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第 11 讲　捕获光能的色素和结构
考点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构和功能
必备知识 夯基
1.绿叶中色素的提取和分离
（1）实验原理
试剂 原理
提取 绿叶中的色素溶于　　　　，而不溶于水
分离 各种色素在　　　　　　　　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
特别提醒：①提取色素时若没有无水乙醇，也可以用体积分数为95%的乙醇加适量无水碳酸钠来代替。
②分离色素用纸层析法，在层析液中溶解度越大的色素扩散速度越快。
（2）实验步骤
（3）实验结果及分析
结果分析：①色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量　　　　。色素带最宽的是　　　　，最窄的是　　　　　　　　　　，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
②相邻两条色素带之间距离最远的是　　　　　　　　，最近的是　　　　　　　　。
③色素带扩散速度与　　　　　有关，扩散速度越快说明溶解度越　　　。
2.叶绿体中色素的吸收光谱
由图可以看出：
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）叶绿体的结构和功能
（1）在“提取和分离叶绿体色素”实验中，若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠。（2023 江苏卷）（　　）
（2）研磨时用水补充损失的提取液。（2024 广东卷）（　　）
（3）将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析。（2025 河北卷）（　　）
（4）用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏。（2023 江苏卷）（　　）
（5）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。（　　）
关键能力 提升
考向一　考查实验原理、过程及结果分析
1.（2025 山东高考13题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（　　）
A．应使用干燥的定性滤纸
B．绿叶需烘干后再提取色素
C．重复画线前需等待滤液细线干燥
D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
2.（2025 重庆涪陵三模）某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、沥干、切碎后加入丙酮—无水乙醇混合提取剂，同时加入少量碳酸钙（CaCO3）和二氧化硅（SiO2）进行浸提、研磨、过滤，过滤后采用纸层析法分离光合色素。下列叙述错误的是（　　）
A．加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸，防止色素被破坏
B．加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放
C．光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解
D．采用纸层析法分离色素后，滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带
3.（2025 江苏南通模拟）某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述错误的是（　　）
A．可将剪碎的叶片放入乙醇中，在室温下浸提2 min
B．提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管
C．可用单层尼龙布过滤收集澄清的色素提取液再进行测定
D．实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果
题后归纳：绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析
考向二　光合色素与叶绿体的结构和功能
4.（2025 安徽淮南模拟）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
5.（2025 河南开封模拟）叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是（　　）
A．图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴
B．图乙来自甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子
C．④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP中的化学能
D．恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
考点二　探索光合作用的经典实验
必备知识 夯基
探索光合作用原理的部分实验
（1）水绵叶绿体呈螺旋带状分布。〔必修1 P100“思考 讨论”〕（　　）
（2）希尔实验说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水。〔必修1 P102“思考 讨论”〕（　　）
（3）卡尔文等探究CO2中碳在光合作用中的转化途径采用了同位素示踪法。〔必修1 P104正文〕（　　）
关键能力 提升
考向　光合作用的探究历程中的实验分析
1.（2025 重庆合川二模）植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。根据光合作用原理推测，加入的铁盐类似于叶绿体中的（　　）
A．NADP＋　　B．ATP
C．H＋　　D．CO2
2.（2025 安徽安庆模拟）卡尔文给小球藻提供14CO2和适宜的光照，研究光合作用暗反应过程中C的转移路径。某同学根据卡尔文的实验资料，提出了一些推论，下列推论不合理的是（　　）
资料 推论
（1）将光照时间逐渐缩短至几分之一秒，发现90%的放射性物质是一种C3 ①
（2）经过5 s光照后，检测到含有放射性的C5和葡萄糖 ②
（3）在适宜光照和CO2充足的条件下，C3和C5的含量很快达到稳定状态，含有放射性的糖类不断增加 ③
（4）当停止光照后，C3明显增加，C5明显下降 ④
A．推论①：C3是CO2被还原的第一个产物
B．推论②：C3进一步反应生成C5和葡萄糖
C．推论③：C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物
D．推论④：C3转化为C5需要依赖光反应的产物(共29张PPT)
第 11 讲　捕获光能的色素和结构
第三单元 细胞的代谢
考点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构和功能
（1）实验原理
试剂 原理
提取 无水乙醇 绿叶中的色素溶于 ，而不溶于水
分离 层析液 各种色素在 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
特别提醒：①提取色素时若没有无水乙醇，也可以用体积分数为95%的乙
醇加适量无水碳酸钠来代替。
②分离色素用纸层析法，在层析液中溶解度越大的色素扩散速度越快。
有机溶剂
层析液
1. 绿叶中色素的提取和分离
（2）实验步骤
防止色素被破坏
研磨充分
色素
扩散均匀
分离出的色素带
平整不重叠
清晰
（3）实验结果及分析
最少
最高
最快
最多
最低
最慢
结果分析：①色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含
量 。色素带最宽的是 ，最窄的是 ，叶
绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
越多
叶绿素a
胡萝卜素
②相邻两条色素带之间距离最远的是 ，最近的
是 。
胡萝卜素和叶黄素
叶绿素a和叶绿素b
③色素带扩散速度与 有关，扩散速度越快说明溶解度
越 。
溶解度
高
2. 叶绿体中色素的吸收光谱
400~760 nm
可见光
红光和蓝紫光
蓝紫光
由图可以看出：
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
光反应
暗反应
（2）叶绿体的结构和功能
外膜
叶绿体基质
暗反应
类囊体
色素
光反应
光合作用
（1）在“提取和分离叶绿体色素”实验中，若连续多次重复画滤液细线
可累积更多的色素，但易出现色素带重叠。（2023 江苏卷） （　√　）
（2）研磨时用水补充损失的提取液。（2024 广东卷） （　×　）
提示：光合色素不溶于水，应用无水乙醇。
（3）将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色素滴加部位浸入层析液
进行层析。（2025 河北卷） （　×　）
提示：色素滴加部位浸入层析液，会使色素溶于层析液，无法在滤纸条上
进行层析分离。
√
×
×
（4）用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破
坏。（2023 江苏卷） （　×　）
提示：防止叶绿素被破坏。
（5）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。 （　√　）
×
√
考向一　考查实验原理、过程及结果分析
1. （2025 山东高考13题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注
意“干燥”，下列说法错误的是（　B　）
A． 应使用干燥的定性滤纸
B． 绿叶需烘干后再提取色素
C． 重复画线前需等待滤液细线干燥
D． 无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
解析：“绿叶中色素的提取和分离”实验中，分离色素时使用干燥的定性
滤纸可以确保层析液在滤纸上均匀扩散，形成整齐的色素带，A正确；提
取色素时一般不需要对绿叶进行烘干，B错误；重复画线前需等待滤液细
线干燥，否则分离的色素带会出现重叠、不整齐等现象，C正确；可用体
积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇，D正确。
2. （2025 重庆涪陵三模）某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行
“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、沥干、切碎后加
入丙酮—无水乙醇混合提取剂，同时加入少量碳酸钙（CaCO3）和二氧化
硅（SiO2）进行浸提、研磨、过滤，过滤后采用纸层析法分离光合色素。
下列叙述错误的是（　D　）
A． 加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸，防止色素被破坏
B． 加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放
C． 光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解
D． 采用纸层析法分离色素后，滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带
解析：加入碳酸钙的目的是中和细胞液的有机酸，防止色素被破坏，使实
验现象更加明显，A正确；加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合
色素的释放，B正确；光合色素不稳定，容易被光分解，所以浸提等工序
应在避光处进行，以保证色素的完整性，C正确；类胡萝卜素含量少于叶
绿素，采用纸层析法分离色素后，叶绿素的条带宽于类胡萝卜素的条带，
D错误。
3. （2025 江苏南通模拟）某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶
中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述错误的是
（　A　）
A． 可将剪碎的叶片放入乙醇中，在室温下浸提2 min
B． 提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管
C． 可用单层尼龙布过滤收集澄清的色素提取液再进行测定
D． 实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果
解析：应该将剪碎的叶片放入无水乙醇中，进行研磨，而不是仅在室温下
浸提2 min，浸提时间短且无研磨操作，色素不能充分释放，A错误；为防
止色素降解，提取色素过程中可以用锡箔纸包裹装有色素的试管，避光存
放，B正确；可用单层尼龙布过滤收集澄清的色素提取液再进行测定，C
正确；因为叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫
光，实验中一般用滤液对红光的吸光率计算得出叶绿素含量，故实验中需
测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果，D正确。
题后归纳：绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析
4. （2025 安徽淮南模拟）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图所
示，①②③代表不同色素。下列说法正确的是（　C　）
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
考向二　光合色素与叶绿体的结构和功能
解析：由图可知，①是类胡萝卜素，
②是叶绿素b，③是叶绿素a。类胡萝
卜素不吸收红光，A错误；叶绿素b为
黄绿色，叶绿素a为蓝绿色，二者均含
有Mg＋，B错误；叶绿素b在层析液中
的溶解度最低，随层析液在滤纸条上
扩散的速度最慢，故纸层析法分离色素时，处于滤纸条最下端的是叶绿素b，C正确；蔬菜大棚使用的塑料薄膜应该是无色透明的，以提高太阳光中的可见光的利用率，D错误。
5. （2025 河南开封模拟）叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲
中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是（　D　）
A． 图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴
B． 图乙来自甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子
C． ④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP中的化学能
D． 恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
解析：图甲表示叶绿体结构模式图，叶绿体中类囊体堆叠形成基粒，增大
了膜面积，A错误；图乙中含有光合色素，来自图甲中的③（基粒），上
面除了色素分子外，也有与光合作用有关的酶，B错误；图甲中，④为叶
绿体基质，光合作用过程中CO2的固定在叶绿体基质中完成，该过程不需
要消耗ATP中的能量，C错误；恩格尔曼利用需氧细菌和水绵（叶绿体呈
螺旋带状分布）证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，D正确。
考点二　探索光合作用的经典实验
探索光合作用原理的部分实验
叶绿体
叶绿体
O2
水
ATP
CO2
（1）水绵叶绿体呈螺旋带状分布。〔必修1 P100“思考 讨论”〕
（　√　）
（2）希尔实验说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水。
〔必修1 P102“思考 讨论”〕 （　×　）
提示：希尔的实验只能说明水的光解产生氧气，不能说明植物光合作用产
生的氧气中的氧元素全部来自水，还可能来自其他物质。
（3）卡尔文等探究CO2中碳在光合作用中的转化途径采用了同位素示踪
法。〔必修1 P104正文〕 （　√　）
√
×
√
1. （2025 重庆合川二模）植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中
加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释
放出氧气。根据光合作用原理推测，加入的铁盐类似于叶绿体中的
（　A　）
A． NADP＋ B． ATP C． H＋ D． CO2
考向　光合作用的探究历程中的实验分析
解析：希尔反应为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下
发生水的光解、产生氧气的化学反应，铁盐或其他氧化剂相当于光合作用
反应阶段中的NADP＋，A正确；ATP是光合作用光反应阶段的产物，B错
误；H＋是光合作用光反应阶段，水分子光解的产物，C错误；CO2是光合
作用暗反应阶段的反应物，D错误。
资料 推论
（1）将光照时间逐渐缩短至几分之一秒，发现90%的放射性物
质是一种C3 ①
（2）经过5 s光照后，检测到含有放射性的C5和葡萄糖 ②
（3）在适宜光照和CO2充足的条件下，C3和C5的含量很快达到
稳定状态，含有放射性的糖类不断增加 ③
（4）当停止光照后，C3明显增加，C5明显下降 ④
2. （2025 安徽安庆模拟）卡尔文给小球藻提供14CO2和适宜的光照，研究
光合作用暗反应过程中C的转移路径。某同学根据卡尔文的实验资料，提
出了一些推论，下列推论不合理的是（　A　）
A． 推论①：C3是CO2被还原的第一个产物
B． 推论②：C3进一步反应生成C5和葡萄糖
C． 推论③：C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物
D． 推论④：C3转化为C5需要依赖光反应的产物
解析：根据将光照时间缩短至几分之一秒的结果可知，C3是CO2被固定的
第一个产物，A不合理；结合（1）（2）可知，C3进一步反应生成C5和葡
萄糖，B合理；根据C3的含量维持稳定而含放射性的糖类不断增加可知，
C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物，C合理；根据光照停止后，C3明
显增加，C5明显下降可知，光照与C3和C5的转化有关，且C3转化为C5需要
依赖光反应的产物，D合理。第 11 讲　捕获光能的色素和结构
考点一　捕获光能的色素和叶绿体的结构和功能
必备知识 夯基
1.绿叶中色素的提取和分离
（1）实验原理
试剂 原理
提取 无水乙醇 绿叶中的色素溶于有机溶剂，而不溶于水
分离 层析液 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
特别提醒：①提取色素时若没有无水乙醇，也可以用体积分数为95%的乙醇加适量无水碳酸钠来代替。
②分离色素用纸层析法，在层析液中溶解度越大的色素扩散速度越快。
（2）实验步骤
（3）实验结果及分析
结果分析：①色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
②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。
③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越高。
2.叶绿体中色素的吸收光谱
由图可以看出：
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）叶绿体的结构和功能
（1）在“提取和分离叶绿体色素”实验中，若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠。（2023 江苏卷）（√）
（2）研磨时用水补充损失的提取液。（2024 广东卷）（×）
提示：光合色素不溶于水，应用无水乙醇。
（3）将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析。（2025 河北卷）（×）
提示：色素滴加部位浸入层析液，会使色素溶于层析液，无法在滤纸条上进行层析分离。
（4）用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏。（2023 江苏卷）（×）
提示：防止叶绿素被破坏。
（5）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。（√）
关键能力 提升
考向一　考查实验原理、过程及结果分析
1.（2025 山东高考13题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（　　）
A．应使用干燥的定性滤纸
B．绿叶需烘干后再提取色素
C．重复画线前需等待滤液细线干燥
D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
解析：B　“绿叶中色素的提取和分离”实验中，分离色素时使用干燥的定性滤纸可以确保层析液在滤纸上均匀扩散，形成整齐的色素带，A正确；提取色素时一般不需要对绿叶进行烘干，B错误；重复画线前需等待滤液细线干燥，否则分离的色素带会出现重叠、不整齐等现象，C正确；可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇，D正确。
2.（2025 重庆涪陵三模）某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、沥干、切碎后加入丙酮—无水乙醇混合提取剂，同时加入少量碳酸钙（CaCO3）和二氧化硅（SiO2）进行浸提、研磨、过滤，过滤后采用纸层析法分离光合色素。下列叙述错误的是（　　）
A．加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸，防止色素被破坏
B．加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放
C．光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解
D．采用纸层析法分离色素后，滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带
解析：D　加入碳酸钙的目的是中和细胞液的有机酸，防止色素被破坏，使实验现象更加明显，A正确；加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放，B正确；光合色素不稳定，容易被光分解，所以浸提等工序应在避光处进行，以保证色素的完整性，C正确；类胡萝卜素含量少于叶绿素，采用纸层析法分离色素后，叶绿素的条带宽于类胡萝卜素的条带，D错误。
3.（2025 江苏南通模拟）某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述错误的是（　　）
A．可将剪碎的叶片放入乙醇中，在室温下浸提2 min
B．提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管
C．可用单层尼龙布过滤收集澄清的色素提取液再进行测定
D．实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果
解析：A　应该将剪碎的叶片放入无水乙醇中，进行研磨，而不是仅在室温下浸提2 min，浸提时间短且无研磨操作，色素不能充分释放，A错误；为防止色素降解，提取色素过程中可以用锡箔纸包裹装有色素的试管，避光存放，B正确；可用单层尼龙布过滤收集澄清的色素提取液再进行测定，C正确；因为叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，实验中一般用滤液对红光的吸光率计算得出叶绿素含量，故实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果，D正确。
题后归纳：绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析
考向二　光合色素与叶绿体的结构和功能
4.（2025 安徽淮南模拟）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
解析：C　由图可知，①是类胡萝卜素，②是叶绿素b，③是叶绿素a。类胡萝卜素不吸收红光，A错误；叶绿素b为黄绿色，叶绿素a为蓝绿色，二者均含有Mg＋，B错误；叶绿素b在层析液中的溶解度最低，随层析液在滤纸条上扩散的速度最慢，故纸层析法分离色素时，处于滤纸条最下端的是叶绿素b，C正确；蔬菜大棚使用的塑料薄膜应该是无色透明的，以提高太阳光中的可见光的利用率，D错误。
5.（2025 河南开封模拟）叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是（　　）
A．图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴
B．图乙来自甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子
C．④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP中的化学能
D．恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
解析：D　图甲表示叶绿体结构模式图，叶绿体中类囊体堆叠形成基粒，增大了膜面积，A错误；图乙中含有光合色素，来自图甲中的③（基粒），上面除了色素分子外，也有与光合作用有关的酶，B错误；图甲中，④为叶绿体基质，光合作用过程中CO2的固定在叶绿体基质中完成，该过程不需要消耗ATP中的能量，C错误；恩格尔曼利用需氧细菌和水绵（叶绿体呈螺旋带状分布）证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，D正确。
考点二　探索光合作用的经典实验
必备知识 夯基
探索光合作用原理的部分实验
（1）水绵叶绿体呈螺旋带状分布。〔必修1 P100“思考 讨论”〕（√）
（2）希尔实验说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水。〔必修1 P102“思考 讨论”〕（×）
提示：希尔的实验只能说明水的光解产生氧气，不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，还可能来自其他物质。
（3）卡尔文等探究CO2中碳在光合作用中的转化途径采用了同位素示踪法。〔必修1 P104正文〕（√）
关键能力 提升
考向　光合作用的探究历程中的实验分析
1.（2025 重庆合川二模）植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。根据光合作用原理推测，加入的铁盐类似于叶绿体中的（　　）
A．NADP＋　　B．ATP C．H＋　　D．CO2
解析：A　希尔反应为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应，铁盐或其他氧化剂相当于光合作用反应阶段中的NADP＋，A正确；ATP是光合作用光反应阶段的产物，B错误；H＋是光合作用光反应阶段，水分子光解的产物，C错误；CO2是光合作用暗反应阶段的反应物，D错误。
2.（2025 安徽安庆模拟）卡尔文给小球藻提供14CO2和适宜的光照，研究光合作用暗反应过程中C的转移路径。某同学根据卡尔文的实验资料，提出了一些推论，下列推论不合理的是（　　）
资料 推论
（1）将光照时间逐渐缩短至几分之一秒，发现90%的放射性物质是一种C3 ①
（2）经过5 s光照后，检测到含有放射性的C5和葡萄糖 ②
（3）在适宜光照和CO2充足的条件下，C3和C5的含量很快达到稳定状态，含有放射性的糖类不断增加 ③
（4）当停止光照后，C3明显增加，C5明显下降 ④
A．推论①：C3是CO2被还原的第一个产物
B．推论②：C3进一步反应生成C5和葡萄糖
C．推论③：C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物
D．推论④：C3转化为C5需要依赖光反应的产物
解析：A　根据将光照时间缩短至几分之一秒的结果可知，C3是CO2被固定的第一个产物，A不合理；结合（1）（2）可知，C3进一步反应生成C5和葡萄糖，B合理；根据C3的含量维持稳定而含放射性的糖类不断增加可知，C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物，C合理；根据光照停止后，C3明显增加，C5明显下降可知，光照与C3和C5的转化有关，且C3转化为C5需要依赖光反应的产物，D合理。

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