光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第2課時 光合作用的原理）同步練習 高一上學期生物人教版（2019）必修1

第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第2課時光合作用的原理一、必備知識基礎(chǔ)練1.(2024山東濰坊高一期末)在離體葉綠體的懸浮液(有H2O、無CO2)中加入鐵鹽或其他氧化劑,在光照下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。鐵鹽或其他氧化劑被統(tǒng)稱為希爾氧化劑。下列敘述正確的是()A.葉綠體中的類胡蘿卜素吸收藍紫光和紅光用于水的光解B.希爾反應(yīng)說明水的光解與CO2的還原是同步的C.在高等植物體內(nèi)充當希爾氧化劑的是NADP+D.希爾反應(yīng)說明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水2.下列關(guān)于光合作用過程的敘述,錯誤的是()A.葉綠體中的色素參與光反應(yīng)B.某些細菌也可以進行光合作用C.光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要酶的催化D.暗反應(yīng)必須在黑暗的條件下進行3.下列關(guān)于光反應(yīng)的敘述,正確的是()A.光反應(yīng)的場所在葉綠體內(nèi)膜上B.光反應(yīng)的速度?？煊诎捣磻?yīng)C.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了ADP和PiD.光反應(yīng)實現(xiàn)了活躍化學能向穩(wěn)定化學能的轉(zhuǎn)變4.如圖表示植物光合作用的一個階段。下列敘述正確的是()A.該階段的化學反應(yīng)在葉綠體基粒上進行B.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多種酶參與C.提高溫度一定能促進(CH2O)的生成D.無光條件有利于暗反應(yīng)進行5.(2024福建福州高一期末)若外界環(huán)境中的光照突然減弱,則葉綠體內(nèi)C3和C5含量的變化是()A.C3減少,C5減少B.C3減少,C5增多C.C3增多,C5減少D.C3增多,C5增多6.如圖為某植物光合作用示意圖,下列敘述正確的是()A.階段②中穩(wěn)定的化學能轉(zhuǎn)變成活躍的化學能B.夏季中午,氣孔關(guān)閉后,短時間內(nèi)葉綠體中f會增多,g會減少C.階段①中c為NADH,作為還原劑參與階段②中f的還原D.為該植物提供14CO2,則14C的轉(zhuǎn)移途徑為h→f→(14CH2O)、g7.(2024江西南昌高一期末)將一株正常生長的植株在適宜條件下光照培養(yǎng),其成熟葉肉細胞的部分結(jié)構(gòu)以及部分生理過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)①過程中水分子可以通過的方式進入細胞;圖中體現(xiàn)了細胞中的水具有的功能。(2)②過程發(fā)生在上,屬于光合作用中的階段,為③過程提供了。(3)植物接受過多光照會對葉綠體造成損害。有研究發(fā)現(xiàn),葉綠體在不同光照條件下會改變方向。在弱光下,葉綠體以其橢球體的“正面”(寬的那一面)朝向光源;在強光下,葉綠體以其橢球體的“側(cè)面”(窄的那一面)朝向光源。該現(xiàn)象對植物的生理意義是。二、能力素養(yǎng)提升練8.1937年,英國植物學家希爾發(fā)現(xiàn),在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),在光照下可以釋放出氧氣,這就是著名的希爾反應(yīng)。下列敘述錯誤的是()A.希爾反應(yīng)讓當時的科學界認識到光合作用產(chǎn)生的O2很可能不來源于CO2B.光合作用中的NADPH與希爾反應(yīng)中的鐵鹽,作用是類似的C.希爾的實驗可以說明水的光解與糖類的合成并不是同一個反應(yīng)D.光合作用并非整個過程都直接需要光照9.1941年,魯賓和卡門用同位素示蹤的方法,研究了光合作用中產(chǎn)生的氧氣的來源,實驗部分過程及結(jié)果如下圖所示。下列敘述正確的是()A.18O不具有放射性,是穩(wěn)定的同位素,可用于示蹤物質(zhì)運行和變化規(guī)律B.另一組實驗及結(jié)果圖應(yīng)為:將H218O換成H2O,CO2換成C18OC.該實驗的預(yù)期結(jié)論是光合作用產(chǎn)生的O2中的氧部分來自水D.實驗中小球藻的細胞內(nèi)含有藻藍素和葉綠素,沒有完整的葉綠體10.(多選)如圖表示某綠色植物在生長階段內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)變情況,①~④表示反應(yīng)階段,下列敘述正確的是()A.④過程產(chǎn)生ATP最多,①過程光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存在ATP和NADPH中B.進行②過程的CO2只來自大氣,產(chǎn)生的C6H12O6存在于液泡中C.進行③過程時需有水參與,產(chǎn)生少量ATPD.給植物澆灌H218O,根細胞會產(chǎn)生C18O2,④過程不會產(chǎn)生11.光合作用的卡爾文循環(huán)可分為羧化、還原和再生3個階段,如下圖所示。下列敘述錯誤的是()A.RuBP是一種五碳化合物B.圖中羧化表示CO2的固定過程C.CO2濃度突然降低,PGA/RuBP的值減小D.卡爾文循環(huán)的3個階段均直接受光反應(yīng)影響12.下圖為光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物磷酸丙糖的代謝途徑,研究表明,磷酸丙糖轉(zhuǎn)移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素,CO2充足時,TPT活性降低。下列敘述錯誤的是()A.Pi輸入葉綠體減少時,磷酸丙糖從葉綠體輸出減少B.暗反應(yīng)中磷酸丙糖的合成需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATPC.葉肉細胞的光合產(chǎn)物主要是以蔗糖形式運出細胞的D.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可通過增加CO2的濃度來提高作物中蔗糖的含量13.(多選)在光照等適宜條件下,科研人員將培養(yǎng)在CO2濃度為1%的環(huán)境中的獼猴桃迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中,其葉片暗反應(yīng)中C3和C5濃度的變化趨勢如圖所示。已知光合速率不再隨光照強度增大而增大時的光照強度為光飽和點。下列說法錯誤的是()A.圖中B表示C3B.在200—300s,NADPH的消耗速率會減小C.在200s時突然降低光照,C3和C5也會出現(xiàn)與該圖類似的變化D.CO2濃度為0.003%時的光飽和點比CO2濃度為1%時的高14.下圖為某植物光合作用過程示意圖。請據(jù)圖回答下列問題。(1)在類囊體薄膜上分布有吸收光能的,其經(jīng)提取后再層析分離,擴散最慢的色素帶呈色。(2)圖中①為,(CH2O)中的能量直接來源于圖中。(3)14CO2進入葉綠體后,首先能檢測到含14C的有機物是,該物質(zhì)被還原成糖類需要光反應(yīng)提供。(4)光合作用過程中,發(fā)生的能量變化是

。(5)若突然停止光照,則短時間內(nèi)④的含量將(填“增加”“減少”或“不變”),原因是。15.(2024河北邢臺高一期末)根據(jù)光合作用中植物固定CO2的方式,可將植物分為C3植物和C4植物等類型。一些C4植物的葉肉細胞和維管束鞘細胞都含有葉綠體,但后者的葉綠體缺乏基粒,兩類細胞之間有大量的胞間連絲。葉肉細胞含磷酸烯醇式丙酮酸羥化酶(PEPC),該酶具有高CO2親和力,可在低濃度CO2條件下高效固定CO2,圖甲是C3、C4途徑示意圖,圖乙表示C4植物光合作用的部分反應(yīng)過程,據(jù)圖回答下列問題。甲乙(1)C4的還原需要的NADPH來自葉肉細胞中葉綠體的(填場所),NADPH在暗反應(yīng)中的作用是。(2)結(jié)合圖甲分析,與C3途徑相比,C4途徑的特點有(答出2點)。(3)據(jù)圖乙分析,結(jié)構(gòu)P為,葉肉細胞和維管束鞘細胞間具有大量該結(jié)構(gòu)的意義主要是。(4)已知高溫、強光照會導致氣孔開放度減小,結(jié)合圖甲、圖乙分析,在高溫、強光照這種環(huán)境中,更適合生存的是(填“C3植物”或“C4植物”),判斷依據(jù)是。

參考答案1.C在光合作用下,葉綠體中的類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,不吸收紅光,類胡蘿卜素吸收的光可用于水的光解,A項錯誤;在光合作用的暗反應(yīng)階段,通過CO2的固定與C3的還原合成糖類等有機物,希爾反應(yīng)過程沒有CO2的參與,不能說明水的光解與CO2的還原是同步的,B項錯誤;在希爾反應(yīng)中,希爾氧化劑的作用與NADP+的作用相似,都具有氧化的作用,因此在高等植物體內(nèi)充當希爾氧化劑的是NADP+,C項正確;希爾反應(yīng)不能說明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水,實驗中其他物質(zhì)也含有氧,需要進一步研究,D項錯誤。2.D葉綠體中的色素能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能,能參與光反應(yīng),并將光能轉(zhuǎn)變成ATP、NADPH中活躍的化學能,A項正確;某些細菌,如光合細菌含有光合色素,因而也可以進行光合作用,B項正確;光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段,且光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要酶的催化,因而能在常溫、常壓下順利進行,C項正確;光合作用的暗反應(yīng)階段不直接依賴光,有光條件下可以進行,D項錯誤。3.B光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜,A項錯誤;光反應(yīng)發(fā)生的變化比暗反應(yīng)簡單,故光反應(yīng)速度?？煊诎捣磻?yīng),B項正確;光反應(yīng)可以為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP,暗反應(yīng)可以為光反應(yīng)提供NADP+、ADP和Pi,C項錯誤;光反應(yīng)與暗反應(yīng)都可以完成能量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)的轉(zhuǎn)變,光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為ATP、NADPH中活躍的化學能,D項錯誤。4.B圖示表示植物光合作用暗反應(yīng)階段,該過程在葉綠體基質(zhì)中進行,A項錯誤;C3的還原生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多種酶參與,B項正確;若圖示是在最適溫度條件下進行的,提高溫度則會降低酶的活性,進而影響(CH2O)的生成,C項錯誤;無光條件下,光反應(yīng)不能進行,不能為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP,不利于暗反應(yīng)的進行,D項錯誤。5.C由于光照突然減弱,會使光反應(yīng)減弱,使光反應(yīng)產(chǎn)物NADPH、ATP合成減少,故C3還原速率下降(C5的產(chǎn)生減少),而CO2固定速率基本不變,即C3生成速率(或C5的消耗速率)不變,因此,外界環(huán)境中的光照突然減弱,則葉綠體內(nèi)C3增多,C5減少。6.D階段②是暗反應(yīng),暗反應(yīng)中活躍的化學能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學能,A項錯誤;夏季中午,氣孔關(guān)閉后,會導致CO2供應(yīng)不足,短時間內(nèi)葉綠體中的f(C3)會減少,g(C5)會增多,B項錯誤;階段①中c為NADPH,作為還原劑參與階段②中f的還原,C項錯誤;h為CO2,f為C3,g為C5,為該植物提供14CO2,則14C的轉(zhuǎn)移途徑為14CO2→14C3→(14CH2O)、14C5,D項正確。7.答案(1)自由擴散或協(xié)助擴散參與細胞內(nèi)生物化學反應(yīng)(2)類囊體薄膜光反應(yīng)NADPH和ATP(3)使得葉綠體在弱光下能接受較多的光照,在強光下能避免葉綠體被灼傷解析(1)過去人們普遍認為,水分子都是通過自由擴散進出細胞的,但后來的研究表明,水分子更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴散方式進出細胞的。①過程中水分子可以通過自由擴散或協(xié)助擴散的方式進入細胞。水的作用有作為良好的溶劑、作為運輸介質(zhì),參與細胞內(nèi)生物化學反應(yīng)等,圖中體現(xiàn)了細胞中的水具有參與細胞內(nèi)生物化學反應(yīng)的功能。(2)題圖②過程發(fā)生水的光解產(chǎn)生O2,這屬于光合作用光反應(yīng)階段,發(fā)生在類囊體薄膜上,③過程為光合作用暗反應(yīng)階段,②過程為③過程提供了ATP和NADPH。(3)葉綠體在不同光照條件下會改變方向。在弱光下,葉綠體以其橢球體的“正面”朝向光源,使其能接受較多的光照,滿足光合作用對光能的需求。在強光下,葉綠體以其橢球體的“側(cè)面”朝向光源,這樣可以接受較少的光照,避免光照太強引起葉綠體被灼傷,該現(xiàn)象對植物的生理意義是使得葉綠體在弱光下能接受較多的光照,在強光下能避免葉綠體被灼傷。8.B希爾反應(yīng)中懸浮液中沒有CO2,光合作用產(chǎn)生的O2很可能不來源于CO2,A項正確;希爾反應(yīng)中的鐵鹽是氧化劑,這與氧化型輔酶Ⅱ(NADP+)作用類似,不是還原型輔酶Ⅱ(NADPH),B項錯誤;希爾的實驗中沒有合成糖的原料CO2,但能進行水的光解,說明水的光解與糖類的合成并不是同一個反應(yīng),C項正確;光合作用的暗反應(yīng)階段不直接依賴光,在無光條件下可以進行,D項正確。9.A另一組實驗及結(jié)果圖應(yīng)為將H218O換成H2O、CO2換成C18O2、18O2換成O2,其余不變,B項錯誤;該實驗的預(yù)期結(jié)論是光合作用產(chǎn)生的O2中的氧全部來自水,C項錯誤;小球藻是真核生物,不同于藍細菌,具有完整的葉綠體,含有葉綠素和類胡蘿卜素10.AC有氧呼吸第三階段產(chǎn)生的ATP最多,因此產(chǎn)生ATP最多的過程是④,①過程為光反應(yīng),光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存在ATP和NADPH中,A項正確;進行光合作用暗反應(yīng)②過程的CO2來自大氣和線粒體,產(chǎn)生的葡萄糖可運輸?shù)狡渌毎?B項錯誤;③是有氧呼吸第一、二階段,有氧呼吸第二階段需要水參與,產(chǎn)生少量的ATP和大量的[H],C項正確;給植物澆H218O后,H218O參與有氧呼吸生成C18O2,H218O通過光反應(yīng)生成18O2,18O211.D在羧化階段,RuBP與CO2結(jié)合,而光合作用過程中CO2與C5結(jié)合生成C3,故RuBP為一種五碳化合物,A項正確;在羧化階段,RuBP與CO2結(jié)合,表示CO2的固定過程,B項正確;當CO2濃度突然降低,CO2的固定過程受阻,RuBP的量會增加,PGA的量會減少,故PGA/RuBP的值減小,C項正確;光反應(yīng)產(chǎn)生NADPH和ATP應(yīng)用于暗反應(yīng),即卡爾文循環(huán)中的還原和再生2個階段受光反應(yīng)的影響,而羧化不受光反應(yīng)的影響,D項錯誤。12.D據(jù)圖可知,磷酸丙糖通過TPT從葉綠體輸出的同時伴隨著Pi進入葉綠體,因此Pi輸入葉綠體減少,說明磷酸丙糖從葉綠體中的輸出過程受阻,即輸出減少,A項正確;光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP能用于暗反應(yīng)中C3的還原過程,該過程能合成磷酸丙糖,B項正確;葉肉細胞的光合產(chǎn)物磷酸丙糖會在細胞質(zhì)基質(zhì)中用于合成蔗糖,然后以蔗糖形式運出細胞,C項正確;CO2充足時,TPT活性降低,則磷酸丙糖運出葉綠體合成蔗糖的過程會受到影響,作物中淀粉含量會上升,而蔗糖含量下降,D項錯誤。13.ACD當降低CO2的濃度時,C3的含量降低,C5的含量上升,所以A代表C3,B代表C5,A項錯誤;在200—300s,將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后,暗反應(yīng)減弱,NADPH的消耗速率會減小,B項正確;在200s時突然降低光照,光反應(yīng)變?nèi)?C3的含量升高,C5的含量降低,C3和C5會出現(xiàn)與該圖相反的變化,C項錯誤;該植物在CO2濃度低時,暗反應(yīng)強度低,所需ATP和NADPH減少,限制了光反應(yīng)的進行,光合速率的最大值比CO2濃度高時的最大值低,故所需光照強度減小,D項錯誤。14.答案(1)色素黃綠(2)氧氣③ATP和②NADPH中的能量(3)C3NADPH、ATP(4)光能→ATP和NADPH中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能(5)減少當突然停止光照時,短時間內(nèi),C5的消耗速率不變,合成速率卻減慢,導致C5含量減少解析(1)葉綠體類囊體薄膜上分布有進行光合作用的色素,色素分離實驗中擴