧呼吸的一组为空白对照 B．在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，设置过氧化氢溶液中加Fe3+作为对照 C．鲁宾和卡门通过设置空白对照组，证明了光合作用中的氧气来自水 D．在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，不同光照强度之间相互对照【分析】1、探究酵母菌的呼吸方式的实验的装置图：2、光合作用的发现历程：（1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气；（2）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；（3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉；（4）恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体；（5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水；（6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。【解答】解：A、在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，进行无氧呼吸的一组和进行有氧呼吸的一组相互对照，A错误；B、在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，设置过氧化氢溶液中加Fe3+与过氧化氢溶液中加过氧化氢酶相互对照，B错误；C、鲁宾和卡门通过设置用18O标记水和用18O标记二氧化碳相互对照，证明了光合作用中的氧气来自水，C错误；D、在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，自变量是光照强度，不同光照强度之间相互对照，D正确。故选：D。【点评】本题考查探究酵母菌细胞呼吸方式实验、探究pH对过氧化氢酶活性的影响、光合作用发现史、影响光合作用的环境因素等，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需考生在平时的学习过程中注意积累。（2021春•重庆月考）希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予时绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原。希尔反应是：2HO2+氧化态电子受体→还原态电子受体+O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下列关于希尔反应和阿尔农发现的叙述正确的是（）A．光合作用释放的O2来自于CO2而不是水 B．NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上 C．即使没有CO2，光反应过程依然可以进行一段时间 D．光合作用不需光也可为有机物的合成提供ATP和NADPH【分析】由题中的信息（2HO2+氧化态电子受体→还原态电子受体+O2）可知，光合作用过程中产生的氧气来自于参加反应的水。希尔反应和有机物的合成过程可以分别进行，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以进行有机物的合成，并且NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗。希尔反应只有在光下才能进行，在暗处是不能进行的。【解答】解：A、由题中的信息（希尔反应式）可知，光合作用过程中产生的氧气来自于参加反应的水，A错误；B、从希尔反应和阿尔农发现的叙述中得不到NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上，B错误；C、希尔反应和有机物的合成过程可以分别进行，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以消耗光反应积累的NADPH和ATP进行有机物的合成，C正确；D、希尔反应只有在光下才能进行，在暗处是不能进行的，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以利用光反应产生的NADPH和ATP进行有机物的合成，所以没有光不能为有机物的合成提供ATP和NADPH，D错误。故选：C。【点评】本题是一个信息题，在解答本题时，需要对题目中提供的信息进行提取、归纳，形成自己的认识，才能正确地答题。知识点4：光合作用的过程★★★知识点①概念★★☆绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。可以用化学反应式表示为：知识点②光合作用的基本过程★★★阶段光反应暗反应场所叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质条件光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+多种酶、NADPH、ATP、CO2、C5物质变化水的光解：ATP的合成：NADPH的合成：CO2的固定：C3的还原：能量转化光能→ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能光反应与暗反应的联系光反应产生的NADPH、ATP为暗反应提供还原剂和能量；暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料【微点拨】NADPH和ATP的移动途径：从类囊体薄膜到叶绿体基质。NADPH的作用：活泼的还原剂，储存部分能量为暗反应供能。光反应产生的ATP只能用于叶绿体内部的吸能反应，如暗反应。C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸；C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）。知识点③光合作用的总反应式及元素去向★★★C：H：O：；知识点④环境变化时光合作用各物质含量短时间内变化情况的分析★★★分析方法——借助模式图，利用表格进行分析（提示：从物质生成和消耗两个方面综合分析）光照由强变弱，CO2供应不变光照不变，CO2供应减少原因结果原因结果ATP、NADPH生成：光反应↓消耗：C3的还原→减少生成：光反应→消耗：C3的还原↓增加C3生成：CO2的固定→消耗：C3的还原↓增加生成：CO2的固定↓消耗：C3的还原→减少C5生成：C3的还原↓消耗：CO2的固定→减少生成：C3的还原→消耗：CO2的固定↓增加注：↑表示增强，↓表示减弱，→表示不变。分析程序归纳为“分析程序归纳为“一列、二析、三得”列：列出物质的生成和消耗析：分析环境变化时，先影响和后影响的反应，遵循“先到先变，后到暂时不变”得：得出结论生成↑，消耗→，则↑；生成↓，消耗→，则↓；生成→，消耗↑，则↓；生成→，消耗↓，则↑。结果归纳光照由强变弱，CO2供应不变光照由弱变强，CO2供应不变光照不变，CO2供应由充足到不足光照不变，CO2供应由不足到充足ATP和NADPH减少增加增加减少C5减少增加增加减少C3增加减少减少增加模型分析INCLUDEICTURE"ES47A.TIF"INCUDEPICTURE"ES47A.TIF"INCLUEPICTURE"ES47A.TIF"注意（CH2O）的含量变化正常情况下，（CH2O）的含量变化只与C3的还原有关，且呈正相关。如：当光照不变，CO2供应由充足到不足时，CO2的固定减少，C3的还原暂时不变→C3的含量减少→C3还原减少→（CH2O）的含量减少。若（CH2O）运出受阻，则会导致光合作用速率减慢。知识点⑤净光合速率与真正（总）光合速率★★★文字表示方法CO2O2有机物呼吸速率（黑暗条件）释放量吸收量消耗量净光合速率吸收量、（环境中）减少量释放量、（环境中）增加量积累量、增加量真正（总）光合速率同化量、固定量、消耗量产生量、制造量产生量、合成量、制造量三者关系净光合速率=真正光合速率-呼吸速率理解三者关系可借助“净利润=总收入-支出”类比。注意速率的完整表述：单位时间内**的**量。如：用CO2来表示净光合速率——单位时间内CO2的吸收量。（若题中有特殊要求，则按题目要求书写）曲线表示方法（2022•秦州区校级学业考试）如图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是（）A．①是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中 B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段 C．③是三碳化合物，能被氧化为（CH2O） D．④是ATP，在叶绿体基质中生成【分析】1、光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中，暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程；2、图中①是光合色素，②是光反应的产物之一，氧气，③是三碳化合物，④是ATP。【解答】解：A、叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体膜上，A错误；B、分析题图可知，光反应阶段，水分解形成了②和还原氢，因此②是氧气，B正确；C、三碳化合物被还原氢还原形有机物，不是被氧化形成有机物，C错误；D、④是ATP，ATP形成与光反应阶段，场所是叶绿体的类囊体膜上，D错误。故选：B。【点评】分析题图获取信息是解题的突破口，对于光合作用过程中物质变化和能量变化及光反应与暗反应之间关系的理解，把握知识的内在联系是本题考查的重点。（2022春•乌鲁木齐期中）在叶绿体中，NADPH和ADP的运动方向是（）A．NADPH和ADP同时由类囊体薄膜向叶绿体基质运动 B．NADPH和ADP同时由叶绿体基质向类囊体薄膜运动 C．NADPH由类囊体薄膜向叶绿体基质运动，ADP的运动方向正好相反 D．ADP由类囊体薄膜向叶绿体基质运动，NADPH的运动方向正好相反【分析】光合作用的阶段：①光反应阶段：场所是类囊体薄膜a．水的光解：2H24[H]+O2b．ATP的生成：ADP+PiATP②暗反应阶段：场所是叶绿体基质a．CO2的固定：CO2+C2C3b．CO2的还原：2C3（CH2O）+C5+H2O【解答】解：AB、在在叶绿体中，进行暗反应时NADPH由类囊体薄膜向叶绿体基质运动，进行光反应时ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动，AB错误；CD、在在叶绿体中，水光解合成的NADPH由类囊体薄膜向叶绿体基质运动，ADP的运动方向正好相反，C正确，D错误。故选：C。【点评】本题考查光合作用的过程，这类题目做题的根本就是掌握相关的知识点，光合作用这部分内容可以从多个角度去掌握，例如方程式、模式图等去理解．（2022春•立山区校级期中）某科学家用含14C的CO2来追踪光合作用中C原子的转移途径，其转移正确的是（）A．CO2→叶绿体→ATP B．CO2→叶绿体→ADP C．CO2→乙醇→糖类 D．CO2→C3→糖类【分析】光合作用的具体过程：①光反应阶段：场所是类囊体薄膜a.水的光解：2H2O4[H]+O2b.ATP的生成：ADP+PiATP②暗反应阶段：场所是叶绿体基质a.CO2的固定：CO2+C52C3b.三碳化合物的还原：2C3（CH2O）+C5+H2O【解答】解：根据暗反应中二氧化碳的固定过程可知二氧化碳中的碳原子转移到三碳化合物中，然后暗反应进行的是三碳化合物的还原，所以碳原子又转移到有机物中，即14CO2→三碳化合物→糖类[CH2O]。故选：D。【点评】本题是知识点是暗反应的反应物与产物之间的关系，结合光合作用的中光反应和暗反应的相关的知识点并对光合作用的图解过程或者光合作用中的有关方程式清楚的理解是解题的关键。（2021秋•云南期末）如图为叶绿体结构与功能示意图，请据图判断下列有关说法错误的是（）A．光合作用的光反应在图中a处进行，必须在有光条件下进行 B．光合作用过程中释放的O2来自H2O C．光合作用的暗反应在图中b处进行，还消耗光反应产生的NADH D．光合作用过程中CO2被固定并还原成图中的甲物质【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。图中a表示类囊体薄膜，b表示叶绿体基质，甲表示有机物。【解答】解：A、光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜，即图中的a上，必须在光下才能正常进行，A正确；B、鲁宾卡门利用同位素标记法证明光合作用过程中所释放的氧气来自水的光解，B正确；C、光合作用的暗反应发生在叶绿体的基质中，即图中的b处，要消耗光反应产生的NADPH和ATP，C错误；D、题图中的甲物质是（CH2O），暗反应过程中物质的变化是CO2的固定和C3的还原，即二氧化碳经过暗反应过程变成了图中的甲物质，D正确。故选：C。【点评】本题考查光合作用的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。（2022秋•忻州月考）在弱光照条件下，植物细胞的C3和C5相对含量维持平衡，若改变某种环境因素，C3和C5的相对含量发生如图所示的变化。下列分析正确的是（）A．a为C5，改变条件为提高光照强度 B．a为C3，改变条件为提高光照强度 C．b为C5，改变条件为提高CO2浓度 D．b为C3，改变条件为提高CO2浓度【分析】影响光合作用的环境因素：1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大；当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强；当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强；当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强；当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。4、正常情况下，C3比C5的相对含量多，即图中，a表示C3，b表示C5。【解答】解：（1）突然提高光照强度，光反应产生的[H]和ATP增加，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将减少，C5的含量将增加。（2）突然提高CO2浓度，CO2被C5固定形成的C3增加，而此时被还原的C3不变，则消耗的C3增加，C5的含量将减少。故选：B。【点评】本题考查影响光合作用的环境因素，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。（2021秋•韩城市期末）光合作用光反应为暗反应提供的物质有（）A．ATP和NADPH B．O2和糖 C．ATP和CO2 D．O2和CO2【分析】光合作用的过程图解：【解答】解：根据光合作用的光反应和暗反应的过程可知：光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，用于暗反应中三碳化合物的还原。故选：A。【点评】本题比较简单，本题是知识点是光反应和暗反应的反应物、产物，光反应与暗反应之间的关系，结合光合作用的中光反应和暗反应的相关的知识点并熟练的运用是解题的关键．（2022春•弥勒市校级月考）下列与光合作用有关的化学物质的叙述，正确的是（）A．叶绿素全部分布在类囊体薄膜上 B．光合作用的酶只参与暗反应过程的催化 C．光反应产生的氧气全部来自于水的光解 D．CO2中的碳的转移途径是CO2→C5→C3→（CH2O）【分析】光合作用的过程图解：【解答】解：A、类囊体是叶绿体内的结构，原核生物含有叶绿素、但无叶绿体，A错误；B、光反应也需要酶的催化，B错误；C、光反应产生的氧气全部来自于水的光解，C正确；D、CO2中的碳的转移途径是CO2→C3→（CH2O），D错误。故选：C。【点评】本题主要考查的是光合作用过程中物质和能量转化的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。（2021春•成都期末）在阳光明媚的初夏上午，某同学将室外的一盆茉莉搬入室内，此时茉莉叶肉细胞内C3、[H]、ADP的含量在短时间内的变化分别为（）A．降低、升高、升高 B．升高、降低、降低 C．降低、升高、降低 D．升高、降低、升高【分析】光合作用的过程图解：【解答】解：在阳光明媚的初夏上午，某同学将室外的一盆茉莉搬入室内，光照强度减弱，光反应利用的ADP减少，则ADP含量升高；光反应阶段合成的[H]减少；影响暗反应阶段中三碳化合物的还原，短时间内不影响CO2的固定，导致C3含量增加。故选：D。【点评】本题考查光反应、暗反应过程的物质变化，要求考生识记光反应和暗反应过程中的物质变化变化，掌握影响光合速率的环境因素，明确CO2浓度会直接影响暗反应，再结合暗反应过程中的物质变化准确判断叶肉细胞中C3、[H]、ADP的含量变化情况．（2022秋•洛阳月考）“万物生长靠太阳”，太阳光能的输入、捕获和转化是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。如图为光合作用过程图解，其中a、b表示结构，甲～丁表示物质，①〜③表示过程。下列相关叙述错误的是（）A．叶肉细胞对光能的捕获和转化依赖于结构a上的叶绿素和类胡萝卜素 B．若丙供应不足，则会导致过程②受阻，短时间内C3含量减少，丁含量增多 C．过程②③需多种酶参与，甲是NADPH，其可为过程③提供能量并作为还原剂 D．在光照充足条件下，随着丙浓度的不断增大，叶肉细胞的光合速率也将不断加快【分析】a表示类囊体薄膜，b表示叶绿体基质。甲～丁表示NADPH、ATP、CO2、C5。【解答】解：A、叶肉细胞对光能的捕获和转化依赖于结构a类囊体薄膜上的光合色素，光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，光合色素能捕获和转化光能，A正确；B、过程②为CO2的固定，丙为CO2，若CO2供应不足，则过程②受阻，短时间内C3含量减少，丁（C5）积累，B正确；C、过程②和③属于暗反应，需多种酶参与，甲为NADPH，NADPH可以为过程③（C3的还原）提供能量和还原剂，C正确；D、一定范围内，CO2浓度增大会促进植物的光合作用，但当CO2超过一定浓度后，光合速率达到饱和，不再随CO2浓度的增加而增大，D错误。故选：D。【点评】本题主要考查光合作用的相关知识，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力，能够运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。（2022秋•鼓楼区校级月考）在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2+C5（即RuBP）→2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是（）A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质 B．RuBP羧化酶催化的上述反应是在暗反应中完成的，所以需要在无光条件下进行 C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法 D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。2、光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。【解答】解：A、光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质中进行，则RuBP羧化酶催化二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，A正确；B、由题干可知，RuBP羧化酶能催化暗反应阶段中二氧化碳的固定过程。光合作用暗反应需要利用光反应的产物，在有光的条件下，暗反应也能进行，B错误；C、由题干可知，从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度，即该过程中利用了同位素标记法，C正确；D、酶催化活性的高低可通过检测单位时间内产物的生成量或反应物的消耗量来判断，单位时间内产物的生成量越多或反应物的消耗量越多，则反应越快，反之则慢，所以单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高，D正确。故选：B。【点评】本题考查光合作用的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。（2021秋•兴庆区校级期中）下面是光合作用过程的实验图解．请分析判断相关说法中不正确的是（）A．此实验说明叶绿体是进行光合作用的完整的结构单位 B．装置b因缺少有关酶及C5而不能产生含14C的有机物 C．适当增强光照、增加CO2浓度及适当提高温度对本实验最终c试管中含14C有机物的产量无影响 D．本实验能证明光反应为暗反应提供了反应必需的条件【分析】本题考查光合作用的过程：1、光反应：（场所：叶绿体的类囊体薄膜上）①水的光解：2H2O4[H]+O2②ATP的生成：ADP+PiATP2、暗反应：（场所：叶绿体基质中）①CO2的固定：CO2+C52C3②CO2的还原：2C3（CH2O）+C5+H2O植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原．【解答】解：A、此实验说明叶绿体是进行光合作用的完整的结构单位，具有类囊体薄膜和叶绿体基质，A正确；B、装置b中只有叶绿体的类囊体薄膜，不含叶绿体基质，所以会因缺少有关酶及C5而不能产生含14C的有机物，B正确；C、适当增强光照、增加CO2浓度及适当提高温度对本实验最终c试管中含14C有机物的产量均有影响，C错误；D、装置c中不含叶绿体的类囊体薄膜，但在分离前有光照，所以本实验能证明光反应为暗反应提供了反应必需的条件，D正确。故选：C。【点评】本题主要考查学生对知识的分析和理解能力．要注意，光反应离不开光，暗反应有光无光均可进行．光反应需要暗反应提供的ADP和Pi，暗反应需要光反应提供的ATP和[H]，两者相互依存，是统一不可分割的整体．（2022秋•沭阳县校级月考）景天酸代谢（CAM）途径属于某些植物特有的CO2固定方式：夜晚气孔开放，通过一系列反应将CO2固定于苹果酸，并储存在液泡中（甲）；白天气孔关闭，苹果酸运出液泡后放出CO2，供叶绿体的暗反应（乙）利用。下列关于这类植物的叙述错误的是（）A．在夜晚，叶肉细胞能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 B．景天酸代谢途径的出现，可能与植物适应干旱条件有关 C．给植物提供14C标记的14CO2，14C可以出现在OAA、苹果酸、C3和有机物中 D．在上午某一时刻，突然降低外界的CO2浓度，叶肉细胞中C3的含量短时间内不变【分析】植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量。【解答】解：A、在夜晚，叶肉细胞只能通过细胞呼吸产生ATP，即产生ATP的细胞器是线粒体，A错误；B、具有景天酸代谢途径的植物，气孔白天关闭，可以减少蒸腾作用，夜晚气孔张开吸收二氧化碳，因此可以适应干旱的环境条件，B正确；C、晚上气孔开放，14CO2进入细胞后在细胞质基质中与PEP结合生成OAA，然后再转化为苹果酸而被固定。白天苹果酸运出液泡后放出14CO2，14CO2首先与五碳化合物结合生成三碳化合物，随后三碳化合物被还原生成有机物，即给植物提供14C标记的14CO2，14C可以出现在OAA、苹果酸、C3和有机物中，C正确；D、由于具有景天酸代谢途径的植物，白天气孔关闭，外界的二氧化碳浓度不影响植物的光合作用，故在上午某一时刻，突然降低外界的CO2浓度，叶肉细胞中C3的含量短时间内不变，D正确。故选：A。【点评】本题考查了光合作用的有关知识，意在考查考生的识图能力，能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力。（2022秋•安徽月考）绿色植物进行光合作用可以合成淀粉，我国科学家成功设计出了一条无绿色植物参与也能利用二氧化碳和水合成淀粉的路线（如图所示），其中①过程是利用无机催化剂催化完成的，②③④则是在酶的催化下完成的。下列相关叙述正确的是（）A．消耗等量的CO2，上述路径比植物体内积累的淀粉多 B．图中水电解形成的产物与水光解形成的产物是相同的 C．图中②过程所用酶与植物体内CO2固定所用酶相同 D．上述路径的本质是将光能转化成有机物中活跃的化学能【分析】结合图示可知，①②过程模拟的是CO2的固定，③④模拟三碳化合物的还原，需要消耗ATP和NADPH的能量。【解答】解：A、二氧化碳消耗相同时，该人工路线比植物光合作用积累淀粉量多，因为植物还需要进行呼吸作用，会消耗有机物，A正确；B、图中水电解形成的产物为H2与O2，水光解形成的产物是NADPH和O2，B错误；C、图中②过程所用酶催化甲醛缩合成为C3化合物，与植物体内CO2固定所用酶为不同的酶，C错误；D、与光合作用一样，该过程的本质是将光能转化成有机物中稳定的化学能，D错误。故选：A。【点评】本题主要考查的是光合作用过程中的物质和能量转化的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。（2022秋•岱岳区校级月考）丙糖磷酸转运体（TPT）是存在于叶绿体膜结构上的一种重要的反向共转运体蛋白（如图所示），能将光合作用产生的丙糖磷酸从叶绿体运到细胞质基质，同时将等量磷酸（Pi）运入叶绿体。下列有关叙述正确的是（）A．“正其行，通其风”可以促进图示中的过程① B．光照增强，叶绿体内膜产生的ATP增加，利于淀粉的合成 C．催化丙糖磷酸合成蔗糖的酶存在于细胞质基质和叶绿体中 D．淀粉和蔗糖的合成均需要丙糖磷酸，且二者的合成呈正相关【分析】题图分析：光合作用暗反应中C3的还原过程会产生磷酸丙糖，磷酸丙糖可在叶绿体中用于合成淀粉或转化为氨基酸，也可在TPT的参与下被运出叶绿体合成蔗糖，同时Pi被运回叶绿体基质。【解答】解：A、“正其行，通其风”可以增加CO2浓度，促进图示①CO2固定过程，A正确；B、光照增强，光反应增强，叶绿体类囊体薄膜上产生的ATP增加，有利于图中②三碳化合物的还原过程进行，进而促进淀粉的合成，B错误；C、根据题意可知“丙糖磷酸转运体（TPT）可将丙糖磷酸从叶绿体运到细胞质基质”，因此催化丙糖磷酸合成蔗糖的酶存在于细胞质基质，C错误；D、淀粉和蔗糖的合成均需要丙糖磷酸，由于合成淀粉多，就说明运出的丙糖磷酸少，合成蔗糖少，因此且二者的合成呈负相关，D错误。故选：A。【点评】本题结合图示，考查光合作用的相关知识，意在考查学生的理解能力和获取信息的能力，难度适中。（2020春•沙坪坝区校级期末）如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，暗反应（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、暗反应增强的结果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【分析】本题考查光合作用的过程及影响光合作用的因素。（1）光照强度影响光合作用的光反应，二氧化碳的浓度影响光合作用的暗反应。（2）光反应为暗反应提供[H]和ATP。【解答】解：A、水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质，A错误；B、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，B错误；C、t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，[H]和ATP不再积累，导致光反应速率加快，C错误；D、突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上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，所以直接产物有机物含量降低，D正确。故选：D。【点评】本题的知识点是光合作用的具体过程，影响光合作用的条件及影响机理，光反应阶段与暗反应阶段之间的关系，主要考查学生的识图能力和对光合作用过程的理解和应用能力。（2021秋•勃利县期末）图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。根据图完成下列问题：（1）图1中A表示的物质是[H]，它由水在光下分解产生，其作用是用于C3的还原。（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自于太阳光能，若用放射性同位素14C标记CO2，则14C最终进入的物质是（CH2O）。（3）图2中曲线a表示的化合物是C3，在无光照时，其含量迅速上升的原因是CO2与C5结合形成C3，而C3不能被还原。【分析】本题图1表示光合作用暗反应过程中的物质及其能量变化过程，其中①表示CO2的固定，②表示C3的还原；乙图显示有条件变化时对暗反应的物质变化影响，乙图显示光照停止没有了[H]和ATP的供应后影响暗反应中三碳化合物的还原过程。【解答】解：（1）分析题图1可知，A与ATP一起参与暗反应中C3的还原，所以A是[H]；它来自光反应阶段，水的光解；主要作用是还原三碳化合物。（2）图1中ATP形成于光反应阶段，最终的能量来源是太阳光能；C在光合作用过程中的转移途径是CO2→C3→（CH2O），所以若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是（CH2O）。（3）分析题图2可知，突然黑暗的情况下，a含量上升，a可能是C3，突然黑暗，光反应不能进行，无还原氢与ATP生成，三碳化合物的还原受阻，二氧化碳的固定仍在进行产生三碳化合物，细胞中三碳化合物的含量上升。故答案为：（1）[H]水用于C3的还原（2）太阳光能（CH2O）（3）C3CO2与C5结合形成C3，而C3不能被还原【点评】本题的知识点是光反应与暗反应的物质变化和能量变化，光反应与暗反应之间的关系，对于光反应过程与暗反应过程的熟练掌握和对光反应与暗反应关系的理解是解题的关键。知识点5：环境因素对光合作用强度的影响及实践应用★★★知识点①外部影响因素★★★一、光照强度概念：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。原理：光照强度通过影响光反应影响光合速率。一定范围内，光照强度增强→光反应速率加快→生成的ATP和NADPH增多→暗反应中C3的还原速率加快→（CH2O）增多。曲线曲线分析细胞生理活动ATP产生场所叶肉细胞外观表现图示A点植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用细胞质基质和线粒体从外界吸收O2，向外界排出CO2AB段（不含A、B点）呼吸量＞光合量细胞质基质、线粒体、叶绿体从外界吸收O2，向外界排出CO2B点光合量=呼吸量与外界不发生气体交换B点之后光合量＞呼吸量从外界吸收CO2，向外界释放O2应用：欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点。温室中，适当增强光照强度，可以提高光合速率，增产。实验：探究光照强度对光合作用强度的影响实验原理：实验过程【微点拨】使清水富含CO2的方法：①向清水中吹气；②用NaHCO3溶液（CO2缓冲液）来提供CO2。二、CO2浓度原理：CO2浓度影响暗反应阶段，制约C3的形成。曲线A与A’图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。图2中A’点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B与B’B与B’对应的CO2浓度，表示CO2饱和点。限制B和B’的因素是酶的数量、最大活性及光照强度、温度等。应用农田中增加空气流动，以增加CO2浓度，如“正其行，通其风”。温室中可增施有机肥，以增大CO2和无机盐的浓度。三、温度原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。曲线AB段在B点之前，随着温度升高，酶的活性逐渐增强，光合速率