人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》二 光合作用的原理和應(yīng)用課后復(fù)習(xí)題

這是一份人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》二 光合作用的原理和應(yīng)用課后復(fù)習(xí)題，共21頁(yè)。試卷主要包含了光合作用的概念和反應(yīng)式，光合作用的探究歷程，光合作用的過(guò)程，化能合成作用等內(nèi)容，歡迎下載使用。
知識(shí)點(diǎn)(一) 光合作用的原理
1．光合作用的概念和反應(yīng)式
(1)概念：綠色植物通過(guò) ，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出 的過(guò)程。
(2)反應(yīng)式：CO2＋H2Oeq \(――→,\s\up12(光能),\s\d4(葉綠體))(CH2O)＋O2。
2．光合作用的探究歷程
(1)19世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(rèn)為：C與H2O結(jié)合成 。
(2)1928年：甲醛不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成eq \a\vs4\al(糖)。
(3)1937年，英國(guó)希爾：離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生 。
(4)1941年，魯賓和卡門：研究了光合作用中 的來(lái)源(氧氣來(lái)源于H2O)。
(5)1954年，美國(guó)阿爾農(nóng)：光照下，葉綠體可合成 ；1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨。
3．光合作用的過(guò)程
(1)光反應(yīng)階段
①場(chǎng)所：葉綠體的 。
②條件：eq \a\vs4\al(光)、 和有關(guān)的eq \a\vs4\al(酶)。
③物質(zhì)變化
Ⅰ.水的光解： H2Oeq \(――→,\s\up12(光),\s\d4(色素))eq \f(1,2)O2＋2NADPH
Ⅱ.ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq \(――→,\s\up12(酶),\s\d4( )) 。
④能量變化：將 轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的 。
(2)暗反應(yīng)階段
①場(chǎng)所： 中。
②條件：eq \a\vs4\al(酶)的催化。
③物質(zhì)變化
Ⅰ.CO2的固定：CO2＋C5eq \(――→,\s\up12(酶),\s\d4( ))2C3
Ⅱ.C3的還原：C3eq \(――→,\s\up12(ATP、NADPH),\s\d4(酶))(CH2O)
C3eq \(――→,\s\up12(ATP、NADPH),\s\d4(酶))C5
④能量變化： 中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中 。
（3）．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較
(1)區(qū)別
(2)聯(lián)系
①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種重要物質(zhì)：NADPH和ATP，NADPH既可作還原劑，又可提供能量；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供三種物質(zhì)：ADP、Pi以及NADP＋。
②暗反應(yīng)有光無(wú)光都能進(jìn)行。若光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，但時(shí)間不長(zhǎng)，故晚上一般認(rèn)為只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用。
知識(shí)點(diǎn)(二) 光合作用的應(yīng)用
1．光合作用的強(qiáng)度
(1)概念：植物在 內(nèi)通過(guò)光合作用制造 的數(shù)量。
(2)表示方法
單位時(shí)間內(nèi)光合作用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(制造有機(jī)物的量,消耗CO2的量,產(chǎn)生O2的量))
(3)影響光合作用的因素
2．探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
3．在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用
4．化能合成作用
(1)概念：利用體外環(huán)境中的某些 氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造 。
(2)實(shí)例：硝化細(xì)菌能利用土壤中的 氧化成亞硝酸(HNO2)，進(jìn)而氧化成硝酸(HNO3)的過(guò)程中所釋放的化學(xué)能將 合成糖類，供自身利用。
課后培優(yōu)練級(jí)練
培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練
1．下圖表示光合作用的過(guò)程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的兩個(gè)階段，a、b表示相關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．階段Ⅰ表示暗反應(yīng) B．階段Ⅱ表示光反應(yīng)
C．物質(zhì)a表示NADPHD．物質(zhì)b表示C3
2．如圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是( )
A．光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高
B．被還原的C3在相關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5
C．CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能
D．CO2可直接被NADPH還原，再經(jīng)過(guò)一系列的變化形成糖類
3．如何使作物最大限度地利用太陽(yáng)光能進(jìn)行光合作用，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量的根本問(wèn)題。下列措施不能有效提高光能利用效率的是( )
A．陰雨天氣提高溫室中的CO2濃度
B．將玉米與大豆混合種植
C．為農(nóng)作物補(bǔ)充鎂元素，保證葉綠素的含量
D．合理灌溉，使植株保持挺拔
4．下圖甲為研究光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個(gè)葉圓片，再用氣泵抽出氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至含有不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測(cè)量每個(gè)培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間(見圖乙)，以研究光合速率與NaHCO3溶液濃度的關(guān)系。有關(guān)分析正確的是( )
A．在a～b段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合速率逐漸減小
B．在b～c段，單獨(dú)增加光照或溫度或NaHCO3溶液濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時(shí)間
C．在c點(diǎn)以后，因NaHCO3溶液濃度過(guò)高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降
D．因配制的NaHCO3溶液中不含O2，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中葉片不能進(jìn)行呼吸作用
5．如圖為植物光合作用的過(guò)程模式圖，其中字母表示物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，數(shù)字表示生理過(guò)程。回答下列問(wèn)題：
(1)圖中X表示的結(jié)構(gòu)是________，負(fù)責(zé)吸收光能的色素有兩類：____________________。
(2)物質(zhì)a在細(xì)胞中的主要存在形式為__________________________________________。
d表示____________，c、d參與了Ⅱ過(guò)程中的______________________________。
(3)北方夏季中午，光照充足而光合作用強(qiáng)度明顯減弱，原因是圖中________(填數(shù)字)過(guò)程受到限制，此時(shí)可以采取________________的措施以提高光合作用強(qiáng)度。
(4)研究發(fā)現(xiàn)，黃光照射時(shí)植物光合速率減慢，科學(xué)家推測(cè)黃光可能導(dǎo)致葉綠素含量發(fā)生了改變?，F(xiàn)以番茄試管苗為實(shí)驗(yàn)材料，探究番茄試管苗在黃光照射下葉綠素含量是否發(fā)生改變。寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)思路：______________________________________________________。

培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練
1.下列有關(guān)探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.希爾發(fā)現(xiàn),在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑,在光照下可以釋放出氧氣
B.魯賓和卡門發(fā)現(xiàn)光照下葉綠體可合成ATP
C.魯賓和卡門探究光合作用過(guò)程中氧氣中氧元素的來(lái)源
D.卡爾文運(yùn)用同位素標(biāo)記法探究碳循環(huán)
2.右圖是綠色植物細(xì)胞代謝的某一階段的簡(jiǎn)圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.a過(guò)程是指CO2的固定
B.b過(guò)程是指C3的還原
C.c過(guò)程完全在線粒體內(nèi)完成
D.a、b、c三過(guò)程都需要酶參與
3.在光合作用中,不需要酶參與的過(guò)程是( )
A.CO2的固定 B.葉綠素吸收光能
C.C3的還原D.ATP的形成
4.在光合作用過(guò)程中,水的分解及C3形成糖類所需要的能量( )
A.分別來(lái)自光能和細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP
B.分別來(lái)自光能和光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH
C.都來(lái)自細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP
D.都來(lái)自光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP
5.光合作用過(guò)程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)。下圖表示光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系。據(jù)圖判斷,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH
B.停止光照,葉綠體中ATP和NADPH含量下降
C.ATP的移動(dòng)方向是由類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)
D.植物在暗處可大量合成(CH2O)
6.番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后,與對(duì)照組相比,其葉片光合作用強(qiáng)度下降。原因是( )
A.光反應(yīng)強(qiáng)度升高,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
B.光反應(yīng)強(qiáng)度降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
C.光反應(yīng)強(qiáng)度不變,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
D.光反應(yīng)強(qiáng)度降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度不變
7.下圖表示光合作用過(guò)程的部分圖解,請(qǐng)據(jù)圖分析回答問(wèn)題。
(1)圖示表示光合作用的 過(guò)程,其中B表示 。
(2)圖示過(guò)程中,能量變化是 。
(3)如果用含14C的CO2來(lái)追蹤小麥光合作用過(guò)程中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑,則14C首先出現(xiàn)在 中。
(4)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,在充足的光照條件下,ADP在葉綠體內(nèi)的移動(dòng)方向是 ;如果將此植物由光照充足的條件下移至陰暗處,則NADPH在葉綠體中的含量將 。
培優(yōu)第三階——高考沙場(chǎng)點(diǎn)兵
1. (2023湖南卷）綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A. 弱光條件下植物沒有O2的釋放，說(shuō)明未進(jìn)行光合作用
B. 在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原
C. 在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降
D. 合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度
2.（2020天津卷）研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是（ ）
A. 產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)
B. 該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2
C. 類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原
D. 與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素
項(xiàng) 目
光反應(yīng)
暗反應(yīng)(碳反應(yīng))
實(shí)質(zhì)
光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并釋放O2
同化CO2，合成有機(jī)物
需要條件
外界條件：光照
內(nèi)部條件：色素、酶
外界條件：無(wú)需光照
內(nèi)部條件：酶
反應(yīng)場(chǎng)所
葉綠體類囊體的薄膜上
葉綠體的基質(zhì)中
物質(zhì)變化
①水的光解：水分解成NADPH和O2
②ATP的合成：在相關(guān)酶的作用下，ADP和Pi形成ATP
①CO2的固定：CO2＋C5eq \(――→,\s\up12(酶),\s\d4( ))2C3
②C3的還原：2C3eq \(――→,\s\up12(酶),\s\d4( ))(CH2O)＋C5
能量變化
光能→活躍的化學(xué)能
活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
相應(yīng)產(chǎn)物
O2、ATP和NADPH
糖類等有機(jī)物
實(shí)例
原理
間作套種
不同植物對(duì)光照的需求不同
冬季大棚溫度白天適當(dāng)提高，晚上適當(dāng)降低
白天提高溫度，促進(jìn)光合作用；夜間降溫，抑制呼吸作用
“正其行、通其風(fēng)”
增大CO2濃度，有利于光合作用的進(jìn)行
合理灌溉
缺少水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足
5.4.2 光合作用的原理和應(yīng)用
核心知識(shí)梳理
知識(shí)點(diǎn)(一) 光合作用的原理
1．光合作用的概念和反應(yīng)式
(1)概念：綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。
(2)反應(yīng)式：CO2＋H2Oeq \(――→,\s\up12(光能),\s\d4(葉綠體))(CH2O)＋O2。
2．光合作用的探究歷程
(1)19世紀(jì)末，科學(xué)界普遍認(rèn)為：C與H2O結(jié)合成甲醛。
(2)1928年：甲醛不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成eq \a\vs4\al(糖)。
(3)1937年，英國(guó)希爾：離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣。
(4)1941年，魯賓和卡門：研究了光合作用中氧氣的來(lái)源(氧氣來(lái)源于H2O)。
(5)1954年，美國(guó)阿爾農(nóng)：光照下，葉綠體可合成ATP；1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨。
3．光合作用的過(guò)程
(1)光反應(yīng)階段
①場(chǎng)所：葉綠體的類囊體薄膜。
②條件：eq \a\vs4\al(光)、色素和有關(guān)的eq \a\vs4\al(酶)。
③物質(zhì)變化
Ⅰ.水的光解：H2Oeq \(――→,\s\up12(光),\s\d4(色素))eq \f(1,2)O2＋2NADPH
Ⅱ.ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq \(――→,\s\up12(酶),\s\d4( ))ATP。
④能量變化：將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能。
(2)暗反應(yīng)階段
①場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)中。
②條件：eq \a\vs4\al(酶)的催化。
③物質(zhì)變化
Ⅰ.CO2的固定：CO2＋C5eq \(――→,\s\up12(酶),\s\d4( ))2C3
Ⅱ.C3的還原：C3eq \(――→,\s\up12(ATP、NADPH),\s\d4(酶))(CH2O)
C3eq \(――→,\s\up12(ATP、NADPH),\s\d4(酶))C5
④能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。
（3）．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較
(1)區(qū)別
(2)聯(lián)系
①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種重要物質(zhì)：NADPH和ATP，NADPH既可作還原劑，又可提供能量；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供三種物質(zhì)：ADP、Pi以及NADP＋。
②暗反應(yīng)有光無(wú)光都能進(jìn)行。若光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，但時(shí)間不長(zhǎng)，故晚上一般認(rèn)為只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用。
知識(shí)點(diǎn)(二) 光合作用的應(yīng)用
1．光合作用的強(qiáng)度
(1)概念：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類的數(shù)量。
(2)表示方法
單位時(shí)間內(nèi)光合作用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(制造有機(jī)物的量,消耗CO2的量,產(chǎn)生O2的量))
(3)影響光合作用的因素
2．探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
3．在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用
4．化能合成作用
(1)概念：利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物。
(2)實(shí)例：硝化細(xì)菌能利用土壤中的氨(NH3)氧化成亞硝酸(HNO2)，進(jìn)而氧化成硝酸(HNO3)的過(guò)程中所釋放的化學(xué)能將CO2和H2O合成糖類，供自身利用。
課后培優(yōu)練級(jí)練
培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練
1．下圖表示光合作用的過(guò)程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的兩個(gè)階段，a、b表示相關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．階段Ⅰ表示暗反應(yīng) B．階段Ⅱ表示光反應(yīng)
C．物質(zhì)a表示NADPHD．物質(zhì)b表示C3
【答案】C
【解析】Ⅰ、Ⅱ分別表示光反應(yīng)和暗反應(yīng)，A、B錯(cuò)誤；光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，所以圖中的a表示的是NADPH，b表示的是ATP，C正確，D錯(cuò)誤。
2．如圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是( )
A．光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高
B．被還原的C3在相關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5
C．CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能
D．CO2可直接被NADPH還原，再經(jīng)過(guò)一系列的變化形成糖類
【答案】B
【解析】光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，ATP和NADPH合成減少，C3還原減慢，C5生成量減少，而C5的消耗暫時(shí)不變，所以短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)減少，A錯(cuò)誤；C3在有關(guān)酶的催化作用下，能形成糖類、水和C5，B正確；CO2的固定實(shí)質(zhì)上是CO2與C5反應(yīng)生成C3，ATP不參與CO2的固定，ATP用于C3的還原，C錯(cuò)誤；CO2不能直接被NADPH還原，需要形成C3后才能被NADPH還原，再經(jīng)過(guò)一系列的變化形成糖類，D錯(cuò)誤。
3．如何使作物最大限度地利用太陽(yáng)光能進(jìn)行光合作用，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量的根本問(wèn)題。下列措施不能有效提高光能利用效率的是( )
A．陰雨天氣提高溫室中的CO2濃度
B．將玉米與大豆混合種植
C．為農(nóng)作物補(bǔ)充鎂元素，保證葉綠素的含量
D．合理灌溉，使植株保持挺拔
【答案】A
【解析】陰雨天氣，光照強(qiáng)度減弱，這種情況下補(bǔ)充CO2達(dá)不到提高光能利用率的目的；玉米與大豆套種可以充分利用光能，進(jìn)而達(dá)到提高光能利用率的目的；充足的葉綠素可以保證對(duì)光的最大吸收；植株挺拔，葉片充分展開，有利于對(duì)光的吸收。
4．下圖甲為研究光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個(gè)葉圓片，再用氣泵抽出氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至含有不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測(cè)量每個(gè)培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間(見圖乙)，以研究光合速率與NaHCO3溶液濃度的關(guān)系。有關(guān)分析正確的是( )
A．在a～b段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合速率逐漸減小
B．在b～c段，單獨(dú)增加光照或溫度或NaHCO3溶液濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時(shí)間
C．在c點(diǎn)以后，因NaHCO3溶液濃度過(guò)高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降
D．因配制的NaHCO3溶液中不含O2，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中葉片不能進(jìn)行呼吸作用
【答案】C
【解析】在a～b段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間變短，表明光合速率逐漸增大；在b～c段，單獨(dú)增加光照或溫度可以縮短葉圓片上浮至液面所用的時(shí)間，但單獨(dú)增加NaHCO3溶液濃度不能縮短葉圓片上浮至液面所用的時(shí)間；在c點(diǎn)以后，因NaHCO3溶液濃度過(guò)高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降；凡是活細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用。
5．如圖為植物光合作用的過(guò)程模式圖，其中字母表示物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，數(shù)字表示生理過(guò)程?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)圖中X表示的結(jié)構(gòu)是________，負(fù)責(zé)吸收光能的色素有兩類：____________________。
(2)物質(zhì)a在細(xì)胞中的主要存在形式為__________________________________________。
d表示____________，c、d參與了Ⅱ過(guò)程中的______________________________。
(3)北方夏季中午，光照充足而光合作用強(qiáng)度明顯減弱，原因是圖中________(填數(shù)字)過(guò)程受到限制，此時(shí)可以采取________________的措施以提高光合作用強(qiáng)度。
(4)研究發(fā)現(xiàn)，黃光照射時(shí)植物光合速率減慢，科學(xué)家推測(cè)黃光可能導(dǎo)致葉綠素含量發(fā)生了改變?，F(xiàn)以番茄試管苗為實(shí)驗(yàn)材料，探究番茄試管苗在黃光照射下葉綠素含量是否發(fā)生改變。寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)思路：______________________________________________________。
【答案】(1)類囊體 葉綠素、類胡蘿卜素 (2)自由水 NADPH C3的還原 (3)Ⅱ 適當(dāng)遮光 (4)在自然光和黃光條件下分別培養(yǎng)番茄試管苗(甲和乙)，一段時(shí)間后取甲和乙的葉片，提取其中的色素并分離，通過(guò)比較兩組濾紙條上葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄來(lái)判斷葉綠素含量是否發(fā)生改變
【解析】(1)據(jù)題圖分析可知，X為光合作用光反應(yīng)的場(chǎng)所類囊體，葉綠體中的色素有葉綠素和類胡蘿卜素兩大類，都能夠吸收光能。(2)a為H2O，在細(xì)胞內(nèi)有自由水與結(jié)合水兩類，其中自由水是細(xì)胞中水的主要存在形式。d代表NADPH，c代表ATP，二者共同參與暗反應(yīng)中的C3的還原。(3)北方夏季中午，由于光照過(guò)強(qiáng)，溫度過(guò)高，植物氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致植物從外界吸收的CO2減少，光合作用的Ⅱ(暗反應(yīng))過(guò)程受到限制而使光合作用速率減慢，此時(shí)可以適當(dāng)遮光以提高光合作用強(qiáng)度。(4)探究番茄試管苗在黃光照射下葉綠素含量是否發(fā)生改變的實(shí)驗(yàn)思路：在自然光和黃光條件下分別培養(yǎng)番茄試管苗(甲和乙)，一段時(shí)間后取甲和乙的葉片，提取其中的色素并分離，通過(guò)比較兩組濾紙條上葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄來(lái)判斷葉綠素含量是否發(fā)生改變。
培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練
1.下列有關(guān)探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.希爾發(fā)現(xiàn),在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑,在光照下可以釋放出氧氣
B.魯賓和卡門發(fā)現(xiàn)光照下葉綠體可合成ATP
C.魯賓和卡門探究光合作用過(guò)程中氧氣中氧元素的來(lái)源
D.卡爾文運(yùn)用同位素標(biāo)記法探究碳循環(huán)
【答案】B
【解析】阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn),在光照下,葉綠體可合成ATP。他還發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨。
2.右圖是綠色植物細(xì)胞代謝的某一階段的簡(jiǎn)圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.a過(guò)程是指CO2的固定
B.b過(guò)程是指C3的還原
C.c過(guò)程完全在線粒體內(nèi)完成
D.a、b、c三過(guò)程都需要酶參與
【答案】C
【解析】圖中的c過(guò)程是有氧呼吸,有氧呼吸的第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成。
3.在光合作用中,不需要酶參與的過(guò)程是( )
A.CO2的固定 B.葉綠素吸收光能
C.C3的還原D.ATP的形成
【答案】B
【解析】色素吸收光能不需要酶的催化。
4.在光合作用過(guò)程中,水的分解及C3形成糖類所需要的能量( )
A.分別來(lái)自光能和細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP
B.分別來(lái)自光能和光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH
C.都來(lái)自細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP
D.都來(lái)自光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP
【答案】B
【解析】水的分解利用的能量來(lái)自光能,但C3的還原過(guò)程需要的能量來(lái)自光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH。
5.光合作用過(guò)程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)。下圖表示光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系。據(jù)圖判斷,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH
B.停止光照,葉綠體中ATP和NADPH含量下降
C.ATP的移動(dòng)方向是由類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)
D.植物在暗處可大量合成(CH2O)
【答案】D
【解析】植物在暗處,無(wú)法進(jìn)行光反應(yīng),不能產(chǎn)生ATP和NADPH,導(dǎo)致暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行,不能合成(CH2O)。
6.番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后,與對(duì)照組相比,其葉片光合作用強(qiáng)度下降。原因是( )
A.光反應(yīng)強(qiáng)度升高,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
B.光反應(yīng)強(qiáng)度降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
C.光反應(yīng)強(qiáng)度不變,暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
D.光反應(yīng)強(qiáng)度降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度不變
【答案】B
【解析】鎂是構(gòu)成葉綠素的重要成分,缺鎂導(dǎo)致番茄幼苗不能合成葉綠素。葉綠素含量降低使光合作用的光反應(yīng)強(qiáng)度降低。光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP,故光反應(yīng)強(qiáng)度降低,其為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP減少,暗反應(yīng)的強(qiáng)度也降低。
7.下圖表示光合作用過(guò)程的部分圖解,請(qǐng)據(jù)圖分析回答問(wèn)題。
(1)圖示表示光合作用的 過(guò)程,其中B表示 。
(2)圖示過(guò)程中,能量變化是 。
(3)如果用含14C的CO2來(lái)追蹤小麥光合作用過(guò)程中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑,則14C首先出現(xiàn)在 中。
(4)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,在充足的光照條件下,ADP在葉綠體內(nèi)的移動(dòng)方向是 ;如果將此植物由光照充足的條件下移至陰暗處,則NADPH在葉綠體中的含量將 。
【答案】(1)暗反應(yīng) C3的還原
(2)ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能
(3)C3
(4)從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜 減少
【解析】題圖表示光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程,B表示C3的還原。CO2進(jìn)入葉綠體后,先被C5固定成C3,C3被氫還原后生成葡萄糖。因此,碳的轉(zhuǎn)移途徑應(yīng)是CO2→C3→葡萄糖。ADP要到類囊體薄膜上參與光反應(yīng)轉(zhuǎn)化成ATP。光反應(yīng)需要光,移至陰暗處后,光照強(qiáng)度降低,光反應(yīng)減弱,所以NADPH減少。
培優(yōu)第三階——高考沙場(chǎng)點(diǎn)兵
1. (2023湖南卷）綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A. 弱光條件下植物沒有O2的釋放，說(shuō)明未進(jìn)行光合作用
B. 在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原
C. 在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降
D. 合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度
【答案】 A
【解析】光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。光合作用根據(jù)是否需要光能，可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光合作用第一個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫做光反應(yīng)階段。光合作用第二個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都可以進(jìn)行，這個(gè)階段叫做暗反應(yīng)階段。弱光條件下植物沒有氧氣的釋放，有可能是光合作用強(qiáng)度小于或等于呼吸作用強(qiáng)度，光合作用產(chǎn)生的氧氣被呼吸作用消耗完，此時(shí)植物雖然進(jìn)行了光合作用，但是沒有氧氣的釋放，A錯(cuò)誤；故選A。
2.（2020天津卷）研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是（ ）
A. 產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)
B. 該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2
C. 類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原
D. 與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素
【答案】A
【解析】光合作用的光反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成；光合作用的暗反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機(jī)物。A、乙醇酸是在光合作用暗反應(yīng)產(chǎn)生的，暗反應(yīng)場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)中，所以產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)，A正確；B、該反應(yīng)體系中能進(jìn)行光合作用整個(gè)過(guò)程，不斷消耗的物質(zhì)有CO2和H2O，B錯(cuò)誤；C、類囊體產(chǎn)生的ATP參與C3的還原，產(chǎn)生的O2用于呼吸作用或釋放到周圍環(huán)境中，C錯(cuò)誤；D、該體系含有類囊體，而類囊體的薄膜上含有光合作用色素，D錯(cuò)誤。故選A。
項(xiàng) 目
光反應(yīng)
暗反應(yīng)(碳反應(yīng))
實(shí)質(zhì)
光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并釋放O2
同化CO2，合成有機(jī)物
需要條件
外界條件：光照
內(nèi)部條件：色素、酶
外界條件：無(wú)需光照
內(nèi)部條件：酶
反應(yīng)場(chǎng)所
葉綠體類囊體的薄膜上
葉綠體的基質(zhì)中
物質(zhì)變化
①水的光解：水分解成NADPH和O2
②ATP的合成：在相關(guān)酶的作用下，ADP和Pi形成ATP
①CO2的固定：CO2＋C5eq \(――→,\s\up12(酶),\s\d4( ))2C3
②C3的還原：2C3eq \(――→,\s\up12(酶),\s\d4( ))(CH2O)＋C5
能量變化
光能→活躍的化學(xué)能
活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
相應(yīng)產(chǎn)物
O2、ATP和NADPH
糖類等有機(jī)物
實(shí)例
原理
間作套種
不同植物對(duì)光照的需求不同
冬季大棚溫度白天適當(dāng)提高，晚上適當(dāng)降低
白天提高溫度，促進(jìn)光合作用；夜間降溫，抑制呼吸作用
“正其行、通其風(fēng)”
增大CO2濃度，有利于光合作用的進(jìn)行
合理灌溉
缺少水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足