銜接點(diǎn)15 第5章第4節(jié) 光合作用與能量轉(zhuǎn)化-2022年初升高生物無(wú)憂銜接（人教版2019）（原卷版）

第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化高中內(nèi)容高中內(nèi)容光合作用與能量轉(zhuǎn)化捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理和應(yīng)用綠葉中色素的提取和分離初中內(nèi)容綠色植物的光合作用植物光合作用的發(fā)現(xiàn)光合作用和呼吸作用原理的應(yīng)用植物光合作用的場(chǎng)所植物光合作用的實(shí)質(zhì)初中相關(guān)知識(shí)回顧：光合作用（photosynthesis）是指綠色植物利用_________，把________和________合成為貯存了能量的____________，同時(shí)釋放_(tái)________的過(guò)程。____________是綠色植物進(jìn)行光合作用的主要器官。

葉肉是葉片的主要部分，光合作用主要是在葉肉細(xì)胞中進(jìn)行的。葉肉位于上表皮與下表皮之間，一般分為_(kāi)___________和____________?？拷媳砥さ臇艡趯蛹?xì)胞排列緊密且整齊，細(xì)胞里含有較多的____________；靠近下表皮的海綿層細(xì)胞排列比較疏松，細(xì)胞里含有較少的葉綠體。葉綠體中含有綠色的____________，是葉片呈現(xiàn)綠色的主要原因。葉綠素能夠____________，為光合作用提供能量。所以，____________是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。光是植物進(jìn)行光合作用的____________，只有在一定強(qiáng)度的光照下，植物才能進(jìn)行光合作用，制造右機(jī)物滿足白身生長(zhǎng)發(fā)育的需要。____________只有在光下才能形成，因此，在生產(chǎn)字踐中，可以利用“葉綠素的形成需要光”的原理，設(shè)置無(wú)光的環(huán)境生產(chǎn)韭黃等蔬菜。光合作用產(chǎn)生____________

1864年，德國(guó)科學(xué)家薩克斯為此做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)：把綠葉放在暗處數(shù)小時(shí)，以消耗葉片中部分____________，再把葉片的一部分曝露在光下，另一部分____________，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，用____________處理葉片，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遮光部分的葉片____________，而照光部分的葉片轉(zhuǎn)變成深藍(lán)色。由于當(dāng)時(shí)已經(jīng)證實(shí)淀粉遇碘變藍(lán)，薩克斯所做的實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識(shí)到，綠色植物在光下能夠產(chǎn)生____________。

高中新知識(shí)：一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（一）色素1、種類________________________（含量約占3/4）____________（藍(lán)綠色）____________（含量約占1/4）____________（黃綠色）____________（橙黃色）____________（黃色）主要吸收____________主要吸收____________2、作用：____________、____________、____________3、綠葉中色素的提取和分離①提?。河胈___________提取。原理：綠葉中的色素能夠_________在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。②分離：用_________分離。層析液成分：由_____份在60~90℃下分餾出來(lái)的_________、2份_________和1份______混合而成原理：都能_________在層析液中，但不同的色素_________________。溶解度高的隨層析液在濾紙上____________，反之則慢。操作：研磨：無(wú)水乙醇：____________二氧化硅：有助于____________碳酸鈣：可防止研磨中____________過(guò)濾：?jiǎn)螌幽猃埐籍?huà)濾液細(xì)線：重復(fù)1到2次層析分離：層析液不能沒(méi)過(guò)____________，小燒杯要加蓋。（二）葉綠體雙層膜基粒雙層膜基?；|(zhì)：有少量_________和_________；核糖體個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為_(kāi)________。每個(gè)基粒都含有兩個(gè)以上的類囊體，多的可達(dá)100個(gè)以上。____________。吸收光能的4種色素就分布在_____________________上。二、光合作用的原理和應(yīng)用1、光合作用的發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)結(jié)論恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)水綿和好氧菌，控制光照證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧希爾反應(yīng)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H2O，沒(méi)有CO2）；光照離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣（希爾反應(yīng)）魯賓和卡門(mén)實(shí)驗(yàn)同位素標(biāo)記（C18O2、H218O）光合作用釋放的氧氣來(lái)源于水阿爾農(nóng)葉綠體可合成ATP卡爾文循環(huán)同位素標(biāo)記（14CO2）光合作用暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）2、光合作用的過(guò)程水的光解及合成NADPH的過(guò)程：光反應(yīng)與暗反應(yīng)：光反應(yīng)必需有光；暗反應(yīng)不需要光，但需要光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP與NADPH注：C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖-1，5-二磷酸(RuBP)。光合作用的總反應(yīng)式：光合作用中H光合作用中H2O中的O的去向：光合作用中CO2中的O的去向：H2OO2CO2（CH2O）、H2O光合作用的能量變化：光能光能ATP與NADPH中活躍的化學(xué)能（CH2O）中穩(wěn)定的化學(xué)能3、影響光合作用的因素________________________或____________（即，顏色）________________________________________________礦質(zhì)元素）環(huán)境因素遺傳及遺傳及生理因素陽(yáng)生植物與陰生植物；氣孔開(kāi)放程度；葉面積指數(shù)三、化能合成作用少數(shù)種類的_________，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有_________，不能進(jìn)行_________，但是卻能利用體外環(huán)境中的某些_________氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物。例如，生活在土壤中的_________，能將土壤中的_________（NH3)氧化成_________（HNO2)，進(jìn)而將亞硝酸氧化成_________(HNO3)。這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出的_________，就被硝化細(xì)菌用來(lái)將CO2和H2O合成_________。這些糖類就可以供硝化細(xì)菌維持自身的生命活動(dòng)。

基本知識(shí)點(diǎn)10分鐘自測(cè)：（一）色素1、種類________________________（含量約占3/4）____________（藍(lán)綠色）____________（含量約占1/4）____________（黃綠色）____________（橙黃色）____________（黃色）主要吸收____________主要吸收____________2、作用：____________、____________、____________3、綠葉中色素的提取和分離①提取：用____________提取。原理：綠葉中的色素能夠_________在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。②分離：用_________分離。無(wú)水乙醇：____________二氧化硅：有助于____________碳酸鈣：可防止研磨中____________（二）光合作用的過(guò)程水的光解及合成NADPH的過(guò)程：光反應(yīng)與暗反應(yīng)：光反應(yīng)必需有光；暗反應(yīng)不需要光，但需要光反應(yīng)產(chǎn)生的_________與_________注：C3是指三碳化合物——_____________________，C5是指五碳化合物——_____________________(RuBP)。光合作用的總反應(yīng)式：（三）化能合成作用生活在土壤中的_________，能將土壤中的_________（NH3)氧化成_________（HNO2)，進(jìn)而將亞硝酸氧化成_________(HNO3)。這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出的_________，就被硝化細(xì)菌用來(lái)將CO2和H2O合成_________。

第5章第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（隨堂練）第I卷（選擇題）一、單選題1．若土壤中的汞離子主要破壞生物膜上的蛋白質(zhì)，則植物被汞污染后，體內(nèi)受影響最小的生命活動(dòng)是（）A．膽固醇進(jìn)入細(xì)胞 B．水的光解C．協(xié)助擴(kuò)散 D．主動(dòng)運(yùn)輸2．如圖是生物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)過(guò)程一定伴隨O2的釋放，d過(guò)程不需要O2的直接參與B．a(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的ATP和NADPH可用于b過(guò)程中C3的還原C．a(chǎn)、c中合成ATP所需的能量來(lái)源不同D．c過(guò)程葡萄糖中的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)移到ATP中3．如圖表示某真核細(xì)胞內(nèi)兩種具有雙層膜的結(jié)構(gòu)，有關(guān)分析錯(cuò)誤的是（

）A．圖a、b中都含有少量DNA、外膜內(nèi)膜B．圖a、b都與細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換有關(guān)C．圖a、b分別代表的是線粒體、葉綠體D．含有b的細(xì)胞通常含有a，含有a的細(xì)胞一定含有b4．下列各項(xiàng)應(yīng)用中，主要利用細(xì)胞呼吸原理的是（

）①中耕松土

②果蔬保鮮

③貯存種子

④汛期農(nóng)田及時(shí)排水

⑤合理密植

⑥糖漬、鹽漬食品

⑦用透氣的消毒紗布包扎傷口

⑧移栽幼苗時(shí)盡量選擇在早晨或傍晚時(shí)進(jìn)行A．①③④⑤⑦ B．①②③④⑦ C．②③④⑦⑧ D．①②③④⑥⑦⑧5．下列關(guān)于生長(zhǎng)在同一植株上綠色葉片和黃色葉片的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．兩種葉片都能吸收藍(lán)紫光B．兩種葉片均含有類胡蘿素C．兩種葉片都可呼吸產(chǎn)生CO2D．黃綠色葉片在光反應(yīng)中不會(huì)產(chǎn)生ATP6．下列關(guān)于綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯(cuò)誤的是（

）A．加入CaCO3是為了防止色素被破壞B．加入SiO2有利于破壞葉肉細(xì)胞C．分離色素時(shí)塞緊試管口是為了防止乙醇和層析液的揮發(fā)D．濾紙條上的濾液細(xì)線中色素越少越利于色素分離7．“有收無(wú)收在于水，收多收少在于肥?！边@句農(nóng)諺形象地說(shuō)明了植物的生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程離不開(kāi)水和無(wú)機(jī)鹽，適時(shí)適量地灌溉和追施各種肥料是農(nóng)作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的保障。下列關(guān)于水和無(wú)機(jī)鹽的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．磷在維持葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上具有重要作用B．結(jié)合水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，可直接參與光合作用過(guò)程C．葉綠素含有Mg，分布在類囊體的薄膜上，可以吸收光能D．無(wú)機(jī)鹽只有溶解于水中形成離子，才能被植物的根尖吸收8．將一株質(zhì)量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中，一段時(shí)間后植株達(dá)到40g，其增加的質(zhì)量來(lái)自于A．水、礦質(zhì)元素和空氣B．光、礦質(zhì)元素和水C．水、礦質(zhì)元素和土壤D．光、礦質(zhì)元素和空氣9．植物光合作用的作用光譜是通過(guò)測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)（如O2的釋放）來(lái)繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成B．葉綠素的吸收光譜可通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來(lái)表示D．葉片在640～660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的10．下列有關(guān)綠葉中光合色素的敘述，正確的是（

）A．光合色素分布在類囊體薄膜上和液泡中B．根據(jù)色素在層析液中的溶解度大小提取色素C．葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光D．葉中缺鎂元素不會(huì)影響植物的光合作用11．下列關(guān)于綠葉中色素的敘述，正確的是（）A．捕獲光能的色素只分布在類囊體薄膜上B．類胡蘿卜素可吸收少量的紅光C．秋天葉片變紅是因?yàn)槿~綠素被分解，呈現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色D．可用體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇直接提取色素12．下圖為植物體內(nèi)發(fā)生的光合作用和光呼吸作用的示意圖，相關(guān)敘述正確的是（

）A．光合作用過(guò)程中CO2在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上被利用B．農(nóng)業(yè)上，控制好大棚中O2和CO2含量有利于農(nóng)作物增產(chǎn)C．在高O2含量的環(huán)境中，植物不能進(jìn)行光合作用D．將植物突然置于黑暗環(huán)境中，葉綠體中C5與C3間的轉(zhuǎn)化不受影響13．黑藻俗稱溫絲草、燈籠薇等，屬單子葉多年生沉水植物，葉片小而薄。某同學(xué)利用黑藻葉片進(jìn)行下列生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，其中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃迷噭〢觀察葉綠體蒸餾水B觀察線粒體健那綠染液C觀察質(zhì)壁分離及復(fù)原0.3g/mL蔗糖溶液、清水D提取葉綠體中的色素?zé)o水乙醇、碳酸鈣、二氧化硅A．A B．B C．C D．D14．下列關(guān)于硝化細(xì)菌的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．將二氧化碳和水合成糖類化合物所需能量為光能B．將二氧化碳和水合成糖類化合物所需能量為化學(xué)能C．硝化細(xì)菌細(xì)胞中含有將二氧化碳和水合成有機(jī)物的一系列酶D．硝化細(xì)菌和綠色植物一樣都是自養(yǎng)型生物15．下列有關(guān)葉綠體中色素及吸收光譜的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．類胡蘿卜素主要在藍(lán)紫光區(qū)吸收光能用于光反應(yīng)中ATP的合成B．溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，無(wú)色薄膜最有利于植物生長(zhǎng)C．光合作用的作用光譜可用O2的釋放速率隨光波長(zhǎng)的變化來(lái)表示D．葉綠素在層析液中的溶解度大于類胡蘿卜素二、多選題16．生命科學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)材料和采用合適的方法是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。下列實(shí)驗(yàn)中，選擇材料和實(shí)驗(yàn)方法都合適的是（）A．觀察葉綠體形態(tài)和分布及細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)：用高倍鏡觀察黑藻嫩葉的臨時(shí)裝片B．探究C元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑：檢測(cè)14CO2中14C在含C物質(zhì)出現(xiàn)的順序C．觀察植物細(xì)胞的吸水和失水：用引流法改變紫色洋蔥鱗片葉外表皮的液體環(huán)境D．探究溫度對(duì)酶活性影響：觀察不同溫度條件下過(guò)氧化氫酶分解過(guò)氧化氫產(chǎn)生氣泡的量17．光合作用效率是指綠色植物通過(guò)光合作用制造有機(jī)物中所含有的能量與光合作用過(guò)程中吸收的光能的比值。下列作物種植方式可以提高光合作用效率的是（

）A．適當(dāng)增施磷肥、鉀肥，促進(jìn)農(nóng)作物莖葉生長(zhǎng)B．根據(jù)土壤肥沃程度等情況種植適當(dāng)密度的農(nóng)作物C．對(duì)溫室里的農(nóng)作物增施農(nóng)家肥料或使用發(fā)生器D．同一塊土地由一年內(nèi)只種植小麥改為小麥、玉米輪作18．關(guān)于細(xì)胞中的H2O和O2，下列說(shuō)法正確的是（

）A．由葡萄糖合成糖原的過(guò)程中一定有H2O產(chǎn)生B．有氧呼吸第二階段一定消耗H2OC．植物細(xì)胞產(chǎn)生的O2只能來(lái)自光合作用D．光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素只能來(lái)自于H2O19．科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到，正在進(jìn)行光合作用的葉片突然停止光照后，短時(shí)間內(nèi)會(huì)釋放出大量的CO2，這一現(xiàn)象被稱為“CO2的猝發(fā)”。下圖為適宜條件下某植物葉片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2釋放速率隨時(shí)間變化的曲線，圖中CO2吸收或釋放速率是指單位面積葉片在單位時(shí)間內(nèi)吸收或釋放CO2的量，單位：μmol·m-2·S-1。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．突然遮光，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3的含量會(huì)上升B．光照條件下該植物產(chǎn)生CO2的途徑不只有細(xì)胞呼吸C．若降低光照強(qiáng)度，則圖形A、B的面積均變小D．該植物在光照條件下葉綠體固定CO2的速率為10μmol·m-2·S-120．為探究影響光合作用強(qiáng)度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。下列說(shuō)法正確的是（

）A．除測(cè)定CO2吸收量外，還可通過(guò)測(cè)定O2釋放量表示光合作用強(qiáng)度B．A點(diǎn)條件下限制光合速率的主要環(huán)境因素是光強(qiáng)、是否施肥和土壤含水量C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)上可在土壤含水量40%-60%條件下施肥以提高玉米產(chǎn)量D．從光合作用面積的角度考慮，還可采取合理密植以提高玉米的光能利用率第II卷（非選擇題）三、綜合題21．圖1為茄子和韭菜在溫度、水分均適宜的條件下，光合速率與呼吸速率的比值（P/R）隨光照強(qiáng)度變化的曲線圖；圖2是探究光照強(qiáng)度對(duì)茄子葉片光合速率的影響，將一定數(shù)量的茄子幼苗放在裝有培養(yǎng)液的密閉容器中以白熾燈為光源，勻速緩慢移動(dòng)光源，增大光源和容器之間的距離，測(cè)定容器中CO2濃度隨時(shí)間的變化曲線?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）光補(bǔ)償點(diǎn)指的是光合速率等于呼吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度，從圖1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，茄子的光補(bǔ)償點(diǎn)___________（高于/低于/等于）韭菜的光補(bǔ)償點(diǎn)，在CD段限制韭菜光合速率的環(huán)境因素最可能是___________。（2）在光照強(qiáng)度為圖1中的B時(shí)，茄子的葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的部位有___________，該光照強(qiáng)度下茄子的葉肉細(xì)胞光合速率___________（大于/小于/等于）其呼吸速率。（3）圖2中的BC段光合速率和呼吸速率的關(guān)系是___________，如果在B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻突然增大光照強(qiáng)度，則短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3/C5比值會(huì)___________。22．下面是某植物葉肉細(xì)胞中光合作用和細(xì)胞呼吸的物質(zhì)變化示意簡(jiǎn)圖，其中①～⑤為生理過(guò)程，a～h為物質(zhì)名稱，請(qǐng)回答：（1）能吸收光能的物質(zhì)a分布在葉綠體的_______上，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是_______。（2）②、③、④和發(fā)生的場(chǎng)所分別是________、____________、________________。（3）上述①～⑤過(guò)程中，能夠產(chǎn)生ATP的過(guò)程是_______________。(填序號(hào)）（4）較強(qiáng)光照下，⑤過(guò)程中e的移動(dòng)方向是從____________到______________(填場(chǎng)所)。（5）假如白天突然中斷二氧化碳供應(yīng)，則在短時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中C3和C5量的變化分別是_________、_____________。（6）溫室大棚作物如果遇到陰雨天，為避免減產(chǎn)，大棚內(nèi)的溫度應(yīng)該適當(dāng)__________，原因是____________________________________________________。23．2021年9月24日，《科學(xué)》刊發(fā)中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所在淀粉人工合成方面取得的重大突破性進(jìn)展。該研究在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成。人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽(yáng)能合成糖類，相關(guān)裝置及過(guò)程如下圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過(guò)程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過(guò)程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是________________，模塊3中的乙為_(kāi)_______________。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將____________（填：“增加”或“減少”）。若氣