2026届高三生物一轮复习讲义 第10讲　第1课时　捕获光能的色素与光合作用的原理

第10讲　光合作用与能量转化 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.教学活动:提取和分离叶绿体色素;探究不同环境因素对光合作用的影响 第1课时　捕获光能的色素与光合作用的原理 考点一　实验:绿叶中色素的提取和分离(实验·探究型) 必备知识 1.实验原理 2.实验步骤 3.实验结果及分析 4.绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析 异常现象 原因分析 收集到的 滤液 绿色过浅 ①未加二氧化硅,研磨不充分 ②使用放置数天的菠菜叶,滤液含色素(叶绿素)太少 ③一次加入大量的无水乙醇,提取液浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇) ④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏 滤纸条色 素带重叠 ①滤液细线不直 ②滤液细线过粗 滤纸条无 色素带 ①忘记画滤液细线 ②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中 典型例题 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 2.[2024·广东六校联考] 为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类,某兴趣小组做了如下的色素分离实验:将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先置于层析液中层析分离,再置于蒸馏水中进行层析,过程及结果如下图所示,图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析正确的是(　) A.色素1、2、3、4、5均难溶于水,易溶于有机溶剂 B.色素1、2、3、4可能分布在叶绿体中,色素5可能存在于液泡中 C.色素1和2主要吸收蓝紫光和红光,色素3、4、5主要吸收蓝紫光 D.色素1在层析液中的溶解度最小,色素4在层析液中溶解度最大 考点二　捕获光能的色素和叶绿体的结构(固本·识记类) 必备知识 1.捕获光能的色素的种类及吸收光谱 【分析】 (1)一般情况下,叶绿体中的色素只吸收　　　　,而对红外光和紫外光等不吸收。  (2)类胡萝卜素主要吸收　　　　　,几乎不吸收红光。叶绿素a和叶绿素b主要吸收　　　　　　　　。研究表明:在遮光条件下,以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测:在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/叶绿素b　　　　,弱光下的吸收能力　　　　,有利于提高植物的捕光能力,是对弱光环境的一种适应。  (3)图中暗带产生的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。   [提醒]同等强度的补光,红光或蓝紫光比白光的效果好;如果利用的是自然光,大棚无色透明膜比有色透明膜效果好。 2.叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图 (2)结构与功能 3.证明叶绿体是光合作用场所的实验——恩格尔曼实验 (1)实验步骤及现象 ①极细光束照射水绵:需氧细菌只集中分布在叶绿体　　　　　　到的部位。   ②完全曝光:需氧细菌分布在叶绿体　　　　　的部分。   ③用透过三棱镜的光照射水绵临时装片:大量的需氧细菌聚集在　　　　　　　　　　区域。   (2)实验结论 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　　　。   (3)实验分析 ①分析恩格尔曼实验在选材上的巧妙之处:  　。   ②分析恩格尔曼实验在实验设计上的巧妙之处: 　。   考点易错·明辨析 (1)叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多。(　) (2)光合作用需要的色素和酶分别分布在叶绿体基粒和基质中。(　) (3)黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是叶绿素合成受阻引起的。 (　) (4)叶绿体内的基粒和类囊体极大地扩展了受光面积。(　) (5)植物叶片呈现绿色是因为叶绿素能有效地吸收绿光。(　) (6)[2023·全国乙卷] 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。(　) 长句拓展·练思维 1.[必修1 P97“问题探讨”] 有的植物工厂使用LED灯等人工光源进行生产,其中红色、蓝色、白色的光源使用率最高,选择这些光源的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。植物工厂不使用发绿光的光源的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.[必修1 P101“拓展应用”] 植物本身的颜色是反射出来的光所形成的,海水越深透过的波长越短,判断红藻、褐藻、绿藻在海水中的深浅分布是　　　　　　　　　　　　　　　。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。   典型例题 1.[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 2.[2024·河北衡水模拟] 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。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,错误的是(　) A.在提取绿叶中的色素时,加入CaCO3可以保护②③不被破坏 B.色素①可以吸收少量紫外光进行光合作用 C.利用纸层析法分离色素时,②应位于滤纸条的最下端 D.弱光下②的相对含量升高有利于植物对弱光的利用 题后归纳 影响叶绿素合成的三大因素 考点三　光合作用过程分析(固本·识记类) 必备知识 1.重要科学史实回顾分析 重要实验 结论 1937年,希尔(英国)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或者其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气(希尔反应) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  1941年,鲁宾、卡门的实验。如下图所示 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  20世纪40年代,美国科学家卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中,用经过14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用,然后追踪14C的去向 C的转移路径是　　　　　　　　　　  1954年,美国科学家阿尔农发现,在光照下,叶绿体可以合成ATP。1957年,他发现这一过程总是与水的光解相伴随 [提醒]18O是稳定同位素,14C具有放射性。 2.光合作用过程分析 (1)过程图解 (2)光合作用反应式及元素的转移途径 ①H:3H2ONADP3H(C3H2O)。 ②C:14CO2 14C3(14CH2O)。 ③O:O 18O2;C18O2C3(CO)。 (3)光反应和暗反应过程比较 项目 光反应 暗反应 条件 　　　　、色素、酶  　　　、NADPH、　　　、多种酶  场所 　　　　　　  　　　　　　  物质 变化 ①2H2O 4H++　　　　+4e-  ②NADP++H++2e-　　　  ③ADP+Pi+能量ATP ①CO2+C52C3 ② 能量 变化 光能→　　　　　　　中的化学能→有机物中稳定的化学能  联系 光反应为暗反应提供　　　　　　　,暗反应为光反应提供　　　　　　　　　。没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成  3.光合作用与化能合成作用的对比 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 　　　　等有机物  能量来源 　　　  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 　　　　、硫细菌等  考点易错·明辨析 (1)水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量。(　) (2)CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能。(　) (3)光合作用的过程中,ADP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动。(　) (4)适宜环境条件下,在离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,不能完成暗反应过程。(　) (5)[2021·重庆卷] 水光解产生的O2若被有氧呼吸利用,最少要穿过4层膜。(　) (6)[2021·湖南卷] 弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用。(　) 长句拓展·练思维 1.[必修1 P103“相关信息”] 水分解为氧和H+的同时,被叶绿体夺去两个电子。电子经传递,可用于　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.光照适宜时,当暗反应速率增大时光反应速率也会增大,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  3.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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  典型例题 命题角度一　探究光合作用过程的部分实验 1.[2024·安徽合肥模拟] 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成无色),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。下列关于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于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 2.[2024·广东深圳调研] 卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中,然后在培养不同时间(0.5 s、3 s、10 s等)后将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞,最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定,实验结果如下图。下列相关分析不正确的是(　) A.热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行 B.推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸 C.可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 D.在一定时间内光照时间越长,产生放射性物质的种类越多 命题角度二　光合作用的原理和过程 3.[2024·广东梅州期末] “稻米流脂粟米白,公私仓廪俱丰实。”每年丰收季,水稻等多种农作物开始收获,如图是水稻叶肉细胞的叶绿体内进行光合作用合成有机物的过程。下列相关叙述错误的是(　) A.光反应阶段中水被分解为H+和物质甲,物质甲通过叶绿体膜的方式为自由扩散 B.物质丙中包括NADPH和ATP,其中NADPH是还原型辅酶 Ⅱ ,它与呼吸作用中的还原型辅酶不是同一种酶 C.植物从黑暗中转入适宜光照环境后,叶绿体内丁含量上升,戊含量下降 D.暗反应阶段有没有光都能进行,夜间没有光反应但仍能进行暗反应 4.我国科学家在人工合成淀粉方面取得了重大的颠覆性和独创性突破。科研人员实现了以CO2为原料人工合成淀粉的技术,技术路径如图所示,图中①~⑥表示相关过程。下列说法错误的是(　) A.消耗等量的CO2,图示过程比植物积累的有机物少 B.人工合成淀粉的技术成熟后可有效缓解温室效应 C.③~⑥过程类似于暗反应,能够固定CO2产生糖类等有机物 D.该技术实现了光能→电能→有机物中稳定的化学能的能量转化 题后归纳 环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)“过程法”分析各物质含量在短时间内的变化 注:↑表示增加,↓表示减少。 (2)“模型法”表示C3和C5的含量变化 注:C3的起始值高于C5,约是其2倍。 (3)易错提醒 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。若时间延长,光照强度减弱,光反应减弱,暗反应也一定减弱,总光合强度也一定减弱;CO2不足,暗反应减弱,光反应也一定减弱,总光合强度也一定减弱。 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具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定,消耗于C3的还原;C5产生于C3的还原,消耗于CO2的固定),才能避开试题陷阱。 命题角度三　连续光照和交替光照下的光合作用 5.[2022·河北邯郸模拟] 研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料,在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照,A、B、C组依次加大光照—黑暗的交替频率。A组:先光照后黑暗,时间各为67.5 s;光合作用产物的相对含量为50%;B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为7.5 s,光合作用产物的相对含量为70%;C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒),光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组):光照时间为135s,光合作用产物的相对含量为100%。下列相关说法正确的是(　) A.本实验中光照强度是无关变量,故各组光合作用产物生成量和光照强度无关 B.光照处理期间,光反应通过水的分解为暗反应提供O2和NADPH C.本实验中,暗反应一定和光反应同时进行 D.单位光照时间内,C组植物合成有机物的量大于D组 经典真题·明考向 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 2.[2024·湖北卷] 植物甲的花产量、品质(与叶黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗,实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(　) 组别 光照处理 首次开 花时间 茎粗 /mm 花的叶黄 素含量/ (g/kg) 鲜花累计 平均产量/ (kg/hm2) ① 光照8 h/ 黑暗16 h 7月 4日 9.5 2.3 13 000 ② 光照12 h/ 黑暗12 h 7月 18日 10.6 4.4 21 800 ③ 光照16 h/ 黑暗8 h 7月 26日 11.5 2.4 22 500 A.第①组处理有利于诱导植物甲提前开花,且产量最高 B.植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C.综合考虑花的产量和品质,应该选择第②组处理 D.植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 3.[2024·甘肃卷] 类胡萝卜素不仅参与光合作用,还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体,其种子大部分为黄色,少部分呈白色,白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定,白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400 μmol·m-2·s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1 μmol·m-2·s-1)下培养一周,提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量,结果如图所示。回答下列问题。 (1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是　　　　　　　,加入少许碳酸钙可以　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子,因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关,本研究中支持此结论的证据有:①纯合体种子为白色;②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,X最可能是　　　　　　　。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设,请完成下面的实验设计:  ①植物培养和处理:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在　　　　　　条件下培养一周,然后将野生型植株均分为A、B两组,将突变体植株均分为C、D两组,A、C组为对照,B、D组干旱处理4小时。  ②测量指标:每组取3~5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③预期结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10讲　光合作用与能量转化 第1课时　捕获光能的色素与光合作用的原理 考点一 ● 必备知识 1.有机溶剂无水乙醇　无水乙醇　溶解度　溶解度高　层析液 2.防止研磨中色素被破坏　使研磨充分　色素　扩散均匀　分离出的色素带平整不重叠　清晰 3.橙黄色　色素种类　色素含量　溶解度 ● 典型例题 1.D　[解析] 提取光合色素时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的溶解度不同,因此在滤纸上的扩散速度不同,从而达到分离的效果,这就是纸层析法,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,叶绿素相对含量多时使叶片呈现绿色,而秋季类胡萝卜素相对含量增多使叶片呈黄色,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。 2.B　[解析] 分析题图可知,1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度,推测是光合色素,光合色素易溶于有机溶剂,分布在叶绿体中;根据在蒸馏水中的层析结果可知,色素5可以溶解在蒸馏水中,推测其可能是存在于植物液泡中的色素,色素5易溶于水,A错误,B正确。色素1、2、3、4是光合色素,依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,色素1和2即胡萝卜素和叶黄素,主要吸收蓝紫光,色素3和4即叶绿素a和叶绿素b,主要吸收蓝紫光和红光,C错误。根据层析的结果,色素1距离起点最远,说明色素1在层析液中的溶解度最大,而色素4距离起点最近,说明色素4在层析液中的溶解度最小,D错误。 考点二 ● 必备知识 1.(1)可见光 (2)蓝紫光　红光和蓝紫光　降低　增强 (3)对应的光被色素吸收 2.(1)光反应　暗反应 (2)外膜　内膜　叶绿体基质　暗反应　类囊体　色素　光反应　光合作用 3.(1)①被光束照射　②所有受光　③红光和蓝紫光 (2)叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧　叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用 (3)①选择水绵和需氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋带状,便于观察;用需氧细菌可以确定氧气释放多的部位 ②巧妙排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰;巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为有光照和无光照的部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果 【考点易错】 (1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√ [解析] (1)吸收红光的主要是叶绿素,叶片黄化后,叶绿素含量减少,所以叶绿体对红光的吸收减少。(2)叶绿体的类囊体薄膜上和叶绿体基质中均分布着光合作用需要的酶,而色素只分布于叶绿体的类囊体薄膜上。(5)植物叶片中的光合色素主要吸收蓝紫光和红光,对绿光吸收最少,绿光被反射出来,所以叶片呈现绿色。 【长句拓展】 1.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　绿色光源发出绿色的光,这种波长的光几乎不能被光合色素吸收,因此无法用于光合作用制造有机物 2.红藻最深,褐藻居中,绿藻最浅　红藻吸收蓝紫光和绿光较多,绿藻吸收红光和蓝紫光较多 ● 典型例题 1.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薄膜上,位于图甲中的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。 2.B　[解析] 在提取绿叶中的色素时,加入CaCO3可以保护叶绿素不被破坏,即可保护②③,A正确;紫外光属于不可见光,光合色素不能吸收利用紫外光,B错误;利用纸层析法分离色素时,从上至下色素分布依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,因此②叶绿素b应位于滤纸条的最下端, C正确;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,即②叶绿素b相对含量升高,所以弱光下②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。 考点三 ● 必备知识 1.离体的叶绿体在适当条件下发生水的光解,产生氧气　光合作用释放的氧气全部来自水　 2.(3)光　ATP　CO2　类囊体薄膜　叶绿体基质　O2　NADPH　NADPH　ATP和NADPH　ATP和NADPH　ADP和Pi、NADP+ 3.糖类　光能　硝化细菌 【考点易错】 (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× [解析] (1)水在叶绿体中分解产生氧气需要光能。(2)CO2的固定实质上是CO2在特定酶的作用下,与C5结合生成C3,该过程不消耗ATP。(3)光合作用过程中ADP是暗反应的产物,参与光反应,故ADP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜。(4)暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH,在叶绿体基质中存在暗反应进行所需要的酶,适宜环境条件下,在离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH、CO2后,可完成暗反应过程。(5)氧气是在类囊体腔中产生的,所以水光解产生的O2若被有氧呼吸利用(进入线粒体中),至少要穿过5层膜(类囊体1层膜,叶绿体内、外膜,线粒体内、外膜)。(6)弱光条件下,当植物的光合作用速率小于呼吸作用速率或光合作用速率等于呼吸作用速率时,均表现为没有氧气的释放,但此时植物进行光合作用。 【长句拓展】 1.NADP+与H+结合形成NADPH 2.暗反应速率增大消耗更多的NADPH和ATP,能为光反应提供更多的ADP、Pi、NADP+等 3.黑暗条件下,光反应无法进行,无法为暗反应提供ATP和NADPH ● 典型例题 1.A　[解析] 该实验说明了光照条件下释放了氧气,但是不能说明氧气来自于水的光解,A错误;该实验证明了光照条件下叶绿体内产生了还原性物质(氢离子),B正确;CO2是光合作用暗反应的原料,若给A组提供14CO2等物质,可能会检测到(14CH2O)的生成,C正确;该实验只能证明叶绿体在光照条件下产生了氧气和氢离子,无法证明叶绿体是植物细胞合成糖类的场所,D正确。 2.C　[解析] 热乙醇可以杀死细胞,用热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行,以检测杀死细胞时,其光合作用进行的程度,A正确;放射性最先在3-磷酸甘油酸出现,推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸,B正确;该实验可通过放射性出现的先后顺序来推测暗反应的过程,C错误;据题图可知,在一定时间内光照时间越长,光合作用时间延长,产生放射性物质的种类越多,D正确。 3.D　[解析] 光反应阶段发生水的光解,水在光作用下被分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式排出,其通过叶绿体膜的方式是自由扩散,A正确;光合作用中的辅酶为NADPH,呼吸作用中的辅酶为NADH,两者不是同一种物质,B正确;由图可知,戊代表C3,丁代表C5,植物从黑暗中转入适宜光照环境,导致C3含量减少,C5含量增加,C正确;暗反应不直接依赖光,但是夜间没有光反应为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应也不能进行,D错误。 4.A　[解析] 消耗等量的CO2合成的有机物中,植物的呼吸作用会消耗一部分,而图示过程无呼吸消耗,因此该过程比植物积累的有机物多,A错误;人工合成淀粉的技术成熟后能够利用大量的CO2,可有效缓解温室效应,B正确;由图可知,③~⑥过程类似于暗反应(CO2的固定和C3的还原),能够固定CO2产生糖类等有机物,C正确;由图可知,该技术利用了光合作用原理,实现了光能→电能→有机物中稳定的化学能的能量转化,D正确。 5.D　[解析] 本实验中温度、光照强度和CO2浓度是无关变量,无关变量也是影响实验结果的变量,只是人为控制相同而已,A错误;暗反应不需要氧气参与,B错误;A组和B组光照时间相同,但B组光合产物的相对含量高于A组,说明在无光时也进行了暗反应,C错误;C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94%,所以单位光照时间内,C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量,D正确。 经典真题·明考向 1.C　[解析] 选择新鲜程度不同的叶片分开研磨,A错误;提取液为无水乙醇,光合色素不溶于水,B错误;两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析,C正确;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。 2.C　[解析] 由表中数据分析可知,三组中,第①组首次开花时间最早,说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花,但在三组中该组产量最低,A错误;由题干信息可知,植物甲的花品质与叶黄素含量呈正相关,根据表格数据分析,第①组光照处理中的黑暗时长最长,花的叶黄素含量最低,第③组光照处理中的黑暗时长最短,但花的叶黄素含量却不是最高的,说明植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长不是呈负相关,B错误;由表中信息可知,第②组光照处理下,花的叶黄素含量最高,植物甲的花品质最好,第③组光照处理下,鲜花累计平均产量最高,说明植物甲的花产量最高,综合考虑花的产量和品质,应该选择第②组处理,C正确;由表中数据分析可知,第②组光照处理下,花的叶黄素含量最高,但鲜花累计平均产量却不是最高的,说明植物甲花的产量不是最高的,所以植物甲花的叶黄素含量与花的产量不是呈正相关,D错误。 3.(1)无水乙醇　防止研磨中色素被破坏 (2)叶绿素的形成需要光照,正常光下更有利于叶绿素的形成　(3)正常光照条件下,纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,光合作用极弱,无法满足植株生长对有机物的需求 (4)与野生型相比,纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)　(5)脱落酸　弱光及其他条件相同且适宜　气孔大小或气孔开度　B组气孔大小小于A组,C、D两组气孔大小基本相同,C、D组气孔大小大于A、B组 [解析] (1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。(2)叶绿素的形成需要光照,正常光下更有利于叶绿素的形成,所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。(3)在正常光照下(400 μmol·m-2·s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失,叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,分别为0.3和0.1,说明纯合突变体的光合作用极弱,无法满足植株生长对有机物的需求,使得植株难以生长,因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。(4)由图可知:与野生型相比,纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零),说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷。由题干可知,白色种子(纯合突变体)未完全成熟即可在母体上萌发,而脱落酸可抑制种子萌发, 据此可推知:X最可能是脱落酸。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。由题图可知,弱光条件下,纯合突变体叶绿素相对含量较高,植株能正常生长。为检验上述假设,补充完善的实验设计如下,①植物培养和处理:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在弱光条件下培养一周,然后将野生型植株均分为A、B两组,将突变体植株均分为C、D两组,A、C组为对照,B、D组干旱处理4小时。②测量指标:每组取3~5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的气孔大小。③预期结果:本实验为验证性实验,其结论是已知的,即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量,所以预期的结果是B组气孔大小明显小于A组,C、D两组气孔大小基本相同,C、D组气孔大小大于A、B组。 学科网（北京）股份有限公司 $$