1、第4讲 光合色素及光合作用过程,考试要求 1.色素的种类、颜色和吸收光谱(a/a)。2.光合作用的概念、阶段、场所和产物(b/b)。3.光合作用与细胞呼吸的异同(/b)。4.活动：光合色素的提取与分离(b/b)。,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均来自水的裂解B.黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生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.若使类囊体的脂双层对H的通
2、透性增大，ATP生成量不变,解析 本实验是在黑暗条件下完成的，实验中溶液的H不仅仅来自于实验前在光下时水的裂解，也有部分来自于缓冲液中，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裂解产生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，D错误。 答案 C,2.(2018浙江4月选考)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
3、内容和结果见下表。,回答下列问题： (1)据表推知，经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照 ，导致其卡尔文循环中再生出 的量改变，从而影响光合作用速率。 (2)表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素，再用滤纸进行层析分离，与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的第4条色素带变 ，这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。 (3)实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适应弱光环境。品种 的耐阴性较高。,解析 本题考查光合作用的过程、影响光合速率的环境因素以及光合色素的作用。据表可知，品种A在弱光下，光
4、合色素的含量都下降；而品种B的叶绿素a和叶绿素b的含量显著升高，更有利对光中较短波长蓝紫光的吸收，同时在弱光照下，品种B的光合速率要大于品种A，故品种B更耐阴。 答案 (1)下降 RuBP (2)类囊体 宽 蓝紫 (3)比例 B,3.(2016浙江4月选考)叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜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
5、。滤纸条上最宽色素带中所含的色素是 。,解析 (1)图示光反应，将光能转换为ATP、NADPH中的化学能，场所为叶绿体的类囊体膜，其上含有各种光合色素和光反应所需的酶。(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。 答案 (1)类囊体 酶 化学能 (2)NADPH 磷酸基团 (3)层析液 叶绿素a,4.(2018浙江11
6、月选考节选)光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：为研究光合作用中碳的同化与去向，用_的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并_标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物_。根据标记化合物出现的时间，最先检测到的三碳化合物。猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当_后，发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。,解析 同位素示踪法可研究物质的变化和去向。题干强调为研究光合作用中碳的同化与去向，因此可用同位素14C标记的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样。通过定时杀死细胞提取标记
7、化合物，可研究碳元素的同化与去向。通过类比叶绿体中光合色素的分离实验，可推知双向纸层析的目的也是为了使标记化合物分离。由题意可知，固定CO2的是RuBP，而不是二碳化合物，因此突然降低CO2浓度后，RuBP的含量将会快速上升。 答案 同位素14C标记 提取 分离 突然降低CO2浓度,1.正误判断 (1)叶绿素对绿光的吸收率较高，所以叶绿素呈绿色。( ) (2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，由碳氢链组成。 ( ) (3)纸层析的原理是光合色素易溶于95%乙醇中。 ( ) (4)进行光合作用的细胞一定含有叶绿体。 ( ) (5)每形成1分子三碳糖磷酸需经过3轮卡尔文循环。 ( ) (6)碳反应不需要
8、光照，无光条件下，碳反应可不断循环进行。 ( ) (7)细胞呼吸生成的ATP可为碳反应三碳酸的还原提供能量和磷酸基团。 ( ) (8)在光合作用过程中突然撤离光照，短时间内叶绿体中的RuBP含量将下降。 ( ),2.读图析图,(1)上图表示 过程，其中反应是 ，反应是 。 (2)水在光下裂解的产物有A 、B 和e，部分B可通过类囊体膜上的质子泵(一种通道蛋白)由类囊体腔转运至叶绿体基质，同时驱动物质C 合成物质D 。 (3)生成物质F的反应式是_。 (4)反应生成的D、F用于反应中 的还原，其中D提供 ，F提供 。 提示 (1)光合作用 光反应 碳反应 (2)O2 H ADP和Pi ATP (
9、3)NADPH2eNADPH (4)3磷酸甘油酸 能量和磷酸基团 能量和氢,考点1 围绕光合色素的颜色、种类、吸收光谱及其提取与分离考查科学思维能力 1.(2018台州期末)从植物叶片中提取光合色素并用纸层析法分离，结果如图。下列判断正确的是( ),A.该植物叶片主要吸收蓝紫光和红光 B.该植物叶片中含量最多的色素是叶绿素b C.提取色素时要加入蒸馏水、二氧化硅、碳酸钙 D.滤纸条最上方的色素带呈蓝绿色 解析 滤纸条上的4条色素带对应的色素自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。叶绿素a的含量最多，B错误；光合色素不溶于水，提取光合色素不可用水，而用95%的乙醇等有机溶剂，C错误；
10、滤纸条最上方的是胡萝卜素，呈橙黄色，D错误。 答案 A,2.(2018绍兴3月选考适应性考试)下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SiO2 C.研磨时未加CaCO3 D.分离时层析液液面高于滤液细线 解析 距离点样处近的两条色素带是叶绿素b、叶绿素a，据实验结果知提取液中叶绿素含量偏低，可能原因是研磨时未加CaCO3，叶绿素被酸破坏。 答案 C,叶绿体中色素的提取与分离 (1)实验原理 提取：叶绿体色素不溶于水，而易溶于95%乙醇等有机溶剂。 分离：各种叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶
11、解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素分离开。,(2)异常实验现象分析,考点2 围绕光合作用的过程考查科学思维能力 3.(2018嘉兴3月选考测试)如图表示光合作用碳反应示意图，数字代表物质。下列叙述正确的是( ),A.是3磷酸甘油酸 B.的全称是核酮糖五磷酸 C.在叶绿体基质中被还原 D.碳反应生成的三碳糖主要用于合成蔗糖 解析 是RuBP，全称是核酮糖二磷酸；是NADP，在类囊体膜上接受H和电子被还原为NADPH；碳反应生成的三碳糖5/6用于RuBP的再生，1/6离开卡尔文循环合成或转变成其他物质。 答案 A,4.下图为光合作用的过程示意图，表示光合作用的场所，a、b和
12、c表示物质。请回答：,(1)的名称是 ，其膜上含镁的色素主要吸收 光。 (2)水在光下裂解除图中所示的产物外，还有 ，这些物质会被 接受，其在卡尔文循环中将三碳酸还原为 ，此过程中还伴随着 的贮存。 (3)在供给C18O2极短时间后，除了糖类物质含有18O以外，从另一种光合产物中也应当能够检测到18O。,解析 是类囊体，其膜上的叶绿素含镁，主要吸收红光和蓝紫光。水光下裂解产物有O2、H和电子，其中H和电子被NADP接受，生成的NADPH参与碳反应将三碳酸还原为三碳糖磷酸。光合作用产物O2中的O来自H2O，糖类和H2O中的O来自CO2。 答案 (1)类囊体 红光和蓝紫 (2)H和电子 NADP
13、三碳糖磷酸 能量 (3)水,光反应与碳反应的区别和联系,考点3 结合环境骤变对光合作用相关物质含量的影响考查科学思维能力 5.离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用，如果突然停止光照，短暂时间内叶绿体中下列物质含量不会减少的是( )A.NADPH B.ATPC.三碳酸 D.三碳糖解析 突然中断光照，光反应停止，NADPH和ATP合成停止，NADPH和ATP因碳反应的消耗而减少；NADPH和ATP减少进一步导致三碳酸的还原减弱，从而三碳酸增加，三碳糖减少。答案 C,6.光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片中三碳酸和RuBP微摩
14、尔浓度的变化趋势如图，回答问题：,(1)图中物质A是 。 (2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_ _； 将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_ _。 (3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，碳反应中三碳酸和RuBP浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的 (填“低”或“高”)。,解析 CO2浓度骤降，CO2RuBP2三碳酸减弱，而三碳酸的还原及RuBP的再生仍照常，导致三碳酸的含量降低，RuBP的含量升高。根据反应式CO2RuBP2三碳酸，CO2浓度稳定时，三碳酸的含量应是RuBP的含量的2倍。 答案 (1)三碳酸 (2)碳
15、反应速率在该环境中已达到稳定，即三碳酸和RuBP的含量稳定。根据碳反应的特点，此时三碳酸的分子数是RuBP的2倍 当CO2浓度突然降低时，RuBP的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致RuBP积累 (3)高,环境骤变，光合作用相关物质含量变化分析 分析时要注意环境骤变对下图反应、影响的先后效应，以及通过物质的来源和去路的变化来确定其含量的变化。,(1)光照变化，CO2供应不变时：,(2)CO2供应变化，光照不变时：,考点4 结合光合作用与细胞呼吸的异同考查科学思维能力 7.下图是载体中的氢随化合物在生物体内转移的过程，下列叙述错误的是( ),A.过程中氢的载体为NADPH B.载体中的氢在过程中用于还原RuBP C.载体中的氢在过程中用于还原O2 D.载体中的氢在过程中用于还原丙酮酸 解析 过程为卡尔文循环中三碳酸的还原，载体中的氢用于还原三碳酸。 答案 B,解析 是需氧呼吸，是光合作用，叶肉细胞需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体；光合作用碳反应阶段消耗的ATP来自光反应，不能来自细胞呼吸；有光、无光细胞呼吸均可进行。 答案 C,H和ATP的来源和去路(注：H表示NADH或NADPH),
