1、第2课时绿色植物光合作用的过程题组一概念结论速判1.基于对光合作用过程的理解,判断下列观点的正误:(1)1937年前后,英国科学家希尔的实验使光合作用的研究从器官水平进入到了细胞器水平。()(2)当光照强度很高时,叶绿体会移动到细胞顶面。() 分析:当光照强度很高时,叶绿体会移动到细胞侧面,以避免强光的伤害。(3)叶绿体中的色素分布在基质中。() 分析:叶绿体中的色素分布在类囊体膜上。(4)光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中。() 分析:类囊体膜上和叶绿体基质中都有。(5)光合作用的光反应和暗反应阶段在叶绿体的不同部位进行。()(6)光反应和暗反应不仅同时进行,而且耦合在一起,共同完成光合作
2、用过程。()(7)在光反应阶段中,能量由光能转换成电能,再由电能转换为化学能,只储存在ATP中。() 分析:由电能转换成的化学能,储存在ATP和NADPH中。(8)卡尔文循环就是将CO2、ATP和NADPH转变为葡萄糖的复杂生化反应。() 分析:卡尔文循环是将CO2、ATP和NADPH转变为磷酸丙糖(一种三碳糖)的复杂生化反应。题组二光合作用过程2.(2021丹东高一检测)光合作用过程中,能量流动的正确途径是 ()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AT
3、P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糖中稳定的化学能,故选D。3.光合作用的光反应为暗反应提供 ()A.NADPH和ATPB.NADPH和ADPC.CO2和ATPD.H2O和ADP【解析】选A。光反应过程中,在叶绿体的类囊体薄膜上,利用色素吸收的光能,把水分解为氧气和还原氢,同时把光能转化为ATP中活跃的化学能,光反应产生的NADPH和ATP可用于暗反应中三碳化合物的还原过程。4.根据反应是否需要光能,可以将光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。下列有关光反应阶段的叙述正确的是 ()A.发生在叶绿体
4、内膜上B.能够产生O2C.不需要酶的作用D.只将光能转化为储存在ATP中的化学能【解析】选B。光反应发生在类囊体薄膜上,A错误;光反应中水分解为H+和O2,B正确;酶催化了ATP的形成,所以光反应阶段需要酶的作用,C错误;光反应可将光能转化为储存在NADPH和ATP中的化学能,D错误。5.(2021安康高一检测)图甲为叶绿体结构与功能示意图,图乙表示一株小麦叶肉细胞内C3相对含量在24 h内的变化。请据图回答下列问题:(1)图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质,则A、B、C、D依次是。(2)在图甲上发生的过程称为,上含有的参与此过程的物质是。(3)在图甲上发生的反应与在
5、中发生的反应之间的物质联系是。(4)图乙中,从点开始合成有机物,至点有机物合成终止。(5)ab段C3含量较高,其主要原因是。(6)g点C3含量极少,其原因是。(7)与f点相比,g点时叶绿体中H含量较(填“高”或“低”)。【解析】(1)根据光合作用过程可知,图甲中A、B、C、D依次是H2O、CO2、C3和C5。(2)是叶绿体基粒,其上发生光反应,叶绿体基粒上含有参与光反应的色素和酶。是叶绿体基质,其内发生暗反应。(3)光反应为暗反应提供H和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi等。(4)图乙中从b点开始C3含量下降,至i点C3含量不再变化,说明光合作用从b点开始,到i点终止。(5)在b点前无光照
6、,不能进行光反应,也不能进行C3的还原,因此在ab段C3含量较高,b点之后,开始进行光合作用,C3含量下降,i点无光照,光合作用停止。(6)(7)g点时植物气孔大量关闭,导致CO2供应不足,C3合成减少,H消耗减少,因此g点时叶绿体中H含量高于f点时。答案:(1)H2O、CO2、C3和C5(2)光反应色素和酶(3)光反应为暗反应提供H和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi等(4)bi(5)无光不能进行光反应,缺少H和ATP,C3不能被还原(6)气孔关闭,叶肉细胞内CO2含量低,CO2的固定减弱(7)高答案速填:类囊体膜H+O2叶绿体基质(CH2O)稳定的化学能一、选择题(共7题,每题3分,共
7、21分)1.对一个密闭容器中生长的植株突然停止光照,短时间内植株叶肉细胞中物质的变化是 ()A.NADPH增多、ATP减少、C3增多、C5减少B.NADPH增多、ATP增多、C3增多、C5减少C.NADPH减少、ATP减少、C3增多、C5减少D.NADPH减少、ATP减少、C3减少、C5减少【解析】选C。对密闭容器中生长的植物突然停止光照,光反应停止,NADPH和ATP生成量减少,还原的C3减少,生成的C5减少;CO2浓度不变,C5的消耗量不变,C3的生成量不变,故C3的量增多,C5的量减少,C正确。【归纳总结】(1)环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化:分析方法:需从物质的生成和消耗两
8、个方面综合分析。物质含量变化示例:CO2供应正常,光照停止时,C3的含量变化(2)连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析:光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累,在光反应停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物合成继续合成。在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物合成量要多。2.叶绿体作为捕获光能和能量转换的主要场所,在植物的光合作用中起到不可替代的作用。下列有关说法中,错误的是 ()A.叶绿体中能够吸收利用光能的色素只有叶绿素和叶黄素B.幼苗在无光条件下,叶绿体不能形成、叶绿素也不能合成C.类囊体薄膜上的光反应为叶绿体基质
9、中暗反应提供ATP和NADPHD.植物体内叶绿素降解酶的活性增强时,光合速率将下降【解析】选A。叶绿体中能够吸收利用光能的色素是叶绿素和类胡萝卜素两大类,叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素包括叶黄素和胡萝卜素,A错误;白化苗的形成与幼苗在无光(黑暗)条件下,叶绿体不能发育、叶绿素不能合成有关,光能够诱导叶绿素的合成、促进叶绿体的发育,B正确;类囊体薄膜上的光反应为叶绿体基质中暗反应提供ATP和NADPH,C正确;叶绿素含量的多少,会影响光合速率,所以当植物体内叶绿素降解酶的活性增强时,光合速率将下降,D正确。3.如图表示植物光合作用的一个阶段,下列相关叙述错误的是 ()A.该阶段的化学反
10、应在叶绿体基质中完成B.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶C.提高温度一定能促进(CH2O)的生成D.该过程为暗反应阶段,包括CO2的固定和C3的还原【解析】选C。图示暗反应阶段的化学反应在叶绿体基质中进行,A正确;C3还原生成(CH2O)的过程需要NADPH、ATP和多种酶,B正确;酶的活性受温度的影响,提高温度不一定能提高酶的活性,若此时的光合作用在最适温度下进行,提高温度反而会减少有机物的生成,C错误;图示暗反应阶段包括CO2的固定和C3的还原,D正确。4.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ag为物质,为反应过程),下列判断错误
11、的是 ()A.绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能储存在c中B.e中不储存化学能,所以e只能充当还原剂C.图中表示水分的吸收,表示水的光解D.在g物质供应充足时,突然停止光照,C3的含量将会上升【解析】选B。a为光合色素,能将光能转换成活跃的化学能储存在ATP中,A正确;e为水光解生成的H,其含有活跃的化学能,参与暗反应C3的还原,B错误;图中表示根系从土壤中吸收水分,表示水的光解生成H和氧气,C正确;g(CO2)供应充足时,突然停止光照,生成H和ATP量下降,C3的还原速率下降,C3的消耗减少,另一方面,二氧化碳固定生成C3的速率基本不变,所以,C3的含量将会上升,D正确。5.利用如
12、图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验,下列叙述正确的是 ()A.试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量B.在光下,如果有气泡产生,可说明光合作用产生氧气C.为了探究光照强度对光合作用的影响,用一套装置慢慢向光源靠近,观察气泡产生速率的变化D.为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验【解析】选D。试管中收集的气体代表了光合作用释放出的氧气的量,小于光合作用产生的氧气量,因为有一部分用于金鱼藻呼吸作用,A错误;在光下,有气泡产生,也有可能是碳酸氢钠溶液分解生成二氧化碳,B错误;为探究光照强度对光合作用的影响,可以用相同的装置在不同的光强下观察气泡产生速率
13、,用一套装置慢慢向光源靠近,改变的不只有光照强度,二氧化碳浓度以及温度可能都变了,C错误;碳酸氢钠溶液可以为金鱼藻光合作用提供二氧化碳,其浓度不同,可以探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,D正确。6.(2021连云港高一检测)利用小球藻培养液进行光合作用实验时,发现在其中加入抑制暗反应的药物后,在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。原因主要是 ()A.叶绿素吸收光能的效率下降B.H的积累,水的光解减慢C.ATP合成所需的酶的活性受到抑制D.暗反应中生成的水减少,使得光反应的原料不足【解析】选B。药物仅仅抑制暗反应,没有直接影响色素对光的吸收,叶绿素吸收光能的效率没有下降,A项错误;暗反应被抑制,
14、会减少对H和ATP的消耗,从而使H和ATP积累,导致水的光解减慢,B项正确;ATP是在光反应中形成的,药物仅仅抑制暗反应没有直接抑制光反应,ATP合成酶活性不降低,C项错误;光反应需要的水主要来自环境,D项错误。7.如图为光合作用示意图,下列说法不正确的是 ()A.表示O2,表示还原型辅酶(NADPH),表示CO2B.暗反应中,CO2首先与C5结合生成C3,然后被还原为(CH2O)C.黑暗条件下,光反应停止,暗反应将持续不断地进行下去D.增加光照强度或降低二氧化碳浓度,C3的含量都将减少【解析】选C。据图分析,类囊体膜上的光合色素吸收光能,将水光解,产生NADPH与氧气,表示O2,表示还原型辅
15、酶(NADPH);光合作用的暗反应阶段,场所是叶绿体基质,CO2被C5固定形成C3,表示CO2,A正确;暗反应中,CO2首先与C5结合生成C3,然后被还原为(CH2O),B正确;黑暗条件下,光反应停止,NADPH和ATP不再产生,暗反应将逐渐停止,C错误;增加光照强度,短时间内C3的生成速率不变,而光反应产生的ATP、NADPH增多,C3被NADPH、ATP还原为(CH2O)的速率加快,因此C3的含量减少;降低二氧化碳浓度,CO2的固定减弱,生成的C3减少,短时间内C3的还原速率基本不变,所以C3的含量将减少,D正确。二、非选择题(共2题,共29分)8.(14分)如图是绿色植物光合作用过程图解
16、,请据图回答。(1)图中A、B、C所示的物质分别是、。(2)暗反应中需要光反应提供的物质是和。(3)过程表示CO2与C5结合的过程,称为CO2的。(4)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,反应场所是。(5)叶绿体中吸收光能的物质分为和两类。在光合作用过程中,光能最终转化成稳定的化学能储藏在中。【解析】(1)分析可知,图中A、B、C所示的物质分别是O2、NADPH、ATP,均为光反应的产物。(2)暗反应中需要光反应提供的物质是NADPH和ATP,这两种物质参与了暗反应阶段三碳化合物的还原过程。(3)过程表示CO2与C5结合的过程,表示二氧化碳的固定过程。(4)根据是
17、否需要光能,光合作用过程分为图中的、两个阶段,其中阶段称为光反应,发生在叶绿体的类囊体薄膜上。(5)叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素,这两类色素能吸收、传递和转化光能。在光合作用过程中,光能最终转化成稳定的化学能储藏在有机物D中,即为糖类(CH2O)。答案:(1)O2NADPHATP(2)NADPHATP(3)固定(4)光反应阶段叶绿体的类囊体薄膜(5)叶绿素类胡萝卜素D(CH2O)9.(15分)(2018全国卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是。(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种
18、植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是,判断的依据是。(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是。(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的(填“O2”或“CO2”)不足。【解析】本题考查光合作用的基本过程和影响因素。(1)当光照强度大于a时,甲的净光合速率比乙的高,因此对光能的利用率较高的植物是甲。(2)光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲,所以乙更适合在林下(低光照条件)种植。(4)夏日晴天中午12:00时温度
19、过高,部分气孔关闭,进入叶肉细胞的CO2不足。答案:(1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2研究人员通过一定手段,将正常蓝细菌的光合作用途径(图中实线所示)进行改造,创建了能消耗NADPH的异丙醇生物合成途径(图中虚线所示)。回答下列问题。(1)蓝细菌没有叶绿体,但能进行完整的光合作用过程,原因是。蓝细菌吸收的光能在光反应阶段可以转变为化学能储存在中。NADPH在卡尔文循环中的作用是。(2)据图分析推测,在适宜光照条件下,与正常蓝细菌相比,具有异丙醇生物合成途径的蓝细菌,产生O
20、2的速率可能会,原因是。【解析】(1)蓝细菌是原核生物,无叶绿体,但是细胞中含有吸收光能的色素和进行光合作用所需要的酶,因此其可以进行光合作用。蓝细菌光反应吸收的光能可以转化为化学能储存在ATP和NADPH中,为暗反应(卡尔文循环)过程中C3的还原提供能量,其中NADPH还能为暗反应(卡尔文循环)提供还原剂。(2)据图分析可知,改造后的蓝细菌合成异丙醇需要消耗更多的NADPH,导致水在光下分解速率加快,因此其产生O2速率会加快。答案:(1)蓝细菌中含有吸收光能的色素和进行光合作用所需要的酶ATP和NADPH为C3的还原提供能量和还原剂(2)加快合成异丙醇需要消耗更多的NADPH,导致水在光下分
21、解速率加快,使产生O2速率加快1.情境分析:(1)联系书本知识:利用光合作用过程为载体。(2)设置实验情境:异丙醇生物合成途径。2.核心素养:(1)生命观念:通过蓝细菌的光合作用途径的改造,形成细胞及细胞器的结构与功能相统一的结构与功能观及光合作用是将无机物合成有机物,将太阳能转变为化学能的物质与能量观。(2)科学探究:通过该实验训练学生的观察能力、解决问题的能力、表达和交流的能力。3.解题助手:(1)熟悉蓝细菌的结构:比如蓝细菌虽然没有叶绿体,但含有叶绿素,可进行光合作用。(2)熟悉光合作用过程:比如分为光反应、暗反应。在光反应中光能转变为活泼化学能储存在NADPH和ATP中。(3)了解影响化学反应速率的原因:比如生成物减少会加快化学反应速率。由此推断NADPH 减少会加快光反应过程。
