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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Error!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2 g放入研钵中加入少量SiO2、CaCO3和2～3 mL 95%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Error!↓画滤液细线Error!↓色素分离Error!观察结果：滤纸条上色素带有四条2．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。
第二单元细胞代谢专题六光合作用考点1 光合色素和叶绿体1.[2019江苏,17,2分]如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。
下列叙述正确的是( )A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作D.实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b2.[2017全国卷Ⅲ,3,6分]植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。
下列叙述错误的是( )A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的考点2 光合作用的原理及其应用3.[2019全国卷Ⅰ,3,6分]将一株质量为20 g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40 g,其增加的质量来自于( )A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气4.[2017天津理综,6,6分]某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。
如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。
叙述错误的是( )A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度5.[2020山东,21,9分]人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是,模块3中的甲可与CO2结合,甲为。
专题06 光合作用一、选择题（20小题）1．红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是（）A．红枫叶片不含叶绿素B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用【答案】C【解析】红枫叶片中含有叶绿素，A错误；红枫叶片呈红色与液泡中的花青素有关，B错误；红枫叶片含叶绿体，能吸收光能进行光合作用，C正确；液泡中的色素不能吸收光能，D错误。
【题型】选择题【难度】较易2．下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．色素乙在滤纸上的扩散速率最快B．提取色素时加入乙醇是为了防止叶绿素分解C．水稻在开花时节，叶片中色素量是（甲＋乙）＜（丙＋丁）D．四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最大【答案】D【题型】选择题3．关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（）A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的【答案】C【解析】叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁属于细胞中的无机盐X畴，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。
【题型】选择题【难度】一般4．为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，下图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。
下列叙述错误的是（）A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次【答案】D【难度】一般5．下列实验中科学家使用的手段或技术显著不同于其他的是（）A．恩格尔曼证明叶绿体是光合作用的场所B．鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水C．科学家对分泌蛋白的合成和分泌的研究D．卡尔文探明C02中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径【答案】A【解析】恩格尔曼用极细的光束、水绵和好氧菌做实验，证明叶绿体是光合作用的场所；鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水，即2H218O→4[H]+18O2；科学家利用同位素标记法对分泌蛋白的合成和分泌进行了研究，发现3H标记的亮氨酸在细胞内出现的先后顺序分别是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜外；卡尔文利用同位素标记法探明CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，即14CO2→14C3→（14CH2O），故选A。
高考生物专题突破训练第6练影响光合作用和细胞呼吸的因素及相关计算1.(2020·浙江7月选考，25)将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。
图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。
下列叙述正确的是()A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A～B 段对应的关系相似答案 A解析植物叶片光合作用消耗的二氧化碳来自空气中的二氧化碳和自身细胞呼吸产生的二氧化碳，测植物叶片的光合速率时，测的是密闭装置内二氧化碳的减少量，不包括细胞呼吸提供的二氧化碳量，所以此数值比植物叶片光合速率的真实值小；叶绿体光合作用消耗的二氧化碳全部来自空气中的二氧化碳，测叶绿体的光合速率时，测的也是密闭装置内二氧化碳的减少量，此数值可代表叶绿体光合速率的真实值，A正确；叶绿体是光合作用的主要场所，其结构被破坏，会使光合速率降低，故与无破碎叶绿体的光合速率相比，存在破碎叶绿体的光合速率偏小，B错误；若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，光合速率一直处于较低水平，叶片内蔗糖合成较少，无法达到B点水平，故叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A～B段对应的关系相似，C错误；当植物处于开花期时，叶片合成的蔗糖大量向花朵运输，若此时人为摘除花朵，叶片合成的蔗糖会在叶片处积累，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似，D错误。
2．(2018·江苏，18)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是()A．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度答案 D解析随着CO2浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，较高温度下的净光合速率高于较低温度，A错误；植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率不应先升高后趋于稳定，B错误；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高，C错误；随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强度足够时，较高的CO2浓度下净光合速率较大，D正确。
专题6 光合作用挖命题【考情探究】考点内容要求5年考情预测热度考题示例素养要素难度一、叶绿体色素的种类及提取与分离色素的种类、颜色和吸收光谱a2017浙江4月选考,30,7分科学思维科学探究中★★★★☆活动:光合色素的提取与分离b ★★★★☆二、光合作用原理及应用光合作用的概念、阶段、场所和产物b2015浙江10月选考,30,7分科学思维科学探究中★★★★★光反应和碳反应的过程b ★★★★★环境因素对光合速率的影响c2015浙江10月选考,26,2分科学思维科学探究难★★★★★活动:探究环境因素对光合作用的影响c ★★★★★三、光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与细胞呼吸的异同b ★★★★☆分析解读本专题涵盖了光合作用的基本原理和相关实验探究等知识,是高中生物学的核心内容。
历次选考均以选择题、非选择题的形式考查光合色素、光反应和碳反应过程等知识以及相关环境因素对光合作用的影响。
复习时,不仅要理解光合作用基本过程、光合色素提取实验的基本原理及操作,更要注重分析各种环境因素变化对光合作用产生的影响。
【真题典例】破考点考点一叶绿体色素的种类及提取与分离【考点集训】考向叶绿体色素的种类及提取与分离1.(2017浙江杭州期中,13,2分)把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间,在光谱中可以看到最强的吸收区在( )A.绿光部分B.红光和蓝紫光部分C.蓝紫光部分D.黄橙光部分答案 B2.(2019届浙江稽阳8月联考,30,7分)下图为菠菜叶肉细胞进行光合作用的示意图,A、B、C 代表反应的场所,①~⑤表示相关物质。
据图回答:(1)B和C表示;图中的②接受水光解产生的将NADP+还原成NADPH;C 过程要形成1分子葡萄糖至少需要分子的④参与卡尔文循环。
(2)为了研究光强度对菠菜光合速率的影响,制备了多份等大的菠菜叶圆片,叶圆片经抽气后分别置于适宜浓度的NaHCO3溶液中,改变光强度,通过观察即可比较叶片光合速率的大小。
(3)为了进行光合色素的提取和分离,可取适量烘干的菠菜叶片,剪碎后放到研钵中,并加入适量的试剂进行充分研磨,其中的可防止色素被破坏,研磨后的液体经过滤得到色素提取液。
在纸层析时,滤液细线要高于,分离后,从下往上第二条色素带的颜色为。
答案(1)叶绿体基质氢(H+和e-) 6(2)叶圆片上浮到液面的平均时间(或一定时间上浮到液面的叶圆片数量)(3)CaCO3层析液蓝绿色考点二光合作用原理及应用【考点集训】考向1 光合作用过程1.(2019届浙江绿色评估联盟10月联考,30,7分)如图为光合产物在植物细胞中的利用示意图。
请回答下列问题:(1)图中①的主要组成成分是。
为②中发生的卡尔文循环提供能量的结构是。
(2)CO2首先与结合生成三碳酸,然后被还原为三碳糖。
形成一分子三碳糖,需要进行次卡尔文循环,需要由光反应产生的提供氢。
(3)三碳糖在②中能够转化为淀粉、蛋白质、脂质,说明②中有许多起催化作用的。
X表示,能被植物体细胞利用。
答案(1)磷脂和蛋白质类囊体(基粒) (2)RuBP(核酮糖二磷酸) 3 NADPH (3)酶蔗糖2.(2019届浙江超级全能生8月联考,30,7分)如图甲表示水稻叶肉细胞中光合作用的部分过程;图乙表示在适宜的温度下测定金鱼藻光合作用强度装置(氧气传感器可监测氧气浓度的变化,滤光片有多种可选,且位置固定)。
据图回答问题:甲乙(1)图甲方框内的结构可表示,其中CO2的受体是。
(2)卡尔文循环产物三碳糖磷酸大量运出叶绿体,却没有导致叶绿体内的Pi越来越少,据图甲推测,补充叶绿体内Pi的途径是。
据研究,夜间卡尔文循环停止后,叶肉细胞仍有蔗糖运出,其来源最可能是。
(3)图乙装置可探究对金鱼藻光合速率的影响;金鱼藻光合速率的大小可用装置中来表示;若该装置在其他条件适宜且不变的情况下,前后分别用无色滤光片和红色滤光片进行实验,后者实验时植物叶肉细胞叶绿体内的RuBP含量在短时间内将。
答案(1)叶绿体基质核酮糖二磷酸(或RuBP)(2)三碳糖磷酸转变成蔗糖时脱下的Pi可运回叶绿体(叶绿体外Pi回运) 叶绿体内的淀粉分解转化(3)光质(不同色光或光的波长) 氧气传感器在单位时间内监测的氧气浓度增加量降低考向2 环境因素对光合作用的影响1.【加试题】(2019届浙江七彩阳光9月联考,26,2分)为了研究两个小麦新品种P1、P2的光合作用特性,研究人员分别测定了新品种与原品种(对照)叶片的表观光合速率,结果如图所示。
以下说法错误的是( )A.实验过程中光照强度和CO2初始浓度必须一致B.可用单位时间内进入叶绿体的CO2量表示表观光合速率C.每组实验应重复多次,并取平均值作为绘图数据D.三个品种达到最大表观光合速率时的温度没有显著差异答案 B2.【加试题】(2019届浙江丽衢湖9月联考,26,2分)在适宜温度条件下,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,结果如下。
下列叙述正确的是( )组别处理(Q光强度)表观光合速率(μmolCO2·m-2·s-1)相对气孔开度(%)水分利用效率A 对照大气CO2浓度12 100 1.78B 干旱7.5 62 1.81C 对照CO2浓度倍增15 83 3.10D 干旱9.5 47 3.25A.CO2浓度倍增、光强度增加均能使光饱和点增大B.干旱胁迫下,叶绿体内形成三碳糖磷酸的速率上升C.CO2浓度倍增,黄瓜幼苗可能通过提高水分利用效率来增强抗旱能力D.当C组表观光合速率为15μmolCO2·m-2·s-1时,温度制约了光合作用答案 C考点三光合作用与呼吸作用的关系【考点集训】考向光合作用和细胞呼吸的关系1.(2019届浙江宁波十校9月联考,19,2分)下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程,下列叙述正确的是( )A.过程①中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光B.过程②只发生在叶绿体基质,过程③只发生在线粒体C.过程③释放的能量大部分贮存于ATP中D.过程④一般与吸能反应相联系答案 D2.(2019届浙江金、丽、衢十二校9月联考,30,7分)如图是某植物净光合速率受光质与CO2浓度影响的曲线(不考虑光质对呼吸作用的影响)。
请分析并回答问题:(1)该实验的自变量是。
若用绿光替代黄光一组的实验,则所得曲线位于原曲线(填“之上”“之下”或“同位置”),因为叶绿体中的色素会透过或反射某些波长的光。
叶绿体中色素提取后分离的方法是。
(2)研究CO2在植物体内的转移途径用法,光合作用产生的有机物(C6H12O6)中的氧经细胞需氧呼吸后到终产物中。
(3)图中,黄光、CO2浓度为300μL·L-1时,该植物细胞内合成ATP的细胞器是;当植物由b点状态转为a点状态时,短时间内叶绿体中的RuBP含量将会。
答案(1)光质和CO2浓度之下纸层析法(2)同位素标记CO2(3)线粒体和叶绿体增加炼技法方法一光照与CO2浓度变化对植物细胞内三碳酸、RuBP、NADPH、ATP、三碳糖合成量的影响【方法集训】1.(2017浙江温州十校高三期末,30)绿色植物是主要的能量转换者,因为它们均含有叶绿体(图甲)这一完成能量转换的细胞器,图乙是图甲中的色素分离结果,图丙是在图甲④结构中进行的生化反应,图甲①~④分别代表叶绿体的结构。
请根据图示回答下列问题:(1)观察图甲叶绿体的结构,①~④中具有膜结构的是(填数字),吸收光能的结构是[ ],该结构中发生的能量变化是。
(2)获得图乙结果是利用光合色素在中溶解度不同,其中1和2主要吸收光。
(3)图丙中离开卡尔文循环的三碳糖磷酸在叶绿体内除了合成淀粉外,还可合成。
(4)图丙中的CO2供应突然减少,其他条件不变,短时间内,3-磷酸甘油酸含量将。
答案(1)①②③③类囊体膜光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能(或光能转变为电能再转变为ATP和NADPH中活跃的化学能)(2)层析液蓝紫(3)蛋白质、脂质(4)降低2.(2017浙江金丽衢十二校8月联考,30)图1为某植物体内发生的代谢过程示意图,图2表示A、B两种植物随着光强度的变化,CO2吸收量或CO2释放量的变化曲线图,据图回答:图1图2(1)图1所示生理过程实质为循环,过程b发生时,物质乙会接受来自ATP的和能量。
(2)图1过程的三碳糖在叶绿体内绝大部分用于。
(3)图2中当光照强度达到Z后,限制A植物光合作用的因素主要是(答出两点)。
如果在图中M点突然停止光照,短期内叶绿体内物质乙的含量将会。
(4)当平均光强度在X和Y之间(白天和黑夜的时间各为12h)时,白天A植物叶肉细胞中产生ATP的场所有,在此条件下B植物一昼夜中有机物积累量的变化是(减少或增加) 。
答案(1)卡尔文磷酸基团(2)RuBP再生(3)CO2浓度和温度增加(4)叶绿体、线粒体和细胞溶胶增加方法二光合速率及其测定方法【方法集训】(2019届浙江五校9月联考,30)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了一系列研究。
图1为光合放氧测定装置示意图,图2为果肉随时间变化的光合放氧曲线。
请回答下列问题:图1图2(1)提取果肉中的光合色素时,取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量CaCO3,以防止被破坏。
长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是。
若需绘制果肉中光合色素的吸收光谱,需以为纵坐标。
(2)图1所示的装置放于恒温环境中,如果光源及位置固定,且光照充足,果肉薄片数量保持不变,拆去滤光片,单位时间内,氧电极检测到的O2浓度(填“高于”“等于”或“低于”)单色光下O2浓度。
此外,还可以通过改变来改变氧电极检测的数据。
(3)图2中的5~15min内,若该段时间内光照、温度均保持恒定,容器内氧气增加的速率逐渐减小,最可能的原因是,猕猴桃果肉在5~15min实际光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是mol/min。
答案(1)光合色素光合色素溶解在乙醇中吸光率(2)高于CO2(NaHCO3)浓度(3)光合作用使密闭容器中NaHCO3浓度(二氧化碳浓度)下降,光合作用速率逐渐下降,呼吸速率无显著变化,故氧气增加速率逐渐减小6×10-8过专题【五年高考】A组自主命题·浙江卷题组考点一叶绿体色素的种类及提取与分离1.(2017浙江4月选考,30,7分)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响,进行了相关实验,结果如图所示。
回答下列问题:(1)本实验的因变量是。
由图中曲线对比可知,经处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,这将直接导致光反应中叶绿素吸收的光减少而降低了光合速率。
由此推知,若遇较低温天气,除升温外,可对该植物进行处理以减少叶绿素的损失。
(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时,为防止色素被破坏,研磨时可加入适量的。
