高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》光合作用的原理和应用当堂检测题

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》光合作用的原理和应用当堂检测题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1.在科学家对光合作用的探索历程中,下列叙述不准确的是( )
A.恩格尔曼以水绵为实验材料,证明光合作用是发生在叶绿体的受光部位
B.希尔发现离体叶绿体在适当条件下,可以发生水的光解并产生氧气
C.鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法,证明光合作用中释放的氧气来自二氧化碳
D.卡尔文的实验说明光合作用需要原料二氧化碳
2.希尔从细胞中分离出叶绿体,并发现在没有CO2时,给予叶绿体光照,就能放出O2,同时使电子受体还原(希尔反应:H2O+氧化态电子受体还原态电子受体+1/2O2)。在希尔反应的基础上,阿尔农又发现在光下的叶绿体,不供给CO2时,既积累NADPH也积累ATP;进一步实验,撤去光照,供给CO2,发现NADPH和ATP被消耗,并产生有机物。下列关于希尔反应和阿尔农发现的叙述错误的是( )
A.光合作用释放的O2来自水而不是CO2
B.NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上
C.希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程
D.光合作用的光反应过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH
3.离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时,如果突然中断CO2的供应,短暂时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化是( )
A.C3增多、C5减少B.C3增多、C5增多
C.C3减少、C5增多D.C3减少、C5减少
4.叶绿体中的类囊体有两种存在形式。一种是多个堆叠在一起形成基粒;另一种没有发生堆叠,贯穿在两个或两个以上基粒之间,被称为基质类囊体,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.两种类囊体相互连接形成了一个连续的膜系统
B.两种类囊体的比例会影响叶绿体对光能的捕获和转化
C.基粒类囊体的存在可以增大受光面积,提高光能利用率
D.基质类囊体上镶嵌有许多酶,是进行光合作用暗反应的场所
5.(2025·吉林检测)下图为光合作用过程的示意图,其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段,a、b表示相关物质。下列说法不正确的是( )
A.物质a表示NADPH
B.物质b表示C3
C.阶段Ⅰ表示光反应阶段
D.阶段Ⅰ发生在叶绿体类囊体薄膜上
6.在大豆的叶肉细胞内能进行如图所示的①②过程,下列相关叙述正确的是( )
A.利用大豆幼嫩叶片提取叶绿素,该色素在生物膜甲上有分布
B.停止光照,图中①过程会先停止,②过程随即也会停止
C.大豆叶肉细胞内①过程消耗的O2,不可能来自②过程产生的O2
D.突然停止CO2供应,叶绿体中NADPH的含量短时间内会升高
7．科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如表。根据实验结果分析，下列叙述错误的是( )
A．本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段
B．每组照光后需将小球藻进行处理将其杀死，再测定放射性物质分布
C．实验结果说明14CO2中的14C经转移可进入氨基酸、有机酸中
D．CO2进入叶绿体后，最先形成的主要物质是多种磷酸化糖类
8.甜瓜是一种重要的经济作物。甜瓜叶绿体内进行的光合作用过程如图所示。磷酸转运器是叶绿体膜上的重要蛋白质。在有光条件下，磷酸转运器将磷酸丙糖不断运出叶绿体用于蔗糖的合成，同时将释放的Pi运回叶绿体。温室种植甜瓜常需要补光以增加产量。以下说法错误的是( )
A．物质D是ATP，光反应将全部光能转化为D中的化学能
B．酶的活性是影响场所Ⅰ处光合速率的因素之一
C．若其他条件不变，光照强度突然变强，则短时间内物质F的相对含量将增加
D．若磷酸转运器的活性受抑制，则甜瓜的光合速率会受影响
9．卡尔文给小球藻提供14CO2和适宜的光照，研究光合作用暗反应过程中C的转移路径。某同学根据卡尔文的实验资料，提出了一些推论，下列推论不合理的是( )
A．推论①：C3是CO2被还原的第一个产物
B．推论②：C3进一步反应生成C5和葡萄糖
C．推论③：C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物
D．推论④：C3转化为C5需要依赖光反应的产物
解析：选A 根据光照时间缩短至几分之一秒的结果可知，C3是CO2被固定的第一个产物，A符合题意；结合(1)(2)可知，C3进一步反应生成C5和葡萄糖，B不符合题意；根据C3和C5的含量维持稳定而含放射性的糖类不断增加可知，C3是暗反应的中间产物，糖类是终产物，C不符合题意；根据光照停止时，C3明显增加，C5明显减少可知，光照与C3和C5的转化有关，且C3转化为C5需要依赖光反应的产物，D不符合题意。
二、非选择题
10.下图是光合作用过程示意图(字母代表物质),图中PSBS是一种类囊体膜蛋白,它能感应类囊体腔内的高质子(H+)浓度而被激活,激活了的PSBS可抑制电子在类囊体膜上的传递,最终过量的光能不能被利用。请回答下列问题:
(1)图中物质C是 。叶绿素a主要吸收 光。采用纸层析法分离色素时,注意滤纸上的滤液细线要高于 。
(2)若图中物质E浓度突然降低至一半,则短时间内C5的含量将 。追踪物质E中碳元素的去向常用 法。
(3)据图中信息可以推测, (填“促进”或“抑制”)Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中 的供应都将有利于维持类囊体腔内的H+浓度,从而有利于膜蛋白PSBS发挥作用。过度光照将会激活膜蛋白PSBS,其对植物生长的意义是 。
11.图甲是大豆叶肉细胞中光合作用过程示意图。PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收、利用光能和进行电子传递。光反应中经过一系列的电子传递,在图中膜两侧建立H+电化学梯度。图中①~③表示生理过程,A~C表示物质。图乙为某研究机构研究温度对大豆光合作用与呼吸作用的影响时所绘制的曲线。请回答下列问题:
(1)图甲中PSⅠ和PSⅡ所在膜结构的名称为 。过程③表示 ,过程③的进行需要光反应提供 。
(2)图甲中物质A代表 ,若由适宜光照突然转至黑暗环境,短时间内A的变化情况是 。
(3)图甲中物质C的化学本质是 ,其作用有 。
(4)据图乙可知,大豆生长的最适温度是 ,白天,37 ℃时该植物产生ATP的场所有 ,此时光合作用吸收的CO2来自 。
课时跟踪检测(二十一)
1.选C 鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法,证明光合作用中氧气来自水,C错误。
2.选B 从希尔反应和阿尔农发现,不能得出NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上,B错误。
3.选C 如果突然中断CO2的供应,CO2的固定减弱,消耗的C5减少,生成C3的量减少,短时间内光照不变,产生的ATP和NADPH不变,C3还原速率不变,则C5的生成不变,故C3相对含量减少,C5相对含量增多,C正确。
4.选D 由题意并结合题图分析可知,两种类囊体相互连接形成了一个连续的膜系统,A正确;叶绿体中的光合色素分布在基粒类囊体上,光合色素能捕获光能,因此基质类囊体和基粒类囊体的比例会影响叶绿体对光能的捕获和利用,B正确;基粒类囊体扩展了受光面积,可提高光能的利用率,C正确;光合作用暗反应进行的场所是叶绿体的基质,D错误。
5.选B 物质a表示NADPH,A正确;物质b表示ATP,B错误;阶段Ⅰ表示光反应,发生在叶绿体类囊体薄膜上,C、D正确。
6.选D 由图可知,①过程代表有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上,②过程代表水的光解,发生在类囊体薄膜上。提取叶绿素应选用成熟叶片,该色素在生物膜乙上有分布,A错误;停止光照,图中②过程会先停止,①过程不会停止,B错误;大豆叶肉细胞内呼吸作用消耗的O2,可能来自自身光合作用,C错误;突然停止CO2供应,短时间内CO2的固定减弱,则C3含量下降,C3的还原减慢,叶绿体中ATP和NADPH堆积,其含量短时间内会升高,D正确。
7.选D 由题意及题表分析可知,本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段,A正确;每组照光后需将小球藻进行处理将其杀死,才能测定放射性物质分布,以防止细胞内化学反应的持续进行而使碳元素转移,从而干扰实验结果,B正确;60 s后,放射性出现在磷酸化糖类和氨基酸、有机酸等中,说明14CO2中的14C经转移可进入氨基酸、有机酸中,C正确;CO2进入叶绿体后,最先形成的主要物质是3⁃磷酸甘油酸(三碳化合物),D错误。
8.选A 物质D是ATP和NADPH,光反应将光能转化为ATP和NADPH中的化学能,A错误;场所Ⅰ为叶绿体基质,是暗反应的场所,暗反应阶段的化学反应需要酶的催化,故酶的活性是影响场所Ⅰ处光合速率的因素之一,B正确;物质F为C5,若其他条件不变,光照强度突然变强,光反应产生的ATP和NADPH增多,C3还原增加,而CO2的固定速率(C5的消耗速率)暂时不变,则短时间内C5的相对含量将增加,C正确;若磷酸转运器的活性受抑制,叶绿体内磷酸丙糖的浓度增加,从叶绿体外运进的磷酸减少,淀粉积累增多,从而导致卡尔文循环被抑制,甜瓜的光合速率将降低,D正确。
9.选A 根据光照时间缩短至几分之一秒的结果可知,C3是CO2被固定的第一个产物,A符合题意;结合(1)(2)可知,C3进一步反应生成C5和葡萄糖,B不符合题意;根据C3和C5的含量维持稳定而含放射性的糖类不断增加可知,C3是暗反应的中间产物,糖类是终产物,C不符合题意;根据光照停止时,C3明显增加,C5明显减少可知,光照与C3和C5的转化有关,且C3转化为C5需要依赖光反应的产物,D不符合题意。
10.解析:(1)分析题图可知,H+通过Z蛋白顺浓度梯度运出类囊体,该过程可以促进物质C(ATP)的合成。叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。采用纸层析法分离色素时,注意滤纸上的滤液细线要高于层析液液面,以避免光合色素溶解在层析液中。
(2)分析题图可知,物质E表示CO2,若图中CO2浓度突然降低至一半,则暗反应过程中CO2与C5的结合减弱,但短时间内C5的生成不受影响,则短时间内C5的含量将升高。追踪CO2中碳元素的去向常用同位素标记法。
(3)分析题意可知,H+通过Z蛋白顺浓度梯度运出类囊体,所以抑制Z蛋白的活性将有利于维持类囊体腔内的H+浓度;同时H+和物质D(NADP+)反应生成NADPH,所以阻断卡尔文循环中CO2的供应可以减少NADPH的消耗,因此将有利于维持类囊体腔内的H+浓度。过度光照将会激活膜蛋白PSBS,导致电子不能传递给物质D(NADP+),抑制光反应中水的光解,导致过量的光能不能转变为化学能,从而防止强光对植物细胞造成损伤。
答案:(1)ATP 红光和蓝紫 层析液液面 (2)升高(或增加) 同位素标记 (3)抑制 物质E(或CO2) 可防止强光对植物造成损伤
11.解析:(1)PSⅠ和PSⅡ分别是光系统 Ⅰ 和光系统 Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收、利用光能进行电子传递,所以其所在膜结构的名称为类囊体薄膜。过程②表示CO2的固定;过程③为C3的还原,进行过程③需要光反应提供NADPH和ATP。
(2)图甲中物质A代表C5(五碳化合物);若由适宜光照突然转至黑暗环境,则光反应产生的ATP和NADPH减少,暗反应中C3被还原产生的C5减少,而短时间内C5与CO2结合生成C3的反应暂不变,因此短时间内C5的含量下降。
(3)图甲中物质C属于膜蛋白,化学本质是蛋白质,据图分析,其作用有催化ATP的合成、运输H+。
(4)据图乙可知,光照条件下的放氧速率表示净光合速率,35 ℃时植物净光合速率最大,故大豆生长的最适温度是35 ℃。白天,37 ℃时该植物既要进行光合作用,也要进行呼吸作用,故此时产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体;此时,光合作用强度大于细胞呼吸强度,故光合作用吸收的CO2来自自身呼吸作用产生的CO2和从外界吸收的CO2。
答案:(1)类囊体薄膜 C3的还原 NADPH和ATP (2)C5(或五碳化合物) 减少 (3)蛋白质 催化ATP的合成、运输H+
(4)35 ℃ 细胞质基质、叶绿体、线粒体 自身呼吸作用产生的CO2和从外界吸收的CO2
实验组别
光照时间/s
放射性物质分布
1
2
3-磷酸甘油酸(三碳化合物)
2
20
12种磷酸化糖类
3
60
除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等
资料
推论
(1)将光照时间逐渐缩短至几分之一秒，发现90%的放射性物质是一种C3
①
(2)经过5 s光照后，检测到含有放射性的C5和葡萄糖
②
(3)在适宜光照和CO2充足的条件下，C3和C5的含量很快达到稳定状态，含有放射性的糖类不断增加
③
(4)当停止光照时，C3明显增加，C5明显减少
④