高中生物光合作用重点考点知识点总结及练习答案.docx
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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,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩,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+C5→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和能量代。
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,在一定围提高二氧化碳浓度,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·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。
在种子萌发初期的10小时,测定其呼吸强度和ATP,结果如图所示,分析回答:
(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10h,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,各种代活动增强,一方面合成较多ATP,另一方面____________
__________,导致2h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10h,经PEG处理的种子与对照组相比ATP含量在前2h下降较快,在2~10h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)直接能源线粒体膜
(2)高(3)在前2h下降较快,在2~10h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11d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11d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)脂肪的检测常用丹Ⅲ染液,染色后的脂肪颗粒呈橘黄色,或用丹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)丹Ⅲ(或丹Ⅳ)橘黄(或红)
(2)O(3)光照所需的矿质元素离子
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