第5章 第4节 光合作用与能量转化-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中生物必修1同步课件 (人教版 多选)

生物学 必修1 RJ 多选题模式 1 4 第4节 光合作用与能量转化 2 1 课时1 捕获光能的色素和结构 刷基础 3 1.[山东聊城2024高一上期中] 关于绿叶中色素的提取和分离实验，叙述正确的是( ) C A.用洋葱鳞片叶进行实验效果较好 B.无水乙醇只能溶解叶绿素，不能溶解其他色素 C.画滤液细线应做到细、齐、直，并重复多次以增加色素含量 D.可使用圆珠笔在滤纸条上划线，确定色素扩散的起始位置 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 4 解析 洋葱鳞片叶中含有的色素较少，用洋葱鳞片叶进行实验效果较差，A错误；叶绿体中的色 素如叶绿素、类胡萝卜素等都能溶解在无水乙醇中，B错误；画滤液细线时应做到细、齐、直， 并重复多次以增加色素含量，这样滤纸条上的色素条带明显，效果好，C正确；圆珠笔中的色素 可溶解到层析液中，会对实验结果造成干扰，应使用铅笔在滤纸条上划线确定色素扩散的起始位 置，D错误。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 5 方法总结 绿叶中色素的提取和分离实验 提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、二氧化硅（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被 破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液扩散的 速度也不同；最后的结果是形成四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素 （黄色）、叶绿素（蓝绿色）、叶绿素 （黄绿色）。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 6 2.（多选题）[河北石家庄二中2024高一上期末] 如图 为某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的装置， 下列叙述正确的是( ) ABD A.研磨时加入 可以防止色素被破坏 B.应向培养皿中倒入层析液 C.应将滤液点在处，而不能点在 处 D.实验结果应是四个不同颜色、不同宽度的同心圆 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 7 解析 研磨时细胞破裂，细胞中的酸性物质会破坏色素，加入 可以中和酸性物质，防止色 素被破坏，A正确；应向培养皿中倒入层析液，使层析液沿着灯芯到达滤纸中心并沿滤纸扩散， 从而使色素分离，B正确；实验中应用毛细吸管将滤液点在 处，C错误；实验结果应是形成四个 不同颜色、不同宽度的同心圆，从外向内依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素、叶绿素 ，D正确。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 8 3.如图为某学生用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时所得 的结果。下列有关这一结果的原因，最可能的是( ) B A.菠菜叶片细胞中光合色素含量少 B.研磨时没有加入碳酸钙 C.④代表的光合色素呈黄绿色 D.研磨时没有加入二氧化硅 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 9 解析 分析题图可知，①为叶绿素，②为叶绿素，③为叶黄素，④为胡萝卜素；叶绿素 和叶绿 素 含量偏少。由题干可知，某学生是用新鲜菠菜叶进行实验的，所以实验结果不是由菠菜叶片 细胞中光合色素含量少引起的，A不符合题意；研磨时没有加入碳酸钙会导致叶绿素被破坏，提 取的叶绿素少，B符合题意；④代表的是胡萝卜素，呈橙黄色，C不符合题意；加入二氧化硅有助 于研磨充分，没有加入二氧化硅会导致提取的各种色素都少，而图中只有叶绿素相对含量较少， D不符合题意。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 10 4.[江苏南通2024高一上统考] 进行探究实验是获得生物学知识的一种有效方法。某中学兴趣小组 进行了“绿叶中色素的提取和分离”实验，图中①～④表示用新鲜菠菜叶进行实验的几个主要操 作步骤，请回答下列问题： （1）图中，实验操作步骤的先后顺序是__________。②中加入的物质有_____________________ _______。 ②④①③ 无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙 解析 据图分析，①为画滤液细线，②为提取色素，③为分离色素，④为过滤。实验操作步骤的 先后顺序是②④①③。②提取色素时需要加入无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 11 （2）试剂 的颜色是______。图①操作中，为了增加色素量，正确操作是____________________ ________________________。 无色 重复多次画线（或线滤液干后，重画一到两次） 解析 试剂 是无色的层析液。图①操作中，为了增加色素量可以在画线滤液干后，再重画一到两次。 （3）步骤③中，滤纸条上出现四条色素带，其中最宽的一条色素带中的色素是_________。 叶绿素 解析 步骤③得到的滤纸条上最宽的一条色素带中的色素是叶绿素 。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 12 （4）由于各组操作不同，出现了如图四种不同的层析结果。正确操作得到的理想结果应是图____。 乙 甲 乙 丙 丁 解析 纸层析法得到的四种色素，距离点样处最远的是胡萝卜素，含量最少，往下依次是含量较 少的叶黄素、含量最多的叶绿素、含量较多的叶绿素 。故正确操作得到的理想结果应为图乙。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 13 （5）当改变层析液的组成成分进行分离时，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带，用乙醚溶解 色素带的色素，浓缩后用分析仪检测，可以通过分析色素溶液的__________来判断色素的种类。 吸收光谱 解析 不同的色素吸收不同波长的光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫 光。所以通过分析色素溶液的吸收光谱可判断色素种类。 （6）若将实验中的滤纸条换成圆形滤纸，层析结果会得到近似同心环的四个色素圈，排列在最 外侧的色素带的颜色是________，主要吸收的光是________。 橙黄色 蓝紫光 解析 若将实验中的滤纸条换成圆形滤纸，层析结果会得到近似同心环的四个色素圈，排列在最 外侧的色素带是胡萝卜素，颜色是橙黄色，主要吸收蓝紫光。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 14 （7）如果想探究菠菜生长过程中色素含量和种类的变化，实验设计的主要思路是_____________ ______________________________________________________________________。 选取不同生长时期的菠菜叶片，提取和分离里面的色素，比较色素的含量和种类的变化情况 解析 如果想探究菠菜生长过程中色素含量和种类的变化，实验的自变量是菠菜的生长时期，因 变量是色素种类和含量，因此可以选取不同生长时期菠菜的叶片，提取和分离里面的色素，比较 色素含量和种类的变化情况。 题型1 绿叶中色素的提取和分离实验 15 5.[山东临沂2024高一上月考] 植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体 中色素的叙述，错误的是( ) C A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素 B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体的类囊体薄膜上 C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色，是由于叶绿素合成受阻 题型2 捕获光能的色素 16 解析 构成叶绿素分子的元素有C、、、、 ，即氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要 元素，A正确；叶绿素和类胡萝卜素是叶绿体中的色素，分布在类囊体薄膜上，B正确；一般情况 下，植物光合作用所利用的光都是可见光，叶绿体色素几乎不吸收红外光和紫外光，C错误；叶 绿素的合成需要光照，黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是叶绿素合成受阻引起的，D正确。 题型2 捕获光能的色素 17 6.（多选题）[山西太原2024高一上期末] 叶绿素是由谷氨酸 基为 分子经过一系列反应，在光照条件下合成的。叶绿素 的分子结构如图所示，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。 下列分析正确的是( ) BCD A.叶绿素 分子与谷氨酸分子的元素组成相同 B.植物缺乏叶绿素 会导致生长缓慢 C.尾部对于叶绿素 分子在膜上的固定起重要作用 D.可利用光合色素在层析液中的溶解度不同分离叶绿素 题型2 捕获光能的色素 18 解析 叶绿素分子中含有，谷氨酸分子中没有，A错误；叶绿素 是光合作用的重要色素， 若植物缺乏叶绿素会导致光合作用合成有机物减少，植物生长缓慢，B正确；叶绿素 分子的尾 部是亲脂性的，而磷脂双分子层构成膜的基本支架，所以尾部对于叶绿素 分子在膜上的固定起 重要作用，C正确；不同色素在层析液中溶解度不同，在滤纸条上随层析液扩散的速度不同，从 而分离，D正确。 题型2 捕获光能的色素 19 7.[四川宜宾2024高一上期末] 叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体的叙述，正确 的是( ) C A.吸收光能的色素分布在内膜上 B.类囊体膜与其他膜结构不同，不属于生物膜 C.基质中含有多种与光合作用有关的酶 D.内膜和外膜上所含蛋白质的种类相同 题型3 叶绿体的结构适于进行光合作用 20 解析 吸收光能的四种色素分布在类囊体的薄膜上，A错误；细胞生物膜系统包括细胞膜、核膜 以及细胞器膜，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，叶绿体的外膜、内膜和类囊体薄膜都属 于叶绿体的膜结构，都属于生物膜，B错误；叶绿体的类囊体和基质中含有多种进行光合作用所 必需的酶，其中类囊体上含有光反应需要的酶，叶绿体基质中含有暗反应需要的酶，C正确；叶 绿体由双层膜组成，内膜和外膜的功能不同，因此所含蛋白质的种类不完全相同，D错误。 题型3 叶绿体的结构适于进行光合作用 21 8. 科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现需氧细菌大量聚集在如图 所示区域。以下分析正确的是( ) B A.实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了设置自变量 B.本实验不同波长的光束照射的区域形成对比实验 C.本实验证明叶绿体吸收并释放 D.本实验的结果可以证明水绵叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素和叶绿素 主要吸收蓝紫光和红光 题型3 叶绿体的结构适于进行光合作用 22 教材变式 本题是教材P100“思考讨论”的变式题。教材中以恩格尔曼的两个实验为基础，讨论 其实验设计的巧妙性和叶绿体的功能等；本题以恩格尔曼第二个实验为情境，以选择题的形式考 查对该实验的分析，考查方向明确，有利于学生掌握该实验的重点，更好地理解该实验。 题型3 叶绿体的结构适于进行光合作用 23 解析 实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了排除无关变量的影响，空气中含有 氧气，需要隔绝，放在黑暗中是为了排除其他光源的影响，A错误；该实验中，透过三棱镜形成 的不同波长的光束照射的区域形成对比实验，B正确；该实验可证明光合作用产生了 ，光合作 用的场所是叶绿体，但没有证明叶绿体吸收 ，C错误；该实验的结果可以证明水绵光合作用 主要吸收红光和蓝紫光，不能说明各种色素具体吸收什么光，D错误。 题型3 叶绿体的结构适于进行光合作用 24 方法总结 恩格尔曼的实验 恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境里，用极细的光束照射水绵。 显微镜观察发现，需氧细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中；而将装置放在光下，细菌则分布 在叶绿体所有受光部位。恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体吸收光能用于光合作用放氧。 题型3 叶绿体的结构适于进行光合作用 25 易错点 混淆提取和分离色素的原理 9.[河北邢台名校2023高一上期末] 某同学用绿色菠菜叶和黄化菠菜叶进行了光合色素的 提取和分离实验，实验操作过程相同，分别得到滤纸条甲和乙，如图所示。下列叙述正 确的是( ) B A.分离色素利用了光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇的原理 B.滤纸条甲与乙上的色素带不会随着层析液的挥发而消失 C.滤液细线若触及层析液的液面将得到宽度变窄的色素带 D.滤纸条乙缺少2条色素带的原因是未加碳酸钙 26 解析 提取色素利用了光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇的原理，分离色素利用了不同色素在层 析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速率不同的原理，A错误；色素吸附在滤纸条上，滤 纸条甲与乙上的色素带不会随着层析液的挥发而消失，B正确；滤液细线若触及层析液的液面将 溶解在层析液中，导致得不到色素带，C错误；滤纸条乙缺少2条色素带，分别是叶绿素 和叶绿 素 ，是因为乙的材料是黄化菠菜叶，材料本身缺少叶绿素，D错误。 27 易错警示 要审清楚试题要求是“提取色素”还是“分离色素”，两者原理不同。 ①提取色素的原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素； ②分离色素的原理：不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸条上 扩散得快，溶解度低的色素在滤纸条上扩散得慢。这样，绿叶中的色素会随着层析液在滤纸上扩 散而分开。 28 1 课时1 捕获光能的色素和结构 刷提升 29 1.[北京十二中2024高一上月考] 秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是由花青素含量增多而叶 绿素含量降低所致。实验小组对此进行了实验验证：用有机溶剂提取叶片中的色素，用层析液进 行分离，结果滤纸条上出现四条色素带，靠近层析液的两条色素带非常窄，下列有关推断不合理 的是( ) A A.变窄的是叶黄素和叶绿素 B.低温条件下叶绿素容易被破坏 C.滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素为水溶性色素 D.叶绿素易溶于无水乙醇 30 信息提取 31 解析 滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素为水溶性色素，不溶于无水乙醇，所以无法提取 到花青素，C正确；提取叶绿素的原理是叶绿素易溶于有机溶剂（无水乙醇）中，D正确。 32 2.（多选题）[陕西渭南2024高一上竞赛] 为研究强光照对移栽幼苗光合 色素的影响，某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下移栽幼苗 叶绿体色素，用层析液进行分离。如图为滤纸条层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。下列叙述错误的是( ) CD A.强光照下的幼苗相比正常光照下绿色较浅 B.强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成 C.四种色素在层析液中溶解度大小为胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 叶 绿素 D.如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为黄色 33 解析 分析题图可知，色素条带从上到下溶解度逐渐降低，对应的色素依次为Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶 黄素、Ⅲ叶绿素、Ⅳ叶绿素 。色素带的宽窄与色素含量呈正相关，对比正常光照和强光照下的 四条色素带宽度可知，强光照下叶绿素条带变窄，而类胡萝卜素条带变宽，说明强光照可能抑制 叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，所以强光照下的幼苗相比正常光照下绿色较浅，A、B正 确；溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，根据色素在滤纸条上的位置可知，四种色素在 层析液中溶解度大小是胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 叶绿素 ，C错误；如果采用圆形滤纸法 分离色素，最外一圈色素应该是胡萝卜素，颜色为橙黄色，D错误。 34 方法总结 滤纸条上色素带宽度过窄或颜色过浅的原因分析 （1）未加二氧化硅或加入过少，研磨不充分。 （2）使用放置数天的菠菜叶，滤液中提取到的色素（叶绿素）太少。 （3）一次加入大量的无水乙醇，导致提取液中色素浓度太低（正确做法应为分次加入少量无水 乙醇）。 （4）未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 （5）画滤液细线时画线次数太少。 35 3.[江西抚州一中2023高一上月考] 高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素 和叶绿素之间可以相互转化。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素与叶绿素 的比值会降低， 以适应环境。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述正确的是( ) D A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上 B.利用纸层析法分离色素时，③应位于滤纸条的最下端 C.植物叶片呈现绿色是由于②③主要吸收绿光 D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用 36 解析 图中②（叶绿素）、③（叶绿素 ）主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；利用纸 层析法分离色素时，②（叶绿素 ）应位于滤纸条的最下端，B错误；植物叶片呈现绿色是由于叶 绿体色素吸收绿光最少，反射绿光最多，C错误；由题干信息“在适当遮光条件下，叶绿素 与叶 绿素的比值会降低，以适应环境”可知，弱光下②（叶绿素 ）的相对含量增高，有利于植物对 弱光的利用，D正确。 37 方法总结 叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜（基粒）上。植物叶片呈现绿色是由于叶 绿体色素吸收绿光最少，反射绿光最多。 38 4.[河南许昌2024高一上联考] 为研究城市环境污染与某植物生命活动的关系，研究者测定了不同 污染程度下该植物叶片光合色素的含量，将获得的数据进行处理，得到下面的柱状图。请分析回 答下列问题： 39 （1）叶绿体内部类囊体的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素，还有许多进行光合 作用所必需的____。 酶 解析 叶绿体是绿色植物光合作用的主要场所，叶绿体内部类囊体的巨大膜表面上，不仅分布着 许多吸收光能的色素，还有许多光合作用所必需的酶。 （2）据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素含量______，其中叶绿素 含量变化的比例______ （填“大于”“小于”或“等于”）叶绿素 。 降低 大于 解析 据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素、叶绿素 的含量都逐渐下降，叶绿素的含量逐渐 降低，而叶绿素与叶绿素的比值是增加的，所以叶绿素含量变化的比例大于叶绿素 。 （3）叶绿体内有众多的________堆积成______，极大地扩展了受光面积。 类囊体 基粒 解析 叶绿体内有众多的类囊体堆积成基粒，广阔的类囊体膜极大地扩展了受光面积。 40 2 课时2 光合作用的原理和应用 刷基础 41 1.下列关于探索光合作用原理的部分实验，描述正确的是( ) C A.卡尔文的实验中，向小球藻提供，光照一段时间，先于 出现 B.希尔反应表明植物的光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水 C.阿尔农在光照下进行实验，发现水的光解过程伴随着 的合成 D.鲁宾和卡门利用的同位素同时标记和水，证明光合作用释放的 来自水 题型1 光合作用的探索历程中的相关实验 42 解析 向小球藻提供，光照一段时间，暗反应中先进行的固定，生成 ，再进行 的还原，而后生成，故先于 出现，A错误；希尔反应是指离体叶绿体在适当条件 下发生水的光解、产生氧气的化学反应，不能表明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自 水，B错误；阿尔农通过实验证实了叶绿体合成 的过程总是与水的光解相伴随，该实验需要 在光照下进行，C正确；鲁宾和卡门利用的同位素分别标记 和水，证明光合作用释放 的 来自水，D错误。 题型1 光合作用的探索历程中的相关实验 43 易错警示 离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应。希尔反 应的结果能说明水的光解产生氧气，但不能说明植物光合作用所产生的氧气中的氧元素全部来自 水。鲁宾和卡门的实验才证明了植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水。 题型1 光合作用的探索历程中的相关实验 44 2.（多选题）[河北保定2024高一上期中] 生物实验中经常用到定性分析和定量分析，前者是对研 究对象“质”的分析，分析其性质、特点、发展变化规律等；后者是对研究对象“量”的分析， 确定其性质、组成和影响因素之间的数量关系等。下列有关探究光合作用的实验表述正确的是 ( ) BCD A.“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析有光和无光条件下光合作用速率的不同 B.“光合作用的探究历程”中的实验主要是定性分析实验，以探究光合作用的条件、原料和产物等 C.“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析实验条件 D.“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用 释放量作为观测指标 题型1 光合作用的探索历程中的相关实验 45 解析 探究光照强度对光合作用的影响，自变量是光照强度，因变量为光合作用速率等，应定量 分析不同光照强度下光合作用速率的不同，A错误；光合作用的探究历程中的实验，目的是确定 光合作用的条件、原料、产物、场所等，属于定性分析实验，B正确；探究光合作用的最适温度， 需要先做预实验，确定适宜的温度范围，即先设计一系列温度梯度比较大的实验，属于定量分析 实验，C正确；探究环境因素对光合作用的影响，自变量是不同的环境因素（光照强度、光质、 浓度、温度等），因变量是光合作用速率，单位时间内的 释放量代表净光合速率，可以代 表特定条件下光合速率的大小，D正确。 题型1 光合作用的探索历程中的相关实验 46 方法总结（1）定性分析是对研究对象进行“质”的分析。包括根据分析者的直觉、经验和分析 对象的历史及最新信息，对分析对象的性质、特点、发展变化规律作出判断的方法。（2）定量 分析是运用物理、化学、数学及统计学等方法将研究对象的相关属性、特征、成分等观察结果进 行数量形式的分析。 题型1 光合作用的探索历程中的相关实验 47 3.[浙江宁波余姚中学2024高一上期中] 卡尔文用标记的 ，供小球藻进行光合作用，然后 追踪放射性 的去向，最终阐明了光合作用中碳的转变路径，即卡尔文循环。下列说法正确的 是( ) C A.光反应需要光但不需要酶，暗反应不需要光但需要多种酶 B. 是卡尔文循环的产物之一 C.光反应将光能转化成活跃的化学能，暗反应将化学能储存在有机物中 D.1轮卡尔文循环合成2分子，植物合成一分子蔗糖 要进行2轮卡尔文循环 题型2 光合作用的具体过程 48 解析 光反应也需要酶，如的合成需要合成酶，A错误；在卡尔文循环中 为相关反应 提供能量，由光反应阶段产生，B错误；光反应将光能转化成活跃的化学能，储存在 和 中，暗反应将化学能储存在有机物中，C正确；1轮卡尔文循环只能固定一个 分子，则 植物合成一分子蔗糖 要进行12轮卡尔文循环，D错误。 题型2 光合作用的具体过程 49 4. 根据如图所示光合作用图解判断，下列说法正确的是( ) C A.⑤过程发生于叶绿体基质中 B.⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 C.图中①～④依次为、、 、 D.②不仅用于的还原，还可促进③与 的结合 题型2 光合作用的具体过程 50 教材变式 本题是教材P106“概念检测” 的变式题。教材中题目以填图的形式考查光合作用过 程中物质的变化，较基础；本题以选择题形式综合考查对光合作用过程中物质变化、场所、光反 应与暗反应的关系等，考查难度略有增加。 题型2 光合作用的具体过程 51 解析 分析题图可知，⑤是光反应阶段，发生于叶绿体类囊体薄膜上，A错误；⑥为暗反应阶段， 发生于叶绿体基质中，B错误；据图分析可知，①是，②是，③是，④是 ， C正确；②是，是光反应的产物，为的还原提供能量，与结合形成 不消耗能量，D 错误。 题型2 光合作用的具体过程 52 5.[安徽阜阳2024高一上期末] “农谚”是劳动人民农业生产智慧的结晶和经验的总结，其中蕴含 着很多生物学原理。下列关于“农谚”的分析错误的是( ) D A.“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”指适当提高昼夜温差，有利于有机物积累，增加产量 B.“稻田水多是糖浆，麦田水多是砒霜”指不同植物对水分的需求不同，合理灌溉有助于增加产量 C.“不稀不稠，一拃（约 ）出头”指通过合理密植可提高光能利用率，增加产量 D.“锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产”指农家肥可被植物直接吸收和利用，减少生产成本和污染 题型3 影响光合作用的因素 53 解析 “白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”的增产措施主要是白天适当升高温度，夜间适当降 低温度，即适当提高昼夜温差有利于有机物积累，从而提高作物产量，A正确；“稻田水多是糖 浆，麦田水多是砒霜”指不同植物对水分的需求不同，合理灌溉有助于增加产量，B正确；“不 稀不稠，一拃出头”说明合理密植是增加作物总产量的有效途径，合理密植可以扩大叶面积，提 高光能利用率，使光合产物增加，产量上升，C正确；“锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产”指 农作物需要从土壤中吸收无机盐，农家肥中的有机物通过微生物的分解作用变成无机盐后能被植 物吸收和利用，D错误。 题型3 影响光合作用的因素 54 方法总结 在提高大棚作物产量的过程中，可以适当增大昼夜温差，以降低夜间有机物的消耗； 或白天的时候适当增加光照强度、延长光照时间、增加室内 浓度等，以提高有机物的产生， 从而增加有机物的积累，提高产量。 题型3 影响光合作用的因素 55 6.[山东临沂2024高一上期中] 如图为某植物的光合作用受光照强度、 浓度等环境因素的影响曲线。下列叙述错误的是( ) C A.点条件下的合成速率大于 点 B.当达到稳定状态时，点条件下的含量较 点高 C.该植物在浓度为 时具有更高的光补偿点 D. 段光合作用的主要限制因素有光照强度 题型3 影响光合作用的因素 56 解析 、两点的浓度相同，点光照强度大于点，故光反应强度大于点，因此 的 合成速率大于点，A正确；点和点的光照强度相同，光反应强度相同，但点光合速率大于 点，说明点浓度大于大气浓度，故点暗反应强度大于点，的含量大于 点，B正确； 图中纵轴表示的是总光合速率，光补偿点是指植物光合速率和呼吸速率相等时的光照强度，由于 浓度为时大于大气浓度，光合作用速率较高，推测该植物在浓度为 时可能具有更 低的光补偿点，C错误；段光合速率随光照强度的增加而增加，说明 段光合作用的主要限制 因素有光照强度，D正确。 题型3 影响光合作用的因素 57 7.（多选题）[广东深圳2024高一上调研] 某绿色植物的光合速率与叶 片温度、 浓度的关系如下图。下列分析错误的是( ) AD A.光合速率随温度升高而升高 B.适当升高 浓度可提高光合作用的最适温度 C.浓度为 时，温度对光合速率影响较小 D.时，可通过升高 浓度来不断提高光合速率 题型3 影响光合作用的因素 58 解析 当 浓度一定时，光合速率会先随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达 到最高值，后随温度的升高而减小，A错误。当浓度为 时，光合作用最适温度为 左右；当浓度为时，光合作用最适温度为左右；当 浓度为 时，光合作用最适温度接近，表明在一定范围内， 浓度的升高会使光合作 用最适温度升高，B正确。分析题图可知，当浓度为 时，光合速率随温度的升高 改变程度不大，而浓度为其他数值时，光合速率随温度的升高变化程度较大，表明 浓度 为时，温度对光合速率影响小，C正确。分析题图可知，条件下，适当提高 浓度，光合速率提高，但光合速率不会随 浓度的升高持续提高，D错误。 题型3 影响光合作用的因素 59 8.[四川绵阳2024高一上期末] 硝化细菌细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是却能利用体 外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。硝化细菌合成糖类的原料是( ) A A.和 B. C. D.葡萄糖 题型4 化能合成作用 60 解析 硝化细菌合成糖类的原料为含碳、氢、氧的无机物，和 不含碳，葡萄糖为有机物， 故硝化细菌合成有机物的原料为和 ，A正确。 题型4 化能合成作用 61 9.[河北沧州任丘一中2024高一上月考] 下列有关化能合成作用的叙述，正确的是( ) C A.硝化细菌能将氨和水合成糖类 B.化能合成作用利用的是有机物中的化学能 C.进行化能合成作用的生物属于自养生物，能将无机物变成有机物 D.化能合成作用和光合作用合成有机物的能量来源相同 题型4 化能合成作用 62 解析 硝化细菌能将二氧化碳和水合成糖类，A错误；进行化能合成作用的生物利用无机物氧化 时释放的能量，如硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸，同时释放能量， 并利用这些能量合成有机物，B错误；进行化能合成作用的生物能自己制造有机物，属于自养生 物，C正确；化能合成作用利用无机物氧化时释放的能量，光合作用利用光能，二者合成有机物 的能量来源不同，D错误。 题型4 化能合成作用 63 方法总结 化能合成作用 化能合成作用是利用体外环境中无机物氧化产生的化学能，将无机物和 合成有机物的过 程。如硝化细菌，其新陈代谢类型为化能自养型。 题型4 化能合成作用 64 易错点 混淆条件突变后光合作用中物质的变化规律 10.[吉林辽源2024高一上期末] 如图是在植物叶肉细胞中进行的部分生理过程及相关物质变化示 意图，其中A和B为生理过程。请回答： 65 （1）图中能够产生的过程是___（填字母）；B过程中突然减少的供应， 的含量短时间 内将______（填“上升”“下降”或“不变”）。黑暗条件下，能产生 的场所是___________ __________。 A 上升 细胞质基质、线粒体 解析 分析题图可知，A为光合作用的光反应阶段，B为光合作用的暗反应阶段，能够产生 的 过程是A。B过程中突然减少的供应，则的消耗减少，但还原及生成暂时不变，所以 含量短时间内将上升。黑暗条件下，植物不进行光合作用，只有细胞呼吸可以产生 ，场所是 细胞质基质、线粒体。 66 （2）过程A发生的场所是__________________，过程A为过程B提供的物质有______________。 叶绿体类囊体薄膜 和 解析 过程A为光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上；过程A的产物有 、 、，其中、可以用于暗反应（B过程）中 的还原。 （3）假如突然遮光，叶绿体中首先积累起来的物质是____（填“”或“ ”）。 解析 植物突然被遮光，则光反应产生的和减少，的还原减慢，而生成 的过程 暂时不变，因此叶绿体中首先积累起来的物质是 。 67 2 课时2 光合作用的原理和应用 刷提升 68 1.[福建龙岩一中2023高一上开学考] 将天竺葵放在暗处 后，选取两片大小相近、生长状况一 致的叶片A和B，装置如下图（塑料袋封口密闭，氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳），移到光下 ，然后取下叶片A和B，脱色处理后，用碘液检测。下列相关叙述错误的是( ) D A.放在暗处 是为了消耗叶片中原有的淀粉 B.叶片A的作用是作为叶片B的对照 C.实验变量是袋内的气体中有无二氧化碳 D.实验结果是叶片B变蓝而叶片A不变蓝 69 解析 实验中的天竺葵叶片里面储存了丰富的有机物（如淀粉），所以需将实验装置放在黑暗处 ，把叶片内原有的淀粉消耗，以排除其对实验的干扰，A正确。对照实验一般有实验组和对 照组，实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组是不接受实验变量处理的对象组；本实验中 A袋中的叶片（清水组）是没有经过变量处理的一组，作用是作为B袋中叶片（氢氧化钠处理组） 的对照，B正确。由A、B两袋中的液体可知，A、B两袋的实验变量是袋中气体有无二氧化碳，C 正确。叶片B因缺少二氧化碳，不能进行光合作用产生淀粉，脱色处理后，滴加碘液不变蓝色； 而叶片A可以进行光合作用产生淀粉，脱色处理后，滴加碘液变蓝色，D错误。 70 2.[云南师大附中2024高一上月考] 科研小组在含离体叶绿体的悬浮 液中加入 等物质，发现光照下离体叶绿体可以释放出氧气。 图为叶绿体的部分结构示意图，下列相关叙述正确的是( ) D 注：Ⅱ和 Ⅰ是由蛋白质和光合色素组成的复合物 A.图中 不能为暗反应提供能量 B.图中复合物Ⅱ和 Ⅰ位于叶绿体内膜上 C.图中的物质变化和能量转化是一个完整的光反应过程 D.图中水的光解过程在无 的条件下也能进行 71 解析 和均能为暗反应提供能量，A错误；Ⅱ和 Ⅰ参与光合作用光反应，位于叶 绿体的类囊体薄膜上，B错误；完整的光反应过程除图示反应外，还包括 的合成，C错误；水 的光解过程不需要 的参与，D正确。 72 3.[浙江绍兴2024高一上月考] 蓝色染料2,二氯酚靛酚简称 ，与还原剂混合后变成无色。 科研人员从青菜叶肉细胞的叶绿体中分离出类囊体，与 混合，条件适宜时，发现蓝色溶液变 成无色，并有气体放出。下列与此实验相关的说法，正确的是( ) C A.该实验说明光合作用是在叶绿体中进行的，且光合作用过程可以不合成有机物 B.该实验说明光合作用的光反应和暗反应分别在叶绿体类囊体和基质中进行 C.该实验说明光反应可能在叶绿体类囊体上完成，但无法判断放出的气体是氧气 D.要使该实验成功，需要合适的光照条件保证类囊体上能够产生 73 解析 根据题干可知，2， 二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色，说明条件适 宜时，叶绿体的类囊体上产生了还原性物质和气体，可推测光合作用的光反应阶段可能在叶绿体 的类囊体上进行，但是无法判断该气体为氧气，C正确。据该实验无法确定光合作用能否产生有 机物，也无法确定光合作用中暗反应阶段发生的场所，A、B错误。在合适的光照下，叶绿体类囊 体薄膜上产生的物质为 ，D错误。 74 4.（多选题）如图为研究 溶液对光合作用速率影响的实验。下列说法正确的是( ) ABD A.将装置放在光下，毛细刻度管内的红色液滴向左移动 B.将装置置于暗室中，一段时间后检查红色液滴是否移动及 移动方向，可以证明光是光合作用的必要条件 C.伊乐藻光合作用消耗的与释放的 量相等，因此红色液 滴不移动 D.为使实验更具说服力，甲中也应放置等量相同的伊乐藻 75 解析 将图示装置放在光下，由于乙中存在，可以使 浓度基本不变，而伊乐藻光合作 用会释放氧气，使乙侧气压升高，红色液滴向左移动，A正确，C错误；将整个装置置于暗室， 伊乐藻在无光的条件下不进行光合作用，一段时间后检查，红色液滴不会移动，与图示光照条件 对照，可以证明光是光合作用的必要条件，B正确；对照实验设计需遵循单一变量原则，本实验 中有无 溶液为唯一变量，故甲中也应放置等量相同的伊乐藻，D正确。 76 5.下图为光合作用暗反应的产物——磷酸丙糖的代谢 途径，磷酸丙糖转运蛋白 能将磷酸丙糖从叶绿 体运到细胞质基质，同时将磷酸 等量运入叶绿 体， 的活性是限制光合速率大小的重要因素。下 列相关叙述正确的是( ) B A.一种载体蛋白只能转运一种物质 B.叶绿体合成淀粉增多时，运入叶绿体的 减少 C.可通过增加 的活性来提高作物的淀粉产量 D.叶肉细胞光合作用的产物主要以磷酸丙糖的形式运出细胞 77 思路导引 解答此题首先须准确获取图文信息：光合作用暗反应中 可转化为磷酸丙糖，磷酸丙 糖可在叶绿体中用于合成淀粉或转化为氨基酸，也可在 的参与下运出叶绿体，合成蔗糖，蔗 糖可储存在液泡中，也可运出细胞。 78 解析 由题干可知，磷酸丙糖转运蛋白 能将磷酸丙糖从叶绿体运到细胞质基质，同时将磷 酸等量运入叶绿体，说明一种载体蛋白并非只能转运一种物质，A错误；叶绿体合成淀粉增加时， 磷酸丙糖从叶绿体中的运出量减少，则等量运入叶绿体的磷酸也减少，B正确；由图可知，当 活性高时，暗反应产生的磷酸丙糖从叶绿体运出增多，则淀粉合成量减少，蔗糖合成量增加， C错误；由图可知，叶肉细胞的光合产物主要以蔗糖的形式运出细胞，D错误。 79 6.[河北沧州任丘一中2024高一上月考] 图1为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶 片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶圆片沉入水底，然后将等量的叶圆片转入不同浓 度的 溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间 （见图2），以研究光合作用速率与 溶液浓度的关系。下列有关分析不正确的是( ) D 图1 图2 A.在段，随着 浓度的增加，光合作用速率逐渐增加 B.在 段，单独增加光照强度或温度，都可能缩短叶圆片上浮至液面的时间 C.在点以后，因 溶液浓度过高，叶肉细胞失水而使光合作用下降 D.因为配制的 溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片只能进行无氧呼吸 80 解析 由图可知，在段，随着 浓度的增加，光合作用速率逐渐增强，释放的氧气量增 多，叶圆片上浮至液面所用的平均时间减少，A正确；据图分析，在 段叶圆片上浮至液面的时 间基本不再随 溶液浓度的增加而变化，说明已经达到二氧化碳饱和点，此时限制光合作 用的因素是光照强度或温度等，故单独增加光照强度或温度，都可能提高光合速率，从而缩短叶 圆片上浮至液面的时间，B正确；在点以后，因 溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致 光合作用下降，产生氧气量减少，叶圆片上浮至液面所用的时间增加，C正确；配制的 溶 液中不含氧气，但随着叶圆片光合作用的进行，释放氧气，所以实验过程中叶圆片能进行有氧呼 吸，D错误。 81 7.低温（寒潮）会造成农作物受灾，光合作用受低温影响较显著。科研人员用黄瓜叶片研究低温 弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响。 （1）选取长势相同的黄瓜叶片，平均分成两部分，在相同且适宜的条件下，分别测定叶片 _______________，目的是用于______。 光合作用强度 对照 解析 本实验研究的是低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响，所以测定的是叶 片的光合作用强度。在预处理前测定叶片光合作用强度的目的是用于对照，便于对比两种预处理 对叶片光合作用的影响。 82 （2）分别进行预处理，一部分置于低温弱光下，一部分置于__________中，处理6小时之后，再 次置于相同且适宜的条件下，测定光合作用强度，结果如图。该实验除了得出低温弱光和低温黑 暗两种预处理都降低了黄瓜叶片光合作用强度的结论以外，还发现__________________________ ________________________。 低温黑暗 低温弱光的预处理使黄瓜叶片光合作用强度降低更显著 解析 根据实验目的（研究低温弱光和低温黑暗两种预处理对黄瓜叶片光合作用的影响）可知， 实验应设置低温弱光和低温黑暗两种处理。通过实验结果柱状图可以看出，两种预处理均能降低 黄瓜叶片的光合作用强度，且低温弱光的预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著。 83 （3）为进一步探究上述两种预处理对光合作用强度影响的原因，用作 的受体来测定 生成速率的变化，结果如表： 预处理 低温黑暗 低温弱光 生成速率 实验前 实验后 实验前 实验后 根据实验结果分析，低温弱光的预处理影响光合作用强度更显著的原因可能是________________ ____________________________________________________________________________________ _____________。 低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著，生成的更少，进一步影响还原过程，最终导致光合作用强度减弱更明显 解析 从题表实验结果看出，低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著，生成的 更少，进 一步影响 还原过程，最终导致光合作用强度减弱更明显。 84 8.[河南漯河高中2023高一上月考] 淀粉主要由绿色植物通过光合作 用固定二氧化碳进行合成。2021年，我国研究团队首次在实验室实 现了从二氧化碳到淀粉的合成。人工合成淀粉的过程大致是先进行化 学反应——利用高密度电/氢能（由低密度太阳能转化而来）将二氧 化碳还原为一碳化合物，再进行生物反应——将一碳化合物聚合为 三碳化合物、六碳化合物（即葡萄糖）直至长链淀粉分子。如图表示 （1）根据题干信息可知，高密度电/氢能的来源是________。植物细胞内二氧化碳固定的场所是 ____________，在此结构内发生的反应称为________________________。 太阳能 叶绿体基质 暗反应（或卡尔文循环） 甲、乙两种植物在光合作用的最适温度下，不同光照强度时的净光合速率曲线。回答下列问题: 解析 由题干信息可知，高密度电/氢能由低密度太阳能转化而来；植物细胞内二氧化碳固定的场 所是叶绿体基质；在叶绿体基质内发生的反应称为暗反应或卡尔文循环。 85 （2）有人称光合作用是地球上最重要的化学反应，其原因是_______________________________ ________________。 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径 解析 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，故有人称光合作用是地球上最重要的 化学反应。 （3）由图可知，在光照较弱时，生长受到显著影响的是________（填“甲植物”或“乙植 物”），原因是______________________________________________________________________ _______________________。若提高环境温度，甲、乙两种植物的光合速率______（填“下降” “上升”“不变”或“不确定”）。 甲植物 甲植物的光补偿点高于乙植物；在光照强度低于时，甲植物的净光合速率低于乙植物的净光合速率 下降 解析 由题图可知，甲植物的光补偿点高于乙植物，且在光照强度低于 时，甲植物的净光合 速率低于乙植物的净光合速率，因此在光照强度较弱时，甲植物的生长受到显著影响；题图是在 甲、乙两种植物光合作用的最适温度下测得的，因此若提高环境温度，甲、乙两种植物的光合速 率均下降。 86 图1 9.[江西宜春2024高一上期中联考] 小麦等绿色植物在暗反 应阶段，一分子被一分子 固定以后，直接形成两分子 ，该过程称为途径，这些植物被称为 植物。科学家在 研究玉米等原产于热带地区的绿色植物的光合作用时，发现 与小麦相比，玉米叶肉细胞中固定的酶与 的亲和力 更强，能利用更低浓度的 ，经研究发现，在玉米这类绿 （1）固定 的场所是叶绿体的______，图1发生在维管束鞘细胞叶绿体中的过程发生的能量变 化是_______________________________________________________。 基质 和中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能 色植物的光合作用中，中的碳首先转移到中，然后才转移到 中，科学家将这类植物称为 植物，将其固定的途径，称为 途径，如图1所示。回答下列问题： 解析 固定 的过程属于暗反应，场所是叶绿体基质。图1发生在维管束鞘细胞叶绿体中的过程 为暗反应过程，暗反应发生的能量变化是和 中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化 学能。 87 （2）据图1分析，植物体内固定的物质有_________。若用放射性同位素标记 ，则 植株吸收的 中的碳转化为有机物中的碳的转移途径为_______________________________ ______________________________________________________________________________。 和 苹果酸 淀粉 解析 分析图1可知，植物体内可固定的物质有和。若用含标记的 来追踪玉米 光合作用中的碳原子转移途径，由于要经过途径和途径，故 的转移途径为 苹果酸 淀粉。 （3）植物在干旱、炎热的环境中，由于__________造成进入叶片组织大幅减少，通过 途 径维持该环境下的光合作用。 气孔关闭 解析 植物在干旱、炎热的环境中，由于气孔关闭，造成进入叶片组织大幅减少，通过 途径维持该环境下的光合作用。 88 （4）结合以上信息分析，将相同条件下光合速率相同的小麦和玉米植株放到图2所示装置中，推 测先停止从装置内吸收 的是______，理由是___________________________________________ _____________________________________________________________________________。 小麦 随着小麦和玉米光合作用的进行，装置内浓度降低，玉米叶肉细胞中固定的酶对有更强的亲和力，能够利用更低浓度的 图2 解析 相同条件下，在密闭容器内培养小麦和玉米，随着小麦和玉米光合作用的进行，装置内 浓度越来越低，由题干可知，玉米（植物）固定的酶对 有更强的亲和力，能够在更 低浓度条件下利用进行光合作用，故先停止从装置内吸收 的是小麦。 89 10.[山东菏泽曹县一中2024高一上月考] 叶绿体是一种动态的细胞器，随着光照强度的变化，在 细胞中的分布和位置也会发生相应改变，称为叶绿体定位。 蛋白能与跟叶绿体移动有关的 肌动蛋白（构成细胞骨架中微丝蛋白的重要成分）相结合。用野生型拟南芥和 蛋白缺失型 拟南芥进行实验，观察到在不同光照强度下叶肉细胞中叶绿体的分布情况如图。下列叙述不正确 的是( ) A A.叶绿体中的叶绿素、藻蓝素可吸收、传递和转化光能，因此叶绿体为能量转换器 B.弱光条件下叶绿体移动到细胞的顶面，有利于叶肉细胞更充分地吸收光能 C.若破坏细胞微丝蛋白后叶绿体定位异常，推测微丝蛋白可能与叶绿体的运动有关 D.实验表明， 蛋白和光强在叶绿体移动定位中起重要作用 90 题图解读 91 解析 叶绿体中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，没有藻蓝素，A错误。若破坏细胞内的微 丝蛋白后，叶绿体定位异常，可推测叶绿体的定位与微丝蛋白有关，C正确。 92 $$