2024届苏教版高中生物一轮复习光合作用的原理课件

这是一份2024届苏教版高中生物一轮复习光合作用的原理课件，共60页。PPT课件主要包含了光合作用的原理，重温真题经典再现，限时强化练，捕获光能的色素和结构，基础·精细梳理，疑难·精准突破，典例·精心深研，1实验原理，2实验装置及操作，3实验结果及分析等内容，欢迎下载使用。

课标内容　(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)实验：提取和分离叶绿体色素。
考点一　捕获光能的色素和结构
1.色素的提取与分离实验　可看作两个实验哦！
2.叶绿体中色素的吸收光谱分析
①植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。②植物的液泡中含有的色素(花青素)不参与光合作用。③植物幼嫩的茎和果实的细胞中也含有吸收光能的色素。　　　
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
(1)将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液。(2022·江苏卷，5A)( )提示　提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素(2)研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏。(2020·江苏卷，6B)( )提示　研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止研磨时色素被破坏。(3)层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液。(2019·江苏卷，17B)( )提示　层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92号汽油代替，生理盐水或磷酸盐缓冲液起不到层析的效果。
(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。(2021·河北卷，3C)( )(5)探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液。(2020·山东卷，3D)( )(6)红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a。(2019·海南卷，9B)( )提示　胡萝卜素不能吸收红光。(7)叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的。(2017·全国卷Ⅲ，3D)( )
1.下图是验证叶绿体功能实验中恩格尔曼所做的实验示意图，请分析：
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__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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____________________________________________________________________。
排除氧气和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。
2.研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
实验思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________预期结果：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
将部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，部分置于黑暗条件下培养(乙组)。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，比较滤纸条上的色素带。
甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带，乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带。
1.塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择
为提高光能利用率，塑料大棚栽培时常选择“无色塑料”以便透过各色光，这是因为太阳的全色光透过时各种颜色的光均可被作物吸收(对黄绿色吸收较少)，而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡。因为若利用白炽灯，则其发出的光中“黄绿光”利用率极低，从节省能源(节电、节省成本)的角度讲，用红灯泡、蓝紫灯泡效率最高。
2.绿叶中色素的提取与分离实验异常现象分析
1.(2022·江苏前黄中学学情检测)为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用层析液进行纸层析，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(　　)
结合色素的提取与分离实验，考查科学探究能力
A.色素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均可溶于无水乙醇B.强光照有利于该植物叶绿素的合成C.色素Ⅰ、Ⅱ主要吸收蓝紫光和红光D.色素Ⅳ在层析液中溶解度最大
解析　叶绿体中的色素属于脂溶性物质，都溶于有机溶剂，A正确；强光照和正常光照相比，叶绿素含量降低，说明强光照导致了该植物叶绿素含量降低，不利于该植物叶绿素的合成，B错误；色素Ⅰ、Ⅱ分别为胡萝卜素和叶黄素，它们主要吸收蓝紫光，C错误；色素Ⅳ在层析液中溶解度最小，D错误。
2.(2022·淮安期中)南通某中学课外兴趣小组利用如图所示的装置进行色素的分离、收集实验，其中层析柱是在注射器的外套内加入脱脂棉、滤纸纤维粉压实制成，底部注射器可收集相应色素溶液。分离色素时先在层析柱中滴加7～8滴色素提取液，待干后重复3次，再打开输液器调节阀，滴加石油醚进行层析。相关叙述错误的是(　　)
A.分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度大B.重复3次滴加色素提取液可提高收集色素的量C.层析柱需达到一定高度才能确保不同色素相互分离开D.第一个分离出来的色素是胡萝卜素，其液体呈橙黄色
解析　分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素随层析液先流出，溶解度小的后流出，A错误；重复3次滴加色素提取液可提高收集色素的量，有利于色素提取过程中对色素带的观察，而且可以确保提取到不同溶解度的色素，B正确；层析柱太短会导致不同色素没有分开便流出层析柱，所以层析柱需要足够长，使不同色素在柱内分开，形成不同色带，然后逐一流出，C正确；如果本实验分离的是绿叶中的色素，则第一个分离出来的色素是胡萝卜素，其液体呈橙黄色，D正确。
3.(2023·安阳市调研)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　　)A.叶绿体中的色素的合成都需要Mg2＋和光照B.H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生在基质中C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D.光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的
解析　只有叶绿素的合成才需要Mg2＋和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。
4.(2022·南通考前模拟)科学家将离体叶绿体浸泡在pH＝4的酸性溶液中不能产生ATP(见图1)，当叶绿体基质和类囊体均达到pH＝4时(见图2)，将其转移到pH＝8的碱性溶液中发现ATP合成。下列叙述错误的是(　　)
A.光可为该实验提供能量，是该实验进行的必要条件B.该实验中叶绿体完整，保证反应过程高效、有序地进行C.产生ATP的条件是类囊体腔中的H＋浓度高于叶绿体基质D.叶肉细胞中的叶绿体依靠水的光解产生类似于图3的条件
解析　该实验只能说明ATP的合成与pH有关，不能说明光是该实验进行的必要条件，A错误；叶绿体是光合作用的场所，实验中保持叶绿体的完整，可以保证反应过程高效、有序地进行，B正确；实验发现类囊体腔pH是4而叶绿体基质的pH是8时产生ATP，所以产生ATP的条件是类囊体腔中的H＋浓度高于叶绿体基质，C正确；叶肉细胞中的叶绿体依靠水的光解产生氧和H＋，可以形成类似于图3的条件，D正确。
考点二　光合作用的原理
1.探索光合作用的部分经典实验
2.光合作用过程(1)图解光合作用的过程
(2)比较光反应与暗反应
有机物中稳定的化学能
3.光合作用的概念及反应式
提醒　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。
4.光合作用和化能合成作用的比较
(1)光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化。(2022·江苏卷，8A)( )提示　叶肉细胞的呼吸作用也会产生ATP。(2)卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径。(2020·江苏卷，20A)( )(3)植物细胞产生的O2只能来自光合作用。(2021·山东卷，16C)( )提示　植物细胞中H2O2分解也能产生O2。(4)弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。(2021·湖南卷，7A)( )提示　可能此时光合作用小于或等于呼吸作用。
(5)类囊体产生的ATP和O2参与C2固定与还原。(2020·天津卷，5C)( )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。(6)蓝细菌(蓝藻)没有叶绿体也能进行光合作用。(2019·海南卷，1D)( )(7)高等植物光合作用中光反应只发生在生物膜上。(2018·海南卷，4A)( )
1.模拟鲁宾、卡门的实验时，能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记吗？为什么？______________________________________________________。
不能，若CO2和H2O中的氧均标记，则无法分辨氧气的来源
2.给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是__________________________________________________________________________________________________________________________________。
3.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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；CO2不足暗反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。
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而无法进行
光反应需要暗反应提供的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
1.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析
(1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)在总光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。(3)应用：人工补光时，可适当采用“光暗交替”策略，这样，在提高光合产量的情况下，可大量节省能源成本。
2.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
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的含量变化　　　起始值C3高于C5(约为其2倍)
1.(2023·江苏宝应期初)如图表示绿色植物光合作用中的光反应，字母A、B、C表示物质。下列有关分析，错误的是(　　)
围绕光合作用的过程分析，考查科学思维
A.物质B既能供氢，又能供能B.图中H＋从上侧到下侧的运输方式是主动运输C.图中产生的ATP用于细胞的各项生命活动D.该图是类囊体膜部分结构，水的光解使类囊体内腔pH下降
解析　分析题图，物质B应是NADPH，既能供氢，又能供能，A正确；H＋从上侧到下侧是逆浓度梯度转运，故运输方式是主动运输，B正确；图中产生的ATP只能用于叶绿体内的生命活动(主要为暗反应)，不能用于细胞的各项生命活动，C错误；该图是类囊体膜部分结构，水的光解产生H＋释放到类囊体腔内，使类囊体内腔pH下降，D正确。
2.(多选)(2022·徐州模拟)下图是黄瓜植株叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PS Ⅰ和PS Ⅱ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是光合色素和蛋白质构成的复合体，具有吸收、传递、转换光能的功能。有关叙述正确的是(　　)
A.②③过程发生的场所为细胞质基质B.光反应过程将光能转换成的化学能全部储存在ATP中C.ATP合成酶顺浓度梯度转运H＋，促进ADP和Pi合成ATPD.H2O分解为O2和H＋，产生的电子传递给PS Ⅰ参与合成NADPH
解析　结合题干信息分析题图，可判断该膜是叶绿体中类囊体膜的结构，是进行光反应场所，图中①是水的光解，②是二氧化碳的固定，③是C3的还原，②③是暗反应，过程发生的场所为叶绿体基质，A错误；光反应阶段的能量变化是将光能转换成的活跃化学能储存在ATP和NADPH中，B错误；据图可知，ATP合成酶顺浓度梯度转运H＋，促进ADP和Pi合成ATP，C正确；据图分析，H2O分解为O2和H＋，产生的电子经PS Ⅱ传递给PS Ⅰ参与合成NADPH，D正确。
3.(2021·南通启东模拟)如图是菠菜叶肉细胞进行光合作用的部分过程，其中a～c代表相关物质，①～③代表相关生理过程，下列叙述正确的是(　　)
围绕不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析，考查科学思维
A.叶肉细胞呼吸作用过程中也能产生物质aB.过程①无需酶参与，过程②③需要酶参与C.过程②的产物除b外还有ADP和PiD.物质c减少，将导致物质a和b减少
解析　分析题图，①为光反应中水的光解，a代表NADPH、ATP，光反应发生在类囊体薄膜上；②为三碳化合物的还原，产物b代表糖类；③为二氧化碳的固定，c是二氧化碳，暗反应发生在叶绿体基质。光合作用中产生的是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，细胞呼吸中产生的是还原型辅酶Ⅰ(NADH)，光合作用和细胞呼吸产生的不是同一种物质，A错误；水的光解无需酶的催化，但ATP的合成需要酶的催化，B错误；过程②为三碳化合物的还原，需要光反应提供NADPH和ATP，所以产物除b糖类外还有ADP和Pi等，C正确；CO2浓度降低，CO2的固定减少，导致C3含量减少，进而影响C3的还原，使ATP和NADPH的消耗量减少，ATP和NADPH的生成短时间内正常，因此a(NADPH和ATP)的含量增加，D错误。
4.(2023·广东茂名调研)在一定条件下，下列关于某叶肉细胞内叶绿体和线粒体生理活动的叙述，正确的是(　　)A.若突然增加CO2浓度，则短时间内叶绿体中C3比ADP先增加B.光照下两者发生氧化反应时都释放能量供各项生命活动利用C.若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中C5比ADP先减少D.光照下叶绿体直接为线粒体提供O2和葡萄糖
解析　若突然增加CO2浓度，首先是CO2固定生成C3增多，C3增多，还原C3的速率加快，此时消耗ATP产生ADP才增多，所以短时间内叶绿体中C3比ADP先增加，A正确；光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应，呼吸作用产生的ATP可供各项生命活动利用，B错误；若突然增加光照强度，短时间内，先是光反应加强，消耗ADP和Pi合成ATP，同时NADPH也增加，促进C3还原加快，短时间内CO2固定的速率不变，因此短时间内叶绿体中C5增加，C错误；线粒体是有氧呼吸的主要场所，但不能直接利用葡萄糖，葡萄糖需要在细胞质基质中被分解成丙酮酸后才能进入线粒体被氧化分解，D错误。
1.(2020·江苏卷，6)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(　　)A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
解析　叶绿体色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。
2.(2021·重庆卷，6)下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，下列叙述错误的是(　　)
A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜B.NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPHC.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应D.电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节
解析　O2在叶绿体的类囊体薄膜产生，在线粒体内膜被利用，故叶绿体产生的O2被线粒体利用至少需要穿过叶绿体的3层膜(包括类囊体膜1层膜和叶绿体的内外膜)和线粒体的2层膜，共5层生物膜，A错误；据图分析，NADP＋与e－和H＋结合形成NADPH，B正确；根据图中的信息，光反应产生的ATP可用于暗反应、色素合成和核酸代谢等一些消耗能量的反应，C正确；电子传递释放的能量用于H＋的逆浓度梯度运输，使类囊体腔内维持高浓度的H＋，H＋由类囊体腔顺浓度梯度运输至叶绿体基质，驱动ATP的合成，电子有序传递保证了ATP和NADPH的合成，是完成光能转换的重要环节，D正确。
3.(2020·江苏卷，27)大豆与根瘤菌是互利共生关系，如图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：
(1)在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是________。(2)如图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3－磷酸甘油酸(PGA)的酶在_____________中，PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于__________。
(3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成________键。(4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自________；根瘤中合成ATP的能量主要源于________的分解。(5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是_____________________________________________________________________________________________________________________。
非还原糖较稳定(或蔗糖分子为二糖，对渗透压的影响相对小)
解析　(1)叶绿体中的光合色素分布在类囊体薄膜上；在暗反应过程中，一分子CO2和一分子C5在酶的催化下结合、反应，形成两分子C3。(2)光合作用的暗反应阶段发生在叶绿体基质中，固定CO2形成PGA发生在暗反应过程中，相关酶分布在叶绿体基质中。由题图可以看出，TP合成蔗糖的过程发生在细胞质基质中，相关酶也分布在细胞质基质中。(3)氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成肽键。(4)光合作用的光反应阶段，叶绿体中的光合色素可将光能转变成ATP中的化学能。根瘤中没有叶绿体，不进行光合作用，故其中合成ATP的能量主要来自呼吸作用中糖类的氧化分解。(5)与葡萄糖相比，蔗糖是非还原性二糖，化学性质较稳定；质量分数相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，蔗糖溶液溶质分子数少，渗透压低，对植物细胞的渗透压影响相对小。
4.(2019·江苏卷，28)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题：
(1)合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息________到RNA上。RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是________。
(2)进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在_____________上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3－Ⅰ)，C3－Ⅰ还原为三碳糖(C3－Ⅱ)，这一步骤需要________作为还原剂。在叶绿体中C3－Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为______________。
(3)作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有____________(填序号)。①外界环境的CO2浓度②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3－Ⅱ输出速度④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度(4)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体___________。
解析　(1)遗传信息从DNA流动到RNA的过程叫转录。参与蛋白质合成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA等，由于tRNA与特定的氨基酸相结合，其功能具有特异性，种类最多。(2)光合作用过程中，发生在类囊体薄膜上的光反应，将光能转化成ATP中的化学能。光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，其中NADPH是将C3－Ⅰ还原形成C3－Ⅱ的还原剂。暗反应过程中，C5和CO2结合形成C3，其中一部分C3又会被还原成C5，从而使卡尔文循环持续地进行下去。(3)凡是影响光反应和暗反应的因素，都可以引起C5浓度的暂时变化。外界环境的CO2浓度改变，会暂时影响C5的消耗；叶绿体接受的光照强度变化，会暂时影响C5的生成；C3－Ⅱ的输出速度会影响C5的生成；酶R催化C5与O2结合产生C2化合物的强度会直接影响C5的浓度。(4)若叶绿体中存在大量可溶性糖，其渗透压会增大，造成叶绿体大量吸水而涨破。
考点一　捕获光能的色素和结构1.(2023·重庆南开中学)下列关于叶绿体的叙述，正确的是(　　)A.叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B.叶绿体基质中NADP＋能形成NADPHC.类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D.类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原
解析　叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜，而是类囊体薄膜，A错误；NADP＋形成NADPH的场所是类囊体薄膜，B错误；类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C正确；催化CO2的固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中，D错误。
2.(2022·江苏百校联考)如图所示的实验中，试管中色素若是分别来自水稻的叶黄素缺失突变体叶片和缺镁条件下生长的水稻叶片，则在光屏上形成较明显暗带的条数分别是(　　)
A.1、1 B.1、2 C.2、2 D.2、1
解析　叶黄素缺失的突变体水稻不能合成叶黄素，而试管中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，则在光屏上形成2条较明显暗带；缺镁条件下生长的水稻，叶绿素合成受阻，则试管中的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，则在光屏上形成1条较明显暗带，A、B、C错误，D正确。
3.(2023·河北保定调研)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。类胡萝卜素在红光区的吸收值为0，即不吸收红光，A错误；叶绿素b为黄绿色，叶绿素a为蓝绿色，二者均含有Mg＋，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率最慢，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。
4.(2023·南通期初)某同学用菠菜做“绿叶中色素的提取和分离”实验，分离出五条色素带，结果如下图，其中α－叶黄素和紫黄质是两种不同的叶黄素，相关叙述正确的是(　　)
A.提取色素的原理是色素在无水乙醇中溶解度不同B.用毛细吸管吸取色素提取液点样，需连续重复几次数C.α－叶黄素在层析液中的溶解度大于紫黄质D.α－叶黄素和紫黄质主要吸收蓝紫光和红光
解析　提取色素的原理是色素易溶于有机溶剂，A错误；画滤液细线时，需要利用毛细吸管反复多次，向滤纸条上转移色素提取液，使实验结果更加明显，但应等上一次滤液细线干后再重复，不能连续操作，B错误；分离色素时，溶解度高的扩散距离远，据图可知，α－叶黄素在层析液中的扩散距离远，故溶解度大于紫黄质，C正确；α－叶黄素和紫黄质属于叶黄素，叶黄素主要吸收蓝紫光，D错误。
考点二　光合作用的原理5.(2022·江苏预测卷)下图为植物的叶肉细胞中叶绿体部分结构示意图，其中PS Ⅱ和PS Ⅰ都是由蛋白质和光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用。下列相关叙述正确的是(　　)
A.图中表示了分布在叶绿体内膜上的PSⅡ、PS Ⅰ和ATP合成酶系统B.自然界中能发生光合作用的生物，不一定都具有图中所示的结构C.ATP合成酶可将H＋逆浓度梯度跨膜转运从而促进ADP和Pi合成ATPD.图示结构上发生的能量转换是：光能→活跃的化学能→稳定的化学能
解析　由题可知PSⅡ和PS Ⅰ都是由蛋白质和光合色素组成的复合物，分布在叶绿体类囊体薄膜上，A错误；自然界中能发生光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝细菌，因此不一定都具有图中所示的结构，B正确；由图可知，H＋顺浓度梯度跨膜转运并产生能量，在ATP合成酶的作用下，促进ADP和Pi合成ATP，C错误；图示结构上发生的是光合作用光反应阶段，其能量转换是：光能→活跃的化学能，D错误。
6.(2023·江西南昌质检)下图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是(　　)
A.图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATPB.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度C.Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累D.Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低
解析　因为暗反应中1 ml C5和1 ml CO2可生成2 ml C3，所以在适宜条件下，叶肉细胞内C3是C5的2倍，因此图中甲是C5，乙是C3。图中物质甲与CO2结合形成乙，该过程只需要酶的催化，不需要消耗ATP，A错误；植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，如果Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度，那么C3含量增加，C5含量减少，与题图不符合，而如果改变的条件是降低CO2浓度，那么C3含量减少，C5含量增加，与题图符合，所以本题改变的条件是降低CO2浓度，B错误；CO2浓度降低，由于CO2供应量减少，C5消耗减少，而C3还原正常，所以C5(甲)含量会上升，C错误；低CO2浓度下的光饱和点也低，D正确。
7.(2023·江苏海门中学期初)通过设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫作对比实验。对比实验和对照实验都是科学探究中常用的方法。下列关于生物科学实验的叙述，正确的是(　　)A.鲁宾和卡门设计对比实验证明了光合作用释放的氧气来自水B.对比实验遵循对照原则和单一变量原则，需要设置空白对照组C.对比实验属于验证实验，每个实验组的实验结果都是已知的D.萨克斯通过天竺葵实验证明光合作用的产物有淀粉是对比实验
解析　鲁宾和卡门分别标记水和二氧化碳中的氧元素来做对比，通过实验证明了光合作用释放的氧气来自水，是对比实验，A正确；对比实验遵循对照原则和单一变量原则，不需要设置空白对照组，B错误；对比实验不是验证实验，每个实验组的实验结果都是未知的，C错误；萨克斯通过天竺葵实验证明光合作用的产物有淀粉是对照实验，不是对比实验，D错误。
8.(多选)(2022·江苏泗洪县洪翔中学高三阶段练习)将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的pH和温度，改变其他条件，测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度，结果如图所示。下列有关绿藻细胞代谢的说法正确的是(　 　)
A.前4分钟只进行呼吸作用B.第5分钟只发生光能转化为化学能C.第7分钟C5的数量短时间内会减少D.光合速率等于呼吸速率的时间段为9～12分钟
解析　由题图可知，前4分钟处于黑暗环境中，细胞只进行呼吸作用，4分钟之后，开始进行光合作用，A正确；第5分钟既进行光合作用也进行细胞呼吸，既有光能转变成化学能，也有有机物中的化学能转变成活跃的化学能储存在ATP中或转变成热能，B错误；由曲线可知，第7分钟添加二氧化碳，二氧化碳浓度增大，二氧化碳固定的速度加快，消耗的五碳化合物增加，三碳化合物还原产生的五碳化合物暂时不变，因此会导致五碳化合物含量下降，C正确；由题图曲线可知，9～12分钟，密闭容器中氧气浓度不变说明光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗的氧气的速率相等，即光合速率与呼吸速率相等，D正确。
9.(多选)(2022·江苏海门中学期末)“光斑”是阳光穿过树冠枝叶投射到地面的光点，它会随太阳运动和枝叶摆动而移动。下图表示某一生长旺盛的植物在“光斑”照射前后O2释放速率和CO2吸收速率的变化曲线，下列叙述正确的是(　 　)
A.“光斑”照射前，植物进行着较弱的光合作用B.“光斑”照射后，短时间内C3含量增多C.图示O2释放速率的变化说明暗反应限制了光反应D.CO2吸收曲线AB段的变化说明暗反应与光照有关
解析　光斑开始前，氧气释放量等于二氧化碳吸收量，说明光合作用的光反应速率等于暗反应速率，由于O2释放速率代表光反应速率，“光斑”照射前，有O2释放，说明植物进行着较弱的光合作用，A正确；“光斑”照射开始后，O2释放速率急剧增大，CO2吸收速率相对较慢，短时间内三碳的还原强于二氧化碳的固定，短时间内C3含量减少，B错误；光斑照射后，二氧化碳的吸收速率增加的同时，氧气的释放量下降，说明暗反应限制了光反应，C正确；AB段“光斑”移开，光照减弱，光反应减弱，氧气的释放量下降的同时，二氧化碳的吸收速率也下降，说明暗反应的进行与光照有关，D正确。
10.(2023·山东潍坊测评)淀粉是粮食最主要的组分，也是重要的工业原料。中国科学院实现了人工合成淀粉，其途径如图1所示，该成果不依赖植物光合作用，在实验室人为提供能量的基础上，实现了从CO2和H2到淀粉分子的人工全合成。图2表示光合作用合成葡萄糖的过程。
(1)光合作用中NADPH和ATP参与的过程相当于图1中的_________________(用“C1模块”“C3模块”“C6模块”或“Cn模块”及箭头表示)。图1中Cn是由C6组成的淀粉，以C6为单位组成的生物大分子还有__________________。(2)据图2所示过程18O的转移路径和实验结果，推测用18O标记二氧化碳的实验目的是_____________________________________________________________。光合作用过程既能分解水也能产生水，结合图2分析光合作用的________(填“光反应”或“暗反应”)过程产生水，判断的依据是_______________________________________________________________________________________。
探究二氧化碳中氧转化为水中氧的途径
产生水的场所为叶绿体类囊体，与ATP同时生成
(3)从能量的角度看，光合作用的本质是将太阳能转化为_________________________________________________________________。人工合成淀粉的成功能否表明对光合作用的完全替代，请从能量的角度阐述你的理由：________________________________________________________________________________________________________________________。
不能，人工合成淀粉所需能量是人为提供的能量，而光合作用合成淀粉所需能量是生产者直接固定的太阳能