1、專題四細胞代謝考點十二 光合色素及光合作用的基本過程必備知識 整體提升考法九 (實驗)葉綠體中色素的提取和分離考法十 光合作用過程的分析考法十一 環境條件驟變對光合作用過程的影響考法十二 光合作用的實驗探究考法九(實驗)葉綠體中色素的提取和分離分考點講解1色素提取和分離實驗的異常現象及分析異常現象原因分析收集到的濾液綠色過淺未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；使用放置數天的菠菜葉，濾液中色素(葉綠素)含量太少；一次加入大量的無水乙醇，提取液中色素濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)；未加碳酸鈣或加入過少，導致葉綠素分子被破壞濾紙條色素帶重疊畫濾液細線時連續畫34次，濾液細線不齊，

2、經層析液層析后，色素帶不整齊，有重疊濾紙條上觀察不到色素帶忘記畫濾液細線；濾液細線接觸層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中考法九(實驗)葉綠體中色素的提取和分離分考點講解2對選材及操作的要求(1)顏色深綠的葉片內葉綠素a的含量高，提取葉綠體色素時應選取鮮嫩、色深綠、無漿汁的葉片，以保證含有較多的色素，如菠菜葉、棉花葉、洋槐葉等。(2)若將長條形濾紙條換成圓形濾紙，觀察層析實驗結果，將出現四個同心圓，色素種類從外向內的順序與濾紙條從上到下的順序相同。考法九(實驗)葉綠體中色素的提取和分離分考點講解3參與光合作用的色素的應用(1)參與光合作用的色素只位于葉綠體類囊體薄膜上，液泡中的色素不參與

3、光合作用。(2)光合色素對不同波長的光吸收率不同，對藍紫光和紅光吸收率最高，對綠光吸收率最低。因此，蔬菜大棚使用的透光膜最好選用無色的，可以使各種顏色的光透過，而有色薄膜，如綠色的薄膜只能透過綠光，故使用有色薄膜會使大棚內的光照強度大大降低。(3)補充光源時，在同等光照強度下(或使用相同功率的燈泡)，最好選用葉綠體色素吸收率高的有色光，如藍紫光或紅光。考法九(實驗)葉綠體中色素的提取和分離分考點講解A研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素B層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液C在敞開的燒杯中進行層析時，需通風操作D實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素b9 江蘇201917，2分如圖為某次光合作用色素紙層析

4、的實驗結果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍藻經液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是()考法九(實驗)葉綠體中色素的提取和分離分考點講解【答案】D【解析】研磨時加入碳酸鈣的目的是防止研磨中色素被破壞，加入適量的碳酸鈣可中和細胞液中的酸性物質從而保護葉綠素，且過量的碳酸鈣也不會破壞葉綠素，A錯誤；色素為有機物，易溶于有機溶劑，層析液只能為有機溶劑，不能使用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液，B錯誤；層析時需用培養皿蓋住小燒杯，為避免操作者吸入過多層析液，需通風操作，C錯誤；在濾紙條上，菠菜提取液呈現的四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，將藍藻(藍細菌)的紙層析結果與菠菜葉相對

5、比可知，藍藻中沒有葉綠素b，D正確。0533.0強化模擬限時訓練題型九 (實驗)葉綠體中色素的提取和分離17河南中原名校聯盟2022屆月考韭菜具有補腎、健胃、提神之功效，而韭黃是韭菜在避光條件下培養出來的，具有更佳的口感。某學習小組成員分別利用韭菜和韭黃進行葉綠體色素提取和分離實驗，獲得的結果如圖所示。下列相關敘述錯誤的是()A研磨葉片時，需加入少許SiO2，有助于葉片研磨得更充分B將濾紙條一端剪去兩角有利于層析時形成平整的色素帶C實驗結果表明：色素葉綠素a在層析液中的溶解度最低D實驗結果表明：避光條件對類胡蘿卜素的合成基本無影響題型九 (實驗)葉綠體中色素的提取和分離【答案】C【解析】研磨葉

6、片時加入少許SiO2的作用是使葉片研磨得更充分，A正確；將濾紙條一端剪去兩角有利于層析時形成平整的色素帶，B正確；光合色素能在濾紙條上出現色素帶的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，韭菜葉片提取和分離出4種色素，為胡蘿卜素、為葉黃素、為葉綠素a、為葉綠素b，葉綠素b在層析液中的溶解度最低，擴散得最慢，位于濾紙條的最下端，C錯誤；根據兩種葉片色素的分離結果可知，韭黃只分離出兩條色素帶，與韭菜分離得到的色素帶基本相同，說明避光條件基本不會對類胡蘿卜素的合成造成影響，D正確。題型九 (實驗)葉綠體中色素的提取和分離18下列關于用鮮菠菜進行色素提取、分離實驗的敘述，正確的是()A應該在研磨葉片后立即

7、加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素B即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素C為獲得10 mL提取液，研磨時一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D層析完畢后應迅速記錄結果，否則葉綠素條帶會很快隨溶液揮發消失【答案】B【解析】CaCO3可防止酸破壞葉綠素，所以需在研磨前加入少許CaCO3，A錯誤；菜葉剪碎的目的是使研磨充分，便于提取色素，若剪碎不夠充分，會使提取的色素量減少，但不會影響提取的色素種類，B正確；為獲得10 mL提取液，研磨時應將10 mL的乙醇分多次加入，迅速、充分地研磨，C錯誤；層析完畢后應迅速記錄結果，否則葉綠素條帶會因色素分解而消失，但不會隨層析液揮發，D錯誤。考法十

8、光合作用過程的分析分考點講解1光合作用過程圖解考法十光合作用過程的分析分考點講解2光合作用的反應式及元素去向光合作用的反應式：元素去向考法十光合作用過程的分析分考點講解3化能合成作用與光合作用的比較考法十光合作用過程的分析分考點講解10 遼寧202122，13分早期地球大氣中的O2濃度很低，到了大約3.5億年前，大氣中O2濃度顯著增加，CO2濃度明顯下降。現在大氣中的CO2濃度約為390 molmol1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一種催化CO2固定的酶，在低濃度CO2條件下，催化效率低。有些植物在進化過程中形成了CO2濃縮機制，極大地提高了

9、Rubisco所在局部空間位置的CO2濃度，促進了CO2的固定。回答下列問題： (1)真核細胞葉綠體中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成_，進而被還原生成糖類，此過程發生在_中。 (2)海水中的無機碳主要以CO2和HCO3兩種形式存在，水體中CO2濃度低、擴散速度慢，有些藻類具有圖1所示的無機碳濃縮過程。圖中HCO3濃度最高的場所是_(填“細胞外”或“細胞質基質”或“葉綠體”)，可為圖示過程提供ATP的生理過程有_。 考法十光合作用過程的分析分考點講解(3)某些植物還有另一種CO2濃縮機制，部分過程見圖2。在葉肉細胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可將HCO3轉化為有機物，該有

10、機物經過一系列的變化，最終進入相鄰的維管束鞘細胞釋放CO2，提高了Rubisco附近的CO2濃度。 圖1考法十光合作用過程的分析分考點講解PEP：磷酸烯醇式丙酮酸；OAA：草酰乙酸；Mal：蘋果酸；Pyr：丙酮酸由這種CO2濃縮機制可以推測，PEPC與無機碳的親和力_(填“高于”“低于”或“等于”)Rubisco。 圖2所示的物質中，可由光合作用光反應提供的是_。圖中由Pyr轉變為PEP的過程屬于_(填“吸能反應”或“放能反應”)。 若要通過實驗驗證某植物在上述CO2濃縮機制中碳的轉變過程及相應場所，可以使用_技術。 圖2考法十光合作用過程的分析分考點講解(4)通過轉基因技術或蛋白質工程技術，

11、可能進一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有_(多選)。 A改造植物的HCO3轉運蛋白基因，增強HCO3的運輸能力 B改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成 C改造植物的Rubisco基因，增強CO2固定能力等 D將CO2濃縮機制相關基因轉入不具備此機制的植物考法十光合作用過程的分析分考點講解【答案】(1)三碳化合物(或C3)葉綠體基質(2)葉綠體細胞呼吸和光合作用中的光反應(3)高于NADPH和ATP吸能反應同位素示蹤(4)AC 【解析】(1)光合作用過程包括光反應和暗反應：光反應：場所在葉綠體類囊體薄膜，完成水的光解和ATP的合成；暗反應：場所在葉綠體基質中，包括二氧化碳的固定

12、和C3的還原兩個階段。光反應為暗反應的C3還原階段提供NADPH和ATP。光合作用的暗反應中，CO2被固定形成三碳化合物，進而被還原生成糖類，此過程發生在葉綠體基質中。(2)由圖1可知，HCO3從細胞外通過細胞膜進入細胞質基質需要消耗ATP，從細胞質基質進入葉綠體需要消耗ATP，說明HCO3的運輸方式是主動運輸，主動運輸一般是逆濃度梯度運輸，由此推斷圖1中HCO3濃度最高的場所是葉綠體。該過程細胞質基質中需要的ATP由呼吸作用提供，葉綠體中的ATP主要由光合作用的光反應提供。考法十光合作用過程的分析分考點講解【解析】(3)圖2中PEPC參與催化HCO3PEPOAA的過程，該過程是CO2濃縮機制

13、的第一步，即在低濃度無機碳條件下，PEPC可催化該反應，說明PEPC與無機碳的親和力高于Rubisco。圖2所示的物質中，可由光合作用光反應提供的是ATP和NADPH，圖中由Pyr轉變為PEP的過程需要消耗ATP，說明該過程屬于吸能反應。若要通過實驗驗證某植物在題述CO2濃縮機制中碳的轉變過程及相應場所，可以使用同位素示蹤技術。(4)改造植物的HCO3轉運蛋白基因，增強HCO3的運輸能力，可以提高細胞內CO2濃度，進而提高植物光合作用的效率，A符合題意；改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成，不利于CO2的濃縮，不能提高植物光合作用的效率，B不符合題意；改造植物的Rubisco基因，增強CO

14、2固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C符合題意；CO2濃縮機制相關基因多，且涉及葉肉細胞和維管束鞘細胞兩種細胞，過程非常復雜，實驗難度大、成功率低，該研究思路不合理，D不符合題意。0533.0強化模擬限時訓練題型十 光合作用過程的分析19如圖為光合作用過程示意圖，相關敘述正確的是()A結構A中發生能量轉化的場所是類囊體基質B供給14CO2，14C在化合物中的出現順序為CO2C3甲C結構B中C5轉化成C3過程中消耗ATP中的化學能D如果突然增加CO2供應，短時間內C5的含量將會增加題型十 光合作用過程的分析【答案】B【解析】圖中結構A是基粒，把光能轉化為活躍的化學能的場所是其中的類囊體薄膜，

15、A錯誤；供給14CO2，14C在化合物中出現的順序為CO2C3糖類(甲)，B正確；結構B是葉綠體基質，C5轉化成C3的過程表示CO2的固定，不消耗ATP，ATP用于C3的還原，C錯誤；如果突然增加CO2供應，有利于CO2的固定過程，消耗C5增多，而C3的還原過程基本不變，所以短時間內C5的含量將會減少，D錯誤。題型十 光合作用過程的分析20山東名校2021開學考卡爾文循環是所有植物光合作用的基本途徑，大致可分為3個階段，羧化階段、還原階段和更新階段。如圖所示為卡爾文循環過程，結合所學知識，回答下列問題：(1)據圖分析，羧化階段的物質RuBP為一種_碳化合物，1分子RuBP能與1分子的CO2結合

16、生成_分子3磷酸甘油酸，該過程發生的場所是_。題型十 光合作用過程的分析(2)卡爾文循環過程中，碳的固定發生在_階段，而光反應產生能量的利用發生在_階段。(3)通過圖示信息，我們可以通過哪些途徑，加快植物的光合作用速率：_(至少說出兩點)。(4)若將該植物從光下移到黑暗條件下，葉綠體中RuBP的含量短時間的變化是_，原因是_(結合圖示回答)。題型十 光合作用過程的分析【答案】(1)五2葉綠體基質(2)羧化還原、更新(3)加速細胞質中蔗糖、淀粉的輸出；增加CO2濃度；調節溫度至最適溫度(4)減少植物從光下移到黑暗中，光照強度減弱，ATP和NADPH的生成減少，經還原階段、更新階段生成的RuBP的

17、量減少，但消耗量不變題型十 光合作用過程的分析【解析】(1)由題圖可知，在羧化階段，RuBP與CO2結合生成3磷酸甘油酸，故RuBP為一種五碳化合物。1分子五碳化合物能與1分子CO2結合生成2分子三碳化合物，即3磷酸甘油酸，這屬于暗反應過程，發生在葉綠體基質中。(2)光反應產生的能量存在于ATP和NADPH中，據圖分析可知，碳的固定發生在羧化階段，而光反應產生能量的利用發生在還原階段和更新階段。(3)圖示為光合作用的暗反應階段，反應產物有淀粉和蔗糖。化學反應中改善反應條件、減少反應產物，均可提升化學反應速率，故可通過加速細胞質中蔗糖和淀粉的輸出、增加CO2濃度、調節溫度至最適溫度等途徑，加快植

18、物的光合作用速率。(4)植物從光下移到黑暗中，由于光照強度減弱，ATP和NADPH的生成減少，經還原階段、更新階段生成的RuBP的量減少，但RuBP的消耗量不變，所以短時間內RuBP的量會減少。考法十一環境條件驟變對光合作用過程的影響分考點講解光照強度與CO2濃度變化對植物細胞內C3、C5、NADPH、ATP、(CH2O)合成量的影響(短時間內)及對應的曲線圖如表。條件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量曲線光照強度由強變弱，CO2供應不變增加減少減少減少 光照強度由弱變強，CO2供應不變減少增加增加增加 光照不變，CO2量由充足到不足減少增加增加減少 光照不變，CO2量由不足到充足增

19、加減少減少增加 考法十一環境條件驟變對光合作用過程的影響分考點講解從以上各物質的變化中可以看出，C3和C5含量的變化是相反的，NADPH和ATP的變化是一致的。考法十一環境條件驟變對光合作用過程的影響分考點講解11 在適宜反應條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發生變化的物質，組合正確的是()A紅光，ATP下降B紅光，未被還原的C3上升C綠光，H下降 D綠光，C5上升【答案】C【解析】改用光照強度與白光相同的紅光照射時，紅光對光反應的促進效果更好，會導致短時間內ATP和H(NADPH)上升，C3下降，C5上升，A、B錯誤；葉

20、綠體中色素吸收綠光最少，改用光照強度與白光相同的綠光照射時，ATP和H(NADPH)下降，C3上升，C5下降，C正確，D錯誤。0533.0強化模擬限時訓練題型十一 環境條件驟變對光合作用過程的影響21離體葉綠體在光照條件下進行穩定的光合作用時，如果突然中斷CO2的供應，下列關于一段時間內葉綠體中ATP與O2的相對含量變化的示意圖中，正確的是()【答案】B【解析】離體葉綠體在光照條件下進行穩定的光合作用時，若突然中斷CO2的供應會使C3合成減少，一段時間內暗反應消耗的ATP也逐漸減少，故ATP相對含量逐漸增加；隨著暗反應的減弱，光反應也逐漸減弱，所以葉綠體內O2的含量逐漸減少，B正確。題型十一

21、環境條件驟變對光合作用過程的影響22百校聯盟2021質量監測如圖是光合作用過程示意圖。下列相關敘述正確的是()A圖中a代表的物質是CO2，b代表的物質是O2Be和有氧呼吸第一階段產生的H是同種物質C物質f在葉綠體的類囊體薄膜上被固定成C3D若突然增大光照強度，短時間內C3含量減少題型十一 環境條件驟變對光合作用過程的影響【答案】D【解析】分析題圖可知，a是水，b是O2，c是ADP，d是ATP，e是NADPH(H)，f是CO2，g是有機物，A錯誤；e是NADPH，有氧呼吸第一、二階段產生的H是NADH，二者不是同一種物質，B錯誤；物質f是CO2，CO2被固定成C3的場所是葉綠體基質，C錯誤；如果

22、突然增大光照強度，則光反應產生的ATP和NADPH增加，導致暗反應過程中C3的還原加快，而短時間內CO2的固定速率不變，因此短時間內C3含量減少，D正確。考法十二光合作用的實驗探究分考點講解12 全國乙202129，11分生活在干旱地區的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：(1)白天葉肉細胞產生ATP的場所有_。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和_釋放的CO2。(2)氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環境的一種方式，這種方式既

23、能防止_，又能保證_正常進行。(3)若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡要寫出實驗思路和預期結果)考法十二光合作用的實驗探究分考點講解【答案】(1)細胞質基質、線粒體、葉綠體細胞呼吸(2)水分大量散失光合作用(3)實驗思路：白天和夜間每隔一段時間取干旱條件下生長的植物甲的葉片，測定葉肉細胞的pH。實驗結果：植物甲葉肉細胞pH在夜間逐漸降低，在白天逐漸升高。考法十二光合作用的實驗探究分考點講解【解析】本題考查光合作用中CO2的特殊固定形式及實驗探究能力。(1)白天葉肉細胞能進行呼吸作用和光合作用，兩過程均伴隨ATP的產生，故此時葉肉細胞內產生

24、ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體。這些植物白天氣孔關閉，不能與外界進行氣體交換，光合作用所需的CO2一部分來源于蘋果酸的脫羧過程，另一部分來源于細胞呼吸。(2)氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環境的一種方式，白天氣孔關閉能防止溫度過高導致植物蒸騰作用過強，造成水分大量散失，晚上氣孔開放吸收并儲存CO2，保證白天植物光合作用的正常進行。(3)本實驗的目的為驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。該實驗的檢測指標為植物甲的葉肉細胞液泡中的pH，結合題意可知，在這種特殊的CO2固定方式中，晚上生成蘋果酸并儲存在植物甲的液泡內，而白天液泡內儲存的蘋果酸又會脫羧釋放出CO2，

25、故可據此設計實驗，具體內容見答案。0533.0強化模擬限時訓練題型十二 光合作用的實驗探究23柱花草主要生長在年平均氣溫1925 的地區，其對低溫脅迫較為敏感，易發生冷害。下表為科研人員在不同溫度下測得的柱花草葉片光合作用速率等相關指標。下列分析錯誤的是()分組處理凈光合速率(molO2m2s1)總光合速率(molO2m2s1)CO2固定酶活性(molCO2mg1蛋白min1)甲6 3.113.513.34乙25 14.7815.156.68丙36 14.1414.516.07A.本實驗中的對照組是乙組，甲組、丙組為實驗組B溫度對柱花草生長的影響，6 條件下比36 條件下更大C在6 條件下，可

26、通過增加CO2濃度來提高柱花草的總光合速率D與光合作用相比，溫度脅迫對柱花草的呼吸作用無顯著影響題型十二 光合作用的實驗探究【答案】C【解析】分析題意可知，柱花草主要生存在年均氣溫1925 的地區，故三組實驗中，25 組(乙組)為對照組，甲組、丙組為實驗組，A正確；與25 比較，6 組凈光合速率和總光合速率均比36 組下降顯著，因此6 條件下對柱花草生長的影響更大，B正確；6 條件下，低溫使CO2固定酶活性降低，即使增加CO2濃度，暗反應速率也不會明顯增加，故不能通過增加CO2濃度來提高總光合速率，C錯誤；由表中數據可知，三組溫度條件下，總光合速率和凈光合速率的差值相差不大，而總光合速率凈光合

27、速率呼吸速率，可說明溫度脅迫對柱花草的呼吸作用影響較小，D正確。題型十二 光合作用的實驗探究24如圖表示蠶豆葉肉細胞葉綠體中部分代謝變化，其中M、N、X代表小分子物質，代表生理過程。有關敘述錯誤的是()A組成M的化學元素來源于H2OB物質X由磷酸基團、脫氧核糖和含氮堿基組成C完成過程離不開生物膜，過程在葉綠體基質中完成D過程的物質轉化過程是CO2C5C3C6H12O6題型十二 光合作用的實驗探究【答案】D【解析】物質M是O2，其組成元素來自水，A正確。物質X為脫氧核苷酸，由磷酸基團、脫氧核糖和含氮堿基組成，B正確。過程是水的光解，場所為葉綠體的類囊體薄膜；過程為DNA分子的復制，過程為暗反應過

28、程，兩者在葉綠體中的反應場所均為葉綠體基質，C正確。過程(暗反應)的物質轉化過程是CO2C3C6HI2O6，D錯誤。0533.0真題演練光合色素及光合作用的基本過程1浙江2021年1月6，2分在進行“觀察葉綠體”的活動中，先將黑藻放在光照、溫度等適宜條件下預處理培養，然后進行觀察。下列敘述正確的是()A制作臨時裝片時，實驗材料不需要染色B黑藻是一種單細胞藻類，制作臨時裝片時不需切片C預處理可減少黑藻細胞中葉綠體的數量，便于觀察D在高倍鏡下可觀察到葉綠體中的基粒由類囊體堆疊而成光合色素及光合作用的基本過程1A【解析】本題主要考查葉綠體的結構以及觀察葉綠體實驗的操作步驟。葉綠體呈現綠色，可以直接用

29、顯微鏡觀察，因此制作臨時裝片時，實驗材料不需要染色，A正確；黑藻是一種多細胞藻類，只是其葉片是由單層細胞組成的，可以直接制成臨時裝片，B錯誤；先將黑藻放在光照、溫度等適宜條件下預處理培養，增加葉綠體數量，有利于觀察，C錯誤；在電子顯微鏡下才能觀察到葉綠體中的基粒和類囊體，在高倍鏡下觀察不到，D錯誤。光合色素及光合作用的基本過程5重慶20216，2分如圖為類囊體膜蛋白排列和光反應產物形成的示意圖。據圖分析，下列敘述錯誤的是()A水光解產生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜BNADP與電子(e)和質子(H)結合形成NADPHC產生的ATP可用于暗反應及其他消耗能量的反應D電子(e)的有序傳遞是完成光能轉換的重要環節光合色素及光合作用的基本過程5A【解析】本題考查光反應過程中物質和能量的轉換。O2在葉綠體的類囊體薄膜產生，在線粒體內膜被利用，故葉綠體產生的O2被線粒體利用至少需要穿過葉綠體的3