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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.考点06光合作用高考频度：★★★★☆难易程度：★★☆☆☆考向一叶绿体色素的种类及提取与分离一、叶绿素和其他色素1．叶绿体中的色素（1）分布：在类囊体的膜上（叶绿体基粒上）。（2）种类叶绿素叶绿素蓝绿色叶绿素b黄绿色类胡萝卜素叶黄素黄色胡萝卜素橙黄色2．色素颜色与光的关系：其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。3．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。（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，对其他波段2的光并非不吸收，只是吸收量较少。3．色素的功能：吸收、传递和转化光能。4．色素与叶片的颜色（1）生长旺盛时，叶片颜色为绿色，类胡萝卜素的颜色常被叶绿素掩盖。（2）深秋时，叶片变黄色，原因是气候变冷，叶绿素的合成速度变慢或停止，类胡萝卜素的颜色显露出来。二、光合色素的提取与分离1．原理（1）提取原理：绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%的乙醇中。（2）分离原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。2．实验流程提取色素：新鲜叶片烘干粉碎后，取2g放入研钵中加入少量SiO2、CaCO3和2～3mL95%的乙醇→放入研钵→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口↓制备滤纸条剪滤纸条：将滤纸剪成长10cm、宽1cm的滤纸条，并在一端剪去两角铅笔画线：在距去角一端1cm处用铅笔画一条细的横线↓画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液画线：沿铅笔画的横线均匀地画出一条细而直的滤液细线，待滤液干后，重复画线3～4次↓色素分离①倒入试管2mL层析液②将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中③软木塞塞住试管口观察结果：滤纸条上色素带有四条32．滤纸条上色素的分布和对光的吸收1．下列有关光合色素及其提取和分离实验，叙述正确的是A．可利用层析液对叶绿体中的色素进行提取B．叶绿素a位于滤纸条的最下端，颜色为蓝绿色C．类胡萝卜素是叶绿体中许多种黄色、橙色、红色色素的合称D．通过纸层析法，分离得到的色素条带会因层析液挥发而消失【答案】C【解析】叶绿体色素的提取的原理是色素溶于有机溶剂而不溶于水．分离实验的原理是不同的色素在层析液中溶解度不同，所以扩散速度也不同。可利用层析液对叶绿体中的色素进行分离，用有机溶剂如无水乙醇进行色素的提取，A错误；叶绿素b位于滤纸条的最下端，B错误；类胡萝卜素是叶绿体中许多种黄色、橙色、红色色素的合称，如胡萝卜素、叶黄素，C正确；分离得到的色素条带不会因层析液挥发而消失，D错误。2．如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是A．图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大B．图乙所示的结构来自图甲中的③C．③含有4种色素，其中叶绿素b的含量最多4D．ATP的合成场所是④，分解场所是③【答案】B【解析】叶绿体通过形成大量的片层结构类囊体增大膜面积，A项错误；甲图③是类囊体膜，乙图含有光合色素，光合色素分布在类囊体膜上，所以乙图也是类囊体膜，B项正确；③中的色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素a的含量最多，C项错误；光反应的场所是类囊体膜③，产物是ATP和NADPH，用于碳反应，碳反应的场所是④叶绿体基质，D项错误。【归纳总结】实验中的注意事项及操作目的项目操作过程操作目的提取色素选取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高将新鲜的菠菜叶烘干、粉碎成干粉，研磨时加入2～3mL95%的乙醇溶解叶片中的色素研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙研磨充分和保护叶绿素迅速充分研磨防止溶剂挥发并充分溶解色素盛放滤液的小试管口加棉塞防止色素分子被氧化分离色素滤纸条预先干燥处理使层析液在滤纸条上的扩散速度快滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快滤液细线要细、齐、直使分离的色素带平齐，不重叠滤液细线干燥后重复画3～4次使分离的色素带清晰便于观察滤液细线不能触及层析液防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中53．如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是A．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲＋乙)＜(丙＋丁)C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光【答案】B【解析】绿叶中色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢；故滤纸条上甲～丁依次是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，据此分析。提取色素时加入碳酸钙是为了防止叶绿素分解，A错误；水稻在秋季收获，此时叶片变黄，叶绿素总量降低，类胡萝卜素含量增加，故叶片中色素量的变化是(甲＋乙)＜(丙＋丁)，B正确；四种色素都能溶解在层析液中，其中丁的扩散距离最远，丁色素的溶解度最大，C错误；由图可知甲为叶绿素b、乙为叶绿素a、丙为叶黄素、丁为胡萝卜素，丙和丁主要吸收蓝紫光，D错误。4．在a、b、c3个研钵中分别加入2g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并用3种不同方法按下表所示添加试剂，经过研磨、提取、过滤得到了3种不同颜色的溶液，有深绿色、黄绿色和几乎无色3种情况，下列选项中说法错误的是组别试剂abc二氧化硅加入加入加入碳酸钙不加加入加入乙醇(3mL)加入不加加入蒸馏水(3mL)不加加入不加A．a组处理会造成滤液呈黄绿色，因为部分叶绿素会被破坏B．b组处理会造成滤液几乎呈无色，因为叶绿素不会溶解于蒸馏水中C．c组处理会造成滤液呈深绿色，经分离会得到4条色素带，其中第三条的颜色为蓝绿色6D．a组与b组相互对照，可以证明叶绿体中的色素易溶于乙醇【答案】D【解析】a组未加碳酸钙，会导致部分叶绿素被破坏，使滤液呈黄绿色，A正确；b组处理会造成滤液几乎呈无色，因为叶绿素不会溶解于蒸馏水中，B正确；c组处理会造成滤液呈深绿色，经分离会得到4条色素带，其中第三条为叶绿素a，呈蓝绿色，C正确；a组与b组相比，有两个自变量，所以两组实验对照不能证明色素易溶于乙醇，D项错误。【易错警示】绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少。③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。（2）滤纸条色素带重叠：滤液细线画的过粗。（3）滤纸条看不见色素带①忘记画滤液细线。②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。考向二光合作用的原理及其应用一、光合作用概述1．概念指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成贮存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。2．总反应式6CO2＋12H2O――→酶C6H12O6＋6H2O＋6O2。3．光合作用的过程7二、光反应和碳反应1．光反应（1）过程①光能被吸收并转化为ATP和NADPH中的化学能。②水在光下裂解为H＋、O2和电子。③水中的氢（H＋＋e－）在光下将NADP＋还原为NADPH。（2）场所：类囊体膜中。（3）反应物：H2O、ADP、Pi、NADP＋等。（4）生成物：O2、NADPH、ATP等。（5）条件：色素、光、酶。（6）能量变化：光能→ATP与NADPH中的化学能。2．碳反应（1）过程①CO2的固定：CO2＋RuBP→2三碳酸分子。②2三碳酸分子――→还原2三碳糖。（2）场所：叶绿体基质。（3）反应物：CO2、ATP、NADPH等。（4）产物：三碳糖（5）能量变化：ATP、NADPH中的化学能―→三碳糖中的化学能。83．联系：光反应为碳反应提供NADPH、ATP，碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，如图所示。5．光合作用的作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率，图1为正常绿色植物的叶绿素a的作用光谱，图2表示卡尔文循环的基本过程。据图回答下列问题：（1）根据叶绿素a的作用光谱，可知____（填“红”、“蓝紫”）光的光合作用效率高。若绘制叶绿素a的吸收光谱，则以___________为横坐标，以_________为纵坐标。（2）图2中的乙为______，乙→丙的过程需要光反应中产生_______。卡尔文循环产生的中间产物是维持循环所必需的，当RuBP含量低时，最初形成的三碳糖都用于RuBP的增生，有利于_____________________________________________________。（3）RuBP含量增加会提高卡尔文循环的速率直至达到稳定。达到稳定时，图2中？处物质的数目为___________。【答案】（1）蓝紫（光的）波长叶绿素a对不同波长光的吸收率（2）三碳酸（3—磷酸甘油酸）ATP和NADPH加速CO2的固定（加速CO2的同化、加快光合作用）（3）25【解析】根据光合作用过程分析，叶绿体色素吸收光能用于光反应阶段并产生氧气，因此图1中氧气的释放速率代表了光合速率，图中显示叶绿素a的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区；图2中甲是二氧化碳，乙是三磷酸（3—磷酸甘油酸），丙是三碳糖。（1）据图分析，叶绿素a对蓝紫光的作用光谱的峰值更高，说明蓝紫光的光合作用效率高；若绘制叶绿素a的吸收光谱，则应该以波长为横坐标，以叶绿素a对不同波长光的吸收率为纵坐标。9（2）根据以上分析已知图2中乙是三磷酸（3—磷酸甘油酸），其还原生成三碳糖的过程需要光反应提供ATP和NADPH。最初形成的三碳糖都用于RuBP的增生，有利于加快CO2的固定。（3）每3个CO2进入卡尔文循环形成6个三碳糖，其中5个三碳糖再生成3个C5，另外1个三碳糖则离开卡尔文循环，转变成糖类等有机物。因此达到稳定时，图2中？处物质的数目为25个。【归纳总结】光反应与碳反应的比较比较项目光反应碳反应场所类囊体膜叶绿体基质时间短促，以微秒计较缓慢条件光、色素、酶、水多种酶、CO2、NADPH、ATP过程利用光能使水光解产生O2，同时产生ATP和NADPH将CO2还原为糖的一系列反应物质变化①水的光解：H2O――→光叶绿体RuBP能量变化①CO2的固定：CO2＋RuBP――→酶2个三碳酸分子能量变化光能―→ATP、NADPH中活跃的化学能活跃的化学能―→有机物中稳定的化学能完成标志O2释放、ATP和NADPH的生成糖类等有机物的生成联系光反应能为碳反应提供ATP、NADPH、碳反应为光反应提供ADP、Pi、NADP＋。二者紧密联系，缺一不可示意图6．植物能吸收一定强度的光驱动光合作用，后者的基本过程如下图所示。过度光照可能会导致DNA损伤甚至细胞死亡，但是植物能借助一种光保护机制防止这种损伤。近来研究发现，类囊体膜蛋白PSBS感应类囊体腔内的高质子浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤（即光保护效应）。下列有关说法正确的是10A．抑制A物质释放有利于PSBS发挥功能B．降低ATP合成酶活性和阻断反应II都有利于PSBS发挥功能C．若该植株既不吸收也不释放CO2，则所产生的A物质全部用于图示细胞的细胞呼吸D．物质F可以在叶肉细胞的叶绿体基质中合成蔗糖【答案】B【解析】结合题意，据图分析可知，光照过强类囊体膜蛋白PSBS感应类囊体腔内的高质子浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤。物质A是氧气，氧气是否释放与PSBS释放被激活都无直接关系，所以A错误；降低ATP合成酶活性则ATP无法快速合成，有利于类囊体腔内的质子浓度积累，而高浓度质子有利于激活PSBS发挥作用；阻断暗反应都有利于阻断H+的消耗，同样可以激活PSBS而发挥功能，B正确；根据题意，若该植株既不吸收也不释放CO2，有可能是光照过强，暗反应这段，光反应受PSBS的影响也无法进行，没有产生氧气，C