1、第4节第二课时光合作用的原理知识点一探索光合作用原理的部分实验1下列关于光合作用的探究历程的叙述，不正确的是()A美国科学家卡尔文用荧光标记法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中B恩格尔曼以好氧细菌和水绵为实验材料进行实验，得出氧气是由叶绿体释放出来的结论C美国科学家阿尔农发现，光照下叶绿体可合成ATP且与水的光解相伴随D鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法，证明光合作用释放的氧气来自水答案A解析卡尔文用同位素示踪法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中，A错误。2希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原，希尔反应是H2O氧化态电子受体还原态电
2、子受体O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下面关于希尔反应和阿尔农发现的叙述不正确的是()A光合作用释放的O2来自于水而不是CO2BNADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上C希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D光合作用的需光过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH答案B解析由题中的信息(希尔反应式)可以知道，光合作用过程中产生的氧气来自于参加反应的水，A正确；从希尔反应和阿尔农发现的叙述，得不到NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体
3、膜上，B错误；希尔反应和有机物的合成过程可以分别进行，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以进行有机物的合成，C正确；希尔反应只有在光下才能进行，在暗处是不能进行的，在光下积累NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗，故需光过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH，D正确。3下图是用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A和B物质相对分子质量之比是()A12 B89 C21 D98答案B解析根据光反应的过程可知，氧气中的氧来源于水中的氧，所以A物质是16O2，B物质是18O2，图中A物质和B物质的相对分子质量之比为89，B正确。知识点二光合作用的过程4光合作用的实质是()A把CO2转换成
4、ATPB产生化学能储存在有机物中C把光能转变成化学能，储存在ATP中D把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能答案D解析光合作用过程中，利用色素和酶将CO2和水转变为(CH2O)，把光能转变为化学能储存在有机物中，D正确。5下列关于光合作用中光反应的叙述，错误的是()A光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行B光反应的产物之一氧以氧分子的形式释放C光反应产生的H和NADP结合形成NADPHDNADPH作为还原剂参与暗反应，本身不具有能量答案D解析NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用。6下列有关光合作用的叙述，正确的是()A绿色植物所有细胞都能进行光合作
5、用B光合作用的光反应只在光下进行，暗反应只在黑暗中进行C光反应为暗反应提供NADPH和ATPD光合作用暗反应需要酶，光反应不需要酶答案C解析绿色植物含有叶绿体的细胞才能进行光合作用，A错误；光合作用的光反应需要光，只在白天进行，暗反应不需要光，但需要光反应提供的物质和能量，B错误；光合作用的光反应和暗反应都需要酶，D错误。7科学家用含14C的二氧化碳追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是()A二氧化碳叶绿素ADPB二氧化碳叶绿体ATPC二氧化碳乙醇糖类D二氧化碳三碳化合物糖类答案D解析在光合作用暗反应中，二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物后，经过三碳化合物的还原生成有机物(糖类)，
6、D正确。8光合作用过程中，能量传递的途径是()A光能叶绿体色素水中的化学能B光能葡萄糖ATP中活跃的化学能C光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能D光能葡萄糖淀粉中的化学能答案C解析光反应的能量变化是光能转变为ATP中活跃的化学能，暗反应中能量变化是ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能，C正确。9下图表示光合作用过程，其中、代表光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质，下列说法错误的是()A阶段表示光反应阶段，阶段表示暗反应阶段B物质a表示NADPH，物质c表示NADP，其中作为还原剂的为物质aC阶段和都需要酶的参与D物质b为ADP，在叶绿体类囊体薄膜上产生答案D解析由图可知：为
7、光反应阶段，为暗反应阶段，a为NADPH，b为ADP，c为NADP，A正确；作为还原剂的是a(NADPH)，B正确；光反应阶段和暗反应阶段都需要酶的催化，C正确；ADP在叶绿体基质中产生，在叶绿体类囊体薄膜上消耗，D错误。10下列关于光合作用的说法正确的是()A绿色植物进行光合作用时，光能的吸收发生在叶绿体的内膜上B光合作用的产物糖类是在叶绿体基质中合成的C光合作用中形成ATP的部位是叶绿体基质D光合作用中产生O2的场所是叶绿体基质答案B解析进行光合作用时，光能的吸收发生在类囊体薄膜上，A错误；光合作用产物糖类是暗反应过程中产生，在叶绿体基质中产生，B正确；光合作用中ATP是在光反应中形成，在
8、类囊体薄膜上产生，C错误；光合作用中O2是在类囊体薄膜上产生，D错误。11如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是()A结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B结构B产生的甲不能进入线粒体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的含量将会增加答案D解析结构A为类囊体，色素和与光反应有关的酶分布在其上，能把光能转换为ATP中活跃的化学能，A正确；甲为糖类，经有氧呼吸第一阶段产生丙酮酸才能进入线粒体，B正确；光合作用产生的O2可进入线粒体，被细胞呼吸所利用，C正确；在光合作用中，CO2首先和C5反应生成C3，如果突然停止CO2的供应，则短时间内C3的生
9、成量减少，而其消耗量不变，故C3的含量将会减少，D错误。12下图1表示光合作用部分过程的图解；图2表示改变光照后，与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线。据图回答下面的问题：(1)图1中c表示的物质是_，它由水在光下分解产生，其作用主要是_。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自_。代表的反应过程分别是_、_。(3)图2中曲线a表示的化合物是_。曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是_。答案(1)NADPH为C3还原提供还原剂和能量(2)太阳能CO2的固定C3的还原(3)C3C5短时间内C5与CO2结合形成C3速率不变，而C3的还原减弱解析(1)光反应为暗反应提供的物质
10、是NADPH和ATP，由此可确定c是NADPH，NADPH是由水在光下分解产生，其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为ATP中活跃的化学能，因此ATP形成所需的能量最终来自太阳能。图1中代表CO2的固定，代表C3的还原。(3)光照停止后，光反应停止，NADPH和ATP含量下降，C3的还原减弱，而短时间内CO2的固定速率不变，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即曲线a表示C3，曲线b表示C5。13下列表示光合作用图解，请据图回答问题：(1)请填写字母所代表的物质a_b_c_d_e_f_g_h_i_j_(2)由“c”经暗反应形成“d”可以分成_和_两个阶段。(3)如果用同位素
11、标记3H参与光合作用的水，并追踪3H，它最可能的途径是(用图中字母表示)_。如果用含14C的CO2追踪光合作用过程中碳原子的转移途径，则14C首先出现在_。(4)j形成d需要_提供的能量，_作还原剂且需_参与。(5)叶绿体是进行光合作用的场所，在充足的光照条件下，ADP在叶绿体内的移动方向_；如果将此植物由光照充足的条件下移至阴暗处，则在叶绿体中的NADPH含量将_。答案(1)H2OO2CO2(CH2O)NADPHATPADPNADPC5C3(2)CO2的固定C3的还原(3)aedC3(j)(4)ATP(f)和NADPH(e)NADPH(e)多种酶(5)叶绿体基质到类囊体薄膜下降解析将植物由光
12、照充足的条件移至阴暗处，光照强度降低，光反应减弱，则光反应产生的ATP和NADPH减少，而短时间内暗反应阶段消耗的NADPH不变，所以叶绿体中的NADPH含量下降。141937年植物学家希尔发现，离体的叶绿体中加入“氢接受者”，比如二氯酚吲哚酚(DCPIP)，光照后依然能够释放氧气，蓝色氧化态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2。研究者为了验证该过程，在密闭条件下进行如下实验：溶液种类A试管B试管C试管D试管叶绿体悬浮液1 mL1 mLDCPIP0.5 mL0.5 mL0.5 mL0.5 mL0.5 mol/L蔗糖溶液4 mL5 mL4 mL5 mL光照条件光照光照黑暗黑暗上层
13、液体颜色无色蓝色蓝色蓝色(1)自然环境中叶肉细胞的叶绿体产生氢的场所是_，这些氢在暗反应的_过程中被消耗。(2)实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是_，A试管除了颜色变化外，实验过程中还能观察到的现象是_。(3)A与C的比较可以说明氢产生的条件是_，B和D试管的目的是为了说明DCPIP_。(4)实验结束后A组试管中叶绿体_(填“有”或“没有”)(CH2O)的产生，主要原因是_。答案(1)类囊体薄膜C3的还原(2)避免叶绿体吸水涨破有气泡产生(3)需要光照在光照和黑暗条件下自身不会变色(4)没有氢转移到DCPIP中而不能参与暗反应或密闭环境中没有CO2解析(1)自然环境中叶肉
14、细胞的叶绿体产生氢的场所是叶绿体的类囊体薄膜，叶绿体产生的氢在暗反应中用于C3的还原过程。(2)实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液可以维持叶绿体的渗透压，避免使用蒸馏水使叶绿体吸水涨破。A试管有叶绿体和光照，除了颜色变化外，实验过程中还能观察到有气泡(即O2)产生。(3)A与C的比较可以说明氢产生的条件是需要光照，B和D试管作为对照实验，说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色。(4)实验中A组的氢转移到DCPIP中而不能参与暗反应或密闭环境中没有二氧化碳，暗反应不能正常进行，所以实验结束后A组试管中叶绿体没有(CH2O)的产生。易错题型混淆条件突变后光合作用相关的物质变化规律15在正常条
15、件下进行光合作用的某植物，突然改变某条件后，发现该植物叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件可能是()A停止光照B升高CO2浓度C降低CO2浓度D停止光照并降低CO2浓度答案C解析停止光照导致光反应阶段产生的ATP和NADPH不足，则暗反应阶段三碳化合物还原生成五碳化合物的量减少，而不影响五碳化合物与二氧化碳的固定过程，因此五碳化合物的含量将降低，A错误；升高二氧化碳浓度，二氧化碳固定加快，而三碳化合物的还原不变，因此五碳化合物的含量将下降，B错误；降低二氧化碳的浓度，导致二氧化碳的固定减弱，而三碳化合物的还原不变，因此五碳化合物的含量将升高，C正确；根据以上分析可知，停止光照会导致五
16、碳化合物含量降低，降低CO2浓度会导致五碳化合物含量升高，因此停止光照并降低CO2浓度无法判断五碳化合物的含量变化情况，D错误。16离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应和突然增强光照，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化分别是()AC3化合物增多、C5化合物减少，C3化合物增多、C5化合物减少BC3化合物减少、C5化合物增多，C3化合物减少、C5化合物增多CC3化合物增多、C5化合物增多，C3化合物减少、C5化合物减少DC3化合物减少、C5化合物减少，C3化合物增多、C5化合物增多答案B解析突然中断CO2气体的供应，CO2与C5结合受阻，C5消耗减少，C3生成量减少，但C3还原还在继续，因此C3化合物减少、C5化合物增多；突然增强光照，NADPH和ATP生成增加，使C3还原增多，但生成量不变，因此C3化合物减少、C5化合物增多，B正确。易错提醒环境条件骤变与C3、C5及ATP等物质的含量变化(1)“过程法”分析C3和C5的含量变化建立模型需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。如CO2供应正常、光照停止时C3、C5的含量变化：如光照正常、CO2供应停止时C3、C5的含量变化：(2)“模型法”表示C3、C5、NADPH和ATP的含量变化
