2019_2020学年高中生物542光合作用的原理和应用课后分层检测案含解析新人教版必修120190904139.doc

课后分层检测案20　光合作用的原理和应用
【基础巩固练】
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：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。
答案：A
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：光能被转化成ATP中活跃的化学能，同时分解水产生[H]和O2。
答案：C
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：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。
答案：B
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：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。
答案：D
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
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：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。
答案：B
6．光合作用过程中，水的光解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自(　　)
A．细胞呼吸产生的ATP和光能
B．都是细胞呼吸产生的ATP
C．光能和光反应产生的ATP
D．都是光反应产生的ATP
解析：光合作用中水的光解发生在光反应阶段，需要光能作能源；三碳化合物在暗反应中被还原，其动力来自光反应产生的ATP，还原剂是光反应产生的[H]。
答案：C
7．在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5含量的变化是(　　)
A．C3和C5都迅速减少
B．C3和C5都迅速增加
C．C3迅速增加，C5迅速减少
D．C3迅速减少，C5迅速增加
解析：突然停止光照，光反应停止，[H]和ATP产生停止，由于暗反应中C3还原继续进行，消耗[H]和ATP，随着[H]和ATP的减少，C3还原减慢甚至停止，但CO2的固定依然进行，因此在短时间内C3积累，C5减少。
答案：C
8．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
【能力提升练】
9．下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是(　　)
A．光合作用和呼吸作用总是同时进行的
B．光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用
C．光合作用形成的糖类在细胞呼吸中被利用
D．光合作用与细胞呼吸分别在植物的叶肉细胞和根细胞中进行
解析：光合作用只有在有光的条件下进行，呼吸作用在有光和无光的条件下都能进行，所以在有光的条件下能够进行光合作用和呼吸作用，在黑暗中只能进行呼吸作用；光合作用产生的ATP只用于暗反应的C3还原，不能用于其他的生命活动；光合作用合成的糖类可用于呼吸作用被分解；活细胞都能进行呼吸作用，光合作用只能在绿色植物的绿色组织细胞中进行。
答案：C
10．下图表示某绿色植物在生长阶段内物质的转变情况，下列叙述正确的是(　　)

A．过程④产生ATP最多，过程②光能转变为化学能储存在ATP中
B．进行过程②的CO2都来自大气，产生的有机物存在于液泡中
C．进行过程③时，需要水参与，产生少量的ATP
D．给植物浇HO后，根细胞会产生少量C18O2，过程④不会产生HO
解析：过程②是暗反应，此过程ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能；进行过程②的CO2除来自大气外，还可以由自身呼吸作用提供，合成的有机物存在于叶绿体中；过程③是有氧呼吸的第一、二阶段，有氧呼吸第二阶段需要水的参与，产生少量的ATP；植物根细胞吸收的HO运输到叶片参与光合作用生成18OO2可进入线粒体参与过程④产生HO。
答案：C
11．现有四个实验装置，若要验证植物的光合作用需要二氧化碳，则应选用的装置组合是(　　)

A．①和②　B．①和③ C．②和③ D．③和④
解析：在探究光合作用过程的实验中，确认实验目的、实验变量非常关键。本实验的目的是“验证植物的光合作用需要二氧化碳”，自变量是有无二氧化碳，无关变量必须相同且适宜。因此，实验装置必须置于光照条件下，由图示可以看出，①③均有光照，保证了无关变量不干扰实验结果。二者唯一不同的是小烧杯外的溶液：①中的NaOH溶液具有除去二氧化碳的作用，③中的清水不具此作用。对比①③，有二氧化碳的③中能进行光合作用，不含二氧化碳的①中不能进行光合作用。
答案：B
12．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：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。
答案：B
13．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(　　)

解析：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。
答案：B
14．在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如图所示。回答问题：

(1)图中物质A是________(填“C3”或“C5”)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是________________________________________________________________________；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是________________________________________________________。
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________(填“低”或“高”)。
(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的________(填“高”或“低”)，其原因是________________________________。
解析：(1)CO2浓度降低时，C3的产生减少而消耗不变，故C3的含量降低，与物质A的变化趋势一致；而C5的产生不变却消耗减少，故C5的含量增加，与物质B的变化趋势一致。(2)在正常情况下，1 mol CO2与1 mol C5结合形成2 mol C3，即C3的分子数是C5的2倍。CO2浓度迅速下降后，C5的产生不变却消耗减少，故C5的浓度升高。(3)在达到相对稳定时，C3的含量是C5含量的2倍。(4)CO2浓度较低时，暗反应强度低，需要的[H]和ATP的量少，故在较低的光照强度时就能达到此CO2浓度时的最大光合速率。
答案：(1)C3
(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍　当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累
(3)高
(4)低　CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少
【素养养成练】
15．用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如图所示的实验。请分析回答下列问题：

(1)实验A中离体的叶绿体能合成糖类，碳酸氢钠溶液所起的作用是________________。若要使该实验中没有糖类产生，烧杯中液体应改为________________________。
(2)若要使实验B中离体的叶绿体内糖类合成速度明显加快，在光照和CO2条件不变且适宜的情况下，可考虑采用________________的方法。
(3)若要使实验C中离体的叶绿体产生糖类，锥形瓶内至少应加入________和________。
(4)科学家鲁宾和卡门利用小球藻作实验材料，用18O分别标记H2O和CO2，最终证明光合作用释放的O2来自H2O；科学家卡尔文用14C标记CO2供小球藻进行光合作用，探
明了卡尔文循环途径。以上科学家在实验中共同使用了________________技术。
解析：(1)植物体合成糖类是叶绿体进行了光合作用的结果，而光合作用需要CO2，碳酸氢钠溶液的作用是提供CO2；如果将碳酸氢钠溶液换成氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠溶液可以吸收玻璃罩中的CO2，所以光合作用不能进行，没有糖类生成。(2)影响光合作用的因素有光照强度、CO2浓度、温度、矿质离子和水等，其中适当提高温度可以增强酶的活性，因为实验B的装置中只有离体的叶绿体，不用考虑呼吸作用消耗，且实验B装置所处温度较低(10℃)，所以适当提高温度可以使糖类合成速度明显加快。矿质离子虽然可以影响光合作用，但因实验材料是离体的叶绿体，没有完整的细胞结构，或实验B中本来就不缺乏矿质离子，所以添加矿质离子后不会明显改变光合速率；题图实验中实验材料置于水中，光合作用利用的水很少，所以加水也不会明显提高光合速率。(3)实验C中离体的叶绿体置于黑暗处，不能进行光反应，也就不能为暗反应提供ATP和[H]，所以其暗反应不能进行，如果要使实验C中产生糖类，则锥形瓶中至少应加入ATP和[H]。(4)研究光合作用过程中物质变化、元素转移的情况时可以用同位素标记法进行示踪。
答案：(1)提供CO2　氢氧化钠溶液(碱液)　(2)适当提高温度　(3)ATP　[H]　(4)同位素示踪