2024-2025學(xué)年高中生物第5章細胞的能量供應(yīng)和利用4.2.1光合作用的探究歷程和過程課時分層作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGE8-光合作用的探究歷程和光合作用的過程(15分鐘50分)一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.某植物葉片不同部位的顏色不同,將該植物在黑暗中放置48h后,用錫箔紙遮擋葉片兩面,如下圖所示。在日光下照光一段時間,去除錫箔紙,用碘染色法處理葉片,視察到葉片有的部位出現(xiàn)藍色,有的沒有出現(xiàn)藍色。其中,沒有出現(xiàn)藍色的部位是 ()A.a、b和d B.a、c和eC.c、d和e D.b、c和e【解題指南】解答本題時需關(guān)注以下兩點:(1)植物進行光合作用的場所只在葉綠體。(2)光合作用須要光照?！窘馕觥窟xB。本題考查光合作用的條件及場所。光合作用須要光照。部位c被錫箔紙遮蓋,不能進行光合作用產(chǎn)生淀粉,而a、e部位為黃白色,沒有葉綠素,也不能進行光合作用產(chǎn)生淀粉,所以碘處理后不會變藍。2.光合作用的過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。下列描述正確的是()A.光反應(yīng)階段固定CO2B.暗反應(yīng)階段積累ATPC.光反應(yīng)階段分解H2OD.暗反應(yīng)階段釋放O2【解析】選C。暗反應(yīng)固定CO2;暗反應(yīng)階段消耗ATP;光反應(yīng)階段分解H2O形成O2和[H];光反應(yīng)階段釋放O2。3.如圖表示植物光合作用的一個階段,下列各項敘述中,錯誤的是 ()A.該反應(yīng)為光合作用暗反應(yīng)B.該反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)C.該反應(yīng)須要在黑暗條件下進行D.C3生成(CH2O)須要[H]、ATP和多種酶的參加【解析】選C。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、B正確;暗反應(yīng)不須要光,在有光、無光條件下都能進行,C錯誤;C3生成(CH2O)的過程為C3的還原,須要[H]、ATP和多種酶的參加,D正確。【規(guī)律方法】利用簡圖法理順光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)[H]和ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)供應(yīng)ADP和Pi以及NADP+。(2)沒有光反應(yīng),暗反應(yīng)無法進行;沒有暗反應(yīng),有機物無法合成,光反應(yīng)也會受到抑制。4.(2024·銀川高一檢測)在條件相宜的狀況下,用自然光照耀離體的簇新葉綠體一段時間后,突然改用光照強度與自然光相同的綠色光照耀,瞬間葉綠體中的物質(zhì)所發(fā)生的變更正確的是 ()A.ATP含量下降B.C3的含量下降C.合成C5的速率加快D.NADPH的含量上升【解析】選A。由于光反應(yīng)變慢,所以ATP合成量削減,導(dǎo)致ATP含量下降,A正確;光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)[H]和ATP去還原C3,光反應(yīng)減弱后,導(dǎo)致C3的還原減弱,C3消耗量削減,同時CO2固定生成C3的速率不變,則C3含量相對增多,B錯誤;光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)[H]和ATP去還原C3,光反應(yīng)減弱后,導(dǎo)致C3的還原減弱,則合成C5的速率減慢,C錯誤;由于光反應(yīng)變慢,所以水的光解變慢,產(chǎn)生的NADPH削減,導(dǎo)致NADPH含量下降,D錯誤。5.在綠色植物光合作用過程中,能量轉(zhuǎn)變的大致過程是 ()A.光→葡萄糖→CO2 B.光→葡萄糖→ATPC.光→CO2→葡萄糖 D.光→ATP→葡萄糖【解析】選D。光反應(yīng)過程中的能量變更是葉綠體中的光合色素汲取光能,將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存在ATP中,ATP參加暗反應(yīng)的三碳化合物的還原后轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖谟袡C物葡萄糖中的化學(xué)能,故D正確。6.關(guān)于光合作用的敘述,正確的是 ()①光反應(yīng)須要光不須要酶②暗反應(yīng)須要酶但不能在光下進行③光反應(yīng)階段氧氣的釋放來自水的光解④將CO2轉(zhuǎn)變成富含能量的有機物⑤光反應(yīng)中消耗磷酸分子,暗反應(yīng)中產(chǎn)生磷酸分子⑥暗反應(yīng)中二氧化碳的固定生成C5,C3的還原消耗C5A.①③⑤⑥ B.①②④C.③④⑤ D.②④【解析】選C。①光反應(yīng)須要光也須要酶,如ATP合成須要酶的參加。②暗反應(yīng)須要酶同時須要光反應(yīng)為其供應(yīng)ATP和[H]。⑥暗反應(yīng)中二氧化碳的固定消耗C5,C3的還原生成C5。③④⑤均正確。7.正常條件下進行光合作用的某植物,當突然變更條件后,發(fā)覺其葉肉細胞內(nèi)C5含量突然上升,則變更的條件是 ()A.停止光照B.停止光照并降低CO2濃度C.上升CO2濃度D.降低CO2濃度【解析】選D。停止光照,光反應(yīng)停止,導(dǎo)致ATP和[H]削減,C3轉(zhuǎn)變成C5的速率變慢,因此C5的含量下降,A錯誤;降低CO2濃度,同時由于停止光照,C5的含量基本不變,B錯誤;上升CO2濃度,C5轉(zhuǎn)變成C3的速率加快,C5的含量下降,C錯誤;降低CO2濃度,C5轉(zhuǎn)變成C3的速率下降,因此C5的含量增加,D正確。二、非選擇題(共15分)8.(2024·西寧高一檢測)銀邊天竺葵是園藝經(jīng)典品種,其綠色圓形葉片外邊鑲有白邊,如圖為銀邊天竺葵的光合作用過程示意圖。請分析回答下列問題:(1)圖中a表示的物質(zhì)是________,Ⅱ表示光合作用過程中的________階段。

(2)c參加Ⅱ階段的反應(yīng)時,首先與________結(jié)合形成兩個C3,最終形成d。

(3)光合作用過程中能量轉(zhuǎn)化的途徑為________________________________________________(請用圖中的字母、文字回答)。

【解析】據(jù)題圖分析可知,a表示O2,b表示[H],c表示CO2,d表示(CH2O)。(1)光反應(yīng)中發(fā)生了水的光解產(chǎn)生了O2和[H],[H]用于暗反應(yīng)階段的C3還原。(2)CO2固定時,與C5結(jié)合形成兩分子的C3。(3)光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能,暗反應(yīng)中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成d中穩(wěn)定的化學(xué)能。答案:(1)O2暗反應(yīng)(2)C5(3)光能→ATP中活躍的化學(xué)能→d中穩(wěn)定的化學(xué)能(20分鐘50分)一、選擇題(共5小題,每小題4分,共20分)1.假如將一株綠色植物栽培在含O的完全培育液中,賜予足夠的光照,經(jīng)過較長一段時間后,下列物質(zhì)中能含18O的有幾項 ()①四周空氣的O2 ②四周空氣的CO2③四周空氣的水分子 ④光合作用生成的葡萄糖A.一項B.二項C.三項D.四項【解析】選D。因為植物汲取的水可以參加光合作用釋放出18O2,所以四周空氣中的O2具有放射性,故①正確;四周空氣中的18O2被植物汲取,進行細胞呼吸生成水,或通過蒸騰作用釋放到空氣中,故③符合;同時水參加有氧呼吸的其次階段,可以生成含有18O的CO2,所以②符合;再者,CO2參加光合作用會生成含有18O的葡萄糖,所以④符合。綜上所述,故D正確。2.(2024·天津高考)在相宜反應(yīng)條件下,用白光照耀離體的簇新葉綠體一段時間后,突然改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照耀。下列是光源與瞬間發(fā)生變更的物質(zhì),組合正確的是 ()A.紅光,ATP下降 B.紅光,未被還原的C3上升C.綠光,[H]下降 D.綠光,C5上升【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息:改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照耀、瞬間發(fā)生變更的物質(zhì)。(2)解題思路:依據(jù)光源的變更→推導(dǎo)光能的汲取量→光反應(yīng)產(chǎn)物([H]和ATP)的變更→暗反應(yīng)過程中物質(zhì)含量的變更?！窘馕觥窟xC。本題主要考查光合作用的基本過程和影響因素。葉綠體中葉綠素主要汲取紅光與藍紫光,類胡蘿卜素主要汲取藍紫光,汲取綠光最少。由白光照耀突然改用光照強度與白光相同的紅光后,葉綠體中光合色素汲取光能增加,則光反應(yīng)增加,所產(chǎn)生的[H]和ATP增多,促進C3的還原,所以C3的量削減,C5的量增加,故A、B項錯誤。由白光照耀改用光照強度與白光相同的綠光后,葉綠體中光合色素汲取光能顯著削減,可導(dǎo)致光反應(yīng)速率減慢,光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP明顯削減,而C3的還原仍以原來的速率消耗[H]和ATP,則短時間內(nèi)[H]含量會下降;此時CO2的固定仍以原來的速率消耗C5,則短時間內(nèi)C5的含量會下降,故C項正確、D項錯誤。【補償訓(xùn)練】下列有關(guān)光合作用過程中物質(zhì)變更的說法,正確的是 ()A.終止CO2的供應(yīng),C3的含量先短暫下降,再略微回升后與C5形成新的平衡B.增加光照,C3的含量將持續(xù)下降,C5的含量將持續(xù)上升C.ATP和[H]的含量是由光照確定的,與CO2的變更沒有關(guān)系D.無論增加光照還是增加CO2的濃度,有機物的產(chǎn)量都不肯定增加【解析】選D。終止CO2的供應(yīng),CO2的固定變慢,短時間內(nèi),C3的含量會下降,但C3的含量不行能回升,故A錯誤;增加光照,短時間內(nèi)C3的含量下降,C5的含量上升,但不能持續(xù),故B錯誤;光反應(yīng)生成ATP和[H],暗反應(yīng)消耗ATP和[H],CO2削減,暗反應(yīng)速度減慢,會使ATP和[H]增多,抑制光反應(yīng)的進行,故C錯誤;達到光飽和點或CO2飽和點后增加光照或CO2濃度,有機物的產(chǎn)量不再增加,故D正確。3.光合作用過程中,水的分解及C3形成糖類所須要的能量 ()A.分別來自細胞呼吸產(chǎn)生的ATP和光能B.都來自細胞呼吸產(chǎn)生的ATPC.分別來自光能和光反應(yīng)產(chǎn)生的ATPD.都來自光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP【解析】選C。光合作用的光反應(yīng)階段,光合色素汲取光能,使水分解,產(chǎn)生ATP;ATP用于暗反應(yīng)階段三碳化合物的還原?！疽?guī)律方法】在光合作用過程中能量的來源和去路分析(1)來源:在光反應(yīng)階段,光合色素可以汲取和傳遞光能,ADP和Pi結(jié)合形成ATP,這樣光能就轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能。(2)去路:在暗反應(yīng)階段,ATP水解為ADP和Pi,所釋放的能量只用于C3還原為糖類(CH2O),這樣ATP中活躍的化學(xué)能就轉(zhuǎn)化為糖類等有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能。4.如圖表示某植物葉片暗反應(yīng)中C3和C5相對濃度的變更趨勢,該植物在Ⅰ階段處于相宜環(huán)境條件下,Ⅱ階段變更的環(huán)境條件是降低光照強度或降低CO2濃度中的某一項。下列分析正確的是 ()A.圖中物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙須要消耗光反應(yīng)供應(yīng)的ATPB.圖中Ⅱ階段所變更的環(huán)境條件是降低光照強度C.Ⅱ階段甲的相對濃度上升是因為葉綠體中[H]和ATP的積累D.若CO2濃度降低,Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強度比Ⅰ階段低【解析】選D。由于處于相宜環(huán)境條件下,C3的含量應(yīng)大于C5的含量,故甲曲線表示C5的變更,乙曲線表示C3的變更。CO2的固定使物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙,其固定過程只需酶的催化,不須要消耗光反應(yīng)供應(yīng)的ATP,A錯誤。圖中Ⅰ階段到Ⅱ階段,C3削減,C5增多,是降低CO2濃度引起的,B、C錯誤。CO2濃度降低時,最大光合速率降低,所需光照強度降低,D正確。5.(2024·棗莊高一檢測)如圖表示初夏某地的溫度、光照強度、該地某一植物的凈光合速率和氣孔導(dǎo)度(氣孔張開的程度)的日變更趨勢。8:00到12:00光照強度增加而凈光合速率降低,主要緣由是 ()A.氣孔導(dǎo)度變更導(dǎo)致光合速率降低B.溫度上升導(dǎo)致細胞呼吸速率增大C.溫度上升導(dǎo)致細胞呼吸速率降低D.光照強度增加使光合作用速率增大【解析】選B。凈光合作用速率=實際光合作用速率-呼吸速率,8:00到12:00光照強度增加,但氣孔導(dǎo)度相對穩(wěn)定,CO2供應(yīng)受限制,實際光合作用速率增加,但幅度不大,且由于該時間段內(nèi)溫度上升,細胞呼吸速率也增加,實際光合作用增加的速率小于細胞呼吸增加的速率,因此凈光合作用速率下降。二、非選擇題(共2小題,共30分)6.(12分)如圖表示綠色植物葉肉細胞中光合作用、細胞呼吸過程及關(guān)系的圖解(注:圖中NADPH為[H])。據(jù)圖分析回答:(1)過程①②分別表示光合作用的__________反應(yīng)和________反應(yīng)階段。

(2)過程①是在葉綠體的________上進行的,②是在葉綠體的__________中進行的。

(3)a、b代表的物質(zhì)分別是________和________。

(4)若把該植物從光下移到暗處,則葉綠體中的C3含量將__________(填“上升”“降低”或“不變”)。

【解析】(1)依據(jù)光合作用過程中的物質(zhì)變更可知,過程①②分別表示光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段。(2)光反應(yīng)階段是在葉綠體的類囊體薄膜上進行的,暗反應(yīng)階段是在葉綠體的基質(zhì)中進行的。(3)a、b代表的物質(zhì)分別是水和二氧化碳。(4)若把該植物從光下移到暗處,光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP削減,被還原的C3削減,而CO2被C5固定生成C3的過程不變,故C3的含量增加。答案:(1)光暗(2)類囊體薄膜基質(zhì)(3)水二氧化碳(4)上升【試驗·探究】7.(18分)(實力挑戰(zhàn)題)(2024·臨沂高一檢測)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響,科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計了A、B、C、D四組試驗。各組試驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、相宜且穩(wěn)定,每組處理的總時間均為135s,處理結(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和試驗結(jié)果如下:A組:先光照后黑暗,時間各為67.5s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%。B組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為7.5s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%。C組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為3.75ms(毫秒);光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%。D組(比照組):光照時間為135s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%?；卮鹣铝袉栴}:(1)單位光照時間內(nèi),C組植物合成有機物的量________________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量,依據(jù)是__________________________________________________________;C組和D組的試驗結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不須要________,這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的__________。

(2)A、B、C三組處理相比,隨著______________的增加,使光照下產(chǎn)生的__________能夠剛好利用與剛好再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。

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