2020年高考生物一轮复习讲义：必修1 第三单元 第10讲 光合作用的探究历程与基本过程

第10讲　光合作用的探究历程与基本过程

[考纲明细]　1.光合作用的基本过程(Ⅱ)　2.实验：叶绿体色素的提取和分离

课前自主检测

判断正误并找到课本原话

1．在色素的提取实验中，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。(P97—实验)(×)

2．一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。(P99—学科交叉)(√)

3．大棚种植蔬菜时，选择蓝色的塑料膜比红色的好。(P99—与社会的联系)(×)

4．即使温度、CO2浓度合适，紫外线照射植物也不会发生光合作用。(P99—学科交叉)(√)

5．同位素标记也可应用于光合作用的三羧酸循环。(P102—正文)(√)

6．绿叶通过气孔从外界吸收的CO2不能直接被还原。(P104—正文)(√)

7．没有叶绿素就不能进行光合作用。(P98—正文)(×)

8．叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面的用途：一是H2O光解，二是ATP合成。(P103—正文)(√)

9．植物体吸收光能的色素，除存在于叶片的一些细胞中外，还存在于幼嫩的茎和果实等器官的一些含有光合色素的细胞中。(P100—拓展题)(√)

10．叶肉细胞中，捕获光能的色素位于叶绿体的类囊体的薄膜上。(P99—正文)(√)

11．没有叶绿素的生物就不是自养型的。(P105—正文)(×)

12．恩格尔曼通过研究植物叶片的曝光和遮光证明了光合的产物含有淀粉。(P102—正文)(×)

13．叶绿体的类囊体膜上不仅分布有吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必须的酶。(P100—正文)(√)

14．没有光照，暗反应仍可以继续进行。(P104—正文)(×)

15．把无机物合成有机物的合成作用叫化能合成作用。(P105—正文)(×)

16．用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量好氧细菌聚集在受光区。(P100—资料分析)(√)

(2016·全国卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是(　　)

A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中

B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收

C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用

D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的

答案　C

解析　叶绿体中的色素是有机物，可溶于无水乙醇中，A正确；Mg2＋是构成叶绿素的成分，可由植物的根从土壤中吸收，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用，C错误；叶绿素的合成需要光照，黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的，D正确。

知识自主梳理

一、捕获光能的色素及叶绿体的结构

1．绿叶中色素的提取和分离

(1)实验原理

(2)实验步骤

 (3)实验结果分析

结果分析：

①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。

②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。

③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越高。

④相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。

 [深入思考]

1．研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？

提示　二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨时色素被破坏。

2．研磨时要迅速和充分的原因？

提示　防止无水乙醇挥发和色素氧化，充分溶解色素，保证提取较多的色素和色素浓度适宜。

3．画滤液细线要细、直、匀的原因是什么？滤液细线干燥后再画一两次的原因是什么？

提示　滤液细线要细、直、匀，是为了使各色素扩散的起点相同，分离出的色素带平整不重叠。干燥后重复画一两次是为了增加色素总量，使分离出的色素带清晰分明。

4．实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？用棉塞塞紧试管口？

提示　因为层析液中的石油醚、丙酮、苯都是具有挥发性的有毒物质。提取色素的无水乙醇易挥发。

5．滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？

提示　防止色素被层析液溶解。

2．叶绿体的结构和功能

(1)叶绿体的结构和功能

①叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形。外表有双层膜，基粒由类囊体堆叠而成，极大地扩展了受光面积。

②叶绿体立体结构示意图

③光合色素分布于类囊体薄膜上。

④光合作用的酶分布于叶绿体基质、基粒(或类囊体)。

⑤功能：进行光合作用场所。

(2)叶绿体中色素的功能：吸收、传递、转换光能。

二、光合作用的探究历程(连线)

答案　①—A—b　②—C—a　③—E—f　④—D—c　⑤—F—e

⑥—B—d　⑦—G—g

三、光合作用

1．光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

6．叶片呈现绿色的原因？

提示　①叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素含量约是类胡萝卜素的3倍。②叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，绿光被反射出来。

7．生产上，用何种颜色的塑料薄膜做顶棚产量高？

提示　无色。

8．绿色植物在CO2等量时哪种光下光合产物最多？

提示　白光。

[深入思考]

1．萨克斯实验黑暗处理的目的？在用碘蒸气处理之前一般先用酒精进行脱色处理的原因？该实验的自变量和因变量分别是什么？

提示　消耗掉叶片中的营养物质。防止颜色干扰。自变量：光照。因变量：是否产生淀粉。

2．光合作用探究历程中，用到同位素示踪法的实验有哪几个？

提示　鲁宾和卡门证明光合作用释放的O2全部来自于水的实验和卡尔文证明光合产物中的碳来自CO2的实验。

2.光合作用的过程

3．光合作用的总反应式

CO2＋H2O(CH2O)＋O2。

(1)光合作用过程中O元素的转移途径：

HO18O2，

C18O2C3(CHO)＋HO。

(2)光合作用过程中C元素的转移途径：

14CO214C3(14CH2O)。

(3)H的转移途径：H2O→[H]→(CH2O)＋H2O。

四、化能合成作用

1．化能合成作用的概念：自然界中还有一些微生物利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，此过程称为化能合成作用，此类生物属化能自养型生物。

[易错判断]

1．光反应阶段必须在有光的条件下进行，暗反应必须在无光条件下进行。(×)　

2．暗反应可以在无光条件下长期进行。(×)

3．光反应ATP水解释放的能量只能用于C3还原，不能用于各项生命活动。(√)

4．光合作用有水的产生。(√)

5．光合细菌、蓝藻无叶绿体不能进行光合作用。(×)

6．只要条件合适，植物细胞就能进行光合作用。(×)

7．当光照强度突然下降，C3含量减少，C5含量增多。(×)

8．当CO2浓度突然下降，C3含量减少，C5含量增多。(√)

9．光反应产生的[H]与细胞呼吸产生的[H]是同一物质。(×)

10．暗反应也会受到光照影响，因为光影响光反应，从而影响[H]和ATP的量。(√)

2．化能合成作用与光合作用的比较

考点题型突破

实验　　绿叶中色素的提取和分离

1．(2019·冀州段考)如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是(　　)

A．提取色素时，要加入SiO2和CaCO3进行充分研磨

B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同

C．实验结果①可说明叶绿素合成需要光照

D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多

答案　B

解析　提取色素时加入二氧化硅是为了研磨充分，而加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，A正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B错误；实验结果①色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D正确。

2．(2016·上海高考)从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体色素，用纸层析法分离，结果如图。下列判断正确的是(　　)

A．室内植物叶片偏黄

B．室外植物叶片偏绿

C．室外植物叶片胡萝卜素含量>叶黄素含量

D．室内植物叶片叶绿素a含量>叶绿素b含量

答案　D

解析　提取叶片中的叶绿体色素，用纸层析法分离，滤纸条上从上到下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，两图相比较，室内叶片叶绿素较多，颜色偏绿，室外叶片叶绿素较少，颜色偏黄，A、B错误；根据色素带的宽度，可以看出室外植物叶片胡萝卜素含量<叶黄素含量，室内植物叶片叶绿素a含量>叶绿素b含量，C错误，D正确。

3．甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是(　　)

A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液

B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多

C．丙可能是正确操作得到的理想结果

D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3

答案　C

解析　叶绿体中的色素属于有机物，易溶于酒精等有机溶剂，难溶于水，甲中没有色素，可能是误用蒸馏水作提取液和层析液，A正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，色素浓度太低导致的，B正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不应该是正确操作得到的理想结果，C错误；丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO3破坏了叶绿素，因为与类胡萝卜素相比，叶绿素更易受到破坏，D正确。

4．植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿。依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素，试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。

实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。

实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。

实验假设：_______________________________________________________。

实验步骤：

第一步：取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、_____________________的黄瓜幼苗。

第二步：A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量________________，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。

第三步：分别从A、B两组中选取________，用________提取叶片色素，用________法分离色素，观察比较_________________________________________

_____________________________________________________________________。

实验结果预测：

(1)A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。

(2)_______________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

答案　实验假设：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿

实验步骤：

第一步：同一品种且长势相近、苗龄相同

第二步：仅缺磷的完全培养液

第三步：等量叶片　无水乙醇　纸层析　A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅

实验结果预测：(2)A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色素带)，说明缺磷导致的叶色暗绿是由于类胡萝卜素缺乏所致

解析　根据题中的实验目的，可确定该实验的假设为：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿。利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗，实验时要遵循对照原则和单一变量原则。等到完全培养液中和仅缺磷的完全培养液中黄瓜叶片出现颜色差异时进行色素的提取和分离实验，最终比较类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立。

知识拓展

1.绿叶中色素的提取和分离实验中异常实验现象原因分析

(1)滤纸条上色素带颜色均较浅：①未加二氧化硅，研磨不充分；②加入无水乙醇的量过多；③实验材料中色素含量较少或称取绿叶较少。

(2)滤纸条上下面两条色素带较浅：①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏；②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。

(3)滤纸条上色素带重叠：①滤液细线不直；②滤液细线过粗。

(4)滤纸条上看不见色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中；③误用蒸馏水作提取液和层析液。

2．影响叶绿素合成的三大因素

考点　　捕获光能的色素和结构与光合作用的探究历程

题型一 光合色素吸收光能的分析

1．将A、B、C、D四盆长势均匀的植物置于阳光下，A添加品红色(红光和蓝光)光照，B添加绿色光照，C隔品红色滤光片，D隔绿色滤光片(如图所示)。经过一段时间后，各盆植物中长势最好的是(　　)

答案　A

解析　在同一阳光照射的条件下，添加品红色光，比单独在阳光下的光合作用有所增强，所以长势较旺；添加绿色光，叶绿体对绿色光的吸收很少，即此时植物的光合作用强度等同于单独在阳光下；添加了品红色滤光片，这种滤光片只能让品红色光通过，其余光很少或不能通过，光合作用相对较弱；添加绿色滤光片，这种滤光片只能让绿色光通过，色素几乎不吸收绿光，所以植物几乎不进行光合作用，因而长势较差。结合以上分析，长势从好到差的顺序依次是A>B>C>D，A正确。

2．(2018·浙江大学附中模拟)如图表示叶绿体中色素的吸收光谱。据图判断，以下说法错误的是(　　)

A．据图分析，在研究叶绿素的过程中，为减少类胡萝卜素的干扰，最好选用红光区

B．进入秋季，植物对420～470 nm波长的光的利用量减少

C．用450 nm左右波长的光比600 nm左右波长的光更有利于提高光合作用强度

D．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，短时间内叶绿体中C3的量增加

答案　D

解析　类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素既可以吸收红光，也可以吸收蓝紫光，所以为了减少类胡萝卜素的干扰，最好选用红光区，A正确；进入秋季，叶绿素的合成小于分解，叶绿素含量明显减少，导致420～470 nm左右波长的光的利用量显著减少，B正确；图中叶绿素在450 nm左右波长的光吸收量明显多于600 nm左右波长的光的吸收量，更有利于提高光合作用强度，C正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿素a吸收的光增多，光反应增强，产生的[H]和ATP增多，C3的消耗量增加，C3的生成量短时间内不变，所以叶绿体中C3的量减少，D错误。

题型二 光合作用探究历程实验分析

3．(2019·辽宁六校期中)下列有关叶绿体和光合作用的几个小实验，你认为哪些结果是不可能的(　　)

A．将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源下照射5 h，加碘液处理后溶液呈蓝色

B．在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色

C．叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域是红光和蓝紫光区域

D．将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内，3 h后在叶内淀粉中可检验到14C的存在

答案　A

解析　色素只具有吸收、传递、转换光能的作用，如果生成淀粉还需相应的酶和原料，仅有色素是不能产生淀粉的，A错误；叶片在有光条件下进行光合作用产生淀粉，脱色后用碘液染色呈现蓝色，B正确；由于叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，用三棱镜分光后，连续光谱中相应的光被色素吸收而呈现暗带，C正确；饥饿处理排除本身所含淀粉的影响，故一段时间后生成的淀粉是利用密闭小室中的14CO2形成的，可在淀粉中检测到14C的存在，D正确。

4．下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，下列有关叙述正确的是(　　)

A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉

B．两实验均需要光的照射

C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照

D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气

答案　B

解析　图示的两实验均需进行“黑暗”处理，但只有萨克斯的实验进行“黑暗”处理的目的是消耗掉细胞中原有的淀粉，A错误；恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用产物，所以两实验均需要光的照射，B正确；恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照，萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照，C错误；恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物，D错误。

知识拓展

高考常考的四个经典实验及分析

考点　　光合作用的基本过程

题型一 光合作用过程分析

1．(2018·株洲检测)如图为光合作用示意图。下列说法错误的是(　　)

A．①表示O2，④表示CO2

B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)

C．C3的还原过程中，需要光反应提供的物质只有②

D．增加光照强度，C3的含量将减少

答案　C

解析　在叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光反应，这一阶段中产生[H](即NADPH)、ATP和O2，因此，①表示O2，④表示暗反应过程中与C5反应的CO2，A正确；CO2先与C5反应生成C3，然后C3在光反应提供的ATP和[H]参与下被还原成(CH2O)，B正确，C错误；增加光照强度，光反应产生的ATP和[H]增多，则在暗反应中有更多的C3被还原，而C3生成的量暂时不变，故增加光照强度，C3含量减少，D正确。

2．下面为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。有关判断错误的是(　　)

A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解

B．c为ATP，f为[H]

C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性

D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能

答案　B

解析　分析图：根据光合作用过程中的物质变化可以确定图中①表示水分的吸收，②表示ATP的合成，③表示水的光解，④表示二氧化碳的固定，⑤表示三碳化合物的还原，⑥表示糖类的生成；图中物质分别表示：a为色素、b为氧气、c为ATP、d为ADP、e为还原型辅酶Ⅱ(NADPH)、f为氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)、g为二氧化碳。图中①表示水分的吸收，③表示水的光解，A正确；图中c为ATP，f为氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)，B错误；将氧气中氧原子用18O标记，氧气首先参与有氧呼吸生成水，该水分子可以参与有氧呼吸第二阶段，此时氧元素将转移到二氧化碳中，然后含放射性的二氧化碳参与光合作用，最终在(CH2O)中能检测到放射性18O，C正确；分析题图可知，图中a物质表示色素，叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在ATP中，D正确。

题型二 考查环境条件骤变与C3、C5等物质的量的变化分析

3．(2019·太原期中)如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点与B点相比较，细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是(　　)

A．升、升、升、升   B．降、降、降、降

C．降、升、升、升   D．升、升、降、降

答案　C

解析　分析图解可知，C点和B点相比较，C点的光照强度大于B点，温度比较高，植物的蒸腾作用比较旺盛，失水比较多，植物为防止水分的过度流失，气孔关闭，使C点二氧化碳浓度降低。二氧化碳浓度降低将抑制暗反应中二氧化碳的固定反应，使C3生成量减少，消耗量短时间内不变，C3含量将降低，而C5含量升高；C3含量降低后，利用的光反应提供的ATP和[H]减少，从而导致ATP和[H]的含量升高。

技法提升 

当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、[H]、ATP的含量变化可以采用下图分析：

(1)图示

(2)需从物质的生成和消耗两个方面综合分析

如CO2供应正常、光照停止时C3、C5的含量变化：

(3)分析

[3－1]　(2018·衡水二调)如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况，下列对这一环境因素改变的分析正确的是(　　)

A．突然停止光照   B．突然增加CO2浓度

C．降低环境温度   D．增加光照强度

答案　D

解析　突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将增加、C5的相对含量将减少，A错误；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3还原速率不变，植物细胞内C3相对含量增加、C5相对含量减少，B错误；降低环境温度，CO2固定速率和C3还原速率均下降，C5的相对含量不会大幅度地增加，C错误；增加光照强度，光反应产生的[H]和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正确。

[3－2]　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，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比值减小

B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增大

C．突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小

D．突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小

答案　B

解析　突然中断CO2供应导致CO2的固定速率降低，C3的还原速率不变，叶绿体中C5含量增多、C3含量减少，C5/C3比值增大，A错误；突然中断CO2供应使C3含量减少，进而使ATP和[H]含量增多，所以ATP/ADP比值增大，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和[H]含量减少，进而使C3含量增多、C5含量减少，C3/C5比值增大，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提高，ATP和[H]含量增多，ATP/ADP比值增大，D错误。

方向真题体验

1．(2018·北京高考)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中(　　)

A．需要ATP提供能量   B．DCIP被氧化

C．不需要光合色素参与   D．会产生氧气

答案　D

解析　光反应过程中，光合色素利用光能，将水分解成[H]和氧气，同时在有关酶的催化作用下，ADP与Pi发生化学反应，生成ATP，A、C错误，D正确；[H]将DCIP还原，使之由蓝色逐渐变为无色，B错误。

2．(2017·天津高考)叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是(　　)

A．用无水乙醇提取叶绿体中的色素

B．用水做层析液观察花青苷的色素带

C．用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水

D．用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目

答案　D

解析　叶绿体中的色素为脂溶性，可用有机溶剂提取，如无水乙醇，A正确；花青苷为水溶性，故可用水做层析液观察花青苷的色素带，B正确；叶片细胞有细胞壁和大液泡，可作为观察质壁分离和复原实验的材料，来探究细胞的失水与吸水，C正确；叶表皮细胞已经高度分化，不再分裂，染色体在细胞中以染色质的形式存在，所以在光学显微镜下无法观察到染色体的形态和数目，D错误。

3．(2017·海南高考)将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是(　　)

A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气

B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生

C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生

D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量

答案　A

解析　叶绿体是光合作用的场所，在自然光下，叶绿体能进行光合作用将水分解产生氧气，A正确；叶绿体中的光合色素能吸收红光和蓝紫光，因此在红光和蓝紫光下，叶绿体会产生氧气，B、C错误；水在叶绿体中分解产生氧气需要的能量是光能，D错误。

4．(2015·安徽高考)右图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是(　　)

A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能

B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类

C．被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5

D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高

答案　C

解析　CO2的固定实质上是将CO2与C5转变成C3，A错误；CO2不能直接被[H]还原，需要形成C3后才能接受ATP释放的能量并被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类，B错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下一部分合成了(CH2O)，另一部分又形成了C5，C正确；光照强度变弱时，光反应产生的ATP和[H]减少，C3还原减慢，C5生成的量减少，而C5的消耗暂时不变，所以短时间内C5含量会减少，D错误。

5．(2014·全国卷Ⅰ)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是(　　)

A．O2的产生停止

B．CO2的固定加快

C．ATP/ADP比值下降

D．NADPH/NADP＋比值下降

答案　B

解析　用黑布迅速将培养瓶罩上，导致绿藻细胞叶绿体内的光反应停止，不再产生O2、ATP和NADPH，使ATP/ADP、NADPH/NADP＋比值下降，A、C、D正确；光反应停止，使暗反应中的C3还原受阻，导致C5含量不断减少，从而使CO2的固定减慢，并最终停止，B错误。

6．(2017·全国卷Ⅱ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。

据图回答下列问题：

(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____________、_____________、_____________、______________，[H]代表的物质主要是______________。

(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。

(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是____________________________________________________________________。

答案　(1)O2　NADP＋　ADP＋Pi　C5　NADH(或还原型辅酶Ⅰ)

(2)C和D　(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸

解析　(1)根据题目示意图可知，过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应，①是水光解的产物且不参与暗反应，为氧气，②和③分别是合成NADPH、ATP的原料，即②是NADP＋、③是ADP和磷酸，④参与CO2的固定，为C5，[H]参与了有氧呼吸过程，为还原型辅酶Ⅰ(NADH)。

(2)在植物叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体类囊体薄膜，即除了A过程，ATP的合成还发生在C和D。

(3)C中的丙酮酸可以转化为酒精，是因为细胞质基质中存在与无氧呼吸过程相关的酶，在缺氧条件下叶肉细胞可以发生无氧呼吸。