高三一轮复习生物：捕获光能的色素和结构及光合作用给的原理课件

捕获光能的色素和结构及光合作用的原理第9讲第三单元：细胞的能量供应和利用考点由高考知核心知识点预测捕获光能的色素和结构及光合作用的原理（2024·广东）色素的提取和分离实验（2023·江苏）色素的提取和分离实验（2023·海南）色素的种类（2023·全国）色素的种类及分布（2022·辽宁）色素的提取和分离实验（2024·广东）叶绿体的结构与功能适应观（2023·广东、湖北、2023·全国）叶绿体的结构与功能适应观（2022·广东、2022·山东）叶绿体的结构与功能适应观（2024·广东、2024·全国）光合作用的过程（2023·天津、2023·山西）光合作用的过程（2022·福建、2022·全国）光合作用的过程题型：选择题、解答题内容：本专题为高频考点，考查的知识点非常多，包括色素的种类与作用、叶绿体色素的提取与分离、光合作用的过程。本专题高考试题多为非选择题，多结合曲线分析进行考查。1高考解读核心提要素养体现生命观念：叶绿体的结构决定光合作用功能的结构与功能观；光合作用过程中物质转化伴随着能量变化的物质与能量观。科学思维：比较光反应和暗反应的区别与联系，体会归纳和概括的重要作用。科学探究：学习光合作用的探索历程，掌握科学探究的方法。社会责任：学有所用，关注光合作用与农业生产及生活的联系。课标要求目录考点一考点二捕获光能的色素和叶绿体结构光合作用的基本过程捕获光能的色素和结构及光合作用的原理考点一

捕获光能的色素和叶绿体的结构【复习目标】1.色素的提取与分离实验。2.光合色素的种类、作用、分布和叶绿体的结构与功能。复习指导1阅读教材P98-99内容，解决以下问题：(3min)1.色素提取和分离的原理分别是什么？研磨过程中加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？2.过滤时为什么选用单层尼龙布而不用滤纸？收集滤液后试管口为什么要加棉塞？3.制备滤纸条时需剪去两角的目的是什么？4.画滤液细线时要求怎样操作？目的是？放置滤纸条时，为什么不能让滤液细线触及层析液？总结绿叶中色素的种类和含量。【绿叶中色素的提取和分离】1.实验原理注意:如果实验室没有无水乙醇，也可以用体积分数为95%的乙醇，但需要加入适量的无水碳酸钠。纸层析法一、绿叶中色素的提取与分离实验提取方法：原理：分离方法：原理：用有机溶剂提取，如无水乙醇(或丙酮)绿叶中的色素不溶于水，溶于有机溶剂。不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。由石油醚、丙酮、苯按一定比例混合而成。加入称取新鲜去主叶脉绿色叶片研磨：收集滤液：收集到试管内并用棉塞塞严试管口。SiO2(石英砂)：CaCO3：无水乙醇：增大摩擦，使研磨更充分防止色素被破坏，主要保护叶绿素溶解色素一、绿叶中色素的提取与分离实验2.实验步骤（1）提取色素取材：过滤：色素含量高用带单层尼龙布的漏斗过滤。少量多次加入，否则会使色素提取液浓度降低。防止色素吸附防止乙醇挥发和色素被氧化研磨要迅速、充分：防止乙醇挥发；并保证色素能被充分释放出来。判断:可以用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素。×滤液细线要细、直、齐待滤液干后，再画一两次滤液细线不触及层析液加盖一、绿叶中色素的提取与分离实验2.实验步骤（2）制备滤纸条预先干燥处理一端剪去两角使层析液在滤纸上快速扩散防止边缘效应，保证色素均匀扩散，否则会形成弧形带（3）画滤液细线使分离出的色素带平整不重叠增加色素的附着量，使分离出的色素带清晰明显（4）分离色素防止层析液中的成分挥发防止色素溶解于层析液中而无法分离滤液细线色素带色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b橙黄色最少最高最快黄色较少较高较快蓝绿色最多较低较慢黄绿色较多最低最慢叶绿素(含量约占3/4)类胡萝卜素(含量约占1/4)一、绿叶中色素的提取与分离实验3.实验结果及分析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(颜色深浅)与含量有关，色素带越宽(颜色越深)说明这种色素含量越多。③色素带扩散速度与溶解度有关，在滤纸条上分布越高，说明扩散速度越快，溶解度越大。不稳定过程注意事项原因分析提取色素选新鲜绿色的叶片研磨时加无水乙醇加少量SiO2和CaCO3迅速、充分研磨盛放滤液的试管试管口口加棉塞分离色素滤纸预先干燥处理滤液细线要直、细、匀滤液细线干燥后再重画一到两次滤液细线不触及层析液使滤液中色素含量高溶解色素研磨充分和保护色素减少乙醇挥发，充分释放色素减少乙醇挥发和色素氧化4.实验注意事项及原因分析使层析液在滤纸上快速扩散使分离出的色素带平整不重叠使分离出的色素带清晰分明防止色素直接溶解到层析液中层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素在光下容易被分解而难以观察。④画滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少。①选材不当，未选择新鲜绿叶或称取的新鲜绿叶量过少，色素含量少。②一次加入大量的无水乙醇，使色素提取液浓度太低。（正确操作：少量多次加入）③未加SiO2，研磨不充分或研磨速度太慢，乙醇挥发，色素未能充分提取出来。(1)滤纸条上色素带过浅，其原因有：5.实验异常现象分析正常分离(2)滤纸条下面两条色素带过浅，其原因有：②未加碳酸钙或加入的过少，色素分子（主要是叶绿素）被破坏。①所用叶片为“黄叶”；②滤液细线没有达到细、齐、直要求，使色素扩散不一致。③滤液细线接触层析液且时间较长，色素溶解到层析液中。①没经干燥处理；②忘记画滤液细线；(3)滤纸条色素带重叠，其原因有：(4)滤纸条看不见色素带，其原因有：5.实验异常现象分析正常分离①用清水代替乙醇进行提取；拓展实验在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，会看到什么现象？会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为：

。胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b1.（2020·江苏卷）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是()。BA.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO

可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散新考案P78实验的基本原理和过程分析及拓展考向1二、光合色素的种类、作用、分布和叶绿体的结构与功能可见光与色散光是一种电磁波，分为可见光和不可见光，可见光的波长是400~760nm。不同波长的光，颜色不同。太阳光是由不同波长的光组合成的复合光。P99学科交叉1.叶绿体色素及其吸收光谱叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光二、光合色素的种类、作用、分布和叶绿体的结构与功能◎叶绿素主要吸收蓝紫光和红光◎类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。色素功能：吸收、传递、转化(只有少数特殊状态的叶绿素a)光能。二、光合色素的种类、作用、分布和叶绿体的结构与功能2.不同色素对光的吸收差异一般叶绿体中的色素只吸收可见光.由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，同时色素对绿光吸收最少，绿光被反射出来。由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。那为什么秋天植物有的叶片是红色的？液泡中含有大量的的花青素，又因叶绿素逐渐降解，叶片呈现红色。【思考】为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？关于光合色素的4点提醒(1)可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体（如蓝细菌等），但是都含有光合色素。(2)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，对其他波长的光并非都不吸收，只是对有些波长的光吸收量较少。(3)植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。(4)植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。【易错提醒】(3)植物叶片呈现绿色的原因是？发绿光的光源发出绿色的光，绿光被光合色素吸收的最少，不适合作为植物工厂的光源。光敏色素主要吸收红光和远红光。植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。含叶绿体且色素对绿光吸收最少，反射绿光。新考案P77(1)（必修P99旁栏思考）植物工厂不用发绿光的光源，原因是？(2)（选择性必修1P106

“相关信息”）为什么植物体主要吸收红光和蓝光？(4)蔬菜大棚薄膜最好选用______（填“无色”、“红色”或“蓝色”）塑料薄膜，原因是__________________________________________________________________。(5)（2021·海南卷）植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是________________________________________________________________________________________________________。无色无色材料可透过各种波长的光，光合色素可捕获更多的光能叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以选用红蓝光组合LED灯培植用于光合作用生菜可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量1.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依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？绿藻褐藻红藻拓展应用教材P101不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水中较深的地方。①光照:②温度：③矿质元素：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中不能合成叶绿素，使叶子发黄的现象，称为黄化现象。高温和低温都会抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。叶绿素中含N、Mg等元素，若缺少这些元素，将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶片变黄。影响叶绿素合成的因素【知识拓展】正常韭菜韭黄④水：叶片缺乏水不但影响叶绿素的合成，而且促进已合成的叶绿素加速分解，造成叶片发黄。结构功能：外表：双层膜内部叶绿体基质:基粒:绿色植物进行光合作用的场所。含有与暗反应有关的酶由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶二、光合色素的种类、作用、分布和叶绿体的结构与功能3.叶绿体的结构适于进行光合作用基粒内膜外膜基质色素酶类囊体判一判(新考案P77)：（1）叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质。（2）叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低。（3）叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质。×√√4.下面是光合作用探究历程中恩格尔曼的实验示意图，请分析：(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗

环境中进行的原因是什么？(3)实验设计中是如何形成对照的？水绵的叶绿体大呈螺旋式带状，便于观察；好氧细菌可以确定释放氧气部位。排除氧气和极细光束外的其他光的干扰照光处理与不照光、黑暗与完全曝光叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气。(4)由此实验能得出什么结论？黑暗，无空气极细光束照射好氧细菌完全光照，没有空气因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，大量的好氧细菌在此区域分布。4.下面是光合作用探究历程中恩格尔曼的实验示意图，请分析：(5)在第二个实验中，大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？三棱镜好氧细菌实验二结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，放出氧气。【思考】如果对恩格尔曼的第二个实验进行改进，用透过三棱镜的光先通过叶绿体色素提取液，再照射到载有水绵和需氧细菌的临时装片上，一段时间后，需氧细菌会如何分布？4.下面是光合作用探究历程中恩格尔曼的实验示意图，请分析：叶绿体色素提取液主要吸收红光和蓝紫光，故先透过三棱镜，再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵临时装片上的光中没有红光和蓝紫光，水绵不同部位的光合作用强度相差不大，产生氧气的量大致相同，因此水绵周围需氧细菌分布无显著差别。2.（2023·全国乙卷）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()。DA.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的薄膜上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新考案P78叶绿体的功能及光合色素的种类和作用考向23.恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵时，发现需氧细菌大量集中在如图所示区域。下列分析正确的是()。A.水绵光合作用产生的氧气能进入细菌的线粒体中与[H]结合生成水B.实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中，目的是隔绝二氧化碳C.图中细菌分布的差异是由水绵不同区域有机物的含量不同造成的D.图中细菌分布的差异是由在不同波长光下氧气的产量不同造成的D新考案P78叶绿体的功能及光合色素的种类和作用考向2考点二光合作用的基本过程【复习目标】1.探索光合作用原理的部分实验。2.掌握光合作用的过程及其过程中的物质变化和能量变化。复习指导阅读教材P102-106内容，解决以下问题：(5min)1.概述探索光合作用原理的部分实验。2.简述光合作用的概念、总反应式。3.光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？4.什么是化能合成作用？19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，____被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年科学家发现甲醛对植物有______作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年希尔(英国)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下________________1941年鲁宾和卡门（美国）用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H2O+C18O2→植物→O2<m></m>，H218O+CO2→植物→18O2<m></m>，检测两组实验氧气的质量，得出光合作用释放的氧全部来自____1954年阿尔农在光照下，叶绿体可合成____，这一过程总是与__________相伴随卡尔文用经过14C标记的14CO2,供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终探明了CO2中的碳是如何转化为________中的碳的毒害可以释放出氧气希尔反应O2一、探索光合作用原理的部分实验思考：1.希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？2.希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？不能，反应体系中可能还存在其他氧元素供体，没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有观察到O元素的转移。能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，____被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年科学家发现甲醛对植物有______作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年希尔(英国)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下________________1941年鲁宾和卡门（美国）用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H2O+C18O2→植物→O2<m></m>，H218O+CO2→植物→18O2<m></m>，检测两组实验氧气的质量，得出光合作用释放的氧全部来自____1954年阿尔农在光照下，叶绿体可合成____，这一过程总是与__________相伴随卡尔文用经过14C标记的14CO2,供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终探明了CO2中的碳是如何转化为________中的碳的毒害可以释放出氧气水ATP水的光解希尔反应有机物O2一、探索光合作用原理的部分实验必修1

P103讨论：3.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。二、光合作用的过程1.概念：绿色植物通过_________，利用_______，把二氧化碳和水转化成储存着能量的_________，且释放出_______的过程。2.实质：_______________________。叶绿体光能有机物氧气合成有机物，储存能量3.光合作用的反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体糖类4.根据是否需要光能分为：光反应阶段暗反应阶段（碳反应）光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行。光合作用的第一阶段，必须有光才能进行。（一）光反应1.场所：类囊体薄膜上2.条件：光、色素、酶2H2O

O2+4H++4e-色素①

水的光解：光③

ATP的合成：ADP+Pi+能量（光能)

ATP酶3.物质变化：4.能量变化：光能→(NADPH和ATP中)活跃的化学能

酶NADP++H+

+2e-

NADPH(还原型辅酶Ⅱ)②NADPH的合成：（二）暗反应（碳反应）叶绿体基质CO2的固定：C3的还原：CO2

+C52C3酶1.场所：2.条件：3.物质变化：4.能量变化：ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHATP→ADP+PiNADPH→NADP+有光无光都可，多种酶卡尔文循环暗反应，NADPH既作为还原剂，也能为C3的还原提供能量（三）光反应与暗反应的联系①光反应为暗反应提供ATP和NADPH；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。②光反应与暗反应之间相互制约，相互影响。暗反应不能长期在无光环境进行。类囊体薄膜上的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原光反应暗反应NADP+NADPH酶可见光（类囊体薄膜上）（叶绿体基质中）光反应是暗反应的物质和能量准备阶段；暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。判断：植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应。×（四）光反应与暗反应的区别光反应暗反应场所条件物质变化能量变化叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质光、色素、酶有光无光都可，多种酶色素2H2O

O2+4H+光ADP+Pi+

能量

ATP酶水的光解：ATP的形成：酶NADP++H+

NADPHCO2固定：C3

的还原：2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPH光能→ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能酶CO2＋C52C3NADPH的合成：①C3和C5并不是只含有3个或5个碳原子，还有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一种三碳化合物。②暗反应不直接需要光，但是如果没有光，光反应停止后，暗反应很快也会停止。③光合作用的产物主要是糖类，还有一些类脂、有机酸、氨基酸和蛋白质等。④叶绿体产生的ATP只能用于暗反应(C3的还原)，不能用于细胞中其他部位的生命活动。对光合作用过程的4点说明【注意事项】①H的转移：②C的转移：③O的转移：光合作用过程中物质转移途径【思维提升】3H2O→NADP3H→(C3H2O)

14CO2→14C3

→（14CH2O）+14C5C18O2

→C3

→（CH218O）；H218O→18O2

同位素示踪法CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2新考案P79(4)（链接科学史)光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30s的时间，放射性代谢物多达几十种，缩短时间到7s，发现放射性代谢物减少到12种。如果要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是__________________________________________________________________。继续缩短杀死小球藻的时间，直至放射性产物只有一种(1)（2021·山东卷）植物细胞产生的O2只能来自光合作用。()×有些植物细胞含有过氧化氢酶，可以分解过氧化氢生成O2。(2)（2021·山东卷）光合作用产生的O2中的氧元素只能来自H2O

。()√(3)往离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可以完成暗反应过程。()√(4)将一株质量为20g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40g

，其增加的质量来自水、矿质元素和土壤。()×新考案P79新考案P79小思小考内容答案错误，且第（3）小题不用做。三、环境条件改变各物质含量的变化分析类囊体薄膜上的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原NADP+NADPH酶可见光条件光照减弱光照增强CO2浓度减少CO2浓度增加C3C5(CH2O)ATP、NADPH增加↑减少↓减少↓增加↑减少↓增加↑增加↑减少↓减少↓增加↑增加↑减少↓1.当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时,相关物质含量在短时间内的变化减少↓增加↑减少↑增加↓答题时原因务必答到各物质的消耗、合成2个方向。三、环境条件改变各物质含量的变化分析2.“模型法”表示C3和C5的含量变化C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATP注：C3的起始值高于C5，约是其2倍。在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的绿光照射，则NADPH含量下降。()光照停止后暗反应短时间仍然能够持续，但无法长时间正常进行，原因是?光反应需要暗反应提供ADP、Pi和NADP+，CO2不足使暗反应减弱后，光反应在缺少原料的情况下无法正常进行。暗反应中C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，停止光照使光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH能使暗反应持续进行一段时间，但是这段时间后，暗反应因缺少ATP和NADPH而无法进行。新考案P80√CO2不足，暗反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是?四、化能合成作用能够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的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。注意区分硝化细菌和固氮型微生物：固氮菌将N2转化为植物可利用的氮肥，提高土壤肥力项目光合作用化能合成作用区别能量来源代表生物绿色植物相同点都能将_____________等无机物合成有机物光能氧化无机物释放的能量硝化细菌、硫细菌、铁细菌等CO2和H2O四、光合作用和化能合成作用的比较能够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的合成作用。判断:硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量。×构建网络光合作用概念NADPHNADP+ATPADP+Pi214C314C514C6H1218O6

基粒（增大膜面积）H2180H+e-14C18O2光反应暗反应18O2类囊体类囊体类囊体类囊体类囊体辅酶ⅱ还原型辅酶ⅱC3的还原CO2的固定H2O场所：类囊体薄膜场所：叶绿体基质

吸收传递转化（少数叶绿素a）光能光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定化学能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。色素叶绿素类胡萝卜素叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)双层膜基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒光合色素分布在类囊体薄膜上，酶分布在类囊体薄膜和基质叶绿体是进行光合作用的场所。结构功能叶绿体1.(2022·重庆卷）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。ⅠⅡ（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”）。维持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂低温新考案P80探究光合作用过程的相关实验拓展考向11.(2022·重庆卷）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。ⅠⅡ（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______________________________________________________________________________________________。新考案P80探究光合作用过程的相关实验拓展考向1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Ⅲ(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____。类囊体膜外的H+被转移到水(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2点）。增加CO2的浓度和适当提高环境温度新考案P80探究光合作用过程的相关实验拓展考向1NADPH、ATP和CO2类囊体膜内2.（2023·湖北卷）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PS

Ⅱ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()。CA.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PS

Ⅱ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PS

Ⅱ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新考案P80光合作用原理的综合考查(高频)考向23.（2021·重庆卷）下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是()。A

4.如果改变光合作用的反应条件会引起相应的变化，下列说法正确的是()。A

新考案P81不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析考向31.（2021·广东卷）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D2.（2021·湖南卷）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是()。A.弱光条件下植物没有O2

的释放，说明未进行光合作用B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度A3.（2020·天津卷）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CO2

C.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A练习与应用1.基于对叶绿体的结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。（1）叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。（

）（2）叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能。（

）（3）植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。()一、概念检测《必修一》P101√××2.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（

）A.所有植物细胞中都含有4种色素B.有些植物细胞的液泡中也含有色素C.

叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类A二、拓展应用2.与传统的生产方式相比，植物工厂生产蔬菜等食物有哪些优势？又面临哪些困难？你对植物工厂的发展前景持什么观点？请搜集资料，结合自己的思考写一篇综述性短文。与传统生产方式相比，植物工厂生产蔬菜可以精确控制植物的生长周期、生长环境、上市时间等，但同时面临技术难度大、操控要求高、需要掌握各种不同蔬菜的生理特性等问题。练习与应用一、概念检测《必修一》P1061.依据光合作用的基本原理，判断