簡潔實用高效生物模塊一

分子與細(xì)胞

第三單元

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第14課時捕獲光能的色素及光合作用的過程內(nèi)容索引考點(diǎn)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

考點(diǎn)二光合作用的原理第一部分第二部分必備知識梳理01核心素養(yǎng)達(dá)成02課時作業(yè)第四部分必備知識梳理01關(guān)鍵能力提升02真題演練感悟高考第三部分核心素養(yǎng)達(dá)成031．說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能。2.活動：綠葉中色素的提取和分離?？键c(diǎn)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)第分部一必備知識梳理1．綠葉中色素的提取和分離(1)實驗原理(2)實驗步驟(3)實驗結(jié)果及分析2．葉綠體中色素的吸收光譜葉綠素b葉綠素a植物的顏色是“反射”的光的顏色。海洋中的藻類有綠藻、褐藻和紅藻，這與其吸收的光的波長有關(guān)，不同顏色的藻類吸收不同波長的光。3．葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用(1)可用花瓣大量提取葉綠素。(2024·北京卷)(

)(2)葉綠體內(nèi)膜上存在與水分解有關(guān)的酶。(2022·浙江卷)(

)(3)分離綠葉中的色素原理是不同色素在層析液中溶解度不同。(2022·天津卷)(

)(4)進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離時可觀察濾紙條上色素帶的顏色、次序和寬窄。(2021·遼寧卷)(

)(5)可用洋蔥鱗片葉提取和分離葉綠體中的色素。(2021·天津卷)(

)×××√√(6)依據(jù)吸收光譜的差異對光合色素進(jìn)行紙層析分離。(2021·北京卷)(

)(7)紙層析法分離葉綠體色素時，以多種有機(jī)溶劑的混合物作為層析液。(2021·河北卷)(

)(8)(必修1P100“思考·討論”延伸)恩格爾曼的第二個實驗中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。×√

水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長光的照射下，葉綠體會釋放氧氣，因此大量需氧細(xì)菌在此區(qū)域分布核心素養(yǎng)達(dá)成C考向1

結(jié)合綠葉中色素的提取和分離實驗考查科學(xué)思維、科學(xué)探究1．(2024·廣東卷)銀杏是我國特有的珍稀植物，其葉片變黃后極具觀賞價值。某同學(xué)用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別，下列實驗操作正確的是(

)A．選擇新鮮程度不同的葉片混合研磨B．研磨時用水補(bǔ)充損失的提取液C．將兩組濾紙條置于同一燒杯中層析D．用過的層析液直接倒入下水道解析：本實驗?zāi)康氖怯眉垖游龇ㄌ骄裤y杏綠葉和黃葉的色素差別，應(yīng)選擇新鮮程度不同的葉片分別研磨，A錯誤；光合色素不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，因此研磨時不能用水補(bǔ)充損失的提取液，B錯誤；由于濾紙條不會相互影響，層析液成分相同，兩組濾紙條可以置于同一個燒杯中層析，C正確；用過的層析液屬于有毒試劑，需倒入廢液箱中統(tǒng)一處理，D錯誤。實驗異?，F(xiàn)象分析2．(2024·貴州卷)為探究不同光照強(qiáng)度對葉色的影響，取紫鴨跖草在不同光照強(qiáng)度下，其他條件相同且適宜，分組栽培，一段時間后獲取各組光合色素提取液，用分光光度法(一束單色光通過溶液時，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度成正比)分別測定每組各種光合色素含量。下列敘述錯誤的是(

)A．葉片研磨時加入碳酸鈣可防止破壞色素B．分離提取液中的光合色素可采用紙層析法C．光合色素相對含量不同可使葉色出現(xiàn)差異D．測定葉綠素的含量時可使用藍(lán)紫光波段D解析：提取光合色素時加入碳酸鈣可以防止色素被破壞，A正確；由于不同色素在層析液中溶解度不同，因此在濾紙上的擴(kuò)散速度不同，從而達(dá)到分離的效果，這就是紙層析法，B正確；不同光合色素顏色不同，因此光合色素相對含量不同可使葉色出現(xiàn)差異，葉綠素多使葉片呈現(xiàn)綠色，類胡蘿卜素多使葉片呈黃色，C正確；葉綠素和類胡蘿卜素都可以吸收藍(lán)紫光，所以不能用藍(lán)紫光波段測定葉綠素含量，D錯誤。考向2

圍繞色素的吸收光譜和葉綠體的結(jié)構(gòu)、功能考查生命觀念3．(2023·全國乙卷)植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關(guān)葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(

)A．氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素B．葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體薄膜上C．用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰D．葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得越慢D解析：葉綠素的元素組成是C、H、O、N、Mg，氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素，A正確；光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜，需要光合色素吸收光能，葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體的類囊體薄膜上，B正確；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得越快，D錯誤。4．(2023·全國甲卷)某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后有糖產(chǎn)生?；卮鹣铝袉栴}：(1)葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細(xì)胞中的葉綠體與線粒體等其他細(xì)胞器分離，可以采用的方法是__________(答出1種即可)。葉綠體中光合色素分布在__________上，其中類胡蘿卜素主要吸收______(填“藍(lán)紫光”“紅光”或“綠光”)。解析：植物細(xì)胞器的分離方法可用差速離心法，葉綠體中的光合色素分布在類囊體薄膜上，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。差速離心法類囊體薄膜藍(lán)紫光(2)將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下葉綠體懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是___________________________________________________________。解析：黑暗條件下無光，光反應(yīng)不能進(jìn)行，無法為暗反應(yīng)(還原三碳化合物)提供原料ATP和NADPH，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，故不能生成糖。黑暗條件下不能產(chǎn)生還原三碳化合物所需要的ATP和NADPH(3)葉片進(jìn)行光合作用時，葉綠體中會產(chǎn)生淀粉。請設(shè)計實驗證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果：解析：要驗證葉綠體中有光合作用產(chǎn)物淀粉，需要將葉綠體提取出來并檢測其中淀粉。實驗設(shè)計思路及結(jié)果詳見答案。

實驗思路：將照光和黑暗處理的葉綠體懸浮液離心得到葉綠體，分別記為A組和B組，之后將得到的葉綠體進(jìn)行脫色處理，向經(jīng)脫色處理的葉綠體滴加碘液，觀察顏色變化。預(yù)期結(jié)果：A組葉綠體變藍(lán)色，B組葉綠體不變色?？键c(diǎn)二光合作用的原理第分部二必備知識梳理1．探索光合作用原理的部分實驗2．光合作用的概念和反應(yīng)式(1)概念：綠色植物通過葉綠體，利用____，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的______，并且釋放出____的過程。(2)反應(yīng)式(箭頭表示元素的去向)：光能有機(jī)物氧氣3．光合作用的過程(1)光合作用過程模型(2)光反應(yīng)與暗反應(yīng)(1)幼苗中的水可參與形成NADPH，也可參與形成NADH。(2024·貴州卷)(

)(2)光合作用中，水的光解發(fā)生在類囊體薄膜上。(2024·江西卷)(

)(3)光合作用時，在類囊體薄膜上合成ATP。(2022·福建卷)(

)(4)植物細(xì)胞產(chǎn)生的O2只能來自光合作用。(2021·山東卷)(

)(5)弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進(jìn)行光合作用。(2021·湖南卷)(

)√√√××(6)綠葉暗處理后，一半遮光，另一半曝光，碘蒸氣處理后觀察葉片顏色變化證明淀粉是光合作用的產(chǎn)物。(2021·福建卷)(

)(7)(必修1P103“圖5－14”拓展)光照停止后，短時間內(nèi)暗反應(yīng)仍然能夠持續(xù)，原因是______________________________________________?！坦夥磻?yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH繼續(xù)被暗反應(yīng)利用關(guān)鍵能力提升【情境應(yīng)用】研究發(fā)現(xiàn)，光照條件下，當(dāng)外界CO2濃度突然降至極低水平時，某植物葉肉細(xì)胞中的C5的含量突然上升，C3含量下降。若在降低CO2濃度的同時停止光照，則不出現(xiàn)上述情況?！締栴}探究】(1)該植物葉肉細(xì)胞中的C5含量突然上升的原因是什么？提示：CO2濃度降低時，CO2的固定減少，C5消耗減少，含量增加。(2)在C5含量上升的同時，葉肉細(xì)胞中的NADP＋與NADPH的比值如何變化，原因是什么？提示：下降；在C5含量上升的同時，C3含量下降，C3的還原減慢，NADPH消耗減少，NADPH積累增多，則葉肉細(xì)胞中的NADP＋與NADPH比值下降。(3)在降低CO2濃度的同時停止光照，則不出現(xiàn)上述情況，原因是什么？提示：光反應(yīng)和暗反應(yīng)同時減弱，不會出現(xiàn)C5的含量突然上升，C3含量下降的現(xiàn)象。分析環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)變化的方法1．“過程法”分析各物質(zhì)變化下圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原。當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化：2．“模型法”表示C3和C5等物質(zhì)含量變化結(jié)論：C3和C5變化趨勢始終相反，C5和NADPH、ATP變化趨勢始終相同。B考向1

結(jié)合光合作用的過程考查生命觀念、科學(xué)思維1．(2023·天津卷)下圖是某綠藻適應(yīng)水生環(huán)境、提高光合效率的機(jī)制圖。光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)X可進(jìn)入線粒體促進(jìn)ATP合成。下列敘述錯誤的是(

)核心素養(yǎng)達(dá)成2．(2024·河北卷)高原地區(qū)藍(lán)光和紫外光較強(qiáng)，常采用覆膜措施輔助林木育苗。為探究不同顏色覆膜對藏川楊幼苗生長的影響，研究者檢測了白膜、藍(lán)膜和綠膜對不同光的透過率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，結(jié)果如圖、表所示。覆膜處理葉綠素含量(mg/g)類胡蘿卜素含量(mg/g)白膜1.670.71藍(lán)膜2.200.90綠膜1.740.65回答下列問題：(1)如圖所示，三種顏色的膜對紫外光、藍(lán)光和綠光的透過率有明顯差異，其中__光可被位于葉綠體__________上的光合色素高效吸收后用于光反應(yīng)，進(jìn)而使暗反應(yīng)階段的C3還原轉(zhuǎn)化為__和____________________。與白膜覆蓋相比，藍(lán)膜和綠膜透過的______較少，可更好地減弱幼苗受到的輻射。藍(lán)類囊體薄膜C5(CH2O)(或糖類)紫外光解析：

葉綠體由雙層膜包被，內(nèi)部有許多基粒。每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的4種色素就分布在類囊體的薄膜上。其中葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。這4種色素吸收的光波長有差別，但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于光反應(yīng)，進(jìn)而使暗反應(yīng)階段的C3還原轉(zhuǎn)化為糖類和C5。據(jù)圖可知，與白膜覆蓋相比，藍(lán)膜和綠膜透過的紫外光較少，可更好地減弱幼苗受到的輻射。(2)光合色素溶液的濃度與其光吸收值成正比，選擇適當(dāng)波長的光可對色素含量進(jìn)行測定。提取光合色素時，可利用________作為溶劑。測定葉綠素含量時，應(yīng)選擇紅光而不能選擇藍(lán)紫光，原因是___________________________________________________________________________________。無水乙醇葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍(lán)紫光，選擇紅光可以避免類胡蘿卜素對實驗的干擾解析：無水乙醇可作為提取光合色素的試劑。類胡蘿卜素和葉綠素都能吸收藍(lán)紫光，而葉綠素還能吸收紅光，因此測定葉綠素含量時應(yīng)選擇紅光，以避免類胡蘿卜素對實驗的干擾。(3)研究表明，覆蓋藍(lán)膜更有利于藏川楊幼苗在高原環(huán)境的生長。根據(jù)上述檢測結(jié)果，其原因為________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。

藍(lán)膜覆蓋下藍(lán)光透過率高于白膜和綠膜，有利于藏川楊幼苗進(jìn)行光合作用；藍(lán)膜覆蓋下葉綠素含量和類胡蘿卜素的含量均高于白膜和綠膜，藏川楊幼苗光合速率較大；藍(lán)膜覆蓋下紫外光的透過率低于白膜和綠膜，減弱了對幼苗的傷害解析：分析表格，藍(lán)膜覆蓋下藏川楊幼苗的葉綠素含量和類胡蘿卜素含量均高于白膜和綠膜，光合色素含量高，吸收的光能較多，藏川楊幼苗的光合速率較大。分析柱形圖，藍(lán)膜覆蓋下藍(lán)光透過率高于白膜和綠膜，有利于植物進(jìn)行光合作用；藍(lán)膜覆蓋下紫外光的透過率低于白膜和綠膜，減弱了對幼苗的傷害，有利于幼苗生長。故覆蓋藍(lán)膜更有利于藏川楊幼苗在高原環(huán)境的生長?？枷?

圍繞環(huán)境條件改變時光合作用過程中的物質(zhì)變化考查科學(xué)思維3．(2025·湖北武漢聯(lián)考)卡爾文等研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植物所處環(huán)境由光照轉(zhuǎn)為黑暗時，RuBP(C5)含量急劇下降，PGA(C3)含量迅速上升；當(dāng)驟然降低CO2濃度時，PGA含量迅速下降，而RuBP含量上升。下列敘述錯誤的是(

)A．CO2的固定過程在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行B．RuBP可以與CO2反應(yīng)并消耗ATPC．CO2的還原階段消耗NADPH并合成蔗糖或淀粉等有機(jī)物D．葉綠體中RuBP含量不多，因為RuBP消耗后會再生B解析：CO2的固定過程屬于暗反應(yīng)階段，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，A正確；根據(jù)題干可知，RuBP是C5，而PGA是C3，RuBP可以與CO2反應(yīng)但是不消耗ATP，B錯誤；CO2的還原階段利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP并合成蔗糖或淀粉等有機(jī)物，C正確；在光合作用的卡爾文循環(huán)中，RuBP是CO2的受體，當(dāng)CO2與RuBP結(jié)合后，經(jīng)過一系列反應(yīng)，RuBP被消耗，但同時，在一系列酶促反應(yīng)下，會不斷地再生出新的RuBP，使其能持續(xù)參與CO2的固定過程，D正確。4．(2024·遼寧葫蘆島一模)植物光合作用的場所是葉綠體，其光合速率受多種外界因素的影響。葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成，其合成過程及部分代謝途徑如圖1所示。(1)酶R小亞基在__________中的核糖體合成后進(jìn)入葉綠體，在葉綠體的____中與酶R大亞基組裝成有功能的酶。解析：由圖1可知，細(xì)胞核DNA上編碼小亞基的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA上，RNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上翻譯形成小亞基，然后小亞基進(jìn)入葉綠體內(nèi)。葉綠體編碼大亞基的DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA上后，在葉綠體中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成大亞基，在葉綠體的基質(zhì)中小亞基和大亞基組裝成有功能的酶R。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)(2)進(jìn)行光合作用時，酶R需ATP參與激活，光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在________________(填場所)上完成的?；罨拿窻催化____________產(chǎn)生C3，C3還需被__________還原。被還原的C3一部分進(jìn)一步合成糖類，另一部分合成X，X為___。解析：進(jìn)行光合作用時，酶R需ATP參與激活，光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在葉綠體類囊體薄膜上完成的?；罨拿窻催化CO2和C5結(jié)合產(chǎn)生C3，C3還需被NADPH還原。C3的還原產(chǎn)物除了糖類外，還有C5，因此X為C5(五碳化合物)。葉綠體類囊體薄膜CO2和C5結(jié)合NADPHC5(3)在葉綠體中，糖類主要以淀粉的形式儲存，光合作用旺盛時，若植物合成的糖類以可溶性糖的形式儲存在葉綠體中，則可能導(dǎo)致葉綠體________。解析：在葉綠體中，糖類主要以淀粉的形式儲存，光合作用旺盛時，糖類大量以可溶性糖的形式存在于葉綠體中，進(jìn)而使葉綠體內(nèi)溶液的濃度升高，滲透壓增大，進(jìn)而可能導(dǎo)致葉綠體吸水漲破。吸水漲破(4)圖2為適宜條件下某植物葉片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2釋放速率隨時間變化的曲線，在t時葉片突然停止光照后，短時間內(nèi)會釋放出大量的CO2，這一現(xiàn)象被稱為“CO2的猝發(fā)”。圖中CO2吸收或釋放速率是指單位面積葉片在單位時間內(nèi)吸收或釋放CO2的量(單位：μmol·m-2·s-1)。據(jù)圖回答：突然遮光后，短時間內(nèi)葉綠體中C3的含量會____(填“上升”或“下降”)，圖形A面積的含義是______________________。上升光照條件下的凈光合總量解析：圖2為適宜條件下某植物葉片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2釋放速率隨時間變化的曲線，在t時葉片突然停止光照后，短時間內(nèi)會釋放出大量的CO2，這一現(xiàn)象被稱為“CO2的猝發(fā)”。圖中CO2吸收或釋放速率是指單位面積葉片在單位時間內(nèi)吸收或釋放CO2的量。突然遮光后，由于光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，因而C3還原速率變慢，同時CO2的固定速率基本不變，因此，短時間內(nèi)葉綠體中C3的含量會上升，圖形A面積指的是光下CO2的吸收速率，因而表示凈光合速率，即圖中A面積的含義是光照條件下的凈光合總量。真題演練感悟高考第分部三1．(2023·江蘇卷)下列關(guān)于“提取和分離葉綠體色素”實驗的敘述，合理的是(

)A．用有機(jī)溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止類胡蘿卜素被破壞B．若連續(xù)多次重復(fù)畫濾液細(xì)線可累積更多的色素，但易出現(xiàn)色素帶重疊C．該實驗提取和分離色素的方法可用于測定綠葉中各種色素含量D．用紅色莧菜葉進(jìn)行實驗可得到5條色素帶，花青素位于葉綠素a、b之間B解析：用有機(jī)溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，A錯誤；畫濾液細(xì)線時要間隔畫2～3次，即等上一次干了以后再畫下一次，若連續(xù)多次重復(fù)畫濾液細(xì)線可累積更多的色素，但是會造成濾液細(xì)線過寬，易出現(xiàn)色素帶重疊，B正確；該實驗中分離色素的方法是紙層析法，可根據(jù)各種色素在濾紙條上呈現(xiàn)的色素帶的寬窄來判斷各色素的含量，但該實驗所用的方法不能用于具體測定綠葉中各種色素含量，C錯誤；花青素存在于液泡中，易溶于水，難溶于非極性有機(jī)溶劑，因此用紅色莧菜葉進(jìn)行實驗，不能得到5條色素帶，D錯誤。2．(2023·湖北卷)植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過與PSⅡ結(jié)合或分離來增強(qiáng)或減弱對光能的捕獲(如圖所示)。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是(

)CA．葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)B．Mg2+含量減少會導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對光能的捕獲D．PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H＋、電子和O2解析：葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ與PSⅡ分離減少，PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)，A正確；Mg2+是葉綠素的組成成分，其含量減少會導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體上的葉綠素含量減少，導(dǎo)致對光能的捕獲減弱，B正確；弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，增強(qiáng)對光能的捕獲，C錯誤；PSⅡ光復(fù)合體能吸收光能，并分解水，水的光解產(chǎn)生H＋、電子和O2，D正確。3．(2022·湖北卷)某植物的2種黃葉突變體表型相似，測定各類植株葉片的光合色素含量(單位：μg·g-1)，結(jié)果如表。下列有關(guān)敘述正確的是(

)D植株類型葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素葉綠素/類胡蘿卜素野生型12355194194.19突變體1512753701.59突變體2115203790.36A．兩種突變體的出現(xiàn)增加了物種多樣性B．突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強(qiáng)C．兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致D．葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導(dǎo)致突變體的葉片呈黃色解析：兩種突變體的出現(xiàn)增加了遺傳多樣性，A錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，突變體2的葉綠素a和葉綠素b的含量比突變體1的少，故突變體2比突變體1吸收紅光的能力弱，B錯誤；兩種突變體的光合色素含量差異，可能是由同一個基因突變方向不同導(dǎo)致的，C錯誤；野生型的葉綠素與類胡蘿卜素的比值為4.19，葉綠素含量較高，葉片呈綠色，突變體的葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降，葉綠素含量少，不能掩蓋類胡蘿卜素的顏色，此時葉片呈黃色，D正確。4．(2024·江蘇卷)科研人員對藍(lán)細(xì)菌的光合放氧、呼吸耗氧和葉綠素a含量等進(jìn)行了系列研究。圖1是藍(lán)細(xì)菌光合作用部分過程示意圖，圖2是溫度對藍(lán)細(xì)菌光合放氧和呼吸耗氧影響的曲線圖。請回答下列問題：(1)圖1中H＋從類囊體薄膜內(nèi)側(cè)到外側(cè)只能通過ATP合酶，而O2能自由通過類囊體薄膜，說明類囊體薄膜具有的特性是__________。暗反應(yīng)中C3在__________________的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)?CH2O)，此過程發(fā)生的區(qū)域位于藍(lán)細(xì)菌的__________中。解析：類囊體薄膜允許某些物質(zhì)通過，而限制另一些物質(zhì)通過，這體現(xiàn)了類囊體薄膜具有選擇透過性。暗反應(yīng)中，C3在光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH的作用下，被還原為糖類等有機(jī)物，藍(lán)細(xì)菌是原核生物，此過程發(fā)生在藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。選擇透過性ATP和NADPH細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(2)圖2中藍(lán)細(xì)菌光合放氧的曲線是__(填“甲”或“乙”)；理由為__________________________________________________________________________________________。解析：光合作用產(chǎn)生氧氣，而呼吸作用消耗氧氣。一般來說，光合作用在一定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而增強(qiáng)，產(chǎn)生的氧氣增多；呼吸作用在一定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而增強(qiáng)，消耗的氧氣增多。但通常光合作用產(chǎn)生氧氣的量大于呼吸作用消耗氧氣的量，這樣藍(lán)細(xì)菌才能積累有機(jī)物，正常生長，所以圖2中藍(lán)細(xì)菌光合放氧的曲線是乙。乙

常溫下光合作用產(chǎn)生氧氣的量大于呼吸作用消耗氧氣的量，這樣藍(lán)細(xì)菌才能積累有機(jī)物，正常生長(3)在一定條件下，測定樣液中藍(lán)細(xì)菌密度和葉綠素a含量，建立葉綠素a含量與藍(lán)細(xì)菌密度的相關(guān)曲線，用于估算水體中藍(lán)細(xì)菌密度。請完成表格：實驗?zāi)康暮喴僮鞑襟E測定樣液藍(lán)細(xì)菌數(shù)量按一定濃度梯度稀釋樣液，分別用血細(xì)胞計數(shù)板計數(shù)，取樣前需①____濃縮藍(lán)細(xì)菌②__________________________搖勻稀釋樣液離心，取下層沉淀物實驗?zāi)康暮喴僮鞑襟E③__________將濃縮的藍(lán)細(xì)菌用一定量的乙醇重新懸?、躝_____________用錫箔紙包裹裝有懸浮液的試管，避光存放建立相關(guān)曲線用分光光度計測定葉綠素a含量，計算提取葉綠素防止葉綠素降解解析：第一步：測定樣液藍(lán)細(xì)菌密度時，取樣前需搖勻，以保證計數(shù)的準(zhǔn)確性。第二步：濃縮藍(lán)細(xì)菌，將稀釋樣液離心，取下層沉淀物。第三步：將濃縮的藍(lán)細(xì)菌用一定量的乙醇重新懸浮，是為了提取葉綠素。第四步：用錫箔紙包裹裝有懸浮液的試管，避光存放，以防止葉綠素降解。課時作業(yè)14第分部四A一、選擇題(每小題3分，共33分)1．(2025·山西大同模擬)某興趣小組以新鮮的綠葉為實驗材料，進(jìn)行“光合色素的提取和分離”的實驗。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A．加入碳酸鈣的作用是防止濾液揮發(fā)B．用無水乙醇提取葉片中的色素C．濾紙條上藍(lán)綠色的色素帶寬度最大D．加入二氧化硅有利于充分研磨解析：研磨綠葉時，加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，A錯誤；色素不能溶于水，能溶解在乙醇等有機(jī)溶劑中，故用無水乙醇提取葉片中的色素，B正確；葉綠素a含量最多，呈藍(lán)綠色，故濾紙條上藍(lán)綠色(葉綠素a)的色素帶寬度最大，C正確；加入二氧化硅有利于充分研磨，D正確。B2．(2025·江西上饒模擬)恩格爾曼利用水綿和需氧細(xì)菌做了證明葉綠體是光合作用的場所及光合作用主要吸收紅光和藍(lán)紫光兩個實驗。對這兩個實驗的分析中，錯誤的是(

)A．都是在已知光合作用需要光的前提下進(jìn)行B．都要用極細(xì)的光束對水綿臨時裝片進(jìn)行照射C．都要以需氧細(xì)菌聚集的部位作為實驗指標(biāo)D．都要將臨時裝片放在沒有空氣的小室中進(jìn)行實驗解析：恩格爾曼的實驗?zāi)康臑樽C明葉綠體是光合作用的場所及光合作用主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此之前已經(jīng)知道光合作用需要光，A正確；證明葉綠體是光合作用的場所，需要用極細(xì)的光束照射水綿，而證明光合作用主要吸收紅光和藍(lán)紫光，則是用透過三棱鏡的光照射臨時裝片上的水綿，B錯誤；兩個實驗都要以需氧細(xì)菌聚集的部位作為實驗指標(biāo)，為排除環(huán)境中氧氣的干擾，要將臨時裝片放在沒有空氣的小室中進(jìn)行實驗，C、D正確。D3．(2025·江西南昌模擬)綠葉海蝸牛能貯存綠藻類食物中的葉綠體，利用其光合產(chǎn)物作為食物來源，還能將綠藻細(xì)胞核基因轉(zhuǎn)移到自身基因組中，以便調(diào)控葉綠體更新。下列敘述正確的是(

)A．綠葉海蝸牛進(jìn)行光合作用的色素主要是藻藍(lán)素和葉綠素B．綠藻細(xì)胞核基因需水解為脫氧核苷酸才能整合到綠葉海蝸牛的基因組中C．綠葉海蝸牛與綠藻在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的最主要區(qū)別是綠藻沒有成形的細(xì)胞核D．綠葉海蝸牛體內(nèi)葉綠體的更新需要核糖體、線粒體等細(xì)胞器參與解析：綠藻是真核生物，葉綠體中的光合色素主要為葉綠素和類胡蘿卜素，綠葉海蝸牛將綠藻細(xì)胞核基因轉(zhuǎn)移到自身基因組中，所以綠葉海蝸牛進(jìn)行光合作用的色素主要是葉綠素和類胡蘿卜素，A錯誤；綠藻細(xì)胞核基因不用水解就能整合到綠葉海蝸牛的基因組中，B錯誤；綠藻是真核生物，有成形的細(xì)胞核，C錯誤；葉綠體含有蛋白質(zhì)等物質(zhì)，蛋白質(zhì)的合成需要核糖體和線粒體等細(xì)胞器的參與，D正確。D4．(2024·河南南陽模擬)環(huán)境因素的改變可影響葉綠體中色素的種類和含量，而葉綠體中色素的種類與含量又直接影響光合速率。下列敘述正確的是(

)A．在無光條件下培育的韭菜葉片中不含任何色素，無法進(jìn)行光合作用B．溫度降低導(dǎo)致葉綠素含量下降的唯一原因是葉綠素的合成能力降低C．提取光合色素時需要在水中將植物葉片充分研磨以利于各種色素的釋放D．光合色素對不同波長光的吸收能力不同，且每種色素都不能吸收所有波長的光解析：葉綠素的合成需要光照，在無光條件下培育的韭菜葉片中不含葉綠素，但是含有其他色素，可以進(jìn)行光合作用，A錯誤；溫度降低導(dǎo)致葉綠素含量下降的原因除了葉綠素的合成能力降低外，還有低溫下葉綠素也容易分解，B錯誤；光合色素易溶于有機(jī)溶劑中，故提取光合色素時需要在無水乙醇中將植物葉片充分研磨以利于光合色素的釋放，C錯誤；光合色素對不同波長光的吸收能力不同，且每種色素都不能吸收所有波長的光，會對某些波長的光吸收較為明顯，如葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，D正確。A5．下列有關(guān)科學(xué)史和科學(xué)研究方法的說法錯誤的是(

)A．卡爾文等用小球藻進(jìn)行實驗，最終探明了CO2→C5→(CH2O)的過程B．希爾制取葉綠體懸浮液并加入草酸鐵，光照后發(fā)現(xiàn)存在還原性物質(zhì)將Fe3+還原成Fe2+C．魯賓和卡門用同位素示蹤法證明了光合作用釋放的氧氣來自水D．恩格爾曼用水綿進(jìn)行實驗證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧解析：卡爾文等用小球藻進(jìn)行同位素標(biāo)記實驗，最終探明了CO2→C3→(CH2O)的過程，A錯誤；希爾制取葉綠體懸浮液并加入草酸鐵，光照后發(fā)現(xiàn)存在還原性物質(zhì)將Fe3+還原成Fe2+，離體的葉綠體釋放了氧氣，B正確；魯賓和卡門用同位素(18O)示蹤法證明了光合作用釋放的氧氣來自水，C正確；恩格爾曼用水綿進(jìn)行實驗，以需氧細(xì)菌為指示生物證明了葉綠體能吸收光能(紅光和藍(lán)紫光)用于光合作用放出氧氣，D正確。C6．(2024·安徽合肥模擬)在離體葉綠體懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照條件下發(fā)生了水的光解、產(chǎn)生氧氣的現(xiàn)象稱為“希爾反應(yīng)”。下列敘述錯誤的是(

)A．希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中光反應(yīng)階段的部分變化B．希爾反應(yīng)懸浮液中鐵鹽的作用與NADP＋的作用相似C．希爾反應(yīng)說明植物產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水D．希爾反應(yīng)說明水的光解和糖類的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)解析：希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中光反應(yīng)階段的部分變化，需要光照、水等條件，A正確；希爾反應(yīng)懸浮液中鐵鹽的作用與NADP＋的作用相似，都具有氧化的作用，B正確；希爾反應(yīng)不能證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水，實驗中其他物質(zhì)也含有氧，需要進(jìn)一步研究，C錯誤；希爾反應(yīng)過程沒有加入CO2，說明水的光解和糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)，D正確。C7．下圖是某綠色植物光合作用的示意圖，其中a、b表示物質(zhì)，Ⅰ、Ⅱ表示反應(yīng)階段。下列敘述錯誤的是(

)A．缺Mg會影響該植物Ⅰ階段對光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化B．在類囊體薄膜上產(chǎn)生的a和b可參與葉綠體基質(zhì)中的Ⅱ階段C．若光照強(qiáng)度減弱，則短時間內(nèi)該植物細(xì)胞中C3/C5的值變小D．該植物經(jīng)光合作用可將光能轉(zhuǎn)變成糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能解析：缺Mg會影響葉綠素的合成，進(jìn)而影響光反應(yīng)階段對光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化，A正確；Ⅰ、Ⅱ分別表示光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段，a、b分別表示物質(zhì)NADPH和ATP，在類囊體薄膜上產(chǎn)生的NADPH和ATP可參與葉綠體基質(zhì)中的暗反應(yīng)階段，B正確；若光照強(qiáng)度減弱，則短時間內(nèi)NADPH和ATP的生成量減少，C3的還原減弱，導(dǎo)致C3/C5的值變大，C錯誤；該植物經(jīng)光合作用可將光能轉(zhuǎn)變成糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能，D正確。8．(2025·河南信陽一模)為研究高光照強(qiáng)度對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用無水乙醇提取葉綠體色素，用層析液進(jìn)行紙層析，下圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是(

)A．高光照強(qiáng)度導(dǎo)致了該植物胡蘿卜素的含量降低B．葉綠素含量增加有利于該植物抵御高光照強(qiáng)度C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰波長有差異D．畫濾液細(xì)線時，濾液在點(diǎn)樣線上只能畫一次C解析：Ⅰ為胡蘿卜素，Ⅱ為葉黃素，Ⅲ為葉綠素a，Ⅳ為葉綠素b，由題圖可知，高光照強(qiáng)度導(dǎo)致了該植物胡蘿卜素的含量升高，A錯誤；據(jù)題圖可知，與正常光照強(qiáng)度相比，高光照強(qiáng)度下葉綠素含量降低，類胡蘿卜素含量增加，說明類胡蘿卜素含增加有利于該植物抵御高光照強(qiáng)度，B錯誤；Ⅲ為葉綠素a，Ⅳ為葉綠素b，二者吸收光譜的吸收峰波長有差異，C正確；畫濾液細(xì)線時，濾液在點(diǎn)樣線上需要重復(fù)畫幾次，D錯誤。D9．(2025·安徽合肥模擬)如圖所示，將草酸鐵(含F(xiàn)e3+)加入含有離體葉綠體的溶液中，除去空氣并給予適宜的光照后，溶液顏色發(fā)生變化并產(chǎn)生氧氣。在相同條件下，不添加草酸鐵時，則不產(chǎn)生氧氣。下列有關(guān)論述正確的是(

)A．可通過差速離心法提取葉綠體并置于蒸餾水中保存B．相較于藍(lán)紫光，用綠光照射，葉綠體釋放氧氣量更大C．顏色變化是由于Fe3+被還原，F(xiàn)e3+相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)內(nèi)的NADHD．實驗說明葉綠體中氧氣的產(chǎn)生過程與糖類的合成過程相對獨(dú)立解析：可通過差速離心法提取葉綠體，但是葉綠體不能置于蒸餾水中保存，否則會吸水漲破，A錯誤；相較于綠光，用藍(lán)紫光照射，葉綠體釋放氧氣量更大，B錯誤；NADH是呼吸作用中的還原劑，顏色變化是由于Fe3+被還原，F(xiàn)e3+相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)內(nèi)的NADP＋，C錯誤；實驗說明，葉綠體中氧氣的產(chǎn)生過程發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，糖類的合成過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，這兩個過程相對獨(dú)立，D正確。10．多肉植物是指莖或葉或根具有發(fā)達(dá)的薄壁組織用以貯藏水分，在外形上顯得肥厚多汁的一類植物，其種類多樣且顏色各異，是常見的盆栽植物。多肉植物繁殖能力強(qiáng)，有的一片葉就可以長成一棵