第16讲 光合作用与能量转化-高考生物一轮复习讲义（生物学必修1）（解析版）

第16讲光合作用与能量转化考点一绿叶中色素的提取和分离一、【实验】绿叶中色素的提取和分离1．提取绿叶中的色素原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂____________________中。2．分离绿叶中的色素原理：不同色素在____________中的溶解度不同，____________的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，这样，色素就会随着____________在滤纸上的扩散而分离开。3.分离方法：____________。4.实验流程步骤操作要点说明提取色素研磨①无水乙醇：作为_______，可溶解绿叶中的色素②SiO2：______________③CaCO3：防止研磨时_______受到破坏过滤研磨后用单层尼龙布过滤制备滤纸条剪去两角的滤纸条一端1cm处用铅笔画一条细线剪去两角以保证色素在滤纸上扩散_______，否则会形成弧形色素带画滤液细线用毛细吸管吸取色素滤液，沿铅笔线均匀画一条滤液细线，待滤液干后再画一两次①滤液细线要___________②干燥后重复画一两次,______________色素分离将适量层析液倒入试管→插入滤纸条→棉塞塞紧试管口实验结果分析色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度5.实验中的注意事项及操作目的过程注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片___________研磨时加无水乙醇___________加少量SiO2和CaCO3___________迅速、充分研磨___________盛放滤液的试管管口加棉塞___________分离色素滤纸预先干燥处理___________滤液细线要细、齐、直___________滤液细线干燥后再画一两次______________________滤液细线不触及层析液___________6.提取和分离现象异常原因分析（1）收集到的滤液绿色过浅原因：①未加___________，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)含量___________；③一次加入大量的___________，提取浓度太低；滤纸条看不见色素带原因：①忘记画___________；②滤液细线接触到___________，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。考点二绿叶中色素的种类及叶绿体的结构和功能1．色素的种类及吸收光谱种类叶绿素(占__________)类胡萝卜素(占___________)______________________胡萝卜素___________颜色___________黄绿色__________黄色吸收光谱主要吸收___________主要吸收___________2.捕获光能的结构（1）光合作用的场所是___________。叶绿体增大膜面积方式：___________。（2）吸收光能的四种色素分布在___________上；与光合作用有关的酶分布在___________上和___________中。3.探索光合作用原理的部分实验科学家实验过程及现象实验结论希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水，没有二氧化碳)，在光照下可以释放出_______光合作用释放的O2中的氧元素来自水；氧气的产生和糖类的合成不是(填“是”或“不是”)同一个化学反应鲁宾和卡门Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(2))O＋CO2→植物→___________H2O＋C18O2→植物→O2光合作用释放的氧气来自___________阿尔农在光照下，叶绿体可合成__________，且这一过程总是与__________相伴随水的光解可合成___________4.光合作用的过程（1）概念：光合作用是指绿色植物通过___________，利用___________，把___________转化成储存能量的___________，并且释放出___________的过程。（2）光合作用的过程：（3）光反应与暗反应的比较—光反应暗反应场所______________________条件需光不需要光物质变化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能量变化光能→________和__________中的活跃化学能ATP和NADPH中的活跃化学能→______中的化学能考点三光合作用原理的应用五、影响光合作用的因素1.外界因素：________________________________________。2.自身因素：____________________。3.光照强度与光合作用关系：（1）A点表示只进行__________，不进行__________。（2）AB段表示__________，随光照强度增加，光合作用不断增强（光合__________呼吸）。（3）B点表示__________，此时细胞呼吸释放的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__________，随光照强度增加，光合作用不断增强（光合__________呼吸）。（5）C点表示光__________。C点之后光照强度和二氧化碳浓度就不再是限制光合速率的主要因素。4.一天中光合速率变化曲线（1）曲线AB段表明光合作用强度随光照增强而__________。（2）对于C点光合作用强度减弱的解释是：由于中午__________过高，__________作用过大，叶片的气孔关闭，使光合作用原料之一的__________供应大量减少，以致__________反应阶段植物体内的五碳化合物不能与之结合，使_______的形成大为减少。（3）DE段光合作用强度下降的原因是__________，以致光合作用__________反应产生的__________减少，因而影响__________反应的进行。【典型真题训练】一、单选题1．（2021·湖北·高考真题）在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是（

）A．葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜B．细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白C．溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解D．叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质2．（2021·辽宁·高考真题）植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（）A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度3．（2021·北京·高考真题）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（）A．两组植株的CO2吸收速率最大值接近B．35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等C．50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能D．HT植株表现出对高温环境的适应性4．（2021·浙江·高考真题）渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体ATP含量和放氧量的影响。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0．33mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（）A．与等渗相比，低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大，光合速率大小相似B．渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大C．低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降D．破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低5．（2021·湖南·高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是（

）A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度6．（2021·广东·高考真题）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是（

）A．Rubisco存在于细胞质基质中B．激活Rubisco需要黑暗条件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2结合7．（2021·广东·高考真题）与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图a，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图b），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（）A．t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度）B．t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度）C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大8．（2020·江苏·高考真题）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是（

）A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B．研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏C．研磨时添加石英砂有助于色素提取D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散9．（2020·天津·高考真题）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（

）A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素10．（2020·浙江·高考真题）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（

）A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似二、解答题11．（2021·江苏·高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。(1)叶绿体在___上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是_____。(2)光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3），为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生______；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了___个CO2分子。(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为______中的化学能。(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养10~14d大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉