高中生物微专题-必修一知识填空-第5章 第4节 光合作用与能量转化-2025年高考生物一轮复习知识填空练习

这是一份高中生物微专题-必修一知识填空-第5章 第4节 光合作用与能量转化-2025年高考生物一轮复习知识填空练习，共11页。试卷主要包含了【实验】绿叶中色素的提取和分离，捕获光能的色素，捕获光能的结构，光合作用的探究历程，光合作用的过程，植物体光合速率与光照强度的关系，曲线分析，化能合成作用等内容，欢迎下载使用。
第五章细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转化
1．【实验】绿叶中色素的提取和分离
(1)色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 中。
(2)色素的分离：不同色素在 中的溶解度不同， 的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，这样，色素就会随着 在滤纸上的扩散而分离开。分离方法： 。
(3)试剂及药品作用
①无水乙醇作用： ；
②层析液作用： ；
③SiO2作用： ；
④CaCO3作用： 。
(4)分离过程中不能让滤液细线触及层析液，原因是 。
(5)色素分离结果(见下图)
滤纸条上观察到 条色素带，自上而下依次是 、 、 和 。可知 的溶解度最高， 的溶解度最低； 的含量最多。
(6)提取和分离现象异常原因分析
Ⅰ.收集到的滤液绿色过浅
原因：①未加 ，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)含量 ；③一次加入大量的 ，提取浓度太低；④未加 或加入过少，色素分子被破坏。
Ⅱ.滤纸条看不见色素带
原因：①忘记画 ；②滤液细线接触到 ，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
Ⅲ.滤纸条色素带重叠原因：
①滤液细线画的 。
2．捕获光能的色素
(1)绿叶中的色素包括 和 两大类，其中 含量最多(约占3/4)。叶绿素分为 和 ，类胡萝卜素分为 和 。
(2)叶绿素分子中含有 元素；叶绿素的合成需要 条件，黑暗中植物幼苗会长成黄化苗；低温会破坏 分子，而 分子稳定，因此秋冬季多数绿色植物叶片变黄。
(3)叶绿素主要吸收 和 ，类胡萝卜素主要吸收 。叶绿素对 吸收量最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。色素只能吸收 进行光合作用，不能吸收红外光和紫外光。(见下图)
3．捕获光能的结构
(1)光合作用的场所是 。叶绿体增大膜面积方式： 。
(2)吸收光能的四种色素分布在 上；与光合作用有关的酶分布在 上和 中。
(3)叶绿体功能验证试验——恩格尔曼实验
①过程：水绵＋好氧菌极细光束照射→好氧菌集中于叶绿体 的部位，完全曝光→好氧菌分布于叶绿体 的部位
②结论：叶绿体是绿色植物 的场所，氧气是由 释放的。
③评价：a.该实验设置 和 、 和 两组对照。
b.自变量是 ，因变量是 的分布位置。
4．光合作用的探究历程
(1)英国科学家普利斯特利证明植物可以 ，但没有明确植物更新空气的 。
(2)荷兰科学家英格豪斯500多次植物更新空气实验证明：植物体只有 在 照射下，才能更新空气。
(3)德国科学家梅耶，根据能量转化与守恒定律明确指出：植物在进行光合作用时，把 转换成 储存起来。
(4)萨克斯实验证明：植物叶片在光合作用中产生了 ， 是绿色植物光合作用的必要条件。
(5)恩格尔曼实验证明：O2是 释放出来的， 是绿色植物进行光合作用的场所。
(6)鲁宾和卡门实验证明：光合作用释放的O2全部来自 ，实验方式是 。
(7)卡尔文用 标记的14CO2供小球藻(一种绿藻，真核生物)进行光合作用，然后追踪检测其放射性。实验探明了 在光合作用中转化成 的途径(即卡尔文循环)。归纳：分泌蛋白研究、鲁宾和卡门实验、卡尔文实验实验方法都是 。
5．光合作用的过程
(1)概念：光合作用是指绿色植物通过 ，利用 ，把 转化成储存能量的 ，并且释放出 的过程。
(2)总反应式(产物为葡萄糖)： 。
(3)过程分析
①其中阶段Ⅰ是 阶段，在 上进行；阶段Ⅱ是 阶段，在 中进行。
②A是 ，B是 ，C是 ，D是 ，E是 ，F是 ，G是 。
③光反应阶段物质转化：水的光解： ；ATP的合成： 。能量转换： → 。 [H]的实质是 。
④暗反应阶段物质转化：CO2固定： ；C3的还原： 。能量转换： → 。
⑤光合作用过程中的能量转换过程是 → → 。
⑥光反应为暗反应提供大量的 ；暗反应为光反应提供 。
⑦[H]和ATP的移动方向 。
⑧光合作用的 反应合成ATP， 反应消耗ATP，且光反应产生的ATP只能用于 。
⑨暗反应生成的(CH2O)中的能量直接来源于 。
⑩正午光照强烈，蒸腾作用旺盛，导致叶片部分气孔关闭， 供应不足，则短时间内C3含量 ，C5含量 ，[H]和ATP含量 。(增多/减少/不变)
⑪假如对正常进行光合作用的植物突然停止光照，CO2供应正常，则短时间内[H]和ATP含量 ，C3含量 ，C5含量 。(增多/减少/不变)
⑫假如将正常进行光合作用的植物突然移到低浓度CO2环境中，而光照正常，则短时间内C3含量 ，C5含量 ，[H]和ATP含量 。(增多/减少/不变)
⑬影响光合作用强度的环境因素：空气中 的浓度、土壤中 的多少、光照的 、光的 、 的高低、矿质元素等。 是暗反应的原料，温度会影响 。
(4)光合作用各元素去向：
①研究元素去向的方法： 。
②14CO2中14C的转移途径： ；C18O2中18O的转移途径： ；H218O中18O的转移途径： ；3H2O中3H的转移途径： 。
6．植物体光合速率与光照强度的关系
(1)原理：影响 阶段，制约 的产生，进而制约 阶段。
(2)曲线分析
在一定范围内，光合速率随光照强度的升高而加快，超过这一范围后，光合速率达最大值并保持不变。
①A点： 环境，植物只进行 作用消耗有机物。此时，细胞从外界吸收 ，并放出 。A点叶肉细胞中合成ATP的场所有 、 。A点后有光照，植物光合作用和呼吸作用都进行，叶肉细胞中合成ATP的场所有 、 、 。
②AB段：弱光，植物光合速率 呼吸速率，即植物光合作用有机物制造量 呼吸作用有机物消化量，植物体不能积累有机物。细胞呼吸产生的CO2：一部分进入 中用于 作用，一部分释放到 ；细胞呼吸消耗的O2：一部分由 的 作用提供，一部分从 吸收，总体表现为植物从外界吸收 ，并放出 。
③B点：对应光照强度称为 ，植物光合速率 呼吸速率，即植物光合作用有机物制造量 呼吸作用有机物消化量，植物体有机物总量保持不变。此时，细胞呼吸产生的CO2全部用于 作用，光合作用产生的O2全部用于 作用，植物不与外界进行气体交换。
④B点后：强光，光合速率 呼吸速率，即植物光合作用有机物制造量 呼吸作用有机物消化量，植物体能积累有机物。光合作用固定的CO2：一部分由 的 作用提供，一部分从 吸收；光合作用产生的O2：一部分进入 中用于 作用，一部分释放到 ，总体表现为植物从外界吸收 ，并放出 。
⑤E点：称为 ，含义是 。
⑥限制光合速率的环境因素(外因)：AB段： ；C点后：主要是 。
⑦阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的 。
(3)当条件变化时，光(CO2)补偿点和光饱和点的移动规律
①若改变某一因素(如光照、CO2浓度)，使光合作用增强，而呼吸作用不受影响，则光补偿点(B点) 移，光饱和点(E点) 移，D点 移。
②若改变某一因素(如温度)，使呼吸作用速率增大，则光补偿点(B点) 移，A点 移。
7．画出各生理状态下O2和CO2的移动方向

8．总光合速率、净光合速率、呼吸速率的指标及测定
(1)生理指标
①净光合速率：用 下，单位时间内 、 或 表示。
②呼吸速率：用 环境中，单位时间内 、 或 表示。
③总光合速率：用单位时间内 、 或 表示。三者关系： ＝ ＋ 。图中：A表示 ，B表示 ，C表示 。
(2)测定
溶液作用：NaOH溶液： 。
NaHCO3溶液(CO2缓冲液)： 。
甲装置： 环境中植物只进行细胞呼吸，由于NaOH 溶液吸收了细胞呼吸产生的 ，所以单位时间内红色液滴 移的距离为细胞呼吸的 吸收速率，代表呼吸速率。
乙装置： 条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内 浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴 移的距离为植物的 释放速率，代表净光合速率。
【拓展】也可把乙装置置于 环境中测定植物的呼吸速率，用 表示。
(3)物理误差校正：为防止 等因素所引起的误差，应设置对照实验，即用 分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
9．曲线分析
甲图：光合速率＝呼吸速率的点： 。Oc段：只进行 。cd段：光合速率 呼吸速率。dh段：光合速率 呼吸速率。hi段：光合速率 呼吸速率。ij段：只进行 。 积累有机物最多的点： 。f点光合速率下降原因：气温过高，导致部分 关闭，导致 供应不足。乙图：光合速率＝呼吸速率的点： 。OC段：只进行 。CD段：光合速率 呼吸速率。DH段：光合速率 呼吸速率。HI段：光合速率 呼吸速率。IJ段：只进行 。积累有机物最多的点： 。J点低于O点，植物体有机物总量 ；J点高于O点，植物体有机物总量 ；J点等于O点，植物体有机物总量 。
10．化能合成作用
(1)化能合成作用
①概念：利用体外环境中的某些 时所释放出的能量(化学能)来制造 。
②实例：生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的 氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸(HNO2)氧化成 。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的 ，将 合成为糖类，维持自身生命活动。
(2)自养生物和异养生物
①自养生物：能将无机环境中的无机物 转化为 的生物。光能自养生物：利用 进行 作用的生物，如 。化能自养生物：利用 进行 作用的生物，如 等。
②异养生物：只能利用环境中现成的 来维持自身的生命活动，如 。
参考答案：
1．(1)无水乙醇(体积分数100%酒精)
(2) 层析液 溶解度高 层析液 纸层析法
(3) 溶解、提取色素 分离色素 破坏细胞结构，使叶片研磨更充分 保护叶绿素/防止研磨中叶绿素被破坏
(4)避免滤液细线中的色素直接溶于层析液中
(5) 4 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶绿素b 叶绿素a
(6) SiO2 较低 无水乙醇 CaCO3 滤液细线 层析液 过粗
【解析】略
2．(1) 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素
(2) Mg 光照 叶绿素 类胡萝卜素
(3) 蓝紫光 红光 蓝紫光 绿光 可见光
【解析】略
3．(1) 叶绿体 类囊体堆叠形成基粒
(2) 类囊体薄膜 类囊体薄膜 叶绿体基质
(3) 被光束照射 所有受光 光合作用 叶绿体 极细光束 黑暗 完全曝光 黑暗 光照的有无 好氧细菌
【解析】略
4．(1) 更新空气 成分
(2) 绿叶 阳光
(3) 光能 化学能
(4) 淀粉 光
(5) 叶绿体 叶绿体
(6) 水 同位素标记法
(7) 14C CO2中的碳 有机物中碳 同位素标记法
【解析】略
5．(1) 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气
(2)
(3) 光反应 叶绿体类囊体薄膜 暗反应 叶绿体基质 H2O O2 [H] ATP CO2 C3 (CH2O) 2H2O4[H]＋O2 ADP＋Pi＋光能ATP 光能 ATP中活跃的化学能 NADPH(还原型辅酶Ⅱ) CO2＋C52C3 C3 (CH2O)＋C5＋H2O ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 光能 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 [H[和ATP ADP、Pi 类囊体薄膜→叶绿体基质 光 暗 暗反应 ATP CO2 减少 增多 增多 减少 增多 减少 减少 增多 增多 CO2 水分 强弱 成分 温度 CO2 酶的活性
(4) 同位素标记法 CO2→C3→(CH2O) CO2→C3→(CH2O)、H2O H2O→O2 H2O→[H]→(CH2O)、H2O
【解析】略
6．(1) 光反应 [H]和ATP 暗反应
(2) 黑暗 呼吸 O2 CO2 细胞质基质 线粒体 细胞质基质 线粒体 叶绿体 小于 小于 叶绿体 光合 空气中 叶绿体 光合 空气中 O2 CO2 光补偿点 等于 等于 光合 呼吸 大于 大于 线粒体 呼吸 空气中 线粒体 呼吸 空气中 CO2 O2 光饱和点 光合速率达最大值时的最小光照强度 光照强度 CO2浓度、温度 低
(3) 左 右 上 右 下
【解析】略
7．
【解析】略
8．(1) 光照 CO2吸收量 O2释放量 有机物积累量 黑暗 CO2释放量 O2吸收量 有机物消耗量 CO2利用量 O2产生量 有机物生成量 总光合速率 净光合速率 呼吸速率 净光合速率 呼吸速率 总光合速率
(2) 吸收容器中的CO2 为植物光合作用提供CO2，维持装置中CO2含量的稳定 黑暗 CO2 左 O2 光照 CO2 右 O2 黑暗 单位时间内O2吸收速率
(3) 气压、温度 死亡的相同植物
【解析】略
9． d、h 呼吸作用 ＜ ＞ ＜ 呼吸作用 h 气孔 CO2 D、H 呼吸作用 ＜ ＞ ＜ 呼吸作用 H 增多 减少 不变
【解析】略
10．(1) 无机物氧化 有机物 氨(NH3) 硝酸(HNO3) 化学能 二氧化碳和水
(2) 二氧化碳和水 有机物 光能 光合 绿色植物、蓝藻 化学能 化能合成 硝化细菌 有机物 人、动物、腐生生物、寄生生物
【解析】略