生物学高考一轮复习学案：第9讲　光合作用的原理（含答案）

生物学高考一轮复习学案：第9讲光合作用的原理课标内容(1)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。(2)实验：提取和分离叶绿体色素。考点一捕获光能的色素和结构1.色素的提取与分离实验可看作两个实验哦！(1)实验原理(2)实验装置及操作(3)实验结果及分析2.叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：①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。②植物的液泡中含有的色素(花青素)不参与光合作用。③植物幼嫩的茎和果实的细胞中也含有吸收光能的色素。3.叶绿体的结构适于进行光合作用(1)叶绿体的结构模式图(2)叶绿体的功能【考点速览·诊断】1．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。2．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液。3．提取光合色素的实验中，研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素。4．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a。5．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的。【情境推理·探究】6．下图是验证叶绿体功能实验中恩格尔曼所做的实验示意图，请分析：恩格尔曼的实验示意图恩格尔曼第二个实验的示意图（1）恩格尔曼实验在实验材料的选取上的巧妙之处是。（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。（3）在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？7．研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。实验思路：。预期结果：。【重点难点·透析】1.塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择为提高光能利用率，塑料大棚栽培时常选择“无色塑料”以便透过各色光，这是因为太阳的全色光透过时各种颜色的光均可被作物吸收(对黄绿色吸收较少)，而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡。因为若利用白炽灯，则其发出的光中“黄绿光”利用率极低，从节省能源(节电、节省成本)的角度讲，用红灯泡、蓝紫灯泡效率最高。2.绿叶中色素的提取与分离实验异常现象分析考向1结合色素的提取与分离实验，考查科学探究能力8．下列有关色素提取和分离实验的说法，正确的是()A．根据绿叶中色素在无水乙醇中溶解度不同，可对色素进行分离B．分离色素时，蓝绿色的色素带距离滤液细线最远C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢9．某植物的2种黄叶突变体表现型相似，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2115203790.35A．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考向2叶绿体的结构和功能10．叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是()A．叶绿体中的色素的合成都需要Mg2＋和光照B．H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生在基质中C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的11．高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，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。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是()A．图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上B．利用纸层析法分离色素时，②应位于滤纸条的最下端C．植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光D．弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用考点二光合作用的原理1.探索光合作用的部分经典实验2.光合作用过程(1)图解光合作用的过程(2)比较光反应与暗反应3.光合作用的概念及反应式提醒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。4.光合作用和化能合成作用的比较【考点速览·诊断】12．植物细胞产生的O2只能来自光合作用。13．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。14．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原。15．蓝细菌(蓝藻)没有叶绿体也能进行光合作用。16．高等植物光合作用中光反应只发生在生物膜上。17．叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中。18．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量。【情境推理·探究】19．模拟鲁宾、卡门的实验时，能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记吗？为什么？。20．给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是。21．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；CO2不足暗反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是。【重点难点·透析】1.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)在总光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。(3)应用：人工补光时，可适当采用“光暗交替”策略，这样，在提高光合产量的情况下，可大量节省能源成本。2.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的含量变化起始值C3高于C5(约为其2倍)考向1围绕光合作用的过程，考查科学思维22．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．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23．科学家向小球藻培养液中通入14CO2，给予实验装置不同时间光照，结果如表所示。根据上述实验结果分析，下列叙述正确的是()实验组别光照时间/s放射性物质分布12大量3­磷酸甘油酸(三碳化合物)22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等A．暗反应最初形成的很可能是3­磷酸甘油酸(三碳化合物)B．本实验利用小球藻研究的是光合作用的光反应阶段C．3­磷酸甘油酸可直接转化成氨基酸、有机酸等D．实验结果说明光合作用产物是各种糖类考向2围绕不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析，考查科学思维24．如图是某学校生物兴趣小组研究菠菜光合速率相对值与叶龄关系的结果图示。下列说法错误的是()A．A点光合速率较低是由于幼叶光合色素含量少B．随着叶片不断地展开，AB段光合速率上升C．由于叶片的衰老，CD段光合速率下降D．若光照突然增强，则短时间内叶绿体中C3的含量增加25．在一定条件下，下列关于某叶肉细胞内叶绿体和线粒体生理活动的叙述，正确的是()A．若突然增加CO2浓度，则短时间内叶绿体中C3比ADP先增加B．光照下两者发生氧化反应时都释放能量供各项生命活动利用C．若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中C5比ADP先减少D．光照下叶绿体直接为线粒体提供O2和葡萄糖26．如图为某植物叶肉细胞光合作用示意图，图中①②③④表示相关物质。现有甲、乙两植株，甲叶色正常，乙为叶色黄化的突变植株，叶绿素含量明显少于甲。将甲、乙植株置于正常光照、温度、CO2浓度等条件相同的环境中，下列相关分析正确的是()A．被色素吸收的光能全部用于③合成ATPB．只有接受ATP释放的能量，C3才可被NADPH还原C．如果突然增加光照强度，则短时间内②含量减少，③的含量增加D．如果突然增加光照强度，甲的叶肉细胞C3减少，乙的叶肉细胞④含量减少重温真题经典再现27．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ATP D．Rubisco催化C5和CO2结合28．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（）A．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29．生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和释放的CO2。（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止，又能保证正常进行。（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)30．将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/(s·m2)时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时。回答下列问题：（1）在此条件下，该水稻种子(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是。（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/(s·m2)，其他条件与上述实验相同，该水稻(填“能”或“不能”)繁育出新的种子，理由是(答出两点即可)。（3）若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有特性。限时强化练【对点强化】考点一捕获光能的色素和结构31．下列关于叶绿体的叙述，正确的是()A．叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B．叶绿体基质中NADP＋能形成NADPHC．类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D．类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原32．科学家将色素溶液与阳光之间放置一块三棱镜，分别让不同颜色的光照射色素溶液，得到色素溶液的吸收光谱如下图所示，①②③代表不同色素。下列说法正确的是()A．①在红光区吸收的光能可转化为ATP中的化学能B．②为蓝绿色，③为黄绿色，二者均含有Mg2＋C．纸层析法分离色素时，②处于滤纸条最下端D．种植蔬菜大棚时可使用蓝紫色或红色的塑料薄膜33．韭菜具有补肾、健胃、提神之功效，而韭黄是韭菜在避光条件下培养出来的，具有更佳的口感。某学习小组成员分别利用韭菜和韭黄进行叶绿体色素提取和分离实验，获得的结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A．研磨叶片时，需加入少许SiO2，有助于叶片研磨得更充分B．将滤纸条一端剪去两角有利于层析时形成平整的色素带C．实验结果表明：色素④叶绿素a在层析液中的溶解度最低D．实验结果表明：避光条件对类胡萝卜素的合成基本无影响考点二光合作用的原理34．为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力，科学家在黑暗条件下进行了如下实验，有关分析正确的是()A．黑暗的目的是与光照作对照B．pH＝4的缓冲溶液模拟的是叶绿体基质的环境C．ADP和Pi形成ATP后进入类囊体腔内D．类囊体膜两侧的pH差是叶绿体形成ATP的动力35．下图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是()A．图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATPB．图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度C．Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累D．Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低36．科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是()A．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量B．科学家发现甲醛是光合作用的原料C．希尔发现离体叶绿体在适宜条件下可释放O2D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O【综合提升】37．爱默生用远红光(红外光)和红光两种波长的光进行单独和混合照射绿藻，测定的净光合速率如图所示。结合图形分析，下列叙述错误的是()A．绿藻细胞中的光合色素既能吸收远红光，也能吸收红光B．绿藻净光合速率可用单位时间O2放出量表示，也可用CO2吸收量表示C．与红光照射绿藻相比，黑暗和光照交替处理可使其净光合速率显著增加D．从两种光单独和混合光照处理结果分析，两种光具有协同增效作用38．莲藕是广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1表示在25℃时不同光照强度下该突变体和普通莲藕的净光合速率，图2中A、B分别表示某光照强度下该突变体与普通莲藕的气孔导度(单位时间进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。回答下列问题：（1）提取和分离莲藕叶片中叶绿体内的色素，常用的试剂分别是。突变体与普通莲藕相比，经过纸层析分离色素，在滤纸条上两种颜色的色素带将会变窄。突变体叶绿素含量显著下降，将直接影响光合作用的阶段。（2）莲藕切开后极易褐变，这是由细胞内的多酚氧化酶催化相关反应引起的。将切好的莲藕在开水中焯过后可减轻褐变程度，原因是。（3）在2000(μmol·m－2·s－1)的光强下，普通莲藕的总光合速率为(μmol·m－2·s－1)。（4）CO2被利用的场所是叶绿体基质，因为此处可以为CO2的固定提供。据图2判断，突变体莲藕在单位时间内固定的CO2多，请写出判断的依据：。39．淀粉是粮食最主要的组分，也是重要的工业原料。中国科学院实现了人工合成淀粉，其途径如图1所示，该成果不依赖植物光合作用，在实验室人为提供能量的基础上，实现了从CO2和H2到淀粉分子的人工全合成。图2表示光合作用合成葡萄糖的过程。图1图2（1）光合作用中NADPH和ATP参与的过程相当于图1中的(用“C1模块”“C3模块”“C6模块”或“Cn模块”及箭头表示)。图1中Cn是由C6组成的淀粉，以C6为单位组成的生物大分子还有。（2）据图2所示过程18O的转移路径和实验结果，推测用18O标记二氧化碳的实验目的是。光合作用过程既能分解水也能产生水，结合图2分析光合作用的(填“光反应”或“暗反应”)过程产生水，判断的依据是。（3）从能量的角度看，光合作用的本质是将太阳能转化为。人工合成淀粉的成功能否表明对光合作用的完全替代，请从能量的角度阐述你的理由：。

答案解析部分1．【答案】正确【解析】【解答】绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。

故答案为：正确。

【分析】在纸层析法分离叶绿体色素时，层析液是由多种有机溶剂混合而成的，比如石油醚、丙酮和苯等的混合液。2．【答案】正确【解析】【解答】黑藻叶片中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取黑藻叶片中的色素。

故答案为：正确。

【分析】叶绿体中的光合色素易溶于有机溶剂，无水乙醇是常用的有机溶剂。3．【答案】错误【解析】【解答】二氧化硅有助于研磨得充分。碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，过量碳酸钙并不会破坏叶绿素。

故答案为：错误。

【分析】二氧化硅有助于充分研磨；碳酸钙可防止叶绿素分子被破坏。4．【答案】错误【解析】【解答】在叶绿体内，类囊体膜上的色素可以分为两类：一类具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素a，以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素；另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，这种叶绿素a能够捕获光能，并将受光能激发的电子传送给相邻的电子受体。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。可见红光照射时，胡萝卜素不能吸收的光能，也不能传递给叶绿素a。

故答案为：错误。

【分析】叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。5．【答案】正确【解析】【解答】叶绿素吸收光波较强的区域是波长为650~680nm的红光区和波长为430~450nm的蓝紫光区。类胡萝卜素的吸收光谱与叶绿素不同，其吸收光波较强的区域在400~500nm的蓝紫光区。可见叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的。

故答案为：正确。

【分析】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。6．【答案】（1）选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位（2）排除氧气和极细光束外的其他光的干扰（3）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，适于需氧细菌在此区域分布【解析】【解答】（1）恩格尔曼实验在实验材料选取上的巧妙之处在于选择了水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，这种特殊结构便于观察；而需氧细菌会聚集在氧气多的地方，利用这一特性可以确定释放氧气多的部位。

（2）恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行，主要是为了排除氧气和极细光束外的其他光的干扰。如果有空气存在，空气中的氧气会干扰实验结果，无法准确判断是叶绿体产生的氧气。同时，在有其他光的环境下，也无法确定是极细光束对实验结果的影响。

（3）大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光。在这两种波长光的照射下，叶绿体进行光合作用会释放氧气，而需氧细菌会聚集在氧气多的地方，所以就会出现大量需氧细菌聚集在此区域的现象。

【分析】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。

7．【答案】将部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，部分置于黑暗条件下培养(乙组)。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，比较滤纸条上的色素带；甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带，乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带【解析】【解答】实验思路：

1.将暗处生长的韭菜幼苗平均分成两组，分别标记为A组和B组。

2.A组韭菜幼苗给予正常光照处理，B组韭菜幼苗继续在暗处培养。

3.在相同且适宜的条件下培养一段时间后（确保A组韭菜在光照下有足够时间合成叶绿素），分别从A组和B组韭菜幼苗中提取色素。利用有机溶剂（如无水乙醇）提取叶片中的色素，因为色素能溶解在有机溶剂中。

4.采用纸层析法分离提取到的色素。将提取液画在滤纸条的一端，将滤纸条放入层析液（如石油醚、丙酮和苯的混合液）中，由于不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸条上扩散得快，从而将不同色素分离开。

预期结果：

1.在滤纸条上，A组（光照组）：会出现四条色素带，从上到下依次为胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。因为A组韭菜幼苗在光照下可以合成叶绿素，所以能分离出叶绿素a和叶绿素b，同时类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）本身不受光照影响，也能被分离出来。

2.在滤纸条上，B组（暗处组）：只会出现两条色素带，即胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）。因为韭菜在暗处生长，光照会影响叶绿素的合成，所以不能合成叶绿素a和叶绿素b，而类胡萝卜素的合成不受光照影响，所以能分离出胡萝卜素和叶黄素。

故填：将部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，部分置于黑暗条件下培养(乙组)。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，比较滤纸条上的色素带；甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带，乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带。【分析】叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）主要吸收蓝紫光。8．【答案】C【解析】【解答】A、应该是根据绿叶中色素在层析液中溶解度不同，对色素进行分离，而不是无水乙醇，A不符合题意；

B、分离色素时，橙黄色的色素带（胡萝卜素）距离滤液细线最远，而不是蓝绿色的色素带，B不符合题意；

C、利用纸层析法可以分离叶绿体中的4种色素，这是因为它们在层析液中的溶解度不同，从而在滤纸上呈现出不同的条带，C符合题意；

D、叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越快，而不是越慢，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上到下依次为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）。9．【答案】D【解析】【解答】A、物种多样性是指物种的种类数量，两种突变体属于同一物种的变异，增加的是基因多样性，而非物种多样性，A不符合题意；

B、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。突变体2与突变体1相比，叶绿素/类胡萝卜素的值更低，吸收红光的能力更弱，B不符合题意；

C、两种突变体较野生型相比叶绿素和类胡萝卜素的含量都减少，可能是相同基因的突变所致，C不符合题意；

D、叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降，会导致叶片中黄色的类胡萝卜素相对含量增加，从而使叶片呈现黄色，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）主要吸收蓝紫光。10．【答案】D【解析】【解答】A、在叶绿体中，只有叶绿素的合成才需要Mg2+和光照，并非所有色素，A不符合题意；

B、H2O在光下分解为NADPH和O2是光反应过程，这个过程发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是基质中，B不符合题意；

C、CO2的固定属于暗反应过程，其发生的场所是叶绿体基质，而不是类囊体薄膜上，C不符合题意；

D、暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能，可见光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。11．【答案】D12．【答案】错误【解析】【解答】在植物细胞中，通常认为氧气的产生主要来自光合作用。光合作用中，植物通过吸收光能，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。但需要注意的是，植物细胞中还有其他产生氧气的途径。例如，过氧化氢分解也能产生氧气。

故答案为：错误。

【分析】光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。13．【答案】错误【解析】【解答】光合作用分为光反应和暗反应阶段。在光反应阶段，水在光的作用下分解产生氧气。当光照较弱时，光反应产生的氧气可能较少，并且这些氧气可能会立即被植物自身的呼吸作用所消耗，导致没有氧气释放到外界，但光合作用依然在进行。

故答案为：错误。

【分析】光合作用是指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。14．【答案】错误【解析】【解答】在光反应中，叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量，裂解H2O，生成高能化合物ATP和NADPH，同时释放O2；NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应（卡尔文循环），最终将CO2合成为糖分子，并将能量储存到糖分子中。

故答案为：错误。

【分析】光合作用是指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。15．【答案】正确【解析】【解答】蓝细菌（蓝藻）虽然没有叶绿体，但是其细胞内含有藻蓝素和叶绿素，这些光合色素能吸收光能，并且蓝细菌（蓝藻）具有进行光合作用所需要的酶，所以能进行光合作用。

故答案为：正确。

【分析】蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。16．【答案】正确【解析】【解答】光合作用包括光反应和暗反应阶段。在高等植物细胞中，光反应需要光合色素吸收光能，而光合色素分布在类囊体薄膜上，所以光反应只能发生在类囊体薄膜这一生物膜上。

故答案为：正确。

【分析】光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。17．【答案】正确【解析】【解答】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在ATP中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。

故答案为：正确。

【分析】光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。18．【答案】错误【解析】【解答】在光合作用过程中，水在叶绿体中分解产生氧气的主要能量来源是叶绿素吸收的光能，而不是ATP提供的能量‌。

故答案为：错误。

【分析】在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H+等，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能。19．【答案】不能，若CO2和H2O中的氧均标记，则无法分辨氧气的来源【解析】【解答】不能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记。

鲁宾、卡门实验目的是探究光合作用产生的氧气中氧元素来源。若同时标记CO2和H2O中的氧，后续检测光合作用产生的氧气时，无法明确氧气中的氧来自CO2还是H2O，就不能得出准确结论。同时标记两者，会让实验复杂且难以分析结果。

【分析】光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。20．【答案】有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了H218O，有氧呼吸第二阶段利用H218O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物【解析】【解答】有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段。第一个阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量。第二个阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量。第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H+等，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能；ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。因此给小球藻提供18O2后，18O2参与有氧呼吸的第三阶段合成H218O，而H218O参与有氧呼吸的第二阶段合成C18O2。C18O2参加光合作用的暗反应阶段合成含18O的糖类。

故填：有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了H218O，有氧呼吸第二阶段利用H218O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物。

【分析】（1）光合作用是指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）有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。21．【答案】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；光反应需要暗反应提供的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【解析】【解答】光合作用过程如下：

可见暗反应中C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，当停止光照使光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH存在，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，导致整个光合作用停止。这就是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的原因。

光反应需要暗反应提供的物质有ADP、Pi和NADP+。当CO2不足导致暗反应减弱后，这些物质的供应就会减少，从而使得光反应在缺少原料的情况下无法正常进行。

故填：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；光反应需要暗反应提供的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。

【分析】在光反应中，叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量，裂解H2O，生成高能化合物ATP和NADPH，同时释放O2；NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应（卡尔文循环），最终将CO2合成为糖分子，并将能量储存到糖分子中。22．【答案】A【解析】【解答】A、氧气在叶绿体的类囊体薄膜产生，在被线粒体内膜利用。氧气从叶绿体出来需要穿过类囊体膜1层、叶绿体的内膜和外膜2层，进入线粒体需要穿过线粒体的外膜和内膜2层，所以一共至少要穿过5层生物膜，A符合题意；

B、从图中可以清晰看到，NADP＋与电子e－和质子H＋结合形成NADPH，B不符合题意；

C、根据图中的信息可知，光反应产生的ATP能够用于暗反应，还能用于色素合成以及核酸代谢等一些消耗能量的反应，C不符合题意；

D、电子传递过程中释放的能量用于H＋的逆浓度梯度运输，使得类囊体腔内维持高浓度的H＋，H＋由类囊体腔顺浓度梯度运输至叶绿体基质，驱动ATP的合成。电子有序传递保证了ATP和NADPH的合成，这对于完成光能转换是非常重要的环节，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H+等，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能；ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。23．【答案】A【解析】【解答】A、从表格中的数据可以看出，CO2进入叶绿体后，最初形成的物质是3-磷酸甘油酸（三碳化合物），可见暗反应最初形成的很可能是3­-磷酸甘油酸（三碳化合物），A符合题意；

B、由题意可知，用同位素（14C）标记法探究二氧化碳中的碳元素的去向，这主要研究的是光合作用的暗反应阶段，而不是光反应阶段，B不符合题意；

C、根据时间分析，3-磷酸甘油酸不是直接转化成氨基酸、有机酸等，而是要先转化成12种磷酸化糖类，然后才转化成氨基酸、有机酸等，C不符合题意；

D、根据表格中的数据表明，光合作用的产物不仅仅是各种糖类，还有氨基酸、有机酸等其他有机物，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】光合作用是指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。24．【答案】D【解析】【解答】A、从图中可以看出，A点对应的叶龄较小，此时幼叶中光合色素的含量相对较少，而光合色素在光合作用中负责吸收光能，其含量少就会导致吸收的光能少，从而使得光合速率较低，A不符合题意；

B、随着叶龄增加，光合色素和酶含量增多，同时叶片展开，叶的面积增大，受光面积增加，这些因素促使AB段光合速率上升，B不符合题意；

C、当叶片衰老时，细胞的生理功能会逐渐衰退。具体表现为叶绿体中的光合色素减少，吸收光能的能力下降；与光合作用相关的酶活性降低，导致光合作用的化学反应速率减慢，这些因素综合起来，使得光合速率下降。故由于叶片的衰老，CD段光合速率下降，C不符合题意；

D、光照增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，C3的还原加快，生成C5增多，同时C5的固定速率不变，所以若光照突然增强，短时间内叶绿体中C3的含量会减少，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】光合作用是指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。25．【答案】A【解析】【解答】A、当突然增加CO2浓度时，CO2会与C5结合，在酶的催化下生成C3，所以C3的合成速率会加快，导致短时间内C3的含量会增加。ADP是在光反应阶段产生的，光反应阶段产生ATP的同时会产生ADP，CO2浓度的增加对光反应没有直接影响，ADP的含量不会立即增加，A符合题意；

B、光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应，并且该反应不属于氧化反应；呼吸作用产生的ATP可供各项生命活动利用，B不符合题意；

C、若突然增加光照强度，短时间内先是光反应加强。光反应中会消耗ADP和Pi来合成ATP，所以ADP会先减少。同时光反应加强会产生更多的NADPH，促进C3还原加快，而在短时间内，CO2的固定速率不变，导致C5含量增加，C不符合题意；

D、叶绿体进行光合作用产生氧气，氧气可直接提供给线粒体用于有氧呼吸；但葡萄糖是在细胞质基质中先分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体进一步氧化分解，而不是叶绿体直接为线粒体提供葡萄糖，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】（1）光合作用是指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）有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。26．【答案】B【解析】【解答】A、在光反应中，叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量，裂解H2O，生成高能化合物ATP和NADPH，同时释放O2，可见被色素吸收的光能全部用于③合成ATP，A不符合题意；

B、在光合作用暗反应阶段，三碳化合物（C3）的还原需要接受光反应阶段产生的ATP释放的能量，同时还需要接受NADPH提供的氢，在酶的作用下才能被还原为有机物，B符合题意；

C、当突然增加光照强度时，光反应增强，在光反应中，②NADP+会得到电子和H+转化为NADPH，所以短时间内②NADP+的含量会减少，同时会产生更多的ATP，ATP的合成是由ADP和Pi结合而成的，由于ATP合成增多，消耗的③ADP和Pi增多，所以短时间内③ADP和Pi的含量是减少的，而不是增加的，C不符合题意；

D、根据题文可知，甲和乙的区别是甲的叶绿素含量明显多于乙，但两者都有叶绿素，都能正常进行光反应。如果突然增加光照强度，甲、乙两植株光合作用的光反应都会增强。光反应增强会促使暗反应中C3的还原加快，所以甲、乙两植株的C3均减少，④C5则会因为C3还原加快而增加，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】图中：①氧气、②NADP+、③ADP和Pi、④C5。27．【答案】D【解析】【解答】A、Rubisco是催化CO2固定形成C3的酶，CO2的固定属于暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco很可能存在于叶绿体基质中，A错误；B、光反应阶段为暗反应阶段提供了能量和[H]等物质，所以暗反应不一定需要黑暗条件，B错误；C、Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C3合成有机物需要ATP，C错误；D、Rubisco催化二氧化碳的固定，该过程指CO2和C5结合生成C3的过程，D正确。故答案为：D。【分析】光反应阶段和暗反应阶段的联系与比较：光反应阶段暗反应阶段进行部位类囊体的薄膜叶绿体基质中条件光、色素和酶ATP、[H]、多种酶物质变化水的光解2H2O→光4[H]+O2

ATP的形成ADP+Pi→光能酶CO2的固定CO2+C5→酶2C3

C3的还原2C3→ATP[H]酶（CH2能量变化光能转换成活跃的化学能

（储存在ATP和[H]中）活跃的化学能变成稳定的化学能（糖类）联系光反应为暗反应提供[H]和ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料28．【答案】B【解析】【解答】A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；B、研磨时需要加入碳酸钙（CaCO3），可防止研磨时色素被破坏，B错误；C、研磨时加入少许石英砂（SiO2）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；D、画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。故答案为：B。【分析】叶绿素的提取和分离实验的原理：无水乙醇能溶解绿叶中的各种光合色素；不同色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上随层析液的扩散速度也有差异。29．【答案】（1）叶绿体、细胞质基质、线粒体；细胞呼吸（2）蒸腾作用过强导致植物失水；光合作用（3）实验思路：取若干长势相同的植物甲，平均分为A、B两组；将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件相同且适宜；一段时间后，分别测定两组植物甲白天和夜晚液泡中的pH。预期结果：B组液泡中的pH白天和夜晚无明显变化，A组液泡中的pH夜晚明显低于白天30．【答案】（1）能；种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成（2）不能；光照强度为10μmol/(s·m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花（3）耐受酒精毒害31．【答案】C【解析】【解答】A、叶绿体扩大受光面积的是类囊体薄膜，而不是外膜和内膜，外膜和内膜主要起到分隔和保护的作用，类囊体薄膜堆叠形成基粒，才极大地增加了受光面积，A不符合题意；

B、在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H+等，形成ATP和NADPH，可见在类囊体膜上NADP＋能形成NADPH，B不符合题意；

C、吸收光能的4种色素分布在叶绿体的类囊体的薄膜上。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。可见类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光，C符合题意；

D、NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的暗反应（卡尔文循环），最终将CO2合成为糖分子，并将能量储存到糖分子中，可见叶绿体基质中的酶可催化CO2的固定和还原，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】光合作用是指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。32．【答案】C【解析】【解答】A、红光区的波长范围通常约在620~760nm。可见①类胡萝卜素在红光区的吸收值为0，即不吸收红光，所以在红光区吸收的光能无法转化为中的化学能，A不符合题意；

B、②是叶绿素b，为黄绿色；③是叶绿素a，为蓝绿色，二者均含有Mg2＋，B不符合题意；

C、滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上到下依次为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、③叶绿素a（蓝绿色）和②叶绿素b（黄绿色），C符合题意；

D、蔬菜大棚使用的塑料薄膜应该是无色透明的，这样可以让太阳光中的各种可见光都能透过，提高可见光的利用率，而不是使用蓝紫色或红色的塑料薄膜，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】（1）叶绿素吸收光波较强的区域是波长为650~680nm的红光区和波长为430~450nm的蓝紫光区。类胡萝卜素的吸收光谱与叶绿素不同，其吸收光波较强的区域在400~500nm的蓝紫光区。

（2）图中：①是类胡萝卜素，②是叶绿素b，③是叶绿素a。33．【答案】C【解析】【解答】A、研磨叶片时，二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，A不符合题意；

B、将滤纸条一端剪去两角，这样可以减少边缘效应，使层析液在滤纸条上的扩散更均匀，从而有利于层析时形成平整的色素带，B不符合题意；

C、韭菜叶片提取和分离出种色素，①为胡萝卜素、②为叶黄素、③为叶绿素a、④为叶绿素b。因为叶绿素b在层析液中的溶解度最低，扩散得最慢，所以位于滤纸条的最下端，C符合题意；

D、对比韭菜和韭黄的色素分离结果，韭黄分离出的两条色素带与韭菜分离得到的色素带①②基本相同，这表明避光条件基本不会对类胡萝卜素（①胡萝卜素、②叶黄素）的合成造成影响，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上到下依次为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）。34．【答案】D【解析】【解答】A、黑暗处理是为了排除光照对ATP合成的影响，而不是与光照作对照，A不符合题意；

B、pH＝4的缓冲溶液模拟的是叶绿体类囊体内部的环境，而非叶绿体基质的环境，B不符合题意；

C、光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在ATP中的化学能。暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。可见ADP和Pi是在类囊体薄膜上形成ATP的，形成的ATP会进入叶绿体基质，C不符合题意；

D、从实验结果来看，类囊体转移至pH＝8缓冲溶液中立即加入ADP和Pi有ATP产生，而平衡之后加入ADP和Pi无ATP产生，这表明叶绿体中ATP形成的动力来自类囊体膜两侧的pH差，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】光合作用是指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。35．【答案】D【解析】【解答】A、在暗反应中，1molC5和1molCO2可生成2molC3，则结合题图中的Ⅰ阶段可知，甲为C5，乙是C3。C5转变成C3不需要消耗光反应提供的ATP，而是需要消耗二氧化碳，A不符合题意；

B、当降低光照强度时，光反应受到抑制，产生的NADPH和ATP减少，C3的还原减弱，导致C3积累而浓度上升，C5因生成减少而浓度下降。当降低CO2浓度时，CO2与C5结合生成C3的反应会减慢，C5的消耗减少，而C3还原生成C5的过程仍在进行，所以C3的含量会减少，C5的含量会增加。可见图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低CO2浓度，B不符合题意；

C、根据B的分析可知，Ⅱ阶段甲（C5）上升是CO2与C5结合生成C3的反应会减慢，而C3还原生成C5的过程仍在进行，C不符合题意；

D、Ⅱ阶段改变的条件主要影响暗反应的进行，CO2浓度降低，导致暗反应受到抑制，从而抑制了光反应，因此Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】（1）光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在ATP中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。

（2）图中：甲是C5，乙是C3。36．【答案】C【解析】【解答】A、恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，但只是定性地说明了有氧气产生，并没有定量分析生成氧气的量，A不符合题意；

B、科学家发现甲醛不是光合作用的原料，而且甲醛对植物有毒害作用，不能通过光合作用转化成糖，B不符合题意；

C、希尔发现离体叶绿体在适宜条件下可释放氧气，这一发现对于理解光合作用的机制具有重要意义，C符合题意；

D、鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，结果发现，当向植物提供H218O和CO2时，释放的O2中含18O；当向植物提供H2O和C18O2时，释放的O2中不含18O。这证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2，D不符合题意。

故答案为：