2025步步高大一轮复习讲义高考生物人教版 第三单元　第15课时　捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索含答案

2025步步高大一轮复习讲义高考生物人教版第三单元第15课时捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索含答案第15课时捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索课标要求说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。考情分析捕获光能的色素2023·江苏·T122023·全国乙·T22023·辽宁·T212023·海南·T162023·广东·T182023·全国甲·T292022·山东·T212020·江苏·T6考点一捕获光能的色素和结构1．绿叶中色素的提取和分离总结实验异常现象分析2．色素的分布和作用(1)分布：叶绿体类囊体薄膜上。(2)作用：吸收、传递、转化光能。(3)吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。3．叶绿体的结构和功能总结恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。(3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。(4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。判断正误(1)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素(√)(2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(√)(3)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多(×)提示叶片黄化，叶绿素减少，叶绿体对红光的吸收减少。(4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中(×)提示叶绿体基质中不含色素，只含有光合作用需要的酶。(5)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积(×)提示叶绿体内膜光滑，和外膜面积相近。考向一捕获光能的色素和结构1．(2023·全国乙，2)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是()A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体薄膜上C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢答案D解析叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确；光反应的场所是类囊体薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体的类囊体薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，D错误。2．(2023·江苏，12)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验的叙述，合理的是()A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间答案B解析用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误；画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但是会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确；该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来判断各色素的含量，但该实验所用的方法不能用于具体测定绿叶中各种色素含量，C错误；花青素存在于液泡中，易溶于水，不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。考点二光合作用原理的探索探索光合作用的部分实验年份科学家发现19世纪末—普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年—发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年英国植物学家希尔离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应1941年美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O：H218O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O21954年美国科学家阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现该过程总是与水的光解相伴随判断正误(1)希尔实验证明了水的光解和糖的合成不是同一个化学反应(√)(2)希尔实验说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水(×)提示希尔的实验只能说明水的光解产生氧气，不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，还可能来自其他物质。(3)卡尔文等探究CO2中碳在光合作用中的转化途径采用了同位素示踪法(√)得益于纸层析法的发明和放射性同位素的研究，卡尔文及其同事用CO2饲养单细胞小球藻，观察光合作用过程中碳的转化和去向，从而揭示了光合作用暗反应的过程。如图为卡尔文等研究的主要流程，请回答下列问题：(1)卡尔文等用14CO2处理小球藻不同时间，随后用沸腾的乙醇杀死细胞，目的是什么？提示目的是终止反应，溶解有机物。(2)随后通过双向纸层析分离小球藻中的有机物。点样处位于滤纸的左下角；双向纸层析是第一次层析后，将滤纸旋转90°进行第二次层析的方法；层析液中溶解度越大的物质在滤纸上扩散得越快。据图分析两次层析过程中使用了不同(填“相同”或“不同”)的层析液，判断依据是什么？提示有的斑点在水平方向上的扩散距离无明显差异，而在垂直方向上差异明显。(3)对代谢物纸层析的原理是什么？与单向纸层析相比，双向纸层析的优点是什么？提示原理：在层析液中溶解度越大的物质，在滤纸上扩散得越快，反之则越慢。优点：将第一次层析重叠或距离较近的物质通过第二次层析彻底分离。(4)如图为小球藻同化14CO2不同时间的放射自显影图。根据实验结果请对“尿苷二磷酸葡萄糖、磷酸丙糖、PGA(C3)”三种物质出现的先后顺序进行排序PGA→磷酸丙糖→尿苷二磷酸丙糖。考向二光合作用原理的探究3．(2023·江苏海安高级中学高三月考)卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间(0.5s、3s、10s等)将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如图。下列相关分析不正确的是()A．用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰B．热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行C．推测暗反应的初产物可能是3－磷酸甘油酸D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程答案D解析热乙醇可以杀死细胞，用热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行，以检测杀死细胞时，其光合作用的进行程度，B正确；放射性最先在3－磷酸甘油酸出现，推测暗反应的初产物可能是3－磷酸甘油酸，C正确；该实验可通过放射性出现的先后顺序来推测暗反应的过程，D错误。4.实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和磷酸缓冲液(pH＝7.3)的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述错误的是()A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化慢的品种受除草剂抑制效果更显著B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体的功能较强C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能合成有机物D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲答案C解析相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成C3，故无法合成有机物，C错误。1．(必修1P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：叶绿素(含量约占3/4)和类胡萝卜素(含量约占1/4)，其中前者包含叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)，后者包含胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)。2．(必修1P99)叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。3．(必修1P99图5－12)从叶绿素吸收光谱图可知，叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a宽(填“宽”或“窄”)。研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下，叶片(如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b降低，弱光下的吸光能力增强，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。4．(必修1P101)叶绿体是进行光合作用的场所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。5．植物工厂里为什么不用发绿光的光源？提示这种波长的光被光合色素吸收的最少，因此不能用于光合作用中合成有机物。6．海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？提示这种现象与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光。7．温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充什么颜色的光源？提示最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜，因为它可以使各种颜色的光通过；补充光源可选择红光或蓝紫光，因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多，更有利于植物进行光合作用。课时精练一、选择题1．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的相关叙述，正确的是()A．选择木本植物的蜡质叶片有利于研磨和细胞中色素的释放B．颗粒较大的二氧化硅可能吸附较多的色素从而减少提取量C．为了保证分离效果，只能在滤纸条的一面连续画滤液细线D．为加快滤纸条上色素间相互分离，应在密闭的实验室中进行答案B解析选择木本植物的蜡质叶片不利于研磨，也不利于细胞中色素的释放，A错误；二氧化硅能够吸附色素，颗粒较大吸附较多，从而使提取的色素量减少，B正确；滤液细线要画得细、齐、直，连续地画滤液细线会导致滤液细线变粗，要待滤液干后再画，C错误；为减少吸入层析液中有毒挥发性物质，分离色素这一步应在通风好的条件下进行，D错误。2．(2024·江苏扬州中学高三期中)某中学学生用红苋菜和某种层析液做“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列相关叙述正确的是()A．色素提取时要加入CaCO3，有助于研磨得充分B．为了排除层析液可能带来的颜色影响，可设置空白对照组C．纸层析法分离色素的原理是不同色素在无水乙醇(或丙酮)中溶解度不同D．滤纸条上层析法分离最终会得到两种色素，且分离时间不宜过长答案B解析色素提取时要加入SiO2，有助于研磨得充分，A错误；可设置空白对照组排除层析液本身的颜色对实验结果的影响，B正确；纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，C错误；滤纸条上层析法分离最终会得到五种色素，叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素和花青素，D错误。3．(2024·重庆江北区高三期末)进行绿叶中色素的提取和分离实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“＋”表示使用，“—“表示未使用)，其余操作均规范，实验结果依次为()项目甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④答案B解析由表可知，甲同学没加有机溶剂，色素需溶解在有机溶剂中，所以甲同学提取不到色素，结果应为②；乙同学的操作正确，提取分离结果应为④；丙同学可以提取到色素，但由于没加CaCO3，叶绿素有可能被破坏，因而下边两条色素带比正常的要窄，结果应为①；丁同学未加SiO2，研磨不充分，导致各种色素的提取量均较少，结果应为③。4．(2024·连云港高三质检)纸层析法分离叶绿体色素时，迁移率(Rf)可用于各色素的鉴定，迁移率＝色素移动距离/溶剂移动距离。如表是叶绿体中色素层析结果(部分数据，单位为cm)。下列相关叙述正确的是()项目溶剂色素1色素2色素3色素4实验组17.8？？1.9？实验组28.2？？1.5？实验组38.0？？1.4？平均移动距离8.07.6？？0.8迁移率(Rf)无0.950.53？0.10A.色素3的迁移率(Rf)为0.2，若植物体缺镁，该色素含量会增加B．在层析液中的溶解度最小的是色素1，在滤纸条上扩散速度最快的是色素4C．能够吸收蓝紫光的只有色素1和色素2，能够吸收红光的只有色素3和色素4D．该实验所用的层析液中包含苯、丙酮、石油醚等成分答案D解析根据实验1、2、3三组数据可求出，色素3平均移动距离为(1.9＋1.5＋1.4)÷3＝1.6(cm)，溶剂平均移动距离为8.0cm，所以Rf值为1.6÷8.0＝0.2，根据Rf的大小可知，色素3是叶绿素a，其化学元素组成有镁，若植物体缺镁，该色素含量会减少，A错误；根据Rf的大小可知，色素1移动距离最远，扩散速度最快，在层析液中溶解度最大，B错误；根据Rf的大小可知，色素1是胡萝卜素，色素2是叶黄素，色素3是叶绿素a，色素4是叶绿素b，叶绿素(色素3、4)主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素(色素1、2)主要吸收蓝紫光，C错误。5．某实验小组欲测定叶绿素对光的吸收情况，他们用三棱镜将白光中不同波长的光分散开，然后通过特殊装置移动狭缝，选择特定波长的光，使特定波长的光照射到叶绿素溶液，最后用光电管来检测透过叶绿素溶液的光的强弱，透过光合色素溶液的光越多、越强，光电管测定的数值越大。下列相关叙述错误的是()A．可用无水乙醇提取叶片中的叶绿素B．推测用绿光进行照射时，最终光电管测定的数值最大C．若将叶绿素溶液替换为类胡萝卜素溶液，则实验结果不同D．预期实验结果，叶绿素溶液吸收红光和蓝紫光，而不吸收其他光答案D解析本实验可测定叶绿素溶液对不同光的吸收程度，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而对其他光吸收量少，D错误。6．研究发现，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。如图为绿叶中色素的吸收光谱，其中②表示叶绿素b，③表示叶绿素a。下列叙述错误的是()A．叶片在640～660nm波长光下释放氧气主要是由叶绿素参与光合作用引起的B．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，短时间内叶绿体中C3的量增加C．利用纸层析法分离色素时，②对应的条带离画线处最近D．弱光下②的相对含量增高可能有利于植物对弱光的利用答案B解析由550nm波长的光转为670nm波长的光后，色素吸收的光能增多，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，短时间内C3的量减少，B错误。7．(2024·武汉高三质检)为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是()A．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水B．色素1、2、3、4可能分布在叶绿体中，色素5可能存在液泡中C．色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光D．色素1在层析液中的溶解度最小，色素4在层析液中溶解度最大答案D解析根据层析液层析的结果可知，色素1距离起点最远，说明色素1在层析液中的溶解度最大，而色素4距离起点最近，说明色素4在层析液中的溶解度最小，D错误。8．(2024·宿迁高三期中)叶绿体是细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。下列相关叙述正确的是()A．借助高倍显微镜可观察菠菜叶表皮细胞中叶绿体的形态和分布B．光学显微镜下，所有植物细胞中的叶绿体都呈扁平的椭球形或球形C．叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜的基本支架都是磷脂双分子层D．叶绿体双层膜以及大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积答案C解析菠菜叶表皮细胞中不含叶绿体，A错误；水绵的叶绿体呈螺旋带状，B错误；大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积，D错误。9．下列关于光合作用发现史的叙述，错误的是()A．恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧B．鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究出光合作用中氧气来自水和二氧化碳C．卡尔文通过实验探明了暗反应中从C5到C3再到C5的循环过程D．阿尔农发现在光照下叶绿体可合成ATP，而且该过程总与水的光解相伴随答案B解析鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究出光合作用中氧气来自水，B错误。10．某植物的2种黄叶突变体表型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：μg·g－1)，结果如表。下列有关叙述正确的是()植株类型叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素/类胡萝卜素野生型12355194194.19突变体1512753701.59突变体2115203790.36A.两种突变体的出现增加了物种多样性B．突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C．两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致D．叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色答案D解析两种突变体之间并无生殖隔离，仍属同一物种，只是增加了遗传多样性，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，突变体2的叶绿素a和叶绿素b的含量比突变体1少，故突变体2比突变体1吸收红光的能力弱，B错误；两种突变体的光合色素含量差异，可能是同一基因向不同方向突变导致的，C错误。11．(2023·南京高三模拟)研究者利用密闭的装置在适宜的光照、温度和pH等条件下，进行了如表所示实验(初始悬浮液中无CO2，草酸铁是一种氧化剂)。下列相关叙述错误的是()实验组别①②③④实验材料小球藻悬浮液叶绿体悬浮液叶绿体悬浮液叶绿体悬浮液提供的物质H2O、CO2H2O、CO2H2OH2O、草酸铁是否产生O2是是否是A.③组不产生O2可能是因为其叶绿体中缺乏氧化剂B．④组与②组对照，说明叶绿体产生O2不一定需要CO2C．①组与②组对照，说明小球藻光合作用产生O2的场所是叶绿体D．②组与③组对照，说明叶绿体产生的O2来源CO2答案D解析比较③④组，③组不含氧化剂——草酸铁，无O2产生，可推测③组不产生O2可能是因为其叶绿体中缺乏氧化剂，A正确；④组与②组对照，区别为提供物质中有无CO2和草酸铁，④组无CO2且产生O2，说明叶绿体产生O2不一定需要CO2，B正确；①组与②组对照，①组的实验材料为小球藻悬浮液，②组的实验材料为叶绿体悬浮液，两组均进行光合作用，有O2产生，说明小球藻光合作用产生O2的场所是叶绿体，C正确。12．(2024·成都高三期末)将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(蓝色)、蔗糖和磷酸缓冲液(pH为7.3)的溶液中并照光。溶液中的水在光照下被分解，除产生氧气外，产生的另一种物质使溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。下列叙述正确的是()A．加蔗糖的目的是为叶绿体提供光合作用所需的原料B．使DCIP由蓝色变成无色的物质是还原型辅酶ⅠC．加入DCIP有可能降低叶绿体内C3的消耗速率D．光照下水的分解过程发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上答案C解析蔗糖使外界溶液具有一定浓度，这能避免叶绿体吸水涨破，而磷酸缓冲液(pH为7.3)具有使叶绿体中的酶保持活性等作用，A错误；水在光照下被分解，除产生氧气外，还能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，进而使DCIP由蓝色变成无色，B错误；加入DCIP有利于NADPH的消耗，而NADPH参与C3的还原过程，所以加入DCIP有可能降低叶绿体内C3的消耗速率，C正确；光照下水的分解过程发生在叶绿体类囊体薄膜上，D错误。13．将紫月季叶片色素提取液点样后，先后置于层析液和蒸馏水中进行双向纸层析，过程及结果如图所示。而用菠菜叶片进行同样实验，则观察不到色素a。下列分析错误的是()A．点样点不可触及蒸馏水和层析液B．色素b、c、d、e难溶于蒸馏水C．色素a最可能存在于液泡中D．可用无水乙醇替代层析液答案D解析色素b、c、d、e均可被无水乙醇溶解，但溶解度不易区分，因此不能用无水乙醇替代层析液分离色素，D错误。14．通常情况下，光合作用依赖叶绿素a来收集、转化可见光，用于光合作用。研究发现某些蓝细菌在近红外光环境下生长时，含有叶绿素a的光合系统会失效，而含有叶绿素f的光合系统会启动。进一步研究发现，叶绿素f能吸收、转化近红外光，用于光合作用。下列有关叙述正确的是()A．培养蓝细菌研究光合作用时，需提供葡萄糖作为碳源B．叶绿素f主要分布在蓝细菌叶绿体类囊体薄膜上C．叶绿素f能吸收、转化近红外光，体现了蓝细菌对环境的适应D．在正常光照条件下，蓝细菌会同时吸收可见光和近红外光进行光合作用答案C解析蓝细菌属于自养生物，能够自己合成有机物，故培养蓝细菌研究光合作用时，不需要提供葡萄糖作为碳源，A错误；蓝细菌为原核生物，无叶绿体，B错误；在正常光照条件下，光合作用依赖叶绿素a来收集、转化可见光，而不利用近红外光，D错误。二、非选择题15．(2023·全国甲，29)某同学将从菠菜叶中分离得到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题：(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是__________________。叶绿体中光合色素分布在____________上，其中类胡萝卜素主要吸收________(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是________________________________________________________________。(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果：____________________________________________________。答案(1)差速离心法类囊体薄膜蓝紫光黑暗条件下不能进行光反应，不能产生暗反应所需要的ATP和NADPH(3)实验思路：分离叶绿体，用碘液进行显色反应。预期结果：反应结果显蓝色第16课时光合作用的原理课标要求说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。考情分析1.光合作用的原理2023·湖北·T82023·江苏·T192022·重庆·T232021·广东·T122021·湖南·T182021·河北·T192021·重庆·T62020·天津·T52.光合作用和细胞呼吸的关系2023·天津·T92022·天津·T162021·江苏·T202021·山东·T16考点一光合作用的原理1．光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，将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．光合作用的反应式：CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))(CH2O)＋O2。3．光合作用的过程项目光反应暗反应过程模型实质光能转化为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物与光的关系必须在光下进行有光、没有光都能进行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物质转化①水的光解：H2Oeq\o(→,\s\up7(光),\s\do5(色素))2H＋＋eq\f(1,2)O2＋2e－②NADPH的合成：NADP＋＋H＋＋2e－eq\o(→,\s\up7(酶))NADPH③ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP①CO2的固定：CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3②C3的还原：2C3eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5(ATP、NADPH))C5＋(CH2O)③ATP的水解：ATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量④NADPH的分解：NADPHeq\o(→,\s\up7(酶))NADP＋＋H＋＋2e－能量转化光能→ATP和NADPH中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能关系4.化能合成作用与光合作用的对比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、蓝细菌等硝化细菌、硫细菌等归纳总结环境改变时光合作用各物质含量的变化分析(1)“过程法”分析各物质变化如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：(2)“模型法”表示C3和C5等物质含量变化判断正误(1)光反应将光能转化为稳定的化学能储存在ATP中(×)提示光反应将光能转化为储存在ATP和NADPH中活跃的化学能。(2)暗反应中CO2可接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原(×)提示暗反应中，CO2不能直接被NADPH还原，必须经过CO2的固定形成C3，再在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。(3)暗反应中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)(×)提示在暗反应阶段中14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O)。光合作用涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳—氧平衡具有重要意义，请结合以下信息深度认知光合作用相关原理。1．如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，其中PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。其中PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为H＋的运输过程，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，则：(1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能e－，失去e－的叶绿素分子，能够从水分子中夺取e－，使水分解为氧和H＋；电子(e－)由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，最终传递给NADP＋(电子的最终受体)合成NADPH。PSⅠ和PSⅡ吸收的光能储存在NADPH和ATP中。(2)据图分析，使类囊体膜两侧H＋浓度差增加的过程有水的光解产生H＋；PQ运输H＋；合成NADPH消耗H＋。(3)由图可知，图中ATP合成酶的作用有运输H＋和催化ATP的合成。合成ATP依赖于类囊体膜两侧的H＋浓度差形成的电化学势能。2．如图1为番茄叶肉细胞进行光合作用的过程及磷酸丙糖的转化和运输情况。(1)其中磷酸丙糖转运器发挥作用时，并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量，由此推测磷酸丙糖转运器维持叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量不变的原因是Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1∶1反向交换进行转运。(2)将离体的叶绿体置于磷酸浓度低的外界悬浮液中，叶绿体CO2的固定速率会减慢，请结合上述(1)中信息推测原因为外界磷酸浓度低的不利于磷酸丙糖的输出，叶绿体中淀粉等光合产物积累，导致暗反应过程受阻，从而影响CO2的固定。(3)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是非还原糖较稳定。(4)如图2中T0～T1表示的是适宜条件下生长的番茄叶绿体(NADPH、ADP、C3或C5)中某两种化合物的含量，T1～T3则表示改变其生长条件后两种化合物的含量变化。若T1时刻降低了培养液中NaHCO3的浓度，则物质甲、乙分别指的是C5、NADPH。若T1时刻降低了光照强度，则物质甲、乙分别指的是ADP、C3。(5)科研人员利用“间隙光”来测定番茄的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替进行12小时，并用灵敏传感器记录环境中氧气和二氧化碳的变化，实验结果部分记录如图3所示。据实验结果部分记录图分析，与连续光照6小时，再连续黑暗6小时相比，“间隙光”处理的光合作用效率大于(填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的光合作用效率，原因是“间隙光”处理时能充分利用光合作用光反应产生的NADPH和ATP。图3中曲线出现的原因是光合作用光反应的速率比暗反应的速率更快(填“更快”或“更慢”)。图3中两条曲线所围成的面积S1等于(填“大于”“等于”或“小于”)S2。考向一光合作用的原理1．(2021·重庆，6)类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。据图分析，下列叙述错误的是()A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPHC．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节答案A解析水光解产生O2的场所是叶绿体的类囊体薄膜的内侧，若被有氧呼吸利用，则O2在线粒体内膜上被利用，O2从叶绿体类囊体薄膜开始，穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，再穿过线粒体的2层膜，所以至少要穿过5层膜，A错误；光反应中NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH，然后在暗反应过程中被消耗，B正确；由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢、色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；电子(e－)在类囊体薄膜上的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。2．(2022·重庆，23)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。(1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是___________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持______________(填“低温”或“常温”)。(2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H＋浓度差，原因是_________________________。(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H＋浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是___________________。类囊体膜内外的H＋浓度差是通过光合电子传递和H＋转运形成的，电子的最终来源物质是________________。(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有________________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有____________________________________________________________________________________________(答两点)。答案(1)保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂低温(2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H＋浓度差(3)类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高水(4)NADPH、ATP和CO2增加CO2浓度和适当提高环境温度考点二光合作用与细胞呼吸的关系(1)物质方面(2)能量方面判断正误(1)提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立完成有氧呼吸和光合作用过程(×)提示线粒体是有氧呼吸的主要场所，其中有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，因此提取完整的线粒体悬浮液，不可以独立完成有氧呼吸，而提取叶绿体悬浮液可以独立完成光合作用过程，但前提是保证叶绿体的活性。(2)用H218O浇灌植物，周围空气中的H2O、O2、CO2都能检测到18O(√)提示用H218O浇灌植物，植物通过蒸腾作用使H218O出现在周围空气中，经过光合作用光反应阶段，H218O中的18O进入氧气中，经过细胞呼吸，H218O进入CO2中。(3)植物细胞都能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)(×)提示只有能进行光合作用的植物细胞才能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。考向二光合作用与细胞呼吸的关系3．(2023·天津，9)如图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错误的是()A．HCOeq\o\al(－,3)经主动运输进入细胞质基质B．HCOeq\o\al(－,3)通过通道蛋白进入叶绿体基质C．光反应生成的H＋促进了HCOeq\o\al(－,3)进入类囊体D．光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应答案B解析据图可知，HCOeq\o\al(－,3)进入细胞质基质或叶绿体基质需要线粒体产生的ATP供能，都属于主动运输，通道蛋白只参与协助扩散，A正确，B错误；据图可知，光反应中水光解产生的H＋促进HCOeq\o\al(－,3)进入类囊体，C正确；据图可知，光反应生成的物质X(O2)促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCOeq\o\al(－,3)进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D正确。4．(2022·天津，16)利用蓝细菌将CO2转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。(1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH(呼吸过程中产生的[H])和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于__________和__________等生理过程，为各项生命活动提供能量。(2)蓝细菌可通过D－乳酸脱氢酶(Ldh)，利用NADH将丙酮酸还原为D－乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D－乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，是由于细胞质中的NADH被大量用于_______________产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。(3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D－乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如表。注：数据单位为pmol/OD730。菌株ATPNADHNADPH初始蓝细菌6263249工程菌K8296249由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段________(填“被抑制”“被促进”或“不受影响”)，光反应中的水光解__________(填“被抑制”“被促进”或“不受影响”)。(4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多D－乳酸，是因为其________(双选)。A．光合作用产生了更多ATPB．光合作用产生了更多NADPHC．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATPD．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH答案(1)光合作用细胞呼吸(2)有氧呼吸(3)被抑制不受影响(4)AD1．＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是可作为暗反应阶段的还原剂；储存部分能量供暗反应阶段利用。2．(必修1P104)光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。3．(必修1P106)请根据光合作用的基本过程，填充下图：4．请写出光合作用的反应式(产物为C6H12O6)：6CO2＋12H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))C6H12O6＋6O2＋6H2O。5．(2022·全国甲，29节选)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是自身呼吸消耗或建造植物体结构(答出1点即可)。课时精练一、选择题1．(2021·广东，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是()A．Rubisco存在于细胞质基质中B．激活Rubisco需要黑暗条件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2结合答案D解析Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C错误；Rubisco催化CO2的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。2．(2023·湖北，8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是()A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强B．Mg2＋含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2答案C解析叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg2＋是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，B正确；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H＋、电子和O2，D正确。3．(2020·天津，5)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是()A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素答案A解析绿色植物光反应的场所是类囊体薄膜，产物有O2、NADPH、ATP，暗反应的场所是叶绿体基质，产物是糖类等有机物，据此推断该半人工光合作用反应体系中产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A项正确；该反应体系不断消耗的物质不仅是CO2，还有水等，B项错误；类囊体产生的NADPH、ATP参与C3的还原，光反应产生的O2不参与暗反应，C项错误；该反应体系含有从菠菜中分离的类囊体，类囊体上含有光合作用色素，D项错误。4．(2024·扬州高三期中)如图所示生理过程中，PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，CF0、CF1构成ATP合成酶。下列说法错误的是()A．PSⅡ、PSⅠ内含易溶于有机溶剂的色素B．PQ转运H＋的过程需要消耗电子中的能量C．线粒体中存在类似于ATP合成酶的膜是线粒体内膜D．小麦光合作用产生的O2被细胞呼吸利用至少需要经过4层磷脂双分子层答案D解析光反应中水的光解产生的O2是发生在叶绿体类囊体薄膜内，O2扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过类囊体膜、叶绿体和线粒体各两层膜，共5层膜，即5层磷脂双分子层，D错误。5．(2024·郑州高三质检)如图表示光合作用和细胞呼吸之间的能量转变过程，下列说法错误的是()A．只有含叶绿素的细胞才能进行过程①和③B．过程③④发生的场所分别为叶绿体基质和线粒体基质C．过程①中光能转变为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中D．有氧呼吸过程中产生的NADH主要来自第二阶段答案B解析过程①表示光反应中水的光解，过程③表示暗反应，则①和③是光合作用过程，光反应中需要色素吸收、传递、转化光能，其中叶绿素是转化光能必不可少的色素，A正确；过程③表示暗反应，发生在叶绿体基质中，过程④包括有氧呼吸的第一、第二阶段，第一阶段发生在细胞质基质中，第二阶段发生在线粒体基质中，B错误；过程①光反应中，光能转变成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中，二者可被暗反应利用，C正确。6．(2024·武汉高三期中)如图为真核细胞中两种传递电子并产生ATP的生物膜结构示意图。据图分析，下列有关叙述正确的是()A．图甲为叶绿体内膜，图乙为线粒体内膜B．两种膜产生ATP的能量直接来源均为H＋的跨膜运输C．自养需氧型生物的细胞中都既有图甲结构又有图乙结构D．图甲中NADPH为电子最终受体，图乙中O2为电子最终受体答案B解析图甲中利用光能分解水，为光合作用的光反应阶段，所以图甲为叶绿体中的类囊体薄膜，存在于有叶绿体的生物体内，图乙中利用NADH生成水和ATP，应为有氧呼吸第三阶段，所以图乙为线粒体内膜，存在于含线粒体的生物中；自养需氧型生物，如硝化细菌为原核生物，不存在图甲结构和图乙结构，A、C错误；由图可知，这两种膜结构上的ATP合成酶在合成ATP时，都需要利用膜两侧的H＋跨膜运输，即H＋的梯度势能转移到ATP中，B正确；图甲中的NADP＋接受电子变成NADPH，NADP＋为电子最终受体，图乙中O2接受电子变成水，O2为电子最终受体，D错误。7．(2024·黄石高三期中)光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都是由光合色素和蛋白质构成的复合体，其在光反应中的机制如图所示。下列说法错误的是()A．叶绿素和类胡萝卜素都能吸收红光和蓝紫光B．水的光解发生在类囊体薄膜，需要酶的参与C．植物缺镁对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都有影响D．光能先转变成电能再转变成ATP和NADPH中活跃的化学能答案A解析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，A错误。8．“光斑”是阳光穿过树冠枝叶投射到地面的光点，它会随太阳运动和枝叶摆动而移动。如图表示某一生长旺盛的植物在“光斑”照射前后O2释放速率和CO2吸收速率的变化曲线。下列叙述不正确的是()A．“光斑”照射前，植物进行着较弱的光合作用B．“光斑”照射后，短时间内C3含量增多C．图示O2释放速率的变化说明暗反应限制了光反应D．CO2吸收曲线ab段的变化说明暗反应与光照有关答案B解析“光斑”照射开始，O2释放速率急剧增大，CO2吸收速率增大相对较慢，短时间内C3的还原强于CO2的固定，故短时间内C3含量减少，B错误；“光斑”照射后，CO2吸收速率增加的同时，O2释放速率下降，说明暗反应限制了光反应，C正确；ab段“光斑”移开，光照减弱，光反应减弱，O2释放速率下降的同时，CO2吸收速率也下降，说明暗反应的进行与光照有关，D正确。9．(2024·武汉高三联考)如图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，其中磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素。已知：CO2充足时，TPT活性降低；磷酸丙糖与Pi通过TPT的运输严格按1∶1的比例进行转运。据图分析，下列有关叙述正确的是()A．叶肉细胞的光合产物主要是以淀粉形式运出细胞的B．暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATPC．若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则利于蔗糖的合成D．农业生产上可以通过增加CO2来提高作物中淀粉和蔗糖的含量答案B解析由题图可知，叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的，A错误；若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则有利于淀粉的合成，C错误；由于CO2充足时，TPT活性降低，导致磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程受到影响，所以增加CO2，能提高作物中淀粉的含量，但蔗糖的含量会下降，D错误。二、非选择题10．(2024·宜昌高三联考)光合作用过程十分复杂，包括一系列化学反应。以下是科学家探索光合作用原理的部分实验。回答下列问题：(1)20世纪初英国的布莱克曼把化学动力学方法引入到对光合作用的研究中：①光照强度保持恒定，持续增加CO2浓度，发现光合速率先增大，达到一定程度后保持不变，此时增大光照强度，光合速率会随之增大，这说明__________________________。菠菜植株中能固定CO2的物质是__________。②CO2浓度保持恒定，持续增大光照强度，发现光合速率先增大，达到一定程度后不再增加，此时增大CO2浓度，光合速率会随之增大，这说明______________________。绿色植物吸收和转化光能的具体场所是________________。(2)大约20年后，德国的瓦伯格等用藻类进行闪光实验。在光能量相同的前提下设置两组实验，第1组连续照光，第2组用闪光照射，中间间隔一定暗期；发现第2组光合效率是第1组的200%～400%。该实验阐明了光合作用中存在两个反应，请从光合作用光反应和暗反应的过程对实验现象进行解释：__________________________________________________。(3)后来科学家为验证瓦伯格的发现，以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等相同且适宜并稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下，请补充完整实验设计步骤：A组：____________________，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%；B组：__________________________________，每次光照和黑暗的时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%；C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms；光合作用产物的相对含量为94%；D组(对照组)：____________________，光合作用产物的相对含量为100%。答案(1)①光照强度是光合作用的限制因子C5(五碳化合物)②CO2浓度是光合作用的限制因子(叶绿体的)类囊体薄膜(2)在光能量相同的前提下，闪光照射时使光反应阶段产生的ATP和NADPH能够及时被利用与再生，提高了暗反应中C3的还原，进而提高了藻类的光合作用效率(3)先光照后黑暗处理先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理光照时间为135s11．(2021·湖南，18)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：(1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。叶绿体类型相对值实验项目叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。据此分析：①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以__________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是___________________________________________________________________________。②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于____________________________________________________________________，从而提高光反应速率。③以DCIP为电子