2024-2025新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用4二1光合作用的原理检测含解析新人教版必修1

PAGEPAGE7光合作用的原理 (20分钟70分)一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)1.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,下面有关叶绿体的叙述正确的是()A.叶绿体中的色素都分布在囊状结构薄膜上B.叶绿体中的色素都分布在外膜和内膜上C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上【解析】选A。光合作用的色素只分布在囊状结构薄膜上,而酶分布在囊状结构薄膜和叶绿体基质中。2.下列水稻叶肉细胞发生的生命活动中,有ATP合成的是 ()A.CO2进入叶绿体中B.CO2的固定C.C3的还原 D.O2与[H]结合生成水【解析】选D。CO2进入叶绿体中的方式是自由扩散,不消耗ATP,也不产生ATP,A错误;CO2的固定不生成也不消耗ATP,B错误;C3的还原须要消耗ATP,C错误;有氧呼吸第三阶段,氧气与还原氢结合,生成水,产生大量的ATP,D正确。3.(2024·盐城高一检测)在光合作用暗反应中,参加CO2固定的物质是()A.水 B.NADPHC.ATP D.五碳化合物【解析】选D。水在光反应阶段发生光解,而二氧化碳在暗反应中被固定,A错误;NADPH和ATP用于暗反应过程中三碳化合物的还原,B、C错误;五碳化合物参加二氧化碳的固定,与二氧化碳结合生成三碳化合物,D正确。4.(2016·天津高考)在相宜反应条件下,用白光照耀离体的簇新叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照耀。下列是光源与瞬间发生变更的物质,组合正确的是 ()A.红光,ATP下降B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,NADPH下降D.绿光,C5上升【解题指南】(1)题干关键信息:改用光照强度与白光相同的红光或绿光照耀、瞬间发生变更的物质。(2)解题思路:依据光源的变更→推导光能的汲取量→光反应产物(NADPH和ATP)的变更→暗反应过程中物质含量的变更。【解析】选C。本题主要考查光合作用的基本过程和影响因素。叶绿体中叶绿素主要汲取红光与蓝紫光,类胡萝卜素主要汲取蓝紫光,汲取绿光最少。由白光照耀突然改用光照强度与白光相同的红光后,叶绿体中光合色素汲取光能增加,则光反应增加,所产生的NADPH和ATP增多,促进C3的还原,所以C3的量削减,C5的量增加,故A、B项错误。由白光照耀改用光照强度与白光相同的绿光后,叶绿体中光合色素汲取光能显著削减,可导致光反应速率减慢,光反应产生的NADPH和ATP明显削减,而C3的还原仍以原来的速率消耗NADPH和ATP,则短时间内NADPH含量会下降;此时CO2的固定仍以原来的速率消耗C5,则短时间内C5的含量会下降,故C项正确、D项错误。5.下列有关光合作用过程中物质变更的说法,正确的是 ()A.终止CO2的供应,C3的含量先短暂下降,再略微回升后与C5形成新的平衡B.增加光照,C3的含量将持续下降,C5的含量将持续上升C.ATP和NADPH的含量是由光照确定的,与CO2的变更没有关系D.无论增加光照还是增加CO2的浓度,有机物的产量都不肯定增加【解析】选D。终止CO2的供应,CO2的固定变慢,短时间内,C3的含量会下降,但C3的含量不行能回升,故A错误;增加光照,短时间内C3的含量下降,C5的含量上升,但不能持续,故B错误;光反应生成ATP和NADPH,暗反应消耗ATP和NADPH,CO2削减,暗反应速度减慢,会使ATP和NADPH增多,抑制光反应的进行,故C错误;达到光饱和点或CO2饱和点后增加光照或CO2浓度,有机物的产量不再增加,故D正确。6.(2024·无锡高一检测)下列关于植物光合作用暗反应的叙述中,错误的是()A.暗反应要消耗光反应产生的ATPB.暗反应是只在暗处进行的反应C.C3的还原要消耗光反应产生的NADPHD.暗反应过程中有C5的再生【解析】选B。暗反应要消耗光反应产生的ATP,A正确;暗反应有光无光均可进行,B错误;C3的还原要消耗光反应产生的NADPH和ATP,C正确;暗反应过程中有C5的再生和二氧化碳的固定,D正确。7.将植物栽培在相宜的光照、温度和足够的CO2条件下,假如在2h时,将环境中某一条件变更,此时,叶肉细胞中的C3、C5、ATP含量变更如图。那么变更的条件是 ()A.加强光照 B.减弱光照C.提高CO2浓度 D.降低温度【解析】选A。当光照增加时,NADPH和ATP生成增加,C3还原加快其含量削减,短时间内其来路不变,同时C5生成增多,A正确;减弱光照,ATP合成削减,导致C3含量上升,C5含量削减,B错误;提高CO2浓度,导致C3含量上升,C5含量削减,C错误;降低温度导致酶的活性减弱,光合速率减慢,ATP合成削减,CO2固定和C3还原减弱,D错误。8.白天,叶绿体中ATP和ADP的运动方向是 ()A.ATP与ADP同时由类囊体薄膜向叶绿体基质运动B.ATP与ADP同时由叶绿体的基质向类囊体薄膜运动C.ATP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动,ADP的运动方向正好相反D.ADP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动,ATP则向相反方向运动【解析】选C。ATP是在叶绿体的类囊体薄膜产生的,到叶绿体基质中用于三碳化合物的还原,但ADP是由叶绿体基质转移到类囊体薄膜用于合成ATP,A、B、D错误,C正确。二、非选择题(共2小题,共30分)9.(15分)(2024·荆门高一检测)如图为叶绿体中光合作用过程示意图,请回答下列问题:(1)图中[1]的结构名称是___,上面分布有____________________________,在活细胞中呈______色。

(2)图中Ⅰ为光合作用的______阶段;Ⅱ为__________________阶段。

(3)图中[2]在光下被分解为[]________和[]______________,后者用于Ⅱ阶段的反应。

(4)图中由C5与[]______结合形成[]__________________,再经过一系列困难过程最终合成[]__________________等有机物。

【解析】由题图可知,1是类囊体薄膜,2是水,3是氧气,4是ATP,5是NADPH,6是CO2,7是C3,8是糖类等有机物,类囊体薄膜上进行光反应,其上含有光合色素和相关的酶,通常呈现绿色,Ⅰ是光反应阶段,Ⅱ是暗反应阶段。答案:(1)类囊体光合色素及相关的酶绿(2)光反应暗反应(3)[3]O2[5]NADPH(4)[6]CO2[7]C3[8]糖类10.(15分)美国科学家卡尔文利用同位素标记法对小球藻的光合作用进行探讨,最终探明白光合作用中碳的转化途径,因此获得了诺贝尔化学奖。甲图为简化的卡尔文循环示意图,请回答下列问题:(1)卡尔文循环在细胞中进行的场所是______,过程①是____________,参加过程②的X物质来自光反应中的____________(过程)。

(2)在培育小球藻的试管内加入14C标记的14CO2,先进行肯定强度的光照后,再进行黑暗处理,分别检测小球藻体内的三碳化合物和五碳化合物的放射性强度,得出的曲线如乙图所示。图中曲线Ⅰ表示的是______的变更趋势。【解析】(1)卡尔文循环指光合作用中C3和C5之间的循环,即暗反应过程,所以它在细胞中进行的场所是叶绿体基质。图中过程①是CO2的固定;参加过程②的X物质即NADPH,来自光反应中水的光解。(2)停止光照后,二氧化碳的固定正常进行,而不进行光反应,因此C3不能被还原成C5,导致C3增多,C5削减。所以图中曲线Ⅰ表示的是C3的变更趋势,曲线Ⅱ表示的是C5的变更趋势。答案:(1)叶绿体基质CO2的固定水的光解(2)三碳化合物(C3) (10分钟30分)1.(5分)(多选)如图为叶绿体结构与功能示意图,请据图推断下列有关说法中正确的是 ()A.光合作用的光反应在图中A处进行,必需在有光条件下进行B.光合作用过程中释放的O2来自H2OC.光合作用的暗反应在图中B处进行,必需在无光条件下进行D.光合作用过程中CO2被固定并还原成图中的甲物质【解析】选A、B、D。光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,必需在光下才能正常进行,A正确;通过同位素示踪法,人们已经证明光合作用过程中所释放的氧气来自水的光解,B正确;光合作用的暗反应发生在叶绿体的基质中,有没有光都能进行,C错误;题图中的甲物质是(CH2O),暗反应过程中物质的变更是CO2的固定和C3的还原,D正确。2.(5分)(多选)光合作用过程包括光反应和暗反应,如图表示光反应与暗反应的关系,据图推断下列叙述不正确的是 ()A.光反应为暗反应供应ATP和NADPHB.停止光照,叶绿体中ATP和NADPH含量上升C.叶绿体中,ATP的移动方向是由类囊体到基质D.植物在暗处可大量合成(CH2O)【解析】选B、D。依据题意和图示分析可知光反应为暗反应供应ATP和NADPH,A正确;停止光照,光反应停止,导致叶绿体中ATP和NADPH含量下降,B错误;ATP产生于光反应,用于暗反应,所以其移动方向是由类囊体到基质,C正确;植物在暗处不能进行光反应,因而不行能大量合成(CH2O),D错误。【规律方法】在光合作用过程中能量的来源和去路分析(1)来源:在光反应阶段,光合色素可以汲取和传递光能,ADP和Pi结合形成ATP,这样光能就转化为ATP中活跃的化学能。(2)去路:在暗反应阶段,ATP水解为ADP和Pi,所释放的能量只用于C3还原为糖类(CH2O),这样ATP中活跃的化学能就转化为糖类等有机物中稳定的化学能。3.(5分)(2024·晋江高一检测)睡莲叶片的上表皮上的气孔数目多于下表皮,此特点有利于睡莲与外界环境进行气体交换。气孔关闭会导致睡莲叶片光合作用速率下降,其表现在 ()A.水光解产生NADPH的量不足B.光反应中产生的ATP数量削减C.暗反应过程中NADPH的数量不足D.暗反应过程中产生的三碳化合物数量削减【解析】选D。当气孔关闭时,进入叶肉细胞的CO2量削减,导致暗反应过程中产生的三碳化合物数量削减,光合作用速率下降,D正确。【试验·探究】4.(15分)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组试验。各组试验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、相宜且稳定,每组处理的总时间均为135s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和试验结果如下:A组:先光照后黑暗,时间各为67.5s;光合作用产物的相对含量为50%。B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为7.5s;光合作用产物的相对含量为70%。C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为94%。D组(比照组):光照时间为135s;光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题:(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量____________(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是___________________________;C组和D组的试验结果可表明光合作用中有些反应不须要______,这些反应发生的部位是叶绿体的______。

(2)A、B、C三组处理相比,随着____________的增加,使光照下产生的______能够刚好利用与刚好再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。

【解析】(1)C组的光合作用时间仅仅是D组的一半,但C组光合作用产物的相对含量与D组