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2025人教版生物必修1
第2課時　光合作用的原理
A組必備知識基礎練
1.(2024山東濰坊高一期末)在離體葉綠體的懸浮液(有H2O、無CO2)中加入鐵鹽或其他氧化劑,在光照下發生水的光解、產生氧氣的化學反應稱作希爾反應。鐵鹽或其他氧化劑被統稱為希爾氧化劑。下列敘述正確的是(　　)
A.葉綠體中的類胡蘿卜素吸收藍紫光和紅光用于水的光解
B.希爾反應說明水的光解與CO2的還原是同步的
C.在高等植物體內充當希爾氧化劑的是NADP+
D.希爾反應說明光合作用產生的氧氣中的氧元素全部來自水
2.下列關于光合作用過程的敘述,錯誤的是(　　)
A.葉綠體中的色素參與光反應
B.某些細菌也可以進行光合作用
C.光反應和暗反應都需要酶的催化
D.暗反應必須在黑暗的條件下進行
3.下列關于光反應的敘述,正確的是(　　)
A.光反應的場所在葉綠體內膜上
B.光反應的速度常快于暗反應
C.光反應為暗反應提供了ADP和Pi
D.光反應實現了活躍化學能向穩定化學能的轉變
4.如圖表示植物光合作用的一個階段。下列敘述正確的是(　　)
A.該階段的化學反應在葉綠體基粒上進行
B.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多種酶參與
C.提高溫度一定能促進(CH2O)的生成
D.無光條件有利于暗反應進行
5.(2024福建福州高一期末)若外界環境中的光照突然減弱,則葉綠體內C3和C5含量的變化是(　　)
A.C3減少,C5減少
B.C3減少,C5增多
C.C3增多,C5減少
D.C3增多,C5增多
6.如圖為某植物光合作用示意圖,下列敘述正確的是 (　　)
A.階段②中穩定的化學能轉變成活躍的化學能
B.夏季中午,氣孔關閉后,短時間內葉綠體中f會增多,g會減少
C.階段①中c為NADH,作為還原劑參與階段②中f的還原
D.為該植物提供14CO2,則14C的轉移途徑為h→f→(14CH2O)、g
7.(2024江西南昌高一期末)將一株正常生長的植株在適宜條件下光照培養,其成熟葉肉細胞的部分結構以及部分生理過程如下圖所示。回答下列問題。
(1)①過程中水分子可以通過　　　　　　　　　的方式進入細胞;圖中體現了細胞中的水具有　　　　　　　　　的功能。
(2)②過程發生在　　　　　上,屬于光合作用中的　　　　　階段,為③過程提供了　。
(3)植物接受過多光照會對葉綠體造成損害。有研究發現,葉綠體在不同光照條件下會改變方向。在弱光下,葉綠體以其橢球體的“正面”(寬的那一面)朝向光源;在強光下,葉綠體以其橢球體的“側面”(窄的那一面)朝向光源。該現象對植物的生理意義是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B組能力素養提升練
8.1937年,英國植物學家希爾發現,在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),在光照下可以釋放出氧氣,這就是著名的希爾反應。下列敘述錯誤的是(　　)
A.希爾反應讓當時的科學界認識到光合作用產生的O2很可能不來源于CO2
B.光合作用中的NADPH與希爾反應中的鐵鹽,作用是類似的
C.希爾的實驗可以說明水的光解與糖類的合成并不是同一個反應
D.光合作用并非整個過程都直接需要光照
9.1941年,魯賓和卡門用同位素示蹤的方法,研究了光合作用中產生的氧氣的來源,實驗部分過程及結果如下圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.18O不具有放射性,是穩定的同位素,可用于示蹤物質運行和變化規律
B.另一組實驗及結果圖應為:將O換成H2O,CO2換成C18O2,其余不變
C.該實驗的預期結論是光合作用產生的O2中的氧部分來自水
D.實驗中小球藻的細胞內含有藻藍素和葉綠素,沒有完整的葉綠體
10.(多選)如圖表示某綠色植物在生長階段內物質的轉變情況,①~④表示反應階段,下列敘述正確的是(　　)
A.④過程產生ATP最多,①過程光能轉變為化學能儲存在ATP和NADPH中
B.進行②過程的CO2只來自大氣,產生的C6H12O6存在于液泡中
C.進行③過程時需有水參與,產生少量ATP
D.給植物澆灌O,根細胞會產生C18O2,④過程不會產生O
11.光合作用的卡爾文循環可分為羧化、還原和再生3個階段,如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A.RuBP是一種五碳化合物
B.圖中羧化表示CO2的固定過程
C.CO2濃度突然降低,PGA/RuBP的值減小
D.卡爾文循環的3個階段均直接受光反應影響
12.下圖為光合作用暗反應的產物磷酸丙糖的代謝途徑,研究表明,磷酸丙糖轉移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素,CO2充足時,TPT活性降低。下列敘述錯誤的是(　　)
A.Pi輸入葉綠體減少時,磷酸丙糖從葉綠體輸出減少
B.暗反應中磷酸丙糖的合成需要消耗光反應產生的ATP
C.葉肉細胞的光合產物主要是以蔗糖形式運出細胞的
D.農業生產上可通過增加CO2的濃度來提高作物中蔗糖的含量
13.(多選)在光照等適宜條件下,科研人員將培養在CO2濃度為1%的環境中的獼猴桃迅速轉移到CO2濃度為0.003%的環境中,其葉片暗反應中C3和C5濃度的變化趨勢如圖所示。已知光合速率不再隨光照強度增大而增大時的光照強度為光飽和點。下列說法錯誤的是(　　)
A.圖中B表示C3
B.在200—300 s,NADPH的消耗速率會減小
C.在200 s時突然降低光照,C3和C5也會出現與該圖類似的變化
D.CO2濃度為0.003%時的光飽和點比CO2濃度為1%時的高
14.下圖為某植物光合作用過程示意圖。請據圖回答下列問題。
(1)在類囊體薄膜上分布有吸收光能的　　　　,其經提取后再層析分離,擴散最慢的色素帶呈　　　　　色。
(2)圖中①為　　　　　,(CH2O)中的能量直接來源于圖中　　　　　　　　　　　。
(3)14CO2進入葉綠體后,首先能檢測到含14C的有機物是　　　　　,該物質被還原成糖類需要光反應提供　　　　　　　　　　　。
(4)光合作用過程中,發生的能量變化是 　　　　　　　　　　　。
(5)若突然停止光照,則短時間內④的含量將　　　　　　　　　　(填“增加”“減少”或“不變”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
15.(2024河北邢臺高一期末)根據光合作用中植物固定CO2的方式,可將植物分為C3植物和C4植物等類型。一些C4植物的葉肉細胞和維管束鞘細胞都含有葉綠體,但后者的葉綠體缺乏基粒,兩類細胞之間有大量的胞間連絲。葉肉細胞含磷酸烯醇式丙酮酸羥化酶(PEPC),該酶具有高CO2親和力,可在低濃度CO2條件下高效固定CO2,圖甲是C3、C4途徑示意圖,圖乙表示C4植物光合作用的部分反應過程,據圖回答下列問題。
甲
乙
(1)C4的還原需要的NADPH來自葉肉細胞中葉綠體的　　　　　(填場所),NADPH在暗反應中的作用是　　　　　　　　　　　　　。
(2)結合圖甲分析,與C3途徑相比,C4途徑的特點有　　　　　　　　　　　(答出2點)。
(3)據圖乙分析,結構P為　　　　　　,葉肉細胞和維管束鞘細胞間具有大量該結構的意義主要是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)已知高溫、強光照會導致氣孔開放度減小,結合圖甲、圖乙分析,在高溫、強光照這種環境中,更適合生存的是　　　　　(填“C3植物”或“C4植物”),判斷依據是　　　　　　　　　　　　　　。
第2課時　光合作用的原理
1.C　在光合作用下,葉綠體中的類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,不吸收紅光,類胡蘿卜素吸收的光可用于水的光解,A項錯誤;在光合作用的暗反應階段,通過CO2的固定與C3的還原合成糖類等有機物,希爾反應過程沒有CO2的參與,不能說明水的光解與CO2的還原是同步的,B項錯誤;在希爾反應中,希爾氧化劑的作用與NADP+的作用相似,都具有氧化的作用,因此在高等植物體內充當希爾氧化劑的是NADP+,C項正確;希爾反應不能說明光合作用產生的氧氣中的氧元素全部來自水,實驗中其他物質也含有氧,需要進一步研究,D項錯誤。
2.D　葉綠體中的色素能吸收、傳遞和轉化光能,能參與光反應,并將光能轉變成ATP、NADPH中活躍的化學能,A項正確;某些細菌,如光合細菌含有光合色素,因而也可以進行光合作用,B項正確;光合作用包括光反應和暗反應兩個階段,且光反應和暗反應都需要酶的催化,因而能在常溫、常壓下順利進行,C項正確;光合作用的暗反應階段不直接依賴光,有光條件下可以進行,D項錯誤。
3.B　光反應的場所是類囊體薄膜,A項錯誤;光反應發生的變化比暗反應簡單,故光反應速度常快于暗反應,B項正確;光反應可以為暗反應提供NADPH和ATP,暗反應可以為光反應提供NADP+、ADP和Pi,C項錯誤;光反應與暗反應都可以完成能量的轉化和物質的轉變,光反應將光能轉化為ATP、NADPH中活躍的化學能,D項錯誤。
4.B　圖示表示植物光合作用暗反應階段,該過程在葉綠體基質中進行,A項錯誤;C3的還原生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多種酶參與,B項正確;若圖示是在最適溫度條件下進行的,提高溫度則會降低酶的活性,進而影響(CH2O)的生成,C項錯誤;無光條件下,光反應不能進行,不能為暗反應提供NADPH和ATP,不利于暗反應的進行,D項錯誤。
5.C　由于光照突然減弱,會使光反應減弱,使光反應產物NADPH、ATP合成減少,故C3還原速率下降(C5的產生減少),而CO2固定速率基本不變,即C3生成速率(或C5的消耗速率)不變,因此,外界環境中的光照突然減弱,則葉綠體內C3增多,C5減少。
6.D　階段②是暗反應,暗反應中活躍的化學能轉變成穩定的化學能,A項錯誤;夏季中午,氣孔關閉后,會導致CO2供應不足,短時間內葉綠體中的f(C3)會減少,g(C5)會增多,B項錯誤;階段①中c為NADPH,作為還原劑參與階段②中f的還原,C項錯誤;h為CO2,f為C3,g為C5,為該植物提供14CO2,則14C的轉移途徑為14CO2→14C3→(14CH2O)、14C5,D項正確。
7.答案 (1)自由擴散或協助擴散　參與細胞內生物化學反應
(2)類囊體薄膜　光反應　NADPH和ATP
(3)使得葉綠體在弱光下能接受較多的光照,在強光下能避免葉綠體被灼傷
解析 (1)過去人們普遍認為,水分子都是通過自由擴散進出細胞的,但后來的研究表明,水分子更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散方式進出細胞的。①過程中水分子可以通過自由擴散或協助擴散的方式進入細胞。水的作用有作為良好的溶劑、作為運輸介質,參與細胞內生物化學反應等,圖中體現了細胞中的水具有參與細胞內生物化學反應的功能。
(2)題圖②過程發生水的光解產生O2,這屬于光合作用光反應階段,發生在類囊體薄膜上,③過程為光合作用暗反應階段,②過程為③過程提供了ATP和NADPH。
(3)葉綠體在不同光照條件下會改變方向。在弱光下,葉綠體以其橢球體的“正面”朝向光源,使其能接受較多的光照,滿足光合作用對光能的需求。在強光下,葉綠體以其橢球體的“側面”朝向光源,這樣可以接受較少的光照,避免光照太強引起葉綠體被灼傷,該現象對植物的生理意義是使得葉綠體在弱光下能接受較多的光照,在強光下能避免葉綠體被灼傷。
8.B　希爾反應中懸浮液中沒有CO2,光合作用產生的O2很可能不來源于CO2,A項正確;希爾反應中的鐵鹽是氧化劑,這與氧化型輔酶Ⅱ(NADP+)作用類似,不是還原型輔酶Ⅱ(NADPH),B項錯誤;希爾的實驗中沒有合成糖的原料CO2,但能進行水的光解,說明水的光解與糖類的合成并不是同一個反應,C項正確;光合作用的暗反應階段不直接依賴光,在無光條件下可以進行,D項正確。
9.A　另一組實驗及結果圖應為將O換成H2O、CO2換成C18O2、18O2換成O2,其余不變,B項錯誤;該實驗的預期結論是光合作用產生的O2中的氧全部來自水,C項錯誤;小球藻是真核生物,不同于藍細菌,具有完整的葉綠體,含有葉綠素和類胡蘿卜素,D項錯誤。
10.AC　有氧呼吸第三階段產生的ATP最多,因此產生ATP最多的過程是④,①過程為光反應,光能轉變為化學能儲存在ATP和NADPH中,A項正確;進行光合作用暗反應②過程的CO2來自大氣和線粒體,產生的葡萄糖可運輸到其他細胞,B項錯誤;③是有氧呼吸第一、二階段,有氧呼吸第二階段需要水參與,產生少量的ATP和大量的[H],C項正確;給植物澆O后,O參與有氧呼吸生成C18O2,O通過光反應生成18O2,18O2參與過程④生成O,D項錯誤。
11.D　在羧化階段,RuBP與CO2結合,而光合作用過程中CO2與C5結合生成C3,故RuBP為一種五碳化合物,A項正確;在羧化階段,RuBP與CO2結合,表示CO2的固定過程,B項正確;當CO2濃度突然降低,CO2的固定過程受阻,RuBP的量會增加,PGA的量會減少,故PGA/RuBP的值減小,C項正確;光反應產生NADPH和ATP應用于暗反應,即卡爾文循環中的還原和再生2個階段受光反應的影響,而羧化不受光反應的影響,D項錯誤。
12.D　據圖可知,磷酸丙糖通過TPT從葉綠體輸出的同時伴隨著Pi進入葉綠體,因此Pi輸入葉綠體減少,說明磷酸丙糖從葉綠體中的輸出過程受阻,即輸出減少,A項正確;光反應產生的ATP能用于暗反應中C3的還原過程,該過程能合成磷酸丙糖,B項正確;葉肉細胞的光合產物磷酸丙糖會在細胞質基質中用于合成蔗糖,然后以蔗糖形式運出細胞,C項正確;CO2充足時,TPT活性降低,則磷酸丙糖運出葉綠體合成蔗糖的過程會受到影響,作物中淀粉含量會上升,而蔗糖含量下降,D項錯誤。
13.ACD　當降低CO2的濃度時,C3的含量降低,C5的含量上升,所以A代表C3,B代表C5,A項錯誤;在200—300 s,將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后,暗反應減弱,NADPH的消耗速率會減小,B項正確;在200 s時突然降低光照,光反應變弱,C3的含量升高,C5的含量降低,C3和C5會出現與該圖相反的變化,C項錯誤;該植物在CO2濃度低時,暗反應強度低,所需ATP和NADPH減少,限制了光反應的進行,光合速率的最大值比CO2濃度高時的最大值低,故所需光照強度減小,D項錯誤。
14.答案 (1)色素　黃綠　(2)氧氣　③ATP和②NADPH中的能量　(3)C3　NADPH、ATP　(4)光能→ATP和NADPH中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能　(5)減少
當突然停止光照時,短時間內,C5的消耗速率不變,合成速率卻減慢,導致C5含量減少
解析 (1)葉綠體類囊體薄膜上分布有進行光合作用的色素,色素分離實驗中擴散最慢的色素帶是葉綠素b,呈黃綠色。(2)據圖分析,圖中①是氧氣,(CH2O)中的能量直接來源于③ATP和②NADPH中的能量。(3)14CO2進入葉綠體后,與C5結合生成C3,所以首先能檢測到含14C的有機物是⑤C3,該物質被還原成糖類需要光反應提供NADPH、ATP。(4)光合作用過程中,光能首先轉變為ATP和NADPH中活躍的化學能,再經過C3的還原,ATP和NADPH中活躍的化學能轉變為有機物中穩定的化學能。(5)突然停止光照,光反應停止,短時間內,C5的消耗速率不變,合成速率卻減慢,導致C5含量減少。
15.答案 (1)類囊體薄膜　提供能量并作為還原劑
(2)能富集CO2、需要PEPC等
(3)胞間連絲　提高物質運輸效率
(4)C4植物　C4植物能夠利用低濃度的CO2進行光合作用
解析 (1)C4的還原需要的NADPH來自葉肉細胞中葉綠體的類囊體薄膜,NADPH在暗反應中的作用是提供能量并作為還原劑。
(2)結合圖甲分析,與C3途徑相比,C4途徑的特點有能富集CO2(適合在干旱等環境中生存,利用較低濃度的CO2)、需要PEPC等。
(3)由題意可知“葉肉細胞和維管束鞘細胞之間有大量的胞間連絲”,葉肉細胞產生的蘋果酸通過P(胞間連絲)進入維管束鞘細胞,胞間連絲能提高物質運輸效率。
(4)在高溫、強光照環境中,溫度過高、蒸騰作用過強導致氣孔導度減小,C4植物細胞中的PEPC具有高CO2親和力,能固定葉肉細胞中低濃度CO2,維持維管束鞘細胞葉綠體中的高濃度CO2,因此C4植物更適宜在高溫、強光照環境中生存。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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