第三单元+必刷题+第11讲　光合作用与能量转化-2027届高三生物一轮复习

该高中生物学高考复习学案系统覆盖“捕获光能的色素和结构”“光合作用的原理”两大核心考点，以实验（如色素提取分离）、结构（叶绿体）、过程（光反应与暗反应）、意义为主线构建知识网络，通过问题链（如恩格尔曼实验设计分析）和任务驱动（如色素吸收光谱探究）引导学生自主梳理考点逻辑，形成层次分明的认知体系。 亮点在于自主诊断与科学思维培养，开篇设置10道正误判断题及实验题（如“银杏绿叶与黄叶色素差异探究”）帮助学生定位薄弱点，配套“实验异常现象分析表”“环境改变时物质含量变化模型”等工具，培养科学探究与理性思维素养。每个模块含真题演练（2026年模拟题）和反思总结任务，助力学生个性化提升，教师可依据学情数据精准指导，实现因材施教。

第11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。 考点一　捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 (1)实验原理及方法 (2)实验步骤 (3)实验结果分析 2.叶绿体的结构及其中的色素 (1)叶绿体的结构适于进行光合作用 (2)叶绿体中色素的吸收光谱 ①叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。 ②叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。 3.叶绿体功能的实验验证 (1)资料1(必修1第100~101页) ①恩格尔曼实验设计的巧妙之处 a.实验材料用水绵和需氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋带状分布,便于观察,用需氧细菌可确定释放氧气的部位。 b.没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。 c.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,相当于一组对比实验。 d.临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 ②实验结论 a.叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。 b.叶绿体主要吸收红光和蓝紫光。 (2)资料2(必修1第101页):在类囊体膜上和叶绿体基质中,含有多种进行光合作用所必需的酶。 该资料说明光合作用的有关生化反应在叶绿体中进行。 (3)总结: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。色素和酶是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 1.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。(必修1第99页“学科交叉”)(×) 2.叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光。(必修1第99页正文)(×) 3.生物光合作用的场所不一定是叶绿体,没有叶绿体的生物也可以是自养型生物。(必修1第100页正文)(√) 4.叶绿体中的色素主要分布在叶绿体内膜上,酶分布于类囊体膜上和叶绿体基质中。(必修1第101页正文)(×) 5.恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体是光合作用的场所。(必修1第101页正文)(×) 1.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。 (1)研磨时用水补充损失的提取液。(×) (2)将两组滤纸条置于同一烧杯中层析。(√) 2.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。(×) 3.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。(×) 4.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。(√) 5.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离。(×) 1.(必修1第98~99页“探究·实践”)分离绿叶中的色素,也可用如图所示的方法,即在圆心处滴加适量滤液,待干燥后再滴加适量层析液进行层析,结果会出现不同颜色的4个同心圆,请写出①~④依次对应的色素及颜色。 ①　　　　　　　  ②　　　　　　　  ③　　　　　　　  ④　　　　　　　  提示:胡萝卜素、橙黄色　叶黄素、黄色　叶绿素a、蓝绿色　叶绿素b、黄绿色 1.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使用的是放置数天的绿叶,滤液中色素(叶绿素)含量太少; 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 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 2.实验成功的关键 (1)叶片要新鲜、颜色要深绿,含有较多色素。 (2)研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定,易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂,提取较多的色素。 (3)滤液细线不仅要求细、直,而且要求含有较多的色素,所以要求待滤液干后再重复画1~2次。 2.(必修1第97页“问题探讨”)生产上,用何种颜色的玻璃或塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高?并说明其原因。阴天时,在功率相同的情况下,应该选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源? 提示:无色。因为日光中各种颜色的光均能通过,作物光合效率高。选择补红光和蓝紫光的照明灯。 3.(必修1第99页“旁栏思考”)植物工厂里为什么不用发绿光的光源? 提示:因为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。 4.海洋中的藻类,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻,它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗? 提示:这与光能的捕获有关,不同颜色的藻类吸收不同波长的光,藻类本身的颜色是它们“反射”的光。 　绿叶中色素的提取和分离 1.(2026)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”,下列说法错误的是(　　) A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 解析:光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸,水分会影响层析液在滤纸条上扩散从而影响色素的分离,A正确;提取光合色素需要新鲜的绿叶,B错误;重复画线前需等待滤液细线干燥,否则会导致滤液细线变粗,最终导致分离的色素条带不清晰,C正确;提取光合色素一般用无水乙醇,若没有无水乙醇,可以用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代,D正确。 答案:B 2.(2026)某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、沥干、切碎后加入丙酮—无水乙醇混合提取剂,同时加入少量碳酸钙(CaCO3)和二氧化硅(SiO2)进行浸提、研磨、过滤,过滤后采用纸层析法分离光合色素。下列叙述错误的是(　　) A.加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸,防止色素被破坏 B.加入SiO2的作用是使研磨更充分,以利于光合色素的释放 C.光合色素的浸提等工序应在避光处进行,以防止色素被光解 D.采用纸层析法分离色素后,滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带 解析:加入CaCO3的目的是中和细胞液的有机酸,防止色素被破坏,使实验现象更加明显,A正确;加入SiO2的作用是使研磨更充分,以利于光合色素的释放,B正确;光合色素的浸提等工序应在避光处进行,以防止色素被光解,C正确;类胡萝卜素含量少于叶绿素,采用纸层析法分离色素后,叶绿素的条带宽于类胡萝卜素的条带,D错误。 答案:D 　叶绿体的结构适于进行光合作用 3.(2026)深秋时节,大自然调出绚丽的色彩,或金黄,或火红,引人入胜。下列叙述正确的是(　　) A.树叶由绿变黄的原因是叶黄素和胡萝卜素大量增加 B.导致树叶变红的色素可能位于一种单层膜细胞器中 C.为分析叶片变黄的原因,常用无水乙醇分离叶片中的色素 D.树叶变黄、变红并脱落,不利于植物适应环境 解析:秋季树叶变色的原因是叶绿素分解,叶黄素和胡萝卜素显现,使叶片变黄;花青素积累,使叶片变红,A错误。花青素位于液泡中,液泡是一种单层膜细胞器,B正确。无水乙醇用于提取色素而非分离,C错误。树叶变色脱落是植物适应环境的方式,D错误。 答案:B ·考教衔接· 影响叶绿素合成的三大因素 4.(2026)1881年,恩格尔曼利用水绵和需氧细菌做了证明叶绿体是光合作用的场所及光合作用主要吸收红光和蓝紫光两个实验。下列对这两个实验的分析,错误的是(　　) A.都是在已知光合作用需要光的前提下进行 B.都要用极细的光束对水绵临时装片进行照射 C.都要以需氧细菌聚集的部位作为实验指标 D.都要将临时装片放在没有空气的小室中进行实验 解析:实验目的是证明叶绿体是光合作用的场所及光合作用主要吸收红光和蓝紫光,在此之前已经知道光合作用需要光,A正确;证明叶绿体是光合作用的场所,需要将极细的光束照射水绵临时装片,而证明光合作用主要吸收红光和蓝紫光,则是用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,B错误;两个实验都要以需氧细菌聚集的部位作为实验指标,为排除环境氧气的干扰,要将临时装片放在没有空气的小室中进行实验,C、D正确。 答案:B 考点二　光合作用的原理 1.光合作用的概念及反应式 (1)概念:绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。 (2)反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2。 2.探索光合作用原理的部分实验(连线) 3.光合作用的过程 (1)光合作用过程模型 (2)光反应与暗反应 项目 光反应 暗反应 实质 光能转换为化学能,并放出O2 同化CO2形成有机物 时间 短促,以微秒计 较缓慢 条件 色素、光、酶、水、ADP、NADP+、Pi,必须有光 多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5,有无光均可 场所 在叶绿体内的类囊体薄膜上进行 在叶绿体基质中进行 物质 转化 ①水的光解: 2H2O4H++O2+4e-; ②ATP的合成: ADP+Pi+能量ATP; ③NADPH的合成: NADP++H++2e-NADPH ①CO2的固定: CO2+C52C3; ②C3的还原: NADPH为C3还原提供还原剂和能量 能量 转化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 提醒:(1)光反应中的电子传递 水分解为氧气和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。 4.光合作用的意义 太阳光能的输入、捕获和转化,是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。 1.叶绿体的色素溶液可以通过光合作用放氧。(×) 2.希尔的实验说明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水。(×) 3.向离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,在合适的条件下可完成暗反应过程。(√) 4.光合作用的产物有淀粉和蔗糖,蔗糖可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。(必修1第104页“相关信息”)(√) 5.C3是指三碳化合物——3磷酸甘油酸,C5是指五碳化合物——核酮糖1,5二磷酸(RuBP)。(必修1第104页“相关信息”)(√) 6.土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖类。(必修1第106页小字)(√) 1.高温使作物叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少。(×) 2.植物细胞产生的O2只能来自光合作用。(×) 3.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用。(×) 4.类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原。(×) 5.蓝细菌(蓝藻)没有叶绿体也能进行光合作用。(√) 1.结合教材,分析并回答下列问题。 (1)鲁宾和卡门的实验说明植物释放的氧气来自水,水的光解还会产生氢离子(H+)和电子(e-),请写出水光解的反应式:   　 。   (2)希尔反应能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应吗?　　　　(填“能”或“不能”),理由是　  　 。   (3)希尔反应　　　　(填“能”或“不能”)说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水,理由是   　 。   (4)结合资料和第(1)小题推测ATP和NADPH的合成与希尔反应的关系:   　 。   提示:(1)2H2O4H++O2+4e-　(2)能　希尔反应时没有提供CO2,说明在没有CO2的情况下就能进行水的光解并释放O2,而糖的合成需要CO2作为原料　(3)不能　该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也没有直接观察到氧元素的转移　(4)水的光解产生H+和e-,H+和e-传递给NADP+,形成NADPH;H+还可以推动ATP的合成(或水的光解产生的能量推动ATP的合成) 2.(必修1第106页小字部分)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 　　　      生物种类 绿色植物、蓝细菌等 　　　　　、硫细菌等  提示:糖类　光能　某些无机物氧化时释放的能量　硝化细菌 研究发现,光照条件下,当外界CO2浓度突然降至极低水平时,某植物叶肉细胞中的C5的含量突然上升,C3含量下降。若在降低CO2浓度的同时停止光照,则不出现上述情况。 (1)该植物叶肉细胞中的C5含量突然上升的原因是什么? 提示:CO2浓度降低时,CO2的固定减少,C5消耗减少,含量上升。 (2)在C5含量上升的同时,叶肉细胞中的NADP+与NADPH的比值如何变化,原因是什么? 提示:下降;在C5含量上升的同时,C3含量下降,C3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)在降低CO2浓度的同时停止光照,则不出现上述情况,原因是什么? 提示:光反应和暗反应同时减弱,不会出现C5的含量突然上升,C3含量下降的现象。 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 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: (2)“模型法”表示C3和C5等物质含量的变化 　探索光合作用原理的实验 1.(2026)下列是探索光合作用的有关实验,说法正确的是(　　) A.希尔反应中,离体的叶绿体在光照及其他适宜条件下释放了O2 B.鲁宾和卡门给植物提供H2O和C18O2,可判断O2是来自H2O C.卡尔文用14CO2追踪,未探明CO2中的C转化为有机物中C的过程 D.恩格尔曼用极细光束照射离体的叶绿体,好氧细菌集中于被光束照射部位 解析:希尔将离体的叶绿体置于光照及其他适宜条件下释放出了O2,A正确;鲁宾和卡门给植物提供H2O和C18O2,没有设置对照组,不能判断O2是来自提供的H2O,B错误;卡尔文用14CO2追踪,探明了光合作用中CO2中的C转化为有机物中C的过程,C错误;恩格尔曼用极细光束照射的不是离体的叶绿体,D错误。 答案:A 2.(2026)某研究小组设计了下图所示的装置,重现经典科学实验希尔反应。装置中叶绿体悬浮液需事先用NaOH调pH至8.4,氧化剂被还原时可由蓝色变为无色,实验中需将两注射器中的液体混合。下列叙述错误的是(　　) A.NaOH的作用是除去叶绿体悬浮液中的CO2 B.光照条件下才能观察到氧化剂的颜色变化 C.反应过程中产生的NADP+导致氧化剂变无色 D.除颜色变化外,装置中还能观察到气泡产生 解析:NaOH的作用是除去叶绿体悬浮液中的CO2,A正确;光照条件下,叶绿体的基粒上进行光反应产生NADPH,NADPH将溶液中的氧化剂还原,溶液颜色由蓝色变为无色,B正确,C错误;装置在光照下进行光反应过程除了产生NADPH同时还产生O2,因此还可以观察到气泡的产生,D正确。 答案:C 　光合作用的原理 3.(2026)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是(　　) A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强 B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱 C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获 D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2 解析: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;Mg2+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。 答案:C 4.(2026)2025年2月，中国科学技术大学熊宇杰教授团队实现了人工光合系统的高通量筛选,为未来高效人工光合系统研发提供了一种可行性范式。人工光合系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质。据此分析，下列说法错误的是(　　) A.人工光合系统中相当于光反应的模块是模块1和模块2 B.模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便完成能量转换 C.若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内甲的含量将减少 D.若植物与人工光合系统固定等量的CO2,则植物糖类的积累量低于人工光合系统 解析:该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的是模块1和模块2,模块1相当于光合作用中色素吸收光能,模块2进行光反应中水的光解和ATP的合成,A正确;模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便将电能转化成NADPH和ATP中活跃的化学能,B正确;据图判断甲为C5、乙为C3,若正常运转过程中气泵突然停转,二氧化碳浓度降低,二氧化碳的固定减少,C5的消耗减少,而光反应速率不变,C5的生成不变,导致短时间内甲(C5)的含量将增加,C错误;由于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类,故在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量高于植物糖类的积累量,D正确。 答案:C 　环境改变时光合作用各物质含量的变化 5.(2026)下图是某绿色植物光合作用的示意图,其中a、b表示物质,Ⅰ、Ⅱ表示反应阶段。下列叙述错误的是(　　) A.缺Mg会影响该植物Ⅰ阶段对光能的吸收、传递和转化 B.在类囊体薄膜上产生的a和b可参与叶绿体基质中的Ⅱ阶段 C.若光照强度减弱,则短时间内该植物细胞中C3/C5的值变小 D.该植物经光合作用可将光能转变成糖类中稳定的化学能 解析:缺Mg会影响叶绿素的合成,进而影响光反应阶段对光能的吸收、传递和转化,A正确;Ⅰ、Ⅱ分别表示光反应和暗反应阶段,a、b表示物质NADPH和ATP,在类囊体薄膜上产生的NADPH和ATP可参与叶绿体基质中的暗阶段,B正确;若光照强度减弱,则短时间内NADPH和ATP的生成量减少,C3的还原减弱,导致C3/C5的值变大,C错误;该植物经光合作用可将光能转变成糖类等有机物中稳定的化学能,D正确。 答案:C 6．(2026)在常温条件下，研究人员检测了CO2浓度和光照强度对某植物吸收CO2速率的影响，结果如图所示。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．a点CO2浓度小于b点，这是高光强能提高光合速率导致的 B．植物所处环境由c点变为d点时，叶绿体中ATP、NADPH的含量下降 C．植物所处环境由e点变为d点时，叶绿体中的C3含量升高、C5含量降低 D．影响e点吸收CO2的因素有光照强度、温度、光合色素、酶活性等 解析：a点光照强度高于b点，a点植物利用CO2的能力比b点强，故在高光强下，光合速率等于呼吸速率时，需要的CO2浓度较低，A正确；植物所处环境由c点变为d点时，C3生成速率较大，C3还原消耗ATP、NADPH较多，而ATP、NADPH生成速率暂时不变，故叶绿体中ATP、NADPH含量下降，B正确；植物所处环境由e点变为d点时，光反应生成ATP、NADPH速率加快，C3消耗速率增大，而C3生成速率暂时不变，故C3含量下降，C5含量升高，C错误；根据题意和图中信息可知，影响e点吸收CO2的外界因素有光照强度、温度等，内部因素有色素、酶等，D正确。 答案：C 1.(2026)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:因为类胡萝卜素和叶绿素都可吸收蓝紫光,而叶绿素可吸收红光,因此测定叶绿素的含量时可使用红光波段,D错误。 答案:D 2.(2026)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的薄膜上 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 解析:氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素,A正确;叶绿素和类胡萝卜素属于光合色素,均存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,B正确;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,因此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不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,D错误。 答案:D 3．(2026)在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H＋和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌—藻体，另1份形成致密菌—藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌—藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻两体系之间的光反应速率无差异。下列说法正确的是(　　) A．菌—藻体不能同时产生O2和H2 B．菌—藻体的致密程度可影响H2生成量 C．H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D．培养至72 h，致密菌—藻体暗反应产生的有机物多于松散菌—藻体 考点解码　光反应可以产生NADPH、氧气和ATP，NADPH和ATP可以用于暗反应中C3的还原，光反应和暗反应相互联系，互相影响。 解析：单细胞藻叶绿体类囊体薄膜上进行水的光解产生O2，同时产生的电子和H＋用于NADPH的合成，在叶绿体基质中蛋白F利用H＋和NADPH生成H2，产生O2与产生H2的过程既有联系又相对独立，两者可以同时进行，A错误；根据题干和题图可知，混合均匀后的致密菌—藻体比松散菌—藻体产生的H2多，故推测菌—藻体的致密程度可影响H2生成量，B正确；题干指出单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H＋和光合作用产生的NADPH生成H2，故H2的产生场所是叶绿体基质，C错误；培养至72 h，致密菌—藻体产生的H2含量明显高于松散菌—藻体，说明致密菌—藻体消耗了较多的光反应产物NADPH用于生成H2，已知任意时刻两体系之间的光反应速率无差异，故致密菌—藻体用于暗反应产生有机物的NADPH会减少，即暗反应产生的有机物少于松散菌—藻体，D错误。 答案：B 4.(2026)科研人员从植物叶绿体中分离类囊体,构建含类囊体的人工细胞,并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题。 (1)细胞破碎后,在适宜温度下用低渗溶液处理,涨破　　　　膜,获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体,为保持其活性,需加入　　　　溶液重新悬浮,并保存备用。  (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5 μL类囊体悬液溶于995 μL的_______溶液中,混匀后,测定出叶绿素浓度为3 μg/mL,则类囊体的浓度为　　　　μg/mL。  (3)为检测类囊体活性,实验前需对类囊体进行多次洗涤,目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响,这些产物主要有　　　　　　　　。  (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小呈正相关。图示为具有光反应活性的人工细胞,在适宜光照下,荧光强度　　　　(填“变强”“不变”或“变弱”),说明类囊体膜具有的功能有   　 。   (5)在光反应研究的基础上,利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究,理论上还需要的物质有　　　　　　　　　　　　。  􀳀考点解码　光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段,光反应的场所是在叶绿体的类囊体薄膜上,暗反应的场所是叶绿体基质中。 解析:(1)类囊体位于叶绿体内,故细胞破碎后,在适宜温度下用低渗溶液处理,涨破叶绿体膜,获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体,为保持其活性,需加入等渗溶液重新悬浮,并保存备用。(2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。由于叶绿素溶解在有机溶剂,故吸取5 μL类囊体悬液溶于995 μL的有机溶剂溶液中,稀释200倍,混匀后,测定出叶绿素浓度为3 μg/mL,1 mL=1 000 μL,则类囊体的浓度为600 μg/mL。(3)光反应产物有O2、NADPH和ATP。(4)在类囊体膜上裂解水分子,产生氧气、质子(H+)和电子,其中氧气释放到胞外,质子被运出类囊体腔,pH降低,荧光强度变弱。(5)要进行暗反应,需要各种酶、CO2、C5。 答案:(1)叶绿体　等渗　(2)有机溶剂　600　(3)ATP、NADPH　(4)变弱　使水分子分解产生H+;转运H+　(5)各种酶、CO2、C5 【温馨提示:课时跟踪练11】 学科网（北京）股份有限公司 $