第3单元 第14讲 捕获光能的色素与光合作用的原理(Word教参)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 多选）

第14讲　捕获光能的色素与光合作用的原理 [课标要求]　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.活动：绿叶中色素的提取和分离。 考点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构 1．绿叶中色素的提取和分离 (1)实验原理 (2)实验步骤 (3)实验结果 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 橙黄色 最少 最高 最快 叶黄素 黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 由图可以看出： 3．叶绿体的结构 4．叶绿体的功能及其实验验证 (1)功能：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 (2)恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证 ①第一个实验，在黑暗中用极细光束照射水绵，发现需氧细菌分布在叶绿体附近，证明了：O2是由叶绿体在光照条件下释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。 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红光和蓝紫光区域。证明了：叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光。 1．用月季花瓣大量提取叶绿素。(×) 2．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。(×) 3．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。(√) 4．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离。(×) 5．叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。(√) 1．(必修1 P97“问题探讨”)有的植物工厂在种植蔬菜等植物时，完全依靠 LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。选择这些光源的原因是什么？ 提示　红色光源、蓝色光源发出的分别是红光、蓝光，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。 2．(必修1 P98“探究·实践”)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？ 提示　研磨不充分，色素未能充分释放出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 3．(必修1 P101“拓展应用1”)海洋中绿藻、褐藻、红藻在海洋中的垂直分布大致依次是浅层、中层、深层，从水层透光与植物光能捕获两个层面进行解释，原因是什么？ 提示　藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。 1．影响叶绿素合成的三大因素 2．绿叶中色素的提取和分离实验中的误差分析 考向一　绿叶中色素的提取和分离 1．(2024·广东卷)银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是(　　) A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B．研磨时用水补充损失的提取液 C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D．用过的层析液直接倒入下水道 解析　本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误；用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。 答案　C 2．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 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有色素带，不可能是滤液细线触及层析液而得到的实验结果，①类胡萝卜素含量多，可能使用的叶片是发黄的叶片或者不是新鲜的叶片，D错误。 答案　D 考向二　光合色素的种类与功能 3．(2024·泰州期末)叶绿体内的类囊体薄膜上色素可以分为两类：一类是绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，主要是完成吸收和传递光能的作用；另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，这种叶绿素a能够捕获光能，并将受光能激发的电子传送给相邻的电子受体。下列相关叙述错误的是(　　) A．通常用无水乙醇提取叶绿体内的色素 B．叶黄素和胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光 C．处于特殊状态的叶绿素a实现了光能的转变 D．植物生长过程中缺P会导致光合速率下降 解析　叶绿体中的色素能溶于有机溶剂，但不溶于水，因此实验中常用无水乙醇提取叶绿体中的色素，A正确；叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B错误；少数处于特殊状态的叶绿素a能捕获光能，将光能转换为电能，实现了光能的转变，C正确；植物生长过程中缺P会影响ATP和NADPH的合成，光合速率下降，所以在生产中应适时追施磷肥，D正确。 答案　B 4．(2024·广东六校联考)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 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薄膜上，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，反射绿光，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，故弱光下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。 答案　D 考向三　叶绿体的结构与功能 5．(2025·金华模拟)如图是某阳生植物某细胞器的电镜照片，相关叙述正确的是(　　) A．适当遮阴后，结构③的数量和膜面积会急剧减少 B．结构②中含核糖体，能翻译出与光合作用有关的酶 C．结构③上分布着吸收、传递、转换光能的水溶性色素 D．结构①有两层生物膜，内膜向内折叠有利于光合作用进行 解析　适当遮阴后，为了吸收更多的光能，结构③的数量和膜面积会增加，A错误；叶绿体基质中含有核糖体，可进行翻译过程，合成与光合作用有关的酶，B正确；结构③上分布着吸收、传递、转换光能的色素，色素是脂溶性的，C错误；叶绿体含有两层膜，但内膜没有向内折叠，D错误。 答案　B 考点二　光合作用的原理 1．探索光合作用原理的部分实验 时间/科学家 内容 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毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖 1937年希 尔(英国) 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 1941年鲁宾、 卡门(美国) 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，HO＋CO2→植物→18O2，H2O＋C18O2→植物→O2，得出光合作用释放的氧全部来自水 1954年阿 尔农(美国) 在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随 2.光合作用的原理 (1)填写图中序号所代表的物质或结构 ①O2；②ATP；③NADPH；④C5；Ⅰ光反应。 (2)光反应与暗反应的比较 3．光合作用和化能合成作用的比较 1．绿色植物的光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上。(√) 2．高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少。(×) 3．植物细胞产生的O2只能来自光合作用。(×) 4．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原。(×) 5．光合作用的产物有淀粉和蔗糖，淀粉和蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。(×) 1．(必修1 P102“思考·讨论”)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，理由是什么？ 提示　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。 2．(必修1 P103“图5－14”延伸)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，原因是什么？ 提示　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。 3．(必修1 P104“正文”)光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，实验发现，仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种，缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是什么？ 提示　不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。 1．光系统及电子传递链 (1)光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧、H＋和自由电子(e－)，电子(e－)经过电子传递链传递，最终介导NADPH的产生。 (2)类囊体薄膜两侧的质子浓度(电化学)梯度主要靠以下途径建立：①电子传递过程中释放能量，利用这部分能量将质子(H＋)逆浓度从类囊体的基质侧泵入囊腔侧。②光系统Ⅱ在类囊体的囊腔侧进行的水的光解产生质子(H＋)。③在类囊体的基质侧H＋和NADP＋形成NADPH。 (3)类囊体薄膜对质子是高度不通透的，因此，类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用质子顺浓度流出的电化学梯度势能来合成ATP。 2．环境改变时光合作用各物质含量的变化 (1)“过程法”分析各物质含量的变化 (2)“模型法”表示C3和C5含量的变化(条件改变后短时间内各物质相对含量的变化) (3)连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 ①光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。 ②在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量要多。 考向一　探究光合作用的经典实验分析 1．(2024·合肥调研)英国植物学家希尔发现：在光下，若给含叶绿体的叶片提取液(淡绿色)提供特定的可与氢离子结合的氢受体2,6－D(一种墨绿色染料，接受氢离子并被还原后呈无色)，在无CO2时进行光照，可观察到提取液由墨绿色变为淡绿色，并释放出O2；但放在暗处，则试管中的液体仍为墨绿色，且无O2的释放，如图所示。下列有关该实验的叙述和推论，错误的是(　　) A．该实验证明了光照条件下释放的氧气完全来自H2O的光解 B．该实验证明了光照条件下叶绿体内产生了还原性物质 C．若给A组提供14CO2等物质，可能会检测到(14CH2O)的生成 D．该实验无法证明叶绿体是植物细胞合成糖类的场所 解析　根据题干信息和图分析，A组光照和无二氧化碳条件下，叶绿体产生了氧气，且提取液的颜色由墨绿色变成了淡绿色，说明叶绿体在光照条件下产生了氢离子和氧气，且氢离子与氢受体2,6－D结合；B组黑暗条件下，没有氧气释放，溶液仍然为墨绿色，说明叶绿体在黑暗条件下不能产生氢离子和氧气，但是本实验不能说明氧气完全来自H2O的光解，A错误。 答案　A 考向二　光合作用的原理和过程 2．(2024·哈尔滨三模)如图是叶绿体中光合作用部分过程的简化示意图(①和②是可移动载体，e表示电子)。下列叙述不正确的是(　　) A．ATP生成所需的能量直接来源于脂双层两侧H＋浓度差，最终来源于光能 B．可移动载体①②和复合物Ⅱ使脂双层两侧的H＋浓度差变小 C．图示反应中，电子的最终供体是水，最终受体是NADP＋ D．希尔反应中的氧化剂可以是NADP＋、铁盐等 解析　据图可知，ATP的合成是利用H＋顺浓度差运输的势能，在ATP合成酶的催化作用下，将ADP和Pi合成ATP，故ATP生成所需的能量直接来源于脂双层两侧H＋浓度差。而脂双层两侧H＋浓度差又是光能驱动的水的光解形成的，因此，ATP生成所需的能量最终来源于光能，A正确；据图可知，在可移动载体①②及复合物Ⅱ的作用下，H＋由叶绿体基质进入到类囊体腔中，使得H＋的浓度差变大，B错误；根据图中所示，水光解后产生氧气、H＋和电子，故最终提供电子的物质为水，水光解后NADP＋被还原为NADPH，故最终接受电子的物质为NADP＋，C正确；希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP＋的作用相似，作氧化剂与水光解产生的H＋反应，D正确。 答案　B 3．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。如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可表示的物质是ATP，它也可以在叶绿体基质中合成 B．叶绿体基质中的CO2能直接被NADPH还原 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 解析　图中a是光反应为暗反应提供的物质，是NADPH和ATP，在叶绿体类囊体薄膜上合成，A错误；叶绿体基质中的CO2先与C5化合物形成C3化合物，再被NADPH还原，B错误；磷酸丙糖合成淀粉的过程是在叶绿体基质中进行的，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和将磷酸运入叶绿体，导致光合作用速率降低，D正确。 答案　D 考向三　光合作用中物质含量的变化分析 4．光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，下列相关说法正确的是(　　) A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小 B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增加 C．突然将红光改为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小 D．突然将绿光改为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小 解析　突然中断CO2供应，使暗反应中CO2固定停止，而C3还原仍在进行，因此导致C3减少、C5增多，会暂时引起叶绿体基质中C5与C3比值增大，A错误；突然中断CO2供应使C3减少，因此C3还原利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而ADP含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP与ADP比值增大，B正确；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，突然将红光改变为绿光，会导致光反应产生的ATP和NADPH减少，这将使暗反应中C3的还原减弱，导致C5减少、C3增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C3与C5比值增大，C错误；突然将绿光改变为红光会导致光反应吸收的光能增加，光反应产生的ATP和NADPH增加，而ADP相对含量减少，因此暂时引起叶绿体基质中ATP与ADP比值增大，D错误。 答案　B 5．在光照等适宜条件下，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，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如图。回答下列问题： (1)图中物质A是________(填“C3”或“C5”)。 (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，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________(填“低”或“高”)。 (4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的________(填“低”或“高”)，其原因是_________________________________________ ______________________________________________________________________________。 解析　(1)CO2浓度降低后，直接影响暗反应中CO2的固定，导致C3的量减少，确定物质A是C3，物质B是C5。(2)CO2浓度为1%时，暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍；当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，C3和C5的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，根据暗反应中CO2固定的反应式可知，C3的量应是C5的量的2倍。(4)CO2浓度降低，达到最大光合速率时所需的光照强度降低，因为暗反应减弱，所需的ATP和NADPH减少，光反应强度减弱。 答案　(1)C3　(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍　C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累　(3)高　(4)低　CO2浓度低时，暗反应强度低，所需ATP和NADPH少 1．(2024·贵州卷)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 解析　提取光合色素加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确；由于不同色素在层析液中溶解度不同，因此在滤纸上的扩散速度不同，从而达到分离的效果，这是纸层析法，B正确；不同光合色素颜色不同，因此光合色素相对含量不同可使叶色出现差异，叶绿素多使叶片呈现绿色，而秋季类胡萝卜素增多使叶片呈黄色，C正确；叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光，所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量，D错误。 答案　D 2．(2023·江苏卷)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是(　　) 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 解析　提取叶绿体中的色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误；连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但也会使滤液细线过粗，从而在分离中出现色素带重叠的现象，B正确；该实验只能定性分析色素的种类及溶解度等，无法准确测定滤液中各种色素的含量，C错误；花青素是水溶性色素，不可通过该实验中的有机溶剂提取，D错误。 答案　B 3．(2021·重庆卷)下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 解析　O2在叶绿体的类囊体薄膜产生，在线粒体内膜被利用，故叶绿体产生的O2被线粒体利用至少需要穿过叶绿体的3层膜(包括类囊体膜1层膜和叶绿体的内外膜)和线粒体的2层膜，共5层生物膜，A错误；据图分析，NADP＋与e－和H＋结合形成NADPH，B正确；根据图中的信息，光反应产生的ATP可用于暗反应、色素合成和核酸代谢等一些消耗能量的反应，C正确；电子传递释放的能量用于H＋的逆浓度梯度运输，使类囊体腔内维持高浓度的H＋，H＋由类囊体腔顺浓度梯度运输至叶绿体基质，驱动ATP的合成，电子有序传递保证了ATP和NADPH的合成，是完成光能转换的重要环节，D正确。 答案　A 4．(2021·广东卷)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 解析　由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco”可知，Rubisco是与暗反应有关的酶，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体基质中进行的，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误，D正确；暗反应在有光、无光条件下都可以进行，故激活Rubisco不一定需要黑暗条件，B错误；在暗反应阶段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C错误。 答案　D 5．(2022·重庆卷)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。 　　　图Ⅰ　　　　　　　　图Ⅱ (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______________________ ______________________________________________________________________________。 图Ⅲ (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______________________(答出两点即可)。 解析　(1)制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白酶的活性，避免膜蛋白被降解。(2)从图Ⅱ实验中可知，在光照条件下，将处于pH＝4的类囊体转移到pH＝8的锥形瓶中，再在遮光的条件下加入ADP和Pi，也产生了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，因为实验Ⅱ是在光照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膜内外氢离子浓度差。(3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高。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，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源物质是水。(4)人工叶绿体能在光下生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP，以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反应已经达到最大速率，增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性，可有效提高光合效率。 答案　(1)保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂　低温 (2)实验Ⅱ是在光照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膜内外氢离子浓度差 (3)类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高　水 (4)NADPH、ATP和CO2　增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度 学科网（北京）股份有限公司 $$