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高中生物学北师大版2019必修一同步练习4.4.2 碳反应
一、单选题
1．（2021高一上·牡丹江期末）用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是（ ）
A．二氧化碳→叶绿素→ADP B．二氧化碳→叶绿体→ATP
C．二氧化碳→乙醇→糖类 D．二氧化碳→三碳化合物→糖类
【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，碳原子的转移途径是：二氧化碳首先经过固定形成三碳化合物，然后三碳化合物经过还原形成糖类，即CO2→C3→糖类，D正确。
故答案为：D。
【分析】根据同位素示踪法判断光合作用中C、H、O的转移途径
(1)H：3H2O光反应，[3H]碳反应，(C3H2O)。
(2)C：14CO2CO2的固定，14C3C3的还原，(14CH2O)。
(3)O：HO光反应，18O2，C18O2CO2的固定，C3C3的还原，(CHO)。
2．（2021高一上·兰州期末）下列有关光合作用的叙述，正确的是（ ）
A．绿色植物所有细胞都能进行光合作用
B．光合作用的光反应只在光下进行，暗反应只在黑暗中进行
C．光反应和暗反应紧密联系，能量转化和物质变化密不可分
D．光反应和暗反应都发生在类囊体薄膜上
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体，叶绿体主要分布在叶绿体中，并不是所有细胞都有叶绿体，如根细胞，故不是所有细胞都能进行光合作用，A错误；
B、光合作用根据是否需要光照，分成光反应和暗反应，光反应必须有光才能进行，暗反应有光没有光都可以进行，B错误；
C、光反应和暗反应紧密联系，光反应为暗反应提供ATP和NADpH，暗反应为光反应提供NADP+和ADP，暗反应将光反应中ATP的化学能转变有机物的化学能，故能量转化和物质变化密不可分，C正确；
D、 光反应阶段的化学反应是在类囊体薄膜上进行的；暗反应是在叶绿体基质中进行的，D错误。
故答案为：C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3．（2021高一上·重庆月考）下列关于光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．没有叶绿体的细胞也有可能进行光合作用
B．叶肉细胞在光下可以产生并消耗ATP
C．因为叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，所以蔬菜大棚用蓝紫色或红色的薄膜最好
D．突然降低光照强度，短时间内叶绿体中C3含量会增加
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、一些原核细胞如蓝藻细胞中虽然没有叶绿体，但也可以进行光合作用，A正确；
B、叶肉细胞在光下可以进行光合作用，光合作用的光反应阶段产生ATP，暗反应阶段消耗ATP，B正确；
C、由于太阳光的光照强度是一定的，用无色透明的塑料薄膜可以让各种光都能照射进大棚，利于色素最大程度吸收，所以蔬菜大棚用无色透明的薄膜最好，C错误；
D、突然降低光照强度，因为光反应产生的[H]和ATP减少，暗反应的原料[H]和ATP供应减少，此时三碳化合物还原受阻，但三碳化合物的来源短时间内不变，所以会导致三碳化合物含量升高，D正确。
故答案为：C。
【分析】①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
②叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
4．（2021高一上·常熟开学考）光合作用产物O2中的氧元素来自源于反应物中的（ ）
A．H2O B．CO2 C．CO2和H2O D．（CH2O）
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】光合作用的光反应阶段，水光解形成氧气。因此，光合作用产物O2中的氧元素来自源于反应物中的H2O。
故答案为：A。
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能将水和二氧化碳转变为储存能量的有机物，同时释放氧气的过程。光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段，其中光反应主要方式的反应是水的光解，2H2O→4[H]+O2，可以为暗反应提供还原氢和ATP；暗反应又包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程：CO2+C5→2C3、2C3→（C H2O）+C5。
5．（2021高一上·常熟开学考）下列有关绿色植物光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．光合作用主要促进生物圈的水循环
B．光合作用的场所是叶绿体
C．光合作用能产生氧气和淀粉
D．二氧化碳和水都是光合作用的原料
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、光合作用主要影响生物圈碳循环，植物的蒸腾作用影响水循环，A错误；
B、绿色植物的光合作用的场所是叶绿体，B正确；
C、光合作用中光反应可产生氧气，碳反应可产生三碳糖，合成淀粉等其他有机物，C正确；
D、光合作用的过程利用光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程，D正确。
故答案为：A。
【分析】光合作用是指绿色植物利用光能，在叶绿体里把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转化成化学能储存在有机物中的过程，因此，光合作用促进了生物圈中的碳氧平衡。绿色植物在生物圈中的作用：①是食物之源；②能稳定大气中碳氧平衡；③能稳定生物圈的水循环等。
6．（2021高一上·牡丹江期末）如图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸过程中物质变化示意图，其中甲、乙表示气体，①~④表示相关过程。下列说法错误的是（ ）
A．若该细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生甲，则产生甲的场所不同
B．③过程产生的[H]与①过程的[H]不同
C．①过程合成的ATP少于②过程，该过程发生的场所是细胞质基质
D．④过程中， 的还原所需的含磷化合物不只一种
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、甲代表CO2，有氧呼吸和无氧呼吸均可产生甲的场所分别是线粒体基质、细胞质基质，A正确；
B、③过程为光反应，产生的[H]为NADpH，①过程的[H]为NADH，B正确；
C、①为有氧呼吸第一、二阶段，产生的ATP较少，②为有氧呼吸第三阶段，产生的ATP多，场所是线粒体内膜，C错误；
D、④为暗反应，过程中C3的还原所需的含磷化合物不只一种，如需要ATP和NADpH，D正确。
故答案为：C。
【分析】分析图形：甲为二氧化碳，乙为氧气，①为有氧呼吸第一、二阶段，②为有氧呼吸第三阶段，③为光反应，④为暗反应。
7．（2021高一上·云县期末）下列关于光合作用的叙述中，不正确的是（ ）
A．真核细胞中，光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体的基质中进行
B．光反应需要光，不需要酶，暗反应不需要光，需要多种酶
C．光反应吸收光能形成ATP，暗反应将ATP中活跃的化学能储存在有机物中
D．光反应分解水生成 NADPH 并放出O2，暗反应最终将CO2还原成（CH2O）
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、真核细胞中，光合作用发生的场所为叶绿体，光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，暗反应的场所是叶绿体的基质，A正确；
B、光反应需要光，也需要酶，如ATP的合成需要ATP合成酶；暗反应不需要光，需要多种酶，B错误；
C、光反应吸收光能转变成活跃的化学能储存在ATP；暗反应将ATP中活跃的化学能储存在有机物中，C正确；
D、光反应吸收光能将水分解成O2和NADPH；暗反应包括二氧化碳的固定和C3的还原，最终将CO2还原成（CH2O），D正确。
故选B。
【分析】光合作用过程图解：
8．（2021高一上·营口期末）如图表示光合作用全过程。下列有关叙述正确的是（ ）
A．①的作用为C3的还原提供能量和还原剂
B．④中氧元素来自CO2和H2O
C．形成②的过程只在光合作用过程中进行
D．保持光照不变，若突然停止③的供应，C5将减少
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、①是NADpH，它的作用为C3的还原提供能量和还原剂，A正确；
B、④是光合作用的产物（CH2O），其中氧元素来自CO2，原料H2O中的氧元素全部形成了产物氧气，B错误；
C、②为ATP，形成ATP的过程有光合作用也有呼吸作用，因此形成②的过程不只在光合作用过程中进行，C错误；
D、保持光照不变，若突然停止③CO2的供应，则固定CO2消耗的C5的量会减少，但短时间内C5的生成速率不变，因此C5将增多，D错误。
故答案为：A。
【分析】 1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
2、光合作用的大致过程如下：
（1）光反应阶段，场所是叶绿体类囊体薄膜：
2H2O→ 4H++O2+4e；
ADP+Pi+电能→ATP；
NADP++H++2e→NADPH;
（2）暗反应阶段，场所是叶绿体基质：
CO2+C5→2C3；
2C3→(CH2O) 。
9．（2021高一上·漠河期末）在光照最强的夏季中午，叶肉细胞内的C3、C5和ATP的含量变化情况依次是（ ）
A．升、降、升 B．降、升、升 C．降、升、降 D．升、降、降
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】在光照最强的夏季中午，叶片上气孔大量关闭，供给叶肉细胞的CO2减少，相当于CO2含量高高变低。结合睡眠的分析可知， C3的含量减少、C5的含量增多，而ATP和[H]的消耗减慢，其含量则积累增多.
故答案为：B。
【分析】不同条件光合作用各物质合成量的动态变化：
10．（2020高一上·崇左期末）在置于黑暗条件下的叶绿体悬浮液中加入适量NaH14CO3溶液，再给予瞬时光照。下列推测错误的是（ ）
A．黑暗条件下，叶绿体悬浮液中也能合成[H]和ATP
B．光照的瞬间，C3含量迅速减少、C5含量迅速增加
C．瞬时光照后，叶绿体中产生的ATP由基粒向基质移动
D．瞬时光照前后，14C依次出现在14CO2、14C3、（14CH2O）中
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、黑暗条件下，光反应不能进行，叶绿体悬浮液不能进行水的光解产生[H]，也无法进行ATP的合成，A错误；
B、光照瞬间，由于光反应产生了ATP和[H]，导致C3的还原会快速进行形成C5和（CH2O），C3含量迅速减少而C5含量迅速增加，B正确；
C、瞬时光照后，叶绿体中光反应产生了ATP，其能用于暗反应C3的还原，故由基粒（类囊体薄膜）向基质移动，参与暗反应，C正确；
D、瞬时光照后，C3的还原会快速进行形成C5和（CH2O），因此14C依次出现在14CO2→ 14C3→（ 14CH2O）中，D正确。
故答案为：A。
【分析】 1、元素C在叶绿体中的大致转移途径为CO2→C3→（CH2O）；
2、光合反应的大致过程如下：
11．（2021高一上·哈尔滨期末）向正在进行光合作用的叶绿体悬液中分别加入a、b、c、d四种物质，下列说法不正确的是（ ）
A．若a能抑制ATP合成，则使C3含量上升
B．若b能抑制CO2固定，则使［H］、ATP含量上升
C．若c能促进［H］的产生，则使C5含量下降
D．若d能促进（CH2O）的合成，则使［H］、ATP含量下降
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、 a能抑制ATP合成，则ATP会减少，C3转化为C5缺少ATP则受阻，且C5固定CO2在继续，C3含量升高，A正确；
B、b抑制CO2固定，则C5转化为C3受阻，合成的C3会减少，消耗光反应的ATP和H会减少，造成ATP、H含量升高，B正确；
C、 c能促进[H]的产生，说明c促进光反应中水的光解，因此[H]和ATP会增多，促进C3转化成C5，C5含量会升高，C错误；
D、若d能促进（CH2O）的合成，则说明d促进了C3还原成（CH2O），此过程中消耗ATP和[H]，D正确。
故答案为：C。
【分析】“过程法”分析各物质变化
下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：
12．（2021高一上·抚顺期末）下列说法正确的是（ ）
A．研究温度对酶活性影响的实验中，要将底物和酶分别在冰水、温水、沸水中同温处理后，再将底物与酶混合
B．研究温度对酶活性影响的实验中，不能选择过氧化氢为底物，可以选择淀粉为底物并用斐林试剂检验其分解情况
C．没有叶绿体的生物无法进行光合作用
D．光反应只能在光下进行，暗反应只能在黑暗环境中进行
【答案】A
【知识点】探究影响酶活性的因素；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、研究温度对酶活性影响的实验中，要将底物和酶分别在冰水、温水、沸水中同温处理后，再将底物与酶混合，A正确；
B、斐林试剂使用时需要水浴加热，因此在研究温度对酶活性影响的实验中，不宜用斐林试剂检测实验结果，应该用碘液检测实验结果，B错误；
C、有些生物细胞内没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素如蓝细菌，也可以进行光合作用，C错误；
D、光反应只能在有光条件下进行，而暗反应在有光条件下和黑暗中都可以进行，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
2、生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹IV染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。（4）淀粉遇碘液变蓝。
3、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
13．（2021高一上·汪清月考）如图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体转移情况，下列有关叙述正确的是（ ）
A．在光反应的过程中，发生了a、e和C5的结合
B．此细胞一定不是紫色洋葱鳞片叶细胞
C．d和f分别代表不同的气体
D．e在线粒体内经过一系列变化后，可以变成b
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；线粒体的结构和功能；叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、据图分析甲是线粒体，乙是叶绿体；a、c、e代表CO2，b、d、f代表O2。在暗反应的过程中，发生了a、e和C5的结合形成C3，A错误；
B、此细胞含有叶绿体，一定不是紫色洋葱鳞片叶细胞，B正确；
C、d和f分别代表O2，C错误；
D、CO2用于二氧化碳的固定，O2来源于水的光解，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、光合作用的具体过程：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O→4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质：
a．CO2的固定：CO2 +C5→2C3
b．三碳化合物的还原：2C3 →（CH2O）+C5+H2O；
2、有氧呼吸分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中。
反应式：1C6H12O6（葡萄糖）→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）
第二阶段：在线粒体基质中进行：
反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）。
第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。
反应式：24[H]+6O2→12H2O+大量能量（34ATP）
题图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体转移情况，其中甲表示叶绿体，乙表示线粒体，a、c、e都表示二氧化碳， bdf都不是氧气。据此答题。
14．（2020高一上·朝阳期末）下图为叶绿体中光合作用过程示意图，其中A、B、C、D表示叶绿体的结构，①②③④⑤表示有关物质。下列说法错误的是（ ）
A．图中A的存在可以增加叶绿体内的膜面积
B．与光合作用有关的酶分布在A、C、D上
C．用14C标记③，可在④、⑤和C5中检测到放射性
D．若突然停止光照，短时间内④的含量会增加
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、参与光合作用的色素位于图中的A叶绿体的类囊体膜上，A正确；
B、与光合作用有关的酶分布在A、B处，B错误；
C、用14C标记图中的③ CO2进行光合作用，CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物，故可在④三碳化合物、⑤（CH2O）中测到，C正确。
D、若突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故④ C3的含量会升高，D正确；
故答案为：B。
【分析】需要识记光合作用的大致过程，如下：
15．（2020高一上·南岸期末）下列有关叶绿体和线粒体代谢活动的叙述，正确的是（ ）
A．叶绿体内发生CO2→C3→C6H12O6，线粒体内发生C6H12O6→丙酮酸→CO2
B．ATP和[H]在叶绿体中随H2O的分解而产生，在线粒体中随H2O的生成而产生
C．光合作用反应阶段产生的[H]和有氧呼吸过程中产生的[H]还原的物质不同
D．两种细胞器都具有较大的膜面积和相同的酶系统，有利用代谢高效地进行
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】解：二氧化碳的固定CO2+C5→2C3，三碳化合物的还原C3→C6H12O6+C5，则叶绿体内发生CO2→C3→C6H12O6，有氧呼吸的第一阶段C6H12O6→丙酮酸，场所是细胞质基质，A错误；在线粒体水的生成过程中生成了ATP，但是没有[H]产生，B错误；光合作用过程，产生的[H]来自于光反应中水的光解，用于暗反应中还原C3，C3是由CO2固定而来的；有氧呼吸过程产生的[H]来自第一和第二阶段，在第三阶段中与氧气结合生成水，因此用于还原O2，C正确；线粒体和叶绿体都具有较大的膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行，但酶系统不同，D错误。
【分析】光合作用的具体过程：①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a.水的光 2H2O→4[H]+O2
b.ATP的生成：ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a.CO2的固定：CO2 +C5→2C3
b.三碳化合物的还原：2C3 →（CH2O）+C5+H2O2、有氧呼吸分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中.
反应式：1C6H12O6（葡萄糖）→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）
第二阶段：在线粒体基质中进行.
反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）
第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的.
反应式：24[H]+6O2→12H2O+大量能量（34ATP）。
二、综合题
16．（2021高一上·农安期末）下图为某植物光合作用过程示意图。请据图回答下列问题：
（1）在类囊体上分布有吸收光能的 ，其经提取后再层析分离，扩散最慢的色素带呈 色。
（2）图中①为 ；⑤为 。
（3）若突然停止光照，则短时间内④的含量将 。（填“增加”“减少”或“不变”）
【答案】（1）色素；黄绿色
（2）氧气（O2）；C3（三碳化合物）
（3）减少
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）在类囊体上分布有吸收光能的色素，经提取后再层析分离，扩散最慢的色素带呈黄绿色。
（2）图中①为类囊体膜上水光解的产物氧气；⑤是固定CO2后产生的C3。
（3）突然停止光照，则光反应停止，产生的[H]减少，但暗反应中继续固定CO2，产生C3，但[H]减少，不能将C3还原，最终导致短时间内④C5的含量减少。
故答案为：（1） 色素 ； 黄绿色 （2） 氧气（O2） ； C3（三碳化合物） （3） 减少
【分析】1.光合作用的过程
2.光合色素的分离
17．（2021高一上·浙江月考）图甲为某种植物光合作用过程简图，其中英文大写字母表示物质成分，数字表示过程。图乙是“探究强光对光合色素的影响”实验的结果对比，Ⅰ～Ⅳ是纸层析后获得的色素带。请回答：
（1）图甲中过程②③所在的循环称为 ，发生的场所为 。由物质G生成三碳糖的过程，需要 作为还原剂，需要 提供能量。
（2）光合作用产生的O2用图甲中 （字母）表示，据图甲还可知ATP的形成与 （填物质名称）的跨膜运输有关。
（3）图乙中，色素带Ⅲ中的色素是 ，据图乙可推测，可能会提高植物抗强光能力的色素是 （填色素名称）。
（4）白天光合作用旺盛时，植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体 ；在夜晚，叶绿体中的淀粉水解，其水解产物三碳糖运出叶绿体并转变为蔗糖，供植物体其它细胞利用，或作为能源物质参与 。
【答案】（1）卡尔文循环（或碳反应）；叶绿体基质；NADpH；ATP和NADpH（ATP）
（2）A；H+（氢离子）
（3）叶绿素a；类胡萝卜素（或胡萝卜素和叶黄素）
（4）吸水胀破；细胞呼吸（呼吸作用）
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；渗透作用
【解析】【解答】据图甲分析：膜上发生的是光反应，膜下发生的是暗反应。根据光合作用中的各个过程中的物质变化和能量变化，可判断图中各个物质。图甲中G是C3，H是C5，A是氧气，B是H+，C是ADP和Pi，D是ATP，E是NADP+，F是NADpH。①是水的光解，②是暗反应中二氧化碳的固定，③是暗反应中C3的还原。图乙中，色带Ⅰ是胡萝卜素、色带Ⅱ是叶黄素、色带Ⅲ是叶绿素a、色带Ⅳ是叶绿素b。
（1）由以上分析可知，图甲中过程②二氧化碳的固定和③C3的还原所在的循环称为卡尔文循环（或碳反应），也就是暗反应，其发生的场所为叶绿体基质。由物质G（C3）生成三碳糖的过程属于暗反应中C3的还原，该过程需要NADpH作为还原剂，需要ATP和NADpH提供能量，需要相应的酶催化。
（2）由以上分析可知，图甲中A是氧气，B是H+，C是ADP和Pi，D是ATP，E是NADP+，F是NADpH，所以光合作用产生的O2用图甲中A（字母）表示，据图甲还可知ATP（图中D）是由C（ADP和Pi）形成的，该过程与图中的B即H+（氢离子）的跨膜运输有关。
（3）由以上分析可知，图乙中色素带Ⅲ中的色素是叶绿素a，分析图乙可知，与正常光照下相比，在强光下色带Ⅰ胡萝卜素和色带Ⅱ叶黄素都变宽，而色带Ⅲ叶绿素a和色带Ⅳ叶绿素b都变窄，可推测，可能会提高植物抗强光能力的色素是类胡萝卜素（或胡萝卜素和叶黄素）。
（4）白天光合作用旺盛时，植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则会使叶绿体内溶液的渗透压升高，可能导致叶绿体吸水胀破；在夜晚，叶绿体中的淀粉水解，其水解产物三碳糖运出叶绿体并转变为蔗糖，供植物体其它细胞利用，或作为能源物质参与细胞呼吸（呼吸作用）。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADpH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADpH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADpH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADpH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
3、水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
18．（2021高一上·吉林期末）如图是表示猕猴桃叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：
（1）图中①代表的物质是 ，④代表的物质是 。
（2）图中NADpH中文名称是 ，作用是 。
（3）C代表的场所是 ，D代表线粒体，则ATP合成除发生在A过程外，还发生在 （填B和C、C和D或B和D）过程。
（4）提取和分离猕猴桃中的色素，可将果肉薄片放入含无水乙醇的试管，并加入适量 ，可以保护色素，防止叶绿素降解。色素分离可以用 法。
【答案】（1）O2；C5
（2）还原型辅酶II；既是还原剂，也储存能量（或提供能量）
（3）细胞质基质；C和D
（4）CaCO3；纸层析
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】（1）由图分析可知，图中①是O2，由水的光解产生，④是C5在暗反应中与CO2反应生成C3，实现CO2的固定。（2）图中NADpH中文名称是还原型辅酶II，在光合作用暗反应阶段参与C3的还原，它既是还原剂，也储存能量（或提供能量）。（3）若C、D代表场所，C是细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成除发生在A过程外，还发生在C（细胞呼吸的第一阶段）、D（有氧呼吸二三阶段）过程。（4）CaCO3能保护叶绿素，提取和分离猕猴桃中的色素时，可将果肉薄片放入含无水乙醇的试管，并加入适量CaCO3。色素分离常用纸层析法。
【分析】图示表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图，其中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C可代表细胞呼吸的第一阶段，D可代表有氧呼吸的第二阶段和第三阶段。图中①是O2，②为NADP+，③为ADP+Pi，④为C5。
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高中生物学北师大版2019必修一同步练习4.4.2 碳反应
一、单选题
1．（2021高一上·牡丹江期末）用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是（ ）
A．二氧化碳→叶绿素→ADP B．二氧化碳→叶绿体→ATP
C．二氧化碳→乙醇→糖类 D．二氧化碳→三碳化合物→糖类
2．（2021高一上·兰州期末）下列有关光合作用的叙述，正确的是（ ）
A．绿色植物所有细胞都能进行光合作用
B．光合作用的光反应只在光下进行，暗反应只在黑暗中进行
C．光反应和暗反应紧密联系，能量转化和物质变化密不可分
D．光反应和暗反应都发生在类囊体薄膜上
3．（2021高一上·重庆月考）下列关于光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．没有叶绿体的细胞也有可能进行光合作用
B．叶肉细胞在光下可以产生并消耗ATP
C．因为叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，所以蔬菜大棚用蓝紫色或红色的薄膜最好
D．突然降低光照强度，短时间内叶绿体中C3含量会增加
4．（2021高一上·常熟开学考）光合作用产物O2中的氧元素来自源于反应物中的（ ）
A．H2O B．CO2 C．CO2和H2O D．（CH2O）
5．（2021高一上·常熟开学考）下列有关绿色植物光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．光合作用主要促进生物圈的水循环
B．光合作用的场所是叶绿体
C．光合作用能产生氧气和淀粉
D．二氧化碳和水都是光合作用的原料
6．（2021高一上·牡丹江期末）如图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸过程中物质变化示意图，其中甲、乙表示气体，①~④表示相关过程。下列说法错误的是（ ）
A．若该细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生甲，则产生甲的场所不同
B．③过程产生的[H]与①过程的[H]不同
C．①过程合成的ATP少于②过程，该过程发生的场所是细胞质基质
D．④过程中， 的还原所需的含磷化合物不只一种
7．（2021高一上·云县期末）下列关于光合作用的叙述中，不正确的是（ ）
A．真核细胞中，光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体的基质中进行
B．光反应需要光，不需要酶，暗反应不需要光，需要多种酶
C．光反应吸收光能形成ATP，暗反应将ATP中活跃的化学能储存在有机物中
D．光反应分解水生成 NADPH 并放出O2，暗反应最终将CO2还原成（CH2O）
8．（2021高一上·营口期末）如图表示光合作用全过程。下列有关叙述正确的是（ ）
A．①的作用为C3的还原提供能量和还原剂
B．④中氧元素来自CO2和H2O
C．形成②的过程只在光合作用过程中进行
D．保持光照不变，若突然停止③的供应，C5将减少
9．（2021高一上·漠河期末）在光照最强的夏季中午，叶肉细胞内的C3、C5和ATP的含量变化情况依次是（ ）
A．升、降、升 B．降、升、升 C．降、升、降 D．升、降、降
10．（2020高一上·崇左期末）在置于黑暗条件下的叶绿体悬浮液中加入适量NaH14CO3溶液，再给予瞬时光照。下列推测错误的是（ ）
A．黑暗条件下，叶绿体悬浮液中也能合成[H]和ATP
B．光照的瞬间，C3含量迅速减少、C5含量迅速增加
C．瞬时光照后，叶绿体中产生的ATP由基粒向基质移动
D．瞬时光照前后，14C依次出现在14CO2、14C3、（14CH2O）中
11．（2021高一上·哈尔滨期末）向正在进行光合作用的叶绿体悬液中分别加入a、b、c、d四种物质，下列说法不正确的是（ ）
A．若a能抑制ATP合成，则使C3含量上升
B．若b能抑制CO2固定，则使［H］、ATP含量上升
C．若c能促进［H］的产生，则使C5含量下降
D．若d能促进（CH2O）的合成，则使［H］、ATP含量下降
12．（2021高一上·抚顺期末）下列说法正确的是（ ）
A．研究温度对酶活性影响的实验中，要将底物和酶分别在冰水、温水、沸水中同温处理后，再将底物与酶混合
B．研究温度对酶活性影响的实验中，不能选择过氧化氢为底物，可以选择淀粉为底物并用斐林试剂检验其分解情况
C．没有叶绿体的生物无法进行光合作用
D．光反应只能在光下进行，暗反应只能在黑暗环境中进行
13．（2021高一上·汪清月考）如图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体转移情况，下列有关叙述正确的是（ ）
A．在光反应的过程中，发生了a、e和C5的结合
B．此细胞一定不是紫色洋葱鳞片叶细胞
C．d和f分别代表不同的气体
D．e在线粒体内经过一系列变化后，可以变成b
14．（2020高一上·朝阳期末）下图为叶绿体中光合作用过程示意图，其中A、B、C、D表示叶绿体的结构，①②③④⑤表示有关物质。下列说法错误的是（ ）
A．图中A的存在可以增加叶绿体内的膜面积
B．与光合作用有关的酶分布在A、C、D上
C．用14C标记③，可在④、⑤和C5中检测到放射性
D．若突然停止光照，短时间内④的含量会增加
15．（2020高一上·南岸期末）下列有关叶绿体和线粒体代谢活动的叙述，正确的是（ ）
A．叶绿体内发生CO2→C3→C6H12O6，线粒体内发生C6H12O6→丙酮酸→CO2
B．ATP和[H]在叶绿体中随H2O的分解而产生，在线粒体中随H2O的生成而产生
C．光合作用反应阶段产生的[H]和有氧呼吸过程中产生的[H]还原的物质不同
D．两种细胞器都具有较大的膜面积和相同的酶系统，有利用代谢高效地进行
二、综合题
16．（2021高一上·农安期末）下图为某植物光合作用过程示意图。请据图回答下列问题：
（1）在类囊体上分布有吸收光能的 ，其经提取后再层析分离，扩散最慢的色素带呈 色。
（2）图中①为 ；⑤为 。
（3）若突然停止光照，则短时间内④的含量将 。（填“增加”“减少”或“不变”）
17．（2021高一上·浙江月考）图甲为某种植物光合作用过程简图，其中英文大写字母表示物质成分，数字表示过程。图乙是“探究强光对光合色素的影响”实验的结果对比，Ⅰ～Ⅳ是纸层析后获得的色素带。请回答：
（1）图甲中过程②③所在的循环称为 ，发生的场所为 。由物质G生成三碳糖的过程，需要 作为还原剂，需要 提供能量。
（2）光合作用产生的O2用图甲中 （字母）表示，据图甲还可知ATP的形成与 （填物质名称）的跨膜运输有关。
（3）图乙中，色素带Ⅲ中的色素是 ，据图乙可推测，可能会提高植物抗强光能力的色素是 （填色素名称）。
（4）白天光合作用旺盛时，植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体 ；在夜晚，叶绿体中的淀粉水解，其水解产物三碳糖运出叶绿体并转变为蔗糖，供植物体其它细胞利用，或作为能源物质参与 。
18．（2021高一上·吉林期末）如图是表示猕猴桃叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：
（1）图中①代表的物质是 ，④代表的物质是 。
（2）图中NADpH中文名称是 ，作用是 。
（3）C代表的场所是 ，D代表线粒体，则ATP合成除发生在A过程外，还发生在 （填B和C、C和D或B和D）过程。
（4）提取和分离猕猴桃中的色素，可将果肉薄片放入含无水乙醇的试管，并加入适量 ，可以保护色素，防止叶绿素降解。色素分离可以用 法。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，碳原子的转移途径是：二氧化碳首先经过固定形成三碳化合物，然后三碳化合物经过还原形成糖类，即CO2→C3→糖类，D正确。
故答案为：D。
【分析】根据同位素示踪法判断光合作用中C、H、O的转移途径
(1)H：3H2O光反应，[3H]碳反应，(C3H2O)。
(2)C：14CO2CO2的固定，14C3C3的还原，(14CH2O)。
(3)O：HO光反应，18O2，C18O2CO2的固定，C3C3的还原，(CHO)。
2．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体，叶绿体主要分布在叶绿体中，并不是所有细胞都有叶绿体，如根细胞，故不是所有细胞都能进行光合作用，A错误；
B、光合作用根据是否需要光照，分成光反应和暗反应，光反应必须有光才能进行，暗反应有光没有光都可以进行，B错误；
C、光反应和暗反应紧密联系，光反应为暗反应提供ATP和NADpH，暗反应为光反应提供NADP+和ADP，暗反应将光反应中ATP的化学能转变有机物的化学能，故能量转化和物质变化密不可分，C正确；
D、 光反应阶段的化学反应是在类囊体薄膜上进行的；暗反应是在叶绿体基质中进行的，D错误。
故答案为：C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、一些原核细胞如蓝藻细胞中虽然没有叶绿体，但也可以进行光合作用，A正确；
B、叶肉细胞在光下可以进行光合作用，光合作用的光反应阶段产生ATP，暗反应阶段消耗ATP，B正确；
C、由于太阳光的光照强度是一定的，用无色透明的塑料薄膜可以让各种光都能照射进大棚，利于色素最大程度吸收，所以蔬菜大棚用无色透明的薄膜最好，C错误；
D、突然降低光照强度，因为光反应产生的[H]和ATP减少，暗反应的原料[H]和ATP供应减少，此时三碳化合物还原受阻，但三碳化合物的来源短时间内不变，所以会导致三碳化合物含量升高，D正确。
故答案为：C。
【分析】①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
②叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
4．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】光合作用的光反应阶段，水光解形成氧气。因此，光合作用产物O2中的氧元素来自源于反应物中的H2O。
故答案为：A。
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能将水和二氧化碳转变为储存能量的有机物，同时释放氧气的过程。光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段，其中光反应主要方式的反应是水的光解，2H2O→4[H]+O2，可以为暗反应提供还原氢和ATP；暗反应又包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程：CO2+C5→2C3、2C3→（C H2O）+C5。
5．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、光合作用主要影响生物圈碳循环，植物的蒸腾作用影响水循环，A错误；
B、绿色植物的光合作用的场所是叶绿体，B正确；
C、光合作用中光反应可产生氧气，碳反应可产生三碳糖，合成淀粉等其他有机物，C正确；
D、光合作用的过程利用光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程，D正确。
故答案为：A。
【分析】光合作用是指绿色植物利用光能，在叶绿体里把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转化成化学能储存在有机物中的过程，因此，光合作用促进了生物圈中的碳氧平衡。绿色植物在生物圈中的作用：①是食物之源；②能稳定大气中碳氧平衡；③能稳定生物圈的水循环等。
6．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、甲代表CO2，有氧呼吸和无氧呼吸均可产生甲的场所分别是线粒体基质、细胞质基质，A正确；
B、③过程为光反应，产生的[H]为NADpH，①过程的[H]为NADH，B正确；
C、①为有氧呼吸第一、二阶段，产生的ATP较少，②为有氧呼吸第三阶段，产生的ATP多，场所是线粒体内膜，C错误；
D、④为暗反应，过程中C3的还原所需的含磷化合物不只一种，如需要ATP和NADpH，D正确。
故答案为：C。
【分析】分析图形：甲为二氧化碳，乙为氧气，①为有氧呼吸第一、二阶段，②为有氧呼吸第三阶段，③为光反应，④为暗反应。
7．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、真核细胞中，光合作用发生的场所为叶绿体，光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，暗反应的场所是叶绿体的基质，A正确；
B、光反应需要光，也需要酶，如ATP的合成需要ATP合成酶；暗反应不需要光，需要多种酶，B错误；
C、光反应吸收光能转变成活跃的化学能储存在ATP；暗反应将ATP中活跃的化学能储存在有机物中，C正确；
D、光反应吸收光能将水分解成O2和NADPH；暗反应包括二氧化碳的固定和C3的还原，最终将CO2还原成（CH2O），D正确。
故选B。
【分析】光合作用过程图解：
8．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、①是NADpH，它的作用为C3的还原提供能量和还原剂，A正确；
B、④是光合作用的产物（CH2O），其中氧元素来自CO2，原料H2O中的氧元素全部形成了产物氧气，B错误；
C、②为ATP，形成ATP的过程有光合作用也有呼吸作用，因此形成②的过程不只在光合作用过程中进行，C错误；
D、保持光照不变，若突然停止③CO2的供应，则固定CO2消耗的C5的量会减少，但短时间内C5的生成速率不变，因此C5将增多，D错误。
故答案为：A。
【分析】 1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
2、光合作用的大致过程如下：
（1）光反应阶段，场所是叶绿体类囊体薄膜：
2H2O→ 4H++O2+4e；
ADP+Pi+电能→ATP；
NADP++H++2e→NADPH;
（2）暗反应阶段，场所是叶绿体基质：
CO2+C5→2C3；
2C3→(CH2O) 。
9．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】在光照最强的夏季中午，叶片上气孔大量关闭，供给叶肉细胞的CO2减少，相当于CO2含量高高变低。结合睡眠的分析可知， C3的含量减少、C5的含量增多，而ATP和[H]的消耗减慢，其含量则积累增多.
故答案为：B。
【分析】不同条件光合作用各物质合成量的动态变化：
10．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、黑暗条件下，光反应不能进行，叶绿体悬浮液不能进行水的光解产生[H]，也无法进行ATP的合成，A错误；
B、光照瞬间，由于光反应产生了ATP和[H]，导致C3的还原会快速进行形成C5和（CH2O），C3含量迅速减少而C5含量迅速增加，B正确；
C、瞬时光照后，叶绿体中光反应产生了ATP，其能用于暗反应C3的还原，故由基粒（类囊体薄膜）向基质移动，参与暗反应，C正确；
D、瞬时光照后，C3的还原会快速进行形成C5和（CH2O），因此14C依次出现在14CO2→ 14C3→（ 14CH2O）中，D正确。
故答案为：A。
【分析】 1、元素C在叶绿体中的大致转移途径为CO2→C3→（CH2O）；
2、光合反应的大致过程如下：
11．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、 a能抑制ATP合成，则ATP会减少，C3转化为C5缺少ATP则受阻，且C5固定CO2在继续，C3含量升高，A正确；
B、b抑制CO2固定，则C5转化为C3受阻，合成的C3会减少，消耗光反应的ATP和H会减少，造成ATP、H含量升高，B正确；
C、 c能促进[H]的产生，说明c促进光反应中水的光解，因此[H]和ATP会增多，促进C3转化成C5，C5含量会升高，C错误；
D、若d能促进（CH2O）的合成，则说明d促进了C3还原成（CH2O），此过程中消耗ATP和[H]，D正确。
故答案为：C。
【分析】“过程法”分析各物质变化
下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：
12．【答案】A
【知识点】探究影响酶活性的因素；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、研究温度对酶活性影响的实验中，要将底物和酶分别在冰水、温水、沸水中同温处理后，再将底物与酶混合，A正确；
B、斐林试剂使用时需要水浴加热，因此在研究温度对酶活性影响的实验中，不宜用斐林试剂检测实验结果，应该用碘液检测实验结果，B错误；
C、有些生物细胞内没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素如蓝细菌，也可以进行光合作用，C错误；
D、光反应只能在有光条件下进行，而暗反应在有光条件下和黑暗中都可以进行，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
2、生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹IV染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。（4）淀粉遇碘液变蓝。
3、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
13．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；线粒体的结构和功能；叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、据图分析甲是线粒体，乙是叶绿体；a、c、e代表CO2，b、d、f代表O2。在暗反应的过程中，发生了a、e和C5的结合形成C3，A错误；
B、此细胞含有叶绿体，一定不是紫色洋葱鳞片叶细胞，B正确；
C、d和f分别代表O2，C错误；
D、CO2用于二氧化碳的固定，O2来源于水的光解，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、光合作用的具体过程：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O→4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质：
a．CO2的固定：CO2 +C5→2C3
b．三碳化合物的还原：2C3 →（CH2O）+C5+H2O；
2、有氧呼吸分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中。
反应式：1C6H12O6（葡萄糖）→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）
第二阶段：在线粒体基质中进行：
反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）。
第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。
反应式：24[H]+6O2→12H2O+大量能量（34ATP）
题图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体转移情况，其中甲表示叶绿体，乙表示线粒体，a、c、e都表示二氧化碳， bdf都不是氧气。据此答题。
14．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、参与光合作用的色素位于图中的A叶绿体的类囊体膜上，A正确；
B、与光合作用有关的酶分布在A、B处，B错误；
C、用14C标记图中的③ CO2进行光合作用，CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物，故可在④三碳化合物、⑤（CH2O）中测到，C正确。
D、若突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故④ C3的含量会升高，D正确；
故答案为：B。
【分析】需要识记光合作用的大致过程，如下：
15．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】解：二氧化碳的固定CO2+C5→2C3，三碳化合物的还原C3→C6H12O6+C5，则叶绿体内发生CO2→C3→C6H12O6，有氧呼吸的第一阶段C6H12O6→丙酮酸，场所是细胞质基质，A错误；在线粒体水的生成过程中生成了ATP，但是没有[H]产生，B错误；光合作用过程，产生的[H]来自于光反应中水的光解，用于暗反应中还原C3，C3是由CO2固定而来的；有氧呼吸过程产生的[H]来自第一和第二阶段，在第三阶段中与氧气结合生成水，因此用于还原O2，C正确；线粒体和叶绿体都具有较大的膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行，但酶系统不同，D错误。
【分析】光合作用的具体过程：①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a.水的光 2H2O→4[H]+O2
b.ATP的生成：ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a.CO2的固定：CO2 +C5→2C3
b.三碳化合物的还原：2C3 →（CH2O）+C5+H2O2、有氧呼吸分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中.
反应式：1C6H12O6（葡萄糖）→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）
第二阶段：在线粒体基质中进行.
反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）
第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的.
反应式：24[H]+6O2→12H2O+大量能量（34ATP）。
16．【答案】（1）色素；黄绿色
（2）氧气（O2）；C3（三碳化合物）
（3）减少
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）在类囊体上分布有吸收光能的色素，经提取后再层析分离，扩散最慢的色素带呈黄绿色。
（2）图中①为类囊体膜上水光解的产物氧气；⑤是固定CO2后产生的C3。
（3）突然停止光照，则光反应停止，产生的[H]减少，但暗反应中继续固定CO2，产生C3，但[H]减少，不能将C3还原，最终导致短时间内④C5的含量减少。
故答案为：（1） 色素 ； 黄绿色 （2） 氧气（O2） ； C3（三碳化合物） （3） 减少
【分析】1.光合作用的过程
2.光合色素的分离
17．【答案】（1）卡尔文循环（或碳反应）；叶绿体基质；NADpH；ATP和NADpH（ATP）
（2）A；H+（氢离子）
（3）叶绿素a；类胡萝卜素（或胡萝卜素和叶黄素）
（4）吸水胀破；细胞呼吸（呼吸作用）
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；渗透作用
【解析】【解答】据图甲分析：膜上发生的是光反应，膜下发生的是暗反应。根据光合作用中的各个过程中的物质变化和能量变化，可判断图中各个物质。图甲中G是C3，H是C5，A是氧气，B是H+，C是ADP和Pi，D是ATP，E是NADP+，F是NADpH。①是水的光解，②是暗反应中二氧化碳的固定，③是暗反应中C3的还原。图乙中，色带Ⅰ是胡萝卜素、色带Ⅱ是叶黄素、色带Ⅲ是叶绿素a、色带Ⅳ是叶绿素b。
（1）由以上分析可知，图甲中过程②二氧化碳的固定和③C3的还原所在的循环称为卡尔文循环（或碳反应），也就是暗反应，其发生的场所为叶绿体基质。由物质G（C3）生成三碳糖的过程属于暗反应中C3的还原，该过程需要NADpH作为还原剂，需要ATP和NADpH提供能量，需要相应的酶催化。
（2）由以上分析可知，图甲中A是氧气，B是H+，C是ADP和Pi，D是ATP，E是NADP+，F是NADpH，所以光合作用产生的O2用图甲中A（字母）表示，据图甲还可知ATP（图中D）是由C（ADP和Pi）形成的，该过程与图中的B即H+（氢离子）的跨膜运输有关。
（3）由以上分析可知，图乙中色素带Ⅲ中的色素是叶绿素a，分析图乙可知，与正常光照下相比，在强光下色带Ⅰ胡萝卜素和色带Ⅱ叶黄素都变宽，而色带Ⅲ叶绿素a和色带Ⅳ叶绿素b都变窄，可推测，可能会提高植物抗强光能力的色素是类胡萝卜素（或胡萝卜素和叶黄素）。
（4）白天光合作用旺盛时，植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则会使叶绿体内溶液的渗透压升高，可能导致叶绿体吸水胀破；在夜晚，叶绿体中的淀粉水解，其水解产物三碳糖运出叶绿体并转变为蔗糖，供植物体其它细胞利用，或作为能源物质参与细胞呼吸（呼吸作用）。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADpH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADpH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADpH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADpH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
3、水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
18．【答案】（1）O2；C5
（2）还原型辅酶II；既是还原剂，也储存能量（或提供能量）
（3）细胞质基质；C和D
（4）CaCO3；纸层析
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】（1）由图分析可知，图中①是O2，由水的光解产生，④是C5在暗反应中与CO2反应生成C3，实现CO2的固定。（2）图中NADpH中文名称是还原型辅酶II，在光合作用暗反应阶段参与C3的还原，它既是还原剂，也储存能量（或提供能量）。（3）若C、D代表场所，C是细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成除发生在A过程外，还发生在C（细胞呼吸的第一阶段）、D（有氧呼吸二三阶段）过程。（4）CaCO3能保护叶绿素，提取和分离猕猴桃中的色素时，可将果肉薄片放入含无水乙醇的试管，并加入适量CaCO3。色素分离常用纸层析法。
【分析】图示表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图，其中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C可代表细胞呼吸的第一阶段，D可代表有氧呼吸的第二阶段和第三阶段。图中①是O2，②为NADP+，③为ADP+Pi，④为C5。
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