第3单元 第11讲 捕获光能的色素与光合作用的原理（PPT课件）-【精讲精练】2027年高考生物一轮复习（A版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“捕获光能的色素与光合作用的原理”核心考点，严格依据新课标要求，覆盖叶绿体能量转换、绿叶中色素提取分离实验及光合作用在碳中和中的作用三大考查维度，通过近五年高考真题分析明确实验操作（占35%）、过程原理（占45%）等高频考点分布，归纳实验分析、物质变化推理等常考题型。 课件亮点在于“真题溯源+素养导向”的备考设计，如结合2024贵州卷色素实验题、2023湖北卷光反应分析题，运用科学思维构建“模型法”解析光照/CO₂变化时C₃/C₅含量，通过探究实践梳理实验误差（如研磨不充分、层析液触及滤液线）。特设“易错警示”和“答题模板”，助力学生掌握实验设计与过程分析技巧，教师可据此精准指导，提升复习针对性与效率。

第11讲　 捕获光能的色素与光合作用的原理 第三单元　细胞的能量供应和利用 栏目导航 第一章　地球与地图 1 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 核心考点突破 01 高考真题演练 02 知能达标训练 03 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 核心考点突破 栏目导航 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 有机溶剂 溶解度 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 防止色素被破坏 细、直、匀 滤液细线 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 最少 最高 最快 最多 最低 最慢 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 四种 最多 最少 溶解度最大 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 叶绿素b 叶绿素a 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 可见光 红光和蓝紫光 蓝紫光 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 叶绿体基质 暗 类囊体 色素 光 光合作用 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› √ × 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› × × √ 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 铁盐或其他氧化剂 CO2 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 水 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› O2 ATP NADPH C5 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 类囊体薄膜 叶绿体基质 光 色素 ATP NADPH (CH2O)＋C5 ATP和NADPH 有机物中稳 定的化学能 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› NADP3H (C3H2O) 14C3 (14CH2O) 18O C3 (CH218O) 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 淀粉 筛管 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 光能 有机物 氧气 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 糖类 光能 某些无机物氧化时释放的能量 硝化细菌 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› × × 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› × × × 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 高考真题演练 栏目导航 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 知能达标训练 栏目导航 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 谢谢观看 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› [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．活动：绿叶中色素的提取和分离。 3．(课标新增)解释光合作用在碳中和方面的重要作用。 考点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构 1．绿叶中色素的提取和分离实验 (1)实验原理 [特别提醒] ①提取色素时若没有无水乙醇，也可以用体积分数为95%的乙醇加适量无水碳酸钠来代替。 ②分离色素用纸层析法，在层析液中溶解度越大的色素扩散速度越快。 (2)实验步骤 2．实验结果及分析 (1)实验结果 (2)结果分析 ①色素带条数与色素种类有关，四条色素带说明有________色素。 ②叶绿素a的含量________，所以该色素带最宽；而胡萝卜素含量________，所以其色素带最窄。 ③胡萝卜素在层析液中______________，所以扩散最快。 3．叶绿体中色素的吸收光谱分析 由图可以看出： 4．叶绿体的结构适于进行光合作用 (1)叶绿体的结构模式图 (2)叶绿体的功能——进行____________的场所。 (3)叶绿体功能的实验验证 恩格尔曼的实验示意图 恩格尔曼第二个实验的示意图 ①恩格尔曼实验在实验材料的选取上的巧妙之处是__________ _______________________________________________________。 提示：选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位 ②恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是 _______________________________________________________ _______________________________________________________。 提示：排除氧气和排除极细光束外的其他光的干扰 ③在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？______________________________________________________ _______________________________________________________。 提示：这是因为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，适于需氧细菌在此区域分布 判断正误 (1)(2024·贵州卷)分离提取液中的光合色素可采用纸层析法。(　　) (2)(2024·广东卷)研磨时用水补充损失的提取液。(　　) 提示：光合色素不溶于水，应用无水乙醇。 提示：防止叶绿素被破坏。 (5)(2021·河北卷)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。(　　) (3)(2023·全国乙卷)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。(　　) 提示：溶解度越高扩散得越快。 (4)(2023·江苏卷)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。(　　) 1．(必修1 P97“问题探讨”)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什么？ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 提示：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。 2．(必修1 P98“探究·实践”)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 提示：研磨不充分，色素未能充分释放出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 3．(必修1 P101“拓展应用1”)海洋中绿藻、褐藻、红藻在海洋中的垂直分布大致依次是浅层、中层、深层，从水层透光与植物光能捕获两个层面进行解释，原因是什么？ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 提示：藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。 1．影响叶绿素合成的三大因素 2．绿叶中色素的提取和分离实验中的误差分析 考向一　提取和分离叶绿体色素实验 1．(2025·山东卷)“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　提取色素用的是新鲜的绿叶，若进行烘干处理会破坏其中的叶绿素，B错误。 答案　B 2．(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 解析　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开研磨，A错误；色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误；用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，有毒且易挥发，不能直接倒入下水道，D错误。 答案　C 考向二　叶绿体的结构和功能 3．(2025·湖北黄石模拟)下图为根据叶绿体的电镜照片绘制的模式图。下列关于叶绿体的叙述，正确的是(　　) A．蓝细菌依赖叶绿体进行光合作用 B．与光合作用有关的酶只分布在叶绿体基质中 C．吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上 D．可以用光学显微镜观察到叶绿体的内膜和外膜 解析　蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，A错误；与光合作用有关的酶分布在叶绿体基粒和基质中，B错误；叶绿体中含有吸收光能的色素，吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上，C正确；叶绿体具有内、外两层膜，需要用电子显微镜才能观察到叶绿体的内膜和外膜，D错误。 答案　C 4．(2025·云南昆明模拟)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 解析　由图可知，①是类胡萝卜素，②是叶绿素b，③是叶绿素a。类胡萝卜素不吸收红光，A错误；叶绿素b为黄绿色，叶绿素a为蓝绿色，二者均含有Mg2+，B错误；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度最慢，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；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。 答案　C 考点二　光合作用的原理 1．探索光合作用的部分实验 [教材隐性知识](1)(必修1 P103“讨论4”) 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 提示：如图所示 (2)(必修1 P102“思考·讨论”) 希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 提示：能说明，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成直接关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 2．光合作用的过程 (1)填写图中序号所代表的物质或结构 ①____；②_______；③_________；④____。 (2)比较光反应与暗反应 (3)元素的转移途径 ①H：3H2O_________________________。 ②C：14CO2____________________。 ③O：H218O_______； C18O2__________________。 [教材隐性知识](1)(必修1 P103“相关信息”) 水分解为氧和H＋的同时，被叶绿素夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是什么？ 提示：可作为暗反应的还原剂；储备部分能量供暗反应利用。 (2)(必修1 P104“相关信息”) 光合作用的产物有一部分是________，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入________，再通过韧皮部运输到植株各处。 3．光合作用的概念和反应式 (1)光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用________，将二氧化碳和水转化成储存着能量的__________，并且释放出________的过程。 (2)反应式(箭头表示元素的去向)： 4．化能合成作用与光合作用的对比 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：光反应中生成NADPH。 判断正误 (1)(2025·河北卷)光合作用的暗反应不消耗ATP。(　　) 提示：光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP(来自光反应产生的ATP)。 (2)(2023·湖北卷)高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少。(　　) 提示：可能此时光合作用等于或小于呼吸作用。 (5)(2020·天津卷)类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原。(　　) 提示：类囊体产生的ATP参与C3的还原；O2释放到叶绿体外，既不参与CO2固定，也不参与C3的还原。 (3)(2021·山东卷)植物细胞产生的O2只能来自光合作用。(　　) 提示：植物细胞中H2O2分解也能产生O2。 (4)(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。(　　) (必修1 P103“图5-14”延伸) (1)光照停止后暗反应短时间仍然能够持续，原因是___________ _______________________________________________________。 (2)光照停止后暗反应无法长时间正常进行，原因是__________ _______________________________________________________。 提示：(1)光反应产生的ATP和NADPH继续被暗反应利用 (2)缺少光反应产生的ATP和NADPH而无法进行 [情境1]　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H＋运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为H＋的运输过程，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，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e－，失去e－的叶绿素分子，能够从水分子中夺取e－，使水分解为________；电子(e－)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H＋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。 提示：(1)氧和H＋　NADP＋　NADPH和ATP (2)水的光解产生H＋；PQ运输H＋；合成NADPH消耗H＋ (3)运输H＋和催化ATP的合成　类囊体膜两侧的H＋浓度差 [情境2]　光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种，缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种。如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么，请写出可能的实验思路。 _______________________________________________________ _______________________________________________________ 提示：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。 考向一　光合作用的探究历程 1．(2025·湖南常德三模)下列关于探索光合作用原理的实验叙述，正确的是(　　) A．恩格尔曼实验分析了水绵光合作用生成的氧气量 B．希尔反应应在离体叶绿体的悬浮液中加入氧化剂并通入CO2 C．阿尔农实验需给离体的叶绿体光照，并供给ADP、Pi等物质 D．鲁宾和卡门实验应向小球藻培养液中同时加入H218O和C18O2 解析　恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成了氧气，但未测定氧气量，A错误；1937年，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，B错误；美国科学家阿尔农用离体的叶绿体做实验发现，在光照下，当向反应体系中供给ADP、Pi时叶绿体可合成ATP，并且发现这一过程总是与水的光解相伴随，C正确；鲁宾和卡门用18O分别标记H218O和C18O2，进行两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给植物提供HO和CO2，D错误。 答案　C 2．(2025·福建龙岩联考)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(0.5 s、3 s、10 s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 解析　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；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，其光合作用的进行程度，B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，C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，D错误。 答案　D 考向二　光合作用的原理 3．我国科学家打破光合作用的壁垒，在无细胞系统中，利用二氧化碳和电解产生的氢气，直接人工合成淀粉，且合成速率远高于玉米淀粉合成速率，对实现碳中和意义重大。关于人工合成淀粉的过程，下列叙述错误的是(　　) A．在叶绿体中进行 B．需要二氧化碳作为原料 C．需额外输入能量 D．有助于缓解全球粮食危机 解析　人工合成淀粉的过程在无细胞系统中进行，而叶绿体是植物细胞内的结构，题干明确指出该系统无细胞结构，因此该过程不可能在叶绿体中进行，A错误；由题意可知，是“利用二氧化碳和电解产生的氢气，直接人工合成淀粉”，所以需要二氧化碳作原料，B正确；电解氢气需要外能量输入(如电能)，而自然光合作用通过光反应提供能量，人工系统需额外能量，C正确；人工合成淀粉的高效率可减少对农作物的依赖，对粮食危机有缓解作用，D正确。 答案　A 4．(2025·河北石家庄模拟)磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。如图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列相关说法正确的是(　　) A．a可表示的物质是ATP，它也可以在叶绿体基质中合成 B．叶绿体基质中的CO2能直接被NADPH还原 C．磷酸丙糖是暗反应产物，在细胞质基质中合成淀粉 D．若图中表示的磷酸转运器活性受抑制，会导致光合速率下降 解析　图中a是光反应为暗反应提供的物质是NADPH和ATP，在叶绿体类囊体薄膜上合成，A错误；叶绿体基质中的CO2先与C5化合物形成C3化合物，再被NADPH还原，B错误；磷酸丙糖合成淀粉的过程是在叶绿体基质中进行，C错误；磷酸转运器活性受抑制，不能将磷酸丙糖运出叶绿体和将磷酸运入叶绿体，造成叶绿体中光合作用产生积累和缺少磷酸，导致光合作用速率降低，D正确。 答案　D 考向三　不同条件下光合作用过程中物质含量的变化 5．美国生化学家卡尔文为了探究CO2和什么物质结合生成C3化合物，在实验时将反应中1%的CO2浓度突然降低到0.003%浓度，然后检测部分物质的含量变化，结果见图。据图判断，与CO2结合的物质是(　　) A．乙醇酸　　　　　　 B．1，5-二磷酸核酮糖 C．苹果酸 D．3-磷酸甘油酸 解析　当CO2浓度突然降低时，3-磷酸甘油酸(C3化合物)含量迅速下降，而1，5-二磷酸核酮糖则大量上升，两种物质变化相反，变化速率相当，说明与CO2结合的物质是1，5-二磷酸核酮糖，B正确，A、C、D错误。 答案　B 6．光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，下列说法正确的是(　　) A．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小 B．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大 C．突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小 D．突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小 解析　突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，A错误；突然将红光改变为绿光后，光能利用率降低，ATP和NADPH含量减少，进而使C3含量增加、C5含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值增大，C错误；突然将绿光改变为红光后，光能利用率提高，ATP和NADPH含量增加，叶绿体基质中ATP/ADP的值暂时增大，D错误。 答案　B 环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)“过程法”分析各物质变化 如图中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等的含量变化 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 解析　提取光合色素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；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；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。 答案　D 2．(2023·湖北卷)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 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 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　叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮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的薄膜，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中类囊体的薄膜上，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不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得越快，反之则慢，D错误。 答案　D 4．(2025·江苏卷)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大小正相关。图示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____________。 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，涨破叶绿体内外膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，保持类囊体的渗透压，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)根据叶绿素能溶于无水乙醇等有机溶剂的特点，可将5 μL类囊体悬液溶于995 μL的无水乙醇溶液中。由于1 mL＝1000 μL，所以5 μL的类囊体悬液中含有叶绿素3 μg/mL×1 mL＝3 μg,则1 μL的类囊体悬液中含有叶绿素3 μg÷5＝0.6 μg，类囊体的浓度为0.6 μg/μL＝600 μg/mL。 (3)光反应产物有O2、NADPH和ATP。(4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，类囊体膜上分布着光合色素(如叶绿素)，在适宜光照下，这些色素能够捕捉光能并将其转化为化学能。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，质子在类囊体腔内累积形成pH梯度，pH降低，荧光强度变弱。(5)要进行暗反应，需要的原料有CO2、C5、酶等。 答案　(1)叶绿体　等渗 (2)无水乙醇　600 (3)ATP、NADPH (4)变弱　吸收(和转化)光能、裂解水分子 (5)CO2、C5、酶等 $