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实验探究创新（3）——叶绿体中色素的提取和分离
2．分离叶绿体中的色素
(1)原理：各种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。因而色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
(2)步骤
(1)叶绿体中的色素不溶于水，易溶于有机溶剂，故可用有机溶剂丙酮或无水乙醇作色素提取剂，然而正是由于色素易溶于有机溶剂，才不可让滤纸条上的滤液细线触到层析液。
(2)除叶绿体外，液泡中也含有色素，如花青素等。
特别提醒
【要点精析】
1．操作事项及目的
实验过程 操作事项 操作目的
提取色素 ① 选取新鲜绿色的叶片 使滤液中色素含量高
② 研磨时加入2 mL 95%酒精 溶解叶片中的色素
③ 研磨时加入少许的SiO2和CaCO3 研磨充分和保护叶绿素
④ 迅速、充分研磨 防止溶剂挥发，并充分溶解色素
⑤ 盛放滤液的小试管管口加棉塞 防止溶剂挥发和色素分子被氧化
实验过程 操作事项 操作目的
分离色素 ① 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸条上的扩散速度快
② 滤纸条的一端剪去两个角 防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快
③ 滤液线要直、细、齐 使分离的色素带平整、不重叠
④ 滤液细线干燥后重复操作数次 使分离的色素带清晰，便于观察
⑤ 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
2.实验成败的关键及注意事项
(1)实验成败的关键
①选材：选材时应注意选取鲜嫩、色浓绿、少浆汁的叶片，如菠菜叶、棉花叶等。
②画滤液细线：用滤液沿铅笔线画线时，应以细、直、颜色浓绿为标准；重复画线时，必须在前一次画的线干燥后再进行，否则会引起滤液细线过粗，不易将色素分开；风干后应重复数次。
③纸层析：将滤纸条插入层析液时，一定不要让滤纸条上的滤液细线触及(或没入)层析液，否则，滤液细线中的色素分子将溶解在层析液中，使实验失败。
(2)注意事项
①加入丙酮后，要进行迅速、充分地研磨，迅速研磨可以防止溶剂挥发，充分研磨是为了使更多的色素溶解在溶剂中。
②过滤时，不能用滤纸，要用尼龙布(或脱脂棉)，因为滤纸可以吸附色素，降低滤液中色素的含量，使实验效果不明显。
③层析液中含有易挥发的有毒物质。层析时要密封以防止挥发，还要在通风条件下进行实验，实验结束后还要将手洗净。
3．实验结果的分析
经层析后在滤纸条上出现四条色素带。通过色素带的分布、宽窄程度、色素颜色可以分析出色素的种类、含量和溶解度大小。
(1)实验结果
(2)结果分析
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色素带的宽窄与含量有关，色素带越宽说明这种色素含量越多。
③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快溶解度越大。
④相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。
⑤色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素稍宽。
(2011年西安铁一中高一检测)下列对“提取并纸层析分离光合色素”实验合理的解释是
( )
A．滤纸条上未见色素带，说明研磨时加入的碳酸钙使色素被破坏
B．光合色素不可以用酒精提取
C．提取液呈绿色是由于其中叶绿素a和叶绿素b的含量高
D．滤纸条上胡萝卜素处于近层析液处，是因为其在滤液中的溶解度最高
【尝试解答】 C
例
【解析】 碳酸钙的作用是防止研磨过程中叶绿素被破坏。酒精属于有机溶剂，可用于提取色素。叶片中叶绿素的含量较高，故提取液呈绿色。胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，故其在滤纸条上扩散得最快，离层析液最远。
跟踪训练 右图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则右图②所示结果最有可能来自于
( )
A．水培的洋葱叶
B．生长的柳树幼叶
C．培养的衣藻
D．秋冬的银杏落叶
解析：选D。由①②图对比可以看出，②图中叶绿素a、叶绿素b的数量明显减少，几乎没有，而只有胡萝卜素和叶黄素，可推断叶绿素已经被分解，此现象只能发生在衰老、脱落的叶片中，因此D选项正确。
专项演练
1．“提取和分离叶绿体中的色素”实验中，正确的操作顺序应该是( )
A．进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上画线→将实验材料研磨
B．制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→取滤液→再画线
C．将实验材料剪碎、研磨→在滤纸条上画线→制取滤液→进行纸层析
D．将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在滤纸条上画线→进行纸层析
解析：选D。“提取和分离叶绿体中的色素”的实验中，正确的操作顺序应该是：提取色素
(将实验材料剪碎、研磨→制取滤液)→制备滤纸条→画滤液细线→分离绿叶中的色素(进行纸层析)。
2．叶绿体中色素的分离过程中，在滤纸条上扩散速度最慢的色素及其主要吸收的光是( )
A．胡萝卜素，蓝紫光
B．叶绿素a，红光和蓝紫光
C．叶黄素，蓝紫光
D．叶绿素b，红光和蓝紫光
解析：选D。根据“提取和分离叶绿体中的色素”实验结果可知在滤纸条上扩散速度最慢的色素是叶绿素b，它主要吸收红光和蓝紫光。
3．(2009年高考广东卷)从高等植物叶片中分离出4种光合色素，其中呈橙黄色的是( )
A．叶绿素a B．叶绿素b
C．胡萝卜素 D．叶黄素
解析：选C。在叶绿体色素的提取和分离实验中，由于提取的色素在层析液中的溶解度不同，则在滤纸上扩散速度也不同，从而将色素分离开来。滤纸条上出现4条色素带，它们的颜色从上到下依次是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
4．在提取和分离叶绿体中色素的实验中，加入碳酸钙的目的是( )
A．研磨充分
B．防止叶绿体中的色素被破坏
C．加速叶绿体中色素的溶解
D．有利于叶绿素在滤纸上的扩散
解析：选B。实验中加入的碳酸钙实为碳酸钙微小颗粒，可防止色素分子在研磨中被破坏，以保证实验效果。
5．关于“叶绿体色素的提取与分离”实验，下列描述正确的是( )
A．将5 g新鲜完整的菠菜叶放人研钵中，加人丙酮、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨
B．用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复画2～3次
C．把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以加快色素在滤纸条上的扩散
D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入丙酮是为了溶解色素
解析：选D。实验过程中要将菠菜叶剪碎再加入丙酮等研磨；画滤液细线时要待其干燥后再重复画；将滤纸条插入层析液中，不能摇晃，否则色素会溶解在层析液中。
6．下列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，叶子中色素量的变化是(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，丙和丁主要吸收红橙光
解析：选B。提取色素时加入碳酸钙是为了防止叶绿素遭到破坏；由色素在滤纸上的扩散距离和色素含量可知，丁为胡萝卜素、丙为叶黄素、乙为叶绿素a、甲为叶绿素b，水稻在收获的季节，叶片变黄，叶中色素量的变化是(甲＋乙)<(丙＋丁)；四种色素中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散得最快；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
7．(2010年高考江苏卷)不同生态环境对植物光合速率会产生影响。某课题组测定生长于A地(平原)和B地(山区)银杏叶片不同时间的光合速率，结果如下图。
(1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。在某些环境因素影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿素。A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表：
采样日期(月－日) A地银杏叶绿素含量(mg/g) B地银杏叶绿素含量(mg/g)
总量 游离型 结合型 总量 游离型 结合型
7－1 2.34 0.11 2.23 2.43 0.21 2.22
8－1 2.30 0.12 2.18 2.36 0.29 2.07
9－1 1.92 0.21 1.71 2.11 0.58 1.53
10－1 1.58 0.29 1.29 1.75 0.81 0.94
11－1 1.21 0.41 0.80 1.44 1.05 0.39
①请画出总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。
②从表中数据分析，导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是________。
(2)为提取银杏叶片中的叶绿素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入________。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下2～3 min后，试管内的氧含量________。
(3)a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测________(填字母)是10月1日的叶绿体照片，理由是________。
解析：分析表中数据可知：导致银杏叶片光合速率下降的原因是总叶绿素含量逐渐减少，结合型叶绿素含量降低而游离型叶绿素含量升高；银杏叶片中色素的提取要加入提取液(酒精或丙酮，用于溶解并提取色素)、碳酸钙(防止色素被破坏)和二氧化硅(研磨充分)等；叶绿体是进行光合作用的基本单价位，只有色素吸收光合作用不能正常进行，试管内的氧气含量基本不变；10月1日叶绿体中结合型的叶绿素含量逐渐减少，光合作用减弱，类囊体膜结构被破坏，故选择a。
答案：(1)①
②结合型叶绿素含量降低
(2)酒精(丙酮)、碳酸钙、石英砂(二氧化硅) 基本不变
(3)a 10月1日的光合速率低，a中叶绿体类囊体膜结构被破坏
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第1节 生命活动的直接能源
课标领航
1．简述ATP的化学组成。
2．写出ATP分子的结构简式。
3．概述ATP在能量代谢中的作用。
掷铅球是我们中学生必须参加的
一项体育锻炼项目。该项目是一
种瞬间的运动。即我们要在短暂
的一瞬间将沉重的铅球掷出七、八米，甚至更远一些。
在推动铅球运动的一瞬间，机体要消耗大量的能量，这些能量主要来自什么物质？
提示：主要来自体内大量ATP的分解。
情景导引
核心要点突破
知能过关演练
第1节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、ATP的结构及功能
1．中文名称：_____________。
2．结构简式：_________________。
3．符号含义
三磷酸腺苷
符号 A P － ～
含义 腺苷 磷酸基团 普通化学键 高能磷酸键
A－P～P～P
4.结构特点
(1)ATP是细胞内的一种_________化合物，含有_________高能磷酸键。
(2)ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，____________________易水解，释放出30.54 kJ/mol能量。
5．功能：_______给细胞生命活动提供能量。
二、ATP的储能和放能的过程
1．ATP水解的实质：________的_____________断裂，释放出能量。
高能磷酸
两个
远离腺苷的高能磷酸键
直接
远离腺苷
高能磷酸键
2．相互转化
3．相互转化的意义：ATP和ADP的相互转化是_______地进行的，直接为生物体的各种生命活动提供_________。
三、ATP中能量的利用
ATP是生物体内各种生物化学反应的
__________________。
例如：可用于有机物的合成、__________、____________和_____________等都需要ATP供能。
不停
能量
直接能源
肌肉收缩
细胞分泌
兴奋传导
ATP若完全水解，能得到哪些产物？
提示：腺嘌呤、核糖、磷酸。
思考感悟
核心要点突破
ATP的结构及生理功能
1．ATP的分子组成
(1)在ATP中，A代表腺苷，在碱基中，A代表腺嘌呤。
(2)ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷，二个高能磷酸键，三个磷酸基团。
2．ATP的生理功能
细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。
特别提醒
3．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，其他能源物质只有转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能。
(2011年武汉三中高一检测)如图为三磷酸腺苷的一种表示方法，请据图回答下列问题。
例1
(1)三磷酸腺苷又叫________，图中的“～”表示的是________。
(2)三个ATP含有________个高能磷酸键；如果一个ATP脱去两个磷酸基，形成AMP，AMP是________的基本化学组成单位之一。
(3)用 ? □三种符号分别表示磷酸、核糖与腺嘌呤，试写出这三种分子在ATP中的连接方式。
【尝试解答】 (1)ATP 高能磷酸键
(2)6 RNA
(3)
【解析】 三磷酸腺苷简称ATP，一分子ATP中含有一个腺苷和3个磷酸基团。一分子ATP含有两个高能磷酸键，用“～”表示。两个高能磷酸键都水解形成的AMP是组成RNA的成分之一。
【名师点睛】 ATP中远离腺苷A的高能磷酸键易断裂也易形成，断裂释放能量，推动生命活动的进行；形成储存能量。
跟踪训练 ATP在生物体的生命活动中发挥着重要的作用，下列有关ATP的叙述，不正确的是( )
A．人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是合成ATP
B．若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加
C．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”是同一物质
D．ATP是生物体内的储能物质，但在细胞内含量很少
解析：选C。人体内成熟的红细胞中没有线粒体，靠无氧呼吸产生ATP，蛙的红细胞、鸡的红细胞是靠有氧呼吸产生ATP；细胞内Na＋浓度偏高，但仍比细胞外低，因此Na＋运出需消耗能量；ATP中的“A”表示腺苷，RNA中的碱基“A”是腺嘌呤。
ATP与ADP之间的相互转化分析
1．ATP与ADP的相互转化
植物细胞的需能活动 动物细胞的需能活动
细胞分裂、植株的生长、根对矿质离子的吸收等 吸收与分泌、物质合成、神经传导和生物电、肌肉收缩等
(1)ATP在生物体内含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡之中。
(2)ATP是细胞内流通的能量货币，ATP中的能量可以直接转换成的能量形式主要有机械能、电能、化学能、光能等。
特别提醒
ATP是直接的能源物质，但并不是惟一的直接供能物质。
2．ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
反应式 ATP→ADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP→ATP
类型 水解反应 合成反应
条件 水解酶 合成酶
场所 活细胞内多种场所 胞质溶质、线粒体、叶绿体
能量转化 放能 储能
能量来源 高能磷酸键 细胞呼吸，光合作用
能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中
综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。
下面关于ATP的叙述，错误的是( )
A．细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B．ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸
D．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
【尝试解答】 B
例2
【解析】 ATP是细胞内的直接能源物质，细胞膜、细胞质和细胞核中都有ATP的分布。ATP分子是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个磷酸基团组成的；一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基团组成一个核苷酸，所以ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸。正常的细胞中ATP和ADP时刻进行着相互转化，所以ATP与ADP的比值在一定范围内变化。磷酸不含有能量，ATP合成时所需要的能量来自呼吸作用中分解有机物所释放的能量和光合作用中光能转化成的电能。
【名师点睛】 (1)生物体内的能源物质总结
①ATP——生物体内进行各项生命活动的直接能源物质；
②太阳能——生物体进行各项生命活动的最终能源；
③糖类——生物体进行各项生命活动的主要能源物质，其中，葡萄糖是重要能源物质；
④脂肪——生物体内良好的储能物质；
⑤糖原——动物细胞中的储能物质；
⑥淀粉——植物细胞中的储能物质；
⑦糖类、脂肪、蛋白质——生物体内的三大能源物质，供能先后顺序一般是糖类、脂肪、蛋白质。
(2)各种能源物质在代谢中的地位的形象比喻
ATP是细胞能量流通中的“小额现金”，糖类物质是常用的可随时支取的“信用卡”，而脂肪则是“定期存款”，蛋白质则相当于“不动产”，不到万不得已时，不能“出售兑现”。
跟踪训练 如图中表示的是ATP与ADP之间的转化图，可以确定( )
A．A为ATP，B为ADP
B．酶1和酶2是同一种酶
C．X1和X2是同一种物质
D．能量1和能量2的来源相同
解析：选C。从图中看出B→A是ATP的水解，B为ATP，A为ADP，酶1为水解酶，X1为Pi，能量1为生命活动利用的能量。A→B为ATP的形成，酶2为合成酶，X2为Pi，能量2为光反应中的光能
(或电能)及呼吸作用释放的能量。正确选项为C。
知能过关演练
视野拓展
ATP中能量的利用
ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些形式主要有：
1．机械能：生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动所消耗的就是机械能。例如，纤毛和鞭毛的摆动，肌细胞的收缩，细胞分裂期间染色体的运动等，都是由ATP所提供的能量转换而成的。
2．电能：生物体内神经系统冲动传导和某些生物能够产生生物电，消耗的就是电能。电能也是由ATP所提供的。
3．渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度而进行的，消耗了能量，这些能量也是来自ATP。
4．化学能：生物体内物质的合成，小分子物质合成大分子物质，必须有直接或间接的能量供应。另外，物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化成能量较高的物质(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖)。在生物体的物质代谢中，可以说到处都需要由ATP转换的化学能来做化学功。
5．光能：目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已知道，用于发光的能量仍然直接来源于ATP。
6．热能：生物体内热能的形成来源于有机物的氧化分解。大部分的热能通过各种途径向外界环境散失，只有一小部分用于维持细胞或机体的温度。通常情况下，热能的形式往往是细胞能量转换和传递过程中的副产品。
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第3节 能量转换与释放
课标领航
1．探究酵母菌细胞呼吸的方式。
2．说出线粒体的结构，概述线粒体的功能。
3．阐述细胞呼吸的化学过程。
4．举例说明无氧呼吸和有氧呼吸的异同。
5．探讨细胞呼吸原理在生产和生活实践中的应用。
6．掌握影响细胞呼吸的因素。
情景导引
“出淤泥而不染，濯清涟而不妖，中通外直，不蔓不枝，香远益清，亭亭静植……”这是宋代理学家周敦颐在《爱莲说》中写下的对莲的赞美
词。“中通外直”中的“中通”意思
是中间是空的，你知道莲藕的这种结
构特点与细胞的哪项生理活动有关吗？
提示：与细胞呼吸有关，由于莲藕的呼吸方式为有氧呼吸，中空的茎成为它获得O2的通道。
核心要点突破
知能过关演练
第3节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、线粒体
1．形态：多种多样，以_______与________为最多。
2．分布：在细胞内一般分布是均匀的，往往在细胞功能旺盛的需能部位线粒体比较集中。
圆柱状
椭球形
3．结构
(1)线粒体由①_____②_____共同组成是_______。
(2)②______向内突起形成③______，嵴增大了内膜的_________。
(3)_______ 和③____包围的空间叫④_____。④基质中还含有_______、______、_______等物质，线粒体是半自主性细胞器。
4．功能：进行_____________的主要场所。
二、探究活动——酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理：酵母菌是__________微生物，在_______和________条件下均能正常生存。
外膜
内膜
双层膜
内膜
嵴
面积
内膜
嵴
基质
DNA
RNA
核糖体
细胞呼吸
兼性厌氧
有氧
无氧
2．实验设计思路
该实验的自变量是_______，需设置有氧和无氧两种条件进行探究。为平衡无关变量，还需设置一________对照。
3．活动程序
氧气
空白
组别
步骤 A B C
① 500 mL 0.1 g/mL煮沸冷却的葡萄糖溶液 500 mL 0.1 g/mL煮沸冷却的葡萄糖溶液 500 mL 0.1 g/mL煮沸冷却的葡萄糖溶液
② 适量酵母菌培养液 等量酵母菌培养液 ____________
③ 液体石蜡 ____________ 不加石蜡
④ 3瓶中分别放入温度计，用棉团塞上瓶口
⑤ 两天后，打开瓶口闻一闻锥形瓶中溶液的气味
不加酵母菌
不加石蜡
实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生_________，还产生少量的___________。
思考感悟
1．交警有时会对酒后驾车的司机强行让其呼气接受酒精检查。你知道用的是什么原理吗？
提示：检测汽车司机是否酒后驾驶：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾硅胶(橙色)，若呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾就会变成灰绿色。
酒精
二氧化碳
三、细胞呼吸的过程
1．有氧呼吸
(1)概念：细胞在_____的参与下，通过____的催化作用，把糖类等有机物______________，产生出_________和_____，同时释放出___________的过程。
(2)过程
氧
酶
彻底氧化分解
二氧化碳
水
大量能量
线粒体
ATP
热能
2．能进行有氧呼吸的生物一定有线粒体吗？
提示：原核生物只有核糖体而无线粒体，但有一些与细胞有氧呼吸有关的酶类。
2．无氧呼吸
(1)概念：细胞在______条件下，通过_____的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出____________的过程。
(2)场所：________________。
思考感悟
无氧
酶
少量能量
胞质溶胶
能量的释放：1 mol葡萄糖经无氧呼吸，其释放出196.65 kJ的能量，其中61.08 kJ的能量储存在ATP中，其余的能量都以______的形式散失了。
热能
核心要点突破
有氧呼吸
1．过程图解
2．三个阶段的比较
阶段 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 胞质溶胶 线粒体基质 线粒体内膜
物质变化 1分子葡萄糖→2分子丙酮酸＋少量[H] 丙酮酸＋水→CO2＋大量[H] [H]＋O2→H2O
反应物 葡萄糖 丙酮酸＋水 [H]＋O2
生成物 丙酮酸＋[H] CO2＋[H] H2O
产生ATP的数量 少量 少量 大量
是否需氧 不需 不需 必需
3.总反应式及各元素的去向
(2010年高考上海卷)右图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是( )
A．②处发生三羧酸循环
B．①处产生ATP
C．②处产生二碳化合物
D．③处发生[H]与O2的结合反应
例1
【尝试解答】 B
【解析】 丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段三羧酸循环等反应，在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，第一、第二阶段产生的[H]与O2进行氧化反应生成水，同时合成大量ATP；在线粒体两层膜之间不发生任何化学反应。
跟踪训练 关于有氧呼吸过程的叙述正确的是
( )
A．进行有氧呼吸的生物都必须有线粒体
B．第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的[H]和ATP
C．第二阶段丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的[H]和ATP
D．第三阶段[H]和氧结合产生水，同时生成大量的ATP
解析：选D。有氧呼吸发生在原核细胞和真核细胞中，原核细胞没有线粒体，但是能进行有氧呼吸，细胞有有氧呼吸酶；有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，第三阶段产生ATP最多；第一阶段产生少量的[H]、第二阶段产生大量的[H]，第三阶段[H]与氧结合生成水。
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所 先在胞质溶胶中，后在线粒体中(主要在线粒体中) 在胞质溶胶中
条件 氧气、多种酶 无氧参加，需多种酶
物质变化 葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O 葡萄糖不彻底分解，形成乳酸或酒精、CO2等
能量变化 释放大量能量，形成大量ATP 释放少量能量，形成少量ATP(还有部分能量储存在简单有机物中)
(1)无氧呼吸通常在无氧条件下进行，有些生物在有氧条件下也可进行无氧呼吸。
(2)一般来说，动物无氧呼吸产物为乳酸，植物无氧呼吸产物为酒精和CO2，但也有例外，如玉米的胚，马铃薯的块茎和甜菜的块根，它们无氧呼吸产物为乳酸。
(3)无氧呼吸没有H2O产生，乳酸发酵没有CO2产生。
(4)无氧呼吸产生乳酸还是酒精，与细胞内的酶有关，最终是由细胞的遗传特性决定的，一种生物的无氧呼吸方式只能是其中的一种。
特别提醒
(2009年高考安徽卷)现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量(等量)的水。在25 ℃条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答：
例2
(1)在t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的________引起的，A种子比B种子的呼吸速率________，A、B种子释放CO2量的变化趋势是________________________________________________________________________。
(2)在0～t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是________________________________________________________________________。
【尝试解答】 (1)有氧呼吸 快 先递增后递减
(2)种子的无氧呼吸产生了CO2
【解析】 密闭环境中氧气浓度下降的原因是被种子有氧呼吸消耗掉了，0～t1期间既有有氧呼吸又进行无氧呼吸。
【名师点睛】 根据细胞呼吸物质变化的数量关系来判断细胞呼吸方式
(1)依据O2吸收量和CO2释放量判断
①不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸；
②O2吸收量＝CO2释放量→只进行有氧呼吸；
③O2吸收量(2)依据酒精和CO2生成量判断
①酒精量＝CO2量→只进行无氧呼吸；
②酒精量跟踪训练 一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列叙述错误的是( )
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量(mol) 0.9 1.3 1.5 3.0
产生C2H5OH的量(mol) 0.9 0.7 0.6 0
A.氧浓度为a时，只进行无氧呼吸
B．氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为0.6 mol
C．氧浓度为c时，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵
D．氧浓度为d时，只进行有氧呼吸
解析：选C。如果无C2H5OH产生，则说明酵母菌只进行有氧呼吸，如氧浓度为d时。如果产生的CO2量和C2H5OH量相等，则说明酵母菌只进行无氧呼吸，如在氧浓度为a时。如果产生的CO2的量大于C2H5OH的量，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，如氧浓度为b和c时。氧浓度为b时，通过无氧呼吸产生的CO2为0.7 mol，剩余的0.6 mol是有氧呼吸产生的。氧浓度为c时，无氧呼吸消耗葡萄糖为0.3 mol，有氧呼吸消耗葡萄糖为0.15 mol。
细胞呼吸的影响因素及在生产、生活中的应用
1．温度：温度能影响细胞呼吸，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增大，如图1曲线所示。
2．O2浓度：细胞呼吸速率与O2浓度的关系(如图2)：
(1)若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸
(图中A点)。
(2)若产生CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存(图中AC段)。
(3)若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸(图中C点以后)。
(4)B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等(用CO2的释放量表示)，此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值(10%)以上时，无氧呼吸消失，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。
生产中常利用降低氧浓度抑制细胞呼吸，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。
3．CO2浓度：增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。
4．水：水既是细胞呼吸的原料，也是细胞呼吸的产物，细胞呼吸的过程也必须在细胞内的水环境中才能完成。干燥的种子不能进行细胞呼吸或细胞呼吸极弱，原因是细胞内缺少自由水，如果种子中含水量高，种子就会因细胞呼吸而活动旺盛，从而影响种子的寿命。
储存粮食及蔬菜、水果，均需采取措施，设法降低呼吸消耗，但由于蔬菜水果还面临“保鲜”问题，故在储存条件方面有所变化即：储存粮食及干种子——低温、低氧、干燥；储存水果蔬菜——低温、低氧、一定湿度。
特别提醒
(2009年高考广东卷)利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于
( )
A．降低呼吸强度 B．降低水分吸收
C．促进果实成熟 D．促进光合作用
【尝试解答】 A
【解析】 储藏种子、果蔬必须降低细胞呼吸强度，减少有机物的消耗。增加CO2浓度、低温均可以降低细胞呼吸强度。
例3
跟踪训练 下图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。由图可知( )
①有多种酶参与 ②最适pH是7 ③最适温度是40 ℃ ④50 ℃时酶逐渐失活 ⑤0 ℃时酶逐渐失活
A．①③ B．②⑤
C．③④ D．④⑤
解析：选C。坐标曲线图中的自变量为反应时间和温度，因变量为气体产生量(可反映酵母菌体内呼吸酶的活性)。图中没有体现出酶的种类和最适pH，①②错；在低温条件下，酶活性受抑制但并未失活，⑤错；在适宜的反应时间内，40 ℃条件下酵母菌气体产生量最多，说明其最适温度是40 ℃，③正确；在50 ℃条件下，随反应时间延长，产生气体量逐渐减少，说明在此条件下，更多的酶分子失去活性，④正确。
知能过关演练
视野拓展
植物为什么会被“淹死”
生产实践中，我们常常会看到这种现象：诸如棉花、玉米等旱作物生活的农田里，当较长时间浸没过量的水时，植物往往会被淹死，其特征和植物因失水过多表现出的萎蔫现象酷似，植物明明浸泡在充足的水中，怎么会表现出缺水时才会有的萎蔫现象呢？
这得从植物的自身代谢说起：
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第2节 能量的获得
课标领航
1．简述叶绿体色素的种类、分布位置和作用。
2．描述叶绿体的结构和功能。
3．阐述光合作用的过程和实质。
4．掌握提取和分离叶绿体中色素的方法。
中国馆在上海世博会上展出的具有自主知识产权的节能减排新成果——工程微藻培养装置是一大亮点，为中国馆和世博会增了不少游客，尤其是科学家。设计者介绍到，装置中的微藻合成油脂的产量比陆生植物的单产量要高出几十倍，它既是生产生物柴油的理想材料，又能有效地缓解当前日益加剧的温室效应，而且以微藻为原料生产的柴油不会对环境造成污染。以微藻为原料生产的生物柴油为何不会对环境造成污染？
情景导引
提示：工程微藻合成的油脂不含硫、氮元素，所以以微藻为原料生产的生物柴油燃烧时不会产生SO2或氮氧化物等对环境有污染性的废
气。
核心要点突破
知能过关演练
第2节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、叶绿体的结构与功能
1．叶绿体的结构
(1)叶绿体膜是由①______和②______共同组成，是双层膜。
(2)每个③______是由许多个________组成的，所有的类囊体连成一体，这种结构特点大大增加了叶绿体的膜面积。其膜上分布有与光反应有关的色素和酶。
(3)无定形物质④为_________，其中含有进行光合作用所需要的______。还含有DNA、RNA、核糖体，叶绿体是一种半自主性细胞器。
外膜
内膜
基粒
类囊体
基质
酶
2．叶绿体的功能
将_______转化为_________，是_____、__________太阳能的主要场所。
二、绿叶中色素种类、分布及吸收光谱
太阳能
化学能
吸收
转化
蓝绿色
黄绿色
橙黄色
黄色
蓝紫光
1．九月枫叶红似火的火的原因是什么？
提示：秋天，气温偏低，太阳光照量减弱，叶片制造的叶绿素减少，原有的叶绿素被破坏，叶片中的红色素暴露出来。
思考感悟
三、光合作用的过程
1．图中Ⅰ的名称是：_______，Ⅱ的名称是：_________，Ⅰ＋Ⅱ总称为：___________。
2．Ⅰ进行的场所是：______________，Ⅱ进行的场所是：_______________。
3．图中的化学反应
(1)Ⅰ中的化学反应
光反应
碳反应
光合作用
类囊体膜中
叶绿体基质
思考感悟
2．光反应和碳反应阶段之间的物质和能量的联系是怎样的。
提示：光反应产物NADPH是碳反应中C3的还原剂，ATP为碳反应的进行提供能量。碳反应产生的ADP和Pi为光反应中ATP的合成提供原料。
四、光合作用的意义
1．是地球上几乎所有的生物的生命活动的直接或间接的________。
2．维持大气中___和________的含量保持相对稳定。
3．光合作用对生物的进化具有重要作用。
五、光合作用与农业
1．光合作用受___________、CO2浓度、温度、矿质元素、水分、氧气等多种环境因素的影响。
2．在农业生产中，要有针对性地采取不同的方法来促进作物的高产、稳产。
能源
O2
CO2
光照强度
核心要点突破
叶绿体中的色素与光能吸收
1．叶绿体中的色素与吸收光谱
2．叶绿体中的色素对光的吸收特点
(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吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。
(3)聚光色素和中心色素：绝大多数叶绿素a和全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素的功能是吸收太阳光能，为聚色素，少数特殊状态的叶绿素a不仅能吸收光能，还能接受其他色素传递来的光能，并将光能转换成电能，称为反应中心色素。
有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，甲添加品红色光；乙添加绿色光；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B(如下图)，经过一段时间，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组( )
例1
A．甲和乙 B．乙和丙
C．甲和丁 D．丙和丁
【尝试解答】 C
【解析】 叶绿素的吸收光谱是红光和蓝紫光，绿色植物的作用光谱与吸收光谱基本是一致的。在同一阳光照射的条件下，甲添加的品红色光，这种光在叶绿素的吸收光谱范围内，比单独在阳光下的光合作用有所增强；乙添加的是绿色光，不在叶绿素的吸收光谱范围内，对植物的光合作用来说属于无效光，对光合作用几乎没有影响；
丙添加了品红色的滤光片，这种滤光片只能让品红色光通过，其余的光很少或不能通过，特别是蓝紫光不能通过，使光合作用变弱；丁添加的是绿色滤光片，这种滤光片只能让绿色光通过，而绿色光不是叶绿素的吸收光谱，所以丁植物几乎不进行光合作用。
跟踪训练 下图表示叶绿体中色素的吸收光谱
(颜色深、浅分别表示吸收量多、少)，甲、乙两图分别是( )
A．胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱
B．叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱
C．叶黄素、叶绿素的吸收光谱
D．叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱
解析：选B。叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)主要吸收红橙光和蓝紫光，而类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素)主要吸收蓝紫光。据甲图中色素的吸收光谱可知，此色素吸收量多的范围集中在蓝紫光和红橙光区域，故此色素为叶绿素，而乙图中色素吸收量较多的范围只在蓝紫光区域，因此，此色素为类胡萝卜素，故B项正确。
光合作用的过程分析
光反应与碳反应的比较
项目 光反应 碳反应
条件 光、色素、酶和水 多种酶、CO2、NADPH和ATP
场所 叶绿体类囊体的薄膜上 叶绿体基质
时间 较快 较缓慢
项目 光反应 碳反应
实质 光能转变为化学能并释放氧气 同化CO2形成(CH2O)，贮存化学能
联系 光反应为碳反应提供还原剂——NADPH，提供能量——ATP，碳反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料，图解如下：
特别提醒
(1)光反应必须在光下进行，而碳反应有光无光都能进行。
(2)催化光反应与碳反应的酶，其种类和场所均不同，前者分布在类囊体的薄膜上，后者分布在叶绿体基质中。
(2011年合肥一中高一检测)下列有关光反应和碳反应的叙述中，正确的是( )
A．光反应和碳反应都能生成ATP
B．光反应属能量代谢，碳反应属物质代谢
C．光反应需要光，碳反应必须要有酶才能进行
D．光反应不需要酶，碳反应必须要有酶才能进行
【尝试解答】 C
例2
【解析】 光反应没有光就不能进行，有光能才形成ATP和NADPH。但并不是说光反应就不需要酶，ATP的形成没有酶是不能形成的；碳反应相对于光反应而言有光无光都可以，但是离不开酶的催化作用。碳反应阶段合成有机物利用ATP分解释放的能量，但不能合成ATP。
【名师点睛】 碳反应为光反应提供了ADP和Pi，而光反应为碳反应提供了ATP和NADPH。可见，暗反应是消耗ATP，而不是产生ATP。光反应、碳反应都既包括物质代谢也包括能量代谢，都需要酶才能进行。
跟踪训练 (2011年浙江金华一中高一学业水平预测)离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是( )
A．C3化合物增多、C5化合物减少
B．C3化合物增多、C5化合物增多
C．C3化合物减少、C5化合物减少
D．C3化合物减少、C5化合物增多
解析：选D。叶绿体在光照条件下进行的光反应，为碳反应提供ATP和NADPH。C3化合物在NADPH的还原作用下形成糖类和C5化合物，C5与CO2结合生成C3。此时中断CO2供应，C5化合物不能与CO2结合生成C3化合物，但C3还原仍在进行，同时产生C5。这样必然使C3化合物减少，C5化合物增多。
1．光合速率的表示方法
(1)表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成量来定量表示。
①净光合速率，常用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。
②真正光合速率即实际光合速率，常用O2产生量、CO2固定量或有机物的产生量来表示。
(2)测定方法
①呼吸速率：将植物置于黑暗中，测定容器内CO2的增加量、O2减少量或有机物减少量。
环境因素对光合速率的影响
②净光合速率：将植物置于光下，测定容器中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量。
(3)净光合速率和真正光合速率的关系
在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，OA段代表植物呼吸速率，OD段表示植物净光合速率，OA＋OD段表示真正光合速率，它们的关系为：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
只有测出净光合速率和呼吸速率，才可推算出真正光合速率。
2．影响光合速率的环境因素及其在生产实践中的应用
(1)单因素的影响
特别提醒
外界因素 对光合作用的影响 在生产上的应用
光 ①光照强度：在一定范围内，光合作用速率随光照强度的增强而加快；但光照强度增加到一定强度时，光合作用速率不再加快，甚至降低。如下图所示：
②光质不同也影响光合作用速率，复色光(白光)下，光合速率最快；光照强度相同的单色光中，红光下光合速率最快，蓝紫光次之，绿光最差 ①适当提高光照强度；②延长光合作用时间；③增加光合作用面积，如合理密植；④温室大棚使用无色透明玻璃
外界因素 对光合作用的影响 在生产上的应用
温度 在一定范围内，光合作用速率随温度升高而加快；温度过高会使酶活性下降，从而使光合作用速率下降
①适时播种；②温室栽培农作物时，白天适当提高温度，晚上适当降温
外界因素 对光合作用的影响 在生产上的应用
CO2浓度 在一定范围内，植物光合作用速率随CO2浓度增大而加快；但达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合作用速率也不再增加，甚至减弱(细胞呼吸抑制)
施用有机肥及采取其他措施，如提高田地或温室CO2浓度
(2)多因素的影响
①曲线分析：P点及P点以前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中其他因素的措施。
②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，可提高光合速率；也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
植物“光合午休”现象及其成因
在夏季中午，由于气温过高，蒸腾作用过于强烈，植物为防止失水过多而关闭气孔，从而导致光合原料CO2无法由气孔进入叶肉细胞进而导致“碳反应”受制约。因此会造成有机物合成受抑，此即光合午休现象。光合午休的直接原因是叶绿体缺乏CO2供应(此时C3减少，C5上升)。
特别提醒
(2010年高考上海卷节选)分析有关植物光合作用的资料，回答问题。
在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。
例3
光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司) 光饱和时光照强度(千勒克司) 光饱和时CO2吸收量(mg/100 cm2叶·小时) 黑暗条件下CO2释放量(mg/100 cm2叶·小时)
A植物 1 3 11 5.5
B植物 3 9 30 15
(1)与B植物相比，A植物是在________光照条件下生长的植物，判断的依据是________________________________________________________________________。
(2)光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。某植物正处于结果期，如右图①。
若只留一张叶片，其他叶片全部摘除，如右图②，则留下叶片的光合速率________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【尝试解答】 (1)弱光 因为A植物在光饱和时的光照强度低于B植物(A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物)
(2)增加 枝条上仅剩一张叶片，总光合产物减少，但结果期的植物对营养的需求大，因此叶中光合作用产物会迅速输出，故光合速率增加
【解析】 (1)由题干资料分析可知，A植物的光饱和点和光补偿点都很低，对光能的利用率较低，属于喜阴植物，适合在弱光下生长。
(2)枝条上仅剩一张叶片时，植物所需的有机物只来自这一张叶，而处于结果期的植物对营养需求增多，因此叶内的有机物迅速输出，这张叶自身的光合速率加快。
跟踪训练 某同学想探究二氧化碳浓度与光合作用速率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜，用直径1 cm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下。取100 mL三角瓶4个，编号1～4，按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。下列评价或修正不合理的是( )
编号 实验处理 30 min内上浮
叶圆片来源 叶圆片数 自来水(mL) NaHCO3
(克) 叶圆片数(片)
1 A 10 40 0 2
2 B 10 40 1 6
3 C 10 40 3 4
4 D 10 40 5 5
A.自变量二氧化碳浓度的控制不严格
B．只要控制光照、温度相同即可
C．实验材料本身存在的差异会影响实验结果
D．制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处
解析：选B。叶圆片由于光合作用产生氧气在水中能够上浮。该实验是验证二氧化碳浓度与光合作用速率关系的，所以二氧化碳浓度变化是自变量，用加入NaHCO3的量来体现；实验中的无关变量是光照、温度，叶圆片本身存在的差异以及叶圆片在投入三角瓶之前的状况也会影响实验结果，因此实验时应使其处于最适状态，并要求所有实验材料保持一致。
知能过关演练
视野拓展
叶绿素的生物合成和植物的叶色
1．叶绿素的生物合成
叶绿素的化学性质没有类胡萝卜素稳定，叶绿素的合成易受光照，温度和元素镁的影响，这些条件对类胡萝卜素影响小。
(1)光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素，叶片发黄
(2)温度：叶绿素的合成过程，绝大部分有酶的参与，如果温度较低就会影响叶绿素的合成。
(3)矿质元素：植物缺N、Fe、Mg等元素时，就不能形成叶绿素。N、Mg都是组成叶绿素的元素，不可缺少，Fe、Mn等可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂，在叶绿素形成过程中起间接作用。
2．植物的叶色
(1)正常绿色：正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为3∶1，所以正常叶片总是呈现绿色。
(2)叶色变黄：寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素分子较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄。
(3)叶色变红：秋天降温时，植物体适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利3于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色。
3．不同颜色温室大棚的光合效率
(1)无色透明大棚日光中各色光均能通过，有色大棚主要透过同色光，其他光被吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。
(2)叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。
叶绿素溶液的透射光与反射光
叶绿素溶液在透射光下呈现绿色，但在反射光下呈现红色(叶绿素a为血红色，叶绿素b为棕红色)，这叫做荧光现象。产生荧光现象的原因是，当叶绿素分子吸收光量子后，就由最稳定的、最低能量的基态(常态)提高到一个不稳定的、高能状态的激发态。由于激发态极不稳定，发射光波，消耗能量，迅速由激发态降回到基态。这时发射的光波就称为荧光。荧光的寿命很短，10－9～10－8
秒。
因为叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上，辐射出的能量就小，根据波长与光子能量成反比的规律，反射光的波长比入射光的波长要长一些。所以叶绿素溶液在入射光下呈绿色，而在反射光下呈红色。
叶绿素在溶液中的荧光很强，但是，在叶片和叶绿体中却很微弱，难以观察出来。这可能是被叶绿素吸收的光能，已经用于光合作用的光反应中，而不再重新辐射出来的缘故。
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