2024-2025学年高中生物第5章细胞的能量供应和利用4.2.1光合作用的探究历程和过程课时分层作业含解析新人教版必修1

PAGE8-光合作用的探究历程和光合作用的过程(15分钟50分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48h后,用锡箔纸遮挡叶片两面,如下图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,视察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。其中,没有出现蓝色的部位是 ()A.a、b和d B.a、c和eC.c、d和e D.b、c和e【解题指南】解答本题时需关注以下两点:(1)植物进行光合作用的场所只在叶绿体。(2)光合作用须要光照。【解析】选B。本题考查光合作用的条件及场所。光合作用须要光照。部位c被锡箔纸遮盖,不能进行光合作用产生淀粉,而a、e部位为黄白色,没有叶绿素,也不能进行光合作用产生淀粉,所以碘处理后不会变蓝。2.光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段。下列描述正确的是()A.光反应阶段固定CO2B.暗反应阶段积累ATPC.光反应阶段分解H2OD.暗反应阶段释放O2【解析】选C。暗反应固定CO2;暗反应阶段消耗ATP;光反应阶段分解H2O形成O2和[H];光反应阶段释放O2。3.如图表示植物光合作用的一个阶段,下列各项叙述中,错误的是 ()A.该反应为光合作用暗反应B.该反应的场所是叶绿体基质C.该反应须要在黑暗条件下进行D.C3生成(CH2O)须要[H]、ATP和多种酶的参加【解析】选C。图示表示植物光合作用暗反应阶段,该过程在叶绿体基质中进行,A、B正确;暗反应不须要光,在有光、无光条件下都能进行,C错误;C3生成(CH2O)的过程为C3的还原,须要[H]、ATP和多种酶的参加,D正确。【规律方法】利用简图法理顺光反应和暗反应的关系(1)光反应为暗反应供应[H]和ATP,暗反应为光反应供应ADP和Pi以及NADP+。(2)没有光反应,暗反应无法进行;没有暗反应,有机物无法合成,光反应也会受到抑制。4.(2024·银川高一检测)在条件相宜的状况下,用自然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自然光相同的绿色光照耀,瞬间叶绿体中的物质所发生的变更正确的是 ()A.ATP含量下降B.C3的含量下降C.合成C5的速率加快D.NADPH的含量上升【解析】选A。由于光反应变慢,所以ATP合成量削减,导致ATP含量下降,A正确;光反应为暗反应供应[H]和ATP去还原C3,光反应减弱后,导致C3的还原减弱,C3消耗量削减,同时CO2固定生成C3的速率不变,则C3含量相对增多,B错误;光反应为暗反应供应[H]和ATP去还原C3,光反应减弱后,导致C3的还原减弱,则合成C5的速率减慢,C错误;由于光反应变慢,所以水的光解变慢,产生的NADPH削减,导致NADPH含量下降,D错误。5.在绿色植物光合作用过程中,能量转变的大致过程是 ()A.光→葡萄糖→CO2 B.光→葡萄糖→ATPC.光→CO2→葡萄糖 D.光→ATP→葡萄糖【解析】选D。光反应过程中的能量变更是叶绿体中的光合色素汲取光能,将光能转变成化学能储存在ATP中,ATP参加暗反应的三碳化合物的还原后转变为储存在有机物葡萄糖中的化学能,故D正确。6.关于光合作用的叙述,正确的是 ()①光反应须要光不须要酶②暗反应须要酶但不能在光下进行③光反应阶段氧气的释放来自水的光解④将CO2转变成富含能量的有机物⑤光反应中消耗磷酸分子,暗反应中产生磷酸分子⑥暗反应中二氧化碳的固定生成C5,C3的还原消耗C5A.①③⑤⑥ B.①②④C.③④⑤ D.②④【解析】选C。①光反应须要光也须要酶,如ATP合成须要酶的参加。②暗反应须要酶同时须要光反应为其供应ATP和[H]。⑥暗反应中二氧化碳的固定消耗C5,C3的还原生成C5。③④⑤均正确。7.正常条件下进行光合作用的某植物,当突然变更条件后,发觉其叶肉细胞内C5含量突然上升,则变更的条件是 ()A.停止光照B.停止光照并降低CO2浓度C.上升CO2浓度D.降低CO2浓度【解析】选D。停止光照,光反应停止,导致ATP和[H]削减,C3转变成C5的速率变慢,因此C5的含量下降,A错误;降低CO2浓度,同时由于停止光照,C5的含量基本不变,B错误;上升CO2浓度,C5转变成C3的速率加快,C5的含量下降,C错误;降低CO2浓度,C5转变成C3的速率下降,因此C5的含量增加,D正确。二、非选择题(共15分)8.(2024·西宁高一检测)银边天竺葵是园艺经典品种,其绿色圆形叶片外边镶有白边,如图为银边天竺葵的光合作用过程示意图。请分析回答下列问题:(1)图中a表示的物质是________,Ⅱ表示光合作用过程中的________阶段。

(2)c参加Ⅱ阶段的反应时,首先与________结合形成两个C3,最终形成d。

(3)光合作用过程中能量转化的途径为________________________________________________(请用图中的字母、文字回答)。

【解析】据题图分析可知,a表示O2,b表示[H],c表示CO2,d表示(CH2O)。(1)光反应中发生了水的光解产生了O2和[H],[H]用于暗反应阶段的C3还原。(2)CO2固定时,与C5结合形成两分子的C3。(3)光反应中光能转化成ATP中活跃的化学能,暗反应中活跃的化学能转化成d中稳定的化学能。答案:(1)O2暗反应(2)C5(3)光能→ATP中活跃的化学能→d中稳定的化学能(20分钟50分)一、选择题(共5小题,每小题4分,共20分)1.假如将一株绿色植物栽培在含O的完全培育液中,赐予足够的光照,经过较长一段时间后,下列物质中能含18O的有几项 ()①四周空气的O2 ②四周空气的CO2③四周空气的水分子 ④光合作用生成的葡萄糖A.一项B.二项C.三项D.四项【解析】选D。因为植物汲取的水可以参加光合作用释放出18O2,所以四周空气中的O2具有放射性,故①正确;四周空气中的18O2被植物汲取,进行细胞呼吸生成水,或通过蒸腾作用释放到空气中,故③符合;同时水参加有氧呼吸的其次阶段,可以生成含有18O的CO2,所以②符合;再者,CO2参加光合作用会生成含有18O的葡萄糖,所以④符合。综上所述,故D正确。2.(2024·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,[H]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([H]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[H]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[H]和ATP明显削减,而C3的还原仍以原来的速率消耗[H]和ATP,则短时间内[H]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。【补偿训练】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[H]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[H],暗反应消耗ATP和[H],CO2削减,暗反应速度减慢,会使ATP和[H]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。3.光合作用过程中,水的分解及C3形成糖类所须要的能量 ()A.分别来自细胞呼吸产生的ATP和光能B.都来自细胞呼吸产生的ATPC.分别来自光能和光反应产生的ATPD.都来自光反应产生的ATP【解析】选C。光合作用的光反应阶段,光合色素汲取光能,使水分解,产生ATP;ATP用于暗反应阶段三碳化合物的还原。【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。4.如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5相对浓度的变更趋势,该植物在Ⅰ阶段处于相宜环境条件下,Ⅱ阶段变更的环境条件是降低光照强度或降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是 ()A.图中物质甲转变成乙须要消耗光反应供应的ATPB.图中Ⅱ阶段所变更的环境条件是降低光照强度C.Ⅱ阶段甲的相对浓度上升是因为叶绿体中[H]和ATP的积累D.若CO2浓度降低,Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低【解析】选D。由于处于相宜环境条件下,C3的含量应大于C5的含量,故甲曲线表示C5的变更,乙曲线表示C3的变更。CO2的固定使物质甲转变成乙,其固定过程只需酶的催化,不须要消耗光反应供应的ATP,A错误。图中Ⅰ阶段到Ⅱ阶段,C3削减,C5增多,是降低CO2浓度引起的,B、C错误。CO2浓度降低时,最大光合速率降低,所需光照强度降低,D正确。5.(2024·枣庄高一检测)如图表示初夏某地的温度、光照强度、该地某一植物的净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变更趋势。8:00到12:00光照强度增加而净光合速率降低,主要缘由是 ()A.气孔导度变更导致光合速率降低B.温度上升导致细胞呼吸速率增大C.温度上升导致细胞呼吸速率降低D.光照强度增加使光合作用速率增大【解析】选B。净光合作用速率=实际光合作用速率-呼吸速率,8:00到12:00光照强度增加,但气孔导度相对稳定,CO2供应受限制,实际光合作用速率增加,但幅度不大,且由于该时间段内温度上升,细胞呼吸速率也增加,实际光合作用增加的速率小于细胞呼吸增加的速率,因此净光合作用速率下降。二、非选择题(共2小题,共30分)6.(12分)如图表示绿色植物叶肉细胞中光合作用、细胞呼吸过程及关系的图解(注:图中NADPH为[H])。据图分析回答:(1)过程①②分别表示光合作用的__________反应和________反应阶段。

(2)过程①是在叶绿体的________上进行的,②是在叶绿体的__________中进行的。

(3)a、b代表的物质分别是________和________。

(4)若把该植物从光下移到暗处,则叶绿体中的C3含量将__________(填“上升”“降低”或“不变”)。

【解析】(1)依据光合作用过程中的物质变更可知,过程①②分别表示光合作用的光反应和暗反应阶段。(2)光反应阶段是在叶绿体的类囊体薄膜上进行的,暗反应阶段是在叶绿体的基质中进行的。(3)a、b代表的物质分别是水和二氧化碳。(4)若把该植物从光下移到暗处,光反应产生的[H]和ATP削减,被还原的C3削减,而CO2被C5固定生成C3的过程不变,故C3的含量增加。答案:(1)光暗(2)类囊体薄膜基质(3)水二氧化碳(4)上升【试验·探究】7.(18分)(实力挑战题)(2024·临沂高一检测)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。

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