2020版新教材高中生物 課堂檢測 素養(yǎng)達(dá)標(biāo) 5.4 光合作用與能量轉(zhuǎn)化（二）1（含解析）新人教版必修1

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1、光合作用與能量轉(zhuǎn)化（二） 【概念·診斷】 1.光合作用是生物界重要的生理過程,為地球上的絕大多數(shù)生物提供物質(zhì)和能量。下列關(guān)于光合作用的敘述,正確的是__________________。? ①光反應(yīng)需要光不需要酶 ②暗反應(yīng)需要酶但不能在光下進(jìn)行 ③光反應(yīng)階段氧氣的釋放來自水的光解 ④將CO2轉(zhuǎn)變成含能量的有機(jī)物 ⑤光反應(yīng)中消耗磷酸分子,暗反應(yīng)中產(chǎn)生磷酸分子 ⑥暗反應(yīng)中二氧化碳的固定生成C5,C3的還原消耗C5 【解析】選③④⑤。①光反應(yīng)需要光也需要酶,如ATP合成需要酶的參與。②暗反應(yīng)需要酶,也可在光下進(jìn)行。③光反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣來源于水的光解。④CO2經(jīng)過固定和C3的還原轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

2、含有穩(wěn)定化學(xué)能的有機(jī)物。⑤光反應(yīng)中ADP和Pi合成ATP,暗反應(yīng)中ATP水解形成ADP和Pi。⑥暗反應(yīng)中二氧化碳的固定消耗C5,C3的還原生成C5。 2.(2019·全國卷Ⅰ)將一株質(zhì)量為20 g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中,一段時間后植株達(dá)到40 g,其增加的質(zhì)量來自 (　　) A.水、礦質(zhì)元素和空氣　　　 B.光、礦質(zhì)元素和水 C.水、礦質(zhì)元素和土壤 D.光、礦質(zhì)元素和空氣 【解析】選A。本題考查光合作用的影響因素。植物生長過程中增重主要通過光合作用制造有機(jī)物,其主要過程是利用光能,將CO2和水合成儲存能量的有機(jī)物,其中CO2來自空氣。另外,植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)

3、物的合成還需要礦質(zhì)元素,故A項(xiàng)正確。 3.離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時,如果突然中斷CO2的供應(yīng),短暫時間內(nèi)葉綠體中C3與C5相對含量的變化是 (　　) A.C3增多、C5減少　　　 B.C3增多、C5增多 C.C3減少、C5增多 D.C3減少、C5減少 【解析】選C。在光合作用暗反應(yīng)過程中,CO2首先與C5結(jié)合,形成2個C3,最后經(jīng)一系列的循環(huán)后又產(chǎn)生C5。所以葉綠體在光照下進(jìn)行光合作用時,C3和C5含量都維持在相對平衡的狀態(tài)。如果突然中斷CO2的供應(yīng),CO2固定減弱,所以C3減少而C5增多。 4.用高速離心機(jī)打碎小球藻細(xì)胞,獲得可以進(jìn)行光合作用的離體

4、葉綠體,進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn) (　　) A.釋放的氧氣中可以檢測到放射性 B.是研究光合作用過程中能量的傳遞和轉(zhuǎn)換 C.是用同位素示蹤法研究由CO2合成糖類的過程 D.是研究光合作用過程中光反應(yīng)的過程 【解析】選C?？茖W(xué)家魯賓和卡門以小球藻為實(shí)驗(yàn)材料,用18O分別標(biāo)記H2O和CO2,最終證明光合作用釋放的O2來自H2O,本題中提供的水不含放射性,所以釋放的氧氣中檢測不到放射性;分析題圖,可看出本實(shí)驗(yàn)利用的是同位素標(biāo)記法(同位素示蹤法)研究CO2合成糖類的過程,研究的是光合作用過程中暗反應(yīng)的過程,而不是研究光合作用過程中能量的傳遞和轉(zhuǎn)換。 5.下列與光合作用有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)的

5、敘述,正確的是 (　　) A.葉綠素全部分布在類囊體薄膜上 B.光合作用的酶只參與暗反應(yīng)過程的催化 C.光反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣全部來自水的光解 D.CO2中的碳的轉(zhuǎn)移途徑是CO2→C5→C3→(CH2O) 【解析】選C。類囊體是葉綠體內(nèi)的結(jié)構(gòu),原核生物含有葉綠素,但無葉綠體,A錯誤;光反應(yīng)也需要酶的催化,B錯誤;光反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣全部來自水的光解,C正確; CO2中的碳的轉(zhuǎn)移途徑是CO2→C3→(CH2O),D錯誤。 6.光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)依次發(fā)生在 (　　) A.細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核中 B.葉綠體的類囊體膜上、葉綠體的基質(zhì)中 C.葉綠體的外膜、內(nèi)膜上 D.葉綠體的基質(zhì)中、葉綠體的

6、類囊體膜上 【解析】選B。光反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體薄膜,暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)。綜上所述,B符合題意。 7.下列關(guān)于植物光合作用暗反應(yīng)的敘述中,錯誤的是 (　　) A.暗反應(yīng)要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP B.暗反應(yīng)是只在暗處進(jìn)行的反應(yīng) C.C3的還原要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH D.暗反應(yīng)過程中有C5的再生 【解析】選B。暗反應(yīng)要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP,A正確;暗反應(yīng)有光無光均可進(jìn)行,B錯誤;C3的還原要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP,C正確;暗反應(yīng)過程中有C5的再生和二氧化碳的固定,D正確。 【思維·躍遷】 8.如圖表示植物葉肉細(xì)胞光合作用和細(xì)胞呼吸過程中氫元素的轉(zhuǎn)移

7、途徑,相關(guān)敘述不正確的是 (　　) H2ONADPH(CH2O)[H]H2O A.過程①④在生物膜上進(jìn)行 B.過程①可以為過程④提供氧氣 C.過程①③④中能合成ATP D.過程④是有氧呼吸和無氧呼吸共有的階段 【解析】選D。過程①在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行,④在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行,即都在生物膜上進(jìn)行,A正確;過程①光反應(yīng)可以為過程④有氧呼吸第三階段提供氧氣,B正確;過程①③④中能合成ATP,C正確;過程④是有氧呼吸特有的,D錯誤。 9.小樂同學(xué)在“綠葉在光下制造淀粉”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一些問題,請幫他解決。 (1)為了把葉片中淀粉全部轉(zhuǎn)運(yùn)和消耗掉,小樂應(yīng)將植物提前放在_________

8、 _______________________________處一晝夜。? (2)將葉片的一部分用不透光的紙遮蓋起來的目的是設(shè)置_____________________________________________實(shí)驗(yàn)。這樣設(shè)置后,該實(shí)驗(yàn)中的變量是________________________________________。? (3)為了讓綠葉充分進(jìn)行光合作用,應(yīng)將遮好紙片的植物放在_____________ ________________________________下幾小時。? (4)這樣處理后,摘取一片部分遮光的葉片,除去不透光紙后,將葉片放入酒精中隔水加熱。酒精

9、逐漸變?yōu)榫G色溶液,你認(rèn)為是_________________________ _______________溶解于酒精。? (5)用清水漂洗脫色葉片后向葉片滴加碘液,是為了檢驗(yàn)葉片中是否含有____________________________________。? (6)滴加碘液片刻后,再用清水洗去碘液,預(yù)期:葉片遮光部分不變藍(lán),不遮光部分變?yōu)開_________________色。? (7)若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符,則實(shí)驗(yàn)表明:_______________________________________________________________。? 【解析】(1)為了把葉片中

10、淀粉全部轉(zhuǎn)運(yùn)和消耗掉,應(yīng)將植物提前放在黑暗處一晝夜。 (2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時,一般要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn),故將葉片的一部分用不透光的紙遮蓋起來的目的是設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)。遮光部分沒有光照,未遮光的部分有光照,因此這樣設(shè)置后,該實(shí)驗(yàn)中的變量是光照。 (3)為了讓綠葉充分進(jìn)行光合作用,應(yīng)將遮好紙片的植物放在光照下幾小時。 (4)將葉片放入酒精中隔水加熱,葉綠素容易溶解于酒精,使酒精變?yōu)榫G色溶液。 (5)用清水漂洗脫色葉片后,葉片顏色變淡。淀粉遇碘變藍(lán),故向葉片滴加碘液,可檢驗(yàn)葉片中是否含有淀粉。 (6)葉片遮光部分沒有光照,葉片無法進(jìn)行光合作用制造淀粉,滴加碘液不變藍(lán)。不遮光部分有光照,葉片可進(jìn)行光合作用制

11、造淀粉,滴加碘液變藍(lán)。 (7)若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符,則表明綠葉在光下能制造淀粉。 答案:(1)黑暗　(2)對照　光照　(3)光照　(4)葉綠素 (5)淀粉　(6)藍(lán)　(7)綠葉在光下能制造淀粉 【拓展·探究】 10.閱讀下列與光合作用有關(guān)的材料,并回答相關(guān)問題: 材料1:美國科學(xué)家魯賓和卡門把小球藻分成2組,研究光合作用釋放的氣體,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表: 組號 物質(zhì) 氣體 Ⅰ H2O和C18O2 O2 Ⅱ O和CO2 18O2 材料2:景天科植物有一種很特殊的CO2同化方式:夜間氣孔開放,吸收的CO2生成蘋果酸儲存在液泡中;白天氣孔關(guān)閉,液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放出C

12、O2用于光合作用。 材料3:在甘蔗、玉米等植物的葉肉細(xì)胞中,葉綠體固定CO2的最初產(chǎn)物是含4個碳的草酰乙酸,然后轉(zhuǎn)化為蘋果酸進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中釋放CO2(簡稱C4途徑),再進(jìn)行卡爾文循環(huán)(C3途徑)。C4途徑起到CO2泵的作用,提高了C4植物利用CO2的能力。 (1)材料1中,研究元素去向用的技術(shù)方法是什么? ______________________________________________________。? (2)材料1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明________________________________________。若18O2進(jìn)入線粒體一段時間后,線粒體內(nèi)含18O的

13、化合物有_____________________ ______。? (3)材料2中,景天科植物夜晩能吸收CO2,卻不能合成葡萄糖的原因是什么?____________________________________________________________________________。氣孔開閉的特點(diǎn)與其生活環(huán)境相適應(yīng),推測景天科植物的原始生活環(huán)境條件可能是____?________________________________________。? (4)材料3中,C4植物首先將CO2固定形成_______________________________,然后釋放CO2。在炎

14、熱干旱的夏季,C4植物的優(yōu)勢表現(xiàn)為_____________________。? 【解析】(1)材料1中,研究元素的去向用了同位素標(biāo)記法。 (2)分析可知,材料1的兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明光合作用釋放的氧氣中的氧來自水;若18O2進(jìn)入線粒體一段時間后,該氧氣先參與有氧呼吸第三階段生成O,O參與有氧呼吸第二階段生成C18O2,參與光合作用暗反應(yīng)生成含有18O的有機(jī)物,該有機(jī)物參與有氧呼吸第一階段生成含有18O的丙酮酸,進(jìn)入線粒體。因此一段時間后,線粒體內(nèi)含18O的化合物有水、二氧化碳和丙酮酸。 (3)由于夜晚沒有光照,不能進(jìn)行光反應(yīng),無法為暗反應(yīng)提供ATP、NADPH,因此景天科植物夜晩能吸收CO2,卻不能合成葡萄糖;景天科植物夜晚氣孔開放,而白天氣孔關(guān)閉,說明其可能生活在炎熱干旱的環(huán)境中。 (4)根據(jù)材料分析可知,C4植物首先將CO2固定形成四碳化合物(草酰乙酸),然后釋放CO2。在炎熱干旱的夏季,C4植物利用CO2的能力強(qiáng)、光合效率高。 答案:(1)同位素標(biāo)記(示蹤)法　(2)光合作用釋放的氧氣中的氧來自水　水、二氧化碳、丙酮酸　(3)沒有光照,不能進(jìn)行光反應(yīng),無法為暗反應(yīng)提供ATP、NADPH　炎熱干旱　(4)草酰乙酸　利用CO2的能力強(qiáng)、光合效率高 6