1、1第 8 讲 光能的捕获和利用最新考纲 光合作用的基本过程（） 。2.实验：叶绿体色素的提取和分离。考点一 实验：叶绿体中色素的提取和分离（5 年 4 考）1.实验原理2.实验流程2叶绿体中色素提取和分离过程与结果分析1.（2013海南卷，8）关于叶绿素提取的叙述，错误的是（ ）A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B.加入少许 CaCO3能避免叶绿素被破坏C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分解析 菠菜绿叶富含叶绿素，可用作提取叶绿素的材料，A 正确；加入碳酸钙可避免研磨过程中液泡中的有机酸等物质对叶绿素的破坏，B 正确；用乙醇提取到的叶绿体色素含有胡萝卜
2、素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b，C 错误；研磨加石英砂的目的是为了研磨更充分，D 正确。答案 C2.（2017河北冀州中学第二次段考，41）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.实验结果可说明叶绿素合成需要光照D.实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多解析 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；实验结果色素带不同，可说明叶绿素合
3、成需要光照，C 正确；实验结果表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D 正确。答案 B叶绿体中色素提取分离异常现象分析收集到的滤液绿色过浅3原因未加石英砂（二氧化硅） ，研磨不充分使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低（正确做法：分次加入少量无水乙醇）未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠原因 滤液细线不直；滤液细线过粗滤纸条无色素带原因忘记画滤液细线滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中考点二 捕获光能的色素和结构及光合作用的早期研究1.叶绿体色素的种类和功能叶绿素 a（蓝绿色）叶绿素（约占 3/4） 叶绿素 b（黄绿
4、色） 主要吸收红光和蓝紫光胡萝卜素（橙黄色）色素种类及特点 类胡萝卜素（约占 1/4） 叶黄素（黄色）主要吸收蓝紫光，且有保护叶绿素的作用功能 吸收、传递（四种色素）和转换光能（只有少量叶绿素 a）吸收光谱图示及说明图示说明：阳光经三棱镜折射后形成不同波长和颜色的光折射光透过色素滤液时部分光被吸收色素对红光和蓝紫光吸收较多，使两光区呈现暗带2.叶绿体的结构与功能（1）结构模式图4（4）恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位。3.光合作用的探究历程（连线）答案 Ab Ca Dc Ee Bd Ff（经典实验分析）下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：5（1）
5、恩吉尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？提示 选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气的部位。（2）两实验如何设计对照实验？提示 恩吉尔曼的实验中，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。捕获光能的色素和结构1.（2017全国卷，3）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 C
6、O2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在 640660 nm 波长光下释放 O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中 ATP 的合成，A 错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其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；CO 2的吸收速率和 O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C 正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在 640660 nm 波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D 正确。答案 A2.2017江淮十校联考（三）下图表示光合作用时 ATP 形成的图解，图中 b6f
7、复合体能将叶绿体基质中的质子（H ）转移到类囊体腔内，该过程需要依赖水光解时产生的电子（e ）的推动，下列有关分析错误的是（ ）A.图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上B.质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输方式是协助扩散C.光合作用中 ATP 的合成会降低类囊体内外的质子浓度差D.物质 X 既具有催化功能又具有运输功能解析 由题干信息可知，质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输需要“依赖水光解时产6生的电子（e ）的推动” ，说明推动质子进入类囊体腔内的动力不是浓度差，而是能量（这个能量不一定是 ATP 水解释放的能量，也可能是电能或其他能量） ，同时需要载体（b 6f 复合体） ，应为主动
8、运输，B 错误。答案 B影响叶绿素合成的三大因素光合作用的早期研究（2018湖北鄂西部分优质高中联考，5）以下关于叶绿体和光合作用的几个实验，得不到相应实验结果的是（ ）A.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射 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.将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）的区域主要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 小时后在叶内淀粉中可检验到 14C 的存在
9、解析 叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反应，也不能产生淀粉，A 错误；光合作用产生淀粉，观察时需对叶片进行脱色处理，B 正确；叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，导致连续光谱相应区域变暗，C 正确；CO 2是光合作用的原料， 14CO2中的 14C 元素可转移到淀粉中，故产物中可检测到 14C，D 正确。答案 A恩吉尔曼实验方法的巧妙之处（1）巧选实验材料：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。（2）巧妙排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。（3）巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的
10、部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 【即学即练】（2017辽宁沈阳检测）1941 年，鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中 O2的来源。7（1）鲁宾和卡门用 H O 和普通的 CO2进行小球藻光合作用实验，见 A 图。实验结果，放出182的 O2 （填“具有”或“不具有” ）放射性。A 实验的结论是_。（2）鲁宾和卡门用 C18O2和普通的 H2O 进行光合作用，见 B 图实验结果，产生的 O2 （填“具有”或“不具有” ）放射性。仅 B 实验的结论是什么？_。（3）综合实验 A、B，结论是_。答案 （1）具有 光合作用释放的 O2的氧来源于 H2O 中的
11、氧（2）不具有 光合作用释放的 O2的氧，不来源于 CO2中的氧（3）光合作用释放的 O2的氧，来源于 H2O 中的氧，不来源于 CO2中的氧考点三 光合作用的过程（5 年 12 考）1.光合作用的过程2.光反应与暗反应的关系（1）光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供 ADP 和 Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。（2）光合作用反应式及元素去向分析：8光合作用过程中 O 元素的转移途径 H O O182 光 反 应 182C18O2 C3 （CH O）H OCO2的 固 定 C3的 还 原 182 182光合作用过程中 C 元素的转移途径14CO2 14
12、C3 （ 14CH2O） CO2的 固 定 C3的 还 原 光合作用过程中 H 元素的转移途径：H 2OH（CH 2O）H 2O巧学助记 光合作用过程的“一、二、三、四”3.环境骤变对光合作用中间产物含量的影响（1） “过程法”分析 C3和 C5的含量变化当外界条件改变时，光合作用中 C3、C 5及 ATP 和 ADP 含量变化可以采用如图分析：.停止光照时：光停，ATP，ADP，C 3，C 5，分析如下：.CO 2供应停止时：CO 2停，C 5，C 3，ATP，ADP，分析如下：9（2） “模型法”表示 C3和 C5的含量变化教材 高考 VS 1.真题重组 判断正误（1）叶肉细胞中光合作用的
13、暗反应发生在叶绿体基质中（2017全国卷，2B） （）（2）某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的（2017全国卷，6B） （）（3）硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量（2017海南卷，5D） （）（4）叶绿体中可进行 CO2的固定但不能合成 ATP（2016全国卷，1D） （）（5）照光培养一段时间的绿藻，用黑布迅速将培养瓶罩上，绿藻细胞的叶绿体内 CO2的固定加快（2014全国卷，2B） （）（6）温度和光照会影响 CO2的同化速率（2016海南卷，10A） （）以上内容源自教材必修一 P65P67，有关光合作用的原理、过程相关的知识。2.（教材必修一 P67 巩
14、固提高题改编）课外活动小组同学在适宜的温度下，以葡萄为材料所做的几组实验（假设该植物在 24 h 内呼吸速率不变） ，结果记录如下，请回答：10（1）据图一结果推测，栽培农作物时，密度是否越小越好？图中哪点对应的“密度”最合理？_。（2）经检测，葡萄植株一昼夜的 CO2净吸收量为 250 mg，图二中阴影部分所表示的 CO2吸收量应 （填“大于” “小于”或“等于” ）250 mg。（3）图二曲线中能制造有机物的区段是 ，能积累有机物的时段是 。提示 （1）不是，要合理密植 B （2）大于 （3） BH CG光合作用过程分析1.（2015安徽卷，2）如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下
15、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在相关酶的催化作用下，可再形成 C5D.光照强度由强变弱时，短时间内 C5含量会升高解析 由图解可知，光反应产生的 ATP 和H参与 C3的还原，而不参与 CO2的固定，A、B 错误；被还原的 C3在有关酶的催化作用下一部分合成了（CH 2O） ，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，C 3的还原过程减弱，故短时间内 C5含量会降低，D 错误。答案 C2.如图所示为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B 代表物质。下列叙述错误的是（ ）A.叶绿体能将光能转变为化学能储存在有机物中B.上产生的 B 物质移动到参与 C3的还原C.中产生的 NADP 移动到上参与水的光解
