1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。十九光合作用的原理【基础全面练】 共30分一、选择题(共4题,每题4分,共16分)1.鲁宾和卡门的实验证明了光合作用产生的O2来自H2O,而不是来自CO2,下列关于鲁宾和卡门的实验叙述错误的是()A.该实验使用了同位素标记法B.用O和CO2进行实验收集到的氧气全为18O2C.用H2O和C18O2进行实验收集到的氧气全为18O2D.用O和C18O2进行实验收集到的氧气全为18O2【解析】选C。鲁宾和卡门的实验使用了同位素标记法,A正确;光合作用产生的O2来自H2O,所以氧气
2、中的O元素的类型只与水中O的种类有关,因此B、D正确,C错误。2.光合作用过程中发生了物质转换和能量转化,下列关于能量转化的正确途径是()A.叶绿素阳光 氢和氧B.阳光叶绿素ADP (CH2O)C.叶绿素阳光ADP C5D.阳光叶绿素ATP (CH2O)【解析】选D。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NADPH中活跃的化学能;然后NADPH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,故选D。【补偿训练】 光合作用过程中进行着能量的转化和物质的合成与分解,叶绿体中ATP和ADP的运动方向是()A.ATP和A
3、DP同时由类囊体向叶绿体基质运动B.ATP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体运动C.ATP由类囊体向叶绿体基质运动,ADP的运动方向则相反D.ADP由类囊体向叶绿体基质运动,ATP的运动方向则相反【解析】选C。在叶绿体中,ATP在类囊体的薄膜上产生,在叶绿体基质中被消耗产生ADP,而ADP的转运方向则与ATP相反。3.紫外线为高能量光线,在生物体内易激发形成超氧化物,致使脂质氧化而破坏其功能。据此分析,植物短暂暴露在高紫外线条件下,光合作用立即明显受到抑制最可能的原因是()A.细胞膜受到破坏B.类囊体受到破坏C.暗反应受到抑制D.DNA受到破坏【解析】选B。根据题干信息紫外线在生物体内易激发形成
4、超氧化物,致使脂质氧化而破坏其功能,又因为生物膜的基本支架是磷脂,所以植物短暂暴露在高紫外线下,光合作用立即明显受到抑制,最可能是类囊体受到破坏从而抑制了光反应,B正确。4.通过研究元素的转移途径可以推测物质的转化过程,用含同位素14C的CO2来追踪光合作用碳原子的转移最可能的途径是()A.14CO2叶绿素ADPB.14CO2ADPATPC.14CO2三碳化合物葡萄糖D.14CO2五碳化合物葡萄糖【解析】选C。CO2是暗反应的原料,光合作用暗反应过程为:(1)CO2固定:CO2+C52C3;(2)C3的还原:2C3(CH2O)+C5。由暗反应过程可知,光合作用过程中C原子的转移途径为:CO2三
5、碳化合物葡萄糖。【补偿训练】1.如图为叶绿体结构与功能示意图,下列叙述错误的是()A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP和NADPH中的化学能B.供给14CO2,放射性出现的顺序为CO2C3甲C.结构A释放的O2可进入线粒体中D.如果突然停止CO2的供应,短时间内C3的含量将会增加【解析】选D。在光合作用中,CO2首先和C5生成C3,如果突然停止CO2的供应,则C3的生成量减少,而其消耗量不变,因此短时间内C3的含量将会减少。2.植物叶片中所含RuBP羧化酶大约占总叶绿体中蛋白质的一半,其功能是催化C5+CO2C3,下列有关叙述正确的是()A.上述反应必须在无光条件下进行B.RuBP羧化酶能
6、为上述反应提供能量C.上述反应所需CO2部分来自空气D.RuBP羧化酶分布在类囊体薄膜上【解析】选C。C5+CO2C3是暗反应中二氧化碳的固定过程,该过程可以在有光条件下进行,A项错误;RuBP羧化酶的作用是催化反应,而不是提供能量,B项错误;暗反应中所需CO2部分来自空气,部分来自细胞呼吸,C项正确;RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中,D项错误。二、非选择题(共14分)5.光合作用是维持生命的能量来源,地球上大部分的能量物质也是经过光合作用由太阳能而来。如图是某植物光合作用过程示意图。(1)图中所示结构是_;产生物质A的过程称为_;物质B是指_。(2)图中反应伴随的能量变化是_。(3)20世纪
7、40年代科学家用14CO2供给小球藻进行光合作用,最终探明了CO2转化为有机物的途径。这个途径是图中的_。A.仅反应B.反应和反应C.仅反应D.反应或反应(4)光合作用被称为地球上最重要的反应,从能量转换和物质变化两方面说明光合作用的意义:_。【解析】(1)分析题图可知,题图表示叶绿体中的光合作用过程,其中所示结构是类囊体;在类囊体薄膜上经水的光解过程产生物质A是氧气;物质B与CO2生成C,故B是五碳化合物,C是三碳化合物。(2)图中反应是暗反应,伴随的能量变化是ATP中活跃化学能转变成有机物中稳定化学能。(3)科学家卡尔文用14C标记的CO2证明了C的转移途径,由于CO2只参与暗反应,故该途
8、径只涉及暗反应,即反应。(4)由于光合作用过程中将CO2与H2O转化成有机物,将光能转化成化学能,故光合作用被称为地球上最重要的反应。答案:(1)类囊体水的光解五碳化合物(2)ATP中活跃化学能转变成有机物中稳定化学能(3)C(4)将CO2与H2O转化成有机物,将光能转化成化学能【综合突破练】 共50分一、选择题(共4题,每题7分,共28分)6.下面示意图表示植物叶肉细胞内光合作用、细胞呼吸中O的转移过程。下列相关叙述错误的是()H2OO2H2OCO2C3(CH2O)A.过程都有ATP生成B.过程都要消耗NADPHC.过程都需在生物膜上进行D.过程可为过程提供反应物【解析】选B。表示有氧呼吸的
9、第三阶段,过程表示有氧呼吸第二阶段,两个过程中具有ATP的生成,A正确;表示有氧呼吸的第三阶段,该过程中消耗H为NADH,过程表示暗反应阶段中三碳化合物的还原,该阶段要消耗NADPH,二者均消耗H,但两者H不同,B错误;过程为光反应,发生在叶绿体类囊体薄膜上,过程为有氧呼吸的第三阶段,该阶段发生在线粒体内膜上,即二者都需在生物膜上进行,C正确;过程产生的水可用于过程有氧呼吸的第二阶段中水的消耗,D正确。7.(不定项)如图为某植物叶肉细胞光合作用示意图,图中表示相关物质。现有甲、乙两植株,甲叶色正常,乙为叶色黄化的突变植株,叶绿素含量明显少于甲。将甲、乙植株置于正常光照、温度、CO2浓度等条件相
10、同的环境中,下列相关叙述正确的是()A.被色素吸收的光能全部用于合成ATPB.只有接受ATP释放的能量,C3才能被NADPH还原C.如果突然增加光照强度,则短时间内含量减少,的含量增加D.如果突然增加光照强度,甲的叶肉细胞C3减少,乙的叶肉细胞含量减少【解析】选B。光合作用过程中色素吸收的光能有两方面的用途,一方面引起水的光解,另一方面参与ATP合成,A错误;在光合作用暗反应阶段,C3的还原只有接受ATP释放的能量才能完成,B正确;图中表示NADP+,若突然增加光能,光反应增强,则短时间内含量减少,为ADP和磷酸,增加光能后短时间内的含量也会减少,C错误;若突然增加光照强度,则甲、乙两植株光合
11、作用光反应均增强,所以C3均减少,图中(C5)均增加,D错误。【方法规律】光合作用过程的“一、二、三、四”8.(不定项)如图表示甘蓝叶肉细胞内三碳化合物和葡萄糖的相互转化过程。下列叙述错误的是()A.过程发生在叶绿体基质,过程发生在线粒体基质B.过程有无光都可发生,过程的发生需要 O2C.过程可以发生在同一个细胞中D.为提高产量应增强过程,减弱过程【解析】选A、B。过程发生在叶绿体基质,过程发生在细胞质基质,A错误;过程的发生不需要光照,过程的发生不需要O2,B错误;分析可知,过程可以发生在同一细胞中,C正确;为提高产量应设法增强光合作用暗反应过程,减弱细胞呼吸过程,D正确。【补偿训练】 如图
12、是某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸过程中物质变化示意图,其中甲、乙表示气体,表示相关过程。下列叙述错误的是()A.甲和乙分别代表CO2和O2B.过程发生的场所是细胞质基质C.代表光合作用的光反应阶段D.植物叶片表皮细胞中可以发生过程【解析】选B。因为CO2既是有氧呼吸的产物,又是光合作用暗反应阶段的原料。因此甲和乙分别代表CO2和O2,A正确;过程代表有氧呼吸的第一阶段和第二阶段,场所是细胞质基质和线粒体基质,B错误;代表光合作用的光反应阶段,C正确;O2既是有氧呼吸的原料,又是光合作用的产物。代表有氧呼吸的第三阶段,植物叶片表皮细胞没有叶绿体,不能进行光合作用,能进行细胞呼吸,可以发生过程
13、,D正确。9.(不定项)如图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径,其中磷酸丙糖转移蛋白(TPT) 的活性是限制光合速率大小的重要因素。已知CO2充足时,TPT活性降低;磷酸丙糖与Pi通过TPT的运输严格按11的比例进行转运。据图分析,下列有关叙述错误的是()A.叶肉细胞的光合产物是以淀粉形式运出细胞的B.暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATPC.若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率,则利于蔗糖的合成D.农业生产上可以通过增加CO2来提高作物中淀粉和蔗糖的含量【解析】选A、C、D。由图可知,光合作用暗反应中C3的还原过程会产生磷酸丙糖,磷酸丙糖可在叶绿体中用于合成淀粉或转
14、化为氨基酸,也可在TPT的参与下被运出叶绿体合成蔗糖,蔗糖能储存在液泡中,也能运出细胞,A错误;暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATP,B正确;据图分析可知,若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率,有利于淀粉的合成,C错误;由于CO2充足时,TPT活性降低,导致磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程受到影响,所以增加CO2后,能提高作物中淀粉的含量,蔗糖的含量会下降,D错误。【补偿训练】 百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。下面为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图,据图分析错误的是()A.图中B物质可能是葡萄糖B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2C.PEP、RuBP
15、均能与CO2结合D.夜间细胞液pH可能会下降【解析】选A。在有氧呼吸过程中,进入线粒体的是丙酮酸,而不是葡萄糖,A错误;由图可知,光合作用(叶绿体)中CO2的来源有两个,一是来自线粒体,二是来自细胞质基质,B正确;由图可知,CO2与PEP或RuBP结合分别形成OAA或PGA, C正确;植物细胞液泡内的液体称为细胞液,而细胞内液才是指细胞内的液体,晚间苹果酸进入细胞液中,使细胞液pH下降,D正确。二、非选择题(共22分)10.已知光合作用分为光反应与暗反应两个阶段,某研究小组进行如表所示实验研究,请回答:步骤甲乙丙丁1离体叶绿体吸水涨破,加入ADP、NADP+等+2无CO2环境中光照处理30 m
16、in+-+无CO2环境中黑暗处理30 min-+-3离心分离得到无类囊体等含膜结构的提取液,继续实验+-不离心,直接继续实验-+4加入14C标记的NaHCO3+5黑暗处理30 min+-+光照处理30 min-+-6检测是否生成(14CH2O)+(注:“+”表示进行该步骤,“-”表示没有进行该步骤)(1)离心分离得到的无类囊体提取液,相当于叶绿体的_结构。(2)甲组检测到(14CH2O)生成,原因是_。除甲组外,能检测到(14CH2O)生成的还有_组。(3)根据实验结果,能初步验证_。光合作用需要CO2光反应的场所是类囊体暗反应的场所是叶绿体基质【解析】(1)离心分离得到的无类囊体提取液,相当
17、于叶绿体的基质,内含多种与暗反应有关的酶。(2)根据表格可知,甲组含有无类囊体提取液,在离心之前的光照条件下会有ATP和NADPH产生,在提供14C标记的NaHCO3情况下能进行暗反应产生(14CH2O)。丙组和丁组离体叶绿体吸水涨破后没有进行离心处理,故含有进行光反应和暗反应的酶和色素等条件,且两组都给予了光照和二氧化碳等条件,故都能检测到(14CH2O)生成。(3)通过乙组的对照及实验结果,可初步推知光反应的场所是类囊体,暗反应的场所是叶绿体基质。答案:(1)(叶绿体)基质(2)无类囊体提取液中含有光照时产生的ATP和NADPH,在酶的催化下,C3接受ATP释放的能量并且被NADPH还原丙
18、、丁 (3) 【应用创新练】 共20分11.光合作用是地球上最重要的化学反应,科学家利用合成生物学的方法模拟光合作用,进行如下研究。(1)高等植物的光合作用主要在叶肉细胞的_(填写细胞器名称)中进行,植物光合作用中物质的变化是_;能量的变化是_。(2)科学家从菠菜叶肉细胞中分离出_,用磷脂分子包裹形成图1所示的油包水液滴结构,并在其中加入足量NADP+、ADP等物质。图1结构的外膜与细胞膜相比,其在物质组成上的特点是_;结构上的特点是_。(3)科学家对油包水液滴采取明暗交替处理,一段时间内检测此结构内产生NADPH的量,结果如图2所示。由图可知,NADPH含量明期上升,暗期_。NADPH含量出
19、现上述变化的原因是_。这说明油包水液滴内的人工光反应系统构建成功。(4)进一步将多种酶等物质加入油包水液滴内,通入充足的_作为原料,形成化学反应循环。明暗交替处理,在该化学反应循环中可检测到乙醇酸(一种有机酸)的生成,这一化学反应循环模拟了光合作用的_阶段。检测此结构中NADPH的含量,推测其随明暗时段的变化是_。【解析】(1)高等植物光合作用主要的场所是叶绿体,光合作用中物质变化是将二氧化碳和水转化成有机物,能量变化是将光能转化为有机物中稳定的化学能。(2)叶肉细胞中吸收光能的色素位于类囊体上,故从菠菜叶肉细胞中分离出类囊体。用磷脂分子包裹形成图1所示的油包水液滴结构,该结构由单层磷脂分子构
20、成,只有磷脂分子,无蛋白质、糖蛋白、糖脂等物质,而细胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白质分子,还有糖蛋白、糖脂等物质,其结构是由磷脂双分子层组成基本支架,蛋白质分子镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中,故图1结构的外膜与细胞膜相比,其在物质组成上的特点是只有磷脂分子(无蛋白质和糖类等物质);结构上的特点是只由单层磷脂分子构成(无蛋白质分子镶嵌或贯穿在其中)或不是磷脂双分子层。(3)分析可知:NADPH含量明期上升,暗期保持不变,说明在条件适宜的情况下,油包水液滴在明期类囊体上发生光反应产生并积累NADPH;在暗期NADPH没有生成也没有消耗,其含量保持稳定。(4)光合作用暗反应需要二氧化碳及相关酶,而油包水液滴在上述适宜条件下进行了光反应,故明暗交替处理下,通入充足的二氧化碳为原料,在相关酶的作用下,可进行暗反应。由于暗反应消耗光反应产生的ATP和NADPH,故NADPH的含量在明期上升,暗期下降。答案:(1)叶绿体二氧化碳和水转化成有机物(或淀粉、糖类),释放氧气将光能转化为有机物中稳定的化学能(2)类囊体(或基粒)只有磷脂分子(无蛋白质和糖类等物质)只由单层磷脂分子构成(无蛋白质分子镶嵌或贯穿在其中)或不是磷脂双分子层(3)保持不变在明期类囊体上发生光反应产生并积累NADPH;在暗期NADPH没有生成也没有消耗,其含量保持稳定(4)CO2暗反应明期上升,暗期下降关闭Word文档返回原板块
