2021高三统考人教生物一轮（经典版）学案：必修1第3单元第10讲　光合作用的探究历程与基本过程


第三单元 细胞的能量供应和利用
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文
1．绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。(必修1 P97—实验)(√)
2．绿叶中的色素分为叶绿素和胡萝卜素，其中叶绿素a为黄绿色。(必修1 P98—正文)(×)
3．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。(必修1 P99—学科交叉)(√)
4．大棚种植蔬菜时，选择蓝色的塑料薄膜比红色的好。(必修1 P99—与社会的联系)(×)
5．没有叶绿素就不能进行光合作用。(必修1 P99—正文)(×)
6．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。(必修1 P99—正文)(√)
7．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。(必修1 P100—正文)(√)
8．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。(必修1 P100—拓展题)(√)
9．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。(必修1 P102—正文)(×)
10．同位素标记也可应用于光合作用的三羧酸循环。(必修1 P102—正文)(√)
11．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。(必修1 P103—正文)(√)
12．绿叶通过气孔从外界吸收的CO2不能直接被还原。(必修1 P104—正文)(√)
13．光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。(必修1 P104—探究实验)(√)
14．没有光照，暗反应仍可以继续进行。(必修1 P104—正文)(×)
15．没有叶绿素的生物就不是自养型的。(必修1 P105—正文)(×)
16．把无机物合成有机物的合成作用叫化能合成作用。(必修1 P105—正文)(×)

(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，红外光和紫外光都属于不可见光，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

试剂
原理
提取
无水乙醇
绿叶中的色素溶于有机溶剂，而不溶于水
分离
层析液
各种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，反之则慢
(2)实验步骤
提取色素

制备滤纸条

画滤液细线

分离色素

观察与记录：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带
(3)实验结果分析

色素种类
颜色
吸收光谱
胡萝卜素
类胡萝卜素
(含量约占1/4)
橙黄色
主要吸收蓝紫光
叶黄素
黄色
叶绿素a
叶绿素(含量约占3/4)
蓝绿色
主要吸收
蓝紫光和红光
叶绿素b
黄绿色
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。
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。
2.光合作用的过程
比较
项目
光反应
暗反应
过程
模型

场所
在叶绿体内的类囊体薄膜上进行
在叶绿体基质中进行
时间
短促，以微秒计
较缓慢
条件
色素、光、酶、水、ADP、NADP＋、Pi，必须有光
多种酶、ATP、[H]、CO2、C5，有无光均可
物质
转化
①水的光解：
2H2O4[H]＋O2；
②ATP的合成：
ADP＋Pi＋能量ATP
①CO2的固定：
CO2＋C52C3；
②C3的还原：

能量
转化
光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
关系
光反应为暗反应提供[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋；光反应和暗反应既有区别又有联系，是缺一不可的整体
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：3H2O→[3H]→(C3H2O)＋3H2O。
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。
2．化能合成作用与光合作用的比较
项目
光合作用
化能合成作用
条件
光、色素、酶
酶
原料
CO2和H2O等无机物
产物
糖类等有机物
能量来源
光能
某些无机物氧化时释放的能量
生物种类
绿色植物、蓝藻等
硝化细菌、硫细菌等

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，保证色素充分溶解并提取较多的色素。
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。
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。

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。
　
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．只要外界条件合适，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。(√)
考点题型突破
实验7 　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中韭菜组有4条色素带，韭黄组缺少叶绿素a和叶绿素b两条色素带，所以实验结果①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，导致色素浓度太低，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。

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)滤纸条上最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1　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．(2017·全国卷Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　)
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．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
答案　A
解析　类胡萝卜素不吸收红光，A错误；光合色素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；光合作用的作用光谱既可用O2的释放速率随光波长的变化来表示，也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶片在640～660 nm波长光下只有叶绿素能吸收光能，进行光合作用，释放O2，D正确。
2．(2019·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　叶绿体色素只具有吸收、传递、转换光能的作用，如果要生成淀粉还需相应的酶和原料，仅有叶绿体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叶绿体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；两实验中只有恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物，D错误。

高考常考的四个经典实验及分析
普利斯特利实验
相关分析
缺乏对照实验，实验结果说服力不强。应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于含同一种但却死亡的植物的玻璃罩内，作为空白对照。普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用
萨克斯实验
相关分析
①对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组
②该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力
恩格尔曼实验
相关分析
①将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O2的影响
②设置极细光束和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位
鲁宾和卡门实验
相关分析
①应用同位素标记法追踪CO2和H2O中的O元素在光合作用中的转移途径
②此实验设置了对照，自变量是标记物质即HO和C18O2，因变量是释放的O2有无放射性
考点2　光合作用的基本过程
题型一 光合作用过程分析
1．(2019·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　根据光合作用过程可知，①为O2，②为ATP，③为NADPH(即[H])，④为CO2，A正确；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，C3消耗速率加快，短时间内C3生成速率不变，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，A正确，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；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　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，C点二氧化碳浓度降低。二氧化碳浓度降低影响暗反应中二氧化碳的固定反应，不影响C3还原，故
；
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。
4．(2019·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　C3含量下降，C5含量上升，说明CO2固定减弱或C3还原加快，即CO2浓度降低或光照强度增强，A、B错误，D正确；若降低环境温度，光合速率下降，C3和C5含量均下降，C错误。

当外界条件发生骤变时，光合作用中C3、C5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
①光照减弱时C3、C5的含量变化：

同理可知，光照增强时，[H]、ATP含量增加，C3含量减少，C5含量增加。
②CO2含量增加时，C3、C5的含量变化

同理可知，CO2含量减少时，C3含量减少，C5含量增加。
方向真题体验
1．(2019·全国卷Ⅰ)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自于(　　)
A．水、矿质元素和空气 B．光、矿质元素和水
C．水、矿质元素和土壤 D．光、矿质元素和空气
答案　A
解析　根据光合作用的过程，植物产生的有机物主要来自空气中的CO2，另外植株增加的质量还来自对水和矿质元素的吸收。光合作用过程中，光是光合作用进行的动力。
2．(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。
3．(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。
4．(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。
5．(2019·全国卷Ⅰ)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。
(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种变化的主要原因是________________________________。
(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
答案　(1)增强
(2)降低　气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
再将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
解析　(1)经干旱处理后，该植物根细胞中溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子的吸引力增大，则该植物根细胞的吸水能力增强。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，从而影响光合作用所需的CO2的供应，暗反应减弱，其光合速率降低。
(3)欲设计实验验证“干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的”，则自变量为ABA的有无，那么该实验选用的材料是该种植物的ABA缺失突变体植株，在干旱处理前后都测定叶片的气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下进行对照实验，一组用ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
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。