2020版高中生物 第五章 第4节 第2课时 光合作用的探究历程、光合作用的过程练习 新人教版

2020版高中生物 第五章 第4节 第2课时 光合作用的探究历程、光合作用的过程练习 新人教版

第2课时　光合作用的探究历程、光合作用的过程 测控导航表 知识点 题号 ‎1.光合作用的探究历程 ‎3,8,9,11‎ ‎2.光合作用的过程、条件及发生部位 ‎1,2,4,5,6,7,10,12,14‎ ‎3.综合考查 ‎13,15‎ A级　合格性水平训练 ‎1.(2017·广东湛江期末)关于光合作用的叙述错误的是(　C　)‎ A.光反应产生的产物有[H]、氧气和ATP B.暗反应包括CO2的固定及三碳化合物的还原 C.暗反应的主要产物是葡萄糖、ATP D.光反应必须有光才能进行,但暗反应不需要光 解析:光反应阶段发生的物质变化有:水的光解(H2O→[H]+O2)和ATP的合成(ADP+Pi→ATP),所以产生的产物有[H]、氧气和ATP;暗反应阶段发生的物质变化有:CO2的固定及三碳化合物的还原;暗反应的主要产物是一种三碳糖,ATP是光反应的产物之一;光反应必须有光才能进行,暗反应不需要光。‎ ‎2.(2017·湖北武汉月考)光合作用过程中,能量流动的正确途径是(　D　)‎ A.叶绿素→阳光→ 氢和氧 B.阳光→叶绿素→ADP →(CH2O)‎ C.叶绿素→阳光→ADP →C5‎ D.阳光→叶绿素→ATP →(CH2O)‎ 解析:在光反应的过程中,色素吸收了光能,用于水的光解和ATP的合成,这样光能就转化成ATP和[H]中活跃的化学能;然后[H]和ATP用于暗反应去还原三碳化合物,这样活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能。‎ ‎3.(2017·辽宁沈阳月考)用‎14C和18O分别标记CO2和H2O,当植物体进行光合作用时,下列叙述正确的是(　C　)‎ A.合成的(CH2O)含‎14C和18O B.释放的氧气为18O2,合成的(CH2O)含18O C.释放的氧气为18O2,合成的(CH2O)含‎14C D.合成的(CH2O)含18O 解析:光合作用过程中释放的氧气来自参加反应的水,CO2中的碳,经暗反应的固定、还原过程转化成(CH2O)中的碳。‎ ‎4.(2017·河北石家庄期末)炎热夏季中午,为了防止失水过多,植物往往出现应急措施,此时叶肉细胞内(　C　)‎ A. 三碳化合物含量上升 B.光反应产物不足以支持暗反应的需求 C.有机物积累速率明显下降 D.叶绿体基质中ADP含量增加 解析:叶绿体在光照下进行稳定光合作用时,C3和C5都维持在相对平衡的状态,炎热夏季中午,为了防止失水过多,植物会关闭气孔,导致CO2‎ 6‎ 气体的供应不足,则在短暂时间内原有的平衡被打破,表现出的现象是C3化合物减少、C5化合物增多,有机物积累速率明显下降;由于C3化合物减少,消耗的光反应产物也减少,所以叶绿体基质中ADP含量减少。‎ ‎5.(2016·内蒙古赤峰一模)下图表示光合作用示意图。下列说法错误的是(　C　)‎ A.暗反应中,CO2首先与C5结合生成C3,然后被还原为(CH2O)‎ B.物质②中可储存活跃的化学能,物质③为NADPH C.在物质④供应充足时,突然停止光照,C3的含量将迅速下降 D.为叶肉细胞提供18O标记的H2O,一段时间后在(CH2O)中能检测到放射性18O 解析:由图可知,①表示O2,②表示ATP,③表示NADPH,④表示CO2。CO2参与暗反应,其与C5结合生成C3,然后被还原为(CH2O);ATP中可储存活跃的化学能,物质③为NADPH;CO2供应充足时,突然停止光照,C3的还原受阻,导致含量迅速上升;为叶肉细胞提供18O标记的H2O,有部分参与有氧呼吸,进入CO2,CO2再参与光合作用,所以一段时间后在(CH2O)中能检测到放射性18O。‎ ‎6.(2017·辽宁盘锦期中)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图,下列叙述正确的是(　C　)‎ A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能 B.CO2可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类 C.被还原的C3在有关酶的催化作用下,可再形成C5‎ D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高 解析:CO2的固定实质上是CO2与C5结合形成C3的过程;CO2须固定成C3后,才可被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类;被还原的C3在有关酶的催化作用下,可再形成C5;光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会降低。‎ ‎7.(2017·广西桂林段考)根据下面光合作用图解,判断下列说法不正确的是(　D　)‎ A.⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 B.⑥过程发生于叶绿体基质中 C.图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O)‎ 6‎ D.⑤中产生的②不仅用于还原C3化合物,还可用于各种生命活动 解析:⑤为光反应过程,发生场所为叶绿体类囊体薄膜上;⑥为暗反应过程,发生场所为叶绿体基质中;光反应阶段产生的①[H]和②ATP可为⑥暗反应过程提供还原剂和能量,但不能用于其他生命活动。‎ ‎8.下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,有关叙述正确的是(　B　)‎ A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有淀粉 B.两实验均需要光的照射 C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照 D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气 解析:两实验均需进行“黑暗”处理,但恩格尔曼的实验并非为了消耗细胞中原有淀粉;两实验均需要光的照射;两实验中均设置了对照实验,萨克斯的实验中照光部分和遮光部分形成对照;恩格尔曼的实验可证明光合作用的产物有氧气,萨克斯的实验证明光合作用的产物有淀粉。‎ ‎9.(2017·江西赣州月考)人们对光合作用这一重要生命现象的发现及认识经历了漫长的过程,以下是光合作用探究历程中的几个经典实验,请结合所学知识回答下列问题:‎ 实验一:普利斯特利的实验 密闭玻璃罩+绿色植物+蜡烛/小鼠→蜡烛不易熄灭/小鼠不易窒息 死亡 ‎(1)本实验缺乏　　　 　　组,应如何改进?　  ‎ ‎ 　。 ‎ 实验二:萨克斯的实验 黑暗中“饥饿”处理的绿叶 ‎(2)本实验的自变量为　　　　 　,因变量为　　　　　 　,实验组是　　　　 　(填“曝光组”或“遮光组”)。 ‎ ‎(3)实验中进行“饥饿”处理的目的是  ‎ ‎ 　。 ‎ 实验三:鲁宾和卡门的实验 ‎(4)鲁宾和卡门应用了　　　　　 　法追踪CO2和H2O中的氧元素在光合作用中的转移途径。 ‎ ‎(5)写出光合作用总反应式,并用同位素(18O)标明水中氧的转移途径:　　　　　　　　　　　 　　 。 ‎ 解析:(1)实验一缺乏空白对照组,应设计密闭玻璃罩内只放蜡烛或小鼠的对照组。‎ ‎(2)在萨克斯的实验中,实验的不同处理是叶片一半曝光,另一半遮光,因此该实验的自变量是光的有无,因变量是有无淀粉生成。叶片变蓝部分有淀粉生成,不变蓝部分无淀粉生成;对照组为曝光组,而实验组则是遮光组。‎ ‎(3)对植物进行“饥饿”处理的目的是消耗掉叶片中的有机物,主要是淀粉,以增强实验的说服力。‎ 6‎ ‎(4)鲁宾和卡门应用了同位素标记法追踪氧元素在光合作用中的转移途径。‎ 答案:(1)对照(空白对照)　将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于密闭玻璃罩内,作为空白对照 ‎(2)光的有无　有无淀粉生成　遮光组 ‎(3)使叶片中的营养物质(淀粉)被消耗掉,排除对实验的干扰,增强实验的说服力(答案合理即可)‎ ‎(4)同位素标记 ‎(5)CO2+O(CH2O)+18O2‎ B级　等级性水平训练 ‎10.(2017·河北唐山调研)科学家提取植物细胞中的叶绿体,打破叶绿体膜后用高速离心法分离出类囊体和基质,在不同条件下进行实验(如下表所示),用来研究光合作用过程,下列选项中各试管得到的产物情况正确的是(　C　)‎ 试管 叶绿体结构 光照 C18O2‎ ATP、[H]‎ 三碳化合物 甲 类囊体 ‎+‎ ‎+‎ ‎-‎ ‎-‎ 乙 基质 ‎-‎ ‎+‎ ‎+‎ ‎-‎ 丙 基质 ‎-‎ ‎-‎ ‎+‎ ‎+‎ ‎(注:表中的“+”表示“添加或有”,“-”表示“不添加或无”)‎ ‎①甲试管不会产生18O2　 ②乙试管可得到三碳化合物 ‎③丙试管可能得到淀粉(糖类)‎ A.①② B.②③ C.全对 D.全错 解析:甲试管进行光反应,氧气来自水,而18O存在于C18O2中,故不会产生18O2 ;乙试管能进行暗反应,固定二氧化碳形成三碳化合物;丙试管中含有光反应的产物ATP、[H],又具有暗反应的条件(基质和三碳化合物),故能进行光合作用,能得到淀粉。 ‎ ‎11.(2017·辽宁沈阳月考)卡尔文等人在小球藻培养液中通入14CO2,适宜光照下培养,在给予不同的光照时间后,分析其放射性物质出现的情况。预测实验结果是(　D　)‎ A.光照时间越长,‎14C3的积累越多 B.光照时间越长,‎14C5的积累越多 C.无论光照时间长短,放射性物质都会集中分布在类囊体薄膜上 D.无论光照时间长短,细胞内一定会出现含‎14C的有机物 解析:光合作用中光反应和暗反应是紧密相连的,二氧化碳进入叶绿体基质先与C5结合,被固定形成C3,C3在光反应产生的ATP和[H]下会被还原,因此C3与C5处于动态平衡之中,所以C5中可能会出现放射性标记,但不会随光照时间延长C3积累越多;放射性物质的转移途径是14CO2‎14C3(14CH2O),因此放射性物质不会集中分布在类囊体薄膜上;由以上分析可知,无论光照时间长短,细胞内一定会出现含‎14C的有 机物。‎ ‎12.如图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中a～g为物质,①～⑥为反应过程)。下列判断错误的是(　D　)‎ A.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c中 B.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解 6‎ C.将b物质用18O标记,最终在(CH2O)中能检测到放射性18O D.在g物质供应充足时,突然停止光照,C3的含量将迅速下降 解析:题图分析:a为光合色素,b为氧气,c为ATP,d为ADP,e为NADPH,即[H],f为NADP+,g为二氧化碳。①表示水分的吸收,②表示吸收的光能一部分用来形成ATP的过程,③表示水的光解,④表示二氧化碳的固定,⑤表示三碳化合物的还原,⑥表示暗反应过程中糖类等有机物的形成。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光;光合作用能将光能转变为ATP中活跃的化学能;将O2用18O标记,则 18O2→O(有氧呼吸第三阶段),C6H12O6+6O+6O2‎6C18O2+12H2O+能量,‎6C18O2+12H2OC6O6+6O+6O2,故最终在有机物中能检测到放射性;突然停止光照,光反应停止,[H]和ATP的含量下降,故在CO2供应充足时,C3被还原的量减少,C3含量会迅速上升,D错误。‎ ‎13.(2017·江西新余期末)如图表示某高等植物体内与“水”有关的生理过程,下列相关分析正确的是(　D　)‎ A.①产生的H2O中的H和O分别来自—NH2和—COOH B.②表示线粒体内膜,②处的[H]全部来自线粒体基质 C.③上产生的ATP可用于根对无机盐离子的吸收 D.③表示叶绿体类囊体薄膜,③处产生的[H]将在叶绿体基质中被 消耗 解析:图中①表示脱水缩合过程,①产生的 H2O 中,H来自—NH2和—COOH;②表示线粒体内膜,②处的[H]来源于细胞质基质和线粒体基质;③表示叶绿体类囊体薄膜,光反应产生的 ATP,只用于暗反应中C3的还原。‎ ‎14.(2017·贵州贵阳段考)某同学以菠菜的绿叶为材料,用类似提取叶绿体色素的方法制备了叶绿体悬浮液,再利用叶绿体悬浮液进行实验探究。请回答下列问题:‎ ‎(1)向研钵中加入渗透压　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)叶绿体渗透压的缓冲溶液进行研磨,可制得含有叶绿体的研磨液。 ‎ ‎(2)从研磨液中分离叶绿体,需要用到的方法是　　　 　　　　,然后进行过滤。 ‎ ‎(3)探究磷酸对光合作用的影响。‎ 实验步骤:(注:甲为实验组,乙为对照组)‎ 第一步:将制备的叶绿体悬浮液均分为甲、乙两组;‎ 第二步:甲组中　　　　　　　　　　　 　　,乙组中　　　　　 　　　; ‎ 第三步:在适宜的温度和一定光照等条件下,足量18CO2供其进行光合作用,短时间内追踪检测放射性的强弱。‎ 结果及分析:‎ ‎①检测发现甲组有机物中的放射性强度明显高于乙组,分析出现该实验结果的原因:  ‎ ‎ 　。 ‎ ‎②实验一段时间后,若停止甲组CO2的供应,短时间内叶绿体中的C3含量下降的原因是  ‎ ‎ 　。 ‎ 6‎ 解析:(1)为减少对叶绿体的破坏,保持叶绿体的正常形态和功能,应在制备和保存过程中加入叶绿体的等渗缓冲溶液。‎ ‎(2)制备完整的叶绿体悬浮液需要使用研钵研磨将细胞膜破坏,然后使用差速离心法将各种细胞器分离开。‎ ‎(3)根据题意可知,本实验的自变量是磷酸的有无,因变量是光合作用有机物中的放射性强弱,实验过程中要遵循单一变量原则,同时要使磷酸和对照组中加入试剂的用量适宜且相同,因此甲组中加入适量的磷酸缓冲液,乙组中加入等量不含磷酸的缓冲液。‎ ‎①光合作用的暗反应阶段需要光反应阶段提供[H]和ATP,充足的磷酸有利于光反应阶段ATP的形成,从而促进暗反应阶段C3还原形成有机物,导致甲组有机物中的放射性强度明显高于乙组。‎ ‎②短时间内,当CO2供应不足时,CO2的固定受阻,C3的还原正常进行,因此C3的含量下降。‎ 答案:(1)等于　(2)差速离心法　(3)加入适量的磷酸缓冲液　 加入等量不含磷酸的缓冲液　结果及分析:①充足的磷酸有利于光反应阶段形成ATP,而充足的ATP会促进暗反应阶段C3还原形成(CH2O)‎ ‎②CO2的固定受阻,C3的还原正常进行 ‎15.(2017·湖北武汉月考)有一种莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2,[H]可参与暗反应。在低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气。请据此分析并回答下列问题:‎ ‎(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的　 。 ‎ ‎(2)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢气的原因是　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　,因此可通过筛选高耐氧产氢酶以提高莱茵衣藻产氢气量。 ‎ ‎(3)莱茵衣藻能产生一种抑制光合作用的化学物质CCCP,CCCP可诱导其产氢气;已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢气的影响,设完全培养液A组和缺硫培养液B组,在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢气总量。结果B组>A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢气有　　　 　　作用。 ‎ ‎(4)为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢气的影响及其相互关系,则在(3)实验的基础上需增设两个实验组,其培养液为　　　　　‎ ‎　　　　　　　和　　　　　　　　 　　　　。 ‎ ‎(5)产氢气会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因:  ‎ ‎ 　。 ‎ 解析:(1)莱茵衣藻为真核细胞,其捕获光能的过程发生在光反应阶段,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。‎ ‎(2)由题意知,低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气,在自然条件下,氧气含量较高,会抑制产氢酶的活性,因此自然条件下莱茵衣藻几乎不产氢气。‎ ‎(3)分析两组实验可知,A组完全培养液,B组是缺硫培养液,实验结果B组>A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢气有促进作用。‎ ‎(4)如果探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢气的影响及其相互关系,在A、B两组实验的基础上还应该增加两组实验,一组是添加CCCP的完全培养液,一组是添加CCCP的缺硫培养液。‎ ‎(5)光反应阶段产生[H],作为还原剂被暗反应利用还原三碳化合物形成有机物,若莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2,则参与暗反应的[H]减少,有机物生成量减少。‎ 答案:(1)类囊体薄膜(或基粒)(2)氧气抑制产氢酶的活性　(3)促进 ‎(4)添加CCCP的完全培养液　添加CCCP的缺硫培养液 (5)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2,参与暗反应的[H]减少,有机物的合成量减少 6‎