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

第4節(jié)光合作用與能量轉化高中內容高中內容光合作用與能量轉化捕獲光能的色素和結構光合作用的原理和應用綠葉中色素的提取和分離初中內容綠色植物的光合作用植物光合作用的發(fā)現光合作用和呼吸作用原理的應用植物光合作用的場所植物光合作用的實質初中相關知識回顧：光合作用（photosynthesis）是指綠色植物利用_________，把________和________合成為貯存了能量的____________，同時釋放_________的過程。____________是綠色植物進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胞中進行的。葉肉位于上表皮與下表皮之間，一般分為____________和____________?？拷媳砥さ臇艡趯蛹毎帕芯o密且整齊，細胞里含有較多的____________；靠近下表皮的海綿層細胞排列比較疏松，細胞里含有較少的葉綠體。葉綠體中含有綠色的____________，是葉片呈現綠色的主要原因。葉綠素能夠____________，為光合作用提供能量。所以，____________是綠色植物進行光合作用的場所。光是植物進行光合作用的____________，只有在一定強度的光照下，植物才能進行光合作用，制造右機物滿足白身生長發(fā)育的需要。____________只有在光下才能形成，因此，在生產字踐中，可以利用“葉綠素的形成需要光”的原理，設置無光的環(huán)境生產韭黃等蔬菜。光合作用產生____________

1864年，德國科學家薩克斯為此做過這樣的實驗：把綠葉放在暗處數小時，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____________，經過一段時間后，用____________處理葉片，結果發(fā)現遮光部分的葉片____________，而照光部分的葉片轉變成深藍色。由于當時已經證實淀粉遇碘變藍，薩克斯所做的實驗使人們認識到，綠色植物在光下能夠產生____________。

高中新知識：一、捕獲光能的色素和結構（一）色素1、種類________________________（含量約占3/4）____________（藍綠色）____________（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_________在有機溶劑無水乙醇中。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：無水乙醇：____________二氧化硅：有助于____________碳酸鈣：可防止研磨中____________過濾：單層尼龍布畫濾液細線：重復1到2次層析分離：層析液不能沒過____________，小燒杯要加蓋。（二）葉綠體雙層膜基粒雙層膜基?；|：有少量_________和_________；核糖體個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結構堆疊而成，這些囊狀結構稱為_________。每個基粒都含有兩個以上的類囊體，多的可達100個以上。____________。吸收光能的4種色素就分布在_____________________上。二、光合作用的原理和應用1、光合作用的發(fā)現的幾個實驗實驗名稱實驗條件實驗結論恩格爾曼的實驗水綿和好氧菌，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，沒有CO2）；光照離體葉綠體在適當條件下發(fā)生水的光解、產生氧氣（希爾反應）魯賓和卡門實驗同位素標記（C18O2、H218O）光合作用釋放的氧氣來源于水阿爾農葉綠體可合成ATP卡爾文循環(huán)同位素標記（14CO2）光合作用暗反應（卡爾文循環(huán)）2、光合作用的過程水的光解及合成NADPH的過程：光反應與暗反應：光反應必需有光；暗反應不需要光，但需要光反應產生的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中活躍的化學能（CH2O）中穩(wěn)定的化學能3、影響光合作用的因素________________________或____________（即，顏色）________________________________________________礦質元素）環(huán)境因素遺傳及遺傳及生理因素陽生植物與陰生植物；氣孔開放程度；葉面積指數三、化能合成作用少數種類的_________，細胞內沒有_________，不能進行_________，但是卻能利用體外環(huán)境中的某些_________氧化時所釋放的能量來制造有機物。例如，生活在土壤中的_________，能將土壤中的_________（NH3)氧化成_________（HNO2)，進而將亞硝酸氧化成_________(HNO3)。這兩個化學反應中釋放出的_________，就被硝化細菌用來將CO2和H2O合成_________。這些糖類就可以供硝化細菌維持自身的生命活動。

基本知識點10分鐘自測：（一）色素1、種類________________________（含量約占3/4）____________（藍綠色）____________（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_________在有機溶劑無水乙醇中。②分離：用_________分離。無水乙醇：____________二氧化硅：有助于____________碳酸鈣：可防止研磨中____________（二）光合作用的過程水的光解及合成NADPH的過程：光反應與暗反應：光反應必需有光；暗反應不需要光，但需要光反應產生的_________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)，進而將亞硝酸氧化成_________(HNO3)。這兩個化學反應中釋放出的_________，就被硝化細菌用來將CO2和H2O合成_________。

第5章第4節(jié)光合作用與能量轉化（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，則植物被汞污染后，體內受影響最小的生命活動是（）A．膽固醇進入細胞 B．水的光解C．協(xié)助擴散 D．主動運輸2．如圖是生物體內能量供應及利用的示意圖，下列說法錯誤的是()A．a過程一定伴隨O2的釋放，d過程不需要O2的直接參與B．a過程產生的ATP和NADPH可用于b過程中C3的還原C．a、c中合成ATP所需的能量來源不同D．c過程葡萄糖中的化學能全部轉移到ATP中3．如圖表示某真核細胞內兩種具有雙層膜的結構，有關分析錯誤的是（

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

）①中耕松土

②果蔬保鮮

③貯存種子

④汛期農田及時排水

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移栽幼苗時盡量選擇在早晨或傍晚時進行A．①③④⑤⑦ B．①②③④⑦ C．②③④⑦⑧ D．①②③④⑥⑦⑧5．下列關于生長在同一植株上綠色葉片和黃色葉片的敘述，錯誤的是（）A．兩種葉片都能吸收藍紫光B．兩種葉片均含有類胡蘿素C．兩種葉片都可呼吸產生CO2D．黃綠色葉片在光反應中不會產生ATP6．下列關于綠葉中色素的提取與分離實驗的敘述中，錯誤的是（

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

）A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D．葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的10．下列有關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主要吸收紅光和藍紫光D．葉中缺鎂元素不會影響植物的光合作用11．下列關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．秋天葉片變紅是因為葉綠素被分解，呈現出類胡蘿卜素的顏色D．可用體積分數為95%的乙醇直接提取色素12．下圖為植物體內發(fā)生的光合作用和光呼吸作用的示意圖，相關敘述正確的是（

）A．光合作用過程中CO2在葉綠體囊狀結構薄膜上被利用B．農業(yè)上，控制好大棚中O2和CO2含量有利于農作物增產C．在高O2含量的環(huán)境中，植物不能進行光合作用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。某同學利用黑藻葉片進行下列生物學實驗，其中錯誤的選項是()選項實驗目的所用試劑A觀察葉綠體蒸餾水B觀察線粒體健那綠染液C觀察質壁分離及復原0.3g/mL蔗糖溶液、清水D提取葉綠體中的色素無水乙醇、碳酸鈣、二氧化硅A．A B．B C．C D．D14．下列關于硝化細菌的敘述，錯誤的是（

）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能C．硝化細菌細胞中含有將二氧化碳和水合成有機物的一系列酶D．硝化細菌和綠色植物一樣都是自養(yǎng)型生物15．下列有關葉綠體中色素及吸收光譜的敘述，錯誤的是（

）A．類胡蘿卜素主要在藍紫光區(qū)吸收光能用于光反應中ATP的合成B．溫室或大棚種植蔬菜時，無色薄膜最有利于植物生長C．光合作用的作用光譜可用O2的釋放速率隨光波長的變化來表示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．生命科學是一門實驗科學，選擇適當的實驗材料和采用合適的方法是實驗成功的關鍵。下列實驗中，選擇材料和實驗方法都合適的是（）A．觀察葉綠體形態(tài)和分布及細胞質的流動：用高倍鏡觀察黑藻嫩葉的臨時裝片B．探究C元素在光合作用中的轉移途徑：檢測14CO2中14C在含C物質出現的順序C．觀察植物細胞的吸水和失水：用引流法改變紫色洋蔥鱗片葉外表皮的液體環(huán)境D．探究溫度對酶活性影響：觀察不同溫度條件下過氧化氫酶分解過氧化氫產生氣泡的量17．光合作用效率是指綠色植物通過光合作用制造有機物中所含有的能量與光合作用過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．適當增施磷肥、鉀肥，促進農作物莖葉生長B．根據土壤肥沃程度等情況種植適當密度的農作物C．對溫室里的農作物增施農家肥料或使用發(fā)生器D．同一塊土地由一年內只種植小麥改為小麥、玉米輪作18．關于細胞中的H2O和O2，下列說法正確的是（

）A．由葡萄糖合成糖原的過程中一定有H2O產生B．有氧呼吸第二階段一定消耗H2OC．植物細胞產生的O2只能來自光合作用D．光合作用產生的O2中的氧元素只能來自于H2O19．科學家通過實驗觀察到，正在進行光合作用的葉片突然停止光照后，短時間內會釋放出大量的CO2，這一現象被稱為“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間內吸收或釋放CO2的量，單位：μmol·m-2·S-1。下列說法錯誤的是（

）A．突然遮光，短時間內葉綠體中C3的含量會上升B．光照條件下該植物產生CO2的途徑不只有細胞呼吸C．若降低光照強度，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度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng)，實驗結果如圖。下列說法正確的是（

）A．除測定CO2吸收量外，還可通過測定O2釋放量表示光合作用強度B．A點條件下限制光合速率的主要環(huán)境因素是光強、是否施肥和土壤含水量C．根據實驗數據，農業(yè)上可在土壤含水量40%-60%條件下施肥以提高玉米產量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）隨光照強度變化的曲線圖；圖2是探究光照強度對茄子葉片光合速率的影響，將一定數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，勻速緩慢移動光源，增大光源和容器之間的距離，測定容器中CO2濃度隨時間的變化曲線?；卮鹣铝袉栴}：（1）光補償點指的是光合速率等于呼吸速率時的光照強度，從圖1中的實驗結果可知，茄子的光補償點___________（高于/低于/等于）韭菜的光補償點，在CD段限制韭菜光合速率的環(huán)境因素最可能是___________。（2）在光照強度為圖1中的B時，茄子的葉肉細胞中產生ATP的部位有___________，該光照強度下茄子的葉肉細胞光合速率___________（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系是___________，如果在B點對應的時刻突然增大光照強度，則短時間內葉綠體中C3/C5比值會___________。22．下面是某植物葉肉細胞中光合作用和細胞呼吸的物質變化示意簡圖，其中①～⑤為生理過程，a～h為物質名稱，請回答：（1）能吸收光能的物質a分布在葉綠體的_______上，光反應為暗反應提供的物質是_______。（2）②、③、④和發(fā)生的場所分別是________、____________、________________。（3）上述①～⑤過程中，能夠產生ATP的過程是_______________。(填序號）（4）較強光照下，⑤過程中e的移動方向是從____________到______________(填場所)。（5）假如白天突然中斷二氧化碳供應，則在短時間內細胞中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，大棚內的溫度應該適當__________，原因是____________________________________________________。23．2021年9月24日，《科學》刊發(fā)中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所在淀粉人工合成方面取得的重大突破性進展。該研究在國際上首次實現了二氧化碳到淀粉的從頭合成。人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質，模塊3中的反應過程與葉綠體基質內糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應功能的模塊是________________，模塊3中的乙為________________。(2)若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則短時間內乙的含量將____________（填：“增加”或“減少”）。若氣