2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业19　光合作用的探究历程和过程

2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业19　光合作用的探究历程和过程

课时分层作业(十九) 光合作用的探究 历程和过程 (建议用时：40 分钟) 题组一 光合作用的过程 1．光照下用 H182 O 培养绿色植物，则下列物质中首先能检测到放射性的是 ( ) A．氧气 B．二氧化碳 C．五碳化合物 D．丙酮酸 A [光照下用 H182 O 培养绿色植物，H182 O 首先参与光合作用的光反应，分解 为氧气，A 正确。] 2．绿色植物光合作用过程中水的光解( ) A．发生在叶绿体基质中 B．产物为氢气和氧气 C．所需能量来自 ATP D．速率与色素含量、光强等有关 D [光合作用过程中水的光解发生在基粒类囊体膜上，产物为[H]和氧气，所 需能量来自色素吸收转化的光能，因此水光解的速率与色素含量、光强等有关。] 3．下列物质中，可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有( ) A．水、二氧化碳、ATP B．氧气、水、ATP C．水、ADP、Pi D．ADP、C3、水 C [在叶绿体类囊体薄膜上发生的光反应，有 ATP 的形成和水的光解。] 4．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 A ATP 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 D H2O 参与 O2 和(CH2O)的形成 A [CO2 的固定不需要消耗能量，ATP 用于暗反应中三碳化合物的还原，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 素的作用是捕获吸收光能，C 正确；H2O 参与光反应中水的光解生成 O2 和[H]， [H]参与暗反应中三碳化合物的还原，生成 (CH2O)，D 正确。] 5．在光合作用中，不需要酶参与的过程是( ) A．CO2 的固定 B．叶绿素吸收光能 C．三碳化合物的还原 D．ATP 的形成 B [叶绿素 吸收光能的过程中不需要酶的催化。] 6.右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，下列叙述不 正确的是( ) A．图中的①是植物吸收的水分子 B．光合色素都分布在结构②上 C．光能转变为储存在 ATP 中的化学能 D．[H]、O2 和 ATP 都能用于暗反应 D [光反应产生的[H]和 ATP 用于暗反应，O2 释放出去或被线粒体利用。] 7．在叶绿体中，ATP 和 ADP 的运动方向是( ) A．ATP 和 ADP 同时由类囊体向叶绿体基质运动 B．ATP 和 ADP 同时由叶绿体基质向类囊体运动 C．ATP 由类囊体向叶绿体基质运动，ADP 的运动方向则相反 D．ADP 由类囊体向叶绿体基质运动，ATP 的运动方向则相反 C [在叶绿体中，ATP 在类囊体的薄膜上产生，在叶绿体基质中被消耗产生 ADP，而 ADP 的转运方向则与 ATP 相反。] 8．下图是某高等植物叶绿体进行光合作用的图解，请据图完成下列问题。 (1)图中 A 表示的结构是由________堆叠而成的。若 e 为高能化合物，则 b、c 代表的物质依次是__________________。 (2)g 与 h 反 应 生 成 i 的 过 程 称 为 ____________ ， i 与 e 、 d 反 应 称 为 ________________。 (3)图中能量变化过程是____________________________， 再到有机物中稳定的化学能。 (4)光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，其中暗反应为光反应提供 ____________。 [解析] (1)基粒是由类囊体堆叠而成的，e 若表示的是 ATP，则参与暗反应后 就形成 Pi 和 ADP；光反应生成 ATP 的同时还释放了 O2。(2)h 表示的是从外界吸 收的 CO2 与 C5(g)结合形成 C3(i)，称为 CO2 的固定；C3(i)被还原形成 C5 和 (CH2O)(f)。(3)光合作用过程中能量变化规律是光能转化成 ATP 中活跃的化学能 再到有机物中稳定的化学能。(4)光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应 提供 ADP 和 Pi。 [答案] (1)类囊体 O2、ADP (2)CO2 的固定 三碳化合物的还原(或 C3 的 还原) (3)光能转化成 ATP 中活跃的化学能 (4)ADP 和 Pi 9．如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞 内 C3 相对含量在一天 24 小时内的变化，请据图分析： 甲 乙 (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 表示________，B 表示________，C 表示________，D 表示________。 (2)在 a 中发生的过程称为________，在 a 中含有的参与此过程的物质是 ________。 (3)在 a 中发生的能量转变是__________________________。 (4)图乙中，从________点开始合成有机物，至________点有机物合成终止。 (5)AB 段 C3 含量较高，其主要原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (6)G 点 C3 含量极少，其原因是_______________________ _____________________________________________________。 [解析] (1)根据图甲中物质转化关系可判断，A 代表 H2O，B 代表 CO2，C 代表 C3，D 代表 C5。(2)图甲中 a 表示叶绿体类囊体薄膜，其上分布有色素和酶， 是光反应进行的场所。(3)叶绿体类囊体薄膜上发生的能量转变是光能→ATP 中活 跃的化学能。(4)根据图乙中 C3 含量的变化曲线可知，C3 含量从 B 点开始减少， 说明在有光的条件下，C3 被还原，至 I 点时，C3 含量又保持不变，说明此时没有 光，不能进行光反应，缺乏[H]和 ATP，暗反应停止，不再合成有机物。(5)图乙 AB 段缺乏光，不能进行光反应，缺乏[H]和 ATP，C3 不能被还原。(6)G 点时光照 强度强，蒸腾作用旺盛，导致气孔关闭，CO2 不能通过气孔进入，缺乏 CO2，CO2 固定减弱，C3 生成减少。 [答案] (1)H2O CO2 C3 C5 (2)光反应 色素和酶 (3)光能→ATP 中活 跃的化学能 (4)B I (5)无光不进行光反应，不产生[H]和 ATP，C3 不能被还原 (6)气孔关闭，叶肉细胞内 CO2 含量低，CO2 的固定减弱 题组二 光合作用的探究历程 10．2,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分 离出类囊体，置于 2,6二氯酚靛酚溶液中，对其进行光照，发现溶液变成无色， 并有氧气释放。此实验证明 ( ) A．光合作用在类囊体上进行 B．光合作用产物 O2 中的氧元素来自 CO2 C．光反应能产生还原剂和 O2 D．光合作用与叶绿体基质无关 C [溶液变成无色说明有还原剂产生。] 11．在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律， 曾提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。以下哪项科学实验能证明这一 假说( ) A．英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验 B.恩格尔曼证明氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用 的场所的实验 C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验 D．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验 C [英格豪斯通过实验证明了植物更新空气必须在光下才能进行，没有涉及 能量的转化，A 项错误；1880 年，恩格尔曼将载有水绵和好氧细菌的临时装片放 在黑暗、无空气的环境中，用极细光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照 射的部位集中，如果临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光部位， 证明 O2 是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，没有涉 及能量的转化，B 项错误；1864 年，萨克斯将暗处理的叶片一半曝光、一半遮光， 一段时间后用碘蒸气处理，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半没有颜色变化， 证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉，从另一个角度也说明了光能转化为淀 粉中稳定的化学能，C 项正确；20 世纪 40 年代，鲁宾和卡门用同位素标记法证明 光合作用释放的氧气全部来自水，没有涉及能量的转化，D 项错误。] 12．下图是光合作用过程实验图解，请据图回答下列问题([ ]内填写①或者 ②)： (1)装置 C 中产生含碳有机物，是由于在装置 A 中结构[ ]________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 [H]和 ATP (2)暗反应所需的酶 (3)叶绿体 13．(2019·全国卷Ⅰ)将一株质量为 20 g 的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境 中，一段时间后植株达到 40 g，其增加的质量来自于( ) A．水、矿质元素和空气 B．光、矿质元素和水 C．水、矿质元素和土壤 D．光、矿质元素和空气 A [水是占细胞鲜重最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基 础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外， 植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的 CO2 合成有机物使植株质 量增加。故 A 符合题意。] 14．(必修 1 P103 图 5－15 改编)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[H]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 元素的转移途径为 H2O→三碳 化合物→糖类 D．图示为真核生物的光合作用过程 C [A 项中突然停止 CO2 供应，暗反应停止，短时间内消耗的[H]减少，而光 反应不断生成[H]，导致[H]含量上升。B 项中光反应产生的 ATP 只能用于 C3 的还 原。C 项中 H 元素转移途径为 H2O→[H]→糖类(＋水)。D 项由于类囊体的存在， 故为真核生物。] 15．某同学以菠菜的绿叶为材料，制备了完整叶绿体悬浮液，并均分为两组， 进行如下实验： 组别 加入物质 条件 实验现象 A 组 DCPIP 溶液 适宜温度和 光照等条件 产生气泡，DCPIP 溶液变为无色 B 组 适量磷酸、 NaHCO3 (CH2O)/C3 比值增高 (注：DCPIP 氧化态为蓝紫色，被还原后为无色) 请分析回答： (1)分离获得完整叶绿体需要用到的方法是________和过滤。 (2)A 组气泡中成分是________，DCPIP 溶液由蓝紫色变无色的原因是 ________________。 (3)B 组(CH2O)/C3 比值增高的原因是_____________________。 [解析] (1)分离获得完整叶绿体需要用到的方法是差速离心和过滤。 (2)A 组可以进行光合作用的光反应阶段，气泡中成分是 O2，DCPIP 氧化态为 蓝紫色，被还原后为无色溶液，DCPIP 由蓝紫色变为无色说明被还原了，原因是 光反应阶段产生的[H]将 DCPIP 还原。 (3)B 组(CH2O)/C3 比值增高的原因是磷酸有利于光反应阶段中 ATP 的形成， 进而促进暗反应中 C3 的还原形成(CH2O)。ATP 的形成需要游离磷酸，适量磷酸 能够加快光反应的速率，生成 ATP 供暗反应使用，因此实验组中光反应速率高， ATP 生成多，促进暗反应中(CH2O)的合成。 [答案] (1)差速离心 (2)O2 光反应阶段产生的[H]将 DCPIP 还原 (3)磷酸 有利于光反应阶段中 ATP 的形成，进而促进暗反应中 C3 的还原形成(CH2O) 对环境条件变化引起的叶绿体中 C3、C5、 [H]、ATP 含量的变化分析不清 16．下图表示同一植物在不同条件下进行光合作用时有关中间产物的量的变 化情况。下列判断中正确的是( ) A．曲线 a 可表示 C5 含量的变化 B．曲线 a 可表示[H]量的变化 C．曲线 b 可表示 ATP 量的变化 D．曲线 b 可表示 C3 量的变化 C [由光照变为暗处时，[H]、ATP 和 C5 的含量减少，C3 的含量增多。]