2024-2025學(xué)年高一生物必修第一冊（人教版）課時(shí)跟蹤檢測（二十二） 光合作用的原理

1/5課時(shí)跟蹤檢測（二十二）光合作用的原理[理解·鞏固·落實(shí)]1．判斷下列敘述的正誤(1)光反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠體內(nèi)膜和類囊體薄膜上。()(2)高等綠色植物白天進(jìn)行光反應(yīng)，夜晚進(jìn)行暗反應(yīng)。()(3)光反應(yīng)釋放的能量可用于暗反應(yīng)，暗反應(yīng)釋放的能量也可以用于光反應(yīng)。()(4)光合作用產(chǎn)生的O2來自CO2和H2O中的O。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×2．在光合作用過程中，光能最初用于()A．CO2的固定B．C3的還原C．水的光解D．將淀粉分解為葡萄糖解析：選C光能被轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能，同時(shí)分解水產(chǎn)生H＋和O2。3．在光合作用中，不需要酶參與的過程是()A．CO2的固定B．葉綠素吸收光能C．三碳化合物的還原D．ATP的形成解析：選B色素分子吸收光能的過程中不需要酶的催化。4．光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列參與暗反應(yīng)必需的物質(zhì)是()A．H2O、CO2、ADPB．CO2、NADPH、ATPC．H2O、CO2、ATPD．NADPH、H2O、ADP解析：選B光合作用暗反應(yīng)過程包括CO2的固定(CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3)和C3的還原[2C3eq\o(→,\s\up7(NADPH、ATP),\s\do5(酶))(CH2O)＋C5]，需要NADPH作為還原劑和酶的催化，并消耗能量(ATP)。5．晴天的中午在葉肉細(xì)胞中，CO2的產(chǎn)生和固定場所分別是()①類囊體薄膜②葉綠體基質(zhì)③線粒體內(nèi)膜④線粒體基質(zhì)A．③①B．④②C．①②D．④③解析：選B晴天中午葉肉細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸和光合作用，CO2的產(chǎn)生是在有氧呼吸的第二階段，此過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中；CO2的固定是在光合作用的暗反應(yīng)階段，是在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的。6．在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是()A．Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．激活Rubisco需要黑暗條件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2結(jié)合解析：選DRubisco參與植物光合作用過程中的暗反應(yīng)，暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)，故Rubisco存在于葉綠體基質(zhì)中，A錯(cuò)誤；暗反應(yīng)在有光和無光條件下都可以進(jìn)行，故參與暗反應(yīng)的酶Rubisco的激活對光無要求，B錯(cuò)誤；Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C錯(cuò)誤；Rubisco催化CO2的固定，即催化C5和CO2結(jié)合生成C3的過程，D正確。7.如圖是利用小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的示意圖，關(guān)于甲物質(zhì)和乙物質(zhì)的相對分子質(zhì)量的比較，正確的是()A．甲<乙 B．甲＝乙C．甲>乙 D．無法確定解析：選A根據(jù)光反應(yīng)的過程可以看出，氧氣中的氧元素來源于水中的氧原子，所以甲物質(zhì)是16O2，乙物質(zhì)是18O2，得出圖中甲物質(zhì)和乙物質(zhì)的相對分子質(zhì)量之比為16∶18＝8∶9。8．植物學(xué)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)，在光下可以釋放出O2，該實(shí)驗(yàn)被稱為希爾反應(yīng)。后來科學(xué)家將葉綠體破碎離心，分別收集綠色沉淀部分和無色上清液部分，綠色沉淀部分懸浮后照光可以產(chǎn)生O2。下列說法錯(cuò)誤的是()A．綠色沉淀部分含量最多的色素是葉綠素aB．希爾反應(yīng)場所是葉綠體類囊體薄膜C．鐵鹽等氧化劑是希爾反應(yīng)的催化劑D．希爾的實(shí)驗(yàn)中，將葉綠體離體可排除細(xì)胞呼吸對實(shí)驗(yàn)的干擾解析：選C綠色沉淀部分(主要是葉綠素a和葉綠素b)含量最多的色素是葉綠素a，A正確；水在光下裂解可以產(chǎn)生氧氣，該實(shí)驗(yàn)被稱為希爾反應(yīng)，場所是葉綠體類囊體薄膜，B正確；鐵鹽等氧化劑是氫受體，接受H＋，參與反應(yīng)，不是催化劑，C錯(cuò)誤；希爾實(shí)驗(yàn)中將葉綠體離體可排除細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2對實(shí)驗(yàn)的干擾，D正確。9．光合作用過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)，下圖表示光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系，據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是()A．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPHB．停止光照，葉綠體中ATP和NADPH含量下降C．ATP的移動(dòng)方向是由類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)D．植物在暗處可大量合成(CH2O)解析：選D植物在暗處，由于沒有光照，產(chǎn)生的ATP和NADPH不足，導(dǎo)致暗反應(yīng)產(chǎn)生的(CH2O)減少，D錯(cuò)誤。10．植物光合作用合成的糖類會從葉肉經(jīng)果柄運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)。在夏季晴朗的白天，科研人員用14CO2供給某種綠色植物的葉片進(jìn)行光合作用，一段時(shí)間后測定葉肉、果柄和果實(shí)中糖類的放射性強(qiáng)度，結(jié)果如表所示?；卮鹣铝袉栴}：部位放射性強(qiáng)度(相對值)葡萄糖果糖蔗糖葉肉36428果柄很低很低41果實(shí)363626(1)本實(shí)驗(yàn)在探究糖類的運(yùn)行和變化規(guī)律時(shí)運(yùn)用了______________法。(2)推測光合作用合成的糖類主要以______的形式從葉肉運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)，理由是________________________________________________________________________________________________________。(3)與果柄相比，果實(shí)中蔗糖的放射性強(qiáng)度下降的原因是________________________________________________________________________________________________________。(4)在上述實(shí)驗(yàn)中，如果在植物進(jìn)行光合作用一段時(shí)間后，突然停止光照，同時(shí)使植物所處的溫度下降至2℃，短時(shí)間內(nèi)該植物葉肉細(xì)胞中14C3的放射性強(qiáng)度基本不變，分析其原因是________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)題意和題表分析可知，實(shí)驗(yàn)在探究糖類的運(yùn)行和變化規(guī)律時(shí)運(yùn)用了放射性同位素標(biāo)記法。(2)表中果柄中蔗糖的放射性強(qiáng)度較高，而葡萄糖和果糖的放射性強(qiáng)度很低，說明光合作用合成的糖類是以蔗糖的形式從葉肉運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)。(3)與果柄相比，果實(shí)中有一部分蔗糖分解成了葡萄糖和果糖，所以放射性強(qiáng)度下降。(4)在植物進(jìn)行光合作用一段時(shí)間后，突然停止光照，同時(shí)使植物所處的溫度下降至2℃，[H]和ATP的含量降低，低溫抑制了酶的活性，14C3的消耗速率與合成速率均減慢，所以14C3的放射性強(qiáng)度基本不變。答案：(1)同位素標(biāo)記(2)蔗糖果柄中蔗糖的放射性強(qiáng)度較高，而葡萄糖和果糖的放射性強(qiáng)度很低(3)果實(shí)中有一部分蔗糖分解成了葡萄糖和果糖(4)停止光照，[H]和ATP的含量降低，低溫抑制了酶的活性，14C3的消耗速率與合成速率均減慢，所以14C3的放射性強(qiáng)度基本不變[遷移·應(yīng)用·發(fā)展]11．(2024·武漢期末)植物光合作用過程(A)和人工合成淀粉過程(B)如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．植物光合作用和人工合成淀粉過程中所需的酶都是在細(xì)胞內(nèi)合成的B．植物光合作用與人工合成淀粉新途徑中，能量轉(zhuǎn)換方式和還原劑作用對象均存在差異C．葉肉細(xì)胞內(nèi)類似于CO2→C1中間體→C3中間體的過程需光反應(yīng)提供NADPH和ATPD．與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，人工合成淀粉過程積累的淀粉的量大于植物積累的淀粉的量解析：選C酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，上述代謝途徑中所需的酶來自生物體內(nèi)，是在細(xì)胞內(nèi)合成的，A正確；光合作用中能量轉(zhuǎn)換過程為：光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，還原劑作用對象為C3；淀粉合成新途徑中能量轉(zhuǎn)換過程為：光能→電能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，還原劑作用對象為二氧化碳，二者均存在差異，B正確；人工合成淀粉新途徑中由CO2→C1中間體→C3中間體的過程，類似于綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)二氧化碳的固定，不需要光反應(yīng)提供NADPH和ATP，C錯(cuò)誤；在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，光合作用、人工合成淀粉兩種途徑合成糖類相等，而人工光合作用系統(tǒng)沒有細(xì)胞呼吸消耗糖類，因此人工合成淀粉過程中積累的淀粉量更多，D正確。12．下圖表示將某植物葉片置于適宜條件下，不同的細(xì)胞間隙CO2濃度下葉肉細(xì)胞中C5的含量變化。以下推測錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)→b，暗反應(yīng)消耗ATP的速率增加B．a(chǎn)→b，CO2固定速率比C3的還原速率快C．b→c，光合速率等于呼吸速率D．b→c，可能是光反應(yīng)限制了光合速率解析：選Ca→b，隨葉肉細(xì)胞間隙CO2濃度的升高，CO2的固定加快，C3生成增多，C3的還原加快，則消耗ATP的速率增加，A正確；a→b，C5含量降低，說明CO2固定速率比C3的還原速率快，B正確；b→c，葉肉細(xì)胞間隙CO2的相對濃度較高，C5含量基本維持不變，表示已達(dá)到CO2飽和點(diǎn)，此時(shí)光合速率應(yīng)大于呼吸速率，葉片的凈光合速率大于零，C錯(cuò)誤；b→c，C5的相對含量基本不變，可能是光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP的數(shù)量限制了光合速率，D正確。13．人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是____________________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為________。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變，原因是________________________________________________________________________________________________________。(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是_______________________________________。(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_____________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。解析：(1)根據(jù)題圖可知，模塊1利用太陽能發(fā)電裝置將吸收的光能轉(zhuǎn)換為電能，模塊2利用電能電解H2O生成H＋和O2，并發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的過程。該系統(tǒng)中的模塊1和模塊2執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能。模塊3將大氣中的CO2轉(zhuǎn)換為糖類，相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)。暗反應(yīng)中CO2和C5結(jié)合生成C3，C3在光反應(yīng)提供的NADPH和ATP的作用下被還原，隨后經(jīng)過一系列反應(yīng)形成糖類和C5，故該系統(tǒng)中模塊3中的甲為五碳化合物(C5)，乙為三碳化合物(C3)。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則CO2濃度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的還原短時(shí)間內(nèi)仍正常進(jìn)行，因此短時(shí)間內(nèi)會導(dǎo)致三碳化合物(C3)含量減少。暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋，若該系統(tǒng)氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長，則模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，從而導(dǎo)致模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變。(3)由于植物中糖類的積累量＝光合作用合成糖類的量－細(xì)胞呼吸消耗糖類