第3单元 第5课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理（课件PPT）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教单选版）

第三单元　细胞的能量供应和利用 第5课时　捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 栏目索引 考点一 考点二 考点三 考点一 溶解度 有机溶剂 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 碳酸钙 二氧化硅 扩散均匀 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 橙黄色 溶解度 色素种类 色素含量 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 考点二 叶黄素 叶绿素 类胡萝卜素 蓝绿 黄绿 胡萝卜素 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 叶绿素b 叶绿素a 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 蓝紫光 400~760 nm 可见光 红光和蓝紫光 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 光合作用 外膜 叶绿体基质 暗反应 类囊体 色 素 光反应 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 叶绿体 光照 叶绿体 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 红光和蓝紫光 吸收光能 红光和蓝紫光 氧 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 × × × × × 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回导航 高考总复习 第1轮 生物学 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(2)有同学查阅资料得知，植物体内叶绿素含量的多少与不同的植物种类有关。现欲探究菠菜、芹菜、菜心三种不同蔬菜体内的叶绿素含量的多少，请你简要写出实验的主要思路：_________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 取等量且适量生长状况良好且相似的菠菜、芹菜、菜心叶进行色素提取，利用纸层析法进行分离，重复多次实验，观察滤纸条上色素带深浅和宽窄，根据实验结果得出结论 1．(2024·江西南昌一模)为了测定叶片叶绿体中色素含量，某中学兴趣小组利用两种方法分别提取菠菜叶片的叶绿体色素，并测定含量，实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．方法①中的“？”代表的是SiO2，加入该成分以便研磨更充分 B．方法①②中加入CaCO3的作用是保护色素，提高色素的提取量 C．方法②中沸水浴可破坏膜结构，使色素充分释放 D．方法②延长沸水浴时间，色素提取更充分 D　解析：方法①中的“？”代表的是SiO2，它能破坏细胞结构，加入该成分以便研磨更充分，A正确；方法①②中加入CaCO3的作用是保护色素在研磨时不被破坏，提高色素的提取量，B正确；方法②中沸水浴可破坏膜上蛋白质结构，进而破坏膜结构，使色素充分释放，C正确；方法②延长沸水浴时间，叶绿体中的色素可能被分解，色素提取量变少，D错误。 2.(2024·甘肃甘南校考)某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，4组实验结果如右图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的相关分析不正确的是(　　) A．①可能是由于未加CaCO3而得到的实验结果 B．②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果 C．③可能是由于未加SiO2而得到的实验结果 D．①可能是滤液细线触及层析液而得到的实验结果 D　解析：①中叶绿素含量明显低于正常值，可能是由于未加CaCO3，部分叶绿素被破坏，A正确；光合色素不溶于水，但能溶于有机溶剂，②中没有色素带，可能是由于用水取代了无水乙醇不能获得色素，B正确；③中所有色素带都偏窄，可能是由于未加SiO2，研磨不充分，提取色素较少，C正确；①中有色素带，不是滤液细线触及层析液而得到的实验结果，因为若滤液细线触及层析液，其色素会溶解于层析液中，滤纸条上会无色素带，①类胡萝卜素含量多可能是因为使用的叶片是发黄的叶片或者不是新鲜的叶片，D错误。 绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析 考点二　捕获光能的色素和叶绿体的结构与功能 1．捕获光能的色素 (1)叶绿体中色素的种类和颜色 (2)叶绿体中色素的吸收光谱 由图可以看出： 提醒：植物中的色素并非都能吸收光能 植物液泡中含有的色素(花青素)，决定植物器官的颜色，但不能吸收光能，因此不参与光合作用。 2．叶绿体的结构与功能 3．恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证 (1)第一个实验 实验结论：氧气是由______在____条件下释放出来的，______是光合作用的场所。 (2)第二个实验 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在______________区域。 实验结论 ①叶绿体能__________用于光合作用放____。 ②叶绿体主要吸收______________。 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)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。(　　　　) (2)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光。(　　　　) (3)叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。(　　　　) (4)观察光学显微镜下的叶绿体结构可以看到叶绿体由双层膜包被。(　　　　) (5)叶绿体的色素溶液可以通过光合作用放氧。(　　　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)(必修1 P99“边栏思考”拓展)植物工厂里常见的是红色、蓝色和白色的光源，而不用发绿光的光源的原因是______________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)一般植物的叶片在春夏季节为绿色，而在秋季呈现黄色。出现这一现象的原因是什么？ 提示：春夏季节叶片中的叶绿素含量较多，叶绿素对绿光吸收较少，绿光大部分被反射出来，所以叶片会呈现绿色；而到了秋季，低温导致叶绿素被破坏，叶片中主要是类胡萝卜素，故而呈现黄色。 光合色素对红光、蓝光吸收最多；白光是复合光，含有不同波长的光，光合色素能吸收更多的光；绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线被光合色素吸收较少，因此在植物工厂里不用于光合作用中制造有机物 1．高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是(　　) A．图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上 B．利用纸层析法分离色素时，②应位于滤纸条的最下端 C．植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光 D．弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用 D　解析：图中①叶绿素b、②叶绿素a主要分布在叶绿体的类囊体膜上，A错误；利用纸层析法分离色素时，①叶绿素b应位于滤纸条的最下端，B错误；植物叶片呈现绿色是由于①②吸收绿光最少，透射光下呈绿色，C错误；在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境，可知弱光下①叶绿素b的相对含量增高有利于植物对弱光的利用，D正确。 叶绿素a和叶绿素b曲线的判断 叶绿素a和叶绿素b在红光区和蓝紫光区吸收光谱的差异是叶绿素a在红光区的吸收峰值大于叶绿素b的吸收峰值，在蓝紫光区的吸收峰值小于叶绿素b的吸收峰值，且吸收峰值均位于红光区和蓝紫光区的外侧。 2．(2024·四川广安模拟)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．图乙所示结构取自图甲中的①或③ B．与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上 C．图乙所示的结构可吸收全部的太阳光 D．叶绿体以图甲③的形式扩大膜的面积 D　解析：图乙所示结构含有光合色素，光合色素只分布在叶绿体的类囊体膜上，对应于图甲中的③，A错误；在叶绿体的基质(图甲④)中，也分布有与光合作用有关的酶，B错误；光合色素只吸收太阳光中的可见光，C错误；③是叶绿体的类囊体，叶绿体以图甲③的形式扩大膜的面积，D正确。 3．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下图所示区域。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 B　解析：该实验中光照为自变量，氧气为无关变量，故实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中是为了设置自变量和无关变量，A正确；需氧细菌聚集多的原因是氧气多，B错误；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，C正确；水绵的叶绿体螺旋状分布在细胞中有利于实验的进行，便于实验结果的观察，D正确。 考点三　光合作用的基本原理 1．探索光合作用原理的部分实验 年份 科学家 发现 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 — 发现_____对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过_________转化成糖 年份 科学家 发现 1937 英国植物 学家希尔 发现________，即离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应 1941 美国科学 家鲁宾和 卡门 用__________的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O： H2O＋C18O2→植物→O2； H eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1(2)) O＋CO2→植物→18O2 1954 美国科学 家______ 发现在光照下，叶绿体可合成______。1957年，他发现该过程总是与________相伴随 2.光合作用的过程 3．环境改变时光合作用各物质含量的变化 (1)“过程法”分析各物质变化 下图中 Ⅰ 表示光反应， Ⅱ 表示CO2的固定， Ⅲ 表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： (2)模型法表示C3和C5等物质含量变化 提醒：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。 ③起始值C3高于C5(约为其2倍)。 4．光合作用和化能合成作用的比较 项目 光合作用 化能合成作用 区别 能量来源 ______ ____________释放的能量 代表生物 绿色植物 __________ 相同点 都能将________________等无机物合成有机物 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程。(　　　　) (2)光反应必须在光照下进行，暗反应必须在暗处进行。(　　　　) (3)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(　　　　) (4)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH 和CO2 后，在合适的条件下可完成暗反应过程。(　　　　) (5)光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。(　　　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)(必修1 P102“思考·讨论”改编)希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？为什么？ 提示：不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。 (2)(必修1 P103图5­14拓展)光照停止后暗反应短时间仍然能够持续，但无法长时间正常进行，原因是_____________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 暗反应中C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，停止光照使光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH能使暗反应持续进行一段时间；但是这段时间后，暗反应因缺少ATP和NADPH而无法进行 1．(2024·湖南张家界模拟)1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中产生的氧气的来源，实验部分过程及结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．18O具有放射性，是不稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律 B．另一组实验及结果图应为：将H eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1(2)) O换成H2O、CO2换成C18O2，其余不变 C．该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自水 D．实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，没有完整的叶绿体 C　解析：18O不具有放射性，是稳定的同位素，A错误；另一组实验及结果图应为：将H eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1(2)) O换成H2O、CO2换成C18O2、18O2换成O2，其余不变，B错误；该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自水，C正确；小球藻是真核生物，具有完整的叶绿体，含有叶绿素和类胡萝卜素，D错误。 2．磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。下图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列相关说法正确的是(　　) A．a表示的物质是ATP，它也可以在叶绿体基质中合成 B．磷酸丙糖应该是一种五碳化合物 C．磷酸丙糖是暗反应产物，在细胞质基质中合成淀粉 D．若图中表示的磷酸转运器活性受抑制，会导致光合速率下降 D　解析：图中a是光反应为暗反应提供的物质，a表示NADPH和ATP，在叶绿体类囊体的薄膜上合成，A错误；磷酸丙糖是三碳化合物，B错误；磷酸丙糖合成淀粉的过程在叶绿体基质中进行，C错误；磷酸转运器活性受抑制，不能将磷酸丙糖运出叶绿体，也不能将磷酸运入叶绿体，造成叶绿体中光合产物积累和缺少磷酸，导致光合速率下降，D正确。 3．下图表示某植物叶片暗反应中C3和C5相对浓度的变化趋势，该植物在 Ⅰ 阶段处于适宜环境条件下， Ⅱ 阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是(　　) A．图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP B．图中 Ⅱ 阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 C． Ⅱ 阶段甲相对浓度上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累 D． Ⅱ 阶段光合速率最大时所需光照强度比 Ⅰ 阶段低 D　解析：根据题意和题图可知，物质甲是C5，物质乙是C3，CO2的固定不消耗ATP，A错误。 Ⅱ 阶段改变的条件是降低了CO2浓度，导致C3含量下降，C5含量增多，条件改变影响暗反应的进行，所以 Ⅱ 阶段光合速率最大时所需光照强度比 Ⅰ 阶段低，B、C错误，D正确。 1．(2023·全国乙卷，T2)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 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。 2．(2022·湖北卷，T12)某植物的2种黄叶突变体表型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：μg·g－1)，结果如表。下列有关叙述正确的是(　　) 植株类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素 野生型 1 235 519 419 4.19 突变体1 512 75 370 1.59 突变体2 115 20 379 0.36 A．两种突变体的出现增加了物种多样性 B．突变体2比突变体1吸收红光的能力更强 C．两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致 D．叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色 D　解析：两种突变体之间并无生殖隔离，仍属同一物种，只能体现遗传多样性，A错误；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，突变体2的叶绿素a和叶绿素b的含量比突变体1的少，故突变体2比突变体1吸收红光的能力弱，B错误；两种突变体的光合色素含量差异，可能是同一个基因突变方向不同导致的，C错误；野生型的叶绿素与类胡萝卜素的比值为4.19，叶绿素含量较高，叶片呈绿色，突变体中叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降，叶绿素含量少，不能掩盖类胡萝卜素的颜色，此时叶片呈黄色，D正确。 3．(2023·湖北卷，T8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PS Ⅰ 和PS Ⅱ 光复合体，PS Ⅱ 光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PS Ⅱ 光复合体上的蛋白质LHC Ⅱ ，通过与PS Ⅱ 结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如下图所示)。LHC Ⅱ 与PS Ⅱ 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，PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获增强 B．Mg2＋含量减少会导致PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获减弱 C．弱光下LHC Ⅱ 与PS Ⅱ 结合，不利于对光能的捕获 D．PS Ⅱ 光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2 C　解析：据图可知，在强光下，PS Ⅱ 与LHC Ⅱ 分离，减弱PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获；在弱光下，PS Ⅱ 与LHC Ⅱ 结合，增强PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获。LHC Ⅱ 和PS Ⅱ 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，会导致类囊体膜上PS Ⅱ 与LHC Ⅱ 结合增多，从而使PS Ⅱ 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，PS Ⅱ 光复合体含有的光合色素含量降低，导致PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获减弱，B正确。弱光下PS Ⅱ 与LHC Ⅱ 结合，有利于对光能的捕获，C错误。类囊体膜上的PS Ⅱ 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。 4．(2021·广东卷，T12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是(　　) A．Rubisco存在于细胞质基质中 B．激活Rubisco需要黑暗条件 C．Rubisco催化CO2固定需要ATP D．Rubisco催化C5和CO2结合 D　解析：Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应的场所为叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C错误；Rubisco催化CO2的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。 5．(2023·海南卷，T16)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如下图所示。 回答下列问题： (1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是__________；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第__________条。 (2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是______________，该光源的最佳补光时间是__________小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是__________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。 __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 答案：(1)叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b)　一和二 (2)红光＋蓝光　6　不同的补光时间条件下，红光＋蓝光光源组平均花朵数均最多 (3)将成花诱导完成后的火龙果植株随机均分为三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果植株进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组植株所结火龙果的产量，产量最高的植株对应的光照强度即为最适光照强度。 解析：(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b，二者统称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第一条和第二条。(2)根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光＋蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光＋蓝光组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6小时/天时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6小时/天。(3)本实验要求用三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，所以将成花诱导完成后的火龙果植株随机均分为三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果植株进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组植株所结火龙果的产量，产量最高的植株对应的光照强度即为最适光照强度。 6．下图为杜鹃花叶肉细胞叶绿体部分结构及相关反应示意图，其中光系统 Ⅰ (PS Ⅰ)和光系统 Ⅱ (PS Ⅱ)是叶绿体进行光吸收的功能单位。PS Ⅱ 吸收光能的分配有三个去路： ①PS Ⅱ 光化学反应所利用的能量；②PS Ⅱ 调节性热耗散等形式的能量耗散；③非调节性的能量耗散。研究发现，③部分的分配占比过大将对PS Ⅱ 的结构产生破坏。 [设问1] 结合光合作用的基本原理和模式图，考查信息获取与图文转化能力 (1)据图可知，PS Ⅰ 与PS Ⅱ 分布在________上，在该结构中光能被转化为电能，后被转化为化学能储存在___________中，进而用于暗反应中的________过程。 (2)据图可知，NADPH合成过程中所需电子的最初供体是________，推动ATP合成所需能量的直接来源是__________________________________。 [设问2] 通过探究性实验的结果分析，考查实验分析能力 (3)为探索某种杜鹃花叶片对光环境变化的适应及响应机制，研究人员将其长期遮阴培养后，置于全光照下继续培养一段时间。并进行相关检测，结果如下表所示： 条件 遮阴 全光照 PS Ⅱ 光能转化效率/% 79.3 49.4 光合电子传递效率/(μmol·m－2·s－1) 64.9 37.8 请结合表中数据，从光能分配角度分析，该品种杜鹃花对全光照的适应能力较弱的原因是______________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 答案：(1)类囊体薄膜　ATP、NADPH　C3还原 (2)H2O　膜两侧的H＋浓度差 (3)全光照下，PS Ⅱ 吸收的光能分配到非调节性的能量耗散部分的占比过大，对PS Ⅱ 结构造成破坏，导致PS Ⅱ 光能转化效率和光合电子传递效率降低 解析：(1)据图可知，PS Ⅰ 与PS Ⅱ 属于光反应过程，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，光反应先将光能转化为电能，再转化为活跃化学能储存在ATP、NADPH中，用于暗反应中的C3还原过程。(2)由图分析可知，PS Ⅱ 中的光合色素吸收光能后，一方面将水分解为氧气和H＋，同时产生的电子经传递，可用于NADP＋和H＋ 结合形成NADPH，故NADPH合成过程中所需电子的最初供体是水。另一方面，在ATP合成酶的作用下，H＋浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi反应形成ATP，故ATP合成所需能量的直接来源是膜两侧的H＋浓度差。(3)由题干可知，非调节性的能量耗散的分配占比过大将对PS Ⅱ 的结构产生破坏。结合表中数据，全光照下，该品种杜鹃花PS Ⅱ 吸收的光能分配到非调节性的能量耗散的占比过大，对PS Ⅱ 结构造成破坏，导致PS Ⅱ 光能转化效率和光合电子传递效率降低，使该品种杜鹃花对全光照的适应能力较弱。 $$