初升高暑期衔接2023高一生物精讲精练专题12光合作用

这是一份初升高暑期衔接2023高一生物精讲精练专题12光合作用，共14页。试卷主要包含了影响叶绿素合成因素的分析等内容，欢迎下载使用。
专题12 光合作用
课程要求


《初中课程要求》
阐明绿色植物的光合作用。
举例说出绿色植物光合作用原理在生产上的应用。
《高中课程要求》
说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的

知识精讲

Ø 初中知识复习：
绿色植物的光合作用
概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气
表达式：
实质：合成有机物，储存在能量
意义：绿色植物通过光合作用不仅满足了自身的生长、发育、繁殖的需要，还为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源，同时也维持着生物圈中的碳-氧平衡
Ø 高中方法预习
1．绿叶中色素提取与分离实验异常现象分析

2．影响叶绿素合成因素的分析

1．光合作用的过程
[助学巧记]　光合作用过程的“一、二、三、四”

2．光合作用和化能合成作用的比较

1．光合作用反应式及元素去向分析


2．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
(1)“过程法”分析各物质变化
下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：

(2)“模型法”表示C3和C5含量的变化

1．外部因素
(1)单因子变量对光合速率的影响
①光照强度


②CO2浓度


③温度


④水分和矿质元素


(2)多因子变量对光合速率的影响



2．内部因素
(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)：以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。

(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶

典例剖析

1．（2021·河北高二月考）下列关于生物膜的叙述，正确的是（ ）
A．线粒体外膜附着有大量与有氧呼吸有关的酶
B．细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构构成了细胞的生物膜系统
C．生物膜的组分是相同的，且都具有一定的选择透过性
D．叶绿体的类囊体膜上附着有与光合作用暗反应有关的酶
【答案】B
【分析】
线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第三阶段产生的能量最多，发生场所是线粒体内膜，在真核细胞中，细胞膜、核膜和内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜，在结构和功能上市紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，称为细胞的生物膜系统；本题着重考查了生物膜系统的结构和功能等方面的知识。
【详解】
A、线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，线粒体中附着酶的场所是线粒体内膜，A错误；
B、生物膜系统是指在真核细胞中，细胞膜、核膜和内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜，在结构和功能上紧密联系的统一整体，B正确；
C、生物膜的组分是都是磷脂和蛋白质，动物细胞膜还含有胆固醇，且各个生物膜成分的含量不同，且都具有一定的选择透过性，C错误；
D、叶绿体的类囊体薄膜上有进行光合作用的色素和酶，是进行光反应的场所，D错误。
故选B。
2．（2021·湖南长沙市·长沙一中高三月考）生物制氢有良好的发展前景，[H]在产氢酶的作用下可以产生H2，产氢酶对O2敏感。下面是利用生物制H2的两种方法：①真核生物绿藻在光照条件下可以产生H2；②一些厌氧微生物在黑暗环境下，能将多种有机物通过无氧呼吸产生各种有机酸，同时产生大量的H2。下列叙述正确的是（ ）
A．绿藻在光照条件下产生[H]的场所只有叶绿体
B．在厌氧微生物产H2的过程中无氧呼吸不会影响产氢酶的活性
C．当绿藻细胞细胞内的C3含量突然下降时，可能原因是突然停止光照或增大CO2的供应
D．利用厌氧微生物制H2的优点是不受光照条件限制、避免了氧气的干扰等
【答案】D
【分析】
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段；光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的[H]和ATP被还原。
【详解】
A、真核生物绿藻在光照条件下，既进行光合作用又进行呼吸作用，产生[H]的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体，A错误；
B、厌氧菌无氧呼吸产生有机酸，导致溶液pH降低，会影响产氢酶的活性，B错误；
C、突然增大CO2的供应，CO2的固定加快，生成的C3会增多；突然停止光照，C3的还原减弱，C3的含量增多，C错误；
D、厌氧微生物产H2的优点是不受光照条件限制、避免了氧气的干扰、产气量大等，D正确。
故选D。
3．（2021·安徽宣城市·高一月考）下列有关酶和ATP的说法，正确的是（　　）
A．细胞内的酶和ATP均为多聚体，二者的合成过程均为吸能反应
B．乳酸菌细胞呼吸的每一阶段都需要酶催化，且都产生了ATP
C．叶肉细胞中产生的ATP只能用于由多种酶催化的暗反应
D．所有活细胞中都存在催化ATP水解的酶
【答案】D
【分析】
酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数为蛋白质，少数为RNA；ATP是高能磷酸化合物，是细胞内的直接能源物质。
【详解】
A、细胞内的酶和ATP合成过程均为吸能反应，酶大多数为蛋白质，少数为RNA，是多聚体，但是ATP是由腺苷和磷酸组成的，不是多聚体，A错误；
B、乳酸菌细胞呼吸为无氧呼吸，每一阶段都需要酶催化，只在第一阶段产生少量的ATP，B错误；
C、叶肉细胞中含有线粒体和叶绿体，均可产生ATP，线粒体产生的ATP可以用于各种生命活动，叶绿体产生的ATP只能用于由多种酶催化的暗反应，C错误；
D、所有活细胞都能进行生命活动，生命活动需要消耗能量，ATP是细胞内的直接能源物质，ATP水解为生命活动提供能量，故所有活细胞中都存在催化ATP水解的酶，D正确。
故选D。
4．（2020·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高三期中）下图为细胞中生物膜系统的概念图，A~K为结构名称，①、②代表分泌蛋白分泌时转移途径，下列相关叙述正确的是（ ）

A．J和K膜上附着核糖体，与其加工多肽链的功能相适应
B．完成过程①和②依赖于生物膜的选择透过性
C．H上产生水，同时释放大量能量
D．E是叶绿体内膜，其上附着多种光合色素，与其吸收、传递和转化光能的功能相适应
【答案】C
【分析】
生物膜系统是由细胞器膜、细胞膜和核膜等结构共同构成的，具有膜结构的细胞器有：线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、液泡和溶酶体；分析图中可知，A有双层膜为核膜，B有单层膜为细胞膜，C包括D、E、F，能产生氧气，说明C为叶绿体，G包括H、I，能消耗氧气，说明G为线粒体，J、K与分泌蛋白有光，则J为内质网，K为高尔基体。
【详解】
A、J为内质网，附着核糖体，与其加工多肽链的功能相适应，K为高尔基体，没有附着核糖体，A错误；
B、过程①和②都通过形成囊泡来运输，依赖生物膜的流动性，B错误；
C、H消耗氧气，H为线粒体内膜，完成有氧呼吸的第三阶段，即[H]和氧气反应产生水，同时释放大量的能量，C正确；
D、E产生氧气，E为类囊体膜，其上附着多种光合色素，与其吸收、传递和转化光能的功能相适应，D错误。
故选C。
5．（2019·云南楚雄彝族自治州·高二期末）硝化细菌和绿藻都能将无机物合成有机物，下列说法正确的是（ ）
A．合成有机物的场所相同 B．合成有机物所需的原料完全不同
C．合成有机物所需的条件相同 D．合成有机物所需能量的来源不同
【答案】D
【分析】
硝化细菌能将土壤中的氨氧化成亚硝酸,进而将亚硝酸氧化成硝酸.硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类，供硝化细菌维持自身的生命活动。这种合成作用属于化能合成作用。绿藻利用叶绿体进行光合作用来合成有机物。
【详解】
A、硝化细菌化能合成作用场所是细胞质基质，绿藻光合作用场所是叶绿体，A错误；
B、合成有机物的原料都有二氧化碳和水，B错误；
C、光合作用和化能合成作用的条件不同，C错误；
D、光合作用能量来自光能，化能合成作用能量来自无机物氧化释放的化学能，D正确。
故选D。
【点睛】
本题解答关键在于区分光合作用和化能合成作用之间的异同。
对点精练

6．（2021·河北安平中学高二月考）下列对光合作用相关实验的叙述中，错误的是（ ）
A．在色素的分离实验中，如果层析液浸没过滤液细线，则色素不能分离
B．恩格尔曼让阳光通过三棱镜照在水绵的带状叶绿体上，发现好氧菌主要集中在红光和蓝紫光区，说明叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
C．植物学家萨克斯用天竺葵的叶片做对照实验，证明了光合作用产物之一是淀粉
D．向一组植物同时提供H218O和C18O2，无法证明光合作用释放的氧气来自水中的氧
【答案】B
【分析】
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程，人们得出这一认识经历了漫长的探索历程，对光合作用更深层次的探索，目前仍在进行。
【详解】
A、如果层析液浸没过滤液细线，可能导致色素溶解在层析液而不能分离，A正确；
B、恩格尔曼让阳光通过三棱镜照在水绵的带状叶绿体上，发现好氧菌主要集中在红光和蓝紫光区，说明叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿体中有叶绿素和类胡萝卜素，B错误；
C、植物学家萨克斯用天竺葵的叶片，一半曝光、一半遮光做对照实验，用碘液检测曝光部位变蓝，证明光合作用生成淀粉，C正确；
D、向两组同种植物分别提供H218O、CO2和H2O、C18O2，分别产生18O2和O2，证明光合作用产生的氧气来自水光解，D正确。
故选B。
【点睛】
本题考查光合作用探究史相关知识，意在考查考生关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件能力。
7．（2021·吉林长春市·长春外国语学校高一期末）下列关于光合作用和细胞呼吸的叙述，错误的是（　　）
A．光合作用和细胞呼吸都包括一系列氧化还原反应
B．光合作用为自养过程，细胞呼吸为异化类型
C．光合作用的全部反应是细胞呼吸全部反应的逆转
D．光合作用和细胞呼吸都是能量转化的过程
【答案】C
【分析】
光合作用和呼吸作用都包括一系列的氧化还原反应，两者都是能量的转化过程，光合作用实现了从光能向化学能的转化，呼吸作用则是将有机物中的化学能释放出来，转变成机械能或电能等形式。光合作用和呼吸作用都必须有水参加。光合作用和呼吸作用虽然从反应物和生成物看正好相反，但是不能将它们看成是两个简单的逆转过程。
【详解】
A、光合作用和细胞呼吸都有[H]参与反应，所以光合作用和细胞呼吸都包括一系列氧化还原反应，Ａ正确；
B、将外界物质合成自身物质称之为同化，若利用的是外界的无机物，称之为自养，若利用外界的现有有机物为原料，称之为异养；光合作用为自养，分解自身物质释放能量称之为异化，细胞呼吸即为异化，B正确；
C、光合作用和细胞呼吸进行的场所和酶都不相同，因此光合作用和细胞呼吸不是可逆反应，Ｃ错误；
D、光合作用是将光能转变成化学能贮存起来，细胞呼吸是将化学能释放出来，一部分转移到ATP中，一部分以热能的形式散失，D正确。
故选C。
8．（2020·辽宁省实验中学东戴河分校）东戴河周围果园密布，秋季水果丰收，果农将水果贮藏于冷库中，贮藏时间可以达到4～5 个月之久；某研究小组通过对冷库的追踪，探究一定温度条件下，氧气浓度变化对绿葡萄细胞呼吸的影响，结果如图所示。据图分析正确的是（ ）


A．欲测定绿葡萄的呼吸作用强度时，一定要遮光处理，防止光合作用的影响
B．B点时细胞呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质和细胞质基质
C．贮藏绿葡萄时，宜选择R点对应的氧气浓度，且能控温在1～5 ℃，贮藏时间会更长
D．C点以后限制氧气吸收量的外部因素可能是温度、酶等因素
【答案】C
【分析】
(1)本题旨在考查学生分析题图获取信息的能力，理解有氧呼吸与无氧呼吸反应式的相关知识,并结合题图信息分析问题的能力。有氧呼吸的反应式是:
C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H20+能量；
无氧呼吸的反应式是：C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量。
(2)如果以糖类为呼吸底物，氧气的吸收量小于二氧化碳的释放量,细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，氧气的吸收量等于二氧化碳的释放量，细胞只进行有氧呼吸。细胞呼吸过程中产生的CO2中的碳全部来自于有机物，产生的CO2最少则有机物消耗最少。
【详解】
A、绿葡萄虽然是绿色的，其不含叶绿体，不进行光合作用，所以测定其呼吸作用不需要遮光处理，A错误；
B、B点产生CO2和消耗O2量相等，只进行有氧呼吸，产生CO2只在线粒体基质，B错误；
C、R点对应的氧气浓度产生的CO2量最少，其消耗的有机物最少，因此储存的时间会更长，C正确；
D、酶属于限制有氧呼吸的内部因素，D错误。
故选C。
9．（2020·福建福州市·高三期中）下列生理过程都会在胰岛B细胞中发生的是
A．氨基酸→胰高血糖素；ATP→ADP+ Pi
B．葡萄糖→淀粉；[H] +O2→H2O
C．氨基酸→RNA聚合酶；[H]+ O2→H2O
D．葡萄糖→丙酮酸；染色质→染色体
【答案】C
【分析】
该题考查人体内的相关生理过程，胰高血糖素只能在胰岛A细胞中合成，胰岛B细胞中合成胰岛素，淀粉是植物细胞特有的多糖，不会在动物细胞中合成，胰岛B细胞是高度分化的细胞，不再分裂，不会形成染色体。
【详解】
A、胰高血糖素只能在胰岛A细胞中合成，A错误；
B、淀粉是植物细胞特有的多糖，在胰岛B细胞中不会形成，B错误；
C、胰岛B细胞中能合成RNA聚合酶，也能进行有氧呼吸产生水，C正确；
D、胰岛B细胞是高度分化的细胞，不再分裂，不会形成染色体，D错误。
故选C。
【点睛】
对比记忆胰岛A细胞和胰岛B细胞的异同点，结合所学知识，逐一分析选项。
10．（2020·甘肃省武威第一中学高三月考）历经一个半世纪，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述正确的是（ ）
A．普利斯特利指出了光在植物更新空气这个过程起关键作用
B．萨克斯的实验中，叶片暗处放置几小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质
C．恩格尔曼的实验中，定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
D．鲁宾和卡门的实验中，用18O标记CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于参加反应的H2O而不是CO2
【答案】B
【分析】
生物实验应遵循对照原则、等量原则、单一变量原则等，对照组和实验组的区分：（1）对照组：实验条件和自然条件相同，没有人为处理的实验。（2）实验组：与自然条件相比，根据实验目的进行人为处理的实验。
【详解】
A、普里斯特利指出了植物可以更新空气，但没有认识到光在这个过程的关键作用，A项错误；
B、萨克斯的实验中，叶片经过暗处理，暗处放置几小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质，B项正确；
C、恩格尔曼的实验中，分析了水绵光合作用生成氧气的部位，没有定量分析生成的氧气量，C项错误；
D、鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，通过对照实验证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2，D项错误。
故选B。
【点睛】
本题考查光合作用的探究历程，考查对光合作用探究历程的理解。理解各位科学家的实验方法、实验结果和实验结论是解答本题的关键。

必备知识

1．光合作用强度高≠光能利用率高
(1)其他条件相同的情况下，光合作用强度越高，光能利用率越高。
(2)光能利用率除受光合作用强度的影响外，还受光合作用时间和光合作用面积的影响。
2．影响光合作用强度的因素
(1)外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。
影响因素
产生的影响
影响过程
光照强度
影响水的光解产生[H]，影响ATP的形成
主要是光反应阶段
CO2浓度
影响C3的合成
主要是暗反应阶段
温度
影响光合作用酶的活性
(2)内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
3．多因素对光合作用强度的影响
(1)不同因素的作用具有互补效应。如当光照强度降低时，可通过增加CO2浓度补偿。
(2)不同条件下关键影响因素不同。如其他条件适宜，CO2达到饱和点，此时限制因素最可能是五碳化合物的含量。
易错点1　误认为用光照射叶绿体中提取的色素就能发生光反应
[点拨]　叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用，发生光反应除色素、光照之外，还需ADP、Pi、H2O、NADP＋、酶等。
易错点2　误认为14C转移途径为14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)
[点拨]　光合作用暗反应中C5的作用在于固定CO2形成C3，14CO2中的14C转移途径为14CO2→14C3→(14CH2O)，中间没有C5参与。
易错点3　混淆塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择
[点拨]　为提高光能利用率，塑料大棚栽培时常选择“无色塑料”以便透过各色光，这是因为太阳的全色光透过时各种颜色的光均可被作物吸收(对黄绿色吸收较少)，而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡。因为若利用白炽灯，则其发出的光中“黄、绿光”利用率极低，从节省能源(节电、节省成本)的角度讲，用红灯泡、紫灯泡效率最高。
易错点4　误认为温室生产中昼夜温差越大，作物产量越高
[点拨]　白天适当提高温度或增加CO2浓度，可有利于提高光合产量，夜晚不进行光合作用，适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗，故适当提高昼夜温差可提高作物有机物积累量，从而提高作物产量。然而，昼夜温差并非越大越好，因为夜晚温度过低时，呼吸酶活性过小，当呼吸作用被过度抑制时，必将减弱矿质离子的吸收等代谢过程，从而制约次日的光合作用，这对作物生长显然不利。
易错点5　混淆不同图形中的光补偿点
[点拨]　四幅图中所有的A点及图乙中的B点均表示光补偿点，因此在判断时一定要认真分析。