高中生物学苏教版2019必修一同步练习3.2 光合作用——光能的捕获和转换
一、单选题
1．（2022高二下·濮阳期末）红心火龙果不仅甜度高，含丰富的膳食纤维，而且含有具有解毒作用的粘胶状植物蛋白，对人体有保健功效。下列叙述错误的是（ ）
A．火龙果的细胞壁与细胞的选择透过性无关
B．火龙果果肉鲜红的颜色与液泡中的色素有关
C．甜度高是因为叶绿体类囊体能合成大量糖类
D．丰富的膳食纤维主要是来自细胞壁中的纤维素
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法；光合作用的过程和意义；细胞壁
【解析】【解答】A、火龙果的细胞壁具有全透性，所以火龙果的细胞壁与细胞的选择透过性无关，A正确；
B、液泡中含有花青素等，火龙果果肉鲜红的颜色与液泡中的色素有关，B正确；
C、甜度高是因为叶绿体基质能合成大量糖类，C错误；
D、植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成，红心火龙果丰富的膳食纤维主要是来自细胞壁中的纤维素，D正确。
故答案为：C。
【分析】光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2．（2022高一下·焦作期末）在利用菠菜叶提取叶绿体中的色素实验中，可能会出现收集到的滤液绿色过浅的现象。下列有关叙述错误的是（ ）
A．根据相似相溶的原理，可以利用有机溶剂无水乙醇来提取绿叶中的色素
B．研磨菠菜叶是因为色素存在于细胞内，需先破碎细胞才能释放出色素
C．出现题述现象的原因可能是研磨前未加碳酸钙或分次加入少量无水乙醇
D．若叶绿体色素的滤液细线触及层析液，则会导致滤纸条上不出现色素带
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中，可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。A正确；
B、破碎细胞可以使得色素释放，B正确；
C、收集到的滤液绿色过浅的现象可能是研磨前未加碳酸钙，但是分次加入少量无水乙醇不会使得变浅，C错误；
D、如果滤液细线触及层析液，上面的色素就会溶解在有机溶剂中，这样色素就不能分离出来，D正确。
故答案为：C
【分析】1、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。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。
2、绿叶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绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
3、色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
3．（2022·汕头模拟）在黑藻中，叶绿体非常丰富，但在嫩叶中叶绿体数目不多，下列有关用黑藻作实验材料的实验，叙述不正确的是（ ）
A．黑藻可用于叶绿体色素的提取和分离实验
B．黑藻嫩叶可用于高倍显微镜观察叶绿体实验
C．黑藻液泡为无色，不可用于观察植物细胞质壁分离及复原实验
D．将黑藻叶片制成临时装片，可用于探究环境因素对光合作用强弱的影响实验
【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原
【解析】【解答】A、黑藻中，叶绿体非常丰富，可用于叶绿体色素的提取和分离实验，A正确；
B、在嫩叶中含有叶绿体，可用于高倍显微镜观察叶绿体实验，B正确；
C、黑藻液泡为无色，但叶绿体是绿色，可用于观察植物细胞质壁分离及复原，C错误；
D、黑藻叶片制成临时装片，可用于探究环境因素对光合作用强弱的影响，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、绿叶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绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
2、 用高倍镜观察，可见叶绿体呈椭球形或球形。观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等。由于叶绿体本身含有色素，呈绿色，所以不需要染色。
3、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离的现象。将已经发生质壁分离的植物细胞放到清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
4、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化：
（1）改变光照条件：光照由强到弱，二氧化碳供应不变，光反应减弱，NADPH、ATP减少，氧气产生量减少，C3还原减弱，二氧化碳固定正常，C3含量上升，C5含量下降，（CH2O）合成量减少。
（2）改变二氧化碳浓度：光照不变，二氧化碳供应减少，暗反应减弱，二氧化碳固定减弱，C3还原正常，C3含量下降，C5含量上升，NADPH、ATP增加，氧气产生量减少，（CH2O）合成量减少。
4．（2022·张家口模拟）1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中产生的氧气的来源，实验部分过程及结果如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．18O不具有放射性，是稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律
B．另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O，CO2换成C18O2，其余不变
C．该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧部分来自于水
D．实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，没有完整的叶绿体
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、18O不具有放射性，是稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律，A正确；
B、另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O、CO2换成C18O2、18O2换成O2，其余不变，B错误；
C、该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自于水，C错误；
D、小球藻是真核生物，不同于蓝藻，具有完整的叶绿体，含有叶绿素和类胡萝卜素，D错误。
故答案为：A。
【分析】光合作用各反应物元素去向：
5．（2022·汕头模拟）雨生红球藻是一种淡水藻类，与水绵相同，属于绿藻类的自养生物。该藻能大量积累虾青素而呈现红色，虾青素是一种强大的抗氧化剂，具有脂溶性，不溶于水。下列有关红球藻的说法错误的是（ ）
A．将红球藻置于海水中可能会发生质壁分离
B．红球藻中的叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上
C．红球藻中的虾青素可以用无水乙醇提取
D．红球藻的结构和蓝藻（蓝细菌）相同，都属于原核生物
【答案】D
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；叶绿体结构及色素的分布和作用；质壁分离和复原
【解析】【解答】A、红球藻生活在淡水中，如果将红球藻置于海水中，可能由于细胞外溶液浓度过高，使红球藻失水，从而发生质壁分离，A正确；
B、红球藻的结构类似水绵，含有叶绿体，叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上，B正确；
C、虾青素具有脂溶性，不溶于水，因此可以用有机溶剂无水乙醇来提取，C正确；
D、由题干信息可知，“红球藻是一种淡水藻类，与水绵相同，属于绿藻类的自养生物”，所以红球藻是真核生物，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离的现象。将已经发生质壁分离的植物细胞放到清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
2、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色素。
3、光合作用的光反应阶段发生在类囊体薄膜上，吸收光能的四种色素分布在类囊体的薄膜上。众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。
6．（2022高二下·郑州期末）某小组同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，纸层析后得到如下的实验结果，下列相关分析正确的是（ ）
A．①是叶黄素，在层析液中的溶解度最高
B．③是叶绿素a，其颜色为黄绿色
C．出现上图的原因可能是叶片不够新鲜或滤液细线触及层析
D．①和②主要吸收蓝紫光
【答案】D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、①是胡萝卜素，在层析液中的溶解度最高，A错误；
B、③是叶绿素a，其颜色为蓝绿色，B错误；
C、实验材料不新鲜，叶绿素类更容易受到破坏，使得胡萝卜素和叶黄素含量多于叶绿素，C错误；
D、①和②分别是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。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。
2、绿叶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绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
7．（2022高一下·湖北期中）将新鲜菠菜绿叶中的色素用无水乙醇提取，在圆形滤纸中央滴一滴色素提取液，待滤液干后，重复一到两次。再用滴管缓慢在中心处滴加层析液，层析分离后的结果如图所示，有4个近似同心的色素圆环。以下叙述正确的是（ ）
A．色素带4为胡萝卜素
B．色素带2中的色素在层析液中的溶解度比3中的小
C．提取色素时需加入少量CaCO3和SiO2
D．若用缺镁的菠菜叶片做该实验，则1、2两色素环变窄
【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素带4扩散速度最慢为叶绿素b，A错误；
B、由图可知，色素带2中的色素扩散速度比色素带3快，说明色素带2在层析液中的溶解度比3中的大，B错误；
C、在提取色素时需加入少量的CaCO3，其作用是中和有机酸，防止色素被破坏，加入SiO2有助于研磨充分，C正确；
D、叶绿素中含有镁元素，色素带3和4分别是叶绿素a和叶绿素b，若缺镁，则叶绿素含量减少，所以若用缺镁的菠菜叶片做该实验，则3、4两色素环变窄，D错误。
故答案为：C。
【分析】绿叶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绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
8．（2022高一下·江西期中）如图表示利用纸层析法分离新鲜菠菜叶光合色素的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A．①~④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
B．四种色素中，在层析液中溶解度最高的是④
C．实验所用吸水纸的干燥度不影响实验的结果
D．若在研磨叶片时没有加入二氧化硅，则得不到任何色素环
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】AB、溶解度最大的最先在滤纸上层析，扩散的距离最远，根据色素在滤纸上扩散的距离，可以判断①~④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，其中溶解度最高的是①，A正确，B错误；
C、实验所用吸水纸的干燥度影响实验的结果，故应用干燥的吸水纸，C错误；
D、在研磨时没有加入二氧化硅，则研磨不充分，结果各条色素带均会变窄颜色变浅，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
9．（2022高一下·江西期中）如图表示菠菜叶肉细胞进行光合作用的部分过程，其中a~c代表相关物质，①~③代表相关生理过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A．a含有的元素只有四种，过程①的场所是叶绿体的类囊体薄膜
B．b主要是糖类，其中所含的化学能比较稳定
C．若CO2浓度变大，则短时间内叶绿体中C3/C5比值会降低
D．由于暗反应不需要光照，所以光照强度不会影响到②③过程
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、a代表NADPH、ATP，其元素组成至少有五种，如ATP有C、H、O、N、P元素构成，A错误；
B、b是C3还原的产物，主要是糖类（CH2O）等，其中所含的化学能比较稳定，B正确；
C、增大环境中CO2浓度时，二氧化碳的固定速度加快，因此C3生成增多，同时C5消耗增加，而短时间内C5的生成，即C3的还原还在正常进行，因此C3增多，C5减少，即短时间内植物叶绿体中C3/C5的值变大，C错误；
D、光反应会为暗反应提供NADPH和ATP，故光照强度会影响到②③过程，D错误。
故答案为：B。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
10．（2022高一下·浙江期中）下列关于叶绿体内光合色素的叙述，正确的是（ ）
A．光合色素是一类水溶性物质
B．光合色素中含量最多的色素是叶绿素b
C．光合色素吸收的光能可转化为ATP中的化学能
D．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例不变
【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、光合色素是一类脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来，A错误；
B、光合色素中含量最多的色素是叶绿素a，B错误；
C、光反应中，光合色素吸收的光能可转化为ATP中的化学能，C正确；
D、植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例是改变的，如叶片衰老后，叶绿素的含量降低，类胡萝卜素的含量升高，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。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。
2、绿叶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绿色中的色素。
3、色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
11．（2022·浙江模拟）下列关于“光合色素的提取与分离”活动的叙述，正确的是（ ）
A．提取色素时，研磨应充分、细致而缓慢，力求提取更多色素
B．将研磨液倒入小玻璃漏斗时，应在漏斗基部放一块单层纱布
C．若收集的滤液呈淡绿色，原因可能是未加碳酸钙、使用放置数天的菠菜叶
D．色素分离后，滤纸条最上方是胡萝卜素，说明其在层析液中的溶解度最小
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】解：A、提取色素时，应快速研磨，以免叶绿素见光被破坏，A不符合题意；
B、提取光合色素时需要用尼龙布来过滤研磨液，B不符合题意；
C、若收集的滤液呈淡绿色，原因可能是未加碳酸钙、使用放置数天的菠菜叶，叶绿素含量较少，C符合题意；
D、四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】光合色素的提取与分离，用到研磨法和纸层析法，选材需要新鲜的绿色植物叶片，研磨时要加入碳酸钙保护色素，二氧化硅使研磨更充分，无水乙醇溶出色素。纸层析法要注意层析液不能没过滤液线，滤液线要画得细、直、匀。
绿叶中色素的提取和分离实验的原理：色素能溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇来提取色素；四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，所以能用层析液将四种色素分离。
12．（2022高一下·江门期中）下列关于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无水乙醇中
B．叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上
C．类胡萝卜素主要吸收红光进行光合作用
D．叶绿体中不同的色素在层析液中的溶解度不同
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，A正确；
B、叶绿体中色素参与光反应，分布在类囊体的薄膜上，B正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光进行光合作用，C错误；
D、叶绿体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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，所以用层析法来分离四种色素，D正确。
故答案为：C。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
13．（2022·惠州模拟）我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工路线，流程如图所示。下列相关分析正确的是（ ）
A．①、②过程与光反应的过程完全相同，③、④过程与暗反应过程完全相同
B．该过程与光合作用合成淀粉都是在常温常压下进行的较温和的反应
C．该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储藏于有机物中
D．步骤①需要催化剂，②、③、④既不需要催化剂也不需消耗能量
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、由分析可知，①②过程模拟暗反应中二氧化碳的固定，③④过程模拟暗反应中C3的还原，A错误；
B、由图可知，①过程是利用催化剂在一定条件下进行的化学反应，反应过程较剧烈，②③④是在酶的催化下完成的，反应较温和，B错误；
C、植物光合作用的本质是利用光能将无机物二氧化碳和水转化为有机物，同时将光能转化为有机物中的化学能，图示过程也将二氧化碳和水转化为淀粉，同时储存能量，二者的本质是相同的，C正确；
D、分析图示可知，图中②③④需要在酶的催化进行，由小分子聚合成大分子的反应，为吸能反应，同时需要消耗能量，D错误。
故答案为：C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
14．（2022高一下·三明期中）“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，在滤纸条上随层析液扩散最慢的色素是（ ）
A．叶黄素 B．叶绿素a C．胡萝卜素 D．叶绿素b
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】叶绿体中色素分离的实验结果：
所以“绿叶中色素的提取和分离”实验中，溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快的是橙黄色的胡萝卜素；溶解度最低，在滤纸条上扩散速度最慢的是黄绿色的叶绿素b。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
15．（2022高一下·三明期中）若保持其他条件不变，光照由强变弱，则短时间内C5的含量（ ）
A．增多 B．减少 C．不变 D．无法判断
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】光照强度减弱，光反应减弱，光反应产生的[H]和ATP减少，C3还原减少，则C3剩余量增加，C5减少，B正确。
故答案为：B。
【分析】中断 CO2 气体的供应，二氧化碳的固定这个反应变弱，生成物C3化合物量减少，短时间内光照不变，产生的ATP和[H]不变，C3还原速率不变，C3含量减少；二氧化碳固定过程C5化合物消耗减少，短时间内光照不变，产生的ATP和[H]不变，C3还原产生的C5不变，剩余的C5化合物相对增多。
二、综合题
16．（2021高一上·农安期末）下图为某植物光合作用过程示意图。请据图回答下列问题：
（1）在类囊体上分布有吸收光能的 ，其经提取后再层析分离，扩散最慢的色素带呈 色。
（2）图中①为 ；⑤为 。
（3）若突然停止光照，则短时间内④的含量将 。（填“增加”“减少”或“不变”）
【答案】（1）色素；黄绿色
（2）氧气（O2）；C3（三碳化合物）
（3）减少
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）在类囊体上分布有吸收光能的色素，经提取后再层析分离，扩散最慢的色素带呈黄绿色。
（2）图中①为类囊体膜上水光解的产物氧气；⑤是固定CO2后产生的C3。
（3）突然停止光照，则光反应停止，产生的[H]减少，但暗反应中继续固定CO2，产生C3，但[H]减少，不能将C3还原，最终导致短时间内④C5的含量减少。
故答案为：（1） 色素 ； 黄绿色 （2） 氧气（O2） ； C3（三碳化合物） （3） 减少
【分析】1.光合作用的过程
2.光合色素的分离
17．（2021·许昌模拟）下图表示绿色植物光合作用光反应和暗反应之间的关系。分析回答下列问题：
（1）由图可知，在光反应中光合色素吸收的光能转变成化学能暂时贮存在 中。暗反应过程发生的场所是 ，把在适宜光照条件下正常生长的绿色植物突然移至黑暗环境，暗反应过程中首先受到影响的是 。
（2）Rubisc酶是植物叶肉细胞中催化C5与CO2结合形成C3的可落性蛋白质，热稳定性较好。若用某种化学试剂降解可溶性蛋白质，则叶绿体中的[H]含量会 (填“增加”、“不变”或“减少”)。
（3）某些植物叶肉细胞在强光照及胞内O2/CO2值增大时，叶肉细胞会吸收O2并释放CO2，此过程称为“光呼吸”。在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要；会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是 ， 以防止它们的积累影响植物代谢。
【答案】（1）ATP（或ATP和NADpH）；叶绿体基质；C3的还原
（2）增加
（3）光呼吸可消耗过剩的能量
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）光反应中光合色素吸收的光能转变成化学能暂时贮存在ATP（或ATP和NADpH）中，暗反应用用于C3的还原。暗反应过程发生的场所是叶绿体基质，把在适宜光照条件下正常生长的绿色植物突然移至黑暗环境，由于停止光照不能产生ATP和NADpH，因此暗反应过程中首先受到影响的是C3的还原。
（2）Rubisc酶是植物叶肉细胞中催化C5与CO2结合形成C3的可落性蛋白质，若用某种化学试剂降解可溶性蛋白质，则Rubisc酶被降低，C3不能合成，不在消耗[H]，因此叶绿体中的[H]含量会增加。
（3）某些植物叶肉细胞在强光照及胞内O2/CO2值增大时，叶肉细胞会吸收O2并释放CO2，减少有机物的生成，此过程称为“光呼吸”。当光反应转换的能量超过暗反应需要时会伤害细胞，光呼吸可以消耗过剩的能量，对细胞起到保护作用。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADpH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADpH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADpH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADpH中的化学能转移动糖类等有机物中。
18．（2021高一下·湖州期末）回答与光合作用有关的问题：
（1）提取叶绿体中的光合色素时，加入剪碎的叶片后，还需加入 、酒精和碳酸钙，加入酒精的目的是 。
（2）卡尔文以小球藻为实验材料，采用 的方法，发现了光合作用的碳反应过程。某研究小组借鉴卡尔文的实验研究，进行了以下不同的实验：研究小组破坏小球藻的叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来。然后再经 后弃沉淀，取上层液体即为叶绿体基质。在叶绿体基质中加入ATP、NADpH和CO2，结果在这种基质中检出光合产物。在基质中加入ATP、NADpH
等物质主要用于碳反应中 过程。请分析：如果不加入ATP和NADpH而只给予光照，是否能检测出光合产物并说明理由。
【答案】（1）二氧化硅；溶解（或“提取”）色素
（2）（放射性）同位素示踪；离心；三碳酸的还原；不能，因为基质中不含光合色素，光照下也不能产生 ATP 和NADpH，因此检测不到光合产物
【知识点】光合作用的发现史；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】（1）提取叶绿体中的光合色素时，加入剪碎的叶片后，需加入二氧化硅以使研磨充分，酒精能溶解光合色素，因此加入酒精的目的是溶解（或提取）色素。
（2）卡尔文以小球藻为实验材料，采用（放射性）同位素14C示踪的方法，发现了光合作用的碳反应过程。破坏小球藻的叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来，经离心后类囊体堆叠而成的基粒进入沉淀物，取上层液体即为叶绿体基质。光反应产生的ATP、NADpH 等物质主要用于碳反应中三碳酸的还原过程。如果不加入ATP和NADpH而只给予光照，由于基质中不含光合色素，光照下不能产生 ATP 和NADpH，因此检测不到光合产物。
【分析】1、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素；（2）层析液用于分离色素；（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分；（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生于类囊体薄膜，类囊体薄膜上的色素吸收光能，把水分解为氧气和NADPH，同时生成ATP。暗反应发生于叶绿体基质，光反应为暗反应提供ATP和NADPH。
1 / 1高中生物学苏教版2019必修一同步练习3.2 光合作用——光能的捕获和转换
一、单选题
1．（2022高二下·濮阳期末）红心火龙果不仅甜度高，含丰富的膳食纤维，而且含有具有解毒作用的粘胶状植物蛋白，对人体有保健功效。下列叙述错误的是（ ）
A．火龙果的细胞壁与细胞的选择透过性无关
B．火龙果果肉鲜红的颜色与液泡中的色素有关
C．甜度高是因为叶绿体类囊体能合成大量糖类
D．丰富的膳食纤维主要是来自细胞壁中的纤维素
2．（2022高一下·焦作期末）在利用菠菜叶提取叶绿体中的色素实验中，可能会出现收集到的滤液绿色过浅的现象。下列有关叙述错误的是（ ）
A．根据相似相溶的原理，可以利用有机溶剂无水乙醇来提取绿叶中的色素
B．研磨菠菜叶是因为色素存在于细胞内，需先破碎细胞才能释放出色素
C．出现题述现象的原因可能是研磨前未加碳酸钙或分次加入少量无水乙醇
D．若叶绿体色素的滤液细线触及层析液，则会导致滤纸条上不出现色素带
3．（2022·汕头模拟）在黑藻中，叶绿体非常丰富，但在嫩叶中叶绿体数目不多，下列有关用黑藻作实验材料的实验，叙述不正确的是（ ）
A．黑藻可用于叶绿体色素的提取和分离实验
B．黑藻嫩叶可用于高倍显微镜观察叶绿体实验
C．黑藻液泡为无色，不可用于观察植物细胞质壁分离及复原实验
D．将黑藻叶片制成临时装片，可用于探究环境因素对光合作用强弱的影响实验
4．（2022·张家口模拟）1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中产生的氧气的来源，实验部分过程及结果如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．18O不具有放射性，是稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律
B．另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O，CO2换成C18O2，其余不变
C．该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧部分来自于水
D．实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，没有完整的叶绿体
5．（2022·汕头模拟）雨生红球藻是一种淡水藻类，与水绵相同，属于绿藻类的自养生物。该藻能大量积累虾青素而呈现红色，虾青素是一种强大的抗氧化剂，具有脂溶性，不溶于水。下列有关红球藻的说法错误的是（ ）
A．将红球藻置于海水中可能会发生质壁分离
B．红球藻中的叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上
C．红球藻中的虾青素可以用无水乙醇提取
D．红球藻的结构和蓝藻（蓝细菌）相同，都属于原核生物
6．（2022高二下·郑州期末）某小组同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，纸层析后得到如下的实验结果，下列相关分析正确的是（ ）
A．①是叶黄素，在层析液中的溶解度最高
B．③是叶绿素a，其颜色为黄绿色
C．出现上图的原因可能是叶片不够新鲜或滤液细线触及层析
D．①和②主要吸收蓝紫光
7．（2022高一下·湖北期中）将新鲜菠菜绿叶中的色素用无水乙醇提取，在圆形滤纸中央滴一滴色素提取液，待滤液干后，重复一到两次。再用滴管缓慢在中心处滴加层析液，层析分离后的结果如图所示，有4个近似同心的色素圆环。以下叙述正确的是（ ）
A．色素带4为胡萝卜素
B．色素带2中的色素在层析液中的溶解度比3中的小
C．提取色素时需加入少量CaCO3和SiO2
D．若用缺镁的菠菜叶片做该实验，则1、2两色素环变窄
8．（2022高一下·江西期中）如图表示利用纸层析法分离新鲜菠菜叶光合色素的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A．①~④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
B．四种色素中，在层析液中溶解度最高的是④
C．实验所用吸水纸的干燥度不影响实验的结果
D．若在研磨叶片时没有加入二氧化硅，则得不到任何色素环
9．（2022高一下·江西期中）如图表示菠菜叶肉细胞进行光合作用的部分过程，其中a~c代表相关物质，①~③代表相关生理过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A．a含有的元素只有四种，过程①的场所是叶绿体的类囊体薄膜
B．b主要是糖类，其中所含的化学能比较稳定
C．若CO2浓度变大，则短时间内叶绿体中C3/C5比值会降低
D．由于暗反应不需要光照，所以光照强度不会影响到②③过程
10．（2022高一下·浙江期中）下列关于叶绿体内光合色素的叙述，正确的是（ ）
A．光合色素是一类水溶性物质
B．光合色素中含量最多的色素是叶绿素b
C．光合色素吸收的光能可转化为ATP中的化学能
D．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例不变
11．（2022·浙江模拟）下列关于“光合色素的提取与分离”活动的叙述，正确的是（ ）
A．提取色素时，研磨应充分、细致而缓慢，力求提取更多色素
B．将研磨液倒入小玻璃漏斗时，应在漏斗基部放一块单层纱布
C．若收集的滤液呈淡绿色，原因可能是未加碳酸钙、使用放置数天的菠菜叶
D．色素分离后，滤纸条最上方是胡萝卜素，说明其在层析液中的溶解度最小
12．（2022高一下·江门期中）下列关于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无水乙醇中
B．叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上
C．类胡萝卜素主要吸收红光进行光合作用
D．叶绿体中不同的色素在层析液中的溶解度不同
13．（2022·惠州模拟）我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工路线，流程如图所示。下列相关分析正确的是（ ）
A．①、②过程与光反应的过程完全相同，③、④过程与暗反应过程完全相同
B．该过程与光合作用合成淀粉都是在常温常压下进行的较温和的反应
C．该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储藏于有机物中
D．步骤①需要催化剂，②、③、④既不需要催化剂也不需消耗能量
14．（2022高一下·三明期中）“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，在滤纸条上随层析液扩散最慢的色素是（ ）
A．叶黄素 B．叶绿素a C．胡萝卜素 D．叶绿素b
15．（2022高一下·三明期中）若保持其他条件不变，光照由强变弱，则短时间内C5的含量（ ）
A．增多 B．减少 C．不变 D．无法判断
二、综合题
16．（2021高一上·农安期末）下图为某植物光合作用过程示意图。请据图回答下列问题：
（1）在类囊体上分布有吸收光能的 ，其经提取后再层析分离，扩散最慢的色素带呈 色。
（2）图中①为 ；⑤为 。
（3）若突然停止光照，则短时间内④的含量将 。（填“增加”“减少”或“不变”）
17．（2021·许昌模拟）下图表示绿色植物光合作用光反应和暗反应之间的关系。分析回答下列问题：
（1）由图可知，在光反应中光合色素吸收的光能转变成化学能暂时贮存在 中。暗反应过程发生的场所是 ，把在适宜光照条件下正常生长的绿色植物突然移至黑暗环境，暗反应过程中首先受到影响的是 。
（2）Rubisc酶是植物叶肉细胞中催化C5与CO2结合形成C3的可落性蛋白质，热稳定性较好。若用某种化学试剂降解可溶性蛋白质，则叶绿体中的[H]含量会 (填“增加”、“不变”或“减少”)。
（3）某些植物叶肉细胞在强光照及胞内O2/CO2值增大时，叶肉细胞会吸收O2并释放CO2，此过程称为“光呼吸”。在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要；会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是 ， 以防止它们的积累影响植物代谢。
18．（2021高一下·湖州期末）回答与光合作用有关的问题：
（1）提取叶绿体中的光合色素时，加入剪碎的叶片后，还需加入 、酒精和碳酸钙，加入酒精的目的是 。
（2）卡尔文以小球藻为实验材料，采用 的方法，发现了光合作用的碳反应过程。某研究小组借鉴卡尔文的实验研究，进行了以下不同的实验：研究小组破坏小球藻的叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来。然后再经 后弃沉淀，取上层液体即为叶绿体基质。在叶绿体基质中加入ATP、NADpH和CO2，结果在这种基质中检出光合产物。在基质中加入ATP、NADpH
等物质主要用于碳反应中 过程。请分析：如果不加入ATP和NADpH而只给予光照，是否能检测出光合产物并说明理由。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法；光合作用的过程和意义；细胞壁
【解析】【解答】A、火龙果的细胞壁具有全透性，所以火龙果的细胞壁与细胞的选择透过性无关，A正确；
B、液泡中含有花青素等，火龙果果肉鲜红的颜色与液泡中的色素有关，B正确；
C、甜度高是因为叶绿体基质能合成大量糖类，C错误；
D、植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成，红心火龙果丰富的膳食纤维主要是来自细胞壁中的纤维素，D正确。
故答案为：C。
【分析】光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中，可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。A正确；
B、破碎细胞可以使得色素释放，B正确；
C、收集到的滤液绿色过浅的现象可能是研磨前未加碳酸钙，但是分次加入少量无水乙醇不会使得变浅，C错误；
D、如果滤液细线触及层析液，上面的色素就会溶解在有机溶剂中，这样色素就不能分离出来，D正确。
故答案为：C
【分析】1、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。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。
2、绿叶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绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
3、色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
3．【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原
【解析】【解答】A、黑藻中，叶绿体非常丰富，可用于叶绿体色素的提取和分离实验，A正确；
B、在嫩叶中含有叶绿体，可用于高倍显微镜观察叶绿体实验，B正确；
C、黑藻液泡为无色，但叶绿体是绿色，可用于观察植物细胞质壁分离及复原，C错误；
D、黑藻叶片制成临时装片，可用于探究环境因素对光合作用强弱的影响，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、绿叶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绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
2、 用高倍镜观察，可见叶绿体呈椭球形或球形。观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等。由于叶绿体本身含有色素，呈绿色，所以不需要染色。
3、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离的现象。将已经发生质壁分离的植物细胞放到清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
4、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化：
（1）改变光照条件：光照由强到弱，二氧化碳供应不变，光反应减弱，NADPH、ATP减少，氧气产生量减少，C3还原减弱，二氧化碳固定正常，C3含量上升，C5含量下降，（CH2O）合成量减少。
（2）改变二氧化碳浓度：光照不变，二氧化碳供应减少，暗反应减弱，二氧化碳固定减弱，C3还原正常，C3含量下降，C5含量上升，NADPH、ATP增加，氧气产生量减少，（CH2O）合成量减少。
4．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、18O不具有放射性，是稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律，A正确；
B、另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O、CO2换成C18O2、18O2换成O2，其余不变，B错误；
C、该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自于水，C错误；
D、小球藻是真核生物，不同于蓝藻，具有完整的叶绿体，含有叶绿素和类胡萝卜素，D错误。
故答案为：A。
【分析】光合作用各反应物元素去向：
5．【答案】D
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；叶绿体结构及色素的分布和作用；质壁分离和复原
【解析】【解答】A、红球藻生活在淡水中，如果将红球藻置于海水中，可能由于细胞外溶液浓度过高，使红球藻失水，从而发生质壁分离，A正确；
B、红球藻的结构类似水绵，含有叶绿体，叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上，B正确；
C、虾青素具有脂溶性，不溶于水，因此可以用有机溶剂无水乙醇来提取，C正确；
D、由题干信息可知，“红球藻是一种淡水藻类，与水绵相同，属于绿藻类的自养生物”，所以红球藻是真核生物，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离的现象。将已经发生质壁分离的植物细胞放到清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
2、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色素。
3、光合作用的光反应阶段发生在类囊体薄膜上，吸收光能的四种色素分布在类囊体的薄膜上。众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。
6．【答案】D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、①是胡萝卜素，在层析液中的溶解度最高，A错误；
B、③是叶绿素a，其颜色为蓝绿色，B错误；
C、实验材料不新鲜，叶绿素类更容易受到破坏，使得胡萝卜素和叶黄素含量多于叶绿素，C错误；
D、①和②分别是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。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。
2、绿叶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绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
7．【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素带4扩散速度最慢为叶绿素b，A错误；
B、由图可知，色素带2中的色素扩散速度比色素带3快，说明色素带2在层析液中的溶解度比3中的大，B错误；
C、在提取色素时需加入少量的CaCO3，其作用是中和有机酸，防止色素被破坏，加入SiO2有助于研磨充分，C正确；
D、叶绿素中含有镁元素，色素带3和4分别是叶绿素a和叶绿素b，若缺镁，则叶绿素含量减少，所以若用缺镁的菠菜叶片做该实验，则3、4两色素环变窄，D错误。
故答案为：C。
【分析】绿叶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绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
8．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】AB、溶解度最大的最先在滤纸上层析，扩散的距离最远，根据色素在滤纸上扩散的距离，可以判断①~④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，其中溶解度最高的是①，A正确，B错误；
C、实验所用吸水纸的干燥度影响实验的结果，故应用干燥的吸水纸，C错误；
D、在研磨时没有加入二氧化硅，则研磨不充分，结果各条色素带均会变窄颜色变浅，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
9．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、a代表NADPH、ATP，其元素组成至少有五种，如ATP有C、H、O、N、P元素构成，A错误；
B、b是C3还原的产物，主要是糖类（CH2O）等，其中所含的化学能比较稳定，B正确；
C、增大环境中CO2浓度时，二氧化碳的固定速度加快，因此C3生成增多，同时C5消耗增加，而短时间内C5的生成，即C3的还原还在正常进行，因此C3增多，C5减少，即短时间内植物叶绿体中C3/C5的值变大，C错误；
D、光反应会为暗反应提供NADPH和ATP，故光照强度会影响到②③过程，D错误。
故答案为：B。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
10．【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、光合色素是一类脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来，A错误；
B、光合色素中含量最多的色素是叶绿素a，B错误；
C、光反应中，光合色素吸收的光能可转化为ATP中的化学能，C正确；
D、植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例是改变的，如叶片衰老后，叶绿素的含量降低，类胡萝卜素的含量升高，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。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。
2、绿叶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绿色中的色素。
3、色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
11．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】解：A、提取色素时，应快速研磨，以免叶绿素见光被破坏，A不符合题意；
B、提取光合色素时需要用尼龙布来过滤研磨液，B不符合题意；
C、若收集的滤液呈淡绿色，原因可能是未加碳酸钙、使用放置数天的菠菜叶，叶绿素含量较少，C符合题意；
D、四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】光合色素的提取与分离，用到研磨法和纸层析法，选材需要新鲜的绿色植物叶片，研磨时要加入碳酸钙保护色素，二氧化硅使研磨更充分，无水乙醇溶出色素。纸层析法要注意层析液不能没过滤液线，滤液线要画得细、直、匀。
绿叶中色素的提取和分离实验的原理：色素能溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇来提取色素；四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，所以能用层析液将四种色素分离。
12．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，A正确；
B、叶绿体中色素参与光反应，分布在类囊体的薄膜上，B正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光进行光合作用，C错误；
D、叶绿体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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，所以用层析法来分离四种色素，D正确。
故答案为：C。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
13．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、由分析可知，①②过程模拟暗反应中二氧化碳的固定，③④过程模拟暗反应中C3的还原，A错误；
B、由图可知，①过程是利用催化剂在一定条件下进行的化学反应，反应过程较剧烈，②③④是在酶的催化下完成的，反应较温和，B错误；
C、植物光合作用的本质是利用光能将无机物二氧化碳和水转化为有机物，同时将光能转化为有机物中的化学能，图示过程也将二氧化碳和水转化为淀粉，同时储存能量，二者的本质是相同的，C正确；
D、分析图示可知，图中②③④需要在酶的催化进行，由小分子聚合成大分子的反应，为吸能反应，同时需要消耗能量，D错误。
故答案为：C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
14．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】叶绿体中色素分离的实验结果：
所以“绿叶中色素的提取和分离”实验中，溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快的是橙黄色的胡萝卜素；溶解度最低，在滤纸条上扩散速度最慢的是黄绿色的叶绿素b。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
15．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】光照强度减弱，光反应减弱，光反应产生的[H]和ATP减少，C3还原减少，则C3剩余量增加，C5减少，B正确。
故答案为：B。
【分析】中断 CO2 气体的供应，二氧化碳的固定这个反应变弱，生成物C3化合物量减少，短时间内光照不变，产生的ATP和[H]不变，C3还原速率不变，C3含量减少；二氧化碳固定过程C5化合物消耗减少，短时间内光照不变，产生的ATP和[H]不变，C3还原产生的C5不变，剩余的C5化合物相对增多。
16．【答案】（1）色素；黄绿色
（2）氧气（O2）；C3（三碳化合物）
（3）减少
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）在类囊体上分布有吸收光能的色素，经提取后再层析分离，扩散最慢的色素带呈黄绿色。
（2）图中①为类囊体膜上水光解的产物氧气；⑤是固定CO2后产生的C3。
（3）突然停止光照，则光反应停止，产生的[H]减少，但暗反应中继续固定CO2，产生C3，但[H]减少，不能将C3还原，最终导致短时间内④C5的含量减少。
故答案为：（1） 色素 ； 黄绿色 （2） 氧气（O2） ； C3（三碳化合物） （3） 减少
【分析】1.光合作用的过程
2.光合色素的分离
17．【答案】（1）ATP（或ATP和NADpH）；叶绿体基质；C3的还原
（2）增加
（3）光呼吸可消耗过剩的能量
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）光反应中光合色素吸收的光能转变成化学能暂时贮存在ATP（或ATP和NADpH）中，暗反应用用于C3的还原。暗反应过程发生的场所是叶绿体基质，把在适宜光照条件下正常生长的绿色植物突然移至黑暗环境，由于停止光照不能产生ATP和NADpH，因此暗反应过程中首先受到影响的是C3的还原。
（2）Rubisc酶是植物叶肉细胞中催化C5与CO2结合形成C3的可落性蛋白质，若用某种化学试剂降解可溶性蛋白质，则Rubisc酶被降低，C3不能合成，不在消耗[H]，因此叶绿体中的[H]含量会增加。
（3）某些植物叶肉细胞在强光照及胞内O2/CO2值增大时，叶肉细胞会吸收O2并释放CO2，减少有机物的生成，此过程称为“光呼吸”。当光反应转换的能量超过暗反应需要时会伤害细胞，光呼吸可以消耗过剩的能量，对细胞起到保护作用。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADpH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADpH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADpH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADpH中的化学能转移动糖类等有机物中。
18．【答案】（1）二氧化硅；溶解（或“提取”）色素
（2）（放射性）同位素示踪；离心；三碳酸的还原；不能，因为基质中不含光合色素，光照下也不能产生 ATP 和NADpH，因此检测不到光合产物
【知识点】光合作用的发现史；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】（1）提取叶绿体中的光合色素时，加入剪碎的叶片后，需加入二氧化硅以使研磨充分，酒精能溶解光合色素，因此加入酒精的目的是溶解（或提取）色素。
（2）卡尔文以小球藻为实验材料，采用（放射性）同位素14C示踪的方法，发现了光合作用的碳反应过程。破坏小球藻的叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来，经离心后类囊体堆叠而成的基粒进入沉淀物，取上层液体即为叶绿体基质。光反应产生的ATP、NADpH 等物质主要用于碳反应中三碳酸的还原过程。如果不加入ATP和NADpH而只给予光照，由于基质中不含光合色素，光照下不能产生 ATP 和NADpH，因此检测不到光合产物。
【分析】1、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素；（2）层析液用于分离色素；（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分；（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生于类囊体薄膜，类囊体薄膜上的色素吸收光能，把水分解为氧气和NADPH，同时生成ATP。暗反应发生于叶绿体基质，光反应为暗反应提供ATP和NADPH。
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