第16講 光合作用與能量轉(zhuǎn)化-高考生物一輪復(fù)習(xí)講義（生物學(xué)必修1）（解析版）

第16講光合作用與能量轉(zhuǎn)化考點(diǎn)一綠葉中色素的提取和分離一、【實(shí)驗(yàn)】綠葉中色素的提取和分離1．提取綠葉中的色素原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑____________________中。2．分離綠葉中的色素原理：不同色素在____________中的溶解度不同，____________的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的快，反之則慢，這樣，色素就會(huì)隨著____________在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。3.分離方法：____________。4.實(shí)驗(yàn)流程步驟操作要點(diǎn)說明提取色素研磨①無水乙醇：作為_______，可溶解綠葉中的色素②SiO2：______________③CaCO3：防止研磨時(shí)_______受到破壞過濾研磨后用單層尼龍布過濾制備濾紙條剪去兩角的濾紙條一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)線剪去兩角以保證色素在濾紙上擴(kuò)散_______，否則會(huì)形成弧形色素帶畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取色素濾液，沿鉛筆線均勻畫一條濾液細(xì)線，待濾液干后再畫一兩次①濾液細(xì)線要___________②干燥后重復(fù)畫一兩次,______________色素分離將適量層析液倒入試管→插入濾紙條→棉塞塞緊試管口實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析色素種類色素顏色色素含量溶解度擴(kuò)散速度5.實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及操作目的過程注意事項(xiàng)操作目的提取色素選新鮮綠色的葉片___________研磨時(shí)加無水乙醇___________加少量SiO2和CaCO3___________迅速、充分研磨___________盛放濾液的試管管口加棉塞___________分離色素濾紙預(yù)先干燥處理___________濾液細(xì)線要細(xì)、齊、直___________濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次______________________濾液細(xì)線不觸及層析液___________6.提取和分離現(xiàn)象異常原因分析（1）收集到的濾液綠色過淺原因：①未加___________，研磨不充分；②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)含量___________；③一次加入大量的___________，提取濃度太低；濾紙條看不見色素帶原因：①忘記畫___________；②濾液細(xì)線接觸到___________，且時(shí)間較長，色素全部溶解到層析液中?？键c(diǎn)二綠葉中色素的種類及葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1．色素的種類及吸收光譜種類葉綠素(占__________)類胡蘿卜素(占___________)______________________胡蘿卜素___________顏色___________黃綠色__________黃色吸收光譜主要吸收___________主要吸收___________2.捕獲光能的結(jié)構(gòu)（1）光合作用的場所是___________。葉綠體增大膜面積方式：___________。（2）吸收光能的四種色素分布在___________上；與光合作用有關(guān)的酶分布在___________上和___________中。3.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有水，沒有二氧化碳)，在光照下可以釋放出_______光合作用釋放的O2中的氧元素來自水；氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是(填“是”或“不是”)同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)魯賓和卡門Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(2))O＋CO2→植物→___________H2O＋C18O2→植物→O2光合作用釋放的氧氣來自___________阿爾農(nóng)在光照下，葉綠體可合成__________，且這一過程總是與__________相伴隨水的光解可合成___________4.光合作用的過程（1）概念：光合作用是指綠色植物通過___________，利用___________，把___________轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的___________，并且釋放出___________的過程。（2）光合作用的過程：（3）光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較—光反應(yīng)暗反應(yīng)場所______________________條件需光不需要光物質(zhì)變化H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5())H＋＋O2＋能量；NADP＋＋H＋＋能量→___________；ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())___________CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())___________；2C3eq\o(→,\s\up7(NADPH、ATP),\s\do5(酶))______＋C5能量變化光能→________和__________中的活躍化學(xué)能ATP和NADPH中的活躍化學(xué)能→______中的化學(xué)能考點(diǎn)三光合作用原理的應(yīng)用五、影響光合作用的因素1.外界因素：________________________________________。2.自身因素：____________________。3.光照強(qiáng)度與光合作用關(guān)系：（1）A點(diǎn)表示只進(jìn)行__________，不進(jìn)行__________。（2）AB段表示__________，隨光照強(qiáng)度增加，光合作用不斷增強(qiáng)（光合__________呼吸）。（3）B點(diǎn)表示__________，此時(shí)細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用（光合作用速率__________呼吸作用速率）。（4）BC表示__________，隨光照強(qiáng)度增加，光合作用不斷增強(qiáng)（光合__________呼吸）。（5）C點(diǎn)表示光__________。C點(diǎn)之后光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度就不再是限制光合速率的主要因素。4.一天中光合速率變化曲線（1）曲線AB段表明光合作用強(qiáng)度隨光照增強(qiáng)而__________。（2）對于C點(diǎn)光合作用強(qiáng)度減弱的解釋是：由于中午__________過高，__________作用過大，葉片的氣孔關(guān)閉，使光合作用原料之一的__________供應(yīng)大量減少，以致__________反應(yīng)階段植物體內(nèi)的五碳化合物不能與之結(jié)合，使_______的形成大為減少。（3）DE段光合作用強(qiáng)度下降的原因是__________，以致光合作用__________反應(yīng)產(chǎn)生的__________減少，因而影響__________反應(yīng)的進(jìn)行?！镜湫驼骖}訓(xùn)練】一、單選題1．（2021·湖北·高考真題）在真核細(xì)胞中，由細(xì)胞膜、核膜以及各種細(xì)胞器膜等共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．葡萄糖的有氧呼吸過程中，水的生成發(fā)生在線粒體外膜B．細(xì)胞膜上參與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)腁TP酶是一種跨膜蛋白C．溶酶體膜蛋白高度糖基化可保護(hù)自身不被酶水解D．葉綠體的類囊體膜上分布著光合色素和蛋白質(zhì)2．（2021·遼寧·高考真題）植物工廠是通過光調(diào)控和通風(fēng)控溫等措施進(jìn)行精細(xì)管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，常采用無土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．可根據(jù)植物生長特點(diǎn)調(diào)控光的波長和光照強(qiáng)度B．應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相同C．合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量D．適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度3．（2021·北京·高考真題）將某種植物置于高溫環(huán)境（HT）下生長一定時(shí)間后，測定HT植株和生長在正常溫度（CT）下的植株在不同溫度下的光合速率，結(jié)果如圖。由圖不能得出的結(jié)論是（）A．兩組植株的CO2吸收速率最大值接近B．35℃時(shí)兩組植株的真正（總）光合速率相等C．50℃時(shí)HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能D．HT植株表現(xiàn)出對高溫環(huán)境的適應(yīng)性4．（2021·浙江·高考真題）滲透壓降低對菠菜葉綠體光合作用的影響如圖所示，圖甲是不同山梨醇濃度對葉綠體完整率和放氧率的影響，圖乙是兩種濃度的山梨醇對完整葉綠體ATP含量和放氧量的影響。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇為滲透壓調(diào)節(jié)劑，0．33mol·L-1時(shí)葉綠體處于等滲狀態(tài)。據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．與等滲相比，低滲對完整葉綠體ATP合成影響不大，光合速率大小相似B．滲透壓不同、葉綠體完整率相似的條件下，放氧率差異較大C．低滲條件下，即使葉綠體不破裂，卡爾文循環(huán)效率也下降D．破碎葉綠體占全部葉綠體比例越大，放氧率越低5．（2021·湖南·高考真題）綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進(jìn)行光合作用B．在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降D．合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度6．（2021·廣東·高考真題）在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco。下列敘述正確的是（

）A．Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．激活Rubisco需要黑暗條件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2結(jié)合7．（2021·廣東·高考真題）與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同（圖a，示意圖），造成葉綠體相對受光面積的不同（圖b），進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其它性狀基本一致。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)（光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度）B．t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)（光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度）C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)D．三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大8．（2020·江蘇·高考真題）采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．提取葉綠體色素時(shí)可用無水乙醇作為溶劑B．研磨時(shí)加入CaCO3可以防止葉綠素被氧化破壞C．研磨時(shí)添加石英砂有助于色素提取D．畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)盡量減少樣液擴(kuò)散9．（2020·天津·高考真題）研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是（

）A．產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)B．該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C．類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D．與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素10．（2020·浙江·高考真題）將某植物葉片分離得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反應(yīng)介質(zhì)溶液中，測量其光合速率，結(jié)果如圖所示。圖中光合速率用單位時(shí)間內(nèi)單位葉綠素含量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是（

）A．測得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率B．若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，測得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏大C．若該植物較長時(shí)間處于遮陰環(huán)境，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B-C段對應(yīng)的關(guān)系相似D．若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中A-B段對應(yīng)的關(guān)系相似二、解答題11．（2021·江蘇·高考真題）線粒體對維持旺盛的光合作用至關(guān)重要。下圖示葉肉細(xì)胞中部分代謝途徑，虛線框內(nèi)示“草酰乙酸/蘋果酸穿梭”，請據(jù)圖回答下列問題。(1)葉綠體在___上將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，參與這一過程的兩類色素是_____。(2)光合作用時(shí)，CO2與C5結(jié)合產(chǎn)生三碳酸，繼而還原成三碳糖（C3），為維持光合作用持續(xù)進(jìn)行，部分新合成的C3必須用于再生______；運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的C3可合成蔗糖，運(yùn)出細(xì)胞。每運(yùn)出一分子蔗糖相當(dāng)于固定了___個(gè)CO2分子。(3)在光照過強(qiáng)時(shí)，細(xì)胞必須耗散掉葉綠體吸收的過多光能，避免細(xì)胞損傷。草酸乙酸/蘋果酸穿梭可有效地將光照產(chǎn)生的______中的還原能輸出葉綠體，并經(jīng)線粒體轉(zhuǎn)化為______中的化學(xué)能。(4)為研究線粒體對光合作用的影響，用寡霉素（電子傳遞鏈抑制劑）處理大麥，實(shí)驗(yàn)方法是:取培養(yǎng)10~14d大麥苗，將其莖漫入添加了不同濃度寡霉