2021_2022学年高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节第2课时光合作用的探究历程和过程作业含解析新人教版必修1

1、光合作用的探究历程和过程(建议用时：40分钟)题组一光合作用的过程1光照下用HO培养绿色植物，则下列物质中首先能检测到放射性的是()A氧气B二氧化碳C五碳化合物 D丙酮酸A光照下用HO培养绿色植物，HO首先参与光合作用的光反应，分解为氧气，A正确。2绿色植物光合作用过程中水的光解()A发生在叶绿体基质中B产物为氢气和氧气C所需能量来自ATPD速率与色素含量、光强等有关D光合作用过程中水的光解发生在基粒类囊体膜上，产物为H和氧气，所需能量来自色素吸收转化的光能，因此水光解的速率与色素含量、光强等有关。3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、ATP B氧气、水、ATPC

2、水、ADP、Pi DADP、C3、水C在叶绿体类囊体薄膜上发生的光反应，有ATP的形成和水的光解。4下列化合物与植物光合作用的关系，错误的是()选项化合物主要生理作用AATP参与CO2的固定B酶催化光合作用中的化学反应C叶绿素捕获光能DH2O参与O2和(CH2O)的形成ACO2的固定不需要消耗能量，ATP用于暗反应中三碳化合物的还原，A错误；光合作用的光反应和暗反应中的化学反应都需要酶的催化，B正确；叶绿素的作用是捕获吸收光能，C正确；H2O参与光反应中水的光解生成O2和H，H参与暗反应中三碳化合物的还原，生成 (CH2O)，D正确。5在光合作用中，不需要酶参与的过程是()ACO2的固定 B叶

3、绿素吸收光能C三碳化合物的还原 DATP的形成B叶绿素 吸收光能的过程中不需要酶的催化。6.右图所示为叶绿体中的某种结构及其上发生的物质和能量变化，下列叙述不正确的是()A图中的是植物吸收的水分子B光合色素都分布在结构上C光能转变为储存在ATP中的化学能DH、O2和ATP都能用于暗反应D光反应产生的H和ATP用于暗反应，O2释放出去或被线粒体利用。7在叶绿体中，ATP和ADP的运动方向是()AATP和ADP同时由类囊体向叶绿体基质运动BATP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体运动CATP由类囊体向叶绿体基质运动，ADP的运动方向则相反DADP由类囊体向叶绿体基质运动，ATP的运动方向则相反C在叶

4、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。8下图是某高等植物叶绿体进行光合作用的图解，请据图完成下列问题。(1)图中A表示的结构是由_堆叠而成的。若e为高能化合物，则b、c代表的物质依次是_。(2)g与h反应生成i的过程称为_，i与e、d反应称为_。(3)图中能量变化过程是_，再到有机物中稳定的化学能。(4)光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，其中暗反应为光反应提供_。解析(1)基粒是由类囊体堆叠而成的，e若表示的是ATP，则参与暗反应后就形成Pi和ADP；光反应生成ATP的同时还释放了O2。(2)h表示的是从外界吸收的CO2与C5(

5、g)结合形成C3(i)，称为CO2的固定；C3(i)被还原形成C5和(CH2O)(f)。(3)光合作用过程中能量变化规律是光能转化成ATP中活跃的化学能再到有机物中稳定的化学能。(4)光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。答案(1)类囊体O2、ADP(2)CO2的固定三碳化合物的还原(或C3的还原)(3)光能转化成ATP中活跃的化学能(4)ADP和Pi9如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，请据图分析：甲乙(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表示_，B表示_，C表示_，D

6、表示_。(2)在a中发生的过程称为_，在a中含有的参与此过程的物质是_。(3)在a中发生的能量转变是_。(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_。解析(1)根据图甲中物质转化关系可判断，A代表H2O，B代表CO2，C代表C3，D代表C5。(2)图甲中a表示叶绿体类囊体薄膜，其上分布有色素和酶，是光反应进行的场所。(3)叶绿体类囊体薄膜上发生的能量转变是光能ATP中活跃的化学能。(4)根据图乙中C3含量的变化曲线可知，C3含量从B点开始减少，说明在有光的条件下，C3被还原，至I点时，C3含量又保持不变，

7、说明此时没有光，不能进行光反应，缺乏H和ATP，暗反应停止，不再合成有机物。(5)图乙AB段缺乏光，不能进行光反应，缺乏H和ATP，C3不能被还原。(6)G点时光照强度强，蒸腾作用旺盛，导致气孔关闭，CO2不能通过气孔进入，缺乏CO2，CO2固定减弱，C3生成减少。答案(1)H2OCO2C3C5(2)光反应色素和酶(3)光能ATP中活跃的化学能(4)BI(5)无光不进行光反应，不产生H和ATP，C3不能被还原(6)气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固定减弱题组二光合作用的探究历程102,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分离出类囊体，置于2,6二氯酚靛酚溶液中

8、，对其进行光照，发现溶液变成无色，并有氧气释放。此实验证明 ()A光合作用在类囊体上进行B光合作用产物O2中的氧元素来自CO2C光反应能产生还原剂和O2D光合作用与叶绿体基质无关C溶液变成无色说明有还原剂产生。11为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力，科学家在黑暗条件下进行了如下实验，有关分析正确的是()A黑暗处理的目的是与光照作对照BpH4的缓冲溶液模拟的是叶绿体基质的环境CADP和Pi形成ATP后进入类囊体腔内D类囊体膜两侧的pH差是叶绿体形成ATP的动力D本题考查叶绿体中合成ATP的机制。黑暗处理的目的是避免光照对ATP的合成产生干扰，A错误；pH4的缓冲溶液模拟的是叶绿体

9、类囊体内部的环境，B错误；ADP与Pi在类囊体薄膜上形成ATP，ATP形成后进入叶绿体基质，C错误；分析实验结果可知，类囊体转移至pH8缓冲溶液中立即加入ADP和Pi有ATP产生，而平衡之后加入ADP和Pi无ATP产生，说明叶绿体中ATP形成的动力来自类囊体膜两侧的pH差，D正确。12研究者使用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子，加入三组小球藻培养液中，记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例。光照一段时间后，分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例，实验结果如下表所示。下列相关叙述不正确的是()组别起始时水中18O比例起始时HCO中18O比例释放的O2中18O比例10.85%0.41%

10、0.85%20.85%0.55%0.85%30.85%0.61%0.85%A.18O2是在小球藻叶绿体的类囊体上生成的BHCO可为小球藻的光合作用提供CO2参与暗反应过程CHCO中18O的比例不同不会导致放氧速率不同D释放的O2中18O比例与水相近，并不能说明O2来自于水，也可能来自于碳酸氢钠D光合作用光反应阶段水在光下分解，释放氧气，该过程在叶绿体的类囊体薄膜上进行，A正确；碳酸氢钠释放二氧化碳，为光合作用提供CO2参与暗反应过程，B正确；据表中数据可知，放氧速率与水中18O起始比例一致，与HCO中18O的比例不同，所以HCO中18O的比例不同不会导致放氧速率不同，C正确；释放的O2中18O

11、比例与水中18O起始比例一致，与HCO中18O的比例不同，可推知O2的氧原子来自于水，D错误。13(2020天津等级考)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是()A产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素A题干信息“该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸”说明，乙醇酸是在暗反应

12、中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用16种酶等物质进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有CO2、H2O等，B错误；类囊体上进行的光反应为暗反应中C3的还原提供了NADPH和ATP，光反应产生的O2不参与暗反应，C错误；该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的CO2固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。14某小组将叶绿体破坏后，将离心得到的类囊体悬浮液和叶绿体基质分别放入4支试管中，给予试管光照，将试管置于黑暗条件下，实验如图所示。下列有关叙述错误的是()A试管对照能说明光反应发生在类囊体上B试管

13、对照能说明暗反应的场所是叶绿体基质C4支试管中只有试管能产生氧气D若向加入的悬浮液，通入CO2后有有机物合成B试管的变量为叶绿体的不同部位，其中可以发生光反应，不能发生，故两者对照能说明光反应发生在类囊体上，A正确；中均无法进行暗反应过程，故试管对照无法说明暗反应的场所是叶绿体基质，B错误；4支试管中只有可以发生光反应，释放氧气，其余3支试管无法进行光合作用，C正确；可进行光反应，产物有H和ATP，故若向加入的悬浮液，通入CO2后可进行暗反应过程，故有有机物的合成，D正确。15某同学以菠菜的绿叶为材料，制备了完整叶绿体悬浮液，并均分为两组，进行如下实验：组别加入物质条件实验现象A组DCPIP溶

14、液适宜温度和光照等条件产生气泡，DCPIP溶液变为无色B组适量磷酸、NaHCO3(CH2O)/C3比值增高(注：DCPIP氧化态为蓝紫色，被还原后为无色)请分析回答：(1)分离获得完整叶绿体需要用到的方法是_和过滤。(2)A组气泡中成分是_，DCPIP溶液由蓝紫色变无色的原因是_。(3)B组(CH2O)/C3比值增高的原因是_。解析(1)分离获得完整叶绿体需要用到的方法是差速离心和过滤。(2)A组可以进行光合作用的光反应阶段，气泡中成分是O2，DCPIP氧化态为蓝紫色，被还原后为无色溶液，DCPIP由蓝紫色变为无色说明被还原了，原因是光反应阶段产生的H将DCPIP还原。(3)B组(CH2O)/C3比值增高的原因是磷酸有利于光反应阶段中ATP的形成，进而促进暗反应中C3的还原形成(CH2O)。ATP的形成需要游离磷酸，适量磷酸能够加快光反应的速率，生成ATP供暗反应使用，因此实验组中光反应速率高，ATP生成多，促进暗反应中(CH2O)的合成。答案(1)差速离心(2)O2光反应