版高考生物总复习第一部分非选择题必考五大专题专题一细胞的代谢第4讲光合色素及光合作用过程学案.docx
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版高考生物总复习第一部分非选择题必考五大专题专题一细胞的代谢第4讲光合色素及光合作用过程学案
第4讲 光合色素及光合作用过程
[考试要求] 1.色素的种类、颜色和吸收光谱（a/a）。
2.光合作用的概念、阶段、场所和产物（b/b）。
3.光合作用与细胞呼吸的异同（/b）。
4.活动：
光合色素的提取与分离（b/b）。
1.（2017·浙江11月选考）在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH＝4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH＝8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。
根据实验分析，下列叙述正确的是（ ）
A.实验中溶液的H＋均来自水的裂解
B.黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATP
C.光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H＋浓度较高
D.若使类囊体的脂双层对H＋的通透性增大，ATP生成量不变
解析 本实验是在黑暗条件下完成的，实验中溶液的H＋不仅仅来自于实验前在光下时水的裂解，也有部分来自于缓冲液中，A错误；黑暗条件下，植物叶肉细胞中的叶绿体不能产生ATP，B错误；光照条件下，植物细胞叶绿体中类囊体的腔内发生水的裂解产生H＋，使类囊体腔内的H＋浓度较高，C正确；根据实验的结果，在类囊体内H＋浓度大于外面时会有ATP产生，H＋的浓度差和ATP的产生有关，若使类囊体的脂双层对H＋的通透性增大，ATP生成量会发生改变，D错误。
答案 C
2.（2018·浙江4月选考）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物A、B两个品种，在正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容和结果见下表。
品种
光照处理
叶绿素a含量
（mg/cm2）
叶绿素b含量
（mg/cm2）
类胡萝
卜素含量
（mg/cm2）
光合作用速率
（μmolCO2
/m2·s）
A
正常光照
1.81
0.42
1.02
4.59
A
弱光照
0.99
0.25
0.46
2.60
B
正常光照
1.39
0.27
0.78
3.97
B
弱光照
3.80
3.04
0.62
2.97
回答下列问题：
（1）据表推知，经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照 ，导致其卡尔文循环中再生出 的量改变，从而影响光合作用速率。
（2）表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。
分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素，再用滤纸进行层析分离，与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的第4条色素带变 ，这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。
（3）实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其
来适应弱光环境。
品种 的耐阴性较高。
解析 本题考查光合作用的过程、影响光合速率的环境因素以及光合色素的作用。
据表可知，品种A在弱光下，光合色素的含量都下降；而品种B的叶绿素a和叶绿素b的含量显著升高，更有利对光中较短波长蓝紫光的吸收，同时在弱光照下，品种B的光合速率要大于品种A，故品种B更耐阴。
答案
（1）下降 RuBP
（2）类囊体 宽 蓝紫 （3）比例 B
3.（2016·浙江4月选考）叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图如下。
请回答下列问题：
（1）该膜是 膜，其上含有色素和催化光反应的 。
光反应中，色素吸收的光能转换为ATP等物质中的 。
（2）光反应的产物除图中所示的物质外，还有电子和 。
ATP为碳反应提供了能量和 。
（3）分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于
的液面。
滤纸条上最宽色素带中所含的色素是 。
解析
（1）图示光反应，将光能转换为ATP、NADPH中的化学能，场所为叶绿体的类囊体膜，其上含有各种光合色素和光反应所需的酶。
（2）光反应的产物包括O2、H＋、电子、ATP和NADPH等；ATP除为碳反应供能外，还可以在三碳酸分子被还原生成三碳糖的过程中提供磷酸基团。
（3）滤液细线不能浸没在层析液中，以免细线上所含的色素溶解在层析液中而无法沿着滤纸条向上扩散，从而无法分离形成不同的色素带；色素含量越多则色素带越宽，叶绿体中含量最多的色素为叶绿素a。
答案
（1）类囊体 酶 化学能
（2）NADPH 磷酸基团
（3）层析液 叶绿素a
4.（2018·浙江11月选考节选）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。
回答下列问题：
为研究光合作用中碳的同化与去向，用________的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。
甲醇用以杀死小球藻并________标记化合物。
浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物________。
根据标记化合物出现的时间，最先检测到的三碳化合物。
猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当________后，发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。
解析 同位素示踪法可研究物质的变化和去向。
题干强调为研究光合作用中碳的同化与去向，因此可用同位素14C标记的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样。
通过定时杀死细胞提取标记化合物，可研究碳元素的同化与去向。
通过类比叶绿体中光合色素的分离实验，可推知双向纸层析的目的也是为了使标记化合物分离。
由题意可知，固定CO2的是RuBP，而不是二碳化合物，因此突然降低CO2浓度后，RuBP的含量将会快速上升。
答案 同位素14C标记 提取 分离 突然降低CO2浓度
1.正误判断
（1）叶绿素对绿光的吸收率较高，所以叶绿素呈绿色。
（×）
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，由碳氢链组成。
（×）
（3）纸层析的原理是光合色素易溶于95%乙醇中。
（×）
（4）进行光合作用的细胞一定含有叶绿体。
（×）
（5）每形成1分子三碳糖磷酸需经过3轮卡尔文循环。
（√）
（6）碳反应不需要光照，无光条件下，碳反应可不断循环进行。
（×）
（7）细胞呼吸生成的ATP可为碳反应三碳酸的还原提供能量和磷酸基团。
（×）
（8）在光合作用过程中突然撤离光照，短时间内叶绿体中的RuBP含量将下降。
（√）
2.读图析图
（1）上图表示 过程，其中反应Ⅰ是 ，反应Ⅱ是 。
（2）水在光下裂解的产物有A[ ]、B[ ]和e－，部分B可通过类囊体膜上的质子泵（一种通道蛋白）由类囊体腔转运至叶绿体基质，同时驱动物质C[ ]合成物质D[ ]。
（3）生成物质F的反应式是_______________________________________。
（4）反应Ⅰ生成的D、F用于反应Ⅱ中 的还原，其中D提供 ，F提供 。
提示
（1）光合作用 光反应 碳反应
（2）O2 H＋ ADP和Pi ATP （3）NADP＋＋H＋＋2e－―→NADPH （4）3－磷酸甘油酸 能量和磷酸基团 能量和氢
考点1 围绕光合色素的颜色、种类、吸收光谱及其提取与分离考查科学思维
能力
1.（2018·台州期末）从植物叶片中提取光合色素并用纸层析法分离，结果如图。
下列判断正确的是（ ）
A.该植物叶片主要吸收蓝紫光和红光
B.该植物叶片中含量最多的色素是叶绿素b
C.提取色素时要加入蒸馏水、二氧化硅、碳酸钙
D.滤纸条最上方的色素带呈蓝绿色
解析 滤纸条上的4条色素带对应的色素自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
叶绿素a的含量最多，B错误；光合色素不溶于水，提取光合色素不可用水，而用95%的乙醇等有机溶剂，C错误；滤纸条最上方的是胡萝卜素，呈橙黄色，D错误。
答案 A
2.（2018·绍兴3月选考适应性考试）下图是利用新鲜菠菜叶进行“光合色素的提取和分离”活动时得到的结果，出现该实验结果的原因可能是（ ）
A.用70%乙醇作为提取液
B.研磨时未加SiO2
C.研磨时未加CaCO3
D.分离时层析液液面高于滤液细线
解析 距离点样处近的两条色素带是叶绿素b、叶绿素a，据实验结果知提取液中叶绿素含量偏低，可能原因是研磨时未加CaCO3，叶绿素被酸破坏。
答案 C
叶绿体中色素的提取与分离
（1）实验原理
①提取：
叶绿体色素不溶于水，而易溶于95%乙醇等有机溶剂。
②分离：
各种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，反之则慢，从而使各种色素分离开。
（2）异常实验现象分析
异常现象
原因分析
滤液绿色过浅
叶片不新鲜，叶绿素含量低
未加碳酸钙，叶绿素分子被破坏
未加二氧化硅，研磨不充分
加入的乙醇过多，滤液浓度小
色素带重叠
滤液细线画得不整齐或较粗
无色素带
提取液是水，而不是95%乙醇
滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中
考点2 围绕光合作用的过程考查科学思维能力
3.（2018·嘉兴3月选考测试）如图表示光合作用碳反应示意图，数字代表物质。
下列叙述正确的是（ ）
A.②是3－磷酸甘油酸
B.④的全称是核酮糖五磷酸
C.⑦在叶绿体基质中被还原
D.碳反应生成的三碳糖主要用于合成蔗糖
解析 ④是RuBP，全称是核酮糖二磷酸；⑦是NADP＋，在类囊体膜上接受H＋和电子被还原为⑥NADPH；碳反应生成的三碳糖5/6用于RuBP的再生，1/6离开卡尔文循环合成或转变成其他物质。
答案 A
4.下图为光合作用的过程示意图，①②表示光合作用的场所，a、b和c表示物质。
请回答：
（1）①的名称是 ，其膜上含镁的色素主要吸收 光。
（2）水在光下裂解除图中所示的产物外，还有 ，这些物质会被 接受，其在卡尔文循环中将三碳酸还原为 ，此过程中还伴随着 的贮存。
（3）在供给C18O2极短时间后，除了糖类物质含有18O以外，从另一种光合产物
中也应当能够检测到18O。
解析 ①是类囊体，其膜上的叶绿素含镁，主要吸收红光和蓝紫光。
水光下裂解产物有O2、H＋和电子，其中H＋和电子被NADP＋接受，生成的NADPH参与碳反应将三碳酸还原为三碳糖磷酸。
光合作用产物O2中的O来自H2O，糖类和H2O中的O来自CO2。
答案
（1）类囊体 红光和蓝紫
（2）H＋和电子 NADP＋ 三碳糖磷酸 能量 （3）水
光反应与碳反应的区别和联系
项目
光反应
碳反应
场所
叶绿体的类囊体膜
叶绿体基质
条件
光、色素、酶、水、ADP、NADP＋、Pi
多种酶、CO2、ATP、NADPH
物质
变化
①水在光下裂解
H2O
2H＋＋2e－＋1/2O2
②ATP的合成
ADP＋Pi＋能量
ATP
③NADPH的合成
NADP＋＋H＋＋2e－
NADPH
①CO2的固定
3CO2＋3RuBP
6三碳酸
②三碳酸的还原
6三碳酸
6三碳糖
③RuBP的再生和其他有机物的形成
5三碳糖
3RuBP
1三碳糖
其他有机物
能量
变化
光能→ATP和NADPH中活跃的化学能
ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
联系
光反应为碳反应提供ATP、NADPH，碳反应为光反应提供ADP、
NADP＋、Pi，二者紧密联系，缺一不可
考点3 结合环境骤变对光合作用相关物质含量的影响考查科学思维能力
5.离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用，如果突然停止光照，短暂时间内叶绿体中下列物质含量不会减少的是（ ）
A.NADPHB.ATP
C.三碳酸D.三碳糖
解析 突然中断光照，光反应停止，NADPH和ATP合成停止，NADPH和ATP因碳反应的消耗而减少；NADPH和ATP减少进一步导致三碳酸的还原减弱，从而三碳酸增加，三碳糖减少。
答案 C
6.光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片中三碳酸和RuBP微摩尔浓度的变化趋势如图，回答问题：
（1）图中物质A是 。
（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是
____________________________________________________________________；
将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是
____________________________________________________________________。
（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，碳反应中三碳酸和RuBP浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的 （填“低”或“高”）。
解析 CO2浓度骤降，CO2＋RuBP→2三碳酸减弱，而三碳酸的还原及RuBP的再生仍照常，导致三碳酸的含量降低，RuBP的含量升高。
根据反应式CO2＋RuBP→2三碳酸，CO2浓度稳定时，三碳酸的含量应是RuBP的含量的2倍。
答案
（1）三碳酸
（2）碳反应速率在该环境中已达到稳定，即三碳酸和RuBP的含量稳定。
根据碳反应的特点，此时三碳酸的分子数是RuBP的2倍
当CO2浓度突然降低时，RuBP的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致RuBP积累（3）高
环境骤变，光合作用相关物质含量变化分析
分析时要注意环境骤变对下图反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ影响的先后效应，以及通过物质的来源和去路的变化来确定其含量的变化。
（1）光照变化，CO2供应不变时：
光照
分析
短时间物质含量变化
强→弱
先影响光反应，通过改变NADPH、ATP的含量再影响反应Ⅲ；再通过改变三碳酸、三碳糖、RuBP的含量最后影响反应Ⅱ
NADPH↓ATP↓三碳糖↓RuBP↓三碳酸↑
弱→强
NADPH↑ATP↑三碳糖↑RuBP↑三碳酸↓
（2）CO2供应变化，光照不变时：
CO2供应
分析
结果
充足→不足
先影响反应Ⅱ，通过改变三碳酸、RuBP的含量再影响反应Ⅲ；再通过改变NADPH、ATP的含量最后影响光反应
RuBP↑三碳酸↓三碳糖↓NADPH↑ATP↑
不足→充足
RuBP↓三碳酸↑三碳糖↑NADPH↓ATP↓
考点4 结合光合作用与细胞呼吸的异同考查科学思维能力
7.下图是载体中的氢随化合物在生物体内转移的过程，下列叙述错误的是（ ）
A.过程①中氢的载体为NADPH
B.载体中的氢在过程②中用于还原RuBP
C.载体中的氢在过程④中用于还原O2
D.载体中的氢在过程⑤中用于还原丙酮酸
解析 过程②为卡尔文循环中三碳酸的还原，载体中的氢用于还原三碳酸。
答案 B
8.如图是某叶肉细胞中糖类[用（CH2O）表示]合成与分解的示意图，下列叙述正确的是（ ）
（CH2O）＋O2
CO2＋H2O＋能量
A.过程①在线粒体中进行，过程②在叶绿体中进行
B.过程①产生的ATP可用于过程②
C.过程①是放能反应，过程②是吸能反应
D.无光条件下过程①、过程②均不能进行
解析 ①是需氧呼吸，②是光合作用，叶肉细胞需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体；光合作用碳反应阶段消耗的ATP来自光反应，不能来自细胞呼吸；有光、无光细胞呼吸均可进行。
答案 C
[H]和ATP的来源和去路（注：
[H]表示NADH或NADPH）
物质
代谢
来源
去路
[H]
光合作用
光反应
为碳反应三碳酸的还原提供还原剂和能量
细胞呼吸
需氧呼吸第一、二阶段和厌氧呼吸第一阶段
用于需氧呼吸第三阶段还原O2，厌氧呼吸第二阶段还原丙酮酸
ATP
光合作用
光反应阶段色素吸收光能合成ATP
为碳反应三碳酸的还原提供能量和磷酸基团
细胞呼吸
需氧呼吸三个阶段和厌氧呼吸第一阶段
作为能量通货用于除碳反应外的各项生命活动
1.某同学用95%乙醇提取强光下生长幼苗的叶绿体色素，用层析法进行分离，如图为层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。
下列叙述错误的是（ ）
A.若滤液细线触及层析液，则可以缩短得到四条色素带的时间
B.Ⅲ、Ⅳ色素条带间距小，说明两种色素的溶解度差异小
C.四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ
D.与强光照相比，正常光照下的幼苗绿色比较深
解析 若滤液细线触及层析液，滤液细线上的色素会因溶解在层析液中而得不到色素带。
答案 A
2.（2018·湖州期末）光合作用中水分子光解的产物是（ ）
A.氧气和氢气
B.氧气、H＋、e－
C.氧原子、NADP＋、e－
D.氧气、NADPH、ATP
解析 光合作用中水分子在光下裂解生成氧气、H＋、e－。
答案 B
3.下图是某一叶肉细胞中发生的光合作用过程示意图，其中Ⅰ～Ⅳ代表细胞的结构。
有关叙述正确的是（ ）
A.结构Ⅳ为质膜，结构Ⅱ为细胞溶胶
B.光反应发生在结构Ⅰ上，其上的色素易溶于水
C.三碳糖实际上就是3—磷酸甘油酸
D.离开卡尔文循环的三碳糖大部分转变成蔗糖
解析 结构Ⅳ为叶绿体膜，结构Ⅱ为叶绿体基质；光合色素不溶于水；三碳糖是指三碳糖磷酸，三碳酸是指3—磷酸甘油酸。
答案 D
4.（2018·浙江十校联盟3月模拟）下列关于光合作用的叙述，正确的是（ ）
A.悬浮在叶绿体基质中的所有类囊体是连成一体的
B.叶绿素只能吸收蓝紫光和红光，不吸收其他光，所以呈绿色
C.类胡萝卜素和叶绿素等光合色素只存在于叶片中
D.卡尔文循环中的关键步骤是二氧化碳与RuBP结合
解析 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；除叶片外，植物的其他部位也含有类胡萝卜素；卡尔文循环中的关键步骤是三碳酸被还原形成三碳糖。
答案 A
5.科研小组将黑藻浸于水溶液中，以白炽灯作为光源，观测并记录单位时间内黑藻产生的气泡数目，下图为黑藻叶绿体结构示意图（①②代表反应场所，字母代表物质）。
请分析回答：
（1）上图中，在①中产生的 是将②中三碳酸还原为b 的能源物质。
在②中RuBP不断被利用，但含量仍能保持稳定的原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
（2）若要分析黑藻叶绿体的色素种类，制备色素提取液时需加入 可使研磨充分，色素提取液中含量最多的色素主要吸收 光。
（3）若将黑藻突然转入暗室培养，短时间内图中增加的物质有 （用图中字母表示）。
科研小组通过改变白炽灯和水溶液之间的距离，可以研究 对光合速率的影响。
解析 图中①②分别代表叶绿体基粒、基质，基粒的类囊体膜上产生的ATP、NADPH均可为碳反应三碳酸还原为三碳糖提供能量；提取光合色素时，需加入二氧化硅以使研磨充分，含量最多的叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光；将黑藻突然转入暗室培养，光反应停止，因缺乏NADPH和ATP，三碳酸的还原随之减慢，短时间内c三碳酸含量增加。
答案
（1）ATP、NADPH 三碳糖 RuBP可以再生
（2）二氧化硅 红光和蓝紫 （3）c 光强度
（时间：
30分钟）
一、选择题
1.夏天，树叶往往呈现绿色，有关叙述正确的是（ ）
A.绿叶中只含有叶绿素
B.绿叶吸收绿光的能力强
C.绿叶中类胡萝卜素的颜色被叶绿素掩盖
D.对绿叶中的色素进行纸层析分离，出现2条色素带
解析 绿叶中含有叶绿素和类胡萝卜素；绿叶中的叶绿素几乎不吸收绿光；对绿叶中的色素进行纸层析分离，出现4条色素带。
答案 C
2.植物缺少哪一种无机盐，会明显影响光合作用对红光的吸收（ ）
A.碘B.镁C.钙D.氯
解析 叶绿素是含镁的有机分子，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
所以植物缺少镁，会明显影响光合作用对红光和蓝紫光的吸收。
答案 B
3.关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是（ ）
A.使用定性滤纸过滤研磨液
B.可将叶片烘干粉碎后加入合适试剂，迅速充分研磨
C.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次
D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
解析 过滤时使用单层尼龙布，A错误；在画出一条滤液细线后须待滤液干后重复画线2～3次，C错误；研磨叶片时，用体积分数为95%的乙醇溶解色素，D错误。
答案 B
4.下图是叶绿体结构模式图，①②③④表示叶绿体的结构，其中含有光合色素的结构是（ ）
A.②B.③
C.②③D.④
解析 叶绿体中的光合色素分布于基粒的类囊体膜上，即图中③上。
答案 B
5.下图分别为两种细胞器的部分结构示意图，有关叙述错误的是（ ）
A.糖酵解所需的酶分布在甲图中的①处
B.①处分布着柠檬酸循环所需的某种酶
C.乙图中ADP的移动方向是⑤到④
D.适宜条件下，②和④处均存在电子的传递过程
解析 图甲是线粒体，图乙是叶绿体。
糖酵解的场所是细胞溶胶，①是线粒体基质。
答案 A
6.没有在光合作用碳反应中被消耗的物质是（ ）
A.NADPH和ATPB.CO2
C.RuBP和酶D.三碳酸分子
解析 RuBP和酶均可循环利用，不曾被消耗。
答案 C
7.下列有关线粒体和叶绿体的叙述，错误的是（ ）
A.线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA和RNA
B.线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同
C.线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒
D.蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用
解析 线粒体和叶绿体内膜的功能不完全相同，含有的酶的种类不可能相同。
答案 B
8.正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（ ）
A.O2的产生停止
B.CO2的固定加快
C.ATP/ADP比值下降
D.NADPH/NADP＋比值下降
解析 正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和NADPH停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止后，碳反应中3－磷酸甘油酸还原受影响，RuBP减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。
答案 B
二、非选择题
9.光合作用包括光反应与碳反应，光反应又包括许多个反应。
下图为光合作用的光反应示意图，请据图回答相关问题。
（1）由图可知PSⅠ和PSⅡ位于 ，具有 的功能。
（2）从物质的变化角度分析，光反应为碳反应提供 和 ；从能量变化的角度分析，光反应的能量变化是___________________________________。
（3）光反应涉及电子（e－）的一系列变化，电子（e－）的最初供体为 。
（4）从图中ATP的产生机制可以判断膜内H＋浓度 （填“大于”、“等于”或“小于”）膜外浓度。
答案
（1）类囊体膜 吸收（转化）光能/传递电子
（2）ATP NADPH 光能转化为ATP、NADPH中活跃化学能 （3）H2O （4）大于
10.美国科学家卡尔文利用同位素标记法对小球藻的光合作用进行研究，最终探明了光合作用中碳的转化途径，因此获得了1961年的诺贝尔化学奖。
下图为简化的卡尔文循环示意图，①②③表示相关物质，请回答问题：
（1）卡尔文循环中，3－磷酸甘油酸在①和ATP的作用下被还原为③ ，其中的①为3－磷酸甘油酸的还原提供了
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