必修1分子與細(xì)胞第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4講捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)、光合作用的原理考情研讀·備考定位課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1．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(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能。2．實(shí)驗(yàn)：提取和分離葉綠體色素。1．通過“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。(科學(xué)探究)2．運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀，分析葉綠體結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用的特點(diǎn)；通過分析恩格爾曼實(shí)驗(yàn)，歸納總結(jié)葉綠體的功能。(生命觀念)3．通過分析葉綠體色素吸收光譜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，養(yǎng)成關(guān)心生產(chǎn)、生活實(shí)際的責(zé)任意識(shí)。(社會(huì)責(zé)任)4．通過比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)及它們之間的關(guān)系，建立對(duì)立統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)。(生命觀念)考點(diǎn)二提能訓(xùn)練練案[12]考點(diǎn)一考點(diǎn)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)必備知識(shí)·夯實(shí)基礎(chǔ)知|識(shí)|鞏|固1．綠葉中色素的提取和分離(1)實(shí)驗(yàn)原理(2)實(shí)驗(yàn)步驟①提取色素a．研磨b．過濾：用_______________過濾。c．收集濾液：試管口加棉塞，防止乙醇揮發(fā)和色素氧化。溶解色素研磨充分保護(hù)色素單層尼龍布②分離色素主要操作操作要點(diǎn)操作目的制備濾紙條預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散一端剪去兩角保證色素在濾紙上擴(kuò)散______________畫濾液細(xì)線濾液細(xì)線要細(xì)、直、勻使_________________________待濾液干燥后，再畫一兩次增加色素附著量，使分離出的色素帶分明層析加蓋防止層析液揮發(fā)層析液不能觸及____________防止色素溶解在層析液中均勻、整齊各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同濾液細(xì)線(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果最少最高最快最多最低最慢2．葉綠體中色素的吸收光譜(1)分布：___________________________。(2)功能：吸收、傳遞(四種色素)和轉(zhuǎn)換光能(只有少量葉綠素a)。①葉綠體中的色素只吸收_________，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。葉綠體類囊體薄膜上可見光②葉綠素對(duì)________________的吸收量大，類素對(duì)________的吸收量大。紅光和藍(lán)紫光藍(lán)紫光3．葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能【總結(jié)】恩格爾曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的4點(diǎn)巧妙之處(1)實(shí)驗(yàn)材料選得妙：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和需氧細(xì)菌。水綿的葉綠體呈螺旋帶狀，便于觀察；利用需氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。(2)排除干擾的方法妙：沒有空氣的黑暗環(huán)境，排除了空氣中氧氣和光的干擾。(3)觀測指標(biāo)設(shè)計(jì)得妙：用極細(xì)的光束點(diǎn)狀投射，葉綠體上可分為獲得光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)得妙：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光對(duì)照實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。教材隱含知識(shí)1．(必修1P97問題探討)生產(chǎn)上，用何種顏色的玻璃或塑料薄膜做棚的頂棚產(chǎn)量高？并說明其原因。陰天時(shí)，在功率相同的情況下，應(yīng)該選擇什么顏色的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？________________________________________________________________________________________________。2．(必修1P99旁欄思考)植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？_________________________________________________________________。無色，因?yàn)槿展庵懈鞣N顏色的光均能通過，作物光合效率高。陰天時(shí)，應(yīng)選擇補(bǔ)紅光和藍(lán)紫光的照明燈因?yàn)檫@種波長的光光合色素幾乎不吸收，不能用于光合作用中合成有機(jī)物思|維|辨|析合，判斷正誤。(1)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素。(

)(2)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同。(

)(3)葉片黃化，葉綠體對(duì)紅光的吸收增多。(

)(4)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。(

)(5)葉綠體內(nèi)膜的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外膜的面積。(

)答案：(1)√

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×延|伸|探|究1．有的植物工廠在種植蔬菜等植物時(shí)，完全依靠LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍(lán)紫色和白色的光源，選擇這些光源的原因是什么？提示：紅色光源、藍(lán)色光源發(fā)出的分別是紅光、藍(lán)光，光合色素對(duì)紅光、藍(lán)紫光吸收最多；白光是復(fù)合光，含有不同波長的光，光合色素能吸收更多的光。2．海洋中綠藻、褐藻、紅藻在海水中的垂直分布大致依次是淺層、中層、深層，從水層透光與植物光能捕獲兩個(gè)層面解釋其中的原因。提示：藻類本身的顏色是反射出來的光所形成的，即紅藻反射出紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃光。水對(duì)紅、橙光的吸收比對(duì)藍(lán)、綠光的吸收要多，即到達(dá)深水層的光線是相對(duì)富含短波長的光，因此，吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水的深層。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重|難|精|講1．實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析異?，F(xiàn)象原因分析色素帶顏色較淺(1)未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；(2)一次加入過量的無水乙醇，提取液濃度太低(應(yīng)分次加入少量無水乙醇，如10mL)；(3)畫濾液細(xì)線時(shí)次數(shù)太少異常現(xiàn)象原因分析濾紙條下面兩條色素帶較淺(1)未加碳酸鈣或加入過少，葉綠素被破壞；(2)實(shí)驗(yàn)材料中葉綠素的含量較少(如泛黃的葉片)色素帶重疊(1)濾液細(xì)線不直；(2)濾液細(xì)線過粗無色素帶(1)忘記畫濾液細(xì)線；(2)濾液細(xì)線接觸或浸沒于層析液，色素全部溶解到層析液中2．影響葉綠素合成因素的分析考向一考查實(shí)驗(yàn)原理、過程及結(jié)果分析

(2025·南通模擬)為了測定葉片葉綠體中色素含量，某中學(xué)興趣小組利用兩種方法分別提取菠菜葉片的葉綠體色素，并測定含量，實(shí)驗(yàn)過程如圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)精|準(zhǔn)|命|題例1A．方法①中的“？”代表的是SiO2，加入該成分以便研磨更充分B．方法①②中加入CaCO3的作用是保護(hù)色素，提高色素的提取量C．方法②中沸水浴可破壞膜結(jié)構(gòu)，使色素充分釋放D．方法②延長沸水浴時(shí)間，色素提取更充分答案：D解析：方法①中的“？”代表的是SiO2，它能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，加入該成分以便研磨更充分，A正確；方法①②中加入CaCO3的作用是保護(hù)色素在研磨時(shí)不被破壞，提高色素的提取量，B正確；方法②中沸水浴可破壞膜結(jié)構(gòu)，使色素充分釋放，C正確；方法②延長沸水浴時(shí)間，葉綠體中的色素會(huì)被分解，色素提取量變少，D錯(cuò)誤。A．類素和葉綠素都主要吸收紅光B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明無光照或弱光照不會(huì)影響類素的合成C．若研磨時(shí)未加SiO2，則濾紙條的色素帶中葉綠素的寬度可能會(huì)變窄D．海帶通常呈現(xiàn)褐色與其光合色素對(duì)光能的捕獲有關(guān)〔變式訓(xùn)練1〕

(2024·遼寧鞍山校聯(lián)考一模)某興趣小組為了探究光照對(duì)綠葉中色素合成的影響，將韭菜根分別置于光照和黑暗條件下培養(yǎng)，分別發(fā)育成韭菜和韭黃，然后提取和分離二者葉片中的色素，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)答案：A解析：類素主要吸收藍(lán)紫光，A錯(cuò)誤；兩個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下類素含量相同，說明無光照或弱光照不會(huì)影響類素的合成，B正確；SiO2可使研磨更充分，若研磨時(shí)未加SiO2，則濾紙條的色素帶中葉綠素的寬度可能會(huì)變窄，C正確；海帶通常呈現(xiàn)褐色與其光合色素對(duì)光能的捕獲有關(guān)，D正確。故選A?？枷蚨@葉綠體的結(jié)構(gòu)及捕獲光能的色素，考查結(jié)構(gòu)與功能觀

(2025某省市調(diào)研)葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場所，下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是(

)A．葉綠體中的色素的合成都需要Mg2＋和光照B．H2O在光下分解為NADPH和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在葉綠體基質(zhì)中合成的例2答案：D解析：只有葉綠素的合成才需要Mg2＋和光照，A錯(cuò)誤；水的光解是光反應(yīng)過程，發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，B錯(cuò)誤；CO2的固定發(fā)生在暗反應(yīng)過程中，場所為葉綠體基質(zhì)，C錯(cuò)誤；光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在葉綠體基質(zhì)中合成的，D正確。〔變式訓(xùn)練2〕

(2024·山東臨沂聯(lián)考)高等植物的光合作用依賴光合色素。不同環(huán)境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化稱為“葉綠素循環(huán)”。研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)遮光條件下，葉綠素a/葉綠素b的值會(huì)降低，以適應(yīng)環(huán)境。下圖①②是兩種葉綠素的吸收光譜。下列關(guān)于葉綠素的敘述，正確的是(

)A．圖中①和②主要分布在葉綠體的內(nèi)膜上B．利用紙層析法分離色素時(shí)，②應(yīng)位于濾紙條的最下端C．植物葉片呈現(xiàn)綠色是由于①②主要吸收綠光D．弱光下①的相對(duì)含量增高有利于植物對(duì)弱光的利用答案：D解析：圖中①(葉綠素b)、②(葉綠素a)主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上，A錯(cuò)誤；利用紙層析法分離色素時(shí)，①(葉綠素b)應(yīng)位于濾紙條的最下端，B錯(cuò)誤；植物葉片呈現(xiàn)綠色是由于①②吸收綠光最少，反射綠光，C錯(cuò)誤；在適當(dāng)遮光條件下，葉綠素a/葉綠素b的值會(huì)降低，以適應(yīng)環(huán)境，故弱光下①(葉綠素b)的相對(duì)含量增高有利于植物對(duì)弱光的利用，D正確。考點(diǎn)二光合作用的原理必備知識(shí)·夯實(shí)基礎(chǔ)知|識(shí)|鞏|固1．探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)提醒：同位素標(biāo)記法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就沒有放射性，不能檢測其放射性；而14C有放射性，可被追蹤檢測。2．光合作用的概念光合作用是指綠色植物通過________，利用光能，將____________轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出______的過程。葉綠體二氧化碳和水氧氣3．光合作用的過程圖解4．反應(yīng)式(1)若有機(jī)物為(CH2O)：_____________________________。(2)若有機(jī)物為C6H12O6：__________________________________________________。＋6H2O助學(xué)巧記：光合作用過程的“一、二、三、四”5．光合作用和化能合成作用的比較提醒：綠色植物和化能合成菌及光合細(xì)菌為自養(yǎng)生物，人、動(dòng)物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌屬于異養(yǎng)生物。思|維|辨|析合，判斷正誤。(1)光合作用的過程中，ADP從類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)某著名企業(yè)。(

)(2)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應(yīng)過程。(

)(3)土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖類。(

)(4)植物細(xì)胞產(chǎn)生的O2只能來自光合作用。(

)答案：(1)×

(2)√

(3)√

(4)×延|伸|探|究1．給小球藻提供18O2，在小球藻合成的有機(jī)物中檢測到了18O，其最可能的轉(zhuǎn)化途徑是什么？2．光照停止后暗反應(yīng)短時(shí)間仍然能夠持續(xù)，但無法長時(shí)間正常進(jìn)行，原因是什么？CO2不足暗反應(yīng)減弱后光反應(yīng)也無法正常進(jìn)行，原因是什么？提示：暗反應(yīng)中C3的還原需要光反應(yīng)提供ATP和NADPH，停止光照使光反應(yīng)停止，葉綠體中仍有少量ATP和NADPH能使暗反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，但是這段時(shí)間后，暗反應(yīng)因缺少ATP和NADPH而無法進(jìn)行。光反應(yīng)需要暗反應(yīng)提供的ADP、Pi和NADP＋，CO2不足使暗反應(yīng)減弱后，光反應(yīng)在缺少原料的情況下無法正常進(jìn)行。3．光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，一定時(shí)間后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅僅30s的時(shí)間，放射性代謝產(chǎn)物多達(dá)幾十種，縮短時(shí)間到7s，發(fā)現(xiàn)放射性代謝產(chǎn)物減少到12種。如果要探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物是什么，可能的實(shí)驗(yàn)思路是什么？提示：不斷縮短光照時(shí)間后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產(chǎn)物，該物質(zhì)即為CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重|難|精|講1．光合作用過程中元素的去向分析2．環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析(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(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：(2)模型法表示C3和C5等物質(zhì)含量變化考向一光合作用的探究歷程和光合作用的過程

(2024·江蘇海安高級(jí)中學(xué)高三月考)卡爾文將14C標(biāo)記的CO2通入正在進(jìn)行光合作用的小球藻培養(yǎng)液中，然后在培養(yǎng)后不同時(shí)間

(0.5s、3s、10s等)將培養(yǎng)液迅速傾入熱乙醇中以殺死細(xì)胞，最后利用層析法和放射自顯影技術(shù)進(jìn)行物質(zhì)的分離和鑒定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。下列相關(guān)分析不正確的是(

)精|準(zhǔn)|命|題例1A．用14C標(biāo)記CO2可排除細(xì)胞中原有物質(zhì)的干擾B．熱乙醇處理的目的是停止光合作用的進(jìn)行C．推測暗反應(yīng)的初產(chǎn)物可能是3－磷酸D．可依據(jù)放射性的強(qiáng)弱推測出暗反應(yīng)的過程答案：D解析：熱乙醇可以殺死細(xì)胞，用熱乙醇處理的目的是停止光合作用的進(jìn)行，以檢測殺死細(xì)胞時(shí)，其光合作用的進(jìn)行程度，B正確；放射性最先在3－磷酸出現(xiàn)，推測暗反應(yīng)的初產(chǎn)物可能是3－磷酸，C正確；該實(shí)驗(yàn)可通過放射性出現(xiàn)的先后順序來推測暗反應(yīng)的過程，D錯(cuò)誤?！沧兪接?xùn)練1〕下圖為類囊體膜蛋白排列和光反應(yīng)產(chǎn)物形成的示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．水光解產(chǎn)生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜B．NADP＋與電子(e－)和質(zhì)子(H＋)結(jié)合形成NADPHC．產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)及其他消耗能量的反應(yīng)D．電子(e－)的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)答案：A解析：O2在葉綠體的類囊體薄膜產(chǎn)生，在線粒體內(nèi)膜被利用，故葉綠體產(chǎn)生的O2被線粒體利用至少需要穿過葉綠體的3層膜(包括類囊體膜1層膜和葉綠體的內(nèi)外膜)和線粒體的2層膜，共5層生物膜，A錯(cuò)誤；據(jù)圖分析，NADP＋與e－和H＋結(jié)合形成NADPH，B正確；根據(jù)圖中的信息，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)、色素合成和核酸代謝等一些消耗能量的反應(yīng)，C正確；電子傳遞釋放的能量用于H＋的逆濃度梯度運(yùn)輸，使類囊體腔內(nèi)維持高濃度的H＋，H＋由類囊體腔順濃度梯度運(yùn)輸至葉綠體基質(zhì)，驅(qū)動(dòng)ATP的合成，電子有序傳遞保證了ATP和NADPH的合成，是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，D正確?？枷蚨@光合作用過程中物質(zhì)含量的變化分析，考查科學(xué)思維

(2025·湖南長郡中學(xué)調(diào)研)如圖為某植物葉肉細(xì)胞光合作用示意圖，圖中①②③④表示相關(guān)物質(zhì)。現(xiàn)有甲、乙兩植株，甲葉色正常，乙為葉色黃化的突變植株，葉綠素含量明顯少于甲。將甲、乙植株置于正常光照、、CO2濃度等條件相同的環(huán)境中，下列相關(guān)分析正確的是(

)例2A．被色素吸收的光能全部用于③合成ATPB．只有接受ATP釋放的能量，C3才可被NADPH還原C．如果突然增加光照強(qiáng)度，則短時(shí)間內(nèi)②含量減少，③的含量增加D．如果突然增加光照強(qiáng)度，甲的葉肉細(xì)胞C3減少，乙的葉肉細(xì)胞④含量減少答案：B解析：光合作用過程中色素吸收的光能有兩方面的用途，一方面引起水的光解，另一方面參與ATP和NADPH的合成，A錯(cuò)誤；在光合作用暗反應(yīng)階段，C3的還原只有接受ATP釋放的能量才可完成，B正確；圖中②表示NADP＋，若突然增加光照強(qiáng)度，光反應(yīng)增強(qiáng)，則短時(shí)間內(nèi)②含量減少，③為ADP和磷酸，增加光照強(qiáng)度后短時(shí)間內(nèi)③的含量也會(huì)減少，C錯(cuò)誤；若突然增加光照強(qiáng)度，則甲、乙兩植株光合作用光反應(yīng)均增強(qiáng)，所以C3均減少，圖中④(C5)均增加，D錯(cuò)誤。判斷C3、C5等物質(zhì)含量變化的分析思路葉綠體內(nèi)相關(guān)物質(zhì)含量變化可通過對(duì)物質(zhì)的來路和去路是否平衡進(jìn)行分析：歸納提示〔變式訓(xùn)練2〕

(2025·山東濟(jì)寧高三檢測)光合作用通過密切關(guān)聯(lián)的兩大階段——光反應(yīng)和暗反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。下列對(duì)于改變反應(yīng)條件而引起的變化的說法，正確的是(

)A．突然中斷CO2供應(yīng)，會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3的值減小B．突然中斷CO2供應(yīng)，會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值增大C．突然將紅光改變?yōu)榫G光，會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C3/C5的值減小D．突然將綠光改變?yōu)榧t光，會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值減小答案：B解析：突然中斷CO2供應(yīng)，導(dǎo)致CO2的固定速率降低，葉綠體中C5含量增加、C3含量減少，因此會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3的值增大，A錯(cuò)誤；突然將紅光改變?yōu)榫G光后，光能利用率降低，ATP和NADPH含量減少，進(jìn)而使C3含量增加、C5含量減少，因此會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C3/C5的值增大，C錯(cuò)誤；突然將綠光改變?yōu)榧t光后，光能利用率提高，ATP的含量增加，ATP/ADP的值增大，D錯(cuò)誤。素養(yǎng)提升·強(qiáng)化思維構(gòu)|建|網(wǎng)|絡(luò)真|題|再|(zhì)現(xiàn)1．(2024·貴州卷)為探究不同光照強(qiáng)度對(duì)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(shí)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(shí)，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(cuò)誤的是(

)A．葉片研磨時(shí)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(duì)含量不同可使葉色出現(xiàn)差異D．測定葉綠素的含量時(shí)可使用藍(lán)紫光波段答案：D解析：提取光合色素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(duì)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，而秋季類素增多使葉片呈黃色，C正確；葉綠素和類素都可以吸收藍(lán)紫光，所以不能用藍(lán)紫光波段測定葉綠素含量，D錯(cuò)誤。故選D。2．(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(jià)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(shí)驗(yàn)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(shí)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答案：C解析：本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖怯眉垖游龇ㄌ骄裤y杏綠葉和黃葉的色素差別，選擇新鮮程度不同的葉片分開研磨，A錯(cuò)誤；色素溶于有機(jī)溶劑，提取液為無水乙醇，光合色素不溶于水，B錯(cuò)誤；由于濾紙條不會(huì)相互影響，層析液的成分相同，兩組濾紙條可以置于同一個(gè)燒杯中層析，C正確；用過的層析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D錯(cuò)誤。故選C。3．(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(duì)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(cuò)誤的是(

)A．葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲增強(qiáng)B．Mg2＋含量減少會(huì)導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲減弱C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對(duì)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答案：C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(duì)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(huì)導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體上的葉綠素含量減少，導(dǎo)致對(duì)光能的捕獲減弱，B正確；弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，增強(qiáng)對(duì)光能的捕獲，C錯(cuò)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。故選C。4．(2023·全國乙卷)植物葉片中的色素對(duì)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(cuò)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．葉綠素和類素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C．用不同波長的光照射類素溶液，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)散得越慢答案：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)的場所是類囊體的薄膜，需要光合色素吸收光能，葉綠素和類素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上，B正確；類素主要吸收藍(lán)紫光，用不同波長的光照射類素溶液，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(cuò)誤。故選D。5．(2024·新課標(biāo)理綜)某同學(xué)將一種高等植物幼苗分為4組(a、b、c、d)，分別置于密閉裝置中照光培養(yǎng)，a、b、c、d組的光照強(qiáng)度依次增大，實(shí)驗(yàn)過程中持恒定。一段時(shí)間(t)后測定裝置內(nèi)O2濃度，結(jié)果如圖所示，其中M為初始O2濃度，c、d組O2濃度相同?；卮鹣铝袉栴}。(1)太陽光中的可見光由不同顏色的光組成，其中高等植物光合作用利用的光主要是______________，原因是_______________________。(2)光照t時(shí)間時(shí)，a組CO2濃度________(填“大于”“小于”或“等于”)b組。(3)若延長光照時(shí)間c、d組O2濃度不再增加，則光照t時(shí)間時(shí)a、b、c中光合速率最大的是________組，判斷依據(jù)是______________________

_____________________________________。(4)光照t時(shí)間后，將d組密閉裝置打開，并以c組光照強(qiáng)度繼續(xù)照光，其幼苗光合速率會(huì)________(填“升高”“降低”或“不變”)。答案：(1)紅光和藍(lán)紫光光合色素可分為葉綠素和類素，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類素主要吸收藍(lán)紫光(2)大于(3)b再延長光照時(shí)長，c和d組的氧氣濃度不再增加，說明此時(shí)受CO2濃度的影響，光合速率等于呼吸速率，由于持恒定，所以a、b、c三組的呼吸速率都是一樣的，a、c兩組的光合速率都等于呼吸速率，說明a、c兩組的光合速率相等且都等于呼吸速率，而b組的由于光照較弱，消耗的CO2較少，所以t時(shí)光合速率仍然大于呼吸速率(4)升高解析：(1)光合色素可分為葉綠素和類兩大類，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類素主要吸收藍(lán)紫光。(2)植物會(huì)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2產(chǎn)生O2，呼吸作用消耗O2產(chǎn)生CO2。分析圖可知，光照t時(shí)間時(shí)，a組中的O2濃度少于b組，說明b組產(chǎn)生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a組CO2濃度大于b組。(3)再延長光照時(shí)長，c和d組的氧氣濃度不再增加，說明此時(shí)受CO2濃度的影響，光合速率等于呼吸速率，由于持恒定，所以a、b、c三組的呼吸速率都是一樣的，a、c兩組的光合速率都等于呼吸速率，說明a、c兩組的光合速率相等且都等于呼吸速率，而b組的由于光照較弱，消耗的CO2較少，所以t時(shí)光合速率仍然大于呼吸速率。(4)光照t時(shí)間后，c、d組O2濃度相同，即c、d組光合速率不再變化，c組的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)。將d組密閉裝置打開，會(huì)增加CO2濃度，并以c組光照強(qiáng)度繼續(xù)照光，其幼苗光合速率會(huì)升高。6．(2024·)類素不僅參與光合作用，還是一些植物激素的合成前體。研究者發(fā)現(xiàn)了某作物的一種胎萌突變體，其種子大部分為黃色，少部分呈白色，白色種子未完全成熟即可在母體上萌發(fā)。經(jīng)鑒定，白色種子為某基因的純合突變體。在正常光照下(400μmol·m－2·s－1)，純合突變體葉片中葉綠體發(fā)育異常、類囊體消失。將野生型和純合突變體種子在黑暗中萌發(fā)后轉(zhuǎn)移到正常光和弱光(1μmol·m－2·s－1)下培養(yǎng)一周，提取并測定葉片葉綠素和類素含量，結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)提取葉片中葉綠素和類素常使用的溶劑是________，加入少鈣可以______________________________。(2)野生型植株葉片葉綠素含量在正常光下比弱光下高，其原因是____________________________________________________________。(3)正常光照條件下種植純合突變體將無法獲得種子，因?yàn)開__________________________________________________________。(4)現(xiàn)已知此突變體與類素合成有關(guān)，本研究中支持此結(jié)論的證據(jù)有：①純合體種子為白色；②________________________________________________。(5)純合突變體中可能存在某種植物激素X的合成缺陷，X最可能是________。若以上推斷合理，則干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量，但不影響純合突變體中X的含量。為檢驗(yàn)上述假設(shè)，請(qǐng)完成下面的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：①植物培養(yǎng)和處理：取野生型和純合突變體種子，萌發(fā)后在______________條件下培養(yǎng)一周，然后將野生型植株均分為A、B兩組，將突變體植株均分為C、D兩組，A、C組為對(duì)照，B、D組干旱處理4小時(shí)。②測量指標(biāo)：每組取3～5株植物的葉片，在顯微鏡下觀察、測量并記錄各組的____________。③預(yù)期結(jié)果：_____________________________________________

___________________________________________________________。答案：(1)無水乙醇防止研磨中色素被破壞(2)葉綠素的形成需要光照，正常光下更有利于葉綠素的形成(3)純合突變體葉片中的葉綠素和類素的相對(duì)含量都極低，光合作用極弱，無法滿足植株生長對(duì)有機(jī)物的需求(4)與野生型相比，純合突變體葉片中類素含量極低(幾乎為零)

(5)脫落酸弱光及其他條件適宜且相同氣孔開度或氣孔大小B組氣孔開度小于A組，C、D組氣孔開度基本相同，且大于A、B組解析：(1)葉片中的葉綠素和類素都能溶解在有機(jī)溶劑中，所以常使用無水乙醇提取色素。加入少鈣可以防止研磨中色素被破壞。(2)葉綠素的形成需要光照，正常光下更有利于葉綠素的形成，所以野生型植株葉片葉綠素含量在正常光下比弱光下高。(3)在正常光照下(400μmol·m－2·s－1)，純合突變體葉片中葉綠體發(fā)育異常、類囊體消失，葉綠素和類素的相對(duì)含量都極低，分別為0.3和0.1，說明純合突變體的光合作用極弱，無法滿足植株生長對(duì)有機(jī)物的需求，使得植株難以生長，因此正常光照條件下種植純合突變體將無法獲得種子。(4)由圖可知：與野生型相比，純合突變體葉片中類素含量極低(幾乎為零)，說明此突變體與類素合成有關(guān)。(5)純合突變體中可能存在某種植物激素X的合成缺陷，白色種子未完全成熟即可在母體上萌發(fā)，脫落酸具有抑制種子萌發(fā)的作用，據(jù)此可推知：X最可能是脫落酸。若以上推斷合理，則干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量，但不影響純合突變體中X的含量。為檢驗(yàn)上述假設(shè)，該實(shí)驗(yàn)的自變量是植株的種類和是否干旱處理，又因?yàn)槊撀渌崮艽龠M(jìn)氣孔關(guān)閉，因此因變量是氣孔開度或氣孔大小。實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)植株的生長有影響的無關(guān)變量應(yīng)控制相同且適宜。據(jù)此，依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的對(duì)照原則和單一變量原則和題干中給出的不完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可推知，補(bǔ)充完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：①植物培養(yǎng)和處理：取野生型和純合突變體種子，萌發(fā)后在弱光及其他條件適宜且相同的條件下培養(yǎng)一周，然后將野生型植株均分為A、B兩組，將突變體植株均分為C、D兩組，A、C組為對(duì)照，B、D組干旱處理4小時(shí)。②測量指標(biāo)：每組取3～5株植物的葉片，在顯微鏡下觀察、測量并記錄各組的氣孔開度或氣孔大小，取其平均值。③預(yù)期結(jié)果：本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其結(jié)論是已知的，即干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量，但不影響純合突變體中X的含量，所以預(yù)期的結(jié)果是：B組氣孔開度小于A組，C、D組氣孔開度基本相同，且大于A、B組。7．(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(duì)藏川生長的影響，研究者檢測了白膜、藍(lán)膜和綠膜對(duì)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(duì)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。(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(duì)色素含量進(jìn)行測定。提取光合色素時(shí)，可利用________作為溶劑。測定葉綠素含量時(shí)，應(yīng)選擇紅光而不能選擇藍(lán)紫光，原因是______________________________________________________________________________________________________。(3)研究表明，覆蓋藍(lán)膜更有利于藏川在高原環(huán)境的生長。根據(jù)上述檢測結(jié)果，其原因?yàn)開___________________________________

___________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。答案：(1)藍(lán)類囊體薄膜C5糖類紫外光(2)無水乙醇葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光，選擇紅光可排除類素的干擾(3)覆蓋藍(lán)膜紫外光透過率低，藍(lán)光透過率高，降低紫外光對(duì)幼苗的輻射的同時(shí)不影響其光合作用；與覆蓋白膜和綠膜相比，覆蓋藍(lán)膜葉綠素和類素含量都更高，有利幼苗進(jìn)行光合作用解析：(1)吸收光能的4種色素分布在葉綠體類囊體的薄膜上。其中葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。光合色素吸收的光能用于暗反應(yīng)階段，在這一階段，一些接受能量并被還原的C3，在酶的作用下經(jīng)過一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為糖類；另一些接受能量并被還原的C3，經(jīng)過一系列變化，又形成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)綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，因此，可用無水乙醇提取綠葉中的色素。葉綠素a和葉綠素b