2019屆高考生物總復(fù)習(xí) 第三單元 細胞的能量供應(yīng)和利用 第10講 光合作用的探究歷程和基本過程提考能強化通關(guān) 新人教版.doc

第10講 光合作用的探究歷程和基本過程1(2018河南中原名校一模)提取光合色素，進行紙層析分離，對該實驗中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是()A未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片B色素始終在濾紙上，是因為色素不溶于層析液C提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素b較多D胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因為其在提取液中的溶解度最高解析：選C。黃化葉片含有葉黃素和胡蘿卜素，未見色素帶的原因應(yīng)該是提取或分離色素操作不當，如層析時濾液細線浸沒在層析液中，會使色素溶解在層析液中，無法在濾紙條上分離；綠葉中葉綠素含量較多，而胡蘿卜素和葉黃素含量較少，故提取液呈綠色；胡蘿卜素處于濾紙條最上方是因為胡蘿卜素在層析液中溶解度最高，在濾紙條上擴散的速度最快。2(2018青島質(zhì)檢)如圖表示發(fā)生在葉綠體中的相關(guān)代謝過程，其中表示相關(guān)過程，A、B表示兩種氣體物質(zhì)，下列說法錯誤的是()A過程表示光反應(yīng)，過程的場所是葉綠體基質(zhì)B物質(zhì)A表示O2，物質(zhì)B表示CO2C過程能將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能D過程的兩個階段都需要消耗過程產(chǎn)生的H和ATP解析：選D。由題圖可知，過程分別表示光反應(yīng)和暗反應(yīng)，反應(yīng)場所分別是類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)。物質(zhì)A、B分別表示O2和CO2。光反應(yīng)能將光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲存在ATP中，暗反應(yīng)能將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在葡萄糖中。過程包括CO2的固定和C3的還原兩個階段，其中CO2的固定不需要消耗過程產(chǎn)生的H和ATP。3(2018安徽江淮名校高三聯(lián)考)科學(xué)家提取植物細胞中的葉綠體，將葉綠體膜破壞，分離出基質(zhì)和基粒，用來研究光合作用的過程(如下表，表中“”表示有或添加，“”表示無或不添加)。下列條件下能產(chǎn)生葡萄糖的是()選項場所光照CO2ATPHC5A基質(zhì)B基粒C基質(zhì)和基粒D基質(zhì)和基粒解析：選D。光合作用分兩大階段，光反應(yīng)和暗反應(yīng)，光反應(yīng)在基粒上進行，需要光照；暗反應(yīng)進行時需要光反應(yīng)提供H和ATP，需要基質(zhì)中的C5和大氣中的CO2的參與，D正確。4(2016高考天津卷)在適宜反應(yīng)條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)，組合正確的是()A紅光，ATP下降B紅光，未被還原的C3上升C綠光，H下降D綠光，C5上升解析：選C。葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光，而對綠光吸收最少，因此當突然改用光照強度與白光相同的紅光照射時，光反應(yīng)增強，ATP、H、C5含量上升，ADP、C3含量減少；當突然改用光照強度與白光相同的綠光照射時，光反應(yīng)減弱，ATP、H、C5含量減少，ADP、C3含量增多。5(2018東北名校聯(lián)考)如圖是某高等植物細胞中光合作用過程圖解，圖中英文字母代表相應(yīng)物質(zhì)，14代表一定的生理過程。請據(jù)圖回答下列問題：(1)該生理過程所產(chǎn)生的物質(zhì)有些可被同一細胞中其他生命活動利用，這些物質(zhì)在其他生命活動中發(fā)揮效應(yīng)的場所分別是_和_。(2)某研究者向葉綠體中注入被放射性同位素標記的B物質(zhì)，并將植物置于光照等其他條件均適宜的環(huán)境中一段時間后，采用一定的方法檢測光合產(chǎn)物葡萄糖中是否出現(xiàn)了放射性。研究者進行此項研究的目的是_。若向葉綠體中注入被放射性同位素標記的C物質(zhì)，在光合產(chǎn)物葡萄糖中_(填“會”或“不會”)出現(xiàn)放射性。在研究過程中研究者測得細胞并沒有從外界吸收E物質(zhì)，也沒有向外界釋放E物質(zhì)，若在這種情況下測得細胞光合作物1小時產(chǎn)生了0.12 mol的A物質(zhì)，那么這1小時中該細胞呼吸作用消耗的葡萄糖為_ mol。(3)在忽然增強光照的情況下檢測到圖中的A物質(zhì)產(chǎn)生量忽然增多，但不久又恢復(fù)到正常水平。使A物質(zhì)無法維持在一個較高水平的最可能外因是圖中_物質(zhì)的供應(yīng)量未能同步增加。在同一過程中C3的變化規(guī)律是_。假如外界環(huán)境持續(xù)黑暗則圖示的四個過程會停止的是_。解析：(1)光合作用中產(chǎn)生的葡萄糖和氧氣可以被呼吸作用所利用，葡萄糖在細胞質(zhì)基質(zhì)中被分解成丙酮酸后，丙酮酸可進一步在線粒體中被徹底氧化分解，氧氣在線粒體中參與有氧呼吸的第三階段。(2)B物質(zhì)是光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH，NADPH參與光合作用暗反應(yīng)中C3的還原，因此，用放射性同位素標記NADPH的目的是探究外源提供的NADPH是否可以被暗反應(yīng)所利用；C物質(zhì)是ATP，只為光合作用提供能量，其中元素不會參與合成葡萄糖；E物質(zhì)是二氧化碳，細胞沒有從外界吸收二氧化碳，也沒有釋放二氧化碳到外界環(huán)境，說明此時細胞中光合作用強度等于呼吸作用強度，光合作用1小時內(nèi)產(chǎn)生了0.12 mol的氧氣(A物質(zhì))，根據(jù)光合作用的反應(yīng)式，可知光合作用1小時所制造的葡萄糖為0.02 mol，即1小時內(nèi)呼吸作用消耗的葡萄糖為0.02 mol。(3)在忽然增加光照強度后，NADPH和ATP的產(chǎn)生量增加，更多的C3被還原，C3的含量下降，但由于二氧化碳的供應(yīng)量不足，最終使C3的量恢復(fù)正常。植物在持續(xù)黑暗的環(huán)境中無法進行光合作用，故1、2、3、4四個過程都會停止。答案：(1)線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)(2)探究外源提供的B物質(zhì)(NADPH)是否可以被光合作用(暗反應(yīng)，C3的還原)所利用不會0.02(3)E先忽然減少，但不久又恢復(fù)到正常水平1、2、3、4【課下作業(yè)】學(xué)生用書P279(單獨成冊)基礎(chǔ)達標1(2018吉林毓文中學(xué)月考)從新鮮的菠菜葉片提取葉綠體色素，發(fā)現(xiàn)提取液明顯偏黃綠色，最可能的原因是()A加入的石英砂太多B沒有加入碳酸鈣C用脫脂棉過濾不徹底D一次加入過多無水乙醇解析：選B。提取色素時加入二氧化硅的目的是為了研磨充分，加入的石英砂太多不會導(dǎo)致葉片偏黃，A錯誤；加入碳酸鈣的目的是保護色素，因為葉綠體中的葉綠素不穩(wěn)定，容易被破壞，所以沒有加入碳酸鈣會導(dǎo)致提取液明顯偏黃綠色，B正確；用脫脂棉過濾不徹底不影響葉綠素的含量，C錯誤；提取時無水乙醇加得太多，會使提取到的色素溶液降低，濾紙條上色素帶顏色較淺，D錯誤。2植物葉片中有一種酶，是葉片中含量最高的蛋白質(zhì)，其功能是催化反應(yīng)C5CO22C3。由此推斷這種酶()A主要分布在細胞質(zhì)基質(zhì)中B在低溫環(huán)境中會失活，導(dǎo)致光合速率降低C是固定CO2的關(guān)鍵酶，其催化活性可能比其他酶低D由葉綠體中的基因控制合成，與細胞核基因無關(guān)解析：選C。由題干可知，該酶催化CO2固定，由于其含量高，可推測其催化效率可能低，C正確。3(2018遼寧沈陽模擬)低濃度的NaHSO3溶液可增加葉綠體生成ATP的能力。在溫度、光照等環(huán)境條件適宜時，將適宜濃度的NaHSO3溶液噴灑在植物葉片上一段時間后，葉綠體基質(zhì)中利用加快的物質(zhì)不包括()ACO2BO2CC5DC3解析：選B。葉綠體基質(zhì)中發(fā)生的是光合作用的暗反應(yīng)，暗反應(yīng)階段需要光反應(yīng)提供H和ATP，低濃度的NaHSO3溶液可增加葉綠體生成ATP的能力，噴灑NaHSO3溶液后，葉綠體產(chǎn)生ATP增加，則暗反應(yīng)加快，即CO2的固定、C3的還原加快，CO2、C5、C3的利用加快。4(2018河南洛陽統(tǒng)考)下列關(guān)于元素與光合作用關(guān)系的敘述，正確的是()A在光合作用中C元素從CO2經(jīng)C5形成(CH2O)BFe是組成光合色素的必需元素，缺Fe將影響光反應(yīng)CN是構(gòu)成ATP的必需元素，光反應(yīng)過程有ATP的合成D光合作用制造的有機物中的氧來自水解析：選C。在光合作用的暗反應(yīng)中，CO2首先與C5結(jié)合生成C3，C3再經(jīng)H的還原生成糖類，A錯誤；葉綠素分子中含有Mg元素而不含F(xiàn)e元素，B錯誤；ATP由C、H、O、N、P元素組成，光合作用光反應(yīng)階段的生成物有ATP和H，C正確；在光合作用中，水中的氧原子全部以O(shè)2形式釋放，D錯誤。5(2018湖北武漢調(diào)研)將置于黑暗條件下的葉綠體懸浮液中加入適量NaH14CO3溶液，再給予瞬時光照。下列說法正確的是()A黑暗條件下，葉綠體基質(zhì)中不存在C3和C5B黑暗條件下，葉綠體懸浮液不能合成ATP和HC瞬時光照后，(CH2O)出現(xiàn)放射性比C3早D光照瞬間，C3含量迅速增加而C5含量迅速減少解析：選B。黑暗條件下，葉綠體基質(zhì)中也存在C3和C5，只不過缺少ATP和H不能相互轉(zhuǎn)化，A錯誤；黑暗條件下，光反應(yīng)不能進行，葉綠體懸浮液不能合成ATP和H，B正確；瞬時光照后，(CH2O)出現(xiàn)放射性比C3晚，C錯誤；光照瞬間，C3含量迅速減少而C5含量迅速增加，D錯誤。6.(2018廈門雙十中學(xué)模擬)如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，下列說法錯誤的是()A葉綠體中的色素只分布在結(jié)構(gòu)A上B細胞吸收14CO2，放射性出現(xiàn)的順序為CO2C3甲C結(jié)構(gòu)A釋放的O2可參與有氧呼吸第三階段的反應(yīng)DH產(chǎn)生于B處，在暗反應(yīng)中起還原作用解析：選D。H是光反應(yīng)的產(chǎn)物，產(chǎn)生于類囊體薄膜(A)處，D錯誤。7實驗發(fā)現(xiàn)將葉綠體從葉肉細胞中分離出來，破壞其外膜，仍然可以在光下利用二氧化碳生產(chǎn)有機物、放出氧氣。以下分析正確的是()A光合作用所需的酶和色素主要位于葉綠體內(nèi)膜和基質(zhì)中B葉綠體內(nèi)膜具有選擇透過性，外膜是全透的，起保護作用C光合作用必須在葉綠體中才能進行D葉綠素被破壞則不能進行光合作用解析：選D。與光合作用有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中，色素僅分布在類囊體薄膜上，A錯誤；葉綠體內(nèi)膜和外膜都具有選擇透過性，B錯誤；藍藻沒有葉綠體，也能進行光合作用，C錯誤；葉綠素在光反應(yīng)中吸收和轉(zhuǎn)化光能，葉綠素被破壞，則不能進行光合作用，D正確。能力提升8如圖表示某生物膜結(jié)構(gòu)及其發(fā)生的部分生理過程，下列敘述正確的是()A圖示膜結(jié)構(gòu)為葉綠體內(nèi)膜BA側(cè)為葉綠體基質(zhì)，其中含有少量DNAC甲表示色素，在層析液中溶解度最高的是葉綠素aD圖示過程為光反應(yīng)，該過程不需酶的催化解析：選B。分析圖示過程可知，該生理過程為光反應(yīng)，場所為類囊體薄膜，A項錯誤。光反應(yīng)生成的ATP進入葉綠體基質(zhì)參與暗反應(yīng)，故A側(cè)為葉綠體基質(zhì)，葉綠體基質(zhì)中含有少量DNA，B項正確。在層析液中溶解度最高的色素是胡蘿卜素，C項錯誤。光反應(yīng)過程需要酶的參與，D項錯誤。9進行正常光合作用的葉片，如果在a點時突然增加CO2的供應(yīng)量，能表示葉綠體中H含量變化的曲線是()解析：選A。突然增加CO2的供應(yīng)量，C3含量增多，用于C3還原的H增多，則葉綠體中H含量減少。10下圖分別是薩克斯、魯賓和卡門、恩格爾曼所做的關(guān)于光合作用的三個經(jīng)典實驗。下列相關(guān)敘述中，正確的是()A圖1中a和b對照能說明光合作用需要光照B圖2所示的實驗可以說明光合作用產(chǎn)生的O2來源于CO2或H2OC圖3所示的實驗中，好氧細菌分布于光束照射的部位D若探究光反應(yīng)的過程，需要對H2O和CO2進行標記并追蹤其去向解析：選A。圖1中a和b的區(qū)別在于有無光照，通過對比可以說明光合作用需要光照，A正確。圖2所示實驗說明光合作用產(chǎn)生的O2來源于H2O，B錯誤。圖3中好氧細菌聚集的地方表示O2產(chǎn)生的部位，O2產(chǎn)生于既有光照又有葉綠體的部位，C錯誤。CO2參與暗反應(yīng)過程，H2O在光反應(yīng)中被光解，所以研究光反應(yīng)的過程只需追蹤H2O的去向，D錯誤。11給光下正常進行光合作用的葉肉細胞增加14CO2，一段時間后，關(guān)閉光源，含放射性C3濃度的變化情況如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是()A葉肉細胞利用14CO2的場所是葉綠體基粒Bab段葉肉細胞中C3濃度大量增加Cbc段C3濃度不變的原因是14CO2消耗殆盡Dc點后曲線上升是因為黑暗條件下，葉肉細胞內(nèi)無H和ATP的供應(yīng)解析：選D。CO2直接參與暗反應(yīng)中CO2的固定過程，其場所是葉綠體基質(zhì)，A項錯誤；ab段含放射性的C3濃度升高，說明以14CO2為原料生成的C3增加，但由于暗反應(yīng)增強會促進光反應(yīng)，因此C3濃度略有增加，但不會大量增加，B項錯誤；bc段C3濃度不變是因為14C3的生成速率和消耗速率相等，c點后放射性C3濃度繼續(xù)升高，說明c點時CO2并未消耗殆盡，C項錯誤；c點后曲線上升是因為黑暗條件下，葉肉細胞內(nèi)無H和ATP的供應(yīng)，從而導(dǎo)致C3的消耗減少所致，D項正確。12下圖是生態(tài)系統(tǒng)中由主要生產(chǎn)者所進行的某種活動，試據(jù)圖回答下列問題：(1)該生理活動主要是在葉肉細胞內(nèi)被稱為_的細胞器中進行的。(2)圖中字母A、B、C依次代表的是_。(3)需要消耗物質(zhì)A和B的生理過程的名稱是_。(4)圖中所表示的生理過程是_。(5)如果該細胞器基質(zhì)中的酶因某種原因而被破壞，則這一生理活動過程的兩個階段中，最先受到影響的階段是_(填“”或“”)階段。(6)色素吸收的_參與這一生理活動過程的_(填“”或“”)階段，其中產(chǎn)物_在這一生理過程的_(填“”或“”)階段，作為還原劑。解析：光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。光反應(yīng)在葉綠體的類囊體薄膜上進行。光反應(yīng)中需要光和色素，在光反應(yīng)階段完成了水的光解，產(chǎn)生了ATP和H。暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進行，其中發(fā)生了一系列酶促反應(yīng)，凡是影響酶活性、酶合成的因素，均影響此過程的正常進行。在暗反應(yīng)中完成了CO2的固定和C3的還原，完成了活躍的化學(xué)能向穩(wěn)定的化學(xué)能的轉(zhuǎn)變。答案：(1)葉綠體(2)ATP、H、(CH2O)(3)C3的還原(4)水在光下的分解(5)(6)光能H13(2018山東青島一模)研究小組將生長狀況相似的菠菜幼苗均分為A、B兩組進行實驗探究，A組培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中，B組培養(yǎng)在缺Mg2的培養(yǎng)液中，其他條件相同且適宜。一段時間后，持續(xù)提供14C標記的CO2進行光合作用，然后檢測并比較14C標記的有機化合物的量。請回答下列問題：(1)該實驗的目的是_。(2)B組14C標記的(CH2O)的量比A組低，原因是_。(3)在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)6 s后有十余種產(chǎn)物含有放射性，而0.5 s內(nèi)只發(fā)現(xiàn)一種產(chǎn)物含有放射性，這種產(chǎn)物最可能是_。(4)實驗中的“其他條件”主要是指_(至少答兩項)。若在實驗過程中突然停止14CO2供應(yīng)，則此時兩組實驗中14C5的含量均會_，(CH2O)/C3比值會_。解析：(1)實驗的自變量是是否含有Mg2，說明該實驗的目的是探究Mg2對植物光合作用的影響。(2)由于缺少Mg2不利于葉綠素的合成，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP不足，C3的還原減弱，形成的(CH2O)減少，所以B組14C標記的(CH2O)的量比A組低。(3)根據(jù)題干信息提供14C標記的CO2進行光合作用，CO2與C5反應(yīng)，生成C3，所以0.5 s內(nèi)發(fā)現(xiàn)的唯一的含放射性的物質(zhì)應(yīng)該是C3。(4)實驗中的“其他條件”指的是無關(guān)變量，如溫度、光照、pH值等。若在實驗過程中突然停止14CO2供應(yīng)，則生成的C3減少，消耗的C5也減少，導(dǎo)致兩組實驗中14C5 的含量均升高，(CH2O)/C3比值也升高。答案：(1)探究Mg2對植物光合作用的影響(2)缺少Mg2不利于葉綠素的合成，光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP不足，C3的還原減弱，形成的(CH2O)減少(3)C3(4)溫度、光照、pH值等升高升高磨尖培優(yōu)14(2018江西贛州一模)1937年植物學(xué)家赫爾希發(fā)現(xiàn)，離體的葉綠體中加入“氫接受者”，比如二氯酚吲哚酚(DCPIP)，光照后依然能夠釋放氧氣，藍色氧化態(tài)的DCPIP接受氫后變成無色還原狀態(tài)的DCPIPH2。研究者為了驗證該過程，在密閉條件下進行如下實驗：溶液種類A試管B試管C試管D試管葉綠體懸浮液1 mL1 mLDCPIP0.5 mL0.5 mL0.5 mL0.5 mL0.5 mol/L蔗糖溶液4 mL5 mL4 mL5 mL光照條件光照光照黑暗黑暗上層液體顏色無色藍色藍色藍色(1)自然環(huán)境中葉肉細胞的葉綠體產(chǎn)生氫的場所是_，這些氫在暗反應(yīng)的_過程中被消耗。(2)實驗中制備葉綠體懸浮液使用蔗糖溶液而不使用蒸餾水的原因是_，A試管除了顏色變化外，實驗過程中還能觀察到的現(xiàn)象是_。(3)A與C的比較可以說明氫產(chǎn)生的條件是需要_，設(shè)置B和D試管的目的是為了說明DCPIP_。(4)實驗結(jié)束后A組試管中葉綠體_(填“有”或“沒有”)糖類的產(chǎn)生，主要原因是_。解析：(1)自然環(huán)境中葉肉細胞的葉綠體產(chǎn)生氫的場所是葉綠體的類囊體薄膜，葉綠體產(chǎn)生的氫在暗反應(yīng)中用于C3的還原過程。(2)實驗中制備葉綠體懸浮液使用蔗糖溶液可以維持葉綠體的滲透壓，避免使用蒸餾水使葉綠體吸水漲破。A試管有葉綠體和光照，除了顏色變化外，實驗過程中還能觀察到有氣泡產(chǎn)生。(3)A與C的比較可以說明氫產(chǎn)生的條件是需要光照，B和D試管作為對照實驗，說明DCPIP在光照和黑暗條件下自身不會變色。(4)氫轉(zhuǎn)移到DCPIP中而不能參與暗反應(yīng)，并且實驗條件為“密閉條件”，沒有CO2的供應(yīng)，因此實驗結(jié)束后A組試管中葉綠體沒有糖類的產(chǎn)生。答案：(1)葉綠體類囊體薄膜C3的還原(2)避免葉綠體吸水漲破有氣泡產(chǎn)生(3)光照在光照和黑暗條件下自身不會變色(4)沒有氫轉(zhuǎn)移到DCPIP中而不能參與暗反應(yīng)(或密閉環(huán)境中沒有CO2)