生物学高考一轮复习学案：第9讲　光合作用的原理

修改时间：2025-02-24 浏览次数：1 类型：一轮复习编辑

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一、

1. 纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。

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2. 探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液。

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3. 提取光合色素的实验中，研磨时加入CaCO₃过量会破坏叶绿素。

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4. 红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a。

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5. 叶片在640～660 nm波长光下释放O₂是由叶绿素参与光合作用引起的。

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6. 下图是验证叶绿体功能实验中恩格尔曼所做的实验示意图，请分析：
恩格尔曼的实验示意图
恩格尔曼第二个实验的示意图

（1）恩格尔曼实验在实验材料的选取上的巧妙之处是。

（2）恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是。

（3）在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？

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7. 研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
实验思路：。
预期结果：。

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8. 下列有关色素提取和分离实验的说法，正确的是(　　)

A . 根据绿叶中色素在无水乙醇中溶解度不同，可对色素进行分离 B . 分离色素时，蓝绿色的色素带距离滤液细线最远 C . 利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 D . 叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢

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9. 某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：μg·g^－1)，结果如表。下列有关叙述正确的是(　　)
植株类型
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
叶绿素/类胡萝卜素
野生型
1 235
519
419
4.19
突变体1
512
75
370
1.59
突变体2
115
20
379
0.35

A . 两种突变体的出现增加了物种多样性 B . 突变体2比突变体1吸收红光的能力更强 C . 两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致 D . 叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色

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10. 叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　　)

A . 叶绿体中的色素的合成都需要Mg^2＋和光照 B . H₂O在光下分解为NADPH和O₂的过程发生在基质中 C . CO₂的固定过程发生在类囊体薄膜上 D . 光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的

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11. 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a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是(　　)

A . 图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上 B . 利用纸层析法分离色素时，②应位于滤纸条的最下端 C . 植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光 D . 弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用

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12. 植物细胞产生的O₂只能来自光合作用。

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13. 弱光条件下植物没有O₂的释放，说明未进行光合作用。

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14. 类囊体产生的ATP和O₂参与CO₂固定与还原。

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15. 蓝细菌(蓝藻)没有叶绿体也能进行光合作用。

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16. 高等植物光合作用中光反应只发生在生物膜上。

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17. 叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中。

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18. 水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量。

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19. 模拟鲁宾、卡门的实验时，能对同一实验中的CO₂和H₂O同时进行标记吗？为什么？
。

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20. 给小球藻提供¹⁸O₂ ，在小球藻合成的有机物中检测到了¹⁸O，其最可能的转化途径是。

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21. 光照停止后暗反应短时间仍然能够持续，但无法长时间正常进行，原因是；
CO₂不足暗反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是。

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22. 下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A . 水光解产生的O₂若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜 B . NADP^＋与电子(e^－)和质子(H^＋)结合形成NADPH C . 产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D . 电子(e^－)的有序传递是完成光能转换的重要环节

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23. 科学家向小球藻培养液中通入¹⁴CO₂ ，给予实验装置不同时间光照，结果如表所示。根据上述实验结果分析，下列叙述正确的是(　　)
实验组别
光照时间/s
放射性物质分布
1
2
大量3磷酸甘油酸(三碳化合物)
2
20
12种磷酸化糖类
3
60
除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等

A . 暗反应最初形成的很可能是3磷酸甘油酸(三碳化合物) B . 本实验利用小球藻研究的是光合作用的光反应阶段 C . 3磷酸甘油酸可直接转化成氨基酸、有机酸等 D . 实验结果说明光合作用产物是各种糖类

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24. 如图是某学校生物兴趣小组研究菠菜光合速率相对值与叶龄关系的结果图示。下列说法错误的是(　　)

A . A点光合速率较低是由于幼叶光合色素含量少 B . 随着叶片不断地展开，AB段光合速率上升 C . 由于叶片的衰老，CD段光合速率下降 D . 若光照突然增强，则短时间内叶绿体中C₃的含量增加

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25. 在一定条件下，下列关于某叶肉细胞内叶绿体和线粒体生理活动的叙述，正确的是(　　)

A . 若突然增加CO₂浓度，则短时间内叶绿体中C₃比ADP先增加 B . 光照下两者发生氧化反应时都释放能量供各项生命活动利用 C . 若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中C₅比ADP先减少 D . 光照下叶绿体直接为线粒体提供O₂和葡萄糖

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26. 如图为某植物叶肉细胞光合作用示意图，图中①②③④表示相关物质。现有甲、乙两植株，甲叶色正常，乙为叶色黄化的突变植株，叶绿素含量明显少于甲。将甲、乙植株置于正常光照、温度、CO₂浓度等条件相同的环境中，下列相关分析正确的是(　　)

A . 被色素吸收的光能全部用于③合成ATP B . 只有接受ATP释放的能量，C₃才可被NADPH还原 C . 如果突然增加光照强度，则短时间内②含量减少，③的含量增加 D . 如果突然增加光照强度，甲的叶肉细胞C₃减少，乙的叶肉细胞④含量减少

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27. 在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO₂固定形成C₃的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是（）

A . Rubisco存在于细胞质基质中 B . 激活Rubisco需要黑暗条件 C . Rubisco催化CO₂固定需要ATP D . Rubisco催化C₅和CO₂结合

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28. 采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是（）

A . 提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B . 研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C . 研磨时添加石英砂有助于色素提取 D . 画滤液细线时应尽量减少样液扩散

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29. 生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO₂固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO₂ ，吸收的CO₂通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO₂可用于光合作用。回答下列问题：

（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有。光合作用所需的CO₂来源于苹果酸脱羧和释放的CO₂。

（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止，又能保证正常进行。

（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO₂固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)

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30. 将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m²）时，固定的CO₂量等于呼吸作用释放的CO₂量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m²），每天光照时长为14小时。回答下列问题：

（1）在此条件下，该水稻种子（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是。

（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m²），其他条件与上述实验相同，该水稻（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是（答出两点即可）。

（3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有特性。

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31. 下列关于叶绿体的叙述，正确的是(　　)

A . 叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积 B . 叶绿体基质中NADP^＋能形成NADPH C . 类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光 D . 类囊体薄膜中的酶可催化CO₂的固定和还原

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32. 科学家将色素溶液与阳光之间放置一块三棱镜，分别让不同颜色的光照射色素溶液，得到色素溶液的吸收光谱如下图所示，①②③代表不同色素。下列说法正确的是(　　)

A . ①在红光区吸收的光能可转化为ATP中的化学能 B . ②为蓝绿色，③为黄绿色，二者均含有Mg^2＋ C . 纸层析法分离色素时，②处于滤纸条最下端 D . 种植蔬菜大棚时可使用蓝紫色或红色的塑料薄膜

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33. 韭菜具有补肾、健胃、提神之功效，而韭黄是韭菜在避光条件下培养出来的，具有更佳的口感。某学习小组成员分别利用韭菜和韭黄进行叶绿体色素提取和分离实验，获得的结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A . 研磨叶片时，需加入少许SiO₂ ，有助于叶片研磨得更充分 B . 将滤纸条一端剪去两角有利于层析时形成平整的色素带 C . 实验结果表明：色素④叶绿素a在层析液中的溶解度最低 D . 实验结果表明：避光条件对类胡萝卜素的合成基本无影响

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34. 为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力，科学家在黑暗条件下进行了如下实验，有关分析正确的是(　　)

A . 黑暗的目的是与光照作对照 B . pH＝4的缓冲溶液模拟的是叶绿体基质的环境 C . ADP和Pi形成ATP后进入类囊体腔内 D . 类囊体膜两侧的pH差是叶绿体形成ATP的动力

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35. 下图表示某植物叶片暗反应中C₃和C₅微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO₂浓度中的某一项。下列分析正确的是(　　)

A . 图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP B . 图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 C . Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累 D . Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低

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36. 科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是(　　)

A . 恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量 B . 科学家发现甲醛是光合作用的原料 C . 希尔发现离体叶绿体在适宜条件下可释放O₂ D . 鲁宾和卡门的实验中，用¹⁸O分别标记H₂O和CO₂ ，证明了光合作用产生的氧气来自CO₂而不是H₂O

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37. 爱默生用远红光(红外光)和红光两种波长的光进行单独和混合照射绿藻，测定的净光合速率如图所示。结合图形分析，下列叙述错误的是(　　)

A . 绿藻细胞中的光合色素既能吸收远红光，也能吸收红光 B . 绿藻净光合速率可用单位时间O₂放出量表示，也可用CO₂吸收量表示 C . 与红光照射绿藻相比，黑暗和光照交替处理可使其净光合速率显著增加 D . 从两种光单独和混合光照处理结果分析，两种光具有协同增效作用

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38. 莲藕是广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体和普通莲藕的净光合速率，图2中A、B分别表示某光照强度下该突变体与普通莲藕的气孔导度(单位时间进入叶片单位面积的CO₂量)和胞间CO₂浓度。回答下列问题：

（1）提取和分离莲藕叶片中叶绿体内的色素，常用的试剂分别是。突变体与普通莲藕相比，经过纸层析分离色素，在滤纸条上两种颜色的色素带将会变窄。突变体叶绿素含量显著下降，将直接影响光合作用的阶段。

（2）莲藕切开后极易褐变，这是由细胞内的多酚氧化酶催化相关反应引起的。将切好的莲藕在开水中焯过后可减轻褐变程度，原因是。

（3）在2 000(μmol·m^－2·s^－1)的光强下，普通莲藕的总光合速率为(μmol·m^－2·s^－1)。

（4） CO₂被利用的场所是叶绿体基质，因为此处可以为CO₂的固定提供。据图2判断，突变体莲藕在单位时间内固定的CO₂多，请写出判断的依据：。

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39. 淀粉是粮食最主要的组分，也是重要的工业原料。中国科学院实现了人工合成淀粉，其途径如图1所示，该成果不依赖植物光合作用，在实验室人为提供能量的基础上，实现了从CO₂和H₂到淀粉分子的人工全合成。图2表示光合作用合成葡萄糖的过程。
图1
图2

（1）光合作用中NADPH和ATP参与的过程相当于图1中的(用“C₁模块”“C₃模块”“C₆模块”或“C_n模块”及箭头表示)。图1中C_n是由C₆组成的淀粉，以C₆为单位组成的生物大分子还有。

（2）据图2所示过程¹⁸O的转移路径和实验结果，推测用¹⁸O标记二氧化碳的实验目的是。
光合作用过程既能分解水也能产生水，结合图2分析光合作用的(填“光反应”或“暗反应”)过程产生水，判断的依据是。

（3）从能量的角度看，光合作用的本质是将太阳能转化为。
人工合成淀粉的成功能否表明对光合作用的完全替代，请从能量的角度阐述你的理由：。

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植株类型	叶绿素a	叶绿素b	类胡萝卜素	叶绿素/类胡萝卜素
野生型	1 235	519	419	4.19
突变体1	512	75	370	1.59
突变体2	115	20	379	0.35

实验组别	光照时间/s	放射性物质分布
1	2	大量3磷酸甘油酸(三碳化合物)
2	20	12种磷酸化糖类
3	60	除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等

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