2027届高考生物人教版一轮复习导学案：捕获光能的色素和结构及光合作用的原理

该高中生物学高考复习学案系统梳理了捕获光能的色素和结构（含提取分离实验）、光合作用原理两大核心考点，按结构与功能观组织实验原理、色素种类、叶绿体结构及光合作用过程等知识，通过问题链和任务驱动引导学生自主构建“结构-功能-应用”知识网络，体现考点梳理的系统性和层次性。 亮点在于诊断性自测（如6道基础判断题）和进阶式探究设计，如“光反应中光系统与电子传递”情境探究题培养科学思维，“提高光合速率新构想”创新情境渗透态度责任，帮助学生自主诊断薄弱点，教师可依据学情精准指导，有效提升学生自主复习能力和备考实效。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 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.解释光合作用在碳中和方面的重要作用。3.活动：提取和分离叶绿体色素。 考点一　实验：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 提醒　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）实验步骤 （3）实验结果及分析 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 由图可以看出： 3.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——进行光合作用的场所。 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异常现象分析 能力进阶 考向1　考查实验原理、过程及结果分析 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：B　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；提取光合色素可以使用新鲜的绿叶，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。 2.（2025·山西太原一模）紫鸭跖草的叶片在强光下呈紫色，弱光下呈绿色。某同学利用双向纸层析法分离叶片中的色素，其分离过程及结果示意图如图。①～③表示过程，a～e代表不同的色素，下列叙述正确的是（　　） A.过程②中的层析液是无水乙醇 B.a在水中的溶解度显著高于其他色素 C.分离后的色素c对应的条带颜色为黄绿色 D.叶片通过提高d、e含量以吸收更多红光 解析：B　过程②中的层析液不是无水乙醇，无水乙醇用来提取色素，不是分离色素，A错误；过程③中色素a在水中被分离，说明a在水中的溶解度显著高于其他色素，B正确；根据距离点样点的远近，并且溶解于层析液，所以可以知道c为叶绿素a，对应的条带颜色为蓝绿色，C错误；结合选项C可知，d、e主要为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，不会吸收更多的红光，D错误。 考向2　光合色素的种类与功能 3.叶绿体内的类囊体薄膜上色素可以分为两类：一类是绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，主要是完成吸收和传递光能的作用；另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，这种叶绿素a能够捕获光能，并将受光能激发的电子传递给相邻的电子受体。下列相关叙述错误的是（　　） A.通常用无水乙醇提取叶绿体内的色素 B.叶黄素和胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光 C.处于特殊状态的叶绿素a实现了光能的转变 D.植物生长过程中缺P会导致光合速率下降 解析：B　叶绿体中的色素能溶于有机溶剂，但不溶于水，因此实验中常用无水乙醇提取叶绿体中的色素，A正确；叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B错误；少数处于特殊状态的叶绿素a能捕获光能，将光能转换为电能，实现了光能的转变，C正确；植物生长过程中缺P会影响ATP和NADPH的合成，光合速率下降，所以在生产中应适时追施磷肥，D正确。 4.（2026·安徽合肥模拟）不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。如图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占利用光能百分比增加，叶绿素a/叶绿素b的值会降低。下列叙述错误的是（　　） A.植物叶片呈现绿色主要是由于②③吸收绿光最少 B.①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光 C.②表示叶绿素a，遮光条件下部分叶绿素a转化成叶绿素b D.③表示叶绿素a，强光条件下部分叶绿素b转化成叶绿素a 解析：C　植物叶片呈现绿色主要是由于②（叶绿素b）③（叶绿素a）吸收绿光最少，因此在光下呈绿色，A正确；根据吸收光谱，①主要吸收蓝紫光，属于类胡萝卜素，B正确；根据吸收光谱，曲线③表示叶绿素a，②表示叶绿素b，遮光条件下部分叶绿素a转化成叶绿素b，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，强光条件下部分叶绿素b转化成叶绿素a，C错误，D正确。 归纳总结 植物体内色素的种类、分布及特点归纳 （1）植物体内的色素主要有光合色素和非光合色素两类，光合色素参与植物的光合作用，如叶绿体中的色素；而非光合色素不参与光合作用，如植物细胞的液泡中的色素（花青素，为水溶性色素）。 （2）植物体内的另一种特殊的“色素”——光敏色素，其分布于植物的各部位，在分生组织细胞内比较丰富，是一种接收光信号的信息分子。 考点二　光合作用的原理 1.光合作用的概念及反应式 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）写出图中序号代表的物质 ①NADPH，②2C3，③ADP＋Pi，④O2,_⑤（CH2O）。 （2）比较光反应与暗反应 项目 光反应 暗反应 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 光、色素、酶、H2O、ADP、Pi、NADP＋等 酶、CO2、ATP、NADPH、C5等 物质 变化 ①水的光解：2H2OO2＋4H＋＋4e－； ②ATP的合成： ADP＋PiATP； ③还原型辅酶Ⅱ的形成： NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ①CO2的固定： CO2＋C52C3； ②C3的还原： 2C3C5＋（CH2O） 能量 变化 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 （3）光反应与暗反应的联系 ①光反应为暗反应提供NADPH、ATP；暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。 ②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。 4．光合作用和化能合成作用的比较 基础自测 （1）高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少。（×） （2）（经典高考题）植物细胞产生的O2只能来自光合作用。（×） （3）（经典高考题）弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。（×） （4）（经典高考题）类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原。（×） （5）（必修1 P104“相关信息”）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）。（√） （6）（必修1 P104“相关信息”）光合作用的产物有淀粉和蔗糖，淀粉和蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。（×） 情境探究 探究1　光反应中光系统与电子传递 叶绿体进行能量转换依靠光系统（指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，包括PSⅠ和PSⅡ）将光能转换为电能。光系统产生的高能电子沿光合电子传递链依次传递促使NADPH的形成，同时驱动膜内的质子泵在膜两侧建立H＋梯度，进而驱动ATP的合成。 注：类囊体薄膜上主要有光系统Ⅰ（PS Ⅰ）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、细胞色素b6f蛋白复合体和ATP合酶蛋白复合体四类蛋白复合体，参与光能吸收、传递和转化，以及电子传递、H＋输送和ATP合成等过程。 据图回答下列问题： （1）光反应过程中，ATP的形成与光系统________（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”）发挥作用产生的H＋浓度梯度有关。 （2）叶绿素a（P680和P700）接受光的照射后被激发，释放势能高的电子，电子的最终供体（供给电子的物质）是________。通过光合电子传递链，光能最终转化为______________中的化学能。 （3）图中ATP合酶的作用是__________________________；据图分析，增加膜两侧的H＋浓度差的生理过程有__________________________________________ ________________________________________________________________________（答三点）。 （4）除草剂二溴百里香醌（DBMIB）是质体醌（PQ）的类似物，可充当PQ的电子受体。DBMIB能够和细胞色素b6f特异性结合，阻止光合电子传递到细胞色素b6f。若用该除草剂处理无内外膜的叶绿体，会导致ATP含量显著下降，其原因可能是_____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 答案　（1）Ⅱ　（2）水　ATP和NADPH （3）催化ATP的合成，协助H＋跨膜运输　水的光解产生H＋、PQ蛋白将H＋从A侧运输到B侧、合成NADPH消耗H＋　（4）二溴百里香醌（DBMIB）阻断电子传递，会抑制水光解产生H＋和H＋从A侧运输到B侧，使膜内外H＋的浓度差减小甚至消失 探究2　环境条件变化对光反应、暗反应的影响 为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以若干生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。每组处理的总时间均为135 s，光照与黑暗处理情况如图所示（A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同）。结果是A组光合作用产物的相对含量为50%；B组光合作用产物的相对含量为70%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%。 （1）据题可知，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_____________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 答案　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，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH能使暗反应持续进行一段时间，但是这段时间后，暗反应因缺少ATP和NADPH而无法正常进行 （2）CO2不足，暗反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是_________________ ______________________________________________________________________。 答案　光反应需要暗反应提供ADP、Pi和NADP＋，CO2不足使暗反应减弱后，光反应在缺少原料的情况下无法正常进行 （3）据图分析，单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组植物合成有机物的量，判断依据是什么？如何解释这一实验结果？ 提示：B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%；随着光照和黑暗交替频率的增加，光照下产生的ATP和NADPH能够及时利用与再生，从而提高了光合作用的效率。 （4）若只给小球藻提供适宜的光照，不提供CO2，小球藻能否持续释放O2？请说明原因。 提示：不能持续释放O2；因为没有CO2，小球藻不能进行暗反应，NADPH和ATP积累而NADP＋和ADP、Pi不足，小球藻不能持续进行光反应。 1.光系统及电子传递链 （1）光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧气、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）类囊体薄膜两侧的质子浓度（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＋结合形成NADPH。 （3）类囊体薄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流出的能量来合成ATP。 2.“过程法”分析光合作用过程中各物质的变化 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： 能力进阶 考向1　光合作用的探究历程中的实验分析 1.（2026·安徽安庆模拟）卡尔文给小球藻提供14CO2和适宜的光照，研究光合作用暗反应过程中C的转移路径。某同学根据卡尔文的实验资料，提出了一些推论，下列推论不合理的是（　　） 资料 推论 （1）将光照时间逐渐缩短至几分之一秒，发现90%的放射性物质是一种C3 ① （2）经过5 s光照后，检测到含有放射性的C5和葡萄糖 ② （3）在适宜光照和CO2充足的条件下，C3和C5的含量很快达到稳定状态，含有放射性的糖类不断增加 ③ （4）当停止光照后，C3明显增加，C5明显下降 ④ A.推论①：C3是CO2被还原的第一个产物 B.推论②：C3进一步反应生成C5和葡萄糖 C.推论③：C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物 D.推论④：C3转化为C5需要依赖光反应的产物 解析　A　根据将光照时间缩短至几分之一秒的结果可知，C3是CO2被固定的第一个产物，A不合理；结合（1）（2）可知，C3进一步反应生成C5和葡萄糖，B合理；根据C3的含量维持稳定而含放射性的糖类不断增加可知，C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物，C合理；根据光照停止后，C3明显增加，C5明显下降可知，光照与C3和C5的转化有关，且C3转化为C5需要依赖光反应的产物，D合理。 考向2　考查光合作用的原理和过程 2.（2025·湖北武汉三模）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　C　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分别表示光反应阶段和暗反应阶段，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Ⅱ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。 3.（2025·河南郑州三模）如图是光合作用过程示意图（字母代表物质），图中PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内的H＋浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体薄膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物细胞造成损伤。下列说法正确的是（　　） A.图中的A是O2，C是ATP，D是NADP＋ B.图中标注的色素主要吸收蓝紫光 C.用纸层析法提取色素时，所用试剂是层析液 D.过度光照将会激活膜蛋白PSBS，直接抑制反应Ⅰ中ATP形成过程 解析　A　由题图可知，A代表O2，B代表ADP和Pi，C代表ATP，D代表NADP＋，E代表NADPH，A正确；叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，B错误；用纸层析法分离色素，所用试剂是无水乙醇，C错误；由题图可知，PSBS可参与水的光解过程，水的光解产生H＋、O2和e－，过度光照将会激活膜蛋白PSBS，PSBS 抑制电子传递，影响膜两侧H＋浓度梯度的建立，间接影响ATP的合成，D错误。 考向3　光合作用过程中物质含量的变化分析 4.光合作用通过密切关联的两大阶段（光反应阶段和暗反应阶段）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　B　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。 课堂训练 1.（2023·江苏卷）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（　　） A.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 B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 C.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 D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 解析　B　提取叶绿体中的色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A不合理；连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但也会使滤液细线过粗，从而在分离中出现色素带重叠的现象，B合理；该实验只能定性分析色素的种类及溶解度等，无法准确测定滤液中各种色素的含量，C不合理；花青素是水溶性色素，不可通过该实验中的有机溶剂提取，D不合理。 2.（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.N元素和Mg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　D　叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿体中吸收光能的色素（叶绿素和类胡萝卜素）分布在类囊体的薄膜上，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快，反之则慢，D错误。 3.（2025·黑吉辽、内蒙古卷）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如图。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（　　） A.ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合 B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D.光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 解析　D　载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质；NTT作为载体蛋白，运输ATP、ADP和Pi时必然需要结合底物，A错误；黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi，因此不是主动运输，B错误；黑暗条件下，叶绿体无法进行光反应，自身不能合成ATP；此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸，但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质（糖酵解）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段），C错误；光照充足时，叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP，需要消耗大量ADP和Pi作为原料；此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用，导致叶绿体基质中ADP浓度降低；由于NTT顺浓度梯度运输ADP（从叶绿体基质到细胞质基质），当叶绿体基质中ADP不足时，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止，D正确。 4.（2021·广东卷）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是（　　） A.Rubisco存在于细胞质基质中 B.激活Rubisco需要黑暗条件 C.Rubisco催化CO2固定需要ATP D.Rubisco催化C5和CO2结合 解析　D　由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco”可知，Rubisco是与暗反应有关的酶，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的，故Rubisco存在于叶绿体的基质中，A错误，D正确；暗反应在有光、无光条件下都可以进行，故激活Rubisco不一定需要黑暗条件，B错误；在暗反应阶段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C错误。 创新情境 提高光合速率的新构想 光合作用是地球上唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。提高光合速率对促进农业增产增收、实现碳中和等具有重要意义。光合作用分为光反应和暗反应两个密切相关的阶段。人们一直致力于通过优化光能捕获系统，或增加碳固定效率等途径来提高光合速率。研究发现，光反应产生ATP与NADPH比例相对固定，但理论上要保证暗反应的充分进行，需要的ATP与NADPH比例要比实际中光反应产生的高，这可能是限制光合速率的因素之一。也有研究发现，通过增加光能吸收促进ATP合成，实际对提高光合速率的影响有限。因此，有研究人员提出新的构想——从细胞代谢全局出发，将光反应和暗反应视为有机整体，在细胞中导入NADPH消耗模块，以提高细胞原有的ATP与NADPH比例。 人们发现，在一些异养型微生物中存在着生成异丙醇的代谢途径。研究人员以蓝细菌为研究模型，通过导入三种外源酶（A、B、C酶）基因，在细胞原有的光合作用途径中创建了消耗NADPH的异丙醇合成途径，如图1所示，在C酶的催化反应中会消耗NADPH，相关指标的检测结果见表和图2，证明增加NADPH消耗途径可以有效提高蓝细菌的光合速率。 组别 导入 基因 NADPH 含量 （pmol） ATP 含量 （μmol） CO2固定速率 （mg·g-1细 胞干重·h-1） 一 无 193.5 39.28 86 二 A、B 190.83 35.23 85 三 A、B、C 112.83 62.53 119 注：NADPH与ATP含量在最适光照下测定。 光合微生物通常利用低于600 μmol·m-2·s-1的中、低强度光，然而自然界的光照强度往往是波动的，白天最大光强度通常可达到900 μmol·m-2·s-1以上，本研究表明将额外的NADPH消耗能力引入光合生物可能是利用波动和高强度光的有用策略。 人们对光合作用等细胞代谢活动的认识在不断发展，正吸引着科学家们进一步研究。 角度1　运用基础知识解答迁移问题 （1）类囊体薄膜上的__________捕获光能可将________分解为O2和H＋。图1中①②表示的物质分别是________；NADPH在③的进一步反应中的作用是_____________________________________________________________________。 （2）表中组别二的结果说明_____________________________________________ ____________________________________________________________________。 为验证蓝细菌有效提高光合速率是由于额外的NADPH消耗直接导致的，研究人员在组别一的蓝细菌中只导入C基因，在培养基中添加________进行培养，实验结果应与组别______结果相同。 角度2　运用信息，学以致用解决实际问题 （3）综合文中信息，阐述在蓝细菌中创建异丙醇合成途径能够提高光合速率的原因。 （4）基于本文的研究结果，写出一个可进一步研究的问题：_____________________ ______________________________________________________________________。 答案　（1）光合色素　H2O　O2、C5　作为还原剂并提供能量　（2）导入A、B基因对蓝细菌光合速率没有显著影响　丙酮　三　（3）创建异丙醇合成途径减少了细胞内NADPH含量，使细胞中ATP与NADPH的比例显著提高；能够有效地利用高强度光，促进光反应进行；提高蓝细菌对CO2的利用效率，促进暗反应进行，提高光合速率。　（4）此研究能否应用于高等植物；对蓝细菌自身其他代谢途径是否产生影响 解析　（1）类囊体薄膜上的光合色素捕获的光能可将水分解为H＋和O2，据题图可知，①是O2；②在暗反应过程中与CO2结合，表示C5；③表示C3，NADPH在C3的进一步反应中的作用是作为还原剂并提供能量。（2）分析表格可知，组别一没有导入基因，而组别二导入A、B基因，比较两组的结果可知，两组的NADPH含量、ATP含量和CO2固定速率均差别不大，说明导入A、B基因对蓝细菌光合速率没有显著影响；分析题意，本实验目的是验证蓝细菌有效提高光合速率是由于额外的NADPH消耗直接导致的，则实验的自变量是额外的NADPH的有无，结合题意可知，在C酶的催化反应中会消耗NADPH，故在组别一的蓝细菌中只导入C基因，在培养基中添加丙酮（图示过程中C酶是催化丙酮生成异丙醇的酶）进行培养；由于添加了C酶，故预期实验结果与组别三结果相同。（3）综合文中信息可知，在蓝细菌中创建异丙醇合成途径能够提高光合速率的原因是创建异丙醇合成途径减少了细胞内NADPH含量，使细胞中ATP与NADPH的比例显著提高；能够有效地利用高强度光，促进光反应进行；提高蓝细菌对CO2的利用效率，促进暗反应进行，提高光合速率。（4）由于本实验是以蓝细菌为材料进行的，故为提高光合速率对促进农业增产增收、实现碳中和等的应用，可进一步研究的问题是此研究能否应用于高等植物；对蓝细菌自身其他代谢途径是否产生影响。 2027届高考生物人教版一轮复习导学案 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $