第4节 光合作用与能量转化(第1课时)-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞学习手册（人教版）

N 高中生物学必修1（人教版） 知识点二有氧呼吸 【知识梳理】 1.(1)①外膜②内膜形成的嵴③线粒体基质 (2)②③(3)主要场所 2.CH,0,+6H,0+60,酶6C0,+12H0+能量 3.细胞质基质少量线粒体基质丙酮酸+H0 酵，C0,+[H)少量线粒体内膜大量 4.ATP热能 5.氧多种酶二氧化碳能量ATP >"第3节细胞呼吸的原理和应用（第2课时） 知识点一无氧呼吸 1.细胞质基质 2.(1)有氧呼吸(2)丙酮酸酒精和二氧化碳 3.C,He0。鹤2C,H,0H+2C0,+少量能量C,H.0, 酵2C,H,0,+少量能量 4.没有氧气不完全少量 【教材拓展】 (1)②①②④ (2)提示：种子在有氧呼吸过程中产生了水。 (3)提示：直接原因是催化反应的酶不同，根本原因 是遗传物质不同。 (4)提示：与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧 呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量，同时脂肪彻底氧化分 解释放的能量多，产生的水也多。 【要点精析】 变式训练1B【解析】发酵是微生物无氧呼吸的过 程，而植物细胞无氧呼吸不能称为发酵，A错误；过程① 为无氧呼吸第一阶段，该过程中产生的能量只是少部分储 存在ATP中，C错误；细胞的无氧呼吸是在细胞质基质中 进行的，D错误。 知识点二影响组胞呼吸的因素及应用 【知识梳理】 1.(1)酶促酶的活性(3)零上低温 2.(1)有氧呼吸抑制作用(2)①无氧呼吸 ②抑制加强③呼吸酶数量(3)①透气消毒纱布 破伤风杆菌②无机盐离子③乳酸④酒精 3.(1)最终产物(3)抑制 76 4.(1)原料环境因素(2)加快减慢(3)晒 干自由水适宜的湿度 【要点精析】 变式训练2C【解析】图乙中de段无氧呼吸逐渐减 弱，有氧呼吸逐渐加强，C错误。 >"第4节光合作用与能量转化（第1课时) 知识点一绿叶中色素的提取和分离 【知识梳理】 1.(1)无水乙醇(2)①—b②一c③一d ④一a(3)绿叶二氧化硅和碳酸钙无水乙醇单层 尼龙布棉塞 2.(1)溶解度高(2)剪去两角去角一端1cm 毛细吸管待滤液干后1~2滤液细线(3)胡萝卜 素最少最高最快黄色叶绿素a蓝绿色最多 叶绿素b黄绿色最低最慢 3.(1)不同波长的光(2)蓝紫光蓝紫光和红光 【教材拓展】 1.不可以强低 2.均衡清晰整齐 3.细、直、齐含量 4.色素溶解到层析液中 5.提示：无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无 色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。 6.提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况 下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率 最高。 【要点精析】 变式训练1D【解析】由于研磨时乙醇会挥发，故为 获得10mL提取液，研磨时应加入多于10mL的乙醇，且 分多次加入，A错误：步骤②采用单层尼龙布过滤，可提 高滤液中光合色素的含量，B错误；画滤液细线用毛细吸 管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液 干后，再重画一到两次，不是连续画线，C错误。 知识点二叶绿体的结构适于进行光合作用 【知识梳理】 1.椭球形球形 2.(1)①双层膜②基质③基粒类囊体(2)光 合作用(3)叶绿体 3.(1)色素分子(2)类囊体膜叶绿体基质 【教材拓展】 (1)水绵需氧细菌水绵需氧细菌 (2)空气黑暗 (3)对照实验 (4)光照 【要点精析】 变式训练2B【解析】细菌不能进行光合作用，该实 验中能进行光合作用的是水绵，A错误：该实验的设计思 路是需氧细菌需要O,水绵光合作用强的部位，产生的02 多，在O,含量多的地方需氧细菌的数量多，B正确，C错 误。 >"第4节光合作用与能量转化（第2课时）】 知识点光合作用的原理 【知识梳理】 1.叶绿体光能 2.C0+H,0光能 叶绿体(CH,0)+0, 3.O,毒害可以释放出氧气水ATP水的光解 4.(1)①有光②类囊体薄膜③a.氧和H b.ATP④ATP和NADPH(2)①有没有光②叶绿体 基质③a.2C,④有机物中稳定的化合能(3)NADPH 和ATP ADP和Pi、NADP+ 【教材拓展】 (1)①提示：不能，仅说明了离体叶绿体在适当条件 下可以发生水的光解，产生氧气。没有排除叶绿体中其他 物质的干扰，也没有观察到氧元素的转移。②提示：能 说明，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬 浮液中有水，没有合成糖的另一种必需原料C02,因此 该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着 水的光解与糖的合成不是同一个化学反应， (2)提示：光合作用释放的氧气中的氧全部来源于 水，并不来源于C0,。 (3)反应时间同位素示踪 【要点精析】 变式训练A【解析】光合作用可分为光反应和暗反 应两个阶段，光反应是指植物利用光能，将光能转变成 ATP和NADPH中活跃的化学能，为暗反应提供能量，产生 氧气，氧气易于检测，A正确，B错误；光合作用的暗反 参考答案与解析。 应实质是一系列的酶促反应，消耗二氧化碳并生成糖类， 故检测二氧化碳的消耗量及糖类的合成量更适于测定是否 完成暗反应，C、D错误。 >"第4节光合作用与能量转化（第3课时) 知识点一光合作用与呼吸作用的综合应用 【知识梳理】 2.(1)净光合速率呼吸速率(2)①细胞呼吸 呼吸作用强度②大于③光补偿点等于0④大于 为正0⑤最低(3)①净光合速率>0②净光合速率 =0③净光合速率<0 【教材拓展】 (1)C02浓度的恒定 (2)净光合速率 (3)光 【要点精析】 变式训练1B【解析】b点之前经过一晚上的细胞呼 吸释放CO,此时大棚中的CO,浓度达到最大，此后由于 光合速率大于细胞呼吸速率，CO2浓度开始下降，同时由 于夜晚消耗O2,此时O2浓度最低，即b点时大棚中C0, 浓度最高，O,浓度最低，A错误；图中SM、S、均表示细 胞呼吸消耗的有机物量，S。表示光合作用积累的有机物 量，因此，经过一昼夜后，黄瓜植株的净增加量应为S SM-S、,B正确；图中b点时光合速率等于细胞呼吸速率， 此时既进行光合作用，也进行细胞呼吸，则植物体内产生 ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体（类囊体薄 膜)，C错误；d点表示CO2的吸收量等于CO2的释放量， 说明d点时黄瓜植株光合速率等于细胞呼吸速率，但在叶 肉细胞中，其光合速率大于细胞呼吸速率，D错误。 知识点二影响光合作用的环境因素及其应用 【知识梳理】 1.(1)光反应加快(2)①光照强度为0，此时 只进行细胞呼吸②增强③等于⑤光合色素含量、酶 的数量和最大活性CO,浓度等除光照强度之外的环境因 素(3)②低 2.(1)暗C(3)“正其行，通其风”，增施农 家肥 3.(1)酶(3)降低 4.(1)②叶绿素(3)灌溉和施肥第5章细胞的能量供应和利用 量相等，说明此时其只进行有氧呼吸 时，02吸收量和C02释放量虽然相等，但 B.M点是储藏该器官的最适O2浓度，此 此时不一定只进行有氧呼吸，A错误；由图 时无氧呼吸的强度最低 可知，M点时细胞中C02释放量最低，适 C.该器官细胞呼吸过程中有非糖物质氧化 合储藏该器官，但此时无氧呼吸强度不是最 分解 低的，B错误；细胞呼吸的实质是氧化分解 D.L点时，该器官产生CO2的场所是细胞 有机物，释放能量，N点后，O2吸收量大 中的线粒体基质 于C02释放量，说明该器官细胞呼吸过程 答案：ABD 中不只是氧化分解糖类物质，C正确；L点 解析：N点后O2吸收量大于C02释放量，时，O2浓度为0，只进行无氧呼吸，场所是 说明消耗的有机物不只是糖类，因此N点细胞质基质，D错误。 第4节光合作用与能量转化（第1课时） 核心素养 1.认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应，通过对光合作用过程的认 识，建立起生物学的物质观和能量观。（生命观念） 2.理解“绿叶中色素的提取和分离”实验原理，学会探究实验的设计思路；构建光合作 用光反应和暗反应的结构模型，理解二者之间的关系，培养科学建模的能力；运用归纳与概括 的方法，理解光合作用的原理，并根据原理阐释日常生活和工农业生产中的实例。（科学思维） 3) 实验步骤 知识点一绿叶中色素的提取和分离」 取材 称取5g 知识梳理 剪碎叶片，加少许 ,再加入} 研磨 5~10mL 迅速、充分地研磨 1.提取绿叶中的色素 漏斗基部放一块 将滤液迅速倒入！ (1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶 过滤 玻璃漏斗中进行过滤 剂」 中。 收集 用小试管收集色素滤液，及时用 将试管 (2)实验用品及作用 :口塞严 实验用品 作用 2. 分离绿叶中的色素 ①无水乙醇 a.过滤 ②Si02 b.溶解色素、提取色素 (1)原理：不同色素在层析液中的 ③CaC0g c.有助于研磨得充分 不同， 的随层析液在滤纸上 ④单层尼龙布 d.防止研磨中色素被破坏 扩散得快，反之则慢。 高中生物学必修1 (人教版) (2)实验步骤 (填“可以”或“不可以”)用滤纸代 剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于 替，是因为滤纸的吸附性 ,会 试管直径、长度略小于试管长度的 制备滤 滤纸条，并在一端 导致滤液中色素的浓度过 纸条 铅笔画线：在距 处用铅笔画一条 2.制备滤纸条时，剪去滤纸条的两角可 细的横线 吸取滤液：用 吸取少量滤液 以使层析液在滤纸条上的扩散速度 画滤液 这样有利于得到 的色 细线 画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线 素带。 重复画线： 再重复画细线次 将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液 3. 用铅笔画滤液细线的要求是 分离绿叶 细线的一端朝下)轻轻插入层析液中（注意：不 中的色素 能让滤纸条上的 触及层析液)，随后用 待滤液干后，再重画一到两次可以增加 棉塞塞紧试管口 滤液细线中色素的 观察与记录 4. 分离色素时，为防止滤液细线上的 (3)实验结果及分析 不能让滤液细线触 色素种类 色素颜色色素含量 溶解度扩散速度 橙黄色 及层析液。 叶黄素 较少 较高 较快 5.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选 较低 较慢 较多 择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？ 3.色素的吸收光谱 为什么？ (1)光谱：阳光是由 组合成 的复合光，在穿过三棱镜时，不同波 长的光会分散开，形成不同颜色的光 带，称为光谱。 (2)色素的吸收光谱 吸收光能的百分比/% 6. 阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率 100 相同的情况下，应该选择什么颜色（蓝 叶黄素 类胡萝卜素胡萝卜素主要吸收 紫光或红光/白光)的照明灯为蔬菜补 50 叶绿素b 充光源？为什么？ 主要吸收 叶绿素a 0400450500550600650700波长/hm 教材拓展 1.过滤时漏斗基部的单层尼龙布 78)学 第5章细胞的能量供应和利用 解析：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂 要点精析 中，所以可用无水酒精等提取色素，但分离 绿叶中色素提取和分离实验异常现象 色素应该用层析液，A错误；画滤液细线的 分析 次数太少，导致色素带颜色过浅，B错误； (1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析 SO,能破坏细胞结构，使研磨充分，加入 ①未加石英砂（二氧化硅)，研磨不充分。 少许碳酸钙可防止在研磨时色素被破坏，C ②使用放置数天的绿叶，滤液色素（叶绿 错误；色素分离的原理是色素分子在层析液 素)太少。 中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速率不 ③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低 同；实验结果是色素带在滤纸条上从上至下 (正确做法：分次加入少量无水乙醇提取 分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色，D 色素)。 正确。 ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被 变式训练1 破坏。 (2)滤纸条色素带重叠：未经过干燥处理， 在“绿叶中色素的提取和分离”实验 滤液线不能达到细、齐、直的要求， 中，下列主要步骤操作正确的是（) 使色素扩散不一致。 (3)滤纸条上看不到色素带 ①忘记画滤液细线。 ，一滤液细线 习b液 ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色 ② ③ 素全部溶解在层析液中。 A. 步骤①为获得10mL提取液，一次性加 (4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素 入10mLa液研磨效果最好 带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏 B. 步骤②采用定性滤纸过滤，可提高滤液 或所用叶片为“黄叶”。 中光合色素的含量 例1下列有关“叶绿体中色素的提取和分 C. 步骤③在滤纸条上连续画2~3次滤液 离”实验的叙述，正确的是（) 细线，分离色素效果更好 A.用无水乙醇提取和分离叶片中的色素 D.步骤④将试管固定于铁架台上，可防止 B.画滤液细线的次数过少会导致某些色素 b液晃动而触及滤液细线 带缺失 例2水稻绿叶中的色素对水稻的生长发育 C.在研磨过程中加入二氧化硅的目的是防 有重要作用。下列叙述正确的是() 止叶绿素被破坏 A.胡萝卜素和叶黄素主要吸收红外光和紫 D.色素带在滤纸条上从上至下分别呈橙黄 外光 色、黄色、蓝绿色、黄绿色 B.叶绿素等与光合作用有关的色素存在于 答案：D 液泡中 79 高中生物学必修1（人教版） C. 绿叶中色素的提取实验加入CaCO,的作 ④错误。因此，以上操作都是错误的，故选 用是使研磨更充分 D。 D.绿叶中色素的溶解度越高随层析液在滤 纸上扩散得越快 知识点二 叶绿体的结构适于进行 光合作用 答案：D 解析：胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光， 知识梳理 A错误；叶绿素等与光合作用有关的色素存 在于叶绿体的类囊体薄膜上，B错误； 1. 叶绿体的形态：扁平的 或 CaCO3的作用是防止色素被破坏，C错误； 绿叶中色素在层析液中的溶解度越高，随层 2. 叶绿体的结构模式图 析液在滤纸上扩散得越快，从而分离不同的 反射绿光分 叶绿体 色素，D正确。 例3某同学在进行“绿叶中色素的提取和 ②Y① 分离”实验时，进行了以下操作：①将5g 类囊体 新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙 (1)结构 醇后直接进行研磨；②将预备好的滤纸条一 外表：① 端剪去两角，在距这一端1cm处用钢笔画 ② 一条横线；③为增强实验效果，将滤液细线 内部 ③ 由 堆叠而成 画粗些；④将滤纸条画有滤液细线的一端朝 ↓决定 下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层 (2)功能：进行 的场所。 析液中。该同学的操作有误的是（ ↑证明 A.① B.①② (3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在 C.①②③ D.①②③④ 有光束照射的部位。 答案：D 3. 叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质 解析：将5g新鲜完整的菠菜叶，剪去主叶 基础 脉，剪碎，放入研钵中，加入无水乙醇、二 (1)在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布 氧化硅、碳酸钙后，迅速研磨，①错误；将 着许多吸收光能的 预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端 (2) 在 上和 中，还有许 1cm处用铅笔画一条横线，不能用钢笔画 多进行光合作用所必需的酶。 线，②错误；用毛细吸管吸取少量滤液，沿 教材拓展 铅笔线均匀地画出一条细线，为增强实验效 果，待滤液干燥后，可将滤液细线重复画一 恩格尔曼在选材、实验设计上的巧妙之处 至两次，但是不能画得太粗，③错误；将滤 (1) 实验材料选得妙：实验材料选择 纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层 和 的叶 析液中，但是滤液细线不能浸入层析液中， 绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用 80学 第5章细胞的能量供应和利用 可确定释放氧气多的部位。 D.叶绿体具有双层膜 (2)排除干扰的方法妙：没有 的 答案：C 环境，排除了氧气和光的 解析：与光合作用有关的酶分别在②类囊体 干扰。 薄膜及③叶绿体基质中，C错误。 (3)实验对照设计得妙：用极细的光束点状 B变式训练2 投射，叶绿体上可分为获得光照多和光 照少的部位，相当于一组 德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研 (4)临时装片设计得妙：进行黑暗（局部 究光合作用的吸收光谱。他将棱镜产生的散 光照)和曝光实验，进一步验证了实 射光投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中 验结果完全是由 引起的。 放入需氧细菌，观察细菌的聚集情况（如 图所示)。他由实验结果得出光合作用在红 要点精析 光区和蓝紫光区最强。这个实验的思路是 1.进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿 () 体，如蓝细菌、光合细菌等。 细菌 2.色素分布于叶绿体类囊体薄膜上，而与 光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜上 和叶绿体基质中。 A. 细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多 例4如图为叶绿体结构示意图，下列叙述 的地方，细菌光合作用强 错误的是( B. 需氧细菌聚集多的地方，O,浓度高，水 绵光合作用强 C.需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物 多，水绵光合作用强 A. ①具有选择透过性 D. 需氧细菌大量消耗0，使水绵的光合速 B.吸收光能的色素分布在②上 率大幅度加快 C.与光合作用有关的酶只分布在③中 第4节光合作用与能量转化（第2课时) 核心素养 1.运用物质和能量观说出光合作用过程中物质和能量的变化。（生命观念） 2.利用分析与综合的方法，分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区 别又有联系。（生命观念）》 3.通过分析光合作用的发现历程，认同科学研究的基本思路和方法。（科学思维） 学 81