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1、1第第 2 2 课时课时 光合作用的探究历程、光合作用的过程光合作用的探究历程、光合作用的过程测控导航表知识点题号1.光合作用的探究历程3,8,9,11 2.光合作用的过程、条件及发生部位1,2,4,5,6,7,10,12,14 3.综合考查13,15 A 级 合格性水平训练 1.(2017广东湛江期末)关于光合作用的叙述错误的是( C ) A.光反应产生的产物有H、氧气和 ATP B.暗反应包括 CO2的固定及三碳化合物的还原 C.暗反应的主要产物是葡萄糖、ATP D.光反应必须有光才能进行,但暗反应不需要光 解析:光反应阶段发生的物质变化有:水的光解(H2OH+O2)和 ATP 的合成(A
2、DP+PiATP), 所以产生的产物有H、氧气和 ATP;暗反应阶段发生的物质变化有:CO2的固定及三碳化合 物的还原;暗反应的主要产物是一种三碳糖,ATP 是光反应的产物之一;光反应必须有光才能 进行,暗反应不需要光。 2.(2017湖北武汉月考)光合作用过程中,能量流动的正确途径是( D ) A.叶绿素阳光 氢和氧 B.阳光叶绿素ADP (CH2O) C.叶绿素阳光ADP C5 D.阳光叶绿素ATP (CH2O) 解析:在光反应的过程中,色素吸收了光能,用于水的光解和 ATP 的合成,这样光能就转化成 ATP 和H中活跃的化学能;然后H和 ATP 用于暗反应去还原三碳化合物,这样活跃的化学
3、 能转变成有机物中稳定的化学能。 3.(2017辽宁沈阳月考)用14C 和18O 分别标记 CO2和 H2O,当植物体进行光合作用时,下列叙述正确的是( C ) A.合成的(CH2O)含14C 和18OB.释放的氧气为18O2,合成的(CH2O)含18OC.释放的氧气为18O2,合成的(CH2O)含14CD.合成的(CH2O)含18O解析:光合作用过程中释放的氧气来自参加反应的水,CO2中的碳,经暗反应的固定、还原过 程转化成(CH2O)中的碳。 4.(2017河北石家庄期末)炎热夏季中午,为了防止失水过多,植物往往出现应急措施,此时 叶肉细胞内( C ) A. 三碳化合物含量上升 B.光反应
4、产物不足以支持暗反应的需求 C.有机物积累速率明显下降 D.叶绿体基质中 ADP 含量增加 解析:叶绿体在光照下进行稳定光合作用时,C3和 C5都维持在相对平衡的状态,炎热夏季中 午,为了防止失水过多,植物会关闭气孔,导致 CO2气体的供应不足,则在短暂时间内原有的2平衡被打破,表现出的现象是 C3化合物减少、C5化合物增多,有机物积累速率明显下降;由 于 C3化合物减少,消耗的光反应产物也减少,所以叶绿体基质中 ADP 含量减少。 5.(2016内蒙古赤峰一模)下图表示光合作用示意图。下列说法错误的是( C )A.暗反应中,CO2首先与 C5结合生成 C3,然后被还原为(CH2O) B.物质
5、中可储存活跃的化学能,物质为 NADPH C.在物质供应充足时,突然停止光照,C3的含量将迅速下降 D.为叶肉细胞提供18O 标记的 H2O,一段时间后在(CH2O)中能检测到放射性18O解析:由图可知,表示 O2,表示 ATP,表示 NADPH,表示 CO2。CO2参与暗反应,其与 C5 结合生成 C3,然后被还原为(CH2O);ATP 中可储存活跃的化学能,物质为 NADPH;CO2供应充 足时,突然停止光照,C3的还原受阻,导致含量迅速上升;为叶肉细胞提供18O 标记的 H2O,有部分参与有氧呼吸,进入 CO2,CO2再参与光合作用,所以一段时间后在(CH2O)中能检测到放射 性18O。
6、6.(2017辽宁盘锦期中)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图,下列叙述正确的是( C ) A.CO2的固定实质上是将 ATP 中的化学能转变为 C3中的化学能 B.CO2可直接被H还原,再经过一系列的变化形成糖类 C.被还原的 C3在有关酶的催化作用下,可再形成 C5 D.光照强度由强变弱时,短时间内 C5含量会升高 解析:CO2的固定实质上是 CO2与 C5结合形成 C3的过程;CO2须固定成 C3后,才可被H还原, 再经过一系列的变化形成糖类;被还原的 C3在有关酶的催化作用下,可再形成 C5;光照强度 由强变弱时,短时间内 C5含量会降低。 7.(2017广西桂林段考)根据下面光
7、合作用图解,判断下列说法不正确的是( D )A.过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 B.过程发生于叶绿体基质中 C.图示依次为H、ATP、CO2、(CH2O)3D.中产生的不仅用于还原 C3化合物,还可用于各种生命活动 解析:为光反应过程,发生场所为叶绿体类囊体薄膜上;为暗反应过程,发生场所为叶绿 体基质中;光反应阶段产生的H和ATP 可为暗反应过程提供还原剂和能量,但不能用 于其他生命活动。 8.下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,有关叙述正确的是( B )A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有淀粉 B.两实验均需要光的照射 C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照 D
8、.两实验均可证明光合作用的产物有氧气 解析:两实验均需进行“黑暗”处理,但恩格尔曼的实验并非为了消耗细胞中原有淀粉;两实 验均需要光的照射;两实验中均设置了对照实验,萨克斯的实验中照光部分和遮光部分形成 对照;恩格尔曼的实验可证明光合作用的产物有氧气,萨克斯的实验证明光合作用的产物有 淀粉。 9.(2017江西赣州月考)人们对光合作用这一重要生命现象的发现及认识经历了漫长的过 程,以下是光合作用探究历程中的几个经典实验,请结合所学知识回答下列问题: 实验一:普利斯特利的实验 密闭玻璃罩+绿色植物+蜡烛/小鼠蜡烛不易熄灭/小鼠不易窒息 死亡 (1)本实验缺乏 组,应如何改进? 。 实验二:萨克斯
9、的实验黑暗中“饥饿”处理的绿叶(2)本实验的自变量为 ,因变量为 ,实验组是 (填 “曝光组”或“遮光组”)。 (3)实验中进行“饥饿”处理的目的是 。 实验三:鲁宾和卡门的实验 (4)鲁宾和卡门应用了 法追踪 CO2和 H2O 中的氧元素在光合作用中的转移 途径。 (5)写出光合作用总反应式,并用同位素(18O)标明水中氧的转移途径: 。 解析:(1)实验一缺乏空白对照组,应设计密闭玻璃罩内只放蜡烛或小鼠的对照组。 (2)在萨克斯的实验中,实验的不同处理是叶片一半曝光,另一半遮光,因此该实验的自变量 是光的有无,因变量是有无淀粉生成。叶片变蓝部分有淀粉生成,不变蓝部分无淀粉生成;对 照组为曝
10、光组,而实验组则是遮光组。 (3)对植物进行“饥饿”处理的目的是消耗掉叶片中的有机物,主要是淀粉,以增强实验的说 服力。4(4)鲁宾和卡门应用了同位素标记法追踪氧元素在光合作用中的转移途径。 答案:(1)对照(空白对照) 将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于密闭玻璃罩内,作为空白对照 (2)光的有无 有无淀粉生成 遮光组 (3)使叶片中的营养物质(淀粉)被消耗掉,排除对实验的干扰,增强实验的说服力(答案合理 即可) (4)同位素标记(5)CO2+O(CH2O)+18O2B 级 等级性水平训练 10.(2017河北唐山调研)科学家提取植物细胞中的叶绿体,打破叶绿体膜后用高速离心法 分离出类囊体和基质,
11、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( C )试管叶绿体结构光照C18O2ATP、H三碳化合物甲类囊体+- 乙基质-+- 丙基质-+ (注:表中的“+”表示“添加或有”,“-”表示“不添加或无”) 甲试管不会产生18O2 乙试管可得到三碳化合物丙试管可能得到淀粉(糖类) A. B. C.全对 D.全错 解析:甲试管进行光反应,氧气来自水,而18O 存在于 C18O2中,故不会产生18O2 ;乙试管能进行暗反应,固定二氧化碳形成三碳化合物;丙试管中含有光反应的产物 ATP、H,又具有暗 反应的条件(基质和三碳化合物),故能进行光合作用
12、,能得到淀粉。 11.(2017辽宁沈阳月考)卡尔文等人在小球藻培养液中通入14CO2,适宜光照下培养,在给予不同的光照时间后,分析其放射性物质出现的情况。预测实验结果是( D ) A.光照时间越长,14C3的积累越多 B.光照时间越长,14C5的积累越多 C.无论光照时间长短,放射性物质都会集中分布在类囊体薄膜上 D.无论光照时间长短,细胞内一定会出现含14C 的有机物解析:光合作用中光反应和暗反应是紧密相连的,二氧化碳进入叶绿体基质先与 C5结合,被 固定形成 C3,C3在光反应产生的 ATP 和H下会被还原,因此 C3与 C5处于动态平衡之中,所 以 C5中可能会出现放射性标记,但不会随
13、光照时间延长 C3积累越多;放射性物质的转移途径 是14CO214C3(14CH2O),因此放射性物质不会集中分布在类囊体薄膜上;由以上分析可 知,无论光照时间长短,细胞内一定会出现含14C 的有 机物。12.如图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中 ag 为物质,为反应过程)。下列判断错误的是( D )A.图中 a 物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在 c 中 B.图中表示水分的吸收,表示水的光解5C.将 b 物质用18O 标记,最终在(CH2O)中能检测到放射性18OD.在 g 物质供应充足时,突然停止光照,C3的含
14、量将迅速下降 解析:题图分析:a 为光合色素,b 为氧气,c 为 ATP,d 为 ADP,e 为 NADPH,即H,f 为 NADP+,g 为二氧化碳。表示水分的吸收,表示吸收的光能一部分用来形成 ATP 的过程,表示水 的光解,表示二氧化碳的固定,表示三碳化合物的还原,表示暗反应过程中糖类等有机 物的形成。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光;光合作用能将光能转变为 ATP 中活跃的化学能;将 O2用18O 标记,则 18O2O(有氧呼吸第三阶段),C6H12O6+6O+6O26C18O2+12H2O+能量,6C18O2+12H2OC6O6+6O+6O2,故最终在有机物中能检测到放射性;突然停
15、止光照,光反应停止,H和 ATP 的含量下降,故在 CO2供 应充足时,C3被还原的量减少,C3含量会迅速上升,D 错误。 13.(2017江西新余期末)如图表示某高等植物体内与“水”有关的生理过程,下列相关分 析正确的是( D )A.产生的 H2O 中的 H 和 O 分别来自NH2和COOH B.表示线粒体内膜,处的H全部来自线粒体基质 C.上产生的 ATP 可用于根对无机盐离子的吸收 D.表示叶绿体类囊体薄膜,处产生的H将在叶绿体基质中被 消耗 解析:图中表示脱水缩合过程,产生的 H2O 中,H 来自NH2和COOH;表示线粒体内 膜,处的H来源于细胞质基质和线粒体基质;表示叶绿体类囊体薄
16、膜,光反应产生的 ATP,只用于暗反应中 C3的还原。 14.(2017贵州贵阳段考)某同学以菠菜的绿叶为材料,用类似提取叶绿体色素的方法制备 了叶绿体悬浮液,再利用叶绿体悬浮液进行实验探究。请回答下列问题: (1)向研钵中加入渗透压 (填“大于”“小于”或“等于”)叶绿体渗透压的缓冲溶 液进行研磨,可制得含有叶绿体的研磨液。 (2)从研磨液中分离叶绿体,需要用到的方法是 ,然后进行过滤。 (3)探究磷酸对光合作用的影响。 实验步骤:(注:甲为实验组,乙为对照组) 第一步:将制备的叶绿体悬浮液均分为甲、乙两组; 第二步:甲组中 ,乙组中 ;第三步:在适宜的温度和一定光照等条件下,足量18CO2
17、供其进行光合作用,短时间内追踪检测放射性的强弱。 结果及分析: 检测发现甲组有机物中的放射性强度明显高于乙组,分析出现该实验结果的原因: 。 实验一段时间后,若停止甲组 CO2的供应,短时间内叶绿体中的 C3含量下降的原因是 。 6解析:(1)为减少对叶绿体的破坏,保持叶绿体的正常形态和功能,应在制备和保存过程中加 入叶绿体的等渗缓冲溶液。 (2)制备完整的叶绿体悬浮液需要使用研钵研磨将细胞膜破坏,然后使用差速离心法将各种 细胞器分离开。 (3)根据题意可知,本实验的自变量是磷酸的有无,因变量是光合作用有机物中的放射性强弱,实 验过程中要遵循单一变量原则,同时要使磷酸和对照组中加入试剂的用量适
18、宜且相同,因此 甲组中加入适量的磷酸缓冲液,乙组中加入等量不含磷酸的缓冲液。 光合作用的暗反应阶段需要光反应阶段提供H和 ATP,充足的磷酸有利于光反应阶段 ATP 的形成,从而促进暗反应阶段 C3还原形成有机物,导致甲组有机物中的放射性强度明显高于 乙组。 短时间内,当 CO2供应不足时,CO2的固定受阻,C3的还原正常进行,因此 C3的含量下降。 答案:(1)等于 (2)差速离心法 (3)加入适量的磷酸缓冲液 加入等量不含磷酸的缓冲液 结果及分析:充足的磷酸有利于光反应阶段形成 ATP,而充足的 ATP 会促进暗反应阶段 C3 还原形成(CH2O) CO2的固定受阻,C3的还原正常进行 1
19、5.(2017湖北武汉月考)有一种莱茵衣藻能利用光能将 H2O 分解成H和 O2,H可参与暗 反应。在低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使H转变为氢气。请据此分析并回答下列问 题: (1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的 。 (2)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢气的原因是 ,因此可通过筛选高耐氧产氢酶以提高莱茵衣藻产氢气量。 (3)莱茵衣藻能产生一种抑制光合作用的化学物质 CCCP,CCCP 可诱导其产氢气;已知缺硫也 能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢气的影响,设完全培养液 A 组和缺 硫培养液 B 组,在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢气总量。结果 B 组A 组,
20、 说明缺硫对莱茵衣藻产氢气有 作用。 (4)为探究 CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢气的影响及其相互关系,则在(3)实验的基 础上需增设两个实验组,其培养液为 和 。 (5)产氢气会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因: 。 解析:(1)莱茵衣藻为真核细胞,其捕获光能的过程发生在光反应阶段,光反应的场所是叶绿 体的类囊体薄膜。 (2)由题意知,低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使H转变为氢气,在自然条件下,氧气含 量较高,会抑制产氢酶的活性,因此自然条件下莱茵衣藻几乎不产氢气。 (3)分析两组实验可知,A 组完全培养液,B 组是缺硫培养液,实验结果 B 组A 组,说明缺
21、硫对 莱茵衣藻产氢气有促进作用。 (4)如果探究 CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢气的影响及其相互关系,在 A、B 两组实 验的基础上还应该增加两组实验,一组是添加 CCCP 的完全培养液,一组是添加 CCCP 的缺硫 培养液。 (5)光反应阶段产生H,作为还原剂被暗反应利用还原三碳化合物形成有机物,若莱茵衣藻 光反应产生的H转变为 H2,则参与暗反应的H减少,有机物生成量减少。 答案:(1)类囊体薄膜(或基粒)(2)氧气抑制产氢酶的活性 (3)促进 (4)添加 CCCP 的完全培养液 添加 CCCP 的缺硫培养液 (5)莱茵衣藻光反应产生的H转变 为 H2,参与暗反应的H减少,有机物的合成量减少7