2026《金版教程》高考复习方案生物经典多选版-第二单元 第5课时 光合作用原理及应用

第课时光合作用原理及应用eq\a\vs4\al()1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。2.绿叶中色素的提取和分离。一捕获光能的色素和结构1．实验：绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理试剂原理提取eq\x(\s\up1(01))无水乙醇绿叶中的色素溶于eq\x(\s\up1(02))有机溶剂无水乙醇分离eq\x(\s\up1(03))层析液各种色素在eq\x(\s\up1(04))层析液中的eq\x(\s\up1(05))溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得eq\x(\s\up1(06))快，反之则慢(2)实验步骤(3)实验结果分析结果分析：①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有eq\x(\s\up1(16))四种色素。②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量eq\x(\s\up1(17))越多。色素带最宽的是eq\x(\s\up1(18))叶绿素a，最窄的是eq\x(\s\up1(19))胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。③色素带扩散速度与eq\x(\s\up1(20))溶解度有关，扩散速度越快说明eq\x(\s\up1(21))溶解度越高。2．叶绿体中色素的吸收光谱分析知识拓展1．色素的功能(1)吸收、传递光能：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。(2)转换光能：只有少数处于特殊状态的叶绿素a能将光能转换为电能。2．影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中生长的叶呈黄色。(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。(3)必需元素：叶绿素由N、Mg等元素构成，缺乏N、Mg等必需元素将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。(4)水：缺水不但影响叶绿素生成，还会促进叶绿素分解。3．叶绿体的结构和功能二探索光合作用原理的部分实验时间及科学家实验过程发现或实验结论19世纪末—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与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年—发现eq\x(\s\up1(01))甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过eq\x(\s\up1(02))光合作用转化成糖1937年希尔(英国)离体叶绿体的悬浮液＋铁盐或其他氧化剂eq\o(→,\s\up7(光照))O2离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O21941年鲁宾、卡门(美国)用同位素示踪法研究光合作用中氧气的来源。提供Heq\o\al(18,2)O、CO2→释放eq\x(\s\up1(03))18O2；提供H2O、C18O2→释放eq\x(\s\up1(04))O2光合作用释放的O2来自eq\x(\s\up1(05))H2O1954年、1957年阿尔农(美国)—光照下，叶绿体可合成eq\x(\s\up1(06))ATP，这一过程总与eq\x(\s\up1(07))水的光解相伴随20世纪40年代卡尔文等(美国)利用eq\x(\s\up1(08))同位素标记法。用经过14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径三光合作用的原理1．光合作用的概念：绿色植物通过eq\x(\s\up1(01))叶绿体，利用eq\x(\s\up1(02))光能，将eq\x(\s\up1(03))二氧化碳和水转化成储存着能量的eq\x(\s\up1(04))有机物，并且释放出eq\x(\s\up1(05))氧气的过程。2．反应式：eq\x(\s\up1(06))CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))(CH2O)＋O2。3．光合作用的过程比较项目光反应暗反应过程模型条件色素、酶、水、ADP、NADP＋、Pi，必须有光多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5，有无光均可场所在叶绿体内的eq\x(\s\up1(07))类囊体薄膜上进行在eq\x(\s\up1(08))叶绿体基质中进行物质转化①水的光解：eq\x(\s\up1(09))2H2Oeq\o(→,\s\up7(光))4H＋＋O2；②ATP的合成：eq\x(\s\up1(10))ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP；③NADPH的合成：NADP＋＋H＋eq\o(→,\s\up7(酶))NADPH①CO2的固定：eq\x(\s\up1(11))CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3；②C3的还原：eq\x(\s\up1(12))(注：NADPH为C3还原提供还原剂和能量。)能量转化eq\x(\s\up1(13))光能→ATP和NADPH中活跃的化学能eq\x(\s\up1(14))ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能关系光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化和物质变化密不可分4.根据光合作用过程分析，条件骤变时C3和C5含量的变化C3(三碳化合物)C5(五碳化合物)光照强→弱，CO2供应不变eq\x(\s\up1(15))升高eq\x(\s\up1(16))下降光照弱→强，CO2供应不变eq\x(\s\up1(17))下降eq\x(\s\up1(18))升高光照不变，减少CO2供应eq\x(\s\up1(19))下降eq\x(\s\up1(20))上升光照不变，增加CO2供应eq\x(\s\up1(21))上升eq\x(\s\up1(22))下降5.光合作用过程中元素的转移途径eq\a\vs4\al(H：\x(3H2O)\o(→,\s\up7(光反应))NADP3H)eq\o(→,\s\up7(暗反应))eq\x(（C3H2O）)C：eq\x(14CO2)eq\o(→,\s\up7(CO2的),\s\do5(固定))eq\x(14C3)eq\o(→,\s\up7(C3的),\s\do5(还原))eq\x(（14CH2O）)eq\a\vs4\al(O)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(Heq\o\al(18,2)O)\o(→,\s\up7(光反应))\x(18O2),\x(C18O2)\o(→,\s\up7(CO2的固定))\x(C3)\o(→,\s\up7(C3的还原))\x(（CHeq\o\al(18,2)O）和C5)))6．化能合成作用与光合作用的比较项目光合作用化能合成作用条件光、色素、酶酶原料CO2和H2O等无机物产物eq\x(\s\up1(23))糖类等有机物能量来源eq\x(\s\up1(24))光能eq\x(\s\up1(25))某些无机物氧化时释放的能量生物种类绿色植物、蓝细菌等eq\x(\s\up1(26))硝化细菌、硫细菌等1．恩格尔曼用水绵和好氧菌证明了叶绿体在光照条件下可以产生氧气，并且主要吸收蓝紫光。(×)2．提取和分离绿叶中色素原理都是利用不同色素在同一溶剂中溶解度不同。(×)3．色素提取液在光照条件下能够产生ATP、NADPH和O2，不能产生糖类。(×)4．蓝细菌虽不含叶绿体，但具有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用；硝化细菌不能进行光合作用，但属于自养生物。(√)5．科学家用14C标记参加光合作用的CO2，14C的转移途径是CO2→三碳化合物→糖类。(√)6．光合作用的光反应在叶绿体内膜上进行，暗反应在叶绿体基质进行。(×)7．光合作用产生的氧气中氧元素来源于原料中的二氧化碳。(×)8．叶绿体内部堆叠大量基粒——集中分布着的酶系催化光反应和碳(暗)反应进行。(×)9．光合色素分布在类囊体薄膜上，可以利用水做溶剂进行提取。(×)10．叶绿素a主要吸收红光，叶绿素b主要吸收蓝紫光。(×)11．水在叶绿体中分解，二氧化碳固定生成C3都需要消耗ATP。(×)12．细胞中在线粒体内膜、线粒体基质、叶绿体内膜和叶绿体基质中都能生成ATP。(×)13．菠菜叶肉细胞产生ATP的场所是细胞溶胶、线粒体以及叶绿体。(√)14．瞬时切断光照，暗反应中C3的含量会下降。(×)15．降低二氧化碳浓度，暗反应中C5含量会瞬时上升。(√)16．光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。(×)17．影响光反应的因素不会影响暗反应，影响暗反应的因素也不会影响光反应。(×)考向一结合绿叶中色素的提取和分离实验，考查科学探究能力[例1]如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是()A．实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致色素条带颜色变深B．实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好C．色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会缩短四条色素带间的距离D．与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄答案：D解析：实验研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸钙(保护叶绿素)过少，都会导致色素条带颜色变浅，A错误；实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上，导致实验失败，B错误；色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会使色素溶解在层析液中，看不到四条色素带，C错误；由结果推知，与正常光照下相比，该植物强光照下类胡萝卜素的含量偏高，叶绿素的含量减少，叶片会发黄，D正确。[例2](2024·贵州，3)为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法(一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是()A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段答案：D解析：叶绿素和类胡萝卜素均能吸收蓝紫光，故测定叶绿素的含量时不可使用蓝紫光波段，D错误。绿叶中色素的提取和分离实验中异常实验现象原因分析(1)滤纸条上色素带颜色均较浅：①未加二氧化硅，研磨不充分；②加入无水乙醇的量过多，正确做法分次少量加入无水乙醇；③称取绿叶较少。(2)滤纸条上最下面两条色素带较浅：①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏；②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。(3)滤纸条上色素带重叠：①滤液细线不直；②滤液细线过粗。(4)滤纸条上看不见色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中；③误用蒸馏水作提取液和层析液。考向二围绕光合色素的种类和功能，考查结构与功能观[例3](2023·全国乙卷，2)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是()A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢答案：D解析：叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿体中吸收光能的色素(叶绿素和类胡萝卜素)分布在类囊体薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确；叶绿体中的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，D错误。考向三围绕光合作用的过程，考查科学思维能力[例4](2023·湖北，8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是()A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强B．Mg2＋含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2答案：C解析：据图可知，在强光下，PSⅡ与LHCⅡ分离，减弱PSⅡ光复合体对光能的捕获；在弱光下，PSⅡ与LHCⅡ结合，增强PSⅡ光复合体对光能的捕获。LHCⅡ和PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，会导致类囊体上PSⅡ光复合体与LHCⅡ结合增多，从而使PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；镁是合成叶绿素的原料，叶绿素能吸收、传递和转化光能，若Mg2＋含量减少，PSⅡ光复合体含有的光合色素含量降低，导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱，B正确；弱光下PSⅡ光复合体与LHCⅡ结合，有利于对光能的捕获，C错误；类囊体膜上的PSⅡ光复合体含有光合色素，在光反应中，其能吸收光能并分解水产生H＋、电子和O2，D正确。[例5](多选)下图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述错误的是()A．过程①需要消耗光反应提供的ATP和NADPHB．光合作用的暗反应发生在叶绿体基粒中C．在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程D．④受阻时，②③的进行能缓解C3积累对暗反应的抑制答案：AB解析：过程①二氧化碳的固定不需要消耗光反应提供的ATP和NADPH，三碳化合物的还原消耗光反应提供的ATP和NADPH，A错误；在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程，叶绿体基质中会进行葡萄糖合成淀粉，在细胞质基质中进行葡萄糖和果糖合成蔗糖，C正确；图中④蔗糖输出受阻时，细胞质基质中蔗糖积累，丙糖磷酸生成蔗糖减少，磷酸丙糖大量积累，会抑制暗反应的进行，过多的磷酸丙糖用于合成淀粉，即②③合成淀粉能缓解C3积累对暗反应的抑制，D正确。[例6](多选)光合作用的卡尔文循环可分为羧化、还原和再生3个阶段，如下图所示。下列有关说法正确的是()A．RuBP是一种五碳化合物B．图中羧化表示CO2的固定过程C．CO2浓度突然降低，短时间内PGA/RuBP的值减小D．卡尔文循环的3个阶段均直接受光反应影响答案：ABC解析：在羧化阶段，RuBP与CO2结合，而光合作用过程中二氧化碳与五碳化合物结合生成三碳化合物，故RuBP为一种五碳化合物，A正确；在羧化阶段，RuBP与CO2结合，表示CO2的固定过程，B正确；当CO2浓度突然降低，二氧化碳的固定过程受阻，还原、再生过程不受影响，则短时间内RuBP的量会增加，PGA的量会减少，故PGA/RuBP的值减小，C正确；光反应产生NADPH和ATP应用于暗反应，即卡尔文循环中的还原和再生2个阶段直接受光反应的影响，而羧化不直接受光反应的影响，D错误。课时作业题号12345678难度★★★★★★★★对点绿叶中色素的提取与分离实验绿叶中色素的提取与分离实验结果分析光合色素的吸收光谱恩格尔曼实验光合作用过程光反应过程暗反应过程温度对暗反应酶活性的影响题号9101112131415难度★★★★★★★★★★★★★★对点光合作用过程探究实验光合作用过程(光保护机制)光合作用中ATP合成机制探究光反应过程光合作用过程细胞器分离、光合作用光合作用过程及影响因素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答案：B解析：无水乙醇常作为提取叶绿体色素的溶剂，A正确；研磨时要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止叶绿素被破坏，B错误；研磨时添加石英砂，有助于使研磨得充分，有助于色素的提取，C正确；画滤液细线时要做到细、直、齐，减少样液扩散，以保证滤纸条上形成的色素带清晰、整齐，D正确。2．甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C．丙可能是正确操作得到的理想结果D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3答案：C解析：叶绿体中的色素属于有机物，易溶于无水乙醇等有机溶剂，难溶于水，甲中没有色素，可能是误用蒸馏水作提取液和层析液，A正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，导致色素浓度太低，B正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不是正确操作得到的理想结果，C错误；丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO3，叶绿素被破坏，D正确。3．下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是()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转为670nm波长的光后，短时间内叶绿体中C3的量减少D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长的光利用量显著增加答案：D解析：由图可知，叶绿体中色素吸收450nm波长的光比600nm波长的光要多，因此用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由550nm波长的光转为670nm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NADPH变多，暗反应中C3的还原量增多，短时间内C3的生成量不变，则短时间内叶绿体中C3的量减少，C正确；从图中可以看出，叶绿素吸收420～470nm波长的光较多，当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420～470nm波长的光变少，则植物对420～470nm波长的光利用量显著减少，D错误。4．科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现需氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析错误的是()A．实验过程中装片需放置在黑暗环境中是为了设置自变量B．需氧细菌聚集多的原因是光合作用制造的有机物多C．图中细菌分布的差异是水绵在不同区域光合作用强度不同造成的D．水绵的叶绿体螺旋状分布在细胞中有利于实验的进行答案：B5．如图为叶绿体中光合作用过程示意图，其中A、B、C、D表示叶绿体的结构，①②③④⑤表示有关物质。下列说法错误的是()A．图中A的存在可以增加叶绿体内的膜面积B．与光合作用有关的酶主要分布在A、C、D处C．用14C标记③，可在④、⑤中检测到放射性D．若突然停止光照，短时间内④的含量会增加答案：B解析：分析题图，A表示基粒，B表示叶绿体基质，C表示叶绿体内膜，D表示叶绿体外膜，①表示水，②表示氧气，③表示二氧化碳，④表示C3，⑤表示(CH2O)。由上述分析可知，A为基粒，由类囊体堆叠而成，其可以增加叶绿体内的膜面积，A正确；与光合作用有关的酶分布在A(光反应相关的酶)、B(暗反应相关的酶)处，B错误；用14C标记图中的③(CO2)进行光合作用，CO2被C5固定形成C3，C3接收ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原生成(CH2O)和C5，故可在④(C3)、⑤[(CH2O)]中测到14C，C正确；若突然停止光照，光反应产生的NADPH和ATP减少，被还原的C3减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故短时间内④(C3)的含量会升高，D正确。6．光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中()A．需要ATP提供能量B．DCIP被氧化C．不需要光合色素参与D．会产生氧气答案：D解析：光合作用光反应阶段光合色素吸收光能，并将其转化为贮存在ATP和NADPH中的化学能，即光反应阶段吸收光能合成ATP，同时还会合成NADPH并释放氧气，因此A、C错误，D正确；DCIP照光后由蓝色逐渐变为无色，这一过程是因为DCIP被NADPH还原成无色，故B错误。7．下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B．CO2可直接被NADPH还原，再经过一系列的变化形成糖类C．被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高答案：C解析：CO2的固定实质是一个CO2分子与一个C5分子的结合过程，该过程只需酶的催化，不需要ATP供能，A错误；由于CO2的化学性质非常稳定，不能被NADPH还原，所以先需与C5结合后形成C3化合物才能被还原，B错误；由图示可知，C3经还原过程后可生成(CH2O)，同时也形成C5，C正确；光照强度由强变弱时，光反应为还原过程提供的ATP和NADPH减少，还原过程变慢，C3消耗减少，C5生成减少，CO2固定速率不变，即C3的生成速率不变，C5的消耗速率不变，则C5的含量会下降，D错误。8．Rubisco是植物细胞内参与光合作用CO2固定的酶。下表是不同温度对两种水稻中Rubisco酶活性(μmol·mg－1·min－1)影响的有关数据。以下叙述不正确的是()水稻品种21℃30℃两优1.130.80丰优1.070.79A.Rubisco分布在叶绿体基质中B．Rubisco催化C3和CO2结合C．30℃时酶活性下降会使两种水稻的光合作用速率下降D．30℃与21℃相比，丰优比两优酶活性的变化幅度小答案：B解析：Rubisco是暗反应中需要的酶，主要分布于叶绿体基质中，A正确；Rubisco主要催化五碳化合物与二氧化碳的结合生成三碳化合物的过程，即二氧化碳的固定过程，B错误；据表分析可知，两种水稻中的Rubisco在30℃时酶活性下降，会使两种水稻的暗反应减慢，从而抑制光反应，最终导致光合作用速率下降，C正确；30℃与21℃相比，丰优酶活性的变化幅度小于两优品种的，D正确。9．科学家向小球藻培养液中通入14CO2，给予实验装置不同时间光照，结果如下表所示。根据实验结果分析，下列叙述正确的是()实验组别光照时间/s放射性物质分布12大量3­磷酸甘油酸(三碳化合物)22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等A.暗反应最初形成的很可能是3­磷酸甘油酸(三碳化合物)B．本实验利用小球藻研究的是光合作用的光反应阶段C．3­磷酸甘油酸可直接转化成氨基酸、有机酸等D．实验结果说明光合作用产物是各种糖类答案：A解析：由题表可知，CO2进入叶绿体后，最初形成的物质是3­磷酸甘油酸(三碳化合物)，A正确；由题意可知，用同位素标记法探究CO2中碳元素的去向，故本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段，B错误；根据时间分析，3­磷酸甘油酸要先转化成12种磷酸化糖类，然后才转化成氨基酸、有机酸等，C错误；题表中的数据说明光合作用除了产生糖类外，还有氨基酸、有机酸等其他有机物，D错误。10．强光条件下叶片吸收的过剩光能会破坏叶绿体。非光化学淬灭(NPQ)可通过叶绿体中叶黄素循环将过剩光能以热能形式散失，如图1。这种光保护机制与类囊体蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关，机理如图2(VDE在pH≤6.5时被活化，在pH＝7.0时失活；ZEP最适pH为7.5)。下列说法不正确的是()A．NPQ发生的场所是类囊体薄膜B．NPQ机制缓慢关闭导致暗反应增强C．强光下，H＋减少，使pH升高，VDE失活D．强光比稳定适宜光照条件对作物的生长更有利答案：BCD解析：由题干“非光化学淬灭(NPQ)可通过叶绿体中叶黄素循环将过剩光能以热能形式散失”可知，NPQ直接作用于光合作用中的光反应阶段，因此NPQ过程发生的具体场所是(叶绿体)类囊体薄膜，A正确；由晴天转变到多云，光照强度由强变弱，由于NPQ机制缓慢关闭不能立即解除，导致暗反应速率减弱，B错误；VDE在pH≤6.5时被活化，在pH＝7.0时失活，在光合作用的光反应阶段，水光解会产生H＋，光照强度增大产生的H＋增多，使pH下降，VDE被活化，C错误；强光条件下NPQ会启动，降低光合作用，稳定适宜光照条件更有利于作物的生长，D错误。11．为研究光合作用中ATP合成的动力，20世纪60年代，AndreJagendorf等科学家设计了如下实验：首先人为创设类囊体内外pH梯度，之后置于黑暗条件下，发现随着类囊体内外pH梯度的消失有ATP形成。下列相关说法不合理的是()A．离体类囊体取自绿色植物根尖分生区细胞B．在绿色植物中该过程也是在黑暗中完成的C．ATP的合成需要伴随H＋运输进入类囊体腔D．推测ATP合成的动力来自H＋浓度梯度势能答案：ABC解析：根尖分生区细胞无叶绿体，不含类囊体，A错误；光反应需要色素吸收光能，必须在光下进行，B错误；由图可知，类囊体pH为4，外界溶液pH为8，当类囊体内外pH梯度的消失有ATP形成，说明ATP的合成需要伴随H＋运输进入外界溶液，说明ATP合成的动力来自H＋浓度梯度势能，C错误，D正确。12．如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是()A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPHC．产生的ATP可用于各种生命活动D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节答案：AC解析：水光解产生的O2场所是叶绿体的类囊体膜内侧，若产生的O2在线粒体内膜被有氧呼吸利用，氧气从叶绿体类囊体膜内侧开始，再穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，经过线粒体两层膜，所以至少要穿过5层膜，A错误；光反应中NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH，提供给暗反应，B正确；电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。13．我国科学家设计的人工光合“仿生酶——光偶联”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A、B、C表示物质。回答问题：(1)功能区1的反应在细胞中发生的场所是______________。(2)图中A表示________________________，C表示________。(3)在功能区3中，一个CO2分子被一个C分子固定以后，很快形成两个B分子，这个过程在细胞中叫作__________。该系统正常运转过程中，光照突然减弱，则短时间内A含量将________(填“增加”或“减少”)。若弱光持续较长时间，功能区3中物质转换效率也会发生改变，原因是________________________________________。(4)若该系统与植物光合作用产生的O2量相等，则该系统的放氧量大于植物，原因是____________________。答案：(1)类囊体薄膜(2)NADPH、ATPC5(3)CO2的固定减少功能区2为功能区3提供的ATP和NADPH不足(4)该系统没有呼吸作用消耗氧气(或植物呼吸作用消耗氧气)解析：(1)功能区1有光；功能区2是以NADP＋与ADP＋Pi为原料合成A，则A表示ATP、NADPH；功能区3相当于光合作用的暗反应。根据光合作用暗反应过程推出B表示C3，C表示C5。功能区1和功能区2表示光反应过程，则功能区1反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上。(3)由图示分析可知，在功能区3中，一个CO2分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，这个过程在细胞中为CO2的固定，属于暗反应的一个过程。该系统在正常运转过程中，光照突然减弱，则光反应减弱，产生NADPH和ATP的速率减小，则短时间内A(NADPH和ATP)含量将减少。若弱光持续较长时间，光反应减弱，NADPH和ATP合成速率减小，即功能区2为功能区3提供的ATP和NADPH不足，暗反应随之减弱，功能区3中的物质转换效率降低。(4)与自然光合作用相比，该系统只进行光合作用，不进行呼吸作用消耗氧气，所以若该系统与植物光合作用产生的O2量相等，则该系统的放氧量大于植物。14．(2023·全国甲卷，29，改编)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是____________(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在____________上，其中类胡萝卜素主要