第13讲 捕获光能的色素的结构及光合作用的原理- 备战2025年高考生物一轮复习课件+知识清单

第13讲 捕获光能的色素的结构及光合作用的原理 新人教版高考生物 一轮复习 by：Biology Teacher Yóu 1.分布：________________________。 一、叶绿体中的色素（光合色素） 类囊体的薄膜上 在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 2.功能：__________________________（即捕获光能） 吸收、传递、转化光能 2 绿叶中的色素 ____________ (含量约占3/4)   _______色 主要吸收______光和____光，____光最少   _______色 ____________ (含量约占1/4)   _______色 主要吸收______光   _______色 3.种类 一、叶绿体中的色素（光合色素） 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 蓝绿 黄绿 橙黄 黄 蓝紫 红 绿 蓝紫 3 4.吸收光谱 一、叶绿体中的色素（光合色素） 一般情况下，光合作用所利用的光都是_______光（其范围大约是400-760nm），不吸收红外光和紫外光。 可见 4 5.影响叶绿素合成的因素 ①光：叶绿素的合成需要适宜的光照，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，使得叶片发黄（如：韭菜、韭黄） ②温度：通过影响酶的活性来影响叶绿素的合成，低温时叶绿素分子容易被破坏（如：冬天树叶变黄） ③元素：叶绿素由C、H、O、___、____组成；类胡萝卜素由C、H、O组成。 缺____和_____会影响叶绿素的合成，但是不影响类胡萝卜素的合成，使得叶片发黄 ④遗传因素：基因通过控制酶的合成来间接控制叶绿素的合成。 基因突变使叶绿素不能正常合成，如野生型（AA），叶绿素合成缺陷突变型（aa） 一、叶绿体中的色素（光合色素） N Mg N Mg 5 6.叶片的颜色来源：叶绿体（叶绿素—绿色，类胡萝卜素—黄色） 液泡（花青素—多种颜色） 一、叶绿体中的色素（光合色素） 6 1.实验原理： （1）提取的原理： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂__________中，所以，可以用它提取绿叶中的色素。 （2）分离的原理： 绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在_________中，但不同的色素_________不同。 ___________的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 二、实验：绿叶中色素的提取和分离（重要） 无水乙醇 层析液 溶解度 溶解度高 7 2.实验步骤 （1）提取色素（方法：用____________提取） ①剪碎绿叶（选用新鲜绿叶，色素含量高） ②研磨 ③过滤，收集滤液（注意：用_________过滤，不能用滤纸） 二、实验：绿叶中色素的提取和分离（重要） 加入的药品 作用             无水乙醇 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 有助于研磨充分 防止色素(叶绿素)被破坏 提取色素 尼龙布 8 （2）分离色素（方法:________法） ①制备滤纸条（一端剪去两角，使扩散均匀） ②铅笔划线 ③滤液划线（细、齐、直，待干后可重复一两次） ④纸层析（滤液细线不能触及层析液,原因是______________________） 二、实验：绿叶中色素的提取和分离（重要） 纸层析 防止色素溶解在层析液中 9 （3）实验结果 二、实验：绿叶中色素的提取和分离（重要） 色素种类 色素颜色 色素含量 扩散速度 溶解度       最快 最高       较快 较高       较慢 较低       最慢 最低 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最少 较少 最多 较多 10 3.实验异常现象分析 （1）若收集的滤液颜色过浅，原因可能是：________________________ ____________________________________________________________________________________。 （2）若缺失了下端两条色素带，原因可能是：______________________ __________________________________________________________。 （3）若色素带重叠，原因可能是：①滤纸条未经干燥处理；②滤液划线时未到达细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。 二、实验：绿叶中色素的提取和分离（重要） ①叶片不新鲜色素分解或叶脉过多； ②研磨不充分； ③研磨时没有加SiO2； ④研磨时加入过多的无水乙醇； ⑤画线次数过少 ①研磨时没有加CaCO3； ②使用的是发黄的叶片 11 1.19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与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有______作用，而且甲醛_______通过光合作用转化成糖。 三、探索光合作用原理的部分实验 毒害 不能 12 2.1937年，英国植物学家希尔发现，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），在光照下可以释放出氧气。像这样，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称作希尔反应。 希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应（原因是水的光解实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与）。 三、探索光合作用原理的部分实验 13 3.1941年，美国科学家鲁宾和卡门用___________的方法，研究了光合作用中氧气的来源。 三、探索光合作用原理的部分实验 同位素示踪 C18O2 + H2O _______________________； CO2 + H218O _______________________。 光能 叶绿体 光能 叶绿体 （CH218O）+ O2 （CH2O）+ 18O2 结论：光合作用释放的O2来自_____。 水 14 4.1954年，美国科学家阿尔农发现，在______下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与___________相伴随。 三、探索光合作用原理的部分实验 光照 水的光解 15 5.20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用____________的方法, 探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的（卡尔文循环）。 三、探索光合作用原理的部分实验 同位素示踪 2C3 C5 ATP CO2 （CH2O） NADPH 酶 固 定 还 原 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。写出14CO2中14C在光合作用中的转移途径：14CO2→________________。 14C3 →（14CH2O） 16 6.1881年，德国科学家恩格尔曼的实验 三、探索光合作用原理的部分实验 实验1.把载有水绵（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，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。 17 6.1881年，德国科学家恩格尔曼的实验 三、探索光合作用原理的部分实验 实验2.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红光和蓝紫光区域。 18 6.1881年，德国科学家恩格尔曼的实验 三、探索光合作用原理的部分实验 【总结】恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计得妙：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。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。 19 1.光合作用的概念：光合作用是指绿色植物通过________，利用_______，将______________转化成储存着能量的________，并且释放出_______的过程。 四、光合作用的原理 2.光合作用的反应式：_____________________________________。 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 光能 叶绿体 CO2 + H2O （CH2O） + O2 20 3.光合作用的过程 四、光合作用的原理 O2 NADPH ADP+Pi 2C3 （CH2O） 21 3.光合作用的过程 四、光合作用的原理 O2 叶绿体 中的色素 光能 水在光下分解 H2O 固 定 还 原 酶 H+ NADPH NADP+ ATP ADP+Pi CO2 C5 2C3 （CH2O） 光反应阶段 暗反应阶段 22 3.光合作用的过程 四、光合作用的原理   光反应阶段 暗反应阶段 场所     条件     产物     物质变化     能量变化     联系 ①光反应为暗反应提供__________________， 暗反应为光反应提供__________________； ②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，光反应也会受到抑制。 类囊体的薄膜上 叶绿体基质中 光、色素、酶 多种酶 O2、NADPH、ATP NADP+、ADP和Pi、(CH2O) 、H2O 水的光解 、NADPH的合成 ATP的合成 CO2的固定 、C3的还原 ATP的水解 、NADPH的分解 光能→ATP和NADPH中活跃化学能 ATP和NADPH中活跃化学能→(CH2O)中稳定化学能 NADPH、ATP NADP+、ADP、Pi 23 3.光合作用的过程 四、光合作用的原理 思考：两株相同植物，甲持续光照10min，乙光照5S黑暗5S交替进行20分钟，制造的有机物，甲________乙。 小于 24 4.叶绿体中光合色素吸收的光能，将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。 NADPH的作用是___________________________________________。 四、光合作用的原理 ①还原C3化合物； ②为C3的还原提供能量 NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用 25 五、C3、C5含量的短暂变化 O2 叶绿体 中的色素 光能 水在光下分解 H2O 固 定 还 原 酶 H+ NADPH NADP+ ATP ADP+Pi CO2 C5 2C3 （CH2O） 26 五、C3、C5含量的短暂变化 1.外因：_________、__________ 2.工具 ①CO2浓度升高，C3含量短期内会______，原因是_________________________ _________________________________________。 光照强度降低，C5含量短期内会_______，原因是_______________________ _________________________________________。 增加 CO2固定合成C3的量增加， C3还原消耗C3的量不变 减少 C3还原合成C5的量减少， CO2固定消耗C5的量不变 光照强度 CO2浓度 27 五、C3、C5含量的短暂变化 ②   变化原因 C3变化 C5变化 AB       BC       CD       DE       光照强度增强 减少 增加 温度升高，气孔关闭，CO2吸收减少 减少 增加 温度降低，气孔打开，CO2吸收增加 增加 减少 光照强度减弱 增加 减少 28 五、C3、C5含量的短暂变化 3.曲线 不论哪种情况，光合作用长时间后会回到稳定状态，即C3含量是C5含量的两倍。 前后稳定时光合作用的速率不同。 29 六、化能合成作用与光合作用的对比 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 糖类等有机物 能量来源 光能 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 硝化细菌、硫细菌等 30 练习 1.(经典高考题)关于叶绿素提取的叙述，错误的是(　　) A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏 C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 C 31 练习 2.(经典高考题)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶绿体色素，再进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( 　　) A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照 C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同 D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次 ABC 32 练习 3.(经典高考题)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 B 33 练习 4.(2023·全国乙)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 34 练习 5.(2023·江苏)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验的叙述，合理的是(　　) A.用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 B 35 练习 6.(2021·重庆)类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。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NADPH C.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D.电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节 A 36 练习 7.(2021·广东)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 37 练习 8.(2023·全国甲，29)某同学将从菠菜叶中分离得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__________________。叶绿体中光合色素分布在____________上，其中类胡萝卜素主要吸收________(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是__________________________ _____________________________________。 差速离心法 类囊体薄膜 蓝紫光 黑暗条件下不能进行光反应，不能产生暗反应所需要的ATP和NADPH 38 练习 8.(2023·全国甲，29)某同学将从菠菜叶中分离得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： (3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果： ___________________________________________________________。 分离叶绿体，用碘液进行显色反应。预期结果：反应结果显蓝色 39 (1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是_________________________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持________ (填“低温”或“常温”)。 练习 9.(2022·重庆)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。 保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温 40 (2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H＋浓度差，原因是___________________________________________________________ _____________________________________________。 练习 9.(2022·重庆)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。 实验2是在光照以及低PH条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自类囊体膜外的H+浓度差 41 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H＋浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是_________________________________________________。类囊体膜内外的H＋浓度差是通过光合电子传递和H＋转运形成的，电子的最终来源物质是______。 练习 9.(2022·重庆)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。 类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，使悬液pH升高 水 42 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有_________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有__________________________________(答两点)。 练习 9.(2022·重庆)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。 NADPH、ATP和CO2 增大CO2的浓度和适当提高环境温度 43 本课结束 44 $$ 第13讲 捕获光能的色素的结构及光合作用的原理 一、叶绿体中的色素（光合色素） 1.分布：________________________。 在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 2.功能：_______________________（即捕获光能） 3.种类 绿叶中的色素 ____________ (含量约占3/4) _______色 主要吸收______光和____光，____光最少 _______色 ____________ (含量约占1/4) _______色 主要吸收________光 _______色 4.吸收光谱 一般情况下，光合作用所利用的光都是_______光（其范围大约是400-760nm），不吸收红外光和紫外光。 5.影响叶绿素合成的因素 ①光：叶绿素的合成需要适宜的光照，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，使得叶片发黄（如：韭菜、韭黄） ②温度：通过影响酶的活性来影响叶绿素的合成，低温时叶绿素分子容易被破坏（如：冬天树叶变黄） ③元素：叶绿素由C、H、O、___、____组成；类胡萝卜素由C、H、O组成。 缺____和_____会影响叶绿素的合成，但是不影响类胡萝卜素的合成，使得叶片发黄 ④遗传因素：基因通过控制酶的合成来间接控制叶绿素的合成。 基因突变使叶绿素不能正常合成，如野生型（AA），叶绿素合成缺陷突变型（aa） 6.叶片的颜色来源：叶绿体（叶绿素—绿色，类胡萝卜素—黄色）、液泡（花青素—多种颜色） 二、实验：绿叶中色素的提取和分离（重要） 1.实验原理： （1）提取的原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂__________中，所以，可以用它提取绿叶中的色素。 （2）分离的原理：绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在_________中，但不同的色素_________不同。 ___________的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 2.实验步骤 （1）提取色素（方法：用____________提取） ①剪碎绿叶（选用新鲜绿叶，色素含量高） 加入的药品 作用 ②研磨 ③过滤，收集滤液（注意：用_____________过滤，不能用滤纸） （2）分离色素（方法:__________法） ①制备滤纸条（一端剪去两角，使扩散均匀） ②铅笔划线 ③滤液划线（细、齐、直，待干后可重复一两次） ④纸层析（滤液细线不能触及层析液,原因是______________________________） （3）实验结果 色素种类 色素颜色 色素含量 扩散速度 溶解度 最快 最高 较快 较高 较慢 较低 最慢 最低 3.实验异常现象分析 （1）若收集的滤液颜色过浅，原因可能是：________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________。 （2）若缺失了下端两条色素带，原因可能是：______________________________________________________ _________________________________________________________________________________________。 （3）若色素带重叠，原因可能是：①滤纸条未经干燥处理；②滤液划线时未到达细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。 三、探索光合作用原理的部分实验 1.19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与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928 年，科学家发现甲醛对植物有________作用，而且甲醛________通过光合作用转化成糖。 2.1937年，英国植物学家希尔发现，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），在光照下可以释放出氧气。像这样，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称作希尔反应。 希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应（原因是水的光解实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与）。 3.1941年，美国科学家鲁宾和卡门用_______________的方法，研究了光合作用中氧气的来源。 光能 叶绿体 光能 叶绿体 C18O2 + H2O _______________________；CO2 + H218O _______________________。 结论：光合作用释放的O2来自_________。 4.1954年，美国科学家阿尔农发现，在_________下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与 ___________相伴随。 5.20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用_______________的方法, 探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的（卡尔文循环）。 2C3 C5 ATP CO2 （CH2O） NADPH 酶 固 定 还 原 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。写出14CO2中14C在光合作用中的转移途径：14CO2 → ____________________________。 6.1881年，德国科学家恩格尔曼的实验 实验1.把载有水绵（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，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。 实验2. 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红光和蓝紫光区域。 总结　恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计得妙：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。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。 四、光合作用的原理 1.光合作用的概念：光合作用是指绿色植物通过________，利用________，将______________转化成储存着能量的________，并且释放出________的过程。 2.光合作用的反应式：_____________________________________________。 3.光合作用的过程叶绿体 中的色素 光能 水在光下分解 H2O 固 定 还 原 酶 H+ 光反应阶段 暗反应阶段 场所 条件 产物 物质变化 能量变化 联系 ①光反应为暗反应提供________________，暗反应为光反应提供__________________； ②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，光反应也会受到抑制。 思考：两株相同植物，甲持续光照10 min，乙光照5S黑暗5S交替进行20分钟，制造的有机物，甲____乙 4.叶绿体中光合色素吸收的光能，将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。 NADPH的作用是_____________________________________________________________________________。 五、C3、C5含量的短暂变化 1.外因：_________、__________ 2.工具固 定 还 原 酶 NADPH ATP CO2 （CH2O） 2C3 C5 ①CO2浓度升高，C3含量短期内会_______，原因是____________________________________________ 光照强度降低，C5含量短期内会_______，原因是____________________________________________ ②6 10 12 14 18 A B C D E 光合作用强度 时 0 变化原因 C3变化 C5变化 AB BC CD DE 3.曲线 不论哪种情况，光合作用长时间后会回到稳定状态，即C3含量是C5含量的两倍。 前后稳定时光合作用的速率不同。 六、化能合成作用与光合作用的对比 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 糖类等有机物 能量来源 光能 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 硝化细菌、硫细菌等 练习 1.(经典高考题)关于叶绿素提取的叙述，错误的是(　　) A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏 C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 2.(经典高考题)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶绿体色素，再进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( 　　) A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照 C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同 D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次 3.(经典高考题)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 4. (2023·全国乙)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 5.(2023·江苏)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验的叙述，合理的是(　　) A.用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 6.(2021·重庆)类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。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NADPH C.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D.电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节 7.(2021·广东)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 8.(2023·全国甲，29)某同学将从菠菜叶中分离得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__________________。叶绿体中光合色素分布在____________上，其中类胡萝卜素主要吸收________(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是___ _______________________________________________________________。 (3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果：______________________________________________________。 9. (2022·重庆)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。 (1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是___________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持______________(填“低温”或“常温”)。 (2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H＋浓度差，原因是_________________________。 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H＋浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是___________________。类囊体膜内外的H＋浓度差是通过光合电子传递和H＋转运形成的，电子的最终来源物质是________________。 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有________________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有____________________________________________________________(答两点)。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$