1、1第 8 讲 光合作用()光合作用的色素、场所和过程考纲要求 1.光合作用的概念、阶段、场所和产物(b)。2.色素的种类、颜色和吸收光谱(a)。3.光反应和碳反应的过程(b)。4.活动：光合色素的提取与分离(b)。考点一 活动：光合色素的提取与分离1.实验原理2.实验步骤提醒 滤纸条上色素带宽窄不同的原因：不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之色素带窄。1.正常实验结果(色素带)分析在滤纸条上 4 条平行分布的色素带，自上而下依次为橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素 a、黄绿色的叶绿素 b。(1)从色素带的宽度可推知色素含量：叶绿素 a叶绿素 b叶黄素胡萝卜素。(
2、2)从色素带的位置可推知色素在层析液中的溶解度大小：胡萝卜素叶黄素叶绿素 a叶绿2素 b。(3)在滤纸上相邻色素带间，距离最近的色素带是叶绿素 a 与叶绿素 b，相邻距离最远的是胡萝卜素与叶黄素。注意：4 种色素中溶解度差异最大的是首尾的胡萝卜素和叶绿素 b，而非胡萝卜素和叶黄素。2.异常实验结果(色素带)分析(1)色素带太淡的原因：叶片颜色不够深绿，导致色素含量不够；提取时加过多乙醇使提取液色素浓度太低；提取时研磨不充分、太迅速，导致研磨过程中色素提取量少；画滤液细线时未重复使分离色素不足；色素分离时层析液触及了滤液细线，色素溶解于层析液中使扩散色素不足。(2)色素带不全的原因：叶片不够浓绿
3、或不新鲜，导致色素种类不全；CaCO 3未加或不足，导致叶绿素遭到破坏；滤液暴露在阳光或空气中时间过长，导致叶绿素遭到破坏。(3)色素带不齐或重叠的原因：制滤纸条时染上了手上的油脂或其他污物影响色素扩散；滤纸条剪角不对称；画滤液细线太慢或未干就重复画，导致滤液细线太粗，使色素带彼此重叠等。3.改进实验本实验中，若用圆形滤纸，用滤液画一小圆，缺毛细吸管时可用去铅笔芯的铅笔代替。在其中央滴一滴层析液，对叶绿体中的色素进行层析，会得到近似同心的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。命题点一 实验选材、原理、步骤1.关于光合色素的提取与分离实验的操作，正确的是( )A.使用定性滤纸过
4、滤研磨液B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线 23 次D.研磨叶片时，用体积分数为 70%的乙醇溶解色素答案 B解析 色素易被滤纸吸附，故用单层尼龙布过滤，A 错误；每次重复画色素滤液细线时，需等干燥后再进行，C 错误；由于叶绿体中的色素不溶于水，因此研磨叶片时需用 95%的乙醇，D 错误。2.在做“光合色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“”表示使用， “”表示未使用)，其余操作均正常。他们所得的实验结果依次应为( )3试剂 甲 乙 丙 丁95%的乙醇 水 CaCO3 SiO2 A. B.C. D.答案 B解析
5、95%的乙醇为提取剂，色素提取过程不需要水，若加入水会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO 3能保护叶绿素分子不被破坏。甲同学由于没有加入提取剂 95%的乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与情况相符；丙同学由于未加 CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应；丁同学由于未加 SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应。命题点二 实验分析与实验拓展3.(2019温州模拟)为研究强光照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
6、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大小是D.色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间答案 B4解析 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，A 项错误；强光照和正常光照相比，叶绿素含量明显降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B 项正确；四种色素在层析液中溶解度大小是，C 项错误；色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，色素会溶解在层析液中，无法得到色素带，D 项错
7、误。4.(2018杭州质检)迁移率(Rf)是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标，也可用于各色素的鉴定，迁移率色素移动距离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中色素层析的部分结果，下列相关叙述错误的是( )溶剂移动距离色素甲移动距离色素乙移动距离色素丙移动距离色素丁移动距离实验组 1 7.8 1.9实验组 2 8.2 1.5实验组 3 8.0 1.4平均移动距离 8.0 7.6 0.8迁移率(Rf) 无 0.53 0.10A.色素甲的迁移率(Rf)是 0.95B.色素丙主要吸收红光和蓝紫光C.色素乙的扩散速度比色素甲快D.叶片衰老过程中色素丁的含量逐渐减少答案 C解析 迁移率色素移动距离/溶剂移
8、动距离，因此色素甲的迁移率(Rf)7.6/8.00.95，A 项正确；色素丙的迁移率(Rf)(1.91.51.4)/(8.03)0.2，故色素丙为叶绿素 a，其主要吸收红光和蓝紫光，色素丁为叶绿素 b，叶片衰老过程中叶绿素含量逐渐减少，B、D 项正确；色素乙的迁移率小于色素甲，表明色素甲的扩散速度比色素乙快，C 项错误。考点二 光合色素、叶绿体的结构1.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱5由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。(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。2.叶绿体的结构(1)外表
9、：双层膜。(2)内部Error!提醒 (1)因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色；叶色变黄的原因是叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色；叶色变红的原因是秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，又因叶绿素逐渐降解，叶片呈现红色。(2)无色透明大棚膜能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高；叶绿素对绿光吸收量最少，因此绿色塑料大棚中植物的光合效率最低。(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)叶绿素 a 和叶绿素 b 都含有
10、镁元素( )(3)叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同( )(4)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光( )(5)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多( )6完善叶绿体的结构与光合作用过程，思考回答相关问题。观察上面的叶绿体结构示意图，完成下列问题：(1)为外膜，为内膜。(2)为基粒，是由许多类囊体堆叠而成的，其膜可称为光合膜。为液态的叶绿体基质，含有许多酶。(3)影响叶绿素合成的因素光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中不能合成叶绿素，因此呈现黄色。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。叶绿素形成的最低温度为 24，最适宜的温度为 30，最高温度
11、为 40。秋天叶片变黄，是由于低温抑制了叶绿素的合成，同时原有的叶绿素遭到破坏分解，类胡萝卜素的颜色显露出来。无机盐：氮、镁是构成叶绿素的成分，缺氮、镁时叶绿素合成受阻。命题点一 色素的种类、颜色和吸收光谱1.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 400500nm 波长的光B.进入到秋季，植物对 420470nm 波长的光的利用量减少C.用 450nm 波长的光比 600nm 波长的光更有利于提高光合作用强度D.由 550nm 波长的光转为 670nm 波长的光后，短时间内叶绿体中 RuBP 的量减少答案 D7解析 由图可知，类胡萝卜
12、素主要吸收 400500nm 波长的光，A 项正确；进入秋季，叶子变黄，叶绿素含量减少，植物对 420470nm 波长的光的利用量减少，B 项正确；由图可知，叶绿体中色素吸收 450nm 波长的光比吸收 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，C 项正确；由图可知，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，碳反应中形成的 RuBP 的量增多，而二氧化碳的浓度不变，RuBP 和二氧化碳形成三碳酸分子的速度不变，则叶绿体中 RuBP 的量增多，D 项错误。2
13、.下列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造成的答案 C解析 提取叶绿体中的色素用的是 95%的乙醇，因为叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中，A 项正确；根是植物吸收水分和矿质元素的主要器官，构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收，B 项正确；植物进行光合作用只能吸收可见光，不能吸收红外光和紫外光，C 项错误；叶绿素的形成需要光，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造成
14、的，D 项正确。命题点二 叶绿体的结构3.如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是( )A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大B.图乙所示的结构来自图甲中的C.含有 4 种色素，其中叶绿素 b 的含量最多D.ATP 的合成场所是，分解场所是答案 B解析 叶绿体通过形成大量的片层结构类囊体增大膜面积，A 项错误；图甲中的是类囊体膜，图乙结构含有光合色素，光合色素分布在类囊体膜上，所以图乙也是类囊体膜，B 项正确；中的色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素 a 的含量最多，C 项错误；光反应的场8所是类囊体膜，产物是 ATP 和 NADPH，用
15、于碳反应，碳反应的场所是叶绿体基质，D 项错误。4.如图为叶绿体的结构与功能示意图，请据图判断下列有关说法中不正确的是( )A.叶片呈绿色是由于上含有大量叶绿素B.能够将光能转换为稳定的化学能的过程是在上完成的C.中 CO2被固定并还原成图中的甲物质D.、上酶的种类、功能不相同答案 B解析 叶片呈绿色是由于类囊体膜上含有大量叶绿素，对绿光吸收少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色，A 项正确；在类囊体膜上光能转换为 ATP 和 NADPH 中活跃的化学能，在叶绿体基质中 ATP 和 NADPH 中活跃的化学能转换为稳定的化学能，B 项错误；中 CO2被固定并还原成图中的甲(糖类)物质，C 项正确；
16、上的酶是参与光反应的酶，上的酶是参与碳反应的酶，、上酶的种类、功能不相同，D 项正确。考点三 光合作用的概念及其过程1.光合作用概述(1)概念指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把 CO2和 H2O 转化成贮存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。(2)总反应式6CO212H 2O C6H12O66H 2O6O 2。 酶 2.光合作用的过程.光反应(1)条件：叶绿体色素、酶、光和水。(2)场所：叶绿体类囊体膜。(3)产物：NADPH、ATP、O 2。(4)物质转变9水在光下裂解为 H 、O 2和电子。水中的氢(H e )在光下将 NADP 还原为 NADPH。(5)能量转变：光能被吸收并转化为 A
17、TP 和 NADPH 中的化学能。.碳反应(1)条件：CO 2、多种酶、ATP、NADPH。(2)场所：叶绿体基质。(3)产物：三碳糖。(4)主要变化CO 2的固定：3CO 23RuBP 6 三碳酸分子。三碳酸分子的还原：三碳酸分子接受 NADPH 中的氢和 ATP 中的磷酸基团及能量，被还原成三碳糖，这是碳反应形成的产物。RuBP 的再生每 3 个 CO2分子进入卡尔文循环就形成 6 分子的三碳酸分子，后者都被还原为三碳糖，其中5 个三碳糖分子在卡尔文循环中再生为 RuBP，另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环，或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质或脂质，或运出叶绿体，转变成蔗糖。(1)细胞中不能合成
18、ATP 的部位是叶绿体中进行光反应的膜结构( )(2)3磷酸甘油酸是 CO2分子进入卡尔文循环后形成的第一个糖( )(3)离体的叶绿体基质中添加 ATP、NADPH 和 CO2后，可完成碳反应过程( )(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度和碳反应强度都降低( )(5)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，叶绿体中三碳酸分子和 RuBP 的含量都迅速增加( )(6)水中的氢(H e )在光下将 NADP 还原为 NADPH( )分析光合作用的过程图解(1)图中的甲
19、表示光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体膜上。(2)乙表示碳反应阶段，又称作卡尔文循环。(3)图中的物质 a 是 NADPH，物质 b 是 CO2。(4)图中的 ATP 不能(填“能”或“不能”)运出所在的细胞器，用于其他生命活动。101.光合作用过程分析项目 光反应 碳反应过程利用光能使水光解产生 O2，同时产生 ATP 和 NADPH将 CO2还原为糖的一系列反应，称为卡尔文循环物质变化水的光解：H2O 2H 2e O2 光 叶 绿 体 12ATP 的合成：ADPPi能量ATP 酶 NADPH 的合成：NADP H 2e NADPH 酶 CO 2的固定：CO2RuBP 2 个三碳酸分子 酶 三
20、碳酸分子的还原：2 个三碳酸分子 2 个三碳糖 ATP、 NADPH 酶RuBP 的再生：三碳糖RuBP 酶 能量变化光能 ATP、NADPH 中活跃的化学能活跃的化学能 有机物中稳定的化学能完成标志 O2释放、 ATP 和 NADPH 的生成 糖类等有机物的生成联系光反应为碳反应提供 ATP、NADPH，碳反应为光反应提供ADP、Pi、NADP 。二者紧密联系，缺一不可2.“模型法”分析三碳酸分子和 RuBP 含量变化在限定条件下，根据三碳酸分子和 RuBP 的来源与去路，分析三碳酸分子和 RuBP 的含量变化，一般分为以下两种情况：(1)当 CO2供应不变、光照发生变化时，主要通过图中和过
21、程分析，如表：光照 分析 结果强弱光反应减弱，NADPH 和 ATP 减少，三碳酸分子还原减弱三碳酸分子含量增多，RuBP 含量减少弱强光反应增强，NADPH 和 ATP 增多，三碳酸分子还原增强三碳酸分子含量减少，RuBP 含量增多11(2)当光照不变、CO 2供应发生变化时，主要通过图中过程分析，如表：CO2供应 分析 结果充足不足CO2固定减弱，三碳酸分子产生减少，RuBP 消耗减少三碳酸分子含量减少，RuBP含量增多不足充足CO2固定增强，三碳酸分子产生增多，RuBP 消耗增多三碳酸分子含量增多，RuBP含量减少(3)当环境中某一因素，如光照或 CO2供应发生变化时，三碳酸分子和 Ru
22、BP、NADPH、ATP 含量变化趋势总是相反的，RuBP、NADPH、ATP 含量变化是一致的。如图所示：命题点一 光反应和碳反应的过程1.(2019湖州模拟)植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是( )A.图中 H 通过主动转运从类囊体膜内运到膜外B.通常，在光强度达到全日照之前，物质 A 的释放速率已达到最大值C.每个三碳酸分子接受来自物质 N 的氢和来自 ATP 的磷酸基团D.叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收绿光，而几乎不吸收其他颜色的光答案 B解析 图中 H 从类囊体膜内运到膜外为易化扩散，A 项错误；通常在光强度达到全日照之前，物质 A(O2)的释放速率已达到最大值，B
23、 项正确；每个三碳酸分子接受来自物质 NADPH的氢和来自 ATP 的磷酸基团，C 项错误；叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收红光和蓝紫光，12几乎不吸收绿光，D 项错误。2.(2018西湖区校级模拟)下图是黑藻光合作用过程示意图(用字母代表物质)。请分析回答：(1)反应发生的场所是_，其中产物 B 是_。(2)在反应中 RuBP 不断被利用，但含量仍能保持稳定的原因是_。光合作用合成的三碳糖，大部分运至叶绿体外转变成蔗糖，还有一部分在叶绿体中转变成_。(3)若要分析黑藻叶绿体的色素种类，制备色素提取液时加入_可使研磨充分。将提取到的滤液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照条件下 23m
24、in 后，试管内氧气的含量_(填“增加” “减少” “不变”)。(4)给黑藻提供 C18O2和 H2O，释放的氧气中含有 18O 是由于_。答案 (1)类囊体膜 H (2)RuBP 可以再生 淀粉、蛋白质和脂质(3)二氧化硅 不变(4)C18O2经光合作用产生 H218O，然后光合作用利用 H218O 产生含 18O 的氧气解析 (1)为光反应，场所在类囊体膜上，其中产物 B 是 H 。(2)在碳反应中 RuBP 不断被利用，但含量仍能保持稳定的原因是 RuBP 可以再生。三碳糖可在叶绿体中转变成淀粉、蛋白质和脂质。(3)要分析黑藻叶绿体的色素种类，制备色素提取液时加入二氧化硅可使研磨充分。由
25、于研磨后叶绿体遭破坏，只有色素不能进行光合作用，所以试管内氧气含量基本不变。(4)给黑藻提供 C18O2和 H2O，释放的氧气中含有 18O 是由于 C18O2经光合作用产生 H218O，然后光合作用利用 H218O 产生含 18O 的氧气。命题点二 分析条件骤变对光合作用物质含量变化的影响3.(2018宁波模拟)离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断 CO2气体的供应，短时间内叶绿体中 3磷酸甘油酸、RuBP 及 ATP 相对含量的变化是( )A.上升、下降、上升 B.上升、下降、下降C.下降、上升、下降 D.下降、上升、上升答案 D13解析 二氧化碳含量的改变直接影响的是碳
26、反应中二氧化碳的固定过程，当二氧化碳含量由高到低时，二氧化碳的固定过程变弱，该反应的反应物 RuBP 消耗减少，剩余的 RuBP 相对增多；生成物 3磷酸甘油酸减少，使得 3磷酸甘油酸的还原反应减弱，则消耗的 NADPH 和ATP 量减少，所以 NADPH 和 ATP 剩余的量增多。故突然中断 CO2气体的供应，短时间内叶绿体中 3磷酸甘油酸的含量减少、RuBP 的含量增多、ATP 的含量增多。4.(2018杭州质检)如图表示某植物叶肉细胞中三碳酸分子和 RuBP 浓度的变化情况，该植物在阶段处于适宜环境条件下，阶段是某个环境条件降低引起的瞬时变化。下列分析正确的是( )A.阶段在类囊体膜上进
27、行，阶段在叶绿体基质中进行B.图中阶段所改变的环境条件很可能是降低了光强度C.图中物质甲转变成物质乙需要消耗光反应提供的 ATP 和 NADPHD.阶段的光饱和点比阶段低答案 D探究真题 预测考向1.(2017浙江 11 月选考)在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在 pH4 的缓冲溶液中，使类囊体内外的 pH 相等，然后迅速转移到含有 ADP 和 Pi 的 pH8 的缓冲溶液中，结果检测到有 ATP 的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是( )A.实验中溶液的 H 均来自于水的裂解B.黑暗条件下植物叶肉细胞的叶绿体可产生 ATPC.光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内 H 浓度较高D.若使类
28、囊体的脂双层对 H 的通透性增大，ATP 生成量不变答案 C解析 本实验是在黑暗条件下完成的，实验中溶液的 H 不仅来自于光照条件下水的裂解，也来自于缓冲液中，A 错误；黑暗条件下，植物叶肉细胞中的叶绿体不能产生 ATP，B 错误；光照条件下，植物细胞叶绿体中类囊体的腔内发生水的光解产生 H ，使类囊体腔内的 H 浓度较高，C 正确；根据实验的结果，在类囊体内 H 浓度大于外面时会有 ATP 产生，H 的浓度差和 ATP 的产生有关，若使类囊体的脂双层对 H 的通透性增大，ATP 生成量会发生改变，14D 错误。2.(2016江苏，17)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是( )
29、A.应该在研磨叶片后立即加入 CaCO3，防止酸破坏叶绿素B.即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出 4 种光合作用色素C.为获得 10mL 提取液，研磨时一次性加入 10mL 乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失答案 B解析 CaCO 3可防止酸破坏叶绿素，应在研磨时加入，A 错误；即使菜叶剪碎不够充分，但色素并没有减少，也可提取出 4 种光合作用色素，B 正确；由于研磨时乙醇挥发，故为获得10mL 提取液，研磨时加入多于 10mL 乙醇，C 错误；叶绿素条带不会随层析液挥发消失，D错误。3.(2016浙江 4 月选考)叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜
30、上的分布及部分反应的示意图如下。请回答下列问题：(1)该膜是_膜，其上含有色素和催化光反应的_。光反应中，色素吸收的光能转换为 ATP 等物质中的_。(2)光反应的产物除图中所示的物质外，还有电子和_。ATP 为碳反应提供了能量和_。(3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于_的液面。滤纸条上最宽色素带中所含的色素是_。答案 (1)类囊体 酶 化学能 (2)NADPH 磷酸基团 (3)层析液 叶绿素 a解析 (1)光反应的场所为叶绿体的类囊体膜，类囊体膜上含有各种光合色素和光反应所需的酶；色素吸收的光能通过光反应过程转移至 ATP、NADPH 等物质中以化学能形式贮存
31、。(2)光反应的产物包括 O2、H 、电子、ATP 和 NADPH 等；ATP 除为碳反应供能外，还可以在三碳酸分子被还原生成三碳糖的过程中提供磷酸基团。(3)滤液细线不能浸没在层析液中，以免细线上所含的色素溶解在层析液中而无法沿着滤纸条向上扩散，从而无法分离形成不同的色素带；色素含量越多则色素带越宽，叶绿体中含量最多的色素为叶绿素 a。4.(2017浙江 4 月选考)为研究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图所示。15回答下列问题：(1)本实验的因变量是_。由图中曲线对比可知，经_处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的_光减
32、少而降低了光合速率。由此推知，若遇较低温天气，除升温方法外，可对该植物进行_处理以减少叶绿素的损失。(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的_。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第 4 组得到的色素带中，从上到下的第_条色素带均明显变窄。(3)若用不同波长的光照射叶绿素 a 的提取液并测定_，可得到叶绿素 a 的吸收光谱。答案 (1)叶绿素含量 低温和光照 蓝紫光和红遮光 (2)碳酸钙 3、4 (3)吸光率课时作业一、选择题1.(2018温州联考)科学家为小球藻的光合作用供给 14CO2，检测发现 14C 最早出现在下列哪种物质中( )A.三
33、碳酸分子 B.三碳糖C.RuBP D.蔗糖答案 A解析 在碳反应阶段，1 分子二氧化碳首先与 1 分子 RuBP 结合生成 2 分子三碳酸分子，三碳酸分子再进一步被还原生成三碳糖和 RuBP，故科学家为小球藻的光合作用供给 14CO2，检测发现 14C 最早出现在三碳酸分子中，A 项正确，B、C、D 项错误。2.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答案 C16解析 红枫叶片含叶绿素，可进行光合作用；红枫叶片呈红色是因为液泡中
34、含有花青素，花青素是不能吸收光能进行光合作用的。3.(2018温州 2 月模拟)适宜的光照、温度条件下，在 0.003%CO2和 1%CO2两种不同环境中某植物叶肉细胞卡尔文循环中三碳酸分子和 RuBP 微摩尔浓度的变化趋势如图所示。据图分析合理的是( )A.ab 段碳反应速率越来越小B.bc 段甲物质浓度降低是因为生成速率变小C.cd 段光合作用较弱是因为光反应产物不足D.ae 段叶肉细胞的光饱和点稳定不变答案 B解析 ab 段甲物质和乙物质的相对浓度保持相对稳定，因此 ab 段碳反应速率基本不变，A错误；bc 段，降低二氧化碳浓度，会抑制碳反应过程中二氧化碳的固定，而三碳酸分子的还原仍在进
35、行，因此三碳酸分子含量下降，可见甲物质(三碳酸分子)浓度降低是因为生成速率变小，B 正确；cd 段光合作用较弱是因为碳反应原料不足，C 错误；ae 段二氧化碳浓度发生改变，因此叶肉细胞的光饱和点会发生变化，D 错误。4.(2018绍兴模拟)如图是利用新鲜菠菜叶进行“光合色素的提取和分离”活动时得到的结果，出现该实验结果的原因可能是( )A.用 70%乙醇作为提取液B.研磨时未加 SiO2C.研磨时未加 CaCO3D.分离时层析液液面高于滤液细线答案 C解析 提取叶绿体中的色素用的是 95%乙醇，如果 70%乙醇作为提取液，则各种色素的含量都会减少，可是图示胡萝卜素和叶黄素含量都不低，A 错误；
36、如果研磨时未加 SiO2，那么各种色素的含量都会减少，与图示不符，B 错误；CaCO 3可以保护叶绿素分子不被破坏，根据17试题分析，该实验结果的出现可能是因为研磨时未加 CaCO3，C 正确；若分离时层析液液面高于滤液细线，色素就会溶解到层析液中，那么就会得不到色素带，D 错误。5.如图是碳反应及光合产物在植物细胞中的利用示意图，其中阿拉伯数字表示生理过程，罗马数字表示反应场所，字母表示物质。据图分析下列叙述，正确的是( )A.是光合作用的场所，是细胞溶胶B.生成一分子 c，需要各循环 1 次C.若过程受阻，则的过程都会受阻D.过程都直接与光反应相关，d 最可能是蔗糖答案 C解析 光合作用包
37、括光反应和碳反应两过程，光反应发生在类囊体膜上，而代表叶绿体基质，是进行碳反应的场所，A 错误；c 代表三碳糖，生成一分子 c 需要各循环 3 次，B 错误；过程代表糖类物质运往细胞外，若该过程受阻，由于产物的积累会抑制光合作用的进行，C 正确；过程与光反应无直接关系，糖类在植物体内以蔗糖的形式进行运输，D 错误。6.在“光合色素的提取与分离”实验中，正确的操作顺序应该是( )A.进行纸层析制取滤液在滤纸条上画线将实验材料研磨B.制取滤液进行纸层析在滤纸条上画线取滤液再画线C.将实验材料剪碎、研磨在滤纸条上画线制取滤液进行纸层析D.将实验材料剪碎、研磨制取滤液在滤纸条上画线进行纸层析答案 D解
38、析 首先应是提取色素，排除 A 项；制备滤液时，需要先将实验材料剪碎、研磨，故答案为 D。7.如图为大豆叶片光合作用碳反应阶段的示意图。下列叙述正确的是( )A.CO2的固定实质上是将 ATP 中的化学能转变为三碳酸分子中的化学能18B.CO2可直接被 NADPH 还原，再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的三碳酸分子在相关酶的催化作用下，可再形成 RuBPD.光强度由强变弱时，短时间内 RuBP 含量会升高答案 C解析 ATP 中的能量转化到有机物中成为稳定的化学能，不参与 CO2的固定，A 项错误；在碳反应中，绿叶通过气孔从外界吸收的二氧化碳不能直接被还原，它首先与 RuBP 结合形成三碳
39、酸分子，三碳酸分子接受 ATP 释放的能量并被 NADPH 还原，再经一系列变化形成糖类，B 项错误；三碳酸分子被 NADPH 还原后可再形成 RuBP，此过程中需要酶参与，C 项正确；光强度由强变弱时，会造成 NADPH 和 ATP 在短时间内减少，RuBP 的合成速率下降，而其消耗速率不变，所以 RuBP 的含量会下降，D 项错误。8.(2018绍兴一中月考)卡尔文等人在小球藻培养液中通入 14CO2，再给予不同的光照时间后，从小球藻中提取并分析放射性物质。预测实验结果是( )A.光照时间越长，三碳酸分子的积累越多B.光照时间越长，RuBP 的积累越多C.光照时间越长，产生的放射性物质的种
40、类越多D.无论光照时间长短，放射性物质都会集中分布在类囊体膜上答案 C解析 光合作用过程中，由 RuBP 与三碳酸分子参与的卡尔文循环是一个动态平衡系统，正常情况下会保持相对平衡的状态，光照时间延长不会使三碳酸分子和 RuBP 积累更多，A、B项错误；类囊体膜上进行光反应，二氧化碳的固定和还原是在叶绿体基质中进行的，如果光照时间短，类囊体膜上无放射性，D 项错误。9.如图表示某同学做“光合色素的提取与分离”实验的改进装置，下列相关叙述错误的是( )A.应向培养皿中倒入层析液B.应将滤液滴在 a 处，而不能滴在 b 处C.实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆D.实验得到的若干个同心圆中，最小的一
41、个圆呈蓝绿色答案 D解析 层析液应倒入培养皿中，A 正确；滤液应滴在 a 处，不能滴在 b 处，否则，色素全被溶解到层析液中，B 正确；实验结果是得到四个不同颜色的同心圆，从外向内依次是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色，所以，最小的一个圆呈黄绿色，C 正确，D 错误。10.科学家往小球藻培养液中通入 14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表。19实验组别 光照时间(s) 放射性物质分布1 2 大量 3磷酸甘油酸2 20 12 种磷酸化糖类3 60 除上述 12 种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等根据上述实验结果分析，下列叙述不正确的是( )A.本实验利用小球藻研究的是光合作用的碳反
42、应阶段B.每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质的分布C.CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是 12 种磷酸化糖类D.实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等答案 C解析 题表结果表明二氧化碳主要参与光合作用的碳反应过程，A 项正确；每组光照后需将小球藻进行处理使酶失活，防止细胞内化学反应的进行使碳元素转移干扰实验结果，B 项正确；分析题表可知，CO 2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是 3磷酸甘油酸，C 项错误；表中实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等，D 项正确。二、非选择题11.(2018浙江教育绿色评价联盟)下图为光合产物在植物细胞
43、中的利用示意图。请据图回答下列问题：(1)图中的主要组成成分是_。为中发生卡尔文循环提供能量的结构是_。(2)CO2首先与_结合生成三碳酸分子，然后被还原为三碳糖。形成一分子三碳糖，需要进行_次卡尔文循环，需要由光反应产生的_提供氢。(3)三碳糖在中能够转化为淀粉、蛋白质、脂质，说明中有许多起催化作用的_。X 表示_，能为植物体内的所有细胞利用。答案 (1)磷脂和蛋白质 类囊体膜(基粒) (2)RuBP(或核酮糖二磷酸) 3 NADPH (3)酶 蔗糖解析 (1)图中具有双层膜的结构为叶绿体。是叶绿体膜，主要组成成分为磷脂和蛋白质。卡尔文循环即光合作用的碳反应阶段，光反应为碳反应提供能量，光反
44、应的场所是类囊体膜(基粒)。20(2)碳反应中 CO2首先与 RuBP(核酮糖二磷酸)结合生成三碳酸分子，然后被还原为三碳糖，卡尔文循环以光反应产生的能量固定和还原 CO2，每循环一次只固定一个 CO2分子，所以生成一分子三碳糖需要循环 3 次，碳反应需要光反应产生的 NADPH 供氢。(3)生物化学反应离不开酶的催化作用，因此三碳糖在中能够转化为淀粉、蛋白质、脂质，说明中有许多起催化作用的酶。叶绿体中一部分三碳糖离开叶绿体，转变成蔗糖，能为植物体内的所有细胞利用。12.(2018台州中学第一次通练)高浓度重金属胁迫会影响植物的光合色素含量，降低植物的光合速率。某科研小组研究了锶对油菜幼苗叶片
45、叶绿素 a、叶绿素 b 的影响，实验结果如下图。请回答下列问题：(1)实验表明高浓度的锶使_的减少量更大，该色素主要吸收可见光中的_光。(2)为验证上述结论，可采用_法分离色素，与正常叶片所提取的色素条带进行比较，若滤纸条从上到下第_条明显变窄，则可证明此结论。(3)在光合作用中，叶绿素吸收的光能转变为 NADPH 等中的_能，并用于卡尔文循环中将三碳酸分子还原为_，该还原产物大部分用于_，以保证卡尔文循环的继续进行。答案 (1)叶绿素 a 红光和蓝紫 (2)纸层析 3(3)化学 三碳糖 再生 RuBP解析 (1)从图中信息可知，对照组中叶绿素 a 含量大约是 1.2 mgg1 FW，叶绿素
46、b 含量大约是 0.34 mgg1 FW，在 SrCl2溶液浓度为 10 mmolL1 和 20 mmolL1 时，叶绿素 a的含量分别是 0.98 mgg1 FW 和 0.82 mgg1 FW，而叶绿素 b 的含量分别是 0.27 mgg1 FW、0.25 mgg1 FW，因此实验表明高浓度的锶使叶绿素 a 的减少量更大，该色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。(2)正常叶片所提取的色素条带在滤纸条上从上到下为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a 和叶绿素 b。上述结论是高浓度锶使叶绿素 a 减少量更大，为验证该结论，可采用纸层析法分离色素，与正常叶片所提取的色素条带进行比较，若滤纸条从上到下第 3
47、条明显变窄则可证明。(3)在光合作用中，叶绿素吸收的光能转变为 NADPH 等中的化学能，并用于卡尔文循环中将三碳酸分子还原为三碳糖，该还原产物大部分用于再生 RuBP，以保证卡尔文循环的顺利进行。2113.(2019海宁检测)美国科学家卡尔文利用同位素标记法对小球藻的光合作用进行研究，最终探明了光合作用中碳的转化途径，因此获得了 1961 年的诺贝尔化学奖。下图为简化的卡尔文循环示意图，表示相关物质，请回答问题：(1)卡尔文循环中，3磷酸甘油酸在和 ATP 的作用下被还原为_，其中的为 3磷酸甘油酸的还原提供了_和能量，在_(场所)重新形成，所以卡尔文循环只有在_条件下才能一轮一轮循环不已。(2)对培养小球藻的试管，先进行一定强度的光照后，再黑暗处理，暗处理后短时间内 3磷酸甘油酸的含量会_。如果加入 18O 标记的 C
