1、课后素养落实(二十一)光合作用的原理(建议用时：40分钟)题组一光合作用的探究历程11937年，植物学家希尔将叶绿体分离后置于试管中，加入1%的DCPIP(DCPIP是一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色的，被还原时是无色的)后，将试管置于光下，发现溶液由蓝色变成无色并放出氧气，以上实验证明了()A光合作用产生的氧气来自H2OB光合作用的过程中能产生还原剂和O2C光合作用的光反应在类囊体上进行D光合作用的暗反应在叶绿体基质中进行B判断光合作用产生的氧气的来源时需用放射性同位素标记法，本实验无法判断光合作用产生的氧气的来源，A不符合题意；溶液由蓝色变成无色，说明产物中有还原剂，并放出氧气，故说
2、明光合作用的过程中能产生还原剂和O2，B符合题意；题述实验不能判断光合作用的光反应的场所，C不符合题意；题述实验不能判断光合作用的暗反应的场所，D不符合题意。2在科学家对光合作用的探索历程中，下列哪一项叙述不准确()A恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用是发生在叶绿体的受光部位B希尔发现离体叶绿体在适当条件下，可以发生水的光解并产生氧气C鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用中释放的氧气来自二氧化碳D阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随C鲁宾和卡门采用同位素示踪的方法进行实验，证明光合作用释放的氧气来自水，C错误。31941年鲁宾和卡门采用同位素标记法进行了如下两组
3、实验，下列叙述正确的是()A为了排除光照的影响，该实验要在黑暗条件下进行BA和B相对分子质量之比为98C设计该实验的目的在于证明植物光合作用会释放氧气D实验结果说明植物光合作用释放的氧气全部来自水D光合作用需要光，因此题述实验需要在光下进行，A错误；光反应的过程中，氧气中的氧元素来自水，所以A物质是O2，B物质是18O2，所以图中A物质和B物质的相对分子质量之比为323689，B错误；设计题述实验的目的在于证明植物光合作用释放的氧气来自水，C错误；实验结果说明光合作用释放的氧气全部来自水，D正确。4在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时能量转
4、化的假说。以下哪项科学实验能证明这一假说()A英格豪斯证明植物在光照条件下可以更新空气的实验B恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光的实验C萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验D鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验C英格豪斯通过实验证明了植物更新空气必须在光下才能进行，没有涉及能量的转化，A错误；恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，证明了光合作用的有效光是红光和蓝紫光，该实验没有涉及能量的转化，B错误；萨克斯将暗处理的叶片一半曝光、一半遮光，用碘液证明了光合作用产生淀粉，从而证明了光能转化为淀粉中稳定的化学能，C正确；鲁
5、宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的O2来自水，没有涉及能量的转化，D错误。题组二光合作用的原理5下列物质中，可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有()A水、二氧化碳、ATPB氧气、水、ATPC水、ADP、PiDADP、C3、水C在叶绿体类囊体薄膜上发生的是光反应，该过程有ATP的形成和水的光解。6在光合作用中，不需要酶参与的过程是()ACO2的固定B叶绿素吸收光能C三碳化合物的还原DATP的形成B色素分子吸收光能的过程中不需要酶的催化。7根据如图所示光合作用图解，判断下列说法正确的是()A过程发生于叶绿体基质中B过程发生于叶绿体类囊体薄膜上C图示依次为NADPH、ATP、CO2、(CH2O)
6、D不仅用于还原C3化合物，还可促进与C5的结合C是光反应阶段，发生于叶绿体类囊体薄膜上，A错误；为暗反应阶段，发生于叶绿体基质中，B错误；据图分析可知，是NADPH，是ATP，是二氧化碳，是糖类，C正确；是ATP，是光反应的产物，用于还原C3，CO2与C5结合形成C3不消耗能量，D错误。8如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是()Aa上升、b下降Ba、b都上升Ca、b都下降Da下降、b上升B由题图分析，c是CO2，a和b分别是NADPH、ATP，若在其他条件不变的情况下，将c降低至极低水平，CO2的固定减弱
7、，C3还原减慢，消耗NADPH和ATP减少，则a、b在叶绿体中含量都将会上升。9甲图表示光合作用部分过程的图解，乙图表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内含量的变化曲线，请据图回答问题。(1)甲图中A表示的物质是_，它是由_产生的，其作用主要是_。(2)甲图中ATP形成所需的能量最终来自_。若用放射性同位素14C标记CO2，则14C最终进入的物质是_。(3)乙图中曲线a表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速上升的原因是_。(4)曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是_。解析(1)光反应为暗反应提供的物质是NADPH和ATP，由此可确定A是NADPH，N
8、ADPH是由H2O分解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于三碳化合物的还原。(2)光反应中，光能转化为活跃的化学能储存在ATP中，14CO2的同化途径为14CO214C3(三碳化合物)(14CH2O)。(3)(4)题干中已明确a、b表示三碳化合物和五碳化合物的含量变化，光照停止后，光反应停止，NADPH和ATP含量下降，三碳化合物的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍在进行，因此三碳化合物含量相对升高，五碳化合物含量相对下降，即a表示三碳化合物，b表示五碳化合物。答案(1)NADPH水在光下分解还原三碳化合物(2)光能(CH2O)(3)三碳化合物CO2与五碳化合物结合生成三碳化合物，而三碳化合
9、物不能被还原(4)五碳化合物五碳化合物与CO2结合生成三碳化合物，而三碳化合物不能被还原为五碳化合物10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()A光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高B被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5CCO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能DCO2可直接被NADPH还原，再经过一系列的变化形成糖类B光照强度由强变弱时，ATP和NADPH合成减少，C3还原减慢，C5生成量减少，而C5的消耗(被CO2固定所消耗)暂时不变，所以短时间内C5含量会减少，A错误；C3在有关酶的催化作用下，能形成糖类、水和C5，B正确；CO2的
10、固定实质上是CO2与C5反应生成C3，ATP不参与CO2的固定，ATP用于C3的还原，C错误；CO2不能直接被NADPH还原，需要形成C3后才能被NADPH还原，再经过一系列的变化形成糖类，D错误。11在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2C5(即RuBP)2C3，下列分析正确的是()A叶肉细胞内RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中BRuBP羧化酶为上述反应的进行提供所需的活化能C提取的RuBP羧化酶应在最适温度条件下保存，以保持其最高活性D叶肉细胞内RuBP羧化酶只有在黑暗条件下才能发挥其催化作用A叶肉细胞内RuBP羧化酶是植物体内催化CO2固定的酶，反应的场所是叶绿体基质，A正确；酶的作用原
11、理是降低化学反应的活化能，因此RuBP羧化酶降低了上述反应进行所需的活化能，B错误；酶在低温条件下，空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，因此酶适于在低温下保存，C错误；CO2的固定在有光、无光条件下都能进行，因此叶肉细胞内RuBP羧化酶在光照和黑暗条件下都能发挥作用，D错误。12正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP的值下降DNADPH/NADP的值下降B用黑布迅速将培养瓶罩上，导致绿藻细胞叶绿体内的光反应停止，不再产生O2、ATP和NADPH，使ATP/ADP、N
12、ADPH/NADP的值下降，A、C、D项正确。光反应停止，使暗反应中C3的还原受阻，导致C5含量减少，从而使CO2的固定减慢，B项错误。13下图所示为某阳生植物细胞在夏季晴朗的某一天内的光合作用过程中C3、C5的含量变化。若第二天中午天气由光照强烈转向阴天时，叶绿体中C3含量的变化、C5含量的变化分别相当于曲线中的()Acd段(X)，bc段(Y)Bde段(X)，de段(Y)Cde段(Y)，cd段(X)Dcd段(Y)，bc段(X)B光照增强时(ab段)，光反应增强，ATP、NADPH生成量增加，暗反应过程的C3还原成C5和(CH2O)合成量增多，此时CO2供应不变，C5固定CO2的过程照常运行，
13、结果是叶绿体中的C3含量减少、C5含量增加；光照减弱时，则相反。由此判断X曲线表示的是C3含量的变化，Y曲线表示的是C5含量的变化。与晴天相比，阴天光照强度减小，所以C3含量的变化如X曲线的de段，C5含量的变化如Y曲线的de段，B项正确。14(不定项)在一定条件下，某叶肉细胞内叶绿体和线粒体内可能发生的生理活动是()A光照下线粒体产生的CO2可以转移到叶绿体内被利用B光照下叶绿体产生的O2和葡萄糖可以直接转移到线粒体内被利用C光照下叶绿体内产生的NADPH和线粒体内产生的H发生氧化反应时都能释放能量供各项生命活动利用D若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中C5和ATP含量均增加AD光照下叶绿
14、体进行光合作用，可以直接利用线粒体产生的CO2，A正确；葡萄糖氧化分解发生在细胞质基质，线粒体不能直接利用葡萄糖，B错误；叶绿体光合作用产生的NADPH只能用于暗反应阶段，呼吸作用中产生的H在线粒体内膜氧化后释放能量供各项生命活动利用，C错误；若突然增加光照强度，光合作用产生的ATP和NADPH增多，导致C3还原生成C5增加，因此短时间内C5增加，D正确。15依据下列相关实验，回答问题：(1)英国科学家罗伯特希尔将离体叶绿体加入到具有氢受体的水溶液中，给予光照后有氧气放出。反应的过程如下：DCPIP(蓝色)H2ODCPIPH2(无色)O2(注：DCPIP是一种可以接受氢的化合物，在氧化态时是蓝
15、色，在还原态时是无色)。叶绿素主要吸收可见光的_。上述反应过程中，能使DCPIP发生颜色变化的化合物是_，该物质在_(场所)产生。若上述反应过程在密闭条件下的蒸馏水中进行，则容器中O2浓度不能持续增加，原因是_。(2)在密闭容器中，放入适量的小球藻和培养液，先通入18O2，后给予适宜的光照，一段时间后，在小球藻合成的有机物中能否检测到18O？_，理由是_。解析(1)叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。依题意和反应的过程可知：将离体叶绿体加入到具有氢受体的水溶液中，给予光照后有氧气放出，导致蓝色的DCPIP转变为无色的DCPIPH2，这说明能使DCPIP发生颜色变化的化合物是H(或NADPH或还原性氢)
16、，该物质是在叶绿体的类囊体薄膜上发生的水在光下分解而产生的。在密闭条件下的蒸馏水中，因缺乏CO2导致暗反应不能进行，所以无法为光反应提供合成ATP和H(NADPH)的底物，致使光反应不能持续进行，导致容器中O2浓度不能持续增加。(2)通入的18O2，参与有氧呼吸的第三阶段产生HO；产生的HO参与有氧呼吸的第二阶段，与丙酮酸一起被彻底分解成C18O2和H；产生的C18O2参与光合作用的暗反应，生成C6HO6等含18O的有机物。可见，在小球藻合成的有机物中能检测到18O。答案(1)蓝紫光和红光H(或NADPH或还原性氢)(叶绿体)类囊体薄膜上缺乏CO2不能进行暗反应，无法为光反应提供合成ATP和H
17、(NADPH)的底物，所以光反应不能持续进行(2)能18O2经有氧呼吸作用产生的HO再用于有氧呼吸产生C18O2，C18O2用于光合作用可产生C6HO6(或含18O的有机物)对光合作用原理理解不到位16下图为植物细胞代谢的部分过程简图，为相关生理过程。下列叙述错误的是()A若植物缺镁，则首先会受到显著影响的是B的进行与密切相关C蓝细菌细胞中发生在叶绿体基质中D叶肉细胞中O2的产生量小于中O2的吸收量，则该细胞内有机物的总量将减少C镁是合成叶绿素的成分，光反应阶段需要叶绿素吸收光能，若植物缺镁则叶绿素的合成受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是光反应过程，A项正确；是植物细胞通过主动运输吸收无机盐离子的过程，需要消耗能量，故与过程密切相关，B项正确；蓝细菌细胞是原核细胞，没有叶绿体，C项错误；图中光反应过程O2的产生量小于有氧呼吸过程O2的吸收量，则净光合作用量小于0，该植物体内有机物的量将减少，D项正确。
