高中生物光合作用重点考点知识点总结及练习答案
高中生物光合作用重点考点知识点总结及练习答案
光合作用：发生范围（绿色植物）、场所（叶绿体）、能量来源（光能）、原料（二氧化碳和水）、产物（储存能量的有机物和氧气）。
1、光合作用的发现：
①1771 年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。
②1864 年，德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
③1880 年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。
④20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2O和
C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。
2、叶绿体的色素：
①分布：基粒片层结构的薄膜上。
②色素的种类：高等植物叶绿体含有以下四种色素。A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，包括叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b；B、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，包括胡萝卜素和叶素
3、叶绿体的酶：
分布在叶绿体基粒片层膜上（光反应阶段的酶）和叶绿体的基质中（暗反应阶段的酶）。
3、光合作用的过程：
①光反应阶段a、水的光解：2H2O→4[H]+O2（为暗反应提供氢）b、ATP的形成：ADP+Pi+光能—→ ATP（为暗反应提供能量）
②暗反应阶段：a、CO2的固定：CO2+C→5 2C3b、C3化合物的还原：
2C3+[H]+ATP→（CH2O）+C5
4、光反应与暗反应的区别与联系：①场所：光反应在叶绿体基粒片层膜上，暗反应在叶绿体的基质中。
②条件：光反应需要光、叶绿素等色素、酶，暗反应需要许多有关的酶。③物质变化：光反应发生水的光解和ATP的形成，暗反应发生CO2的固定和C3 化合物的还原。
④能量变化：光反应中光能→ ATP中活跃的化学能，在暗反应中ATP中活跃的化学能→ CH2O中稳定的化学能。⑤联系：光反应产物[H] 是暗反应中CO2的还原剂，ATP为暗反应的进行提供了能量，暗反应产生的ADP和Pi 为光反应形成ATP提供了原料。
5、光合作用的意义：
①提供了物质来源和能量来源。
②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。
③对生物的进化具有重要作用。总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
6、影响光合作用的因素：
有光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用) 和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。如：在
大棚蔬菜等植物栽种过程中，可采用白天适当提高温度、夜间适当降低温度 (减少呼吸作用消耗有机物)的方法，来提高作物的产量。再如，二氧化碳是光合作用不可缺少的原料，在一定范围内提高二氧化碳浓度，有利于增加光合作用的产物。当低温时暗反应中(CH2O)的产量会减少，主要由于低温会抑制酶的活性；
适当提高温度能提高暗反应中(CH2O)的产量，主要由于提高了暗反应中酶的活性。
8、光合作用过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。前者的进行必须在光下才能进行，并随着光照强度的增加而增强，后者有光、无光都可以进行。暗反应需要光反应提供能量和[H] ，在较弱光照下生长的植物，其光反应进行较慢，故当提高二氧化碳浓度时，光合作用速率并没有随之增加。光照增强，蒸腾作用随之增加，从而避免叶片的灼伤，但炎热夏天的中午光照过强时，为了防止植物体内水分过度散失，通过植物进行适应性的调节，气孔关闭。虽然光反应产生了足够的ATP和〔H〕，但是气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中葡萄糖的产生。
9、在光合作用中：
a 由强光变成弱光时，[ 产生的H] 、ATP数量减少，此时C3还原过程减弱，而CO2仍在短时间内被一定程度的固定，因而C3含量上升，C5含量下降，(CH2O) 的合成率也降低。
b、CO2浓度降低时，CO2固定减弱，因而产生的C3数量减少，C5的消耗量降低，而细胞的C3仍被还原，同时再生，因而此时，C3含量降低，C5含量上
升。
过关练
1.(新题预测)关于光合作用和细胞呼吸的叙述,错误的是
( )
A.磷酸是光反应中合成ATP 所需的反应物
B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与
C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供
D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量
【解题指导】解答本题需要明确:
(1) 隐含信息:人体在剧烈运动时以有氧呼吸为主,同时进行无氧呼吸提供能量;核酸的复制需要能量。
(2) 关键知识:光合作用的过程、细胞呼吸的方式、病毒的生理特点。
【解析】选C。本题主要考查光合作用和呼吸作用有关的知识。 A 项,ATP 是由ADP 和磷酸合成的,所以磷酸是光反应中合成ATP 所需的反应物,正确;B 项,光合作用中吸收光能是由色素来完成的,此过程不需要酶的参与,正确;C 项,人体在剧烈运动时,氧气供应不能满足要求,细胞会进行无氧呼吸, 此时乳酸是其产物而不是反应物,乳酸不会被分解释放能量,错误;D 项,病毒核酸的复制是在宿主细胞内完成的,所需能量由宿主细胞呼吸作用提供,正确。
2.叶肉细胞的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是( )
A.O2 的产生
B.H2O 的生成
C.[H] 的消耗
D.ATP 的合成
【解析】选A。本题主要考查光合作用和细胞呼吸的过程及场所。O2 在光合作用的光反应阶段产生,场所是叶绿体类囊体薄膜,A 项正确;光合作用的暗反应阶段有H2O 生成,场所是叶绿体基质,B 项错误;光合作用的暗反应阶段,[H]用于C3 的还原,在叶绿体基质中进行,C项错误;细胞呼吸的第一阶段有ATP 生成,场所是细胞质基质,D 项错误。
【易错提醒】
本题易错选B项,错因在于忽略C3还原时有H2O 生成,另外叶肉细胞中合成蛋白质时也有H2O 产生,场所是核糖体。
3.(2017 ·海南高考)将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组,分别移入适宜的营养液中在光下培养,并给甲组的营养液适时通入空气,乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对 a 离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象,下列说法错误的是( )
A.给营养液通入空气有利于该植物的生长
B.根细胞对 a 离子的吸收过程属于自由扩散
C.根细胞对 a 离子的吸收过程有能量的消耗
D.根细胞的有氧呼吸有利于根对 a 离子的吸收
【解析】选B。给营养液通入空气,可保证细胞呼吸所需氧气的供应,这有利于该植物的生长;甲组通入空气,乙组不通气,结果甲组的根对 a 离子的吸收速率远大于乙组的,这说明根细胞的有氧呼吸有利于根对 a 离子的吸收而有氧呼吸能为生命活动提供能量,因此根以主动运输的方式吸收 a 离子时,需要消耗能量,B 项错误。
4.某染料（氧化型为无色,还原型为红色）可用于种子生活力的鉴定。某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组,并进行染色实验来了解种子的生活力,结果如表所示。下列叙述错误的是（）
A.甲组的胚发生了氧化还原反应
B.呼吸作用产生的NADH 使染料变成红色
C.乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞
D.种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果
【解析】选C。由某染料（氧化型为无色,还原型为红色）可用于种子生活力的鉴定,判断种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果,甲组的胚发生了氧化还原反应,呼吸作用产生的NADH 使染料变成红色;乙组
种子细胞已经死亡,胚细胞膜上的载体蛋白失活,不能再将染料
运出细胞,因此 C 项错误。
5.（新题预测）聚乙二醇（PEG）对花生种子萌发初期的能量
代谢有促进作
用。现用质量分数为20%的PEG 溶液和清水分别浸泡花生种子,洗
去PEG
溶液,培养两组花生种子使其萌发。在种子萌
10 小时内, 测定其呼发初期的吸强度和ATP,结果如图所示,分析
回答:
oβ0≡?o u 1E )??0
5
0 5
2
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PEG 处理 清水对照 2 4 6 8 10 时间(h) 甲 O
O
O
O
O
O
O
O O 87
654321PEG 处理
清水对照 2 4 6 8 10 时间(h) 乙
(1) _________________________ ATP 是细胞生命活动的物质。ATP 的主要来源是细
胞呼吸,在花生种子萌发过程中,合成ATP 最多的场所是细胞的
(2) _____ 据甲图分析,PEG 溶液浸泡后的花生种子,在开始萌发
时呼吸强度比对照组( 填“高“低“”或“相等”。)
(3) __________________________________ 据乙图分析,在花生种子萌发初期的10 h内,经PEG 处理的种子与对照组相比,ATP 含量变化是________________________________ , 原因是PEG
处理的种子生理活动提前启动,各种代谢活动增强,一方面合成较多ATP, 另一方面
_________ , 导致 2 h 后ATP 含量低于对照组。
【解析】(1)ATP 是细胞生命活动的直接能源物质。在花生种子萌发过程中,细胞只进行细胞呼吸,主要是有氧呼吸,有氧呼吸的第三阶段产生能量最多,发生场所是线粒体内膜。
(2) 据甲图分析可知,PEG 溶液浸泡后的花生种子,在开始萌发时呼吸强度比对照组高。
(3)据乙图分析可知,在花生种子萌发初期的10 h内,经PEG 处理的种子与对照组相比ATP 含量在前 2 h 内下降较快,在2～10 h 内含量有所增加, 但含量仍比对照组低,原因之一是实验组消耗较多ATP 。
答案:(1)直接能源线粒体内膜(2)高(3)在前 2 h 内下降较快,在
2～10 h 内含量比对照组低消耗较多ATP
【加固训练】
某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70% 。为探究该植物种子
萌发过程中干重及脂肪含量的变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明:脂肪含量逐渐减少,到第11 d 时减少了90%,干重变化如图所示。
回答下列问题:
(1) _____________________________ 为了观察胚乳中的脂肪,常用________________________________ 染液对种子胚乳切片染
色,然后在显微镜下观察,可见 ________ 色的脂肪颗粒。
(2) ______________________________________ 实验过程中,导致萌发种子干重增加的主要元素是 ______________ ( 填
“C”“ N”
或“O”。)
(3) ____________ 实验第11 d 后,如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加,必须提供的条件是 ______ 和。
【解析】本题考查种子萌发及其相关物质转化过程,考查实验的分析及
对信息的理解运用能力。
(1)脂肪的检测常用苏丹Ⅲ染液,染色后的脂肪颗粒呈橘黄色,或用苏丹Ⅳ染液,染色后的脂肪颗粒呈红色。
(2)种子在萌发的过程中,脂肪水解需要水的参与,此时水解产物的干重将增加,因此干重增加的元素是O。
(3)如果要增加种子干重,萌发的种子此时只能通过光合作用来进行,而光合作用进行时必须提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。
答案:(1)苏丹Ⅲ (或苏丹Ⅳ ) 橘黄(或红)
(2)O (3) 光照所需的矿质元素离子