1、课时训练18光合作用的原理和应用1.叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是()A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B.H2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D.光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成的答案:D解析:叶绿体中的色素分布在类囊体的薄膜上,是进行光反应阶段的必需条件。叶绿体基质是进行暗反应阶段的场所,而淀粉就是在暗反应阶段合成的。2.叶绿体中,ATP和ADP的运动方向是()A.ATP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体薄膜上运动B.ATP和ADP同时由类囊体薄膜向叶绿体基质运动C.ATP由叶绿体基质向类囊体薄
2、膜运动,ADP则向相反方向运动D.ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动,ATP则向相反方向运动答案:D解析:光反应阶段,色素吸收光能并转化为化学能,使ADP转化为ATP,该变化发生在类囊体薄膜上;而消耗ATP的暗反应阶段则在叶绿体基质中进行,所以ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动,ATP则向相反方向运动。3.在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5含量的变化是()A.C3和C5都迅速减少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加,C5迅速减少D.C3迅速减少,C5迅速增加答案:C解析:在植物进行光合作用的过程中突
3、然停止光照,光反应不能产生ATP、H,C3不能被还原,因而C3的量增加,同时CO2与C5的结合不受影响,导致C5量迅速减少。4.右图表示植物光合作用的一个阶段,下列叙述正确的是()A.该反应的场所是类囊体的薄膜B.C3生成C6H12O6需要H、ATP和多种酶C.提高温度一定能促进C6H12O6的生成D.无光条件有利于暗反应进行答案:B解析:图示反应为暗反应的过程,它发生在叶绿体的基质中;C3的还原需要光反应提供H和ATP以及多种酶的催化,所以有光条件更有利于暗反应的进行。温度会影响酶的活性,温度过高会导致酶失活。5.光合作用过程中,水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自()A.光能和呼
4、吸作用产生的ATPB.都是呼吸作用产生的ATPC.光能和光反应产生的ATPD.都是光反应产生的ATP答案:C6.下列关于小麦光合作用的叙述,错误的是()A.类囊体上产生的ATP可用于暗反应B.夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原D.净光合速率为长期零时会导致幼苗停止生长答案:B解析:类囊体上产生的ATP可用于暗反应;夏季晴天光照最强时,小麦叶片的气孔关闭而出现午休现象,导致光合作用需要的CO2减少,光合速率反而下降;进入叶绿体的CO2要和五碳化合物结合成三碳化合物后才能被NADPH还原;净光合速率为长期零时,没有有机物积累,幼苗就会停止生长。7.炎
5、热夏季的中午,因失水过多会导致植物气孔关闭,此时叶肉细胞()A.三碳化合物含量上升B.光反应产物不能满足暗反应的需求C.有机物积累速率明显下降D.叶绿体基质中ADP含量增加答案:C解析:炎热夏季的中午,因失水过多会导致植物气孔关闭,此时叶肉细胞中二氧化碳的浓度减小,这时二氧化碳的固定减弱,三碳化合物含量下降;这时光反应正常进行,ATP和H的量没有变,光反应产物相对过剩,ATP的利用减少,叶绿体基质中ADP含量减少。8.下图是H随化合物在生物体内转移的过程,下面对其分析不正确的是()A.产生的H可在过程中将三碳化合物还原B.H经转移到水中,其过程需氧气参与C.能形成ATP的过程有D.长在向阳坡上
6、的小麦比背阳坡上的小麦过程旺盛答案:C解析:是光反应过程,产生的H可在过程即暗反应中将三碳化合物还原;是有氧呼吸过程中H与氧生成水的过程,故H经转移到水中,其过程需氧气参与;能形成ATP的过程为呼吸作用过程和光反应过程,故图中能形成ATP;长在向阳坡上的小麦比背阳坡上的小麦光反应即过程旺盛。9.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下,小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后,以下相关比较不正确的是()A.Y2的质量大于Y3的质量B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量C.中水的质量大于中水的质量D.试管的质量大于试管的质量答案:C解析:Y1和Y3是O2,Y2和Y4是18O2,
7、因此Y2的质量大于Y3;中小球藻中含有(CH218O)的有机物,而中小球藻含有(CH2O)的有机物,故中小球藻质量大于;和中的水都为H218O,且原来质量相同,都释放出18O2,因此和中水的质量相等;在试管和原来质量相等的情况下,中释放出的是18O2,而中释放出的是O2,故剩余质量大于。10.(2015福建理综,3)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性,某学习小组从菠菜叶中提取该酶,用其催化C5与14CO2的反应,并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是()A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质B.RuB
8、P羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高答案:B解析:本题解题的切入点是“RuBP羧化酶能催化CO2+C52C3”,实际考查光合作用暗反应中CO2的固定过程。CO2固定是光合作用暗反应中的过程,发生于叶绿体基质,A项正确。CO2+C52C3在有光和无光的条件下都能进行,B项错误。用14C标记相应化合物测定RuBP羧化酶活性的过程,运用了同位素标记法,C项正确。单位时间产物的生成量可表示酶活性的大小,D项正确。11.下图表示的是北方某作物植株一昼夜CO2吸收量的变化。甲图为盛夏的某一晴
9、天,乙图为春天的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是()A.甲图中有机物积累最多的是G点,两图中B点植物干重均低于A点时的干重B.植株有机物总积累量可用横轴上下曲线围成的有关面积表示,适当提高温度可以增加OA的绝对值C.两图中DE时间段叶绿体中C3含量均大大减少D.甲图中E点和G点相比,叶绿体中的ATP含量较多答案:C解析:甲图中DE段的形成是中午光照过强,导致气孔关闭,CO2供应不足所致,CO2的固定减少,故此时C3含量应减少;乙图中DE段形成是因为光照减弱,光反应产物减少,C3还原减少,故C3含量应增加。12.下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述,
10、正确的是()A.t1t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多B.t2t3,暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高C.t3t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低答案:D解析:水的光解发生在类囊体膜上,而不是叶绿体基质中,A项错误;t2t3,限制光合作用的是暗反应,要想提高光合速率,应提高CO2浓度,B项错误;t3t4,光合速率提高是因为暗反应增强,同时也促进了光反应的进行,光反应和暗反应是相互联系、相互依存的整体,C项错误;t
11、4后短暂时间内,细胞原有的ATP被消耗生成ADP和Pi,但是因无光,不能合成ATP,所以ADP和Pi含量升高,且C3化合物还原后的直接产物也因不断消耗而减少,D项正确。13.(2015课标全国理综,29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下。A组:先光照后黑暗,时间各为67.5 s;光合作用产物的相对含量为50%。B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗
12、时间各为7.5 s;光合作用产物的相对含量为70%。C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组):光照时间为135 s;光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题。(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是;C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要,这些反应发生的部位是叶绿体的。(2)A、B、C三组处理相比,随着的增加,使光下产生的能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。答案:(1)高于C组只用了D组一半的光照
13、时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶解析:本题通过影响植物光合作用的外界因素考查实验与探究能力。(1)比较C组和D组可知,前者光照时间为后者的一半,结果光合作用产物的相对含量C组却是D组的94%,说明单位光照时间内C组植物合成有机物的量高于D组。光合作用的暗反应不需要光照,其发生部位是叶绿体基质。(2)A、B、C三组随着光照和黑暗交替频率的增加,使光反应产生的ATP和还原型辅酶能够充分利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。14.下图是绿色植物光合作用过程图解,请据图回答下列问题。(1)图中A、B、C所示的物质分别是、。(2)过程表示CO2与C5化合物结合的过程,称为。(3)根据是否需要光能,光合作用过程分为图中的两个阶段,其中阶段称为。(4)叶绿体中吸收光能的色素分布在。在光合作用过程中,光能最终转化成稳定的化学能储藏在(填图中字母)中,若突然停止光照,发现叶绿体中的含量升高。答案:(1)O2HATP(2)CO2的固定(3)光反应(4)类囊体薄膜上DC3