5.4 第2课时 光合作用的原理-人教版（2019）生物必修1同步练习题(含解析）

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2025人教版生物必修1
第2课时　光合作用的原理
A组必备知识基础练
1.(2024山东潍坊高一期末)在离体叶绿体的悬浮液(有H2O、无CO2)中加入铁盐或其他氧化剂,在光照下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。铁盐或其他氧化剂被统称为希尔氧化剂。下列叙述正确的是(　　)
A.叶绿体中的类胡萝卜素吸收蓝紫光和红光用于水的光解
B.希尔反应说明水的光解与CO2的还原是同步的
C.在高等植物体内充当希尔氧化剂的是NADP+
D.希尔反应说明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水
2.下列关于光合作用过程的叙述,错误的是(　　)
A.叶绿体中的色素参与光反应
B.某些细菌也可以进行光合作用
C.光反应和暗反应都需要酶的催化
D.暗反应必须在黑暗的条件下进行
3.下列关于光反应的叙述,正确的是(　　)
A.光反应的场所在叶绿体内膜上
B.光反应的速度常快于暗反应
C.光反应为暗反应提供了ADP和Pi
D.光反应实现了活跃化学能向稳定化学能的转变
4.如图表示植物光合作用的一个阶段。下列叙述正确的是(　　)
A.该阶段的化学反应在叶绿体基粒上进行
B.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶参与
C.提高温度一定能促进(CH2O)的生成
D.无光条件有利于暗反应进行
5.(2024福建福州高一期末)若外界环境中的光照突然减弱,则叶绿体内C3和C5含量的变化是(　　)
A.C3减少,C5减少
B.C3减少,C5增多
C.C3增多,C5减少
D.C3增多,C5增多
6.如图为某植物光合作用示意图,下列叙述正确的是 (　　)
A.阶段②中稳定的化学能转变成活跃的化学能
B.夏季中午,气孔关闭后,短时间内叶绿体中f会增多,g会减少
C.阶段①中c为NADH,作为还原剂参与阶段②中f的还原
D.为该植物提供14CO2,则14C的转移途径为h→f→(14CH2O)、g
7.(2024江西南昌高一期末)将一株正常生长的植株在适宜条件下光照培养,其成熟叶肉细胞的部分结构以及部分生理过程如下图所示。回答下列问题。
(1)①过程中水分子可以通过　　　　　　　　　的方式进入细胞;图中体现了细胞中的水具有　　　　　　　　　的功能。
(2)②过程发生在　　　　　上,属于光合作用中的　　　　　阶段,为③过程提供了　。
(3)植物接受过多光照会对叶绿体造成损害。有研究发现,叶绿体在不同光照条件下会改变方向。在弱光下,叶绿体以其椭球体的“正面”(宽的那一面)朝向光源;在强光下,叶绿体以其椭球体的“侧面”(窄的那一面)朝向光源。该现象对植物的生理意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B组能力素养提升练
8.1937年,英国植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气,这就是著名的希尔反应。下列叙述错误的是(　　)
A.希尔反应让当时的科学界认识到光合作用产生的O2很可能不来源于CO2
B.光合作用中的NADPH与希尔反应中的铁盐,作用是类似的
C.希尔的实验可以说明水的光解与糖类的合成并不是同一个反应
D.光合作用并非整个过程都直接需要光照
9.1941年,鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,研究了光合作用中产生的氧气的来源,实验部分过程及结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.18O不具有放射性,是稳定的同位素,可用于示踪物质运行和变化规律
B.另一组实验及结果图应为:将O换成H2O,CO2换成C18O2,其余不变
C.该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧部分来自水
D.实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素,没有完整的叶绿体
10.(多选)如图表示某绿色植物在生长阶段内物质的转变情况,①~④表示反应阶段,下列叙述正确的是(　　)
A.④过程产生ATP最多,①过程光能转变为化学能储存在ATP和NADPH中
B.进行②过程的CO2只来自大气,产生的C6H12O6存在于液泡中
C.进行③过程时需有水参与,产生少量ATP
D.给植物浇灌O,根细胞会产生C18O2,④过程不会产生O
11.光合作用的卡尔文循环可分为羧化、还原和再生3个阶段,如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.RuBP是一种五碳化合物
B.图中羧化表示CO2的固定过程
C.CO2浓度突然降低,PGA/RuBP的值减小
D.卡尔文循环的3个阶段均直接受光反应影响
12.下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径,研究表明,磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素,CO2充足时,TPT活性降低。下列叙述错误的是(　　)
A.Pi输入叶绿体减少时,磷酸丙糖从叶绿体输出减少
B.暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATP
C.叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的
D.农业生产上可通过增加CO2的浓度来提高作物中蔗糖的含量
13.(多选)在光照等适宜条件下,科研人员将培养在CO2浓度为1%的环境中的猕猴桃迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反应中C3和C5浓度的变化趋势如图所示。已知光合速率不再随光照强度增大而增大时的光照强度为光饱和点。下列说法错误的是(　　)
A.图中B表示C3
B.在200—300 s,NADPH的消耗速率会减小
C.在200 s时突然降低光照,C3和C5也会出现与该图类似的变化
D.CO2浓度为0.003%时的光饱和点比CO2浓度为1%时的高
14.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)在类囊体薄膜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　　　　　,(CH2O)中的能量直接来源于图中　　　　　　　　　　　。
(3)14CO2进入叶绿体后,首先能检测到含14C的有机物是　　　　　,该物质被还原成糖类需要光反应提供　　　　　　　　　　　。
(4)光合作用过程中,发生的能量变化是 　　　　　　　　　　　。
(5)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”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
15.(2024河北邢台高一期末)根据光合作用中植物固定CO2的方式,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。一些C4植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞都含有叶绿体,但后者的叶绿体缺乏基粒,两类细胞之间有大量的胞间连丝。叶肉细胞含磷酸烯醇式丙酮酸羟化酶(PEPC),该酶具有高CO2亲和力,可在低浓度CO2条件下高效固定CO2,图甲是C3、C4途径示意图,图乙表示C4植物光合作用的部分反应过程,据图回答下列问题。
甲
乙
(1)C4的还原需要的NADPH来自叶肉细胞中叶绿体的　　　　　(填场所),NADPH在暗反应中的作用是　　　　　　　　　　　　　。
(2)结合图甲分析,与C3途径相比,C4途径的特点有　　　　　　　　　　　(答出2点)。
(3)据图乙分析,结构P为　　　　　　,叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义主要是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)已知高温、强光照会导致气孔开放度减小,结合图甲、图乙分析,在高温、强光照这种环境中,更适合生存的是　　　　　(填“C3植物”或“C4植物”),判断依据是　　　　　　　　　　　　　　。
第2课时　光合作用的原理
1.C　在光合作用下,叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,不吸收红光,类胡萝卜素吸收的光可用于水的光解,A项错误;在光合作用的暗反应阶段,通过CO2的固定与C3的还原合成糖类等有机物,希尔反应过程没有CO2的参与,不能说明水的光解与CO2的还原是同步的,B项错误;在希尔反应中,希尔氧化剂的作用与NADP+的作用相似,都具有氧化的作用,因此在高等植物体内充当希尔氧化剂的是NADP+,C项正确;希尔反应不能说明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水,实验中其他物质也含有氧,需要进一步研究,D项错误。
2.D　叶绿体中的色素能吸收、传递和转化光能,能参与光反应,并将光能转变成ATP、NADPH中活跃的化学能,A项正确;某些细菌,如光合细菌含有光合色素,因而也可以进行光合作用,B项正确;光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,且光反应和暗反应都需要酶的催化,因而能在常温、常压下顺利进行,C项正确;光合作用的暗反应阶段不直接依赖光,有光条件下可以进行,D项错误。
3.B　光反应的场所是类囊体薄膜,A项错误;光反应发生的变化比暗反应简单,故光反应速度常快于暗反应,B项正确;光反应可以为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应可以为光反应提供NADP+、ADP和Pi,C项错误;光反应与暗反应都可以完成能量的转化和物质的转变,光反应将光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能,D项错误。
4.B　图示表示植物光合作用暗反应阶段,该过程在叶绿体基质中进行,A项错误;C3的还原生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶参与,B项正确;若图示是在最适温度条件下进行的,提高温度则会降低酶的活性,进而影响(CH2O)的生成,C项错误;无光条件下,光反应不能进行,不能为暗反应提供NADPH和ATP,不利于暗反应的进行,D项错误。
5.C　由于光照突然减弱,会使光反应减弱,使光反应产物NADPH、ATP合成减少,故C3还原速率下降(C5的产生减少),而CO2固定速率基本不变,即C3生成速率(或C5的消耗速率)不变,因此,外界环境中的光照突然减弱,则叶绿体内C3增多,C5减少。
6.D　阶段②是暗反应,暗反应中活跃的化学能转变成稳定的化学能,A项错误;夏季中午,气孔关闭后,会导致CO2供应不足,短时间内叶绿体中的f(C3)会减少,g(C5)会增多,B项错误;阶段①中c为NADPH,作为还原剂参与阶段②中f的还原,C项错误;h为CO2,f为C3,g为C5,为该植物提供14CO2,则14C的转移途径为14CO2→14C3→(14CH2O)、14C5,D项正确。
7.答案 (1)自由扩散或协助扩散　参与细胞内生物化学反应
(2)类囊体薄膜　光反应　NADPH和ATP
(3)使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照,在强光下能避免叶绿体被灼伤
解析 (1)过去人们普遍认为,水分子都是通过自由扩散进出细胞的,但后来的研究表明,水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。①过程中水分子可以通过自由扩散或协助扩散的方式进入细胞。水的作用有作为良好的溶剂、作为运输介质,参与细胞内生物化学反应等,图中体现了细胞中的水具有参与细胞内生物化学反应的功能。
(2)题图②过程发生水的光解产生O2,这属于光合作用光反应阶段,发生在类囊体薄膜上,③过程为光合作用暗反应阶段,②过程为③过程提供了ATP和NADPH。
(3)叶绿体在不同光照条件下会改变方向。在弱光下,叶绿体以其椭球体的“正面”朝向光源,使其能接受较多的光照,满足光合作用对光能的需求。在强光下,叶绿体以其椭球体的“侧面”朝向光源,这样可以接受较少的光照,避免光照太强引起叶绿体被灼伤,该现象对植物的生理意义是使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照,在强光下能避免叶绿体被灼伤。
8.B　希尔反应中悬浮液中没有CO2,光合作用产生的O2很可能不来源于CO2,A项正确;希尔反应中的铁盐是氧化剂,这与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)作用类似,不是还原型辅酶Ⅱ(NADPH),B项错误;希尔的实验中没有合成糖的原料CO2,但能进行水的光解,说明水的光解与糖类的合成并不是同一个反应,C项正确;光合作用的暗反应阶段不直接依赖光,在无光条件下可以进行,D项正确。
9.A　另一组实验及结果图应为将O换成H2O、CO2换成C18O2、18O2换成O2,其余不变,B项错误;该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自水,C项错误;小球藻是真核生物,不同于蓝细菌,具有完整的叶绿体,含有叶绿素和类胡萝卜素,D项错误。
10.AC　有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多,因此产生ATP最多的过程是④,①过程为光反应,光能转变为化学能储存在ATP和NADPH中,A项正确;进行光合作用暗反应②过程的CO2来自大气和线粒体,产生的葡萄糖可运输到其他细胞,B项错误;③是有氧呼吸第一、二阶段,有氧呼吸第二阶段需要水参与,产生少量的ATP和大量的[H],C项正确;给植物浇O后,O参与有氧呼吸生成C18O2,O通过光反应生成18O2,18O2参与过程④生成O,D项错误。
11.D　在羧化阶段,RuBP与CO2结合,而光合作用过程中CO2与C5结合生成C3,故RuBP为一种五碳化合物,A项正确;在羧化阶段,RuBP与CO2结合,表示CO2的固定过程,B项正确;当CO2浓度突然降低,CO2的固定过程受阻,RuBP的量会增加,PGA的量会减少,故PGA/RuBP的值减小,C项正确;光反应产生NADPH和ATP应用于暗反应,即卡尔文循环中的还原和再生2个阶段受光反应的影响,而羧化不受光反应的影响,D项错误。
12.D　据图可知,磷酸丙糖通过TPT从叶绿体输出的同时伴随着Pi进入叶绿体,因此Pi输入叶绿体减少,说明磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程受阻,即输出减少,A项正确;光反应产生的ATP能用于暗反应中C3的还原过程,该过程能合成磷酸丙糖,B项正确;叶肉细胞的光合产物磷酸丙糖会在细胞质基质中用于合成蔗糖,然后以蔗糖形式运出细胞,C项正确;CO2充足时,TPT活性降低,则磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程会受到影响,作物中淀粉含量会上升,而蔗糖含量下降,D项错误。
13.ACD　当降低CO2的浓度时,C3的含量降低,C5的含量上升,所以A代表C3,B代表C5,A项错误;在200—300 s,将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,暗反应减弱,NADPH的消耗速率会减小,B项正确;在200 s时突然降低光照,光反应变弱,C3的含量升高,C5的含量降低,C3和C5会出现与该图相反的变化,C项错误;该植物在CO2浓度低时,暗反应强度低,所需ATP和NADPH减少,限制了光反应的进行,光合速率的最大值比CO2浓度高时的最大值低,故所需光照强度减小,D项错误。
14.答案 (1)色素　黄绿　(2)氧气　③ATP和②NADPH中的能量　(3)C3　NADPH、ATP　(4)光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能　(5)减少
当突然停止光照时,短时间内,C5的消耗速率不变,合成速率却减慢,导致C5含量减少
解析 (1)叶绿体类囊体薄膜上分布有进行光合作用的色素,色素分离实验中扩散最慢的色素带是叶绿素b,呈黄绿色。(2)据图分析,图中①是氧气,(CH2O)中的能量直接来源于③ATP和②NADPH中的能量。(3)14CO2进入叶绿体后,与C5结合生成C3,所以首先能检测到含14C的有机物是⑤C3,该物质被还原成糖类需要光反应提供NADPH、ATP。(4)光合作用过程中,光能首先转变为ATP和NADPH中活跃的化学能,再经过C3的还原,ATP和NADPH中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。(5)突然停止光照,光反应停止,短时间内,C5的消耗速率不变,合成速率却减慢,导致C5含量减少。
15.答案 (1)类囊体薄膜　提供能量并作为还原剂
(2)能富集CO2、需要PEPC等
(3)胞间连丝　提高物质运输效率
(4)C4植物　C4植物能够利用低浓度的CO2进行光合作用
解析 (1)C4的还原需要的NADPH来自叶肉细胞中叶绿体的类囊体薄膜,NADPH在暗反应中的作用是提供能量并作为还原剂。
(2)结合图甲分析,与C3途径相比,C4途径的特点有能富集CO2(适合在干旱等环境中生存,利用较低浓度的CO2)、需要PEPC等。
(3)由题意可知“叶肉细胞和维管束鞘细胞之间有大量的胞间连丝”,叶肉细胞产生的苹果酸通过P(胞间连丝)进入维管束鞘细胞,胞间连丝能提高物质运输效率。
(4)在高温、强光照环境中,温度过高、蒸腾作用过强导致气孔导度减小,C4植物细胞中的PEPC具有高CO2亲和力,能固定叶肉细胞中低浓度CO2,维持维管束鞘细胞叶绿体中的高浓度CO2,因此C4植物更适宜在高温、强光照环境中生存。
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