2021版浙江新高考选考生物一轮复习教师用书：第8讲　色素和光合作用的过程

第8讲　色素和光合作用的过程

　光合作用的概述与光合色素

1．光合作用的概述

(1)概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2__和H2O转化成贮存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

(2)总反应式

6CO2＋12H2O6O2＋6H2O＋C6H12O6。

(3)光合作用的场所——叶绿体

观察下面的叶绿体结构示意图，完成下列问题：

①a、b分别为外膜、内膜。

②c为基粒，是由许多类囊体堆叠而成的，其膜可称为光合膜。d为液态的叶绿体基质，含有许多酶。

(4)光合作用的研究——氧气的产生

利用同位素示踪的方法，证实光合作用释放的氧气来自参加反应的水。

(5)阶段：光合作用分为光反应和碳反应两个阶段。前一阶段在类囊体膜上进行，后一阶段在叶绿体基质中进行。

2．色素的种类、颜色和功能

3.可见光谱与吸收光谱

(1)可见光谱：太阳光通过三棱镜折射后，便可分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同的颜色。

(2)吸收光谱：以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线。

4．活动：光合色素的提取与分离

(1)实验原理

①提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用95%的乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。

②分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。

(2)实验流程

(1)色素提取时常加入层析液(×)

(2)滤纸条上的滤液细线不能浸没层析液中(√)

(3)滤纸条上最上端呈黄色的色素带最窄(×)

(4)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(×)

(5)叶绿素的形成需要光照(√)

(6)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素(√)

(7)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(√)

(8)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中(×)

(必修1 P88图3－19改编)如图表示某同学做“光合色素的提取与分离”实验的改进装置，据图分析：

(1)实验时应将滤液滴在____(填“a”或“b”)处。

(2)在定性滤纸上会出现4个不同颜色的同心圆，最大的圆圈含有________(填色素种类)，呈现________色；最小的圆圈含有____________(填色素种类)，呈现________色。

答案：(1)a　(2)胡萝卜素　橙黄　叶绿素b　黄绿

考法1　色素的功能和吸收光谱的分析

(1)叶绿体中色素的分析

(2)影响叶绿素合成的因素

①光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。

②温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶子变黄。

③必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。

[题组冲关]

1．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叶绿素合成受阻引起的

解析：选C。提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中，A项正确；叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动转运方式从土壤溶液中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收，B项正确；叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光，C项错误；叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色，D项正确。

2．(2020·宁波期末联考)下表是在适宜条件下测得某植物叶绿体中色素吸收光能的情况，下列分析错误的是(　　)

A.O2 的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比的变化基本一致

B．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，叶绿体中三碳酸分子的量会增加

C．该植物缺乏镁时，叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大

D．环境温度降低，该植物对光能的利用能力将降低

解析：选B。植物光合作用吸收光能，发生水的光解产生O2，因此O2 的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比的变化基本一致；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，植物吸收的光能增加，光反应加快，为碳反应提供的NADPH和ATP增加，三碳酸分子的还原速率加快，叶绿体中三碳酸分子的含量减少；镁是叶绿素的重要构成成分，植物缺乏镁时，叶绿素a含量降低，吸收的光能百分比的减少幅度更大；表中实验数据是在最适温度条件下所得的实验结果，因此环境温度降低，该植物对光能的利用能力将降低。

考法2　光合色素提取的注意事项和操作目的

[题组冲关]

3．(2020·浙江富阳月考改编)下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程，相关叙述错误的是(　　)

A．纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同

B．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色

C．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域

D．在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大

解析：选C。纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散速度快；光下生长的韭菜叶绿体中含有四种色素：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)，避光生长的韭黄只含有两种色素：胡萝卜素、叶黄素；叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，故两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域；研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大。

4．(2019·浙江4月选考节选)回答与光合作用有关的问题：

在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为________。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的________光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与________抑制叶绿素的合成有关。

解析：在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素(胡萝卜素和叶黄素)合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。

答案：类胡萝卜素　蓝紫光和红　低温

　光反应和碳反应的过程

过程图解

1．光反应

(1)条件：叶绿体色素、酶、光和水。

(2)场所：叶绿体类囊体膜。

(3)产物：NADPH、ATP、O2。

(4)物质转变

①水在光下裂解为H＋、O2和电子。

②水中的氢(H＋＋e－)在光下将NADP＋还原为NADPH。　

(5)能量转变：光能被吸收并转化为ATP和NADPH中的化学能。

2．碳反应

(1)条件：CO2、多种酶、ATP、NADPH。

(2)场所：叶绿体基质。

(3)产物：三碳糖。

(4)主要变化

①CO2的固定：CO2＋RuBP―→2三碳酸分子。

②三碳酸分子的还原：三碳酸分子接受NADPH中的氢和ATP中的磷酸基团及能量，被还原成三碳糖，这是碳反应形成的产物。

③RuBP的再生

每3个CO2分子进入卡尔文循环就形成6分子的三碳酸分子，后者都被还原为三碳糖，其中5个三碳糖分子在卡尔文循环中再生为RuBP，另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环，或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质或脂质，或运出叶绿体，转变成蔗糖。

(1)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP(×)

(2)进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原(√)

(3)在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是Mg2＋吸收(×)

(4)光合作用光反应产生的ATP只用于碳反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP来自细胞呼吸(√)

(必修1 P102 T5改编)如图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是(　　)

A．①是光合色素，分布在叶绿体和细胞溶胶中

B．②是氧气，可参与需氧呼吸的第三阶段

C．③是三碳化合物，能被氧化为三碳糖

D．④是ATP，在叶绿体基质中生成

解析：选B。根据光合作用图解可知，图中①是光合色素，分布在叶绿体类囊体膜(基粒)上；②是氧气，可参与需氧呼吸的第三阶段，与需氧呼吸第一、二阶段产生的[H]结合生成水，释放大量的能量；③是三碳化合物，在由光反应阶段提供的NADPH和ATP的作用下被还原为三碳糖；④是ATP，在叶绿体类囊体膜(基粒)上生成。

考法1　光合作用的过程分析

(1)光反应为碳反应提供NADPH、ATP，碳反应为光反应提供ADP和Pi。

(2)没有光反应，碳反应无法进行，没有碳反应，有机物无法合成。

(3)反应式及元素去向分析

①反应式：以生成C6H12O6为例。

6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O

②元素去向

对光反应与碳反应认识的五个误区

(1)光合作用中光反应和碳反应不是独立的，而是息息相关的两个过程，没有光反应，碳反应也无法进行。

(2)光合作用的场所在真核生物中一定为叶绿体，在原核生物中为质膜。

(3)碳反应所需要的ATP仅来自光反应，而不能由细胞呼吸提供。

(4)光合作用中，ATP提供能量和磷酸基团；NADPH提供能量和作为还原剂，也是氢的载体，提供氢。

(5)三碳糖或戊糖(RuBP)组成元素中含有磷。　

[题组冲关]

1．(2020·浙江平阳质检)如图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中①②表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是(　　)

A．过程①表示光反应，过程②的场所是叶绿体基质

B．物质A表示O2，物质B表示CO2

C．过程②能将活跃的化学能转变成稳定的化学能

D．过程②的两个阶段都需要消耗过程①产生的NADPH和ATP

解析：选D。由题图可知，过程①②分别表示光反应和碳反应，反应场所分别是叶绿体的类囊体膜和叶绿体基质。物质A、B分别表示O2和CO2。光反应能将光能转变成活跃的化学能储存在ATP中，碳反应能将活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在葡萄糖中。过程②包括CO2的固定和C3的还原两个阶段，其中CO2的固定不需要消耗①过程产生的NADPH和ATP。

2．(2020·浙江省三地市联考)在适宜的条件下，为甘蔗提供14CO2，一段时间测得叶肉细胞内三碳糖和蔗糖中含14C 的百分比，如下图所示。请回答：

(1)三碳糖的形成需要ATP提供__________________，NADPH提供________________。

(2)14CO2先转化为________再形成三碳糖。从图示曲线看，三碳糖可以转化为蔗糖，蔗糖的产生场所是________________________。产生1分子蔗糖所需要的葡萄糖，需要____________循环________次。

(3)实验开始1 200秒后，含14C 蔗糖百分比明显下降的原因是_________________。

解析：(2)14CO2先转化为三碳酸再形成三碳糖，其中大部分用于核酮糖二磷酸的再生，少部分离开卡尔文循环的三碳糖运出叶绿体外合成蔗糖，所以蔗糖的产生场所是细胞溶胶(或叶绿体外)。产生1分子蔗糖所需要的葡萄糖，需要卡尔文循环6次，因为3个二氧化碳形成6个三碳糖，只有1个三碳糖离开卡尔文循环。(3)实验开始1 200秒后，含14C 蔗糖百分比明显下降的原因是蔗糖运输至细胞外或用于其他代谢或蔗糖输出速率大于合成速率。

答案：(1)磷酸基团和能量　氢和能量

(2)三碳酸(或三磷酸甘油酸或六碳分子)　细胞溶胶(或叶绿体外)　卡尔文　6

(3)蔗糖运输至细胞外(或用于其他代谢或蔗糖输出速率大于合成速率)

考法2　环境因素骤变对物质含量动态变化的判断

当外界条件改变时，光合作用中三碳酸分子、RuBP、NADPH、ATP的含量变化可以采用如图分析：

(1)图示

(2)分析

三碳酸分子、RuBP含量变化的两点注意

(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。

(2)以上各物质变化中，三碳酸分子和NADPH含量的变化是相反的，NADPH和ATP的含量变化是一致的。　

[题组冲关]

3．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点和B点相比较，叶肉细胞内的三碳酸分子、NADPH和ATP的含量发生的变化依次是(　　)

A．升、升、升　　　　　　 B．降、降、降

C．降、升、升   D．升、升、降

解析：选C。分析图解可知，C点和B点相比较，C点光强度大于B点，但是由于光照过强导致植物气孔关闭，使C点二氧化碳浓度降低，将抑制碳反应中二氧化碳的固定反应，导致三碳酸分子含量降低，利用光反应提供的ATP和NADPH减少，从而导致ATP和NADPH的含量升高。

4．(2019·浙江4月选考节选)回答与光合作用有关的问题：

在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3­磷酸甘油酸的含量会________。为3­磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是________。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会________。研究发现Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体________中。

解析：在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，由于绿光几乎不被吸收，光反应减弱，ATP和NADPH减少，短期内小球藻细胞中3­磷酸甘油酸的含量增加。为3­磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是ATP和NADPH。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加。Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，推知该酶存在于叶绿体基质中。

答案：增加　ATP和NADPH　增加　基质

1．下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是(　　)

A．破坏叶绿体外膜后，O2不能产生

B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变

C．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短

D．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应

解析：选D。O2在叶绿体类囊体膜上产生，A错误；植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例会发生变化，B错误；与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光强度减弱，C错误；离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应，D正确。

2．(2020·杭州名校调研)如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，有关叙述正确的是(　　)

A．图示膜结构为叶绿体内膜

B．M侧为叶绿体基质，其中含有少量DNA

C．甲表示色素，在层析液中溶解度最高的是叶绿素a

D．图示过程为光反应，该过程不需酶的催化

解析：选B。因图示过程需要光照，故该过程为光反应，场所为类囊体膜。光反应生成的ATP进入叶绿体基质参与碳反应，故M侧为叶绿体基质，叶绿体基质中含有少量DNA。在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素。光反应过程需要酶的参与。

3．下图为某植物光合作用的示意图，下列相关叙述正确的是　(　　)

A．阶段②中稳定的化学能转变成活跃的化学能

B．若突然中断CO2的供应则阶段①产生的b增多，d减少

C．阶段①中c为NADH，作为还原剂参与阶段②中f的还原

D．为该植物提供14CO2，则14C的转移途径为h→f→有机物

解析：选D。阶段②表示碳反应，在碳反应中，活跃的化学能转变成稳定的化学能，A错误；阶段①为光反应，b为O2，d是ATP，若突然中断CO2的供应，则CO2固定受阻，三碳酸不能继续产生，三碳酸减少，最终使三碳酸还原过程中消耗的NADPH和ATP减少，但光反应继续进行，所以光反应产生的O2与ATP均增多，B错误；f为三碳酸，阶段①中c为NADPH，NADPH作为还原剂参与阶段②中f的还原，C错误；h是CO2，f是三碳酸，若为该植物提供14CO2，则14C的转移途径为14CO2→14C3→有机物，D正确。

4．如图为新鲜菠菜叶中4种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列有关说法不正确的是(　　)

A．叶绿体中的4种色素分布在类囊体膜上

B．4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中

C．4种色素在层析液中溶解度最高的是甲

D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙

解析：选C。据图可知，甲、乙、丙、丁分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，层析液中溶解度最高的是丁，故C项错误。叶绿体中的4种色素分布在类囊体膜上，故A项正确。4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中，因此可用无水乙醇提取色素，故B项正确。发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素，即甲和乙，故D项正确。

5．(2020·嘉兴期末)卡尔文循环中的第一个反应由Rubisco 催化，Rubisco的活性受多种因子调控，如下图所示。下列结论正确的是(　　)

A．Rubisco能将CO2转化为RuBP

B．光照可直接提高Rubisco的活性

C．Rubisco与镁离子结合后能吸收光能

D．光照时叶绿体基质的pH大于黑暗时

解析：选D。卡尔文循环中的第一个反应是CO2与RuBP结合形成三碳酸；光照通过促进抑制Rubisco活性的物质的分解，从而间接提高Rubisco的活性；光能的吸收发生在光反应过程中，Rubisco催化碳反应的进行；光照时，Rubisco活性增加，CO2的消耗加快，叶绿体基质的pH增大。

6．图甲是菠菜叶肉细胞中的叶绿体亚显微结构示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示不同的部位；图乙是光合作用的碳反应过程示意图，其中①②表示物质。请回答下列问题：

(1)利用新鲜菠菜叶片进行“光合色素的提取和分离”活动。在菠菜叶片研磨过程中，加入95%乙醇的作用是______________；分离色素的过程中，应注意滤纸上的滤液细线要高于__________的液面；分离后，在滤纸条上会呈现四条色素带，其中离滤液细线最远的色素带是__________(填相应的色素名称)。

(2)光合色素存在于图甲的[　]______中，其中叶绿素主要吸收红光和________光。图乙过程发生在图甲的[　]__________中。(在[　]内填写图中的相应编号)

(3)图乙中，物质①是__________，该物质在光反应产物__________的作用下形成物质②。若3个CO2分子进入卡尔文循环可形成6个物质②分子，其中有______个物质②分子经过一系列变化再生成RuBP，其余的离开循环，可在叶绿体内作为合成________、蛋白质和脂质等大分子物质的原料。

解析：(1)在提取菠菜叶片色素过程中，加入95%乙醇的作用是溶解色素；分离色素的过程中，应注意滤纸上的滤液细线要高于层析液的液面；分离后，在滤纸条上会呈现四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。(2)光合色素存在于图甲的类囊体膜中；其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；图乙过程是光合作用碳反应过程，发生在图甲的叶绿体基质中。(3)图乙中，物质①由RuBP和CO2形成，为三碳酸(3­磷酸甘油酸)，在ATP和NADPH作用下形成物质②三碳糖；6个三碳糖分子有5个经过一系列变化再生成RuBP，1个离开循环，在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质、脂质等大分子物质的原料。

答案：(1)作为提取色素的溶剂　层析液　胡萝卜素

(2)Ⅲ　类囊体膜　蓝紫　Ⅱ　叶绿体基质

(3)3­磷酸甘油酸　ATP和NADPH　5　淀粉

1．下列关于光合作用的叙述，不正确的是(　　)

A．把二氧化碳和水转变成有机物 

B．把光能转变成化学能

C．全过程都必须在光下进行

D．有氧气放出

解析：选C。光合作用的光反应阶段直接需要光，而碳反应阶段不需要光直接参与。

2．关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，不正确的是(　　)

A．叶绿体中的色素与ATP的合成有关

B．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度最大的是叶绿素a

C．叶绿体中的色素与O2和NADPH的形成有关

D．叶绿体中的色素能吸收和传递光能

解析：选B。叶绿体中的色素在层析液中的溶解度最大的是胡萝卜素。光反应过程与色素有关。

3．给予从叶绿体分离出的类囊体膜光照，发现能使草酸铁的Fe3＋还原为Fe2＋，并有氧气释放。此实验证明(　　)

A．光合作用在类囊体上进行

B．光合作用的产物O2来自H2O，而不是CO2

C．类囊体吸收光能后，产生O2和还原性物质

D．类囊体上的光反应能产生O2，而碳反应使Fe3＋被还原

解析：选C。由题干可知，类囊体吸收光能后，可以产生O2和具有还原性的物质；但不能证明光合作用的整个过程在类囊体上进行，也不能证明产生O2中氧元素的来源。

4.(2020·浙江省金丽衢十二校二模)右图为新鲜菠菜叶中的光合色素纸层析的结果，下列描述中正确的是(　　)

A．能吸收红光的色素带是③

B．低温对色素带④的破坏率最高

C．纸层析的原理是光合色素易溶于无水乙醇

D．提取色素时不加碳酸钙会使色素带①②变浅

解析：选D。能吸收红光的是①②，③④吸收蓝紫光，A错误；寒冷时，叶绿素容易被破坏而使叶片呈黄色，所以色素带①②较色素带④更易被破坏，B错误；纸层析的原理是不同的光合色素在层析液中溶解度不同，C错误；提取色素时，加入碳酸钙的目的是保护叶绿素，因此不加碳酸钙会使色素带①②变浅，D正确。

5．光照是绿色植物进行光合作用的必要条件，在光合作用中光的作用有(　　)

①光合作用的能源　②催化ATP的分解　③影响叶绿素合成　④调节气孔开度　⑤固定CO2

A．①②③　　　　　　　 B．②③④

C．①③④   D．③④⑤

解析：选C。光是光合作用的能源，参与叶绿素的形成；光强度可调节气孔开度；光没有催化作用，与CO2的固定无直接关系。

6．(2020·杭州四校联考)如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和RuBP的相对含量随一种环境因素的改变的变化情况，下列对这一环境因素的改变的分析，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．增加光强度

解析：选D。突然停止光照时，NADPH和ATP减少，C3被消耗的量减少，故其含量增多，而RuBP的来源减少，故其含量降低。突然增加CO2浓度时，合成C3的原料增加，导致C3含量增加。增加光强度时，NADPH和ATP增多，C3因大量消耗而减少，RuBP的含量增加。

7．(2020·金华模拟)科学家提取植物细胞中的叶绿体，用高速离心法打破叶绿体膜后，分离出类囊体和基质，在不同条件下进行实验(如下表所示)，用来研究光合作用过程，下列选项中各试管得到的产物情况正确的是(　　)

注：表中的“＋”表示“添加”，“－”表示“不添加”。

A．甲试管可得到18O2

B．乙试管可得到三碳化合物

C．丙试管可得到葡萄糖和淀粉

D．丁试管可得到乳糖

解析：选B。光合作用产生的O2来源于水的光解，甲试管中没有HO，所以没有18O2；乙试管中有C18O2和五碳化合物，可得到三碳化合物；丙试管不含ATP、NADPH，所以得不到葡萄糖和淀粉；乳糖是动物细胞内合成的二糖。

8．(2020·浙江省十校联盟联考)下列关于光合作用的叙述，正确的是(　　)

A．悬浮在叶绿体基质中的所有类囊体是连成一体的

B．叶绿素只能吸收蓝紫光和红光，不吸收其他光，所以呈绿色

C．类胡萝卜素和叶绿素等光合色素只存在于叶片中

D．卡尔文循环中的关键步骤是二氧化碳与RuBP结合

解析：选A。类囊体是连在一起且悬浮在叶绿体基质中的；叶绿素基本不吸收绿光，所以呈现绿色；类胡萝卜素和叶绿素等光合色素在叶肉细胞中含量最多，但在幼嫩的茎中也含有；卡尔文循环中的关键步骤是三碳酸的还原。

9．向正在进行光合作用的叶绿体悬液中分别加入a、b、c、d四种物质，下列说法错误的是(　　)

A．若a能抑制ATP合成，则使三碳酸含量上升

B．若b能抑制CO2固定，则使NADPH、ATP含量上升

C．若c能促进NADPH的产生，则使RuBP含量下降

D．若d能促进三碳糖的合成，则使NADPH、ATP含量下降

解析：选C。若a能抑制ATP合成，则使三碳酸的还原过程受阻，三碳酸含量上升，A正确；若b能抑制CO2固定，则使三碳酸的还原过程因原料不足受阻，使NADPH、ATP含量上升，B正确；若c能促进NADPH的产生，使三碳酸的还原过程加快，则使RuBP含量上升，C错误；若d能促进三碳糖的合成，则使三碳酸的还原过程加快，NADPH、ATP的利用加快，从而使其含量下降，D正确。

10．(2020·浙江杭州高三月考)苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。某探究小组用50%的乙醇提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上色素带由上到下，叙述正确的是(　　)

A．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小

B．第一条色素带的带宽比第二条色素带窄

C．第三条色素带对应的色素是呈现黄绿色的叶绿素b

D．如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为红色

解析：选B。层析结果会出现5条色素带，第1条为橙黄色的胡萝卜素，第2条为黄色的叶黄素，以上2种色素主要吸收蓝紫光，其中胡萝卜素的含量最低，故色素带最窄，第3条为蓝绿色的叶绿素a，第4条为黄绿色的叶绿素b，以上2种色素主要吸收红光和蓝紫光。因为花青素溶于水，提取时如使用50%的乙醇可提取到花青素，同时根据花青素不溶于有机溶剂的特性和色素分离的原理，纸层析时，划在滤液细线上的花青素几乎不发生扩散，所以第5条应为红色的花青素，如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为胡萝卜素(橙黄色)，所以B说法正确。

11．(2020·嘉兴期末测试)下图是载体中的氢随化合物在生物体内转移的过程，下列叙述错误的是(　　)

A．过程①中氢的载体为NADPH

B．载体中的氢在过程②中用于还原RuBP

C．载体中的氢在过程④中用于还原O2

D．载体中的氢在过程⑤中用于还原丙酮酸

解析：选B。过程①为光合作用的光反应，氢的载体为NADPH；过程②为光合作用碳反应中三碳酸的还原，载体中的氢用于还原三碳酸；过程④为需氧呼吸第三阶段的反应，载体中的氢在过程④中用于还原O2产生水；过程⑤为厌氧呼吸第二阶段的反应将丙酮酸转化为乳酸，载体中的氢在过程⑤中用于还原丙酮酸。

12．(2020·杭州一模)植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．图中H＋通过主动转运从类囊体膜内运到膜外

B．通常，在光强度达到全日照之前，物质A的释放速率已达到最大值

C．每个三碳酸分子接受来自物质N的氢和来自ATP的磷酸基团

D．叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收绿光，而几乎不吸收其他颜色的光

解析：选B。图中H＋从类囊体膜内运到膜外顺浓度梯度，为易化扩散；通常，在光强度达到全日照之前，物质A(O2)的释放速率已达到最大值；每个三碳酸分子接受来自物质NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团；叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光。

13．(2017·浙江4月选考)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图所示。

回答下列问题：

(1)本实验的因变量是________。由图中曲线对比可知，经________处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的________光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行________处理以减少叶绿素的损失。

(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的________。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第________条色素带均明显变窄。

(3)若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定________，可得到叶绿素a的吸收光谱。

解析：(1)根据坐标曲线图可知，本实验的因变量是叶绿素含量。据图可知在0 ℃和有光条件下，叶绿素含量下降最明显。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。据图可知，除了升温之外，还可以进行遮光处理以减少叶绿素的损失。

(2)碳酸钙具有保护叶绿素的作用，据图可知，第4组处理会导致叶绿素的含量显著下降，对应的通过纸层析分析得到的色素带，从上到下第3和4条色素带明显变窄。

(3)用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定吸光率，可得到叶绿素a的吸收光谱。

答案：(1)叶绿素含量　低温和光照　红光和蓝紫　遮光　(2)碳酸钙　3、4　(3)吸光率

14．(2020·温州模拟)如图表示某绿色植物进行光合作用的示意图，请分析回答下列问题：

(1)图中a、b两个生理过程发生的场所是__________，若适当提高CO2浓度，则短时间内图中C的含量变化是__________。图中物质D为________，D的生成量可代表光合作用的强度。

(2)经研究发现，该植物夜晚虽然能吸收CO2，却不能合成D，原因是______________________________________________________________。

(3)在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的脂质仓库，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是______________________。

解析：(1)题图中a表示CO2的固定，b表示三碳酸分子的还原，均为碳反应中的物质变化，碳反应发生在叶绿体基质中。若适当提高CO2浓度，CO2的固定会增强，三碳酸分子含量会增多，因此三碳酸分子的还原利用的NADPH和ATP增多，从而导致NADPH(即图中C)含量下降。题图中物质D为光合作用碳反应的产物，即三碳糖(或有机物、糖类)，光合作用过程中糖类的生成量、O2的释放量和CO2的吸收量等均能代表光合作用强度。

(2)在夜间没有光照，不能进行光反应，不能生成NADPH 和ATP，因此碳反应中三碳酸分子的还原无法进行。

(3)叶绿体的生长过程就是叶绿体外膜、内膜以及类囊体膜不断生长的过程，而叶绿体膜的成分主要为磷脂和蛋白质，因此脂质仓库中的脂质将用于叶绿体的生长而逐渐变小。

答案：(1)叶绿体基质　下降　三碳糖(或有机物、糖类)

(2)没有光照，不能进行光反应，不能为碳反应提供NADPH和ATP

(3)颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构

15．(2016·浙江4月选考)叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图如下。请回答下列问题：

(1)该膜是__________膜，其上含有色素和催化光反应的__________。光反应中，色素吸收的光能转换为ATP等物质中的__________。

(2)光反应的产物除图中所示的物质外，还有电子和__________。ATP为碳反应提供了能量和________________。

(3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于__________的液面。滤纸条上最宽色素带中所含的色素是__________。

解析：(1)光反应的场所为叶绿体的类囊体膜；类囊体膜上含有各种光合色素和光反应所需的酶；色素吸收的光能通过光反应过程转移至ATP、NADPH等物质中以化学能形式储存。(2)光反应的产物包括：O2、H＋、电子、ATP和NADPH等，图中已显示出O2、H＋、ATP；ATP除为碳反应供能外，还可以在三碳酸被还原生成三碳糖的过程中提供磷酸基团。(3)滤液细线不能浸没在层析液中，否则细线上所含的色素会快速溶于层析液中而无法沿着滤纸条向上扩散，从而无法分离形成不同的色素带；色素含量越多则色素带越宽，叶绿体中含量最多的色素为叶绿素a。

答案：(1)类囊体　酶　化学能

(2)NADPH　磷酸基团

(3)层析液　叶绿素a