第3单元 第3讲 捕获光能的色素和结构及光合作用原理(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考生物高三总复习大一轮复习（广东专版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“捕获光能的色素和结构及光合作用原理”核心考点，依据课标要求梳理了色素提取与分离实验、叶绿体结构功能、光合作用过程（光反应与暗反应）等考查维度，通过真题研析（如2025山东卷绿藻光合题）明确实验分析、过程理解、物质含量变化等高频题型，构建系统备考体系。 课件亮点在于“真题情境+方法建模”策略，如用“过程法”解析光变弱时C₃含量变化，结合2026广东模拟题培养科学思维，通过色素提取实验易错点（如层析液与提取液差异）强化探究实践。助力学生掌握答题逻辑，教师可精准定位学情，实现高效复习。

第3讲　 捕获光能的色素和结构及光合作用原理 第三单元 细胞的能量供应和利用 高三总复习讲义 广东专版 课标要求 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在将二 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。 核心概念 叶绿素、类胡萝卜素、叶绿体、类囊体、基粒、光合作用、光反应、暗反应、NADPH、卡尔文循环 层级Ⅰ　根基稳筑牢——夯实必备知识 层级Ⅱ　要义深剖析——提升关键能力 知能快检窗——查落实·固基础 课时作业 内容索引 根基稳筑牢——夯实必备知识 层级Ⅰ 返回 一、捕获光能的色素和结构  1.绿叶中色素的提取和分离 必备知识 梳理 层析液 二氧化硅 叶黄素 叶黄素a 2.叶绿体中色素的吸收光谱 红光和蓝紫光 蓝紫光 3.叶绿体的结构 双层膜 暗反应 色素 1.下列关于捕获光能的色素和结构的叙述正确的是 ①叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 ②叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 ③叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多 ④光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中 ⑤叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积 析概念·点易错·练表达 析概念 √ √ 色素提取实验中的三个易错点 (1)提取与分离光合色素的试剂不相同。提取光合色素用无水乙醇，分离光合色素用层析液。 (2)由于叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，绿光几乎不被吸收，因此色素提取液对着光源(透射光)呈现绿色，背着光源(反射光)呈现红色。 (3)光合色素含量越多，在滤纸条上呈现的色素带就越宽，而不是扩散越快；扩散快慢与色素溶解度有关，溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 点易错 1.(必修1 P97“问题探讨”探究思考)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______________________________________________ ________________________________________________________________________________________。 2.(必修1 P99旁栏思考)植物工厂里不用发绿光的光源的原因是___________ ___________________________________________________。 练表达 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、蓝紫光吸收最多；白光是复合光，含有不同波长的光，光合色素能吸收其中的光 这种波长的光光合色素几乎不吸收，不能用于光合作用中合成有机物 二、光合作用的原理 1.探索光合作用原理的部分实验(连线) 2.光合作用的过程 叶绿体类囊体的薄膜 活跃的化学能 (CH2O) 稳定 的化学能 3.光反应和暗反应的联系 图示 分析 光反应为暗反应提供________________；暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi，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 NADPH、ATP 4.光合作用和化能合成作用的比较 氧化无机物放出的能量 2.下列关于光合作用的原理的叙述正确的是 ①光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上 ②光反应为暗反应提供NADPH和ATP ③暗反应必须在无光的条件下进行 ④光合作用产生的O2来自CO2和H2O ⑤光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜 ⑥在光合作用中C从CO2开始先后经C3、C5最后形成糖类 √ √ 析概念 光合作用两点提醒 (1)光反应中的电子传递：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NADP＋与H＋结合形成NADPH。 (2)光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP＋；没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成，也会抑制光反应。 点易错 3.(必修1 P102“思考·讨论”分析)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，请说明理由：__________________________________ ________________________________________________。 练表达 4.(必修1 P103“图5-14”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______________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 返回 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 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，但叶绿体中仍有少量ATP和NADPH能使暗反应持续进行一段时间；过了这段时间后，暗反应因缺少ATP和NADPH而无法进行 要义深剖析——提升关键能力 层级Ⅱ 返回 (2025·山东卷，节选)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 真题研磨 主题(一)　光合作用原理及探索 例 据图分析，生成NADPH所需的电子源自于__________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、___________，离心收集绿藻并重新放入含O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有_____________ ______________。 水的光解 丙酮酸、[H] 氧气(或O2)和 二氧化碳(CO2) 据图分析，水在光下分解为O2和H＋，同时产生的电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH，即生成NADPH所需的电子源自于水的光解。3H2O被植物细胞吸收后参与光合作用，生成H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，H12O6在细胞质基质中被分解成含有3H的丙 酮酸， 产生少量的[3H]，并释放少量的能量；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H2O在线粒体基质中被彻底分解生成CO2和[3H]，释放少量的能量；在线粒体内膜上完成的有氧呼吸的第三阶段，[3H]与O2结合生成H2O，并释放大量的能量。可见，用含3H2O的溶液培养该绿藻， 一段时间后，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、丙酮酸、[H]。培养液中O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，O与丙酮酸被彻底分解为C18O2和[H]，即产生的带18O标记的气体有O2和CO2。 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＋)逆浓度从类囊体的外侧泵入囊腔侧。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在类囊体的外侧H＋和NADP＋形成NADPH。 归纳总结 (3)类囊体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合酶顺浓度梯度流出，而ATP合酶利用质子顺浓度梯度流出的能量来合成ATP。 考向1　光合作用的探究历程 1．(2026·广东深圳月考)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。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为“希尔反应”。下列说法正确的是 A．获得离体的叶绿体可用密度梯度离心的方法 B．希尔反应发生的具体场所是叶绿体类囊体薄膜 C. 希尔反应说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水 D．希尔反应不能说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应 考向突破 √ 获得离体的叶绿体可用差速离心法，而不是密度梯度离心法，A错误；希尔反应是水的光解，发生的具体场所是叶绿体类囊体薄膜，B正确；希尔反应在没有CO2的条件下进行，产生氧气，但无法证明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，因为悬浮液中除了H2O还有其他物质，C错误；希尔反应是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，没有糖的合成，所以希尔反应能说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，D错误。 考向2　光合作用的过程 2.(2025·陕西西安长安一中校考)光合作用过程包括光反应和暗反应。如图表示光反应与暗反应的关系。据图判断，下列叙述错误的是 A.暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋ B.停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降 C.植物在暗处可大量合成(CH2O) D.ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质 √ 停止光照，光反应停止，产生的ATP和NADPH减少，B正确；植物在暗处不能进行光反应，不能为暗反应提供ATP和NADPH，C3还原不能进行，因此不能大量合成(CH2O)，C错误；ATP在光反应阶段产生用于暗反应过程中C3的还原，所以其移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质，D正确。 (经典高考题，节选)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。 真题研磨 主题(二)　环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 例 若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将______(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转化效率也会发生改变，原因是_________________________________________。 减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足 正常运转过程中气泵突然停转，系统中CO2突然减少，CO2的固定减弱，但短时间内C3的还原不变，则短时间内乙(C3)的含量将减少。若气泵停转时间较长，则模块3为模块2提供的原料ADP、Pi和NADP＋就会不足，进而影响模块2中的能量转化效率。 分析环境改变时光合作用各物质变化的方法 (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： 归纳总结 (2)“模型法”表示C3和C5等物质含量的变化 结论：C3和C5变化趋势始终相反，C5和NADPH、ATP变化趋势始终 相同。 1.(2026·山东烟台模拟)芦荟是一种经济价值很高的植物，可净化空气。夜晚芦荟气孔开放，通过细胞质基质中的PEP羧化酶固定CO2形成草酰乙酸，再将其转变成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，可利用苹果酸分解产生的CO2进入叶绿体合成糖类。下列说法错误的是 A.芦荟液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化 B.芦荟固定CO2的场所有细胞质基质和叶绿体基质 C.白天芦荟叶片合成糖类所需的CO2均来自苹果酸分解 D.若对芦荟突然停止光照，短时间内叶肉细胞中C3的含量将上升 考向突破 √ 芦荟在晚上吸收CO2生成苹果酸进入液泡中(pH降低)，白天苹果酸分解产生CO2用于暗反应(pH升高)，因此芦荟液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化，A正确；芦荟叶片夜晚气孔开放，在细胞质基质中，通过PEP羧化酶固定CO2形成草酰乙酸，白天气孔关闭，在叶绿体基质中，CO2被C5固定最终形成糖类，B正确；线粒体呼吸作用能产生CO2，芦荟叶片白天气孔关闭，液泡里的苹果酸转化并释放出CO2，故白天芦荟叶片合成糖类所需的CO2来自苹果酸分解和线粒体呼吸释放，C错误；若突然停止光照，ATP和NADPH不再生成，短时间内，C3的还原减少，C3的生成不变，叶肉细胞中C3的含量将上升，D正确。 2．(2026·广东阶段练习)研究发现，植物细胞叶绿体内膜上的载体蛋白NTT负责将细胞质基质中的ATP转运进叶绿体，同时将叶绿体基质内的ADP等量交换至细胞质基质，以维持叶绿体内ATP与ADP的动态平衡。下列推测错误的是 A. 载体蛋白NTT存在ATP和ADP的结合位点 B．NTT缺失型叶绿体的光合作用性能可能会降低 C．NTT的存在建立了叶绿体和线粒体中能量代谢的联系 D．黑暗条件下光反应受阻导致NTT无法正常工作 √ 载体蛋白NTT同时转运ATP和ADP，需与两种物质结合，故存在相应结合位点，A正确；NTT缺失突变体叶绿体内膜上缺失ATP/ADP的载体蛋白，会导致细胞质基质中的ATP无法转运至叶绿体基质，叶绿体基质中等量的ADP无法转出到细胞质基质，从而影响相关反应，可能导致类囊体的薄膜结构缺陷，进而导致光合作用性能降低，B正确；线粒体产生的ATP通过细胞质基质进入叶绿体，叶绿体的ADP可被线粒体用于ATP合成，NTT介导该联系，C正确；黑暗条件下细胞中存在呼吸作用，细胞质中能产生ATP，NTT能正常工作，D错误。 返回 知能快检窗——查落实·固基础 返回 1.下列关于捕获光能的色素和结构的叙述，正确的是 A.在绿叶中色素的提取和分离实验中，无水乙醇的作用是提取和分离色素 B.二氧化硅的作用是防止研磨过程中色素被破坏，加入碳酸钙的作用是有助于研磨充分 C.为使色素带清晰，画滤液细线后需紧接着重复画线 D.滤液细线应该触及层析液，便于色素的溶解和分离 E.胡萝卜素含量最少，但在层析液中的溶解度最高 F.蓝绿色的色素带最宽，是因为叶绿素b的含量最多 G.胡萝卜素和叶黄素主要吸收红光 H.叶绿体具有双层膜结构，捕获光能的色素位于内膜上 √ 无水乙醇的作用是溶解(提取)色素，需用层析液分离色素，A错误；二氧化硅使研磨充分，碳酸钙可防止研磨过程中色素(叶绿素)被破坏，B错误；在画出一条滤液细线后，待干后再重复画线，C错误；层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液，防止色素溶解在层析液中，D错误；蓝绿色的色素带最宽，是因为叶绿素a的含量最多，F错误；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，G错误；叶绿体中捕获光能的色素位于类囊体膜上，H错误。 √ √ √ 2.下列关于光合作用的探索实验，叙述错误的是 A.恩格尔曼通过实验发现，光合作用时叶绿体主要吸收红光和蓝紫光 B.希尔运用同位素标记法证明了叶绿体在光下可释放出氧气 C.希尔反应可以证明水的光解产生的O2全来自水 D.鲁宾和卡门通过实验证明了光合作用释放的氧气全部来自水 E.卡尔文用荧光标记法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中 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，在光照下可以释放氧气，该实验没有采用同位素标记法，B错误；希尔反应仅证明了叶绿体在光下可释放氧气，但未证明氧气全来自水，C错误；卡尔文用放射性同位素标记法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中，E 错误。 3.下列关于光合作用的叙述，错误的是 A.能进行光合作用的生物都含有叶绿体 B.光反应在叶绿体的类囊体上进行，暗反应在叶绿体的基质中进行 C.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NADP＋与H＋结合形成NADPH D.光反应吸收光能形成ATP和NADPH，暗反应将ATP和NADPH中的化学能储存在有机物中 E.小麦CO2的固定需要消耗能量 F.光合作用的暗反应能为光反应提供Pi、ADP和NADP＋ G.生产者都通过光合作用固定CO2 H.光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处 √ √ √ 蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用，但没有叶绿体，A错误；CO2的固定不需要消耗能量，E错误；有通过化能合成作用固定CO2的生产者，G错误。 返回 课 时 作 业 返回 一、捕获光能的色素和结构 1．(2026·广东阶段练习)广东是荔枝主产区，荔枝种植历史悠久。某小组用荔枝叶片开展光合色素提取与分离实验。下列叙述正确的是 A．将绿叶剪碎、研磨后用滤纸过滤获得滤液 B．为积累更多色素，应连续画4～5次滤液细线 C．滤纸条插入层析液时要保证滤液细线触及层析液 D．若仅有2条色素带，可能是研磨时未加碳酸钙 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 提取光合色素时，剪碎绿叶后需研磨，但过滤需用单层尼龙布或纱布，而非滤纸。滤纸会吸附色素，导致提取效率降低，A错误；画滤液细线需重复画一到两次，但每次需等上一次的细线干燥后再画，否则未干的细线会扩散变粗，影响分离效果，B错误；层析时滤液细线不可触及层析液，否则色素会溶解在层析液中，无法在滤纸条上扩散分离，C错误；碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏，若未加碳酸钙，叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)会被分解，仅剩下类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)，导致滤纸条上出现2条色素带，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2．(2026·深圳阶段练习)生物兴趣小组在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，将菠菜绿叶剪碎放入研钵，加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇，迅速充分研磨后过滤。在滤纸条上画滤液细线后插入层析液中，一段时间后观察，滤纸条上出现4条色素带。下列相关叙述，正确的是 A．在滤纸条上扩散最快的是胡萝卜素 B．加入二氧化硅是为了防止色素被破坏 C．加入碳酸钙是为了充分研磨 D．滤纸条上由下至上第2条色素带是黄绿色的叶绿素a √ 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，扩散速度最快，位于滤纸条最上方，A正确；二氧化硅的作用是使研磨更充分，B错误；碳酸钙的作用是防止叶绿素被液泡中的有机酸破坏，C错误；滤纸条由下至上的色素带顺序为叶绿素b(黄绿色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶黄素(黄色)、胡萝卜素(橙黄色)，第2条应为蓝绿色的叶绿素a，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 3.(2026·广东肇庆模拟)如图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述不正确的是 A.图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3 B.图甲中①是类胡萝卜素 C.图乙的实验可以用无水乙醇进行色素的提取和分离 D.秋天植物叶片变黄主要是因为图甲中的②③被分解 √ 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 分析图甲，①表示类胡萝卜 素，主要吸收蓝紫光，②表 示叶绿素b，③表示叶绿素a； 分析图乙，条带1是胡萝卜素， 条带2是叶黄素，条带3是叶绿 素a，条带4是叶绿素b。图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3，A、B正确。图乙的实验可以用无水乙醇进行色素的提取，采用纸层析法用层析液进行色素的分离，C错误。②表示叶绿素b，③表示叶绿素a，秋天植物叶片变黄是因为图甲中的②③被分解，叶黄素和胡萝卜素成为主要成分，所以最终叶片变黄，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 二、光合作用的原理 4．(2026·广东“八校联盟”)绿藻细胞中存在一种氢酶，在缺氧条件下，叶绿体基质中的氢酶被激活，可利用H＋和光反应产生的NADPH生产H2；在有氧条件下，氢酶迅速失去活性。科研人员将绿藻细胞堆积成致密的多细胞球体，让大量藻类细胞高效且大规模生产H2。下列叙述错误的是 A．多细胞球体在光照条件下能同时产生O2和H2 B．在多细胞球体上覆盖一层好氧细菌外壳会降低产氢效率 C．绿藻细胞生产H2是其在缺氧等胁迫状况下的一种应激反应 D．致密球体结构限制了内部CO2的扩散，降低了细胞的呼吸速率 √ 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 多细胞球体在光照条件下可以进行光合作用，因此能够产生ATP和NADPH，同时释放O2，由于多细胞球体中大量绿藻细胞处于缺氧条件下氢酶被激活，可利用H＋和光合作用产生的NADPH生成H2，A正确。在多细胞球体上覆盖一层好氧细菌外壳，会大量消耗氧气，使其处于缺氧条件下，可提高产氢效率，B错误。根据题意，绿藻细胞在缺氧条件下，氢酶被激活生成H2；在有氧条件下，氢酶迅速失去活性。因此绿藻细胞产生H2是其在缺氧等胁迫状况下的一种应激反应，C正确。致密结构阻碍CO2扩散，内部CO2积累抑制呼吸酶活性，降低呼吸速率，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 5.(2026·广东湛江模拟)下列科学家的实验证据不支持“叶绿体能吸收光能用于光合作用并释放氧气”这一实验结论的是 A.黑暗中，需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中 B.用透过三棱镜的光照射水绵临时装片时需氧细菌聚集在红光和蓝紫光 区域 C.在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下释放氧气 D.叶绿体合成ATP的过程与水分解产生氧气的过程始终相伴随 √ 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 黑暗中需氧细菌聚集在叶绿体被光束照射的部位，说明光能被叶绿体吸收并用于产生氧气，支持结论，A不符合题意；需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明叶绿体色素吸收特定光能用于光合作用产生氧气，支持结论，B不符合题意；离体叶绿体在光照下释放氧气，直接证明叶绿体独立完成光反应产生氧气，支持结论，C不符合题意；叶绿体合成ATP的过程与水分解产生氧气的过程始终相伴随，但是此过程不能说明该过程吸收光能，故叶绿体合成ATP的过程与水分解产生氧气的过程始终相伴随不支持上述结论，D符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 6.(2026·福建福州模拟)PSⅡ是由叶绿体色素和蛋白质构成的光合复合体，D1是PSⅡ的核心蛋白，在光反应中发挥重要作用。高温或强光会造成叶绿体内活性氧(ROS)大量积累。ROS不仅会损伤D1蛋白，而且会抑制D1蛋白的合成，从而使光合速率下降。下列说法错误的是 A.光合复合体PSⅡ具有将光能转化为有机物中稳定化学能的作用 B.高温或强光下光反应为暗反应提供的ATP、NADPH可能减少 C.增强D1蛋白基因的表达有助于提高植物对高温或强光胁迫的耐受能力 D.减少叶绿体内ROS的积累，有助于提高农作物产量 √ 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 PSⅡ在光反应中参与水的光解，将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，而有机物中稳定的化学能是在暗反应(卡尔文循环)中形成的，A错误；高温或强光导致ROS积累，损伤D1蛋白并抑制其合成，使PSⅡ功能受损，光反应生成的ATP和NADPH减少，B正确；增强D1蛋白基因表达可促进D1蛋白合成，修复被ROS破坏的PSⅡ结构，从而提高植物对胁迫的耐受能力，C正确；减少ROS积累可保护D1蛋白，维持PSⅡ的正常功能，进而保障光反应和暗反应的进行，提高农作物产量，D 正确。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 7．(2025·东莞月考)蓝细菌的光合作用过程需要较高浓度CO2，长期进化过程中，蓝细菌形成的CO2浓缩机制如图所示。R酶除了固定CO2之外，还能催化O2与C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R酶的同一位点。下列说法正确的是   A. 蓝细菌的R酶存在于叶绿体基质的羧化体中 B．蓝细菌固定CO2时，细胞中的O2不易进入羧化体 C．转运蛋白基因表达减少，利于有机物积累 D．CO2以自由扩散的方式通过光合片层膜 √ 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 蓝细菌为原核生物，没有叶绿体，A错误。R酶除了固定CO2之外，还能催化O2与C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R酶的同一位点。因此蓝细菌固定CO2时，细胞中的O2不易进入羧化体与C5结合形成C3和C2，B正确。转运蛋白基因表达减少，会使进入细胞减少，进而导致羧化体内CO2生成减少，暗反应的原料减少，因此不利于有机物积累，C错误。由图可知，CO2借助CO2转运蛋白通过光合片层膜，还需要消耗能量，为主动运输，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 8.(2026·河南郑州模拟)下图表示植物细胞光合作用及淀粉与蔗糖合成的调节过程，a～d表示物质。夜间细胞质基质Pi浓度较高，促进磷酸转运体顺浓度将Pi从细胞质基质运入叶绿体，同时将磷酸丙糖运出叶绿体。下列叙述正确的是 A.夜间叶绿体基质Pi浓度的改变，减少淀粉产生 B.叶绿体基质中的CO2可以被光反应产生的b和NADPH还原 C.若突然停止光照，短时间内磷酸丙糖含量将升高 D.降低磷酸转运体的活性可促进蔗糖合成，从而降低CO2固定速率 √ 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 依据题干信息，夜间细胞质基质Pi浓度较高，促进磷酸转运体顺浓度将Pi从细胞质基质运入叶绿体，同时将磷酸丙糖运出叶绿体，即反应物磷酸丙糖浓度降低，反应速度减慢，淀粉生成量减少，A正确；叶绿体基质中的C3可以被光反应产生的b(ATP和NADPH)还原，CO2参与的是CO2的固定过程，B错误； 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 若突然停止光照，则光反应不再产生 b(ATP和NADPH)，进而导致C3的还原 速率降低，d(C5)和磷酸丙糖的生成量 减少，而CO2的固定速率不变，即C5的 消耗量不变，所以，C5的含量降低，综 上，若突然停止光照，短时间内d含量将 降低，磷酸丙糖含量将降低，C错误；磷酸转运体活性较高时，可促进磷酸丙糖转运出叶绿体，用于合成蔗糖，从而提高暗反应中CO2的固定速率，降低磷酸转运体的活性，会使蔗糖的合成速率降低，进而降低暗反应CO2的固定速率，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 9.(13分)(2025·山东济宁一模)淀粉和蔗糖是西瓜叶片光合作用的两种主要产物。如图是其叶肉细胞中光合作用的示意图，磷酸丙糖转运体(TPT)能将卡尔文循环中的磷酸丙糖(TP)不断运到叶绿体外，同时将释放的Pi运回叶绿体基质。回答下列问题： 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 (1)TP在叶绿体内的合成场所是______________，其去向有_____________ _______。植物体内糖类化合物主要以_______形式长距离运输。 叶绿体基质 生成蔗糖、淀 粉和C5 蔗糖 TP是卡尔文循环产生的，该过程的场所是叶绿体基质。据图1分析，TP去向有生成蔗糖、淀粉和C5。植物体内糖类化合物主要以蔗糖的形式长距离运输。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 (2)TPT运输物质严格遵循1∶1反向交换原则，即一分子物质运入，另一分子物质以相反的方向运出。将离体的叶绿体悬浮于介质中，并给予适宜条件，若5 min后人为降低介质中Pi的浓度，则叶绿体中淀粉的合成会_____ (填“增加”“减少”或“无明显变化”)，原因是_____________________ ____________________________。 增加 介质中Pi浓度降低，TP 输出减少，有利于淀粉的合成 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 TPT运输物质严格遵循1∶1反向交换的原则，若介质中Pi浓度降低，TP从叶绿体输出减少，有利于TP在叶绿体基质中合成淀粉，所以叶绿体中淀粉的合成会增加。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 (3)科研人员给予植物24小时持续光照，测得叶肉细胞中淀粉积累量的变化如图2所示，CO2吸收量和淀粉降解产物麦芽糖的含量变化如图3所示。据图3分析，图2中12～24 h淀粉积累量无明显增加的原因是______________ ____________________。 淀粉的合成与降 解以相似速率同时发生 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 据图3分析，12～24 h时CO2吸收速率保持相对稳定，但麦芽糖含量明显增加，说明淀粉一方面在不断合成，一方面降解成麦芽糖，所以12～24 h淀粉积累量无明显增加的原因是淀粉的合成与降解以相似速率同时发生。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 10．(13分)(2026·深圳月考)光照强度动态变化是水 生植物面临的重要环境挑战。强光可引起光抑制， 而弱光则限制光能捕获。研究发现，单细胞真核 微藻——莱茵衣藻，在长期进化中形成了独特的 光适应机制。其部分代谢过程如图1所示，其中 HA代表甲酸、乙酸等弱酸。  研究证实，莱茵衣藻与高等植物类似，依赖叶黄素循环以应对光照变化。该循环涉及三种叶黄素：环氧玉米黄质(V)、花药黄质(A)和玉米黄质(Z)。其转化机制为：在类囊体腔的酸性(高H＋浓度)条件下，V可去环氧化，经A转化为Z，此过程有利于将多余光能以热的形式耗散；当H＋浓度降低时，反应则逆向进行(Z→A→V)，使光系统恢复高效捕获光能的能力。请回答下列问题： 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 (1)图1中X产生的场所是____________，图中①～⑥为莱茵衣藻进行的部分生理过程，其中能产生ATP的有________(填序号)。 细胞质基质 ①和④ 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 图1中X是丙酮酸，其产生的场所是细胞质基质，图中①～⑥为莱茵衣藻进行的部分生理过程，其中能产生ATP的有①细胞呼吸的第一阶段和④有氧呼吸的第二阶段。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 (2)据图1分析，为莱茵衣藻光合作用光反应提供电子的最初供体是________。强光下，类囊体腔中H＋浓度________(填“升高”或“降低”)，为叶黄素循环的启动提供了条件。 水 升高 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 据图1分析，为莱茵衣藻光合作用光反应提供电子的最初供体是水，因此光反应过程中伴随着水的光解。强光下，类囊体腔中H＋浓度“升高”，为叶黄素循环的启动提供了条件，也为ATP的合成提供条件。 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 (3)基于上述叶黄素循环机制，在夏季正午(12～14时)强光环境下，莱茵衣藻叶绿体内最可能发生的叶黄素转化路径为____________(填“V→A→Z”或“Z→A→V”)，其生理意义是_______________________ ______________________________________________________________。 V→A→Z 有利于强光条件下将多 余的光能耗散，避免强光对莱茵衣藻造成灼伤。 题意显示，该循环转化机制为：在类囊体腔的酸性(高H＋浓度)条件下，V可去环氧化，经A转化为Z，此过程有利于将多余光能以热的形式耗散，据此推测，在夏季正午(12～14时)强光环境下，莱茵衣藻叶绿体内最可能发生的叶黄素转化路径为“V→A→Z”，这样有利于多余的光能耗散，避免强光对莱茵衣藻造成灼伤。 返回 2 3 5 6 7 8 9 10 1 4 谢 谢 观 看 第3讲　 捕获光能的色素和结构及光合作用原理 $