第2講　光合作用(Ⅰ)
[考綱展示]　1.光合作用的基本過程(Ⅱ)　2.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離
考點(diǎn)一| 捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)


1．葉綠體中色素的種類和顏色
色素的種類
色素的顏色
葉綠素
葉綠素a
藍(lán)綠色
葉綠素b
黃綠色
類胡蘿卜素
葉黃素
黃色
胡蘿卜素
橙黃色
2.葉綠體中色素的吸收光譜分析

由圖可以看出：(1)色素的功能：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。
(2)色素吸收光的范圍：可見光的波長(zhǎng)范圍大約是390～790 nm，一般葉綠體中的色素只吸收可見光，對(duì)紅外光和紫外光不吸收。
3．葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能

(1)結(jié)構(gòu)
↓決定
(2)功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。
↑證明
(3)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)：好氧細(xì)菌只分布于葉綠體被光束照射的部位。
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。(√)
(2)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(×)
提示：葉綠體中色素吸收的光能用于光合作用。
(3)葉片黃化，葉綠體對(duì)紅光的吸收增多。(×)
提示：葉片黃化，說明葉綠體中的葉綠素減少，所以吸收紅光減少。
(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。(×)
提示：基質(zhì)中有酶分布，但沒有色素。
(5)沒有葉綠體，細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用。(×)
提示：藍(lán)藻細(xì)胞沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍(lán)素能進(jìn)行光合作用。
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)為什么高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色？說出你的理由。
提示：因?yàn)槿~綠體中的色素幾乎不吸收綠光，綠光被反射出來，所以葉片一般呈現(xiàn)綠色。
(2)入秋后，葉片逐漸變黃，試解釋其原因。
提示：入秋后，氣溫逐漸降低，低溫可導(dǎo)致葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，葉片中葉綠素含量減少，類胡蘿卜素含量增加，導(dǎo)致葉片變黃。
(3)溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，最好選擇什么顏色的玻璃或塑料薄膜？說明原因。
提示：無色透明　有色玻璃或塑料薄膜主要透過同色光，其他色光很少或不能透過，光照強(qiáng)度會(huì)減弱，不利于光合作用；而無色透明的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各種色光，光照強(qiáng)度較大，有利于光合作用的進(jìn)行。

1．葉綠體中的色素與葉片的顏色
色素與葉片顏色
正常綠色
正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3∶1，且對(duì)綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色
葉色變黃
寒冷時(shí)，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩(wěn)定，顯示出類胡蘿卜素的顏色，葉子變黃
葉色變紅
秋天降溫時(shí)，植物體為適應(yīng)寒冷，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉子呈現(xiàn)紅色
2.影響葉綠素合成的三大因素

3．葉綠體的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)的特點(diǎn)
(1)葉綠體的基粒由類囊體堆疊而成，有巨大的膜面積。
(2)葉綠體的類囊體薄膜上分布有吸收光能的色素。
(3)葉綠體的類囊體薄膜和基質(zhì)中有催化光合作用進(jìn)行的酶。

◎考法1　考查葉綠體中色素的種類和作用
1．(2018·淄博模擬)下列關(guān)于葉綠體色素在光合作用過程中作用的描述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．葉綠體色素與ATP的合成有關(guān)
B．葉綠體色素參與ATP的分解
C．葉綠體色素與O2和[H]的形成有關(guān)
D．葉綠體色素能吸收和傳遞光能
B　[葉綠體色素具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用，并伴隨著水的光解和ATP的合成過程，故A、C、D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上，可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長(zhǎng)，單位為mm，暗帶表示溶液吸收該波長(zhǎng)的光后形成的光譜)。則該色素是(　　)

A．類胡蘿卜素　　　　 B．葉黃素
C．胡蘿卜素 D．葉綠素a
D　[葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。從圖中可以看出，該色素主要吸收了紅光和藍(lán)紫光，所以該色素為葉綠素a。]
◎考法2　考查葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能
3．(2019·重慶南開中學(xué)月考)下列關(guān)于葉綠體的敘述，正確的是(　　)
A．葉綠體的外膜、內(nèi)膜極大地?cái)U(kuò)展了受光面積
B．葉綠體基質(zhì)中NADP＋能形成NADPH
C．類囊體薄膜上的光合色素都可以吸收藍(lán)紫光
D．類囊體薄膜中的酶可催化CO2的固定和還原
C　[葉綠體擴(kuò)大受光面積的不是外膜和內(nèi)膜而是類囊體薄膜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NADP＋形成NADPH的場(chǎng)所是基粒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍(lán)紫光，C項(xiàng)正確；催化CO2的固定和還原的酶存在葉綠體的基質(zhì)中，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
4．(2018·福建泉州模擬)在水稻葉肉細(xì)胞的葉綠體中，不會(huì)都發(fā)生的生理過程是(　　)
A．二氧化碳的生成與利用
B．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯
C．NADPH的生成與利用
D．ATP的合成與水解
A　[葉綠體的基質(zhì)可以發(fā)生二氧化碳的利用，但葉綠體中不會(huì)有二氧化碳的生成，A符合題意。葉綠體中因?yàn)楹猩倭緿NA和RNA，所以能進(jìn)行遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯，B不符合題意。葉綠體中進(jìn)行光合作用的光反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生NADPH，然后在暗反應(yīng)中會(huì)利用NADPH，C不符合題意。在光反應(yīng)中能合成ATP，在暗反應(yīng)中會(huì)利用ATP，D不符合題意。]
考點(diǎn)二| 光合作用過程


1．光合作用的總反應(yīng)式
CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
2．光合作用的過程

(1)根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別
過程
Ⅰ.光反應(yīng)
Ⅱ.暗反應(yīng)
場(chǎng)所
葉綠體類囊體薄膜
葉綠體基質(zhì)
條件
光、色素和酶
多種酶
原料
水、NADP＋、ADP、Pi
[H](NADPH)、ATP、CO2
產(chǎn)物
[H](NADPH)、ATP、O2
(CH2O)、ADP、Pi
物質(zhì)變化
①水的光解：H2O[H]＋O2
②ATP的合成：
ADP＋PiATP
①CO2的固定：CO2＋C52C3
②C3的還原：2C3
(CH2O)＋C5
能量變化
光能→ATP中活躍的化學(xué)能
ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
(2)根據(jù)如圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系

①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH。
②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP＋。
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑。(√)
(2)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(×)
提示：H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。
(3)只提供光照，不提供CO2，植物可獨(dú)立進(jìn)行光反應(yīng)。(×)
提示：在暗反應(yīng)不能進(jìn)行時(shí)，因光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP的積累，光反應(yīng)也要停止。
(4)在其他條件適宜情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)，葉綠體中C3和C5化合物含量都迅速增加。(×)
提示：突然停止光照后，C3增加，C5減少。
(5)正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，其葉綠體內(nèi)CO2的固定立即停止。(×)
提示：光反應(yīng)停止后，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP仍可被暗反應(yīng)利用一段時(shí)間。
(6)土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖。(√)
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)光合作用過程中產(chǎn)生的ATP與細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的ATP的利用有什么不同？
提示：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP用于暗反應(yīng)階段C3的還原和葉綠體中蛋白質(zhì)、核酸的合成。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可用于除光合作用以外的生命活動(dòng)。
(2)若突然停止對(duì)某正常植物的CO2供應(yīng)，則該植物的葉綠體中C3的含量如何變化？嘗試分析其變化原因。
提示：略微減少。當(dāng)CO2供應(yīng)停止時(shí)，葉肉細(xì)胞間隙CO2濃度降低，CO2的固定速率降低。而光照強(qiáng)度不變的情況下，[H]、ATP的供應(yīng)速率不變，C3的還原速率幾乎不變，這樣，短時(shí)間內(nèi)，C3的生成量減少，消耗量不變，故葉綠體中C3的含量會(huì)略有減少。

1．光合作用C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑

(1)H：3H2O[3H](C3H2O)。
(2)C：14CO214C3(14CH2O)。
(3)O：HO18O2；C18O2C3(CHO)。
2．環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析
(1)分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個(gè)方向綜合分析。
示例：CO2供應(yīng)正常，光照停止時(shí)C3的含量變化

(2)物質(zhì)含量變化的比較
條件
光照由強(qiáng)到弱，CO2供應(yīng)不變
光照由弱到強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變
CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變
CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變
C3含量
增加
減少
減少
增加
C5含量
減少
增加
增加
減少
[H]和ATP的含量
減少
增加
增加
減少
(CH2O)的合成量
減少
增加
減少
增加
(3)“模型法”表示C3和C5的含量變化

①以上分析只表示條件改變后短時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)相對(duì)含量的變化。
②以上各物質(zhì)變化中，C3和C5含量的變化是相反的，[H]和ATP含量變化是一致的。

◎考法1　考查光合作用過程
1．(2018·臨沂市期末)如圖表示綠色植物光合作用的部分過程，圖中A～C 表示相關(guān)物質(zhì)。有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　　)

A．圖中A為氧氣，可部分釋放到空氣中
B．圖中B為NADPH，外界CO2濃度升高時(shí)，B的含量暫時(shí)升高
C．該過程消耗的NADP＋和C來自于葉綠體基質(zhì)
D．該過程將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在B和ATP中
B　[水的光解產(chǎn)物是氧氣和[H]，若光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，氧氣會(huì)部分釋放到空氣中，A正確；圖中B是在NADP＋、H＋和電子參與下形成的，為NADPH，當(dāng)外界CO2濃度升高時(shí)，暗反應(yīng)中生成的三碳化合物增多，則消耗的NADPH增多，導(dǎo)致NADPH的含量暫時(shí)降低，B錯(cuò)誤；葉綠體基質(zhì)中，暗反應(yīng)消耗NADPH、ATP產(chǎn)生NADP＋、ADP，C正確；光合作用光反應(yīng)過程中，將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和NADPH中，D正確。]
2.如圖為大豆葉片葉肉細(xì)胞光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖，下列敘述正確的是(　　)

A．CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能
B．CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類
C．被還原的C3在有關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5
D．光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高
C　[1分子C5與1分子CO2結(jié)合，形成2分子C3的過程稱為CO2的固定，由圖可知，該過程沒有消耗ATP，不會(huì)將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能，A錯(cuò)誤。CO2需要先被固定為C3后才能被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類和C5，B錯(cuò)誤。暗反應(yīng)過程中，一些接受能量并被還原的C3經(jīng)過一系列變化形成糖類，另一些接受能量并被還原的C3則經(jīng)過一系列的化學(xué)變化形成C5，從而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)持續(xù)地進(jìn)行下去，C正確。光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和[H]減少，導(dǎo)致C5的產(chǎn)生量下降，而CO2的固定在短時(shí)間內(nèi)不受影響，故短時(shí)間內(nèi)C5含量下降，D錯(cuò)誤。]
[誤區(qū)警示]
1．誤認(rèn)為光反應(yīng)中產(chǎn)生的ATP，可用于各項(xiàng)生命活動(dòng)
光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)階段，不能用于其他生命活動(dòng)，其他生命活動(dòng)所需ATP只能來自細(xì)胞呼吸。
2．誤認(rèn)為沒有暗反應(yīng)，光反應(yīng)能獨(dú)立進(jìn)行
光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，因此沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)不能進(jìn)行。在暗反應(yīng)不能進(jìn)行時(shí)，因光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP的積累，光反應(yīng)也要停止。
3．誤認(rèn)為光合作用只能在葉綠體中進(jìn)行
藍(lán)藻無葉綠體，但藍(lán)藻細(xì)胞中含有吸收光能的色素和催化光合作用的酶，也可進(jìn)行光合作用。
◎考法2　考查環(huán)境條件變化對(duì)光合作用中物質(zhì)含量的影響
[解題指導(dǎo)] 三步法判斷C3和C5含量的變化
第一步：明確光合作用過程中物質(zhì)的來源與去路：

(1)ATP和[H]來源于Ⅰ過程，消耗于Ⅲ過程。
(2)C3來源于Ⅱ過程，消耗于Ⅲ過程。
(3)C5來源于Ⅲ過程，消耗于Ⅱ過程。
第二步：分析外界條件的變化對(duì)光合作用過程的影響：
(1)如果光照強(qiáng)度發(fā)生變化，則直接影響過程Ⅰ，依次影響過程Ⅲ、Ⅱ。
(2)如果CO2濃度變化，則直接影響過程Ⅱ，依次影響過程Ⅲ、Ⅰ。
第三步：根據(jù)外界條件的變化確定其影響C3和C5含量的變化：
(1)在CO2供應(yīng)不變時(shí)，改變光照條件：
強(qiáng)→弱：ATP和[H]減少，C3還原減弱，C3消耗減少，C5產(chǎn)生減少，則C3含量增多，C5含量減少；反之則相反。
(2)在光照不變時(shí)，改變CO2供應(yīng)：
充足→不足：CO2固定減弱，C3產(chǎn)生減少，C5消耗減少，則C3含量減少，C5含量增多；反之則相反。
3．(2019·菏澤檢測(cè))如圖所示某陽(yáng)生植物細(xì)胞在夏季晴天某一天內(nèi)的光合作用過程中C3、C5化合物的數(shù)量變化。若第二天中午天氣由光照強(qiáng)烈轉(zhuǎn)向陰天時(shí)，葉綠體中C3含量的變化、C5含量的變化分別相當(dāng)于曲線中的(　　)

A．c→d段(X)，b→c段(Y)
B．d→e段(X)，d→e段(Y)
C．d→e段(Y)，c→d段(X)
D．b→c段(Y)，b→c段(X)
B　[光照強(qiáng)烈轉(zhuǎn)向陰天時(shí)，葉綠體中C3含量增多、C5含量減少。]
4．(2019·衡水中學(xué)月考)光合作用的暗反應(yīng)階段主要包括：C5和CO2結(jié)合生成C3，C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5。為確定光合作用暗反應(yīng)階段哪個(gè)反應(yīng)間接依賴光，科學(xué)家利用小球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：

(1)利用熱酒精處理小球藻能終止細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。欲探究14CO2中14C的轉(zhuǎn)移路徑，給小球藻提供14CO2后，應(yīng)怎樣處理？
______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)暗反應(yīng)階段間接依賴光照的反應(yīng)是______________________，做出此判斷的依據(jù)是______________
______________________________________________________。
(3)若其他條件不變，突然降低光照條件下CO2的濃度，短時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中C3和C5含量的變化趨勢(shì)分別是_______________________
______________________________________________________。
解析：(1)據(jù)題意可知：欲探究14CO2中14C的轉(zhuǎn)移路徑，給小球藻提供14CO2后，應(yīng)每間隔一段時(shí)間用熱酒精終止暗反應(yīng)進(jìn)程，提取并鑒定含14C的物質(zhì)。(2)分析圖示可知：當(dāng)反應(yīng)條件由光照變?yōu)楹诎禃r(shí)，C3含量升高而C5及各種中間產(chǎn)物的含量下降，說明C3的還原與光照條件有關(guān)，據(jù)此可判斷：暗反應(yīng)階段間接依賴光照的反應(yīng)是C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5。
(3)若其他條件不變，突然降低光照條件下CO2的濃度，導(dǎo)致CO2和C5結(jié)合形成C3和CO2固定過程減弱，新生成的C3減少，而原有的C3繼續(xù)被還原為C5和糖類，所以短時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中C3含量降低，C5含量升高。
答案：(1)每間隔一段時(shí)間用熱酒精終止暗反應(yīng)進(jìn)程，提取并鑒定含14C的物質(zhì)
(2)C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5　當(dāng)反應(yīng)條件由光照變?yōu)楹诎禃r(shí)，C3含量升高而C5及各種中間產(chǎn)物的含量下降，說明C3的還原與光照條件有關(guān)
(3)C3含量降低，C5含量升高
考點(diǎn)三| 葉綠體中色素的提取和分離(實(shí)驗(yàn))

1．實(shí)驗(yàn)原理

2．實(shí)驗(yàn)步驟

3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果

色素種類
色素顏色
色素含量
溶解度
擴(kuò)散速度
胡蘿卜素
橙黃色
最少
最高
最快
葉黃素
黃色
較少
較高
較快
葉綠素a
藍(lán)綠色
最多
較低
較慢
葉綠素b
黃綠色
較多
最低
最慢

1．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
注意事項(xiàng)
操作目的
提取色素
選新鮮綠色的葉片
使濾液中色素含量高
研磨時(shí)加無水乙醇
溶解色素
加少量SiO2和CaCO3
研磨充分和保護(hù)色素
迅速、充分研磨
防止乙醇過度揮發(fā)，充分溶解色素
盛放濾液的試管管口加棉塞
防止乙醇揮發(fā)和色素氧化
分離色素
濾紙預(yù)先干燥處理
使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散
濾液細(xì)線要細(xì)、齊、直
使分離出的色素帶平整不重疊
濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次
使分離出的色素帶清晰分明
濾液細(xì)線不觸及層析液
防止色素直接溶解到層析液中
2.綠葉中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象分析
(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
②使用放置數(shù)天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少。
③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。
④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。
(2)濾紙條色素帶重疊：沒經(jīng)干燥處理，濾液線不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。
(3)濾紙條看不到色素帶：①忘記畫濾液細(xì)線；②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。
(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。

1．(2019·河北三市聯(lián)考)下列有關(guān)綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的敘述中，正確的是(　　)
A．葉綠素的提取需要加入層析液作為提取液
B．過濾時(shí)應(yīng)使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口
C．分離色素時(shí)應(yīng)將濾液細(xì)線置于層析液中
D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列順序不同
B　[提取葉綠素使用無水乙醇，層析液用于分離色素；過濾時(shí)使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發(fā)性強(qiáng)的無水乙醇揮發(fā)；分離色素時(shí)不能將濾液細(xì)線置于層析液中，否則色素會(huì)溶入層析液中；不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中的四種色素含量可能不同，經(jīng)過紙層析后，在濾紙上的排列順序相同，色素帶粗細(xì)可能不同。]
2.從種植于室內(nèi)普通光照和室外強(qiáng)光光照下的同種植物分別提取葉片的葉綠體色素，用紙層析法分離，結(jié)果如圖。下列判斷正確的是(　　)
A．室內(nèi)植物葉片偏黃
B．室外植物葉片偏綠
C．室外植物葉片胡蘿卜素含量>葉黃素含量
D．室內(nèi)植物葉片葉綠素a含量>葉綠素b含量
D　[紙層析法從下往上依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。由圖可知，室內(nèi)植物葉綠素含量多于室外植物，因此室內(nèi)植物偏綠，室外植物偏黃；室外植物胡蘿卜素含量少于葉黃素含量；室內(nèi)植物葉綠素a含量多于葉綠素b含量。]
3．(2018·河北冀州中學(xué)第二次段考)如圖表示用韭菜宿根進(jìn)行的相關(guān)對(duì)照實(shí)驗(yàn)流程。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．提取色素時(shí)，要加入SiO2和CaCO3進(jìn)行充分研磨
B．色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同
C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果①可說明葉綠素合成需要光照
D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多
B　[提取色素時(shí)加入二氧化硅是為了研磨充分，而加入碳酸鈣是為了防止色素被破壞，A正確；色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)結(jié)果①色素帶不同，可說明葉綠素合成需要光照，C正確；實(shí)驗(yàn)結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多，D正確。]
4．某生物小組以新鮮菠菜葉為材料進(jìn)行葉綠素提取的探究實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表：

實(shí)驗(yàn)一
實(shí)驗(yàn)二
二氧化硅
粒徑/目
用量/g
20
50
100
200
1
3
5
7
9
葉綠素含量/mg·g－1
0.611
0.699
0.593
0.592
0.490
0.648
0.610
0.575
0.553

注：“目”表示顆粒大小的單位，且目數(shù)越大粒徑越??；“葉綠素含量”表示每克葉中葉綠素的提取量。
回答下列問題：
(1)以上實(shí)驗(yàn)的目的是
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)提取葉綠素的實(shí)驗(yàn)原理是
________________________________________________________________
________________________________________________________________，
實(shí)驗(yàn)中二氧化硅的作用是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)二最好選用________目的二氧化硅。在實(shí)驗(yàn)二中，粒徑大小屬于________變量。
(4)若實(shí)驗(yàn)使用的菠菜培養(yǎng)于缺鎂培養(yǎng)液中，則提取到的葉綠素含量將________(填“上升”“下降”或“不變”)。
解析：(1)實(shí)驗(yàn)一的自變量是二氧化硅的粒徑，實(shí)驗(yàn)二的自變量是二氧化硅的用量，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的因變量是葉綠素含量，因此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄慷趸枇胶陀昧繉?duì)葉綠素提取量的影響。(2)葉綠素可以溶于無水乙醇等有機(jī)溶劑中，提取葉綠素時(shí)加入二氧化硅的作用是有助于研磨充分。(3)由實(shí)驗(yàn)一可知粒徑為50目時(shí)提取葉綠素含量最多；實(shí)驗(yàn)二二氧化硅的用量是自變量，粒徑大小是無關(guān)變量。(4)鎂是合成葉綠素的必需元素，在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，提取到的葉綠素含量將下降。
答案：(1)探究二氧化硅粒徑和用量對(duì)葉綠素提取量的影響　(2)葉綠素能溶解在無水乙醇等有機(jī)溶劑中　有助于研磨得充分
(3)50　無關(guān)
(4)下降
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1．(2018·北京高考)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。該反應(yīng)過程中(　　)
A．需要ATP提供能量
B．DCIP被氧化
C．不需要光合色素參與
D．會(huì)產(chǎn)生氧氣
D　[光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊體上，有光時(shí)，產(chǎn)生氧氣、NADPH和ATP，A錯(cuò)誤；DCIP照光后由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色，是因?yàn)镈CIP被[H]還原成無色，B錯(cuò)誤；光合作用光反應(yīng)階段需要光合色素吸收光能，C錯(cuò)誤；光合作用光反應(yīng)階段會(huì)產(chǎn)生氧氣，D正確，所以選D。]
2．(2017·全國(guó)卷Ⅲ)植物光合作用的作用光譜是通過測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成
B．葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制
C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來表示
D．葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
A　[考查色素對(duì)光能的吸收、光合作用的過程。類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A錯(cuò)誤；葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制，B正確；題干中給出“光合作用的作用光譜是通過測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的”，光合作用吸收CO2、釋放O2，O2的釋放意味著的CO2的吸收，C正確；640～660 nm波長(zhǎng)光正好是葉綠素的吸收區(qū)，故葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D正確。]
3．(2017·海南高考)將葉綠體懸浮液置于陽(yáng)光下， 一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關(guān)說法正確的是(　　)
A．離體葉綠體在自然光下能將水分解產(chǎn)生氧氣
B．若將葉綠體置于紅光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生
C．若將葉綠體置于藍(lán)紫光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生
D．水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量
A　[光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，過程可以分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，光反應(yīng)是光合作用過程中需要光的階段，包括水的光解和ATP的合成；光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]
4．(2016·全國(guó)卷Ⅱ)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中
B．構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收
C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的
C　[提取綠葉中色素的原理是葉綠體中的色素能溶解在有機(jī)溶劑如無水乙醇中，A項(xiàng)正確。葉綠素分子中含有鎂元素，鎂元素可以由植物根細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸方式從土壤溶液中吸收，也可以在葉面施肥后由葉片吸收，B項(xiàng)正確。葉綠體中的色素吸收可見光用于光合作用，其中吸收的主要是可見光中的紅光和藍(lán)紫光，紅外光和紫外光不屬于可見光，C項(xiàng)錯(cuò)誤。葉綠素的合成需要光，在黑暗條件下葉綠素不能合成，黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片主要呈現(xiàn)類胡蘿卜素(葉黃素和胡蘿卜素)的顏色，即幼苗葉片表現(xiàn)為黃色，D項(xiàng)正確。]
5．(2015·全國(guó)卷Ⅰ)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135 s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。
B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。
C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。
D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。
回答下列問題：
(1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量_________________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是____________________；C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要________，這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的________。
(2)A、B、C三組處理相比，隨著__________________的增加，使光下產(chǎn)生的__________________能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。
解析：(1)C組的光合作用時(shí)間僅僅是D組的一半，但C組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量與D組相差很少，可以判斷C組單位光照時(shí)間內(nèi)植物合成有機(jī)物的量高于D組。C組和D組的結(jié)果對(duì)照說明黑暗處理時(shí)也進(jìn)行光合作用，即光合作用過程中某些反應(yīng)不需要光照，該反應(yīng)指的是暗反應(yīng)，進(jìn)行暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。
(2)比較A、B、C三組可以看出，三組的光照和黑暗交替頻率不同，交替頻率增加可使光照下產(chǎn)生的ATP和還原型輔酶Ⅱ及時(shí)利用和再生，從而提高光合作用中CO2的同化量。
答案：(1)高于　C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%　光照　基質(zhì)
(2)光照和黑暗交替頻率　ATP和還原型輔酶Ⅱ

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