第14课时 捕获光能的色素及光合作用的过程-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考生物大一轮复习全新方案通用版（单选版）

第三单元细胞的能量供应和利用 讲 第14课时 捕获光能的色素及光合作用的过程 课程标准解读 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 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体中色素的吸收光谱 必备知识梳理 障夯基础 太阳光 1.绿叶中色素的提取和分离 三棱镜 (1)实验原理 (提取 依据绿叶中的色素溶于 而不溶于水 紫蓝青绿黄橙红 方法可用 提取色素 色素滤液 依据各种色素在层析液中的 不同 分离 结果，溶解度的随 在滤纸上扩散得快， 类胡萝卜素 反之则慢 0400450500550600650700波长/nm (2)实验步骤 暗带 选新鲜绿叶，色素含量高 黄绿 光 暗带 430470 640-680 加无水乙醇溶解色素 研磨 加CaCO, 加SiO2 色素的 叶绿素主要吸收 →研磨充分 吸 吸收光谱 类胡萝卜素主要吸收 065 提取 过滤→用单层尼龙布过滤 色素 光 试管口 色素吸收光 般只吸收可见光 收集滤液 ·防止乙醇挥发和 氧化 加棉塞 谱的范围 对红外光和紫外光等不吸收 预先干 ·使层析液在滤纸上快速扩散 制备 燥处理 提醒植物的颜色是“反射”的光的颜色。海洋中 滤纸条 一端剪保证色素 均匀，否则会形 的藻类有绿藻、褐藻和红藻，这与其吸收的光的波长有 去两角成弧形带 关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光。 滤液细线要、使分离出的色素带平整、 3.叶绿体的结构适于进行光合作用 画滤液 细、直、齐不重叠 反射 细线 叶绿体 干燥后再 增加色素附着量， 使分离出的 绿光 画一两次 色素带清晰整齐 加盖，防止层析液挥发 ① 分离 ② 色素 滤液细线不 ,防止色素溶解在层析液中 ③类囊体 触及层析液 (3)实验结果及分析 2 ② 色素 色素 色素 种类 颜色 含量 溶解度扩散 (结构 :含有与 有关的酶 速度 下结构：由 堆叠而成 实验 胡萝卜素 最少最高最快 结果 ④基粒 较少较高较快 分布有 成分 最多 较低较慢 决定 与 有关的酶 叶绿素b 较多最低最慢 (功能)一进行 的场所 ①色素带的条数与 有关，四条色素带 说明有四种色素 辨析与表达 结果 ②色素带的宽窄与 有关，色素带越宽 分 (1)可用花瓣大量提取叶绿素。(2024·北京卷)() 说明此种色素含量越多 ③色素扩散速度与 有关，扩散速度越快 (2)叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶。(2022· 说明溶解度越高 浙江卷) () 红题肉·讲与练·高三生物 (3)分离绿叶中的色素原理是不同色素在层析液中2.(2024·贵州卷)为探究不同光照强度对叶色的影 溶解度不同。(2022·天津卷) () 响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同 (4)进行绿叶中色素的提取和分离时可观察滤纸条 且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素 上色素带的颜色、次序和宽窄。(2021·辽宁卷) 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 (5)可用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素。 定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是 (2021·天津卷) ( ( (6)依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分 A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 离。(2021·北京卷) ( B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 (7)纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的 C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 混合物作为层析液。(2021·河北卷)() D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 (8)(必修1P100“思考·讨论”延伸)恩格尔曼的第 考向2围绕色素的吸收光谱和叶绿体的结构、 二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫 功能考查生命观念 光区域，原因是 3.(2023·全国乙卷)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 核心素养达成 啤破考向 B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体薄 膜上 考向1结合绿叶中色素的提取和分离实验考查 C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收 066 科学思维、科学探究 1.(2024·广东卷)银杏是我国特有的珍稀植物，其 光谱在蓝紫光区有吸收峰 叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探 D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随 究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正 层析液在滤纸上扩散得越慢 确的是 ( 4.(2023·全国甲卷)某同学将从菠菜叶中分离到的 A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光 B.研磨时用水补充损失的提取液 后有糖产生。回答下列问题： C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 (1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶 D.用过的层析液直接倒入下水道 肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离， 4方法规律 可以采用的方法是 (答出1种即 实验异常现象分析 可)。叶绿体中光合色素分布在 上， 未加二氧化硅，研磨不充分 其中类胡萝卜素主要吸收 (填“蓝紫光” 色 使用放置数天的绿叶，滤液色素（叶绿素） “红光”或“绿光”)。 素 收集的滤液 太少 色素过浅 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形 取 一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太 成悬浮液，发现黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能 低（正确做法：分次加入少量无水乙醇提 取色素) 产生糖，原因是 未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏 滤纸条色 滤纸条未经干燥处理 (3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。 色 素带重叠 滤液细线没有达到细、齐、直的要求，使 色素扩散不一致 请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出 忘记画滤液细线 实验思路和预期结果： 滤纸条上未 出现色素带 滤液细线接触层析液且时间较长，色 素全部溶解到层析液中 第三单元细胞的能量供应和利用 讲 考点二光合作用的原理 (2)光反应与暗反应 必备知识梳理 中夯基础 光反应 项目 暗反应 1.探索光合作用原理的部分实验 场所 关键设计或现象 科学家实验结论（观点）】 酶、H,O 条件 酶、C02 ADP、Pi、NADP C,等 极 需氧细菌只 ①水的光解 绵 细 分布在叶绿 光 光 体被光束照 0,是 释 2H,0色素0，+4H+4e ①CO,的固定： 射到的部位 放出来的 ②ATP的合成： 黑暗 恩格 无 是水绵进 ADP+P+能量色素，酶ATP c0,+C,酶2C 物质 ②C的还原： 尔曼 光 变化 空气 完 需氧细菌分 行光合作用的 全 布在叶绿体 场所 2C,ATP.NADPH 氧 ③还原型辅酶Ⅱ的形成： 酶 曝所有受光的 NADP*+H+2e酶 (CH,O)+C 袋 光 部位 NADPH ATP和NADPH 在离体叶绿体的悬浮液 光能→ 中活 能量 中活跃的化学能 中加入铁盐或其他氧化 跃的化学能 变化 水在叶绿体中 剂（悬浮液中有H,O,没 希尔 光解、产生 有CO),在光照下可以 联系 释放出氧气 HO NADP+、 H,18O、CO2 CO2 +NADPH 向植物 释放180 鲁宾 光合作用释放： 光能光反应 和 的氧气全部来 ATP 暗反应 提供 H,O、C8O 卡门 自 ADP+Pi (CHO) 释放O ①光反应为暗反应提供NADPH、ATP;暗反应 067 为光反应提供NADP+、ADP和Pi 在光照下，叶绿体合成 叶绿体中水的 ATP总是与水的光解相 阿尔农 光解过程伴随 ②没有光反应，暗反应无法进行：没有暗反应， 伴随 _合成 光反应也会受到抑制。 用C标记的14CO,供小 1辨析与表达 球藻进行光合作用，追 光合产物中的 踪检测放射性：14CO2→ 卡尔文 (1)幼苗中的水可参与形成NADPH,也可参与形成 碳来自 1C,→(CH,O) NADH。(2024·贵州卷) () (2)光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上。 2.光合作用的概念和反应式 (2024·江西卷) ( (1)概念：绿色植物通过叶绿体，利用 ,将 (3)光合作用时，在类囊体薄膜上合成ATP。 二氧化碳和水转化成储存着能量的 ,并且 (2022·福建卷) () 释放出 的过程。 (4)植物细胞产生的O2只能来自光合作用。 (2)反应式（箭头表示元素的去向）： (2021·山东卷) () 光能 CO.+H.O 叶绿体CH,O)+d (5)弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光 合作用。(2021·湖南卷) () 3.光合作用的过程 (6)绿叶暗处理后，一半遮光，另一半曝光，碘蒸气处 (1)光合作用过程模型 理后观察叶片颜色变化证明淀粉是光合作用的 HQ在光下分解为 产物。(2021·福建卷) () ATP 2C. C02 (7)(必修1P103“图5-14”拓展)光照停止后，短时 叶绿 NADPH 多种酶司 间内暗反应仍然能够持续，原因是 光能P 体中 NADP+ 的色素 园参与催化C ADP+Pi 、(CH,O) 光反应阶段 暗反应阶段 红题内·讲与练·高三生物 关键能力提升 啤研趋势 2.“模型法”表示C,和C等物质含量变化 【情境应用】研究发现，光照条件下，当外界CO2浓 ↑光照光照弱 C.NADPH ATP、(CH,O C 弱 强合成量 度突然降至极低水平时，某植物叶肉细胞中的C C.NADPH ATP、(CH,O) 的含量突然上升，C含量下降。若在降低CO2浓 合成量 9 0 时间 度的同时停止光照，则不出现上述情况。 时间 图1 图2 【问题探究】 幽↑ (1)该植物叶肉细胞中的C,含量突然上升的原因 CO,CO. co C0,充足 充定：不是 C.NADPH 不足 ,C3、(CHO) 、 ATP 合成量 是什么？ C3、(CH,O) C、NADPH 提示： 合成量 ATP 时间 时间 图3 图4 结论：C,和Cs变化趋势始终相反，C和NADPH、 (2)在C,含量上升的同时，叶肉细胞中的NADP ATP变化趋势始终相同： 与NADPH的比值如何变化，原因是什么？ 提示： 核心素养达成 啤破考向 考向1结合光合作用的过程考查生命观念、科学 思维 (3)在降低CO2浓度的同时停止光照，则不出现上 1.(2023·天津卷)下图是某绿藻适应水生环境、提 述情况，原因是什么？ 068 高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进 提示： 入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是 ( ADP+Pi 物质X HO ATP 4方法规律· 分析环境改变时光合作用各物质变化的方法 HCO- HCOHCO HCO.CO 叶绿体基质 叶绿体基质 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 A.物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO,进 C的还原。当外界条件（如光照、CO2)突然发生变 入细胞质基质 化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： B.HCO,利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿 体基质 I NADPH -C0 C.水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平，促 光反应 ATP Ⅲ暗反应 进CO2进入叶绿体基质 →(CHO) D.光反应通过确保暗反应的CO2供应，帮助该绿 I变弱 光照变弱 →NADPH↓、ATPI C消耗减少，合成暂不变 藻适应水生环境 Ⅲ减弱 C3↑ C消耗暂不变，合成减少 2.(2024·河北卷)高原地区蓝光和紫外光较强，常 Ⅱ暂不变 →C CO C,合成减少，消耗暂不变 采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆 Ⅱ减弱 C31 应减 Ⅲ暂不变 C消耗减少，合成暂不变C,1 膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、 Ⅲ随后减弱，NADPH↑、ATP1 蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗 I暂不变 光合色素的含量，结果如图、表所示。 第三单元细胞的能量供应和利用 进 口白膜 D.叶绿体中RuBP含量不多，因为RuBP消耗后 401 ▣蓝膜 口绿膜 会再生 4.(2024·辽宁葫芦岛一模)植物光合作用的场所是 10 叶绿体，其光合速率受多种外界因素的影响。叶 绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码 0 的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装 紫外光 蓝光 绿光 而成，其合成过程及部分代谢途径如图1所示。 叶绿素含量 类胡萝卜素含量 DNA 叶绿体 覆膜处理 细胞核 (mg/g) (mg/g) -RNA 大亚基®+ DNA 白膜 1.67 0.71 小亚基 蓝膜 CO 酶R RNA 2.20 0.90 定粉 绿膜 1.74 0.65 →蔗糖 回答下列问题： 图1 (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿 遮光（完全黑暗） 光的透过率有明显差异，其中 光可被位 于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用 什 于光反应，进而使暗反应阶段的C还原转化为 B 时间 和 与白膜覆盖相比，蓝膜和 图2 绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受 到的辐射。 (1)酶R小亚基在 中的核糖体合成后进 入叶绿体，在叶绿体的 中与酶R大亚基 069 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选 组装成有功能的酶。 择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光 (2)进行光合作用时，酶R需ATP参与激活，光能 合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿 转化为ATP中的化学能是在 素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 (填场所)上完成的。活化的酶R催化 产生C3,C3还需被 还 原。被还原的C3一部分进一步合成糖类，另一部 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高 分合成X,X为 原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 (3)在叶绿体中，糖类主要以淀粉的形式储存，光 合作用旺盛时，若植物合成的糖类以可溶性糖的 形式储存在叶绿体中，则可能导致叶绿体 (答出两点即可)。 考向2围绕环境条件改变时光合作用过程中的 物质变化考查科学思维 (4)图2为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸 收速率和遮光后CO,释放速率随时间变化的曲 3.(2025·湖北武汉联考)卡尔文等研究发现，当植 物所处环境由光照转为黑暗时，RuBP(C,)含量急 线，在1时叶片突然停止光照后，短时间内会释放 出大量的CO2,这一现象被称为“CO2的猝发”。 剧下降，PGA(C,)含量迅速上升；当骤然降低CO, 浓度时，PGA含量迅速下降，而RuBP含量上升。 图中CO2吸收或释放速率是指单位面积叶片在 下列叙述错误的是 单位时间内吸收或释放CO2的量（单位：umol· ( A.CO2的固定过程在叶绿体的基质中进行 m·s1)。据图回答：突然遮光后，短时间内叶 B.RuBP可以与CO2反应并消耗ATP 绿体中C3的含量会 (填“上升”或“下 C.CO2的还原阶段消耗NADPH并合成蔗糖或 降”)，图形A面积的含义是 淀粉等有机物 2题勾·讲与练·高三生物 「真题演练感悟高考 1.(2023·江苏卷)下列关于“提取和分离叶绿体色 A.两种突变体的出现增加了物种多样性 素”实验的叙述，合理的是 () B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强 A.用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防 C.两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基 止类胡萝卜素被破坏 因的突变所致 B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色 D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突 素，但易出现色素带重叠 变体的叶片呈黄色 C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶4.(2024·江苏卷)科研人员对蓝细菌的光合放氧、 中各种色素含量 呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图 D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花 1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度 青素位于叶绿素a、b之间 对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请 2.(2023·湖北卷)植物光合作用的光反应依赖类囊 回答下列问题： 体膜上PSI和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含 CO 有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现， C 2C-.-(CHO) PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ H 结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所 ATP ATP ADP+Pi ADP+PI 示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶 图1 070 的催化。下列叙述错误的是 ( 180 类囊… .强光 150 体膜 LHC II PS II LHC II LHC II PS II LHC II 弱光 120 A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光 3u.(O)] 60 30 复合体对光能的捕获增强 10203040 B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的 温度/℃ 图2 捕获减弱 (1)图1中H从类囊体薄膜内侧到外侧只能通过 C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的 ATP合酶，而O2能自由通过类囊体薄膜，说明类 捕获 囊体薄膜具有的特性是 暗反应中C D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H、电子和O2 在 的作用下转变为(CH2O),此过程 3.(2022·湖北卷)某植物的2种黄叶突变体表型相 发生的区域位于蓝细菌的 中。 似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位： (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 (填 g·g),结果如表。下列有关叙述正确的是 “甲”或“乙”)；理由为 ( 叶绿 叶绿 类胡萝 叶绿素/ 植株类型 素a 素b 卜素 类胡萝卜素 野生型 1235 519 419 4.19 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿 突变体1 512 75 370 1.59 素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相 关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成 突变体2 115 20 379 0.36 表格： 第三单元细胞的能量供应和利用 续表 实验目的 简要操作步骤 实验目的 简要操作步骤 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管， 测定样液 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细 避光存放 蓝细菌数量 胞计数板计数，取样前需① 用分光光度计测定叶绿素a含量， 建立相关曲线 浓缩蓝细菌 ② 计算 ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重 温馨提示0 新悬浮 学习至此，请完成课时作业14 第15课时 光合作用的影响因素及其应用 课程标准解读 探究光照强度、CO,浓度等对光合作用强度的影响，关注光合作用与农业生产及生活的联系。 考点一探究光照强度对光合作用强度的影响 (2)实验步骤 必备知识梳理 啤夯基础 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm 1.光合作用强度 取材 的 打出圆形小叶片30片 074 植物在 内通过光合作用制 概念 造 的数量 将圆形小叶片置于注射器内，注射器内 用一定时间内 吸人 ,待排出注射器内残留的 的数 表示方法 量来定量表示 排气 空气后，用手指堵住注射器前端的小孔 并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的 2.探究光照强度对光合作用强度的影响 逸出 (1)实验原理 利用抽气法排出叶片细胞间隙中的 材料处理 处理过的圆形小叶片因细胞间隙充满 ,使其沉人水中 沉水 了水，全部沉到水底。将其放人 处盛有清水的烧杯中待用 通过 控制变量 控制光照强度 取3只小烧杯，分别倒入富含 的 分组 清水 光合作用的过程中产生 的多 少与光合作用强度密切相关，O,积 向3只小烧杯中各放人10片圆形小叶 累在细胞间隙从而使下沉的叶片 光照 结果检测 片，然后分别置于强、中、弱三种光照下 因此可依据一定时间内 ,来比较 同一时间段内各实验装置中 光合作用强度 观察无氧呼吸反应式可知，由无氧呼吸产 生0.2 mol CO2需要消耗葡萄糖0.1 m0l,因此可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖 量是有氧呼吸的2倍，C错误。据表分 析，贮藏苹果时，应选择O2浓度为5% 的适宜环境条件，此时CO2的释放量 最少，有机物的消耗最少，D正确。 3.(1)细胞在氧的参与下，通过多种酶的 催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧 化分解，产生二氧化碳和水，释放能 量，生成大量ATP (2)02的含量3 (3)无氧呼吸产生的酒精对植物有毒 害作用，3d后排水可以将酒精排除， 减轻毒害作用；3d后排水可以使有氧 呼吸增强，增加产能 解析：(1)正常情况下，作物根细胞的 呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸 是细胞在氧的参与下，通过多种酶的 催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧 化分解，产生二氧化碳和水，释放能 量，生成大量ATP的过程。随着水淹 天数的增多，乙的活性降低，说明乙是 与有氧呼吸有关的酶。(2)在水淹0 3d阶段，随着水淹天数的增加，O2含 量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增 强。水淹第3d时，作物根的CO2释 放量为0.4mol·g·min 1,O2吸 收量为0.2umol·g·min1,由于 有氧呼吸过程中O2吸收量与CO,释 放量相等，因此根细胞无氧呼吸的CO, 释放量为0.2mol·g1·min1,由 于有氧呼吸葡萄糖的消耗量、。，消 耗量和CO,释放量之比为1：6：6， 因此，有氧呼吸葡萄糖消耗量为 0.2/6mol·g·min1,无氧呼吸 葡萄糖消耗量和CO,释放量之比为 1：2,因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量为 0.1mol·g·min,所以无氧呼吸 强度是有氧呼吸强度的3倍。(3)若水 淹3d后排水，植物长势可在一定程度 上得到恢复，一方面是排水后氧气含 量上升，有氧呼吸增强，产生的能量增 多；另一方面，由题图可知，第4d无氧 呼吸有关的酶活性显著降低，可能是 第4d无氧呼吸产生的酒精毒害作用 达到了一定程度，之后就很难恢复，所 以要在水淹3d后排水 真题演练感悟高考 1.D有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎 片化的线粒体无法正常进行有氧呼 吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发 生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr 的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相 比，WT正常线粒体数量多，有氧条件 下，WT能获得更多的能量，生长速度 比△sgr快，C正确；无氧呼吸的场所在 细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧 条件下WT产生ATP的量与△sgr相 同，D错误。 2.C线粒体是细胞有氧呼吸的主要场 所，可以分解有机物产生ATP,同时在 线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等， 需要消耗ATP,A正确；①线粒体外膜 和②线粒体内膜功能不同，所以分布 的蛋白质有所不同，B正确；有氧呼吸 第一阶段发生在细胞质基质中，③是 线粒体基质，C错误；②是线粒体内膜， O2与[H]在线粒体内膜上反应生成 水，③是线粒体基质，在该场所丙酮酸 和水反应生成CO,和[H],D正确。 红对肉·讲与练·高三生物 3.B玉米根细胞由于较长时间进行无 氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜 上的H十转运减缓，引起细胞质基质内 H积累，说明细胞质基质内H转运 至液泡需要消耗能量，为逆浓度梯度 的主动运输，液泡中H浓度高，正常 玉米根细胞液泡内PH低于细胞质基 质，A错误；玉米根部短时间水淹，根 部氧气含量少，部分根细胞可以进行 有氧呼吸产生CO2,因此，检测到水淹 的玉米根有CO,的产生不能判断是否 有酒精生成，B正确；无氧呼吸都只在 第一阶段产生ATP,因此转换为丙酮 酸产酒精途径时，ATP生成量不变，C 错误：丙酮酸产酒精途径消耗的[H]与 丙酮酸产乳酸途径消耗的[H]的量相 同，D错误。 4.C有氧呼吸第一阶段的场所是细胞 质基质，第二、三阶段在线粒体，三个 阶段均可产生ATP,故有氧呼吸时细 胞质基质和线粒体中都可产生ATP, A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三 阶段的场所，该阶段[H]和O。反应生 成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙 酮酸分解为CO2和[H]发生于有氧呼 吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过 程需要水的参与，不需要O2的参与，C 错误；线粒体是半自主性细胞器，其中 含有少量DNA,可以通过转录和翻译 控制蛋白质的合成，D正确。 第14课时捕获光能的色素 及光合作用的过程 考点一 捕获光能的色素和结构 。-----。 必备知识梳理 ---。--- 1.(1)有机溶剂无水乙醇溶解度 高层析液(2)防止色素被破坏 色素扩散(3)橙黄色叶黄素 黄色叶绿素a蓝绿色黄绿色 色素种类色素含量溶解度 2.叶绿素b叶绿素a红光和蓝紫光 蓝紫光 3.①外膜②内膜③基质暗反应 ④类囊体色素光反应光合作用 辨析与表达 (1)× (2)×(3)/(4)、/(5)× (6)× (7) (8)水绵叶绿体上的光合色素主要吸收 红光和蓝紫光，在此波长光的照射 下，叶绿体会释放氧气，因此大量需 氧细菌在此区域分布 核心素养达成 1.C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，应选择新 鲜程度不同的叶片分别研磨，A错误； 光合色素不溶于水，易溶于有机溶剂， 因此研磨时不能用水补充损失的提取 液，B错误；由于滤纸条不会相互影响， 层析液成分相同，两组滤纸条可以置 于同一个烧杯中层析，C正确；用过的 层析液属于有毒试剂，需倒入废液箱 中统一处理，D错误。 2.D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 素在层祈液中溶解度不同，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 素多使叶片呈现绿色，类胡萝卜素多 -492- 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。 3D叶绿素的元素组成是C、H、O、N、 Mg,氨元素和镁元素是构成叶绿素分 子的重要元素，A正确；光反应的场所 是类囊体薄膜，需要光合色素吸收光 能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿 体的类囊体薄膜上，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越高，随 层析液在滤纸上扩散得越快，D错误。 4.(1)差速离心法类囊体薄膜蓝紫光 (2)黑暗条件下不能产生还原三碳化 合物所需要的ATP和NADPH (3)实验思路：将照光和黑暗处理的叶 绿体悬浮液离心得到叶绿体，分别记 为A组和B组，之后将得到的叶绿体 进行脱色处理，向经脱色处理的叶绿 体滴加碘液，观察颜色变化。 预期结果：A组叶绿体变蓝色，B组叶 绿体不变色 解析：(1)植物细胞器的分离方法可用 差速离心法，叶绿体中的光合色素分 布在类囊体薄膜上，叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收 蓝紫光。(2)黑暗条件下无光，光反应 不能进行，无法为暗反应（还原三碳化 合物)提供原料ATP和NADPH,暗反 应无法进行，故不能生成糖。(3)要验 证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需 要将叶绿体提取出来并检测其中淀 粉。实验设计思路及结果详见答案。 考点二光合作用的原理 必备知识梳理 1.叶绿体 叶绿体O2水ATP C02 2.(1)光能有机物氧气 3.(2)类囊体薄膜叶绿体基质光 色素 ATP NADPH ATP和 NADPH有机物中稳定的化学能 辨析与表达 (1)、 (2)、/(3)、/(4)×(5)× (6)、/ (7)光反应产生的ATP和NADPH继续 被暗反应利用 关键能力提升 (1)CO,浓度降低时，CO,的固定减少 C消耗减少，含量增加。 (2)下降：在C含量上升的同时，C3含量 下降，Ca的还原减慢，NADPH消耗减 少，NADPH积累增多，则叶肉细胞中的 NADP+与NADPH比值下降。 (3)光反应和暗反应同时减弱，不会出现 C:的含量突然上升，C,含量下降的现象。 核心素养达成… 1.B光反应产生的物质X可进入线粒 体促进ATP合成，因此物质X可通过 提高有氧呼吸水平促进HCO进入细 胞质基质，A正确；HCO?进入叶绿体 基质也需要线粒体产生的ATP供能， 属于主动运输，通道蛋白只能参与协 助扩散，B错误；据题图可知，光反应中 水光解产生的H+促进HCO进入类 囊体，并与HCO3在类囊体腔内反应 产生CO2,因此能提高类囊体腔CO。 水平，C正确；据题图可知，光反应生成 的物质X(O,)促进线粒体的有氧呼 吸，产生更多的ATP,有利于HCO 进入叶绿体基质，产生CO2,保证了暗 反应的CO2供应，D正确。 2.(1)蓝类囊体薄膜C (CH,O) (或糖类)紫外光 (2)无水乙醇叶绿素和类胡萝卜素 都能吸收蓝紫光，选择红光可以避免 类胡萝卜素对实验的干扰 (3)蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜 和绿膜，有利于藏川杨幼苗进行光合 作用；蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡 萝卜素的含量均高于白膜和绿膜，藏 川杨幼苗光合速率较大；蓝膜覆盖下 紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减 弱了对幼苗的伤害 解析：(1 ·绿体由双层膜包被，内部 有许多基 粒。每个基粒都由一个个圆 饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状 结构称为类囊体。吸收光能的4种色 素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶 绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和 红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝 紫光。这4 种色素吸收的光波长有差 别，但是都可以用于光合作用。光合 色素吸收的光能用于光反应，进而使 暗反应阶段的C ,转化为糖类和 C。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜 和绿膜透 外光较少，可更好地 减弱幼苗 的辐射。(2)无水乙醇 可作为提取光合色素的试剂。类胡萝 卜素和叶 素都能吸收蓝紫光，而叶 绿素还能吸收红光，因此测定叶绿素 含量时应选择红光，以避 免类胡萝卜 素对实验的干扰。(3 析表格，蓝膜 覆盖下藏川杨幼苗的 :素含量和类 胡萝卜素 ·量均高于 和绿膜，光 合色素 高，吸收的光能较多，藏川 杨幼苗 ,合速率较大。 析柱形 图，蓝膜覆盖下蓝光透过 率 于白膜 和绿膜，有利 于植物进行光合作用；蓝 膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和 绿膜，减弱了对幼苗的伤害，有利于幼 苗生长。故覆盖蓝膜更有利于藏川杨 幼苗在高原环境的生长。 3.BCO,的固定过程属于暗反应阶段， 在叶绿体基质中进行，A正确：根据题 千可知，RuBP是C,而PGA是C3, RuBP可以与CO,反应但是不消耗 ATP,B错误；CO2的还原阶段利用光 E 反应产生的NADPH和ATP并合成 蔗糖或淀粉等有机物，C正确：在光合 作用的卡尔文循环中，RuBP是CO2的 受体，当CO,与RuBP结合后，经过一 系列反应，RuBP被消耗，但同时，在一 系列酶促反应下，会不断地再生出新 的RuBP,使其能持续参与CO2的固定 过程，D正确 4.(1)细胞质基质基质 (2)叶绿体类囊体薄膜 CO2和Cs结 合NADPH Cs (3)吸水涨破 (4)上升光照条件下的净光合总量 解析：(1)由图1可知，细胞核DNA上 编码小亚基的遗传信息转录到RNA 上，RNA通过核孔进入细胞质基质中， 在细胞质基质中的核糖体上翻译形成 小亚基， ,亚基进入叶绿体内。 叶绿体编码大亚基的DN 的遗传信 息转录到RNA上后，在叶绿体中的核 糖体上进行翻译形成大亚基，在叶绿 体的基质中小亚基和大亚基组装成有 功能的酶R。(2)进行光合作用时，酶 R需ATP参与激活，光能转化为ATP 中的化学能是在叶绿体类囊体薄膜上 完成的。活化的酶R催化CO,和C 结合产生C3,C3还需被NADPH还 原。C,的还原产物除了糖类外，还有 C,因此X为C5(五碳化合物)。(3)在 叶绿体中，糖类主要以淀粉的形式储 存，光合作用旺盛时，糖类大量以可溶 性糖的形式存在于叶绿体中，进而使 叶绿体内溶液的浓度升高，渗透压增 大，进而可能导致叶绿体吸水涨破。 (4)图2为适宜条件下某植物叶片遮光 前CO,吸收速率和遮光后CO,释放 速率随时间变化的曲线，在t时叶片突 然停止光照后，短时间内会释放出大 量的CO2,这一现象被称为“CO2的猝 发”。图中CO2吸收或释放速率是指 单位面积叶片在单位时间内吸收或释 放CO2的量。突然遮光后，由于光反 应产生的NADPH和ATP减少，因而 C3还原速率变慢，同时CO2的固定速 率基本不变，因此，短时间内叶绿体中 C3的含量会上升，图形A面积指的是 光下CO2的吸收速率，因而表示净光 合速率，即图中A面积的含义是光照 条件下的净光合总量。 真题演练感悟高考 1.B用有机溶剂提取色素时，加入碳酸 钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误； 画滤液细线时要间隔画2一3次，即等 上一次干了以后再画下一次，若连续 多次重复画滤液细线可累积更多的色 素，但是会造成滤液细线过宽，易出现 色素带重叠，B正确：该实验中分离色 素的方法是纸层析法，可根据各种色 素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来 判断各色素的含量，但该实验所用的 方法不能用于具体测定绿叶中各种色 素含量，C错误；花青素存在于液泡中， 易溶于水，雉溶于非极性有机溶剂，因 此用红色苋莱叶进行实验，不能得到5 条色素带，D错误。 2.C叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下 降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光 复合体对光能的捕获增强，A正确； Mg+是叶绿素的组成成分，其含量减 少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含 量减少，导致对光能的捕获减弱，B正 确；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强 对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体 能吸收光能，并分解水，水的光解产生 H、电子和O2,D正确。 3.D两种突变体的出现增加了遗传多 样性，A错误；叶绿素主要吸收红光和 蓝紫光，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 能是由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，突变体的叶绿素与类胡 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。 4.(1)选择透过性ATP和NADPH 细胞质基质(2)乙常温下光合作 用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧 气的量，这样蓝细菌才能积累有机物， 正常生长(3)①摇匀②稀释样液 -493- 离心，取下层沉淀物③提取叶绿素 ④防止叶绿素降解 解析：(1)类囊体薄膜允许某些物质通 过，而限制另一些物质通过，这体现了 类囊体薄膜具有选择透过性。暗反应 中，C在光反应产生的ATP和NADPH 的作用下，被还原为糖类等有机物，蓝 细菌是原核生物，此过程发生在蓝细 菌的细胞质基质中。(2)光合作用产 生氧气，而呼吸作用消耗氧气。 一般 来说，光合作用在一定温度范围内随 温度升高而增强，产生的氧气增多；呼 吸作用在一定温度范围内随温度升高 而增强，消耗的氧气增多。但通常光 合作用产生氧气的量大于呼吸作用消 耗氧气的量，这样蓝细菌才能积累有 机物，正常生长，所以图2中蓝细菌光 合放氧的曲线是乙。(3)第一步：测定 样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以 保证计数的准确性。第二步：浓缩蓝 细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀 物。第三步：将浓缩的蓝细菌用一定 量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿 素。第四步：用锡箔纸包裹装有悬浮 液的试管，避光存放，以防止叶绿素 降解。 第15课时光合作用的 影响因素及其应用 考点一探究光照强度对 光合作用强度的影响 必备知识梳理 1.单位时间糖类 原料消耗或产物 生成 2.(1)气体调节LED台灯与烧杯间的 距离O,上浮圆形小叶片上浮的 数量 (2)打孔器清水气体黑暗CO, 圆形小叶片浮起的数量 (3)光照强度光照强度光合作用 强度单位时间内圆形小叶片上浮的 数量CO, (4)越多增强 辨析与表达 (1)× (2)/(3)×(4)/(5)X (6)×(7)× (8)应注意灯泡发热造成的温度变化对 实验的影响，应在灯泡和光源之间加 一玻璃水柱进行隔温处理。 核心素养达成 1.B本实验是探究适宜温度下CO2对 光合作用的影响，自变量为C。2浓度 (Na HCO3溶液浓度)，温度和光照为 无关变量，A错误：当光合作用产生的 氧气量大于细胞呼吸消耗的氧气量 时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长 主要取决于叶圆片光合作用释放氧气 的速率，B正确；四组实验中，0.5% NaHCO,溶液中叶圆片上浮需要的时 间最长，光合速率最小，C错误；若在 4℃条件下进行本实验，由于低温会使 酶的活性降低，净光合速率可能降低， 故各组叶圆片上浮所需时长可能均会 延长，D错误。 2.Cs表示光源与密闭小室的距离，距 离越大，光照强度越小，光合作用速率 越小，当5=c时，植物光合速率与呼吸 速率相等，当s>℃时，呼吸速率大于光 合速率，植物释放的气体是CO2,当 sc时，光合速率大于呼吸速率，植物 参考答案·2☑。