1、课时规范练课时规范练 10 光合作用的原理光合作用的原理 一、基础练 1.如图是利用新鲜的菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验,滤液经层析后,色素带在滤纸条上 的分布情况。下列说法正确的是( ) A.是叶黄素,是胡萝卜素,它们是类胡萝卜素 B.是叶绿素 b,其含量最多 C.的溶解度最高,扩散速度最慢 D.菠菜叶如果放置时间过长,实验中色素带宽度会变窄 2.(2020 山东德州模拟)Rubisco 是催化 C5和 CO2反应的酶,O2能和 CO2竞争该酶的活性部位,当 O2浓 度高时,Rubisco和 O2结合影响暗反应的进行,导致光合作用速率降低。下列说法不正确的是( ) A.Rubisc
2、o 基因可在叶肉细胞中表达 B.抑制 Rubisco和 O2的结合不利于植物的生长 C.植物体内 Rubisco分布在叶绿体基质中 D.Rubisco 的催化功能具有专一性 3.科学家往小球藻培养液中通入 14CO 2后,分别给予小球藻不同时间的光照,结果如下表。 实验组 别 光照时间 /s 放射性物质分布 1 2 三碳化合物 2 20 12 种磷酸化糖类 3 60 除上述 12 种磷酸化糖类外,还有氨基酸、有 机酸等 根据上述实验结果分析,下列叙述错误的是( ) A.本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段 B.每组光照后需将小球藻进行处理使酶失活,才能测定放射性物质分布 C.CO2进入
3、叶绿体后,最初形成的主要物质是 12种磷酸化糖类 D.实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等 4.植物叶片中有一种酶,其功能是催化反应 C5+CO22C3。对这种酶的叙述,合理的是( ) A.提高 CO2浓度,不能增强该酶活性 B.在低温环境中会失活,导致光合速率降低 C.主要分布在细胞质基质中 D.由叶绿体中的基因控制合成,与细胞核基因无关 5.光合作用通过密切关联的两大阶段光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化, 下列说法正确的是( ) A.突然中断 CO2供应,会暂时引起叶绿体基质中 C5/C3的值减小 B.突然中断 CO2供应,会暂时引起叶绿体基质中 ATP/
4、ADP 的值增大 C.突然将红光改变为绿光,会暂时引起叶绿体基质中 C3/C5的值减小 D.突然将绿光改变为红光,会暂时引起叶绿体基质中 ATP/ADP 的值减小 6.下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( ) 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 NADPH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 7.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了 A、 B、C、D四组实验。各组实验的
5、温度、光照强度和 CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的 总时间均为 135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下。 A组:先光照后黑暗,时间各为 67.5 s;光合作用产物的相对含量为 50%。 B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 7.5 s;光合作用产物的相对含量 为 70%。 C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 3.75 ms(毫秒);光合作用产物的 相对含量为 94%。 D组(对照组):光照时间为 135 s;光合作用产物的相对含量为 100%。 回答下列问题。 (1)单位光照时间内,C 组
6、植物合成有机物的量 (填“高于”“等于”或“低于”)D 组植物合成有机 物的量,依据 是 ;C 组和 D组 的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 ,这些反应发生的部位是叶绿体 的 。 (2)A、B、C三组处理相比,随着 的增加,光下产生的 能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中 CO2的同化量。 二、提升练 1.如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及其在滤纸上的分离情况,下列分析错误的是( ) A.叶绿体中的四种色素均分布在类囊体薄膜上 B.四种色素均主要吸收蓝紫光和红光 C.四种色素在层析液中溶解度最大的是 D.发黄的菠菜叶色素含量显著减少的是和 2.为研究光反应中 ATP 产生
7、的原理,有科学家进行如下实验:将叶绿体类囊体置于 pH 为 4的琥珀酸 溶液后,琥珀酸进入类囊体腔,腔内的 pH下降为 4;然后把悬浮液的 pH迅速上升为 8,此时类囊体内 pH 为 4,类囊体外 pH为 8,在有 ADP 和 Pi存在时类囊体生成 ATP,对实验条件和结论分析正确的是 ( ) A.黑暗中进行,结果表明:H+能通过自由扩散进入类囊体 B.光照下进行,结果支持:合成 ATP 的能量直接来自色素吸收的光能 C.黑暗中进行,结果支持:光反应使类囊体内外产生 H+浓度差,推动 ATP 合成 D.光照下进行,结果表明:光反应产生的 NADPH参与暗反应中 C3的还原 3.百合以气孔白天关
8、闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。下图为百合叶肉细胞内的部分代 谢示意图,据图分析错误的是( ) A.图中 B物质可能是葡萄糖 B.线粒体和细胞质基质均能产生 CO2 C.PEP、C5均能与 CO2结合 D.夜间细胞液 pH可能会增大 4.(2020 山东潍坊二模)下图表示高等植物体内某些生理过程。据图分析,下列说法正确的是( ) A.阶段生成 ATP 和 NADPH 所需要的能量可以是光能也可以是化学能 B.和过程进行的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质 C.、阶段所示的过程是生态系统赖以维持的重要基础 D.过程可发生在同一个体不同部位的组织细胞中 5.(2021 四川绵阳南山中学开学考
9、试)下图是绿色植物叶绿体中所发生的部分生理过程。据图回答下 列问题。 (1)图示生理过程为 ,发生的场所是 。 (2)图中 NADPH 的具体作用是 。在其他条件适宜的情况下,突然停止 CO2的供应,短时 间内 NADPH的含量将 。 (3)结构 X是 ATP 合成酶,它被视为微型分子马达,在膜两侧的质子(H+)浓度梯度形成的电化学势能驱 动下,催化 ADP 和 H+合成 ATP。由图可知,形成质子浓度梯度的途径除 b6复合体将基质侧的质子转 移到内腔外,还有 (答出两点即可)。线粒体中也存在类似的结构,请预测 该结构最可能存在于线粒体的 。 课时规范练 10 光合作用的原理 一、基础练 1.
10、D 滤纸条上色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b,其中叶 绿素 a含量最多,A、B 两项错误;四种色素中,胡萝卜素的溶解度最高,扩散速度最快,叶 绿素 b的溶解度最低,扩散速度最慢,C 项错误;放置时间过长的菠菜叶叶绿素会被破坏, 导致叶绿素 a、叶绿素 b色素带宽度变窄,D项正确。 2.B 叶绿体的暗反应中 CO2的固定需要 Rubisco 的催化,所以叶肉细胞有相应的基因表 达,才能保证暗反应的顺利进行,A项正确;O2会与 CO2竞争 Rubisco的活性部位,当 O2与 Rubisco结合减少时,Rubisco 与 CO2的结合增多,CO2的固定量增多,有利于光合作用的
11、进行,利于植物的生长,B项错误;Rubisco催化暗反应中 CO2的固定,暗反应进行的场所是 叶绿体基质,C 项正确;每一种酶只能催化一种或一类化学反应,具有专一性,D项正确。 3.C 培养液中通入 14CO2研究带有放射性的光合产物的种类及分布,小球藻暗反应阶段 利用的原料是 CO2,A项正确;光照后对酶处理使其失活,阻碍反应的进一步进行,才能测 定放射性物质的分布,B 项正确;根据光照时间分析,CO2进入叶绿体后,最初形成的是三 碳化合物,C 项错误;根据表中物质可知,光合作用的产物还有氨基酸和有机酸等,D项正 确。 4.A 提高 CO2浓度可以加速 CO2的固定,但是不能提高酶的活性,A
12、项正确;低温会导致 酶的活性降低,但不会使酶失活,B项错误;分析题干可知,该酶分布于叶绿体基质中,催化 CO2的固定过程,C 项错误;题干中没有显示该酶是由叶绿体基因还是核基因控制合成 的,D项错误。 5.B 突然中断 CO2供应,导致 CO2的固定速率降低,叶绿体中 C5含量增加、C3含量减 少,因此会暂时引起叶绿体基质中 C5/C3的值增大,A项错误;突然中断 CO2供应,导致 C3 含量减少,进而使 ATP 和 NADPH含量增加,所以暂时引起叶绿体基质中 ATP/ADP 的值 增大,B项正确;突然将红光改变为绿光后,光能利用率降低,ATP 和 NADPH 含量减少,进 而使 C3含量增
13、加、C5含量减少,因此会暂时引起叶绿体基质中 C3/C5的值增大,C 项错误; 突然将绿光改变为红光后,光能利用率提高,ATP 和 NADPH含量增加,ATP/ADP 的值增 大,D项错误。 6.C CO2的固定是 CO2与 C5在酶的催化下合成 C3的过程,没有 ATP的消耗,A项错误; 暗反应中,CO2不能直接被 NADPH 还原,必须经过 CO2的固定形成 C3,再在有关酶的催 化作用下,接受 ATP 和 NADPH释放的能量,才能被 NADPH还原,B项错误;被还原的 C3, 一部分在酶的作用下,经一系列变化转化为糖类,另一部分经一系列变化,形成 C5,C 项正 确;在 CO2供应不变
14、的情况下,光照强度由强变弱时,光反应提供的 NADPH、ATP 减少, 导致 C3还原过程减弱,但此时 CO2的固定仍在进行,故短时间内 C3含量上升,C5含量下 降,D项错误。 7.答案:(1)高于 C 组只用了 D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是 D 组的 94% 光照 基质 (2)光照和黑暗交替频率 ATP 和 NADPH 解析:(1)C 组只用了 D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是 D组的 94%, 说明 C 组黑暗条件下进行了部分光合作用,暗反应消耗了 ATP 和 NADPH,为下一次的 光照时间内光反应提供了充足的原料 ADP、Pi 和 NADP+等,所
15、以单位光照时间内,C 组 合成有机物的量高于 D 组。光合产物的生成场所为叶绿体基质。(2)A、B、C 三组实验 中光照时间之和均为 67.5 s,但是处理方法不同,结果也不一样,并且单位时间内光照和黑 暗交替频率越高,光合作用产物相对量越高,可知光照时产生的 ATP 和 NADPH 在光照 时没有用完,可以在黑暗中继续利用,还原 C3生成糖类等有机物及 C5,C5继续与 CO2结 合,因此提高了光合作用中 CO2的同化量。 二、提升练 1.BC 叶绿体中的四种色素均分布在类囊体薄膜上,A项正确;类胡萝卜素主要吸收蓝紫 光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,B项错误;根据图中显示的四种色素的相对含量
16、及其 与滤液细线的距离,可以推知,、所指的色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶 绿素 a、叶绿素 b,四种色素在层析液中溶解度最大的是,C 项错误;菠菜叶中的叶绿素 a(呈蓝绿色)和叶绿素 b(呈黄绿色)分解,导致胡萝卜素(呈橙黄色)、叶黄素(呈黄色)的颜 色显示出来,发黄的菠菜叶中色素含量显著减少的是和,D项正确。 2.C H+通过主动运输进入类囊体,A项错误;光照下进行,题干信息无法得出合成 ATP 的 能量直接来自色素吸收的光能的结论,B项错误;题干中类囊体内 pH为 4,类囊体外 pH 为 8,在有 ADP 和 Pi 存在时类囊体生成 ATP,说明 ATP 的合成与 H+浓度差有关,类囊体
17、内外产生 H+浓度差,从而推动 ATP 合成,C 项正确;暗反应的场所是叶绿体基质,不是类囊 体,因此,此实验不能表明光反应产生的 NADPH 参与暗反应中 C3的还原,D项错误。 3.AD 在有氧呼吸过程中,进入线粒体的是丙酮酸,而不是葡萄糖,A项错误;由图可知,光 合作用(叶绿体)中 CO2的来源有两个:一是来自线粒体,二是来自细胞质基质,B项正确; 由图可知,CO2与 PEP、C5结合分别形成 OAA和 PGA,C 项正确;液泡内的液体称为细胞 液,夜间苹果酸进入细胞液,使细胞液 pH下降,D项错误。 4.BCD 高等植物体内,阶段(光反应)生成 ATP 和 NADPH所需要的能量来自光
18、能,A 项错误;过程是暗反应,过程是无氧呼吸,进行的场所分别是叶绿体基质和细胞质基 质,B项正确;阶段(光反应)、阶段(暗反应)所示的过程是光合作用,可以将无机物转 化为有机物,是生态系统赖以维持的重要基础,C 项正确;(无氧呼吸)、(有氧呼吸)过 程可发生在同一个体不同部位的组织细胞中,D项正确。 5.答案:(1)光反应 类囊体薄膜 (2)为暗反应提供部分能量并还原 C3 增多 (3)水的 光解和 NADPH 的生成 内膜 解析:(1)分析题图可知,图中表示的是叶绿体的类囊体薄膜上发生的光合作用的光反应 阶段。(2)NADPH为暗反应提供部分能量并还原 C3。在其他条件适宜的情况下,突然停 止 CO2的供应,C3的含量降低,进而导致 NADPH 的消耗速率减慢,同时短时间内光反应 还在继续,因此 NADPH 的含量会增多。(3)ATP 合成酶在膜两侧的质子(H+)浓度梯度形 成的电化学势能驱动下合成 ATP,由图可知,b6复合体可将叶绿体基质侧的质子(H+)转移 到类囊体内腔,水的光解也能产生(H+),同时类囊体膜外侧 NADPH的形成过程需要消耗 质子(H+),上述三种途径形成质子浓度梯度。线粒体内膜上也存在 ATP 合成酶。
