第11课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理（Word试题版）-【创新大课堂】2027年高三生物一轮总复习

**基本信息** 整合2023-2026年高考真题及模拟题，聚焦光合作用色素、结构及原理，覆盖基础辨析、实验探究与综合应用，适配一轮复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |正误辨析|11题|色素提取分离、叶绿素组成、光合作用过程|立足教材基础，结合高考真题改编| |选择题|7题|实验操作、色素吸收光谱、光合探索实验|突出实验情境分析，考查科学思维| |非选择题|3题|叶绿体结构功能、光反应机制、物质变化|图表结合，综合考查探究实践能力|

第11课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 考点一 捕获光能的色素和结构 基础知识·梳理 【正误辨析】 （2024·贵州卷，3B） 1. 分离提取液中的光合色素可采用纸层析法。（ ） （2024·广东，3B） 2. 某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，研磨时用水补充损失的提取液。（ ） （2023·全国乙卷，2D） 3. 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____。 （2023·全国乙，2A） 4. 氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素。（ ） 命题考向·演练 考向一 捕获光能的色素和结构 （2025·山东卷，T13） 5. “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 （2024·贵州，3） 6. 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 考向二 叶绿体的结构和功能 （2022·湖南，17节选）（2024·湖南，17节选） 7. 请回答关于叶绿素合成的问题 （1）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为时，固定的量等于呼吸作用释放的量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为，每天光照时长为14小时。在此条件下，该水稻种子____（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是_______________________。 （2）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。长期缺钾导致该植物的叶绿素含量______，从叶绿素的合成角度分析，原因是____________________（答出两点即可）。 （2026·河北保定调研） 8. 科学家将色素溶液与阳光之间放置一块三棱镜，分别让不同颜色的光照射色素溶液，得到色素溶液的吸收光谱如下图所示，①②③代表不同色素。下列说法正确的是（ ） A. ①在红光区吸收的光能可转化为ATP中的化学能 B. ②为蓝绿色，③为黄绿色，二者均含有Mg2+ C. 纸层析法分离色素时，②处于滤纸条最下端 D. 种植蔬菜大棚时可使用蓝紫色或红色的塑料薄膜 考点二 光合作用原理的探索 基础知识·梳理 【正误辨析】 （2023·湖北卷，11D） 9. 高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少。（ ） （2021·山东卷，16C） 10. 植物细胞产生的O2只能来自光合作用____。 （2021·湖南卷，7A） 11. 弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用____。 关键能力·突破 12. 如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，其中PSI和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。其中PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为的运输过程，ATP合成酶由和两部分组成，则： （1）少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能，失去的叶绿素分子，能够从水分子中夺取，使水分解为______；电子（）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，最终传递给______（电子的最终受体）合成NADPH。PSⅠ和PSⅡ吸收的光能储存在______中。 （2）据图分析，使类囊体膜两侧浓度差增加的过程有______________________。 （3）由图可知，图中ATP合成酶的作用有_________。合成ATP依赖于_________形成的电化学势能。 13. 如图为番茄叶肉细胞进行光合作用的过程及磷酸丙糖的转化和运输情况。 （1）其中磷酸丙糖转运器发挥作用时，并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量，由此推测磷酸丙糖转运器对这两类物质的转运比例为________。 （2）将离体的叶绿体置于磷酸浓度低的外界悬浮液中，叶绿体的固定速率会减慢，请结合上述（1）中信息推测原因为______________________。 （3）蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是_______________。 命题考向·演练 考向三 光合作用原理的探究 （2026·吉林检测） 14. 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，然后在培养后不同时间（0.5s、3s、10s等）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. 用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰 B. 热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行 C. 推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸 D. 可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 （2026·广东清远月考） 15. 人类对光合作用生理过程的认识是不断深化、不断完善的过程。下列叙述错误的是（　　） A. 恩格尔曼利用水绵和需氧细菌设计实验证明叶绿体是光合作用的场所，在光下能产生氧气 B. 鲁宾和卡门以小球藻为材料，用放射性同位素标记法证明氧气是来自水中的氧 C. 希尔反应说明水的光解和糖的合成是两个不同的化学反应过程 D. 卡尔文的实验揭示了CO2转化为糖类的过程：CO2的固定→C3的还原→C5的再生 考向四 光合作用过程的原理 （2026·江西九江模拟） 16. 光合作用中物质和能量的变化是相辅相成的。光反应过程中，由光照引起从H2O到NADP+的电子传递，驱动类囊体膜内的质子泵，在类囊体膜的两侧建立了质子浓度梯度，从而驱动ATP合成酶合成ATP。下列相关叙述不正确的是（ ） A. 电子传递给NADP+,用于NADP+与H+结合形成NADPH B. 光反应将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能 C. 光反应中，没有CO2的存在，光能无法完成向活跃化学能的转变 D. 暗反应中，没有ATP和NADPH提供的能量，叶绿体不能持续固定CO2生成C3 （2025·山东卷，T21） 17. 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。 （1）叶绿体膜的基本支架是_____；叶绿体中含有许多由类囊体组成的_____，扩展了受光面积。 （2）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H218O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_____。 （3）据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为_____。 考向五 光合作用过程中的物质变化分析 （2026·吉林二模） 18. 植物具有“CO2的猝发”现象，指的是正在进行光合作用的叶片突然停止光照后，短时间内会释放出大量的CO2。如图为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2释放速率随时间变化的曲线。下列相关叙述错误的是（　　） A. 若提高温度，A的面积可能会缩小 B. 遮光后，叶片细胞内仍有ATP的生成 C. 遮光后短时间内叶绿体中C5含量会升高 D. 虚线区域代表遮光后短时间内除呼吸作用释放CO2，还有其他途径释放CO2 教材知识·落实 19. 下列关于绿叶中色素的提取和分离的叙述，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. 绿叶中色素的提取和分离实验中，用单层滤纸过滤研磨液以提高色素纯度 D. 制备滤纸条时用圆珠笔画横线更方便 E. 为使色素带清晰，画滤液细线后需紧接着重复画线 F. 滤液细线应该触及层析液，便于色素的溶解和分离 G. 胡萝卜素含量最少，但在层析液中的溶解度最高 H. 蓝绿色的色素带最宽，是因为叶绿素b的含量最多 I. 色素带的宽窄反映了相应色素在层析液中溶解度的大小 20. 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，全来自水 D. 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 E. 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 F. 阿尔农发现叶绿体合成ATP的过程总是伴随着水的光解 G. 卡尔文用荧光标记法探明了中的碳如何转移到有机物中 21. 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. 水分解为氧和同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于与结合形成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 G. 生产者都通过光合作用固定 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 第11课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 考点一 捕获光能的色素和结构 基础知识·梳理 【正误辨析】 （2024·贵州卷，3B） 【1题答案】 【答案】正确 【解析】 【详解】光合色素分离的原理：光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而实现分离，故分离提取液中的光合色素可采用纸层析法。 （2024·广东，3B） 【2题答案】 【答案】错误 【解析】 【详解】光合色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇。 （2023·全国乙卷，2D） 【3题答案】 【答案】错误 【解析】 【详解】纸层析法分离绿叶叶肉细胞中光合色素的原理：色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，错误。 （2023·全国乙，2A） 【4题答案】 【答案】正确 【解析】 【详解】叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，故氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素。 命题考向·演练 考向一 捕获光能的色素和结构 （2025·山东卷，T13） 【5题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇或丙酮，目的是溶解色素；研磨后进行过滤（用单层尼龙布过滤研磨液）；分离色素时采用纸层析法（用干燥处理过的定性滤纸条），原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同。 【详解】A、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； B、提取光合色素可以使用新鲜的绿叶，B错误； C、重复画线前需等待滤液细线干燥，否者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； D、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。 故选B。 （2024·贵州，3） 【6题答案】 【答案】D 【解析】 【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：（1）提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。（2）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。（3）各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。（4）结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。 【详解】A、提取光合色素加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确； B、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； C、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； D、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。 故选D。 考向二 叶绿体的结构和功能 （2022·湖南，17节选）（2024·湖南，17节选） 【7题答案】 【答案】（1） ①. 能 ②. 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成 （2） ①. 降低 ②. 缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低；缺钾会影响细胞的渗透调节，进而影响细胞对Mg、N等元素的吸收，使叶绿素合成减少 【解析】 【7题详解】 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为，每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。 【8题详解】 长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低，其原因是钾参与酶活性的调节，缺钾会降低叶绿素合成相关酶的活性；钾参与渗透调节，缺钾会影响细胞渗透压，进而影响细胞对Mg、N等元素的吸收，而Mg元素和N元素是合成叶绿素的原料，因此最终会影响叶绿素的合成。 （2026·河北保定调研） 【8题答案】 【答案】C 【解析】 【分析】分析题图：波长短的是红光，波长长的是蓝紫光，①只在红光区域有吸收峰值，因而①是类胡萝卜素；②和③在红光和蓝紫光区域都有吸收峰值，且②在蓝紫光区域的吸收峰值更高，因而②是叶绿素b，③是叶绿素a。 【详解】A、由图可知，①是类胡萝卜素，②是叶绿素b，③是叶绿素a。类胡萝卜素在红光区的吸收值为0，即不吸收红光，A错误； B、叶绿素b为黄绿色，叶绿素为蓝绿色，二者均含有Mg2+，B错误； C、叶绿素b在层析液中的溶解度最低，随层析液在滤纸条上扩散的速率最慢，故纸层析法分离色素时，处于滤纸条最下端的是叶绿素b，C正确； D、蔬菜大棚使用的塑料薄膜应该是无色透明的，以提高太阳光中的可见光的利用率，D错误。 故选C。 考点二 光合作用原理的探索 基础知识·梳理 【正误辨析】 （2023·湖北卷，11D） 【9题答案】 【答案】错误 【解析】 【详解】高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，NADH是细胞呼吸产生的，故错误。 （2021·山东卷，16C） 【10题答案】 【答案】错误 【解析】 【详解】植物细胞中过氧化氢的分解也会产生O2，植物细胞产生的O2并不是只能来自光合作用，题干表述错误。 故错误。 （2021·湖南卷，7A） 【11题答案】 【答案】错误 【解析】 【详解】弱光条件下，光合速率小于呼吸速率或光合速率等于呼吸速率均没有O2的释放，故错误。 关键能力·突破 【12题答案】 【答案】（1） ①. 氧和 ②. ③. NADPH和ATP （2）水的光解产生；PQ运输；合成NADPH消耗 （3） ①. 运输和催化ATP的合成 ②. 类囊体膜两侧的浓度差 【解析】 【小问1详解】 ① 如图失去电子的叶绿素分子从水中夺取电子，使水分解为O2和H+，因此产物为氧（O2）和H+。 ②电子经过一系列传递后，最终传递给 NADP+，NADP+与H+结合生成 NADPH。 ③ PSⅠ 和 PSⅡ 吸收的光能最终转化为化学能，储存在NADPH 和 ATP 中，为暗反应供能。 【小问2详解】 使类囊体膜两侧H+浓度差增加的过程有： 水的光解在类囊体腔产生H+，提高腔内H+浓度； PQ 在传递电子时将H+从基质运输到类囊体腔，进一步增加腔内H+； 基质中NADP+与H+结合生成 NADPH，消耗基质中的H+，降低基质侧浓度。 【小问3详解】 ① 图中 ATP 合成酶的作用：一方面作为H+通道，允许H+顺浓度梯度从类囊体腔流向基质；另一方面催化 ADP 和 Pi 合成 ATP。 ② 合成 ATP 依赖于类囊体膜两侧H+的浓度差形成的电化学势能，H+顺浓度梯度回流时释放的能量驱动 ATP 合成。 【13题答案】 【答案】（1） （2）外界磷酸浓度低，不利于磷酸丙糖的输出，叶绿体中淀粉等光合产物积累，导致暗反应过程受阻，从而影响的固定 （3）非还原糖较稳定 【解析】 【小问1详解】 磷酸丙糖转运器作用时，叶绿体内磷酸丙糖和 Pi 的总含量不变，说明运出 1 分子磷酸丙糖的同时，会运进 1 分子 Pi，因此转运比例为 1:1。 【小问2详解】 外界磷酸浓度低 → Pi 难以进入叶绿体 → 磷酸丙糖无法顺利运出叶绿体 → 叶绿体内磷酸丙糖积累 → 更多转化为淀粉储存 → 卡尔文循环（暗反应）产物堆积，反馈抑制 CO₂的固定过程 → CO₂固定速率减慢。 简而言之：外界 Pi 不足，阻碍磷酸丙糖输出，导致光合产物积累，暗反应受阻。 【小问3详解】 蔗糖是非还原糖，而葡萄糖是还原糖： 非还原糖化学性质更稳定，在长距离运输中不易发生反应，能更安全地将能量和碳骨架运输到植物其他部位； 蔗糖分子溶解度高，适合在韧皮部中高效运输。 因此，以蔗糖作为运输物质的优点是非还原糖，化学性质更稳定，不易参与其他反应，适合长距离运输。 命题考向·演练 考向三 光合作用原理的探究 （2026·吉林检测） 【14题答案】 【答案】D 【解析】 【分析】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。 【详解】A、细胞中原有的CO2不含14C，用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰，A正确； B、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，B正确； C、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，C正确； D、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，D错误。 故选D。 （2026·广东清远月考） 【15题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】1880年，美国科学家恩格尔曼用水绵实验: 1、用极细的光束照射水绵，需氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果上述临时装片完全暴露在光下，需氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围，由此说明了氧气是由叶绿体释放出来的、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所、光合作用需要光等。 2、用透过三棱镜的光照射水绵临时装片上，发现需氧细菌大多数聚集在红光和蓝紫光区域，说明叶绿体进行光合作用主要吸收红光和蓝紫光。 【详解】A、恩格尔曼利用水绵和需氧细菌设计实验，通过需要细菌在水绵分布情况，证明叶绿体是光合作用的场所，在光下能产生氧气，A正确； B、鲁宾和卡门用到的16O的同位素18O没有放射性，B错误； C、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，在光照条件下可以释放出氧气，悬浮液中没有CO2，说明水的光解和糖的合成是两个不同的化学反应过程，C正确； D、卡尔文利用放射性同位素标记技术对光合作用中CO2中的碳是如何转化为糖类的碳过程研究，CO2的固定→C3的还原→C5的再生，D正确。 故选B。 考向四 光合作用过程的原理 （2026·江西九江模拟） 【16题答案】 【答案】C 【解析】 【分析】光反应又称为光系统电子传递反应。在反应过程中，来自于太阳的光能使绿色生物的叶绿素产生高能电子从而将光能转变成电能。然后电子通过在叶绿体类囊体膜中的电子传递链间的移动传递,并将H+质子从叶绿体基质传递到类囊体腔,建立电化学质子梯度,用于ATP的合成。光反应的最后一步是高能电子被NADP+接受,使其被还原成NADPH。光反应的场所是类囊体。准确地说光反应是通过叶绿素等光合色素分子吸收光能,并将光能转化为化学能，形成ATP和NADPH的过程。光反应包括光能吸收、电子传递、光合磷酸化等三个主要步骤。 【详解】A、光反应中产生的电子被NADP+接受,使其被还原成NADPH，A正确； B、光反应是通过叶绿素等光合色素分子吸收光能,并将光能转化为ATP和NADPH中的化学能，B正确； C、光反应不需要CO2的参与，没有CO2的存在，光能可以完成向活跃化学能的转变，C错误； D、暗反应中，没有ATP和NADPH提供的能量，C3的还原不能进行，C5不能生成，叶绿体不能持续固定CO2生成C3，D正确。 故选C。 （2025·山东卷，T21） 【17题答案】 【答案】（1） ①. 磷脂双分子层 ②. 基粒 （2） ①. 水的光解 ②. 丙酮酸、[H] ③. 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2） （3）途径①光能以电能耗散；途径②光能以热能耗散 【解析】 【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【小问1详解】 叶绿体膜属于生物膜的范畴，生物膜的基本支架是磷脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了受光面积。 【小问2详解】 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C63H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，C63H12O6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。培养液中H218O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，H218O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。 【小问3详解】 据图分析，途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。 考向五 光合作用过程中的物质变化分析 （2026·吉林二模） 【18题答案】 【答案】C 【解析】 【分析】题图分析，图示反映了遮光前后植物吸收或释放CO2速率变化，在遮光后短时间内CO2释放速率明显超过细胞在同等条件下细胞呼吸作用释放CO2速率。从图形可看出当遮光一段时间后CO2释放速率达到稳定，由于遮光后植物没有光合作用只有呼吸作用，所以B值就应代表该植物呼吸作用释放二氧化碳速率。 【详解】A、如图为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸收速率，当突然遮光，若提高温度，光合作用有关酶活性将会下降，因而A的面积可能会缩小，A正确； B、遮光后，光合作用停止，但呼吸速率正常进行，因而叶片细胞内仍有ATP的生成，即细胞呼吸过程中有ATP产生，B正确； C、遮光后光反应停止，ATP和NADPH含量减少，则C3还原速率下降，而二氧化碳的固定过程还在正常进行，因而短时间内叶绿体中C5含量会将低，C错误； D、停止光照后，光反应立即停止，短时间内会释放出大量的CO2，这一现象被称为“CO2的猝发”，并且超过了黑暗条件下的呼吸作用，说明遮光后短时间内除呼吸作用释放CO2，还有其他途径释放CO2，D正确。 故选C。 教材知识·落实 【19题答案】 【答案】G 【解析】 【详解】A、无水乙醇用于溶解提取色素，但分离色素需依靠层析液在滤纸条上的扩散，并非由乙醇完成分离，A错误； B、二氧化硅（石英砂）的作用是充分研磨细胞，碳酸钙用于中和有机酸防止色素被破坏，B错误； C、过滤研磨液需使用纱布，单层滤纸孔隙小易堵塞且吸附色素，会降低提取效率，C错误； D、圆珠笔油墨含有机溶剂，会溶解色素或污染层析结果，必须用铅笔画线，D错误； E、画滤液细线需等前次干燥后再重复，否则未干燥的色素线会扩散变粗，导致色素带重叠，E错误； F、滤液细线触及层析液会使色素直接溶解在层析液中，无法在滤纸条上分离，F错误； G、胡萝卜素在层析液中溶解度最高（扩散最快），但在绿叶中含量最少（色素带最窄），G正确； H、蓝绿色色素带对应叶绿素a（含量最多故最宽），黄绿色为叶绿素b，H错误； I、色素带宽窄反映色素在叶片中的含量多少，溶解度高低决定其在滤纸条上的扩散位置（距起点远近），I错误。 【20题答案】 【答案】BCG 【解析】 【详解】A、恩格尔曼利用水绵和需氧细菌进行实验，通过显微镜观察发现光合作用发生在叶绿体，且主要吸收红光和蓝紫光区域，A正确； B、希尔的实验使用离体叶绿体加入氧化剂（如铁氰化钾），光照下释放氧气，但未使用同位素标记法。同位素标记法由鲁宾和卡门首次应用于光合作用研究，B错误； C、希尔反应（离体叶绿体在光下分解水并释放氧气）只能证明水的光解产生氧气，鲁宾和卡门的同位素标记实验（¹⁸O）才证明氧气全部来自水，C错误； D、希尔的实验表明水的光解可在无CO₂条件下进行，说明光反应（水的光解）与暗反应（糖的合成）是相对独立的过程，D正确； E、鲁宾和卡门用¹⁸O分别标记H₂O和CO₂，证实光合作用释放O₂全部来自水，E正确； F、阿尔农发现光合磷酸化过程（叶绿体光下合成ATP）与水的光解相偶联，F正确； G、卡尔文用¹⁴C同位素标记CO₂（非荧光标记法），通过追踪放射性探明碳的转移路径，G错误。 【21题答案】 【答案】AEG 【解析】 【详解】A、蓝藻等原核生物无叶绿体，但含光合色素和酶，可进行光合作用，A错误； B、光反应在类囊体膜上进行（水的光解、ATP和NADPH合成），暗反应在叶绿体基质中进行（卡尔文循环），B正确； C、水光解产生氧气和H⁺，同时释放电子，电子经传递链最终使NADP⁺结合H⁺形成NADPH，C正确； D、光反应将光能转化为ATP和NADPH中的化学能，暗反应利用二者将CO₂合成有机物储存能量，D正确； E、CO₂固定（C5→C3）不需要消耗能量，C3的还原需消耗光反应提供的ATP和NADPH，E错误； F、暗反应消耗ATP和NADPH后产生ADP、Pi和NADP⁺，为光反应提供原料，F正确； G、生产者包含光能自养型（如绿色植物）和化能自养型（如硝化细菌），后者通过化学能而非光合作用固定CO₂，G错误； H、光合产物包括淀粉（暂存）和蔗糖（经筛管运输），符合韧皮部运输机制，H正确。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $