第3单元 第5课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理-【优化探究】2027年高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（人教版 单选）

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的原理”核心考点，严格对接新课标要求，涵盖绿叶中色素的提取和分离实验、捕获光能的色素与叶绿体结构、光合作用原理及碳中和作用。通过近三年山东、河北等多省高考真题分析，明确实验分析、结构功能、过程原理三大高频题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“必备知识梳理+错漏诊断+真题精练”的系统备考策略，如结合科学思维解析卡尔文实验中碳转移途径，通过探究实践分析色素提取实验异常现象。独创“过程法”突破光合作用物质变化分析，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准把握考点，提升复习效率。

细胞的能量供应和利用 第三单元 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。 提醒:在最新课标的学业要求中提出:解释光合作用在碳中和方面的作用 课标要求 第5课时　捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 考情分析 1.绿叶中色素的提取和分离 2025·山东卷,13　2025·河北卷,5　2025·黑吉辽蒙卷,11　2024·贵州卷,3　2024·广东卷,3　2023·全国乙卷,2　2023·江苏卷,12 2.捕获光能的色素和叶绿体的结构 2025·黑吉辽蒙卷,10　2025·甘肃卷,17　2025·江苏卷,21　2025·山东卷,21　2024·湖北卷,4　2024·河北卷,19　2023·全国甲卷,29　2023·海南卷,16 3.光合作用的原理 2025·山东卷,16　2025·江苏卷,21　2025·黑吉辽蒙卷,21　2025·山东卷,21　2025·陕晋青宁卷,17　2025·广东卷,18　2024·湖南卷,17　2023·江苏卷,19　2023·湖北卷,8　2023·河北卷,19 内容索引 NEIRONGSUOYIN 演练感悟 考点三 考点三 考点二 真题 绿叶中色素的提取和分离 考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构 光合作用的原理 绿叶中色素的提取和分离 考点一 梳理 必备知识 1.实验原理 [点拨]　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。 有机溶剂 无水乙醇 溶解度 高 层析液 2.实验步骤 梳理 必备知识 防止色素被破坏 扩散均匀 梳理 必备知识 3.实验结果及分析 梳理 必备知识 橙黄色 叶黄素 黄色 叶绿素a 蓝绿色 黄绿色 色素种类 色素含量 溶解度 1.(2024·广东卷)研磨时用水补充损失的提取液。 (　　) 2.(2025·河北卷)将小麦色素提取液滴加到滤纸条,然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析。(　　) 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。 (　　) 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。 (　　) 6.提取光合色素的实验中,研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素。 (　　) × × × √ × 错漏诊断 × 精练 迁移应用 考向　绿叶中色素的提取和分离实验的分析 1.(2025·山东卷,13)“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.无水乙醇可以用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 B 解析:实验要求使用干燥的定性滤纸制备滤纸条,以保证层析效果,A正确;实验明确要求使用新鲜绿叶(如菠菜),烘干会破坏色素分子,正确操作是剪碎鲜叶研磨,B错误;画滤液细线需待滤液干后,再重画一到两次,避免色素扩散导致条带重叠,C正确;95%乙醇加无水碳酸钠可替代无水乙醇,用于提取色素,D正确。 2.某同学用如图1所示的方法分离叶绿体中的光合色素:在圆心a处滴加适量滤液,待干燥后向培养皿中倒入层析液(一定比例的石油醚、丙酮、苯混合液)进行层析,结果会出现不同颜色的4个同心圆(如图2)。下列叙述正确的是 (　　) A.研磨时若未加碳酸钙,一定导致①②两圈色素 带缺失 B.也可以用上述层析液分离枫叶液泡中的色素 C.提取叶绿体中色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同 D.层析完毕后应迅速记录结果,否则色素带久置颜色会变浅 D 解析:若研磨时未加碳酸钙,导致叶绿素被破坏,可能导致③④两圈色素带缺失,A错误;枫叶液泡中的色素不溶于有机溶剂,不能用此方法分离,B错误;提取叶绿体中色素的原理是四种色素能溶解在有机溶剂中,在层析液中的溶解度不同可分离色素,C错误;层析完毕后应迅速记录结果,由于色素会被分解,色素带久置颜色会变浅,D正确。 绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析 题后归纳 捕获光能的色素和叶绿体的结构 考点二 梳理 必备知识 1.叶绿体中色素的吸收光谱分析 叶绿素b 叶绿素a 可见光 红光和蓝紫光 蓝紫光 拾遗•挖掘 (必修1 P99图5-12、“旁栏思考”)(1)由叶绿素吸收光谱图可知,叶绿素a在红光部分的吸收光谱带较叶绿素b偏向长波方面,且吸收光谱带比叶绿素b宽,叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a宽。 (2)研究表明,在遮光条件下,以蓝紫光为主的散射光占比增加。请预测:在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b降低,弱光下的吸光能力增强,有利于提高植物的捕光能力,是对弱光环境的一种适应。 梳理 必备知识 梳理 必备知识 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 (1)叶绿体的结构模式图 叶绿体基质 暗 类囊体 光 梳理 必备知识 (2)恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证 ①第一个实验 实验结论:O2 是由　　　　在　　　条件下释放出来的,　　　　是光合作用的场所。  叶绿体 光照 叶绿体 梳理 必备知识 ②第二个实验 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现大量的需氧细菌聚集在_____ ___________区域。  实验结论 a.叶绿体能吸收光能用于光合作用放　　。  b.叶绿体主要吸收　　　　　　　。  (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_________,在　　　　　　　　　　　　　中,还有许多进行光合作用所必需的酶。 _________是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。  红光和蓝紫光 氧 红光和蓝紫光 色素分子 类囊体膜上和叶绿体基质 色素和酶 拾遗•挖掘 (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、蓝紫色和白色的光源,选择这些光源的原因是红色光源、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,光合色素能吸收更多的光。 梳理 必备知识 1.叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,对其他波段的可见光并非不吸收,只是吸收量较少。 (　　) 2.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。 (　　) 3.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。 (　　) 4.恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体是光合作用的场所。 (　　) √ √ × × 错漏诊断 精练 迁移应用 考向　捕获光能的色素和结构 1.(2026·河南平顶山模拟)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断,以下说法不正确的是 (　　) A.由图可知,类胡萝卜素主要吸收400~500 nm波 长的光 B.曲线3对应的色素叶绿素a的颜色为蓝绿色 C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体吸收利用的光能减少 D.土壤中缺乏镁时,植物对420~470 nm波长的光的利用量显著减少 C 解析:从题图中可以看出,曲线1在400~500 nm波长处有吸收峰,代表类胡萝卜素,A正确;曲线3主要吸收红光和蓝紫光,是叶绿素a的吸收光谱,颜色为蓝绿色,B正确;由题图可知,由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体吸收利用的光能增多,C错误;叶绿素吸收420~470 nm波长的光较多,缺镁时叶绿素的合成受到影响,吸收420~470 nm波长的光变少,植物对420~470 nm波长的光的利用量显著减少,D正确。 2.如图为叶绿体亚显微结构模式图,下列关于其结构与功能的叙述,正确的是 (　　) A.叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中 B.叶绿素在高等植物体内有两种,叶绿素a呈蓝绿色, 叶绿素b呈黄绿色 C.同线粒体一样,叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积 D.吸收光能的色素都分布在①外膜上 B 解析:植物的根尖细胞等不含有叶绿体,A错误;叶绿素在高等植物体内有叶绿素a和叶绿素b两种,叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色,B正确;叶绿体的内膜没有扩大受光面积,而类囊体堆叠形成基粒极大地扩展了受光面积,C错误;吸收光能的色素分布在③类囊体的薄膜上,D错误。 3.1881年,恩格尔曼利用水绵和好氧性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。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.都要以好氧性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 B 解析:实验目的为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,B错误;两个实验都要以好氧性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。 题后归纳 恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 (1)实验材料选得妙:实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状,便于观察;利用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙:没有空气的黑暗环境,排除了空气中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计得妙:用极细的光束点状投射,叶绿体上可以分为获得光照多和光照少的部位,相当于一组对照实验。 (4)实验对照设计得妙:进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验,明确实验结果完全是由光照引起的。 光合作用的原理 考点三 梳理 必备知识 1.探索光合作用原理的部分实验(连线) [点拨]　①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,原因是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。 ②鲁宾和卡门的实验以及卡尔文的实验都用到了同位素标记法。 ③同位素标记法中使用的同位素不都具有放射性,如18O没有放射性,不能检测其放射性;而14C有放射性,可被追踪检测。 梳理 必备知识 2.光合作用过程 (1)光合作用的基本过程 梳理 必备知识 图中序号代表的物质:①_______,②______,③________,④________, ⑤__________。 NADPH C3 ADP+Pi O2 (CH2O) 拾遗•挖掘 (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的中文名称叫还原型辅酶Ⅱ,其作用是作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用。 (2)(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)。 (3)(必修1 P104“相关信息”)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。 梳理 必备知识 (2)比较光反应与暗反应 梳理 必备知识 类囊体薄膜 叶绿体基质 色素 NADPH （CH2O）+C5 ATP和NADPH ATP和NADPH 有机物中的化学能 梳理 必备知识 梳理 必备知识 (3)元素的转移途径 NADP3H (C3H2O) 14C3 (14CH2O) 18O2 C3 (CO) 梳理 必备知识 3.光合作用和化能合成作用的比较 光能 无机物氧化释放的能量 硝化细菌 CO2和H2O 1.鲁宾和卡门用同位素示踪法证明了光合作用的产物是淀粉。 (　　) 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。 (　　) 3.(2025·河北卷)绿色植物的光合作用类囊体膜上消耗H2O、叶绿体基质中消耗CO2。 (　　) 4.光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜。 (　　) 5.在光合作用中C从CO2开始先后经C3、C5最后形成糖类。 (　　) 6.蓝细菌没有叶绿体也能进行光合作用。 (　　) × × √ × × 错漏诊断 √ 探究1　如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析并回答下列问题。 (1)在光能的驱动下产生的电子是怎样通过有序传递完成能量转换的? 提示: 先由光能转化为电能,再由电能转化为NADPH和ATP中的化学能。 (2)光反应产生的ATP仅用于暗反应吗? 提示: 由图可知,产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢,色素合成等其他消耗能量的反应。 深研 重难问题 探究1　如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析并回答下列问题。 (3)水光解产生的O2若被有氧呼吸利用,最少要穿过几层膜?判断的依据是什么? 提示: 5层。水光解产生的O2场所是叶绿体的类囊体膜的内侧,若被有氧呼吸利用,而O2在线粒体内膜上被利用,O2从叶绿体类囊体膜开始,再穿过叶绿体2层膜,然后进入同一细胞中的线粒体,穿过线粒体的两层膜,所以至少要穿过5层膜。 深研 重难问题 探究2　某实验小组在适宜温度和光照强度下向小球藻(真核生物)培养液中通入一定量的14CO2后,在不同时间点取出一定量的小球藻,分析其所含放射性物质种类,结果如表所示。 (1)小球藻合成C3的过程是否需要NADPH的参与? 提示: 小球藻合成C3的过程是CO2的固定,该过程不需要NADPH的参与。 取样时间点 放射性物质种类 第2 s 大量3-磷酸甘油酸(C3) 第15 s 磷酸化糖类 第50 s 除上述磷酸化糖类外,还有氨基酸等 深研 重难问题 探究2　某实验小组在适宜温度和光照强度下向小球藻(真核生物)培养液中通入一定量的14CO2后,在不同时间点取出一定量的小球藻,分析其所含放射性物质种类,结果如表所示。 (2)提高温度,可能10 s内会检测到多种放射性磷酸化糖类吗?说明理由。 提示: 不可能。本实验在最适温度下进行,若提高温度,则检测到多种放射性磷酸化糖类的时间可能会大于15 s。 取样时间点 放射性物质种类 第2 s 大量3-磷酸甘油酸(C3) 第15 s 磷酸化糖类 第50 s 除上述磷酸化糖类外,还有氨基酸等 深研 重难问题 探究2　某实验小组在适宜温度和光照强度下向小球藻(真核生物)培养液中通入一定量的14CO2后,在不同时间点取出一定量的小球藻,分析其所含放射性物质种类,结果如表所示。 (3)提高CO2浓度,获得放射性氨基酸的间隔时间可能缩短吗?为什么? 提示: 可能。提高CO2浓度,暗反应加快,获得放射性氨基酸的间隔时间可能缩短。 取样时间点 放射性物质种类 第2 s 大量3-磷酸甘油酸(C3) 第15 s 磷酸化糖类 第50 s 除上述磷酸化糖类外,还有氨基酸等 深研 重难问题 探究2　某实验小组在适宜温度和光照强度下向小球藻(真核生物)培养液中通入一定量的14CO2后,在不同时间点取出一定量的小球藻,分析其所含放射性物质种类,结果如表所示。 (4)本实验的目的是  　。  取样时间点 放射性物质种类 第2 s 大量3-磷酸甘油酸(C3) 第15 s 磷酸化糖类 第50 s 除上述磷酸化糖类外,还有氨基酸等 研究暗反应阶段CO2中碳元素的转移途径 深研 重难问题 光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,具有吸收、传递和转化光能的作用,包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)。 归纳提升 (1)光系统Ⅱ进行水的光解,产生氧气、H+和自由电子(e-),光系统Ⅰ主要是介导NADPH 的产生。 (2)电子的传递使质子(H+) 逆浓度梯度从叶绿体的基质侧泵入类囊体膜内侧,从而建立了质子浓度(电化学)梯度。 (3)类囊体内的高浓度质子通过ATP 合成酶顺浓度梯度流出,而ATP 合成酶利用质子顺浓度梯度流出产生的能量来合成ATP。 (4)水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上,需要光,电子供体是H2O,电子受体是NADP+。 精练 迁移应用 考向1　光合作用原理的探究 1.(2026·广东东莞模拟)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),光照条件下可以释放出O2,该反应称为希尔反应。结合所学知识分析,下列说法正确的是 (　　) A.提供水、光合色素和酶,适宜光照等条件也可能产生O2 B.希尔反应可以证明水光解产生的O2全部来自水 C.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似 D.希尔反应说明有机物的最终合成和水的光解无关 C 解析:提供水、光合色素和酶,没有加入NADP+等氧化剂或叶绿体等完整结构,适宜光照条件下不能产生O2,A错误;希尔反应的结果仅说明了离体的叶绿体在适当的条件下可以发生水的光解,产生O2,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,因此不能说明所产生的O2全部来自水,B错误;希尔反应悬浮液中铁盐的作用与光反应中NADP+的作用相似,都能与水光解产生的H+反应,C正确;希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应,若要证明有机物的最终合成和水的光解无关,还需要进一步实验,D错误。 2.(2026·安徽合肥模拟)20世纪40年代,卡尔文等人在小球藻培养液中通入14CO2,再给予不同的光照时间,然后用甲醇(可杀死小球藻)分别处理并取样,最后根据标记化合物出现情况,确定生成物质的先后次序。下列有关说法正确的是 (　　) A.在卡尔文的实验过程中,不产生氧气,也不消耗氧气 B.该实验过程应该在无氧环境中进行,以排除干扰 C.若要确定第一个生成的物质,光照时间应延长 D.含有14C的物质,主要存在于叶绿体基质中 D 解析:小球藻通过叶绿体进行光合作用,光反应阶段会产生氧气,线粒体进行有氧呼吸的过程会消耗氧气,A错误;卡尔文探究的是暗反应的过程,氧气对该实验没有明显干扰,不需要设置无氧环境,B错误;若要确定第一个生成的物质,应不断缩短光照时间,C错误;暗反应的场所在叶绿体基质,以14CO2为原料生成的含有14C的物质主要存在于叶绿体基质中,D正确。 考向2　光合作用过程的原理 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 A 解析:人工合成淀粉的过程在无细胞系统中进行,因此该过程不可能在叶绿体中进行,A错误;由题意可知,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为原料,B正确;电解氢气需要外部能量输入(如电能),而自然光合作用通过光反应提供能量,人工系统需要额外能量,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。 4.(2023·湖北卷,8)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 C 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,对光能的捕获减弱,B正确;弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,可以增强对光能的捕获,C错误;PSⅡ光复合体能吸收光能,并分解水产生H+、电子和O2,D正确。 考向3　光合作用过程中的物质变化分析 5.(2026·河北石家庄调研)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 B 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,C3的还原减慢,因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大,ATP/ADP的值增大,A错误,B正确;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。 “过程法”分析光合作用过程中各物质的变化 题后归纳 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: 真题　演练感悟 2 3 1 1.(2024·贵州卷,3)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)分别测定各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以防止破坏色素 B.分离提取液中的光合色素可以采用纸层析法 C.光合色素相对含量不同可以使叶色出现差异 D.测定叶绿素的含量时可以使用蓝紫光波段 D 2 3 1 解析:绿叶中色素的提取与分离过程中叶片研磨时加入碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏,A正确;绿叶中的色素不止一种,不同的色素在层析液中的溶解度不同,它们在滤纸条上扩散的速度也不同,故可以采用纸层析法分离提取液中的色素,B正确;绿叶中不同色素呈现不同颜色,叶绿素a为蓝绿色,叶绿素b为黄绿色,胡萝卜素为橙黄色,叶黄素为黄色,光合色素相对含量不同可使叶色出现差异,如叶绿素含量/类胡萝卜素含量的值高时,叶片呈绿色,该值低时叶片发黄,C正确;叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此使用蓝紫光波段测定的为叶绿素和类胡萝卜素的总含量,D错误。 2 3 1 2.(2025·山东卷,16改编)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,两种菌—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—藻体的致密程度可以影响H2的生成量 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 B 2 3 1 解析:单细胞藻光反应可以产生NADPH、O2和ATP, 蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2, 因此菌—藻体能同时产生O2和H2,A错误;对比松散 菌—藻体和致密菌—藻体,相同时间产生的H2含量 相对值不同,说明菌—藻体的致密程度可影响H2生成量,B正确;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,说明H2的产生场所是该藻叶绿体的基质中,C错误;任意时刻两体系之间的光反应速率无差异,说明光反应产生的NADPH相同,致密菌—藻体产生的H2多,说明消耗的NADPH多,则用于暗反应的NADPH少,因此培养至72 h,致密菌—藻体暗反应产生的有机物少于松散菌—藻体,D错误。 2 3 1 3.(2025·江苏卷,21)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。 解析:类囊体位于叶绿体中,故细胞破碎后,还需要在低渗溶液中涨破叶绿体膜,才能获得类囊体。为保持其活性,还需加入等渗缓冲溶液重新悬浮,并保存备用。   叶绿体 等渗缓冲 2 3 1 (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。  解析: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=1 000 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。 无水乙醇 600 2 3 1 (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____ _____________。  解析:类囊体膜是光合作用中发生光反应的场所,类囊体薄膜上可发生水的光解,产生H+、释放O2、合成NADPH和ATP,其中H+、NADPH、ATP可能对后续实验产生影响。 H+、NADPH、ATP 2 3 1 (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　 。 解析:已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。 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O2、 质子(H+)和电子,其中O2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。  变弱 吸收和转化光能、裂解水分子 2 3 1 (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:在光反应研究的基础上,利用人工细胞开展类似碳反应(即暗反应)生成糖类的实验研究,理论上还需要提供暗反应所需的多种酶以及C5、CO2等物质。 碳(暗)反应相关的酶、C5、CO2等 $