课时微练9 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理-(作业课件)【赢在微点·顶层设计】2026年高中生物学高考一轮总复习(不定项版)
2025-08-06
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 51.23 MB |
| 发布时间 | 2025-08-06 |
| 更新时间 | 2025-08-06 |
| 作者 | 河北考源书业有限公司 |
| 品牌系列 | 赢在微点·大一轮复习顶层设计 |
| 审核时间 | 2025-08-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53363388.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦光合作用核心考点,涵盖色素与结构、光反应与暗反应、实验探究及新情境应用,对接高考评价体系,分析希尔反应、卡尔文循环等高频考点权重,归纳实验分析、曲线判断等常考题型,体现备考针对性与实用性。
课件亮点在于高考真题与模拟题结合训练,如2023湖北卷PSⅡ光复合体题、2020山东卷人工光合作用题,运用科学思维与探究实践素养,通过“动态平衡分析法”突破C3/C5含量变化考点,总结光呼吸与光合速率关系等易错点,助学生掌握答题技巧,教师可据此精准规划复习,提升备考效率。
内容正文:
课时微练(九)
捕获光能的色素和结构及光合作用的原理
高考复习顶层设计 生物
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一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.(2025·南阳模拟)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H2O,没有CO2),光照条件下可以释放出O2,该反应称为希尔反应。下列说法正确的是( )
A.希尔反应说明植物产生的O2中的氧元素全部来自水
B.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似
C.只提供水、光合色素和酶,在适宜光照等条件下可产生O2
D.希尔反应发生在叶绿体的内膜,反应中O2的释放速率代表净光合作用速率
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希尔反应的结果仅说明了离体的叶绿体在适当的条件下可以发生水的光解,产生氧气,该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也并没有直接观察到氧元素的转移,因此不能证明植物产生的O2中的氧元素全部来自水,A项错误;希尔反应悬浮液中铁盐或其他氧化剂相当于光合作用中的NADP+,B项正确;只提供水、光合色素和酶,没有加入NADP+等氧化剂及叶绿体相应完整结构,适宜光照条件下不可产生O2,C项错误;希尔反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,希尔反应的实验材料是离体的叶绿体,不进行呼吸作用,故反应中O2的释放速率不代表净光合作用速率,D项错误。
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2.下列有关实验变量的叙述,错误的是( )
A.用小球藻和CO2验证卡尔文循环的实验中,自变量是CO2中C是否被标记
B.利用淀粉酶、蔗糖、淀粉探究酶的专一性实验,因变量是是否产生还原糖
C.恩格尔曼利用水绵和需氧细菌研究光合作用的实验中,因变量观测指标是需氧细菌的分布情况
D.鲁宾和卡门研究光合作用中O2来源的实验中,自变量是被18O标记的原料
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用小球藻和CO2验证卡尔文循环的实验中,自变量是时间,A项错误;利用淀粉酶、蔗糖、淀粉探究酶的专一性实验中,需借助斐林试剂检测是否产生了还原糖,即因变量是是否产生还原糖,B项正确;恩格尔曼利用水绵和需氧细菌进行实验,通过观察需氧细菌的分布来判断O2产生的部位,最终证明叶绿体是进行光合作用的场所,C项正确;鲁宾和卡门用同位素示踪法证明光合作用释放的O2来自水,自变量是被18O标记的原料,D项正确。
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3.(2025·德州模拟)卡尔文与同事利用14C探明了光合作用中的碳固定途径,为了进一步探究14CO2和哪种物质结合生成C3,卡尔文在反应中将14CO2的浓度由1%突然降至0.003%,检测部分物质的含量变化,结果如图所示。下列说法错误的是( )
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A.图中的物质B表示C5化合物,物质C表示C3化合物
B.1分子14CO2固定生成的2个C3中,只有1个C3中含有14C
C.根据0 s后物质B含量上升即可判定物质B最先与CO2结合
D.若300 s后停止光照,短时间内C3含量上升而C5含量下降
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在CO2浓度突然降低时,CO2+C5 2C3这个反应会因为CO2减少、C5供应不变而使C3减少、C5增加,从题图中可以看出物质B在CO2浓度降低后含量上升,物质C在CO2浓度降低后含量下降,所以物质B表示C5化合物,物质C表示C3化合物,A项正确;CO2固定时,14CO2+C5 2C3,生成的2个C3分子中只有1个C3含有14C,B项正确;虽然0 s后物质B含量上升,但不能仅根据这一点就判定物质B最先与CO2结合,C项错误;若300 s后停止光照,NADPH和ATP的合成停止,C3的还原受阻,而CO2的固定仍在进行,所以短时间内C3含量上升而C5含量下降,D项正确。
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4.(2023·湖北卷,T8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PS Ⅰ和PS Ⅱ光复合体,PS Ⅱ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PS Ⅱ光复合体上的蛋白质LHC Ⅱ,通过与PS Ⅱ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHC Ⅱ与PS Ⅱ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
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A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PS Ⅱ光复合体对光能的捕获增强
B.Mg2+含量减少会导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱
C.弱光下LHC Ⅱ与PS Ⅱ结合,不利于对光能的捕获
D.PS Ⅱ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
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据题图可知,在强光下,PS Ⅱ与LHC Ⅱ分离,减弱PS Ⅱ光复合体对光能的捕获;在弱光下,PS Ⅱ与LHC Ⅱ结合,增强PS Ⅱ光复合体对光能的捕获。LHC Ⅱ和PS Ⅱ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化,叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,会导致类囊体膜上PS Ⅱ光复合体与LHC Ⅱ结合增多,从而使PS Ⅱ光复合体对光能的捕获增强,A项正确。镁是合成叶绿素的原料,叶绿素能吸收、传递和转化光能,若Mg2+含量减少,PS Ⅱ光复合体中光合色素含量
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降低,导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱,B项正确。弱光下PS Ⅱ光复合体与LHC Ⅱ结合,有利于对光能的捕获,C项错误。类囊体膜上的PS Ⅱ光复合体含有光合色素,在光反应中,其能吸收光能并分解水产生H+、电子和O2,D项正确。
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5.卡尔文为了探明暗反应中碳原子的转移途径,给植物提供14CO2,当反应进行至第5 s时,14C出现在一种C5和一种C6中,当时间缩短到0.5 s时,14C出现在一种C3中,下列相关叙述错误的是( )
A.用14C标记CO2的目的是追踪暗反应中的碳原子
B.卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径
C.若适当延长反应时间,则可能会检测到更多种含14C的化合物
D.该实验研究暗反应,因此应该在黑暗环境中进行
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该实验中用14C标记CO2的目的是追踪暗反应中的碳原子,便于根据放射性检测碳原子的转移途径,A项正确;卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径,在不同的时间点检测放射性,能探明碳原子的转移途径,B项正确;若适当延长反应时间,则14C可能会转移到更多的中间产物中,C项正确;该实验虽研究的是暗反应,但暗反应的进行需要光反应提供NADPH、ATP,因此该实验要在光照条件下进行,D项错误。
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6.(2025·江西联考)气孔保卫细胞的细胞膜中存在一种特殊的K+转运蛋白BLINK1,在光信号的诱导下,BLINK1可以促进K+进入保卫细胞,从而使气孔打开,实现对气孔的调控,
过程如图所示。下列分析正确的是( )
A.BLINK1既有运输作用又有催化作用
B.光照越强,K+进入保卫细胞越多,
气孔开度越大
C.气孔打开,短时间内会引起C3还原减少,C3含量增加
D.该调节过程会使气孔关闭,CO2吸收困难,不利于植物生命活动正常进行
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由题图可知,BLINK1可以催化ATP形成ADP,同时还可以在光的驱动下将K+运入细胞内,故BLINK1既有运输作用又有催化作用,A项正确;在一定范围内,光照越强,进入保卫细胞的K+越多,气孔开度越大,超出该范围,光照越强,进入保卫细胞的K+可能减少,气孔开度可能减小,B项错误;气孔打开,短时间内会引起固定的CO2增多,而C3的还原不受影响,故C3含量增加,C项错误;该调节过程可以调控气孔的开启与关闭,有利于植物适应不同环 境,有利于植物的生命活动正常进行,D项错误。
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二、选择题:本题共4小题,在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求
7.植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如图所示。下列叙述错误的是( )
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A.植物光合作用和人工合成淀粉过程中所需的酶都是在细胞内合成的
B.植物光合作用与人工合成淀粉新途径中,能量转换方式和还原剂作用对象都相同
C.叶肉细胞内类似于CO2→有机C1 →C3中间体的过程需光反应提供NADPH和ATP
D.与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,人工合成淀粉过程积累的淀粉的量大于植物积累的淀粉的量
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酶是活细胞产生的,题图所示植物光合作用和人工合成淀粉过程中所需的酶都来自生物体内,都是在细胞内合成的,A项正确。光合作用中能量转换过程为光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能,还原剂作用对象为C3;人工合成淀粉新途径中能量转换过程为光能→电能→有机物中稳定的化学能,还原剂作用对象为CO2,B项错误。人工合成淀粉新途径中由CO2→有机C1→C3中间体的过程,与绿色植物叶肉细胞内CO2的固
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定过程类似,不需要光反应提供NADPH和ATP,C项错误。在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,光合作用、人工合成淀粉两种途径合成糖类相等,而人工合成淀粉的过程中没有呼吸作用消耗糖类(植物呼吸作用消耗糖类),因此人工合成淀粉过程中积累的淀粉量更多,D项正确。
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光合作用过程中的“二二三四”法则
方法技巧
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8.如图是某绿藻适应水生环境,提高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是( )
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A.物质X通过提高有氧呼吸水平促进HC进入细胞质基质
B.HC利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质
C.水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平,抑制CO2进入叶绿体基质
D.光反应通过确保暗反应的CO2的供应,帮助该绿藻适应水生环境
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光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成,因此物质X可通过提高有氧呼吸水平促进HC进入细胞质基质,A项正确;HC进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能,属于主动运输,通道蛋白只能参与协助扩散,B项错误;据题图可知,光反应中水光解产生的H+促进HC进入类囊体,并与HC在类囊体腔内反应产生CO2,因此能增大类囊体腔内外CO2浓度差,促进CO2自由扩散进入叶绿体基质,C项错误;据题图可知,光反应生成的物质X(O2)促进线粒体的有氧呼吸,产生更多的ATP,有利于HC进入叶绿体基 质,产生CO2,保证了暗反应的CO2供应,D项正确。
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9.(2025·聊城模拟)光呼吸是植物利用光能,吸收O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因(GLO、CAT、GCL、TSR)导入水稻叶绿
体,创造了一条新的光呼吸代谢支路(GCGT支路),如图虚线所示。据图分析,下列推测不正确的是( )
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A.光呼吸时C5与O2的结合发生在叶绿体基质中
B.光呼吸利用的C,一部分可重新进入卡尔文循环
C.有GCGT支路的转基因植物发生了基因突变
D.GCGT支路可以增加碳损失,从而降低光合速率
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卡尔文循环的场所为叶绿体基质,题图中光呼吸代谢支路利用卡尔文循环中的C5,故C5和O2的结合发生在叶绿体基质中,A项正确;GCGT支路中,甘油酸可转化为PGA,进而将碳重新回收进入卡尔文循环,B项正确;转基因属于基因重组,C项错误;光呼吸代谢支路(GCGT支路)可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环,有利于降低光呼吸消耗,从而提高光合速率,D项错误。
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10.某生物技术研究所科研团队历时六年科研攻关,实现了世界上第一次二氧化碳到淀粉的人工合成,这是基础研究领域的重大突破。技术路径如图所示,图中①~⑥表示相关过程,以下分析正确的是( )
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A.与叶肉细胞相比,该系统不进行细胞呼吸消耗糖类,能积累更多的有机物
B.过程④⑤⑥类似于固定二氧化碳产生糖类的过程
C.该过程实现了“光能→活跃的化学能→有机物中稳定的化学能”的能量转化
D.若该技术能推广应用,将能够缓解粮食短缺,同时能节约耕地
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与叶肉细胞相比,该系统不进行细胞呼吸消耗糖类,能积累更多的有机物,A项正确;④⑤⑥过程形成淀粉,类似于固定二氧化碳产生糖类的过程,B项正确;该过程实现了“光能→电能→有机物中稳定的化学能”的能量转化,C项错误;该研究成果的意义是有助于实现碳中和、缓解人类粮食短缺问题和节约耕地资源,D项正确。
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三、非选择题
11.(2020·山东卷,T21)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
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(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_____________,模块3中的甲可与CO2结合,甲为___________________。
(2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将________
(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是_______________________________________。
模块1和模块2
五碳化合物(或C5)
减少
模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足
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(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量_________(填“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是_____________
_______________________________________________________。
(4)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是_______________________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
高于
人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)
叶片气孔开放程度降低,CO2的吸收量减少
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(1)根据题图可知,模块1利用太阳能发电装置将吸收的光能转换为电能,模块2利用电能电解H2O生成H+和O2,并发生能量转换过程。该系统中的模块1和模块2执行相当于叶绿体中光反应功能。模块3将大气中的CO2转换为糖类,相当于光合作用的暗反应。暗反应中CO2和C5结合生成C3,C3在光反应提供的NADPH和ATP的作用下被还原,随后经过一系列反应形成糖类和C5,故该系统中模块3中的甲为五碳化合物(C5),乙为三碳化合物(C3)。(2)若正常运转过程中气泵突然停转,则CO2浓度突然降低,CO2的固定受阻,而三碳化合物(C3)的还原短时间内仍正常进行,因此短时间内会导致三碳化合物(C3)含量减
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少。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+,若该系统气泵停转时间较长,则模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足,从而导致模块2中的能量转换效率发生改变。(3)植物中糖类的积累量=光合作用合成糖类的量-细胞呼吸消耗糖类的量。与植物相比,人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类,所以在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下,土壤含水量低,导致植物叶片气孔开放程度降低,CO2的吸收量减少,因而光合作用速率降低。
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12.(科学探究)(2021·江苏卷,T20)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要,如图表示叶肉细胞中部分代谢途径,虚线框内表示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”。请据图回答下列问题:
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(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。
类囊体薄膜
叶绿素、类胡萝卜素
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(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。草酰乙酸/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10~14 d大麦苗,将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中,通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后,测定、计算光合放氧速率(单位为μ mol O2·mg-1chl·h-1,chl为叶绿素)。请完成下表。
NADPH
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实验步骤和目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水,需先溶于丙酮,配制高浓度母液,再用丙酮稀释成不同药物浓度,用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组 ①__________________________________
②_______________________ 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③__________________________
___________________________ 称重叶片,加乙醇研磨,定容,离心,取上清液测定
在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮
减少叶片差异造成的误差
叶绿素定量测定(或测定
叶绿素含量)
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(2)C3在叶绿体基质中合成,一些C3必须用于再生C5以维持光合作用持续进行,另一部分被运到细胞质基质中,运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖,运出细胞。蔗糖是二糖,一分子蔗糖是由两分子六碳糖结合形成的,每运出一分子蔗糖需要固定12个CO2分子。(3)光反应的产物有ATP和NADPH,其中NADPH起还原剂的作用,含有还原能,草酰乙酸/苹果酸穿梭可将还原能输出叶绿体,经线粒体进行呼吸作用转化为ATP中的化学能。(4)设计实验应遵循单一变量原则和对照原则,①在水中加入相同体积不含寡霉素的丙
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酮,即设置寡霉素为单一变量的对照组;②对照组和各实验组均测定多个大麦叶片,可减少叶片差异产生的误差;③叶绿素定量测定、计算光合放氧速率以研究线粒体对光合作用的影响,故称重叶片,加乙醇研磨,定容,离心,取上清液进行叶绿素定量测定。
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