光合作用的探究历程和基本过程
一、选择题
1．下列是关于光合作用的实验，叙述错误的是( )
选项
科学家
实验结论
A
普利斯特利的小鼠实验
证明了绿色植物在光照下吸收CO2，放出O2，从而更新了空气
B
萨克斯的实验
证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
C
恩格尔曼的
水绵实验
证明O2是由叶绿体释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所
D
鲁宾和卡门的
同位素标记实验
证明光合作用释放的O2全部来自参加反应的H2O
解析：选A 普利斯特利的实验中无对照组，并没有具体到哪种气体成分；萨克斯的实验中有对照，光为自变量，淀粉为因变量；恩格尔曼的实验中的自变量是光照处理的位置，所以得出叶绿体是产生O2的场所；鲁宾和卡门用同位素标记H2O和CO2，形成对照，得出光合作用释放的O2来自H2O的结论。
2．在光合作用过程中，光能最初用于( )
A．CO2的固定 B．C3的还原
C．将水分解为O2和[H] D．将淀粉分解为葡萄糖
解析：选C 光能被转化成ATP中活跃的化学能，同时分解水产生[H]和O2。
3．在光合作用中，不需要酶参与的过程是( )
A．CO2的固定 B．叶绿素吸收光能
C．C3的还原 D．ATP的形成
解析：选B CO2的固定和C3的还原过程都需要酶的参与；ATP的形成也需要相应的酶参与；而叶绿素吸收光能不需要酶的参与。
4．在实验室中，如果要测定藻类植物是否能完成光反应，最好是检验( )
A．葡萄糖的合成 B．二氧化碳的消耗
C．叶绿体的含量 D．氧气的释放
解析：选D 光合作用的光反应产生了氧气，而二氧化碳的消耗和葡萄糖的产生在光合作用的暗反应阶段。
5．光合作用过程中，与光反应相比，暗反应阶段的特点是( )
A．需要光、叶绿体色素和酶
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B．在酶、ATP和[H]的作用下完成CO2的固定和C3的还原，最终形成有机物
C．把水光解为[H]和O2
D．把光能转化为储存在糖类中的化学能
解析：选B 暗反应阶段是一系列的酶促反应，主要的物质变化是CO2的固定和C3的还原。
6．下列关于光合作用的叙述，错误的是( )
A．光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行
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．光反应水分解生成[H]并放出O2，暗反应最终将CO2还原成(CH2O)
解析：选B 光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体基质中；不管是光反应还是暗反应都需要酶的参与；光合作用的能量变化是光反应将光能转变成ATP中活跃的化学能，暗反应将ATP中活跃的化学能储存在有机物中；物质变化是光反应中水分解为[H]和O2，暗反应通过CO2的固定和C3的还原形成有机物。
7.如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是( )
A．该反应的场所是叶绿体的类囊体
B．C3生成(CH2O)需要[H]、ATP和多种酶
C．提高温度一定能促进(CH2O)的生成
D．在无光条件下，有利于暗反应进行
解析：选B 图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质。C3生成(CH2O)需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过[H]的还原进行。若在最适温度条件下，提高温度反而会降低酶的活性，使反应减弱。在无光条件下，暗反应会因[H]和ATP的缺乏受到限制。
8．光合作用过程包括光反应和暗反应，下图表示光反应与暗反应的关系，据图判断下列叙述错误的是( )
A．光反应为暗反应提供ATP和NADPH([H])
B．停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C．ATP的移动方向是由类囊体到基质
D．植物在暗处可大量合成(CH2O)
解析：选D 光合作用必须在光照条件下进行，在暗处植物不能大量合成(CH2O)。
二、非选择题
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9．如图表示叶绿体的结构和功能，请回答：
(1)与光合作用有关的色素分布在图中[ ]________上。
(2)光反应是在________________上进行的，暗反应是在[ ]__________________中进行的。
(3)光反应的生理意义是：光反应所产生的[③]________和[ ]____________是暗反应所必需的。
(4)暗反应包括[⑥]____________和[ ]____________。
答案：(1)[②]类囊体的薄膜
(2)类囊体的薄膜 [⑧]叶绿体的基质
(3)[H] [④]ATP
(4)CO2的固定 [⑤]C3的还原
一、选择题
1．如图表示一套光合作用实验装置。结合图示分析，下列有关说法错误的是( )
A．该实验的目的是验证光合作用需要CO2
B．设置锥形瓶甲的目的是作为对照
C．实验过程中需要长时间给予光照
D．实验中需要使用已脱淀粉的植物
解析：选C 实验中氢氧化钾溶液的作用是吸收CO2，故该实验的目的是验证光合作用需要CO2。若实验时间过长，有机物发生转移，在锥形瓶乙的叶片中也会检测到淀粉，故实验时间不宜过长。
2．叶绿体中的类囊体有两种：基粒类囊体和基质类囊体(如图)，基质类囊体能将单个基粒类囊体连接起来。下列有关叙述正确的是( )
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A．叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔内
B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质类囊体上
C．CO2的固定过程发生在基粒类囊体上
D．在类囊体上含有与光反应有关的酶和色素
解析：选D 叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上； H2O的光解在两种类囊体上都能发生，因为其上含有与光反应有关的酶和色素；CO2的固定发生在叶绿体基质中。
3．科学家提取植物细胞中的叶绿体，用高速离心法打破叶绿体膜后，分离出类囊体和基质，在不同条件下进行实验(如下表所示)，用来研究光合作用过程，下列选项中各试管得到的产物情况正确的是( )
试管
叶绿体结构
光照
C18O2
ATP、[H]
C5
甲
类囊体
＋
＋
－
－
乙
基质
－
＋
＋
＋
丙
基质
＋
＋
－
＋
丁
基质和类囊体
＋
＋
－
＋
注：表中的“＋”表示“添加”，“－”表示“不添加”。
A．甲试管可得到18O2
B．乙试管可得到C3
C．丙试管可得到葡萄糖和淀粉
D．丁试管可得到乳糖
解析：选B 光合作用产生的O2来源于水的光解，甲试管中没有H18O2，所以没有18O2；乙试管中有C18O2和C5，可得到C3；丙试管不含ATP、[H]，所以得不到葡萄糖和淀粉；乳糖是动物细胞内合成的二糖。
4．离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是( )
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解析：选B 离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成减少，一段时间内暗反应逐渐减弱，暗反应消耗的ATP也逐渐减少，故ATP相对含量逐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也逐渐减弱，所以叶绿体内O2含量逐渐减少。
5．(全国卷Ⅰ)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )
A．O2的产生停止
B．CO2的固定加快
C．ATP/ADP比值下降
D．NADPH/NADP＋比值下降
解析：选B 黑暗处理后，光反应停止，O2的产生停止。ATP和NADPH是光反应的产物，同时也是暗反应的原料，黑暗处理后，ATP和NADPH的产生减少，且仍被暗反应所消耗，产生的ADP和NADP＋增多。光反应产生的ATP和NADPH减少，使得暗反应产生的C5减少，CO2的固定减慢。
二、非选择题
6．图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线。据图回答下面的问题：
(1)图1中c表示的物质是________，它由____________产生，其作用主要是________________。
(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自__________。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________________。
(3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________。
(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是：____________________________________________________________________。
解析：(1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定c是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。
答案：(1)[H] 水在光下分解 用于C3的还原
(2)太阳光能 (CH2O)
(3)C3 CO2与C5结合形成C3继续进行，而C3的还原减弱直至停止
(4)C5 C5与CO2结合形成C3继续进行，而C3的还原减弱直至停止
7.光和叶绿体是光合作用的重要条件，淀粉是光合作用的主要产物。要验证光合作用需要光和叶绿体，根据提供的实验材料和用具，补充完整实验步骤和实验结果，并分析回答有关问题：
(1)材料用具：银边天竺葵(叶边缘呈白色，无叶绿体)，黑纸片，打孔器，白纸板，吸管，适宜浓度的酒精，碘液，回形针。
(2)方法步骤：
①将银边天竺葵暗处理48 h，目的是___________________________________________。
②把黑纸片用回形针夹在绿色部位A位置上，然后把植株放在阳光下照射4～6 h。
③剪下此叶片，用打孔器分别在A、B、C部位各取一个叶圆片(如图所示)。
④把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中，热水浴加热、脱色，清水中漂洗。
⑤将三个叶圆片放在白纸板上，用吸管吸取碘液，分别滴在三个叶圆片上，观察结果。
(3)预期结果：
A．__________，B.__________，C.__________。
(4)分析问题：
①要证明光合作用需要光，需比较________和________。
②要证明光合作用需要叶绿体，需比较______和______，其中起对照作用的是__________。
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解析：黑暗处理是为了消耗掉叶片中原有的淀粉，防止对实验结果的干扰。图中A处缺少光照，B处缺少叶绿体，C处既有光照又有叶绿体，所以A和C对比能够说明光合作用需要光照，而B和C相比较能够说明光合作用必须有叶绿体。
答案：(2)除去叶片中原有的淀粉
(3)不变蓝 不变蓝 变蓝
(4)①A C ②B C C
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