高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第4节 光合作用与能量转化二 光合作用的原理和应用第1课时课时练习

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[随堂检测]1．美国科学家鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2中的氧，证明了光合作用(　　)A．制造了有机物　　　　 B．利用了根系吸收水分C．释放的O2来自H2O  D．释放的O2来自CO2答案：C2．(原创)给予叶绿体分离出的类囊体薄膜适宜光照，发现能够使蓝色的染色剂DCPIP被还原成白色，由此推断正确的是(　　)A．类囊体薄膜上能产生O2B．类囊体薄膜上能产生ATPC．类囊体薄膜含有光合色素D．类囊体薄膜上能产生NADPH解析：选D。叶绿体类囊体薄膜上进行光合作用光反应过程产生的NADPH具有还原性，D正确。3．(2020·青岛质检)下图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中①②表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是(　　)A．过程①表示光反应，过程②的场所是叶绿体基质B．物质A表示O2，物质B表示CO2C．过程②能将活跃的化学能转变成稳定的化学能D．过程②的两个阶段都需要消耗过程①产生的NADPH和ATP解析：选D。由题图可知，过程①②分别表示光反应和暗反应，反应场所分别是叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质。物质A、B分别表示O2和CO2。光反应能将光能转变成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应能将活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在有机物中。过程②包括CO2的固定和C3的还原两个阶段，其中CO2的固定不需要消耗①过程产生的NADPH和ATP。4．(2020·鞍山高一检测)下图表示在夏季的某一个晴天，某植物细胞光合作用过程中C3、C5的含量变化。若第二天中午天气由艳阳高照转为阴天，此时细胞中C5、C3含量的变化分别相当于曲线中的(　　)A．c→d段(X)、b→c段(Y) B．b→c段(Y)、b→c段(X)C．d→e段(Y)、c→d段(X)  D．d→e段(Y)、d→e段(X)答案：D5．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)的形成解析：选A。CO2的固定不需要消耗能量，ATP用于暗反应中C3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光能，C正确；H2O参与光反应中水的光解生成O2和H＋，H＋与NADP＋结合生成NADPH，NADPH参与暗反应中C3的还原，生成 (CH2O)，D正确。6．下图表示叶绿体的结构和功能，请回答下列问题：(1)与光合作用有关的色素分布在图中[　]_________________上。(2)光反应是在__________上进行的，暗反应是在[　]__________中进行的。(3)光反应的生理意义：光反应所产生的[③]________和[　]__________是暗反应所必需的。(4)暗反应包括[⑥]__________和[　]__________。解析：(1)光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，在光反应中吸收、转化光能。(2)光反应发生在类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体基质中。(3)光反应产生的NADPH和ATP将用于暗反应。(4)暗反应包括CO2的固定和C3的还原两个过程。答案：(1)②　类囊体薄膜(2)类囊体薄膜　⑧　叶绿体基质(3)NADPH　④　ATP(4)CO2的固定　⑤　C3的还原[课时作业]A　合格性考试1．(2020·成都高一检测)下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，下列有关叙述错误的是(　　)A．图中①是参加反应的水B．图中②上有光合色素C．图中光能转化成了化学能D．图中的NADPH和ATP用于固定CO2答案：D2．在适宜条件下，小球藻叶绿体中可发生CO2→C3→(CH2O)的转化，下列关于该过程的叙述，不合理的是(　　)A．发生在叶绿体基质中B．消耗ATP和NADPHC．不受温度和光照的影响D．产生一种C5答案：C3．对下图所示的光合作用图解分析不正确的是(　　)A．若突然停止CO2供应，则短时间内NADPH的含量将上升B．图中①为O2；②为ATP，只能用于C3的还原C．若用3H标记的H2O进行示踪，可发现H的转移途径为H2O→C3→糖类D．图示为真核生物的光合作用过程解析：选C。A项中停止CO2供应，暗反应停止，短时间内消耗的NADPH减少，而光反应不断生成NADPH，导致NADPH含量上升。B项中光反应产生的ATP只能用于暗反应中C3的还原。C项中H的转移途径为H2O→NADPH→糖类(＋水)。D项中由于类囊体的存在，故为真核生物。4．(2020·成都高一检测)光反应是暗反应的基础，因为光反应为暗反应提供了(　　)A．光、NADPH　　　　　　　 B．ATP、NADPHC．ATP、O2  D．ATP、H2答案：B5．(2020·河北邯郸高一期末)植物叶肉细胞含量最多的蛋白质是催化二氧化碳固定的酶。下列关于该酶的推断，错误的是(　　)A．该酶分布在叶绿体基质中B．该酶经高温处理后仍能与双缩脲试剂反应变为紫色C．该酶能催化二氧化碳与C5反应生成C3D．该酶的组成单位氨基酸主要由植物从外界吸收来解析：选D。二氧化碳的固定属于暗反应阶段，二氧化碳与C5反应生成C3，发生在叶绿体基质中，A、C正确；该酶为蛋白质，高温处理后虽然空间结构被破坏导致变性失活，但仍然具有肽键，与双缩脲试剂反应变为紫色，B正确；植物为自养型生物，所需的氨基酸等有机物主要来自自身的合成，D错误。6．(2020·河南洛阳高一期末)如下图所示，甲是绿色植物在有光照条件下进行光合作用，释放出O2的实验装置图；乙、丙、丁是另外三个实验装置图。欲验证绿色植物是否在有光照条件下释放出O2和验证在有光照条件下是否由绿色植物释放出O2，对照实验装置图依次是(　　)A．乙、丁  B．乙、丙C．丙、乙  D．丙、丁答案：B7．下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和NADPH中的化学能B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲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的含量将会增加解析：选D。结构A为类囊体薄膜，分布有与光反应有关的色素和酶，能把光能转换为ATP和NADPH中活跃的化学能。从暗反应的过程可以看出，供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2 →C3→甲[(CH2O)]。光合作用产生的O2可进入线粒体，被细胞呼吸所利用。在光合作用暗反应中，CO2首先被C5固定形成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。8．(2020·唐山高一检测)离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于短时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是(　　)解析：选B。由于在正常情况下叶绿体中ATP和O2的浓度均不为0，所以起点为0的A、C选项中的图示是不正确的。由于缺少CO2的供应，暗反应受到了影响，同时对光反应也起到抑制作用，影响了O2的产生，所以叶绿体中的O2浓度降低。9．(2020·滨州高一检测)下列分别是叶绿体模型图和绿色植物光合作用过程图解，请据图回答下列问题：(1)吸收光能的色素分布在叶绿体的[②]______________________上。(2)暗反应中需要光反应提供的物质是[④]________和[⑤]________。(3)过程Ⅳ称为________________，其代谢产物为________________。(4)Ⅱ表示的阶段化学反应在__________________中进行。夏日的午后，如果气温过高，叶片的气孔关闭，导致[⑥]________供应大大减少，C3的产量随之________(填“增加”或“减少”)。 (5)科学家利用同位素示踪法，证明了光合作用产生的O2来自________。(6)Ⅰ、Ⅱ过程的总方程式为________________________________。答案：(1)类囊体薄膜　(2)NADPH　ATP　(3)C3的还原　(CH2O)和C5　(4)叶绿体基质　CO2　减少(5)水　(6)CO2＋H2O(CH2O)＋O210．(2020·广东汕头高一期末)下图是光合作用过程实验图解，请据图回答下列问题([　]内填“①”或“②”)：(1)装置C中产生含碳有机物，是由于在装置A中结构[　]________________上进行了________反应，为在结构[　]______________中进行的________反应提供了____________________等物质的缘故。(2)装置B中不能产生含14C的有机物，主要是结构①中缺少______________。(3)此实验说明进行光合作用的完整单位是________。答案：(1)①　叶绿体类囊体薄膜　光　②　叶绿体基质　暗　NADPH和ATP　(2)暗反应所需的酶(3)叶绿体B　等级性考试11．(2020·长春调研)紫外线为高能量光线，会破坏生物体内脂质的功能。据此分析，植物短暂暴露在高紫外线条件下，光合作用能力立即明显受到抑制最可能的原因是(　　)A．细胞膜受到破坏  B．类囊体受到破坏C．暗反应受到抑制  D．DNA受到破坏解析：选B。根据信息紫外线会破坏生物体内脂质的功能，生物膜的基本支架是磷脂双分子层，因此植物短暂暴露在高紫外线下，光合作用能力立即明显受到抑制，最可能是类囊体受到破坏从而抑制了光反应，B正确。12．(2020·河南商丘九校联考)利用小球藻培养液进行光合作用实验时，向其中加入抑制暗反应的药物后，发现在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。主要原因是(　　)A．叶绿素吸收光能的效率下降B．NADPH等的积累，光反应速率减慢C．合成ATP所需酶的活性受到抑制D．暗反应中生成的水减少，使光反应的原料不足答案：B13．科学家提取植物细胞中的叶绿体，用高速离心法打破叶绿体膜后，分离出类囊体和基质，在不同条件下进行实验(如下表所示)，用来研究光合作用过程，下列选项中各试管得到的产物情况正确的是(注：表中的“＋”表示添加，“－”表示不添加)(　　)试管叶绿体结构光照C18O2ATP、NADPHC5甲类囊体＋＋－－乙基质－＋＋＋丙基质＋＋－＋丁基质和类囊体＋＋－＋A.甲试管可得到18O2B．乙试管可得到18O标记的葡萄糖C．丙试管可得到葡萄糖 D．丁试管可得到18O2和葡萄糖答案：B14．研究光合作用的卡尔文等人进行了以下实验：在某种绿藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间后从培养液中提取并分离放射性物质。预测实验结果正确的是(　　)A．光照时间越长，积累的C3越多B．光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多C．无论光照时间长短，放射性物质都会分布在叶绿体的囊状结构薄膜上D．只要给予光照，放射性就会出现在葡萄糖中解析：选B。固定产生的C3与CO2的浓度和C5的含量有关，与光照时间无关，A错误。14CO2与五碳化合物结合形成C3，放射性进入C3中，C3被还原形成葡萄糖和C5，放射性进入葡萄糖和C5中，所以在一定时间内光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多，B正确。无论光照时间长短，放射性物质都不会分布在叶绿体的类囊体薄膜上，C错误。只要给予光照，就能进行光反应，但不一定能进行暗反应，所以有光照时放射性不一定会出现在葡萄糖中，D错误。15．下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，请据图分析回答下列问题：(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Ⅰ上发生的过程称为____________，Ⅰ上含有的参与此过程的物质是____________。(3)在图甲Ⅰ上发生的反应与在Ⅱ中发生的反应之间的物质联系是____________________。(4)图乙中，____________点时，开始合成有机物，______________点时，有机物合成终止。(5)图乙中，ab段C3含量较高，其主要原因是________________________。解析：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，Ⅰ是叶绿体类囊体薄膜，其上含有参与光反应的色素和酶，是光反应发生的场所。Ⅱ是叶绿体基质，在其内发生暗反应。光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。图乙中从b点开始C3含量下降，i点以后C3含量不再变化，说明光合作用从b点开始，到i点结束。在b点前无光照，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点时无光照，光合作用停止。答案：(1)H2O、CO2、C3、C5　(2)光反应　色素和酶　(3)光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi　(4)b　i　(5)无光不能进行光反应，缺少NADPH和ATP，C3不能被还原