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(共55张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第4节　光合作用与能量转化
第2课时　光合作用的原理
课标要求 核心素养
1.了解光合作用的探究历程，说出光合作用的概念。
2．通过对光合作用光反应阶段和暗反应阶段相关实验研究的思考和讨论，说明光合作用过程，并从物质与能量观的视角，阐明光合作用原理，认同人类对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的。 1.生命观念：阐明在光合作用过程中物质与能量的变化，初步建立生物学的物质与能量观。
2．科学思维：分析光合作用过程图示，归纳与概括光反应与暗反应的过程及异同。
3．科学探究：体验和学习光合作用的探究历程中的科学实验设计思路。
必备知识　自主梳理
?光合作用的概念及探索历程
1．光合作用概念
(1)场所：绿色植物的__________。
(2)原料：__________________。
(3)能量来源：________。
(4)产物：______________________。
(5)实质：________________________。
(6)光合作用的反应式：______________________________________
叶绿体
CO2和H2O
光能
(CH2O)和O2
合成有机物，储存能量
2．光合作用探索历程的经典实验
希尔实验 证明离体叶绿体在适当条件下发生水的光解产生________
鲁宾和卡门的实验 发现光合作用中O2来源于______
阿尔农实验 发现光照下叶绿体可合成__________且该过程总与水的光解相联系
卡尔文实验 探明__________中的碳转化成__________中的碳的途径
氧气
水
ATP
CO2
有机物
鲁宾、卡门和卡尔文实验运用的共同的科学方法是什么？
提示：同位素示踪法。
?光合作用的过程
1．填写阶段名称及序号代表的物质
Ⅰ__________；Ⅱ__________；
①________；②__________；③______________；④_________；⑤________。
光反应
暗反应
O2
ATP
NADPH
C5
C3
2．图示Ⅰ阶段——光反应阶段
(1)场所：________________。
(2)叶绿体中色素吸收的光能有两方面用途：
①将水分解为氧和H＋，H＋与NADP＋结合形成______________。
②使ADP与Pi反应形成__________。
(3)能量变化：将光能转化为储存在______________________中活跃的化学能。
类囊体的薄膜
NADPH
ATP
ATP和NADPH
3．图示Ⅱ阶段——暗反应阶段
(1)场所：________________。
(2)过程
①CO2的固定：CO2与C5结合，形成________。
②C3的还原：在有关酶的催化作用下，C3接受_________________ 释放的能量，并且被______________还原。
③C3有两个去向：转化为________；形成C5，继续参与__________。
(3)能量变化：NADPH、ATP中活跃的化学能变为_____________ ___________。
叶绿体的基质
C3
ATP和NADPH
NADPH
糖类
暗反应
有机物中稳
定的化学能
4．光反应与暗反应之间的联系
光反应为暗反应提供______________________，暗反应为光反应提供____________________________。
NADPH和ATP
NADP＋、ADP和Pi
(1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应。(　 　)
(2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜。(　 　)
(3)光合作用中ADP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜。(　 　)
(4)光合作用过程中产生的ATP可以为细胞内的各项生命活动提供能量。(　 　)
(5)14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。(　 　)
×
×
√
×
×
(6)光反应的过程不需要酶的参与。(　 　)
(7)适宜光照条件下，叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质。(　 　)
(8)希尔反应是离体叶绿体在适当条件下发生水的光解产生O2的化学反应。(　 　)
×
√
√
【解析】　(1)光反应阶段必须是在有光的条件下进行，而暗反应阶段在有光、无光条件下都能进行，但需光反应提供NADPH和ATP，故暗反应不能长期在无光环境中进行。(2)光反应为暗反应提供ATP、NADPH，ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质。(3)暗反应为光反应提供ADP和Pi，ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜。(4)光合作用的光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应，不用于其他生命活动。(5)14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O)[＋14C5]。(6)光反应中水的光解不需要酶催化，NADPH、ATP的合成需要酶的参与。
合作探究　能力提升
●情境解读
科学探索：
资料1　1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出O2。
资料2　科学家在黑暗时把叶绿体基粒放在pH＝4的溶液中，让基粒类囊体膜腔的pH值下降至4，然后将基粒移入pH＝8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中(如图)。一段时间后，有ATP产生。
任务一：分析光合作用的探索过程
实验结果：A为O2，B为18O2
资料4　1954年，美国科学家阿尔农的离体叶绿体实验过程及结果如下：
组别 条件 过程 现象
1 黑暗 提供CO2、NADPH、ATP 产生(CH2O)
2 黑暗 提供CO2，不提供NADPH、ATP 不产生(CH2O)
3 光照 提供CO2，不提供NADPH、ATP 产生(CH2O)
资料5　1946年，美国的卡尔文用小球藻进行实验，向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到5 s时，14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中，将反应时间缩短到0.5 s时，14C出现在一种三碳化合物(C3)中。又通过实验发现如果光照下突然中断CO2供应，C3急剧减少而C5增加。
●问题探究
1．根据资料1，尝试补充完整希尔的实验表达式。
2．资料2说明基粒类囊体合成ATP的条件是什么？
提示：类囊体膜内外存在H＋浓度差。
3．资料3可得出什么结论？
提示：该实验可以证明光合作用产生的O2来自H2O，不来自CO2。
4．通过对资料4的分析，可以得出什么结论？
提示：CO2转化成(CH2O)需要光反应提供的ATP和NADPH。
5．根据资料5构建CO2转化成有机物过程中C转移途径的模型。
●典例剖析
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。希尔反应是：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，不正确的是(　　)
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NADPH和ATP
【解析】　由题中的希尔反应可知：光合作用产生的O2来自参与反应的水，A正确；从希尔和阿尔农的实验发现中，无法得出NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上，B错误；希尔反应和有机物的合成是分别进行的，在光下积累NADPH和ATP，在暗处产生有机物，C正确；由题意可知，希尔反应在光下进行，有光时积累的NADPH和ATP，在暗处可用来合成有机物，故D正确。故选B。
1．卡尔文为了探明暗反应中碳原子的转移途径，给植物提供14CO2，当反应进行至第5 s时，14C出现在一种C5和一种C6中，当缩短时间到0.5 s时，14C出现在一种C3中，下列相关叙述错误的是(　　)
A．用14C标记CO2的目的是追踪CO2中的碳原子
B．卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径
C．若适当延长反应时间，则会检测到更多种含14C的化合物
D．该实验研究暗反应，因此应该在黑暗环境中进行该实验
【解析】　该实验中用14C标记CO2的目的是追踪CO2中的碳原子，便于根据放射性检测碳原子的转移途径，A正确；卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径，在不同的时间点检测，能探明碳元素的转移途径，B正确；若适当延长反应时间，则14C会转移到更多的中间产物中，C正确；该实验研究暗反应，但暗反应的进行需要光反应提供的[H]和ATP，因此该实验要在光照条件下进行，D错误。故选D。
●归纳提升
1．希尔反应可以证明O2来自H2O，但不能确定O2全部来自H2O。因为该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到O元素的转移。若要证明氧气全部来自H2O，可采用同位素标记的方法加以证明。
2．希尔反应可以说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，因为悬浮液中没有合成糖的另一种必需原料——CO2，说明水的光解并非必须与糖的合成相关联。
3．希尔反应中，H2O为电子供体，Fe3＋为电子受体，Fe3＋代替了光合作用中NADP＋的作用。
4．鲁宾和卡门所用的同位素18O为稳定性同位素，无放射性，根据质量的不同进行标记示踪。卡尔文所用的14C为放射性同位素，根据放射性进行示踪。
●情境解读
图形情境：如图是光合作用中相关物质的转化关系图，据图回答问题。
任务二：分析光合作用的过程
●问题探究
1．在无光条件下，暗反应能否持续进行？为什么？
提示：不能。因为无光条件下，光反应的产物ATP和NADPH停止产生，暗反应将无法持续进行。
2．若暗反应停止，光反应能否持续进行？为什么？
提示：不能。暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP＋，若暗反应停止，光反应不能持续进行。
3．停止光照，CO2供应不变，据图推导出相关过程中物质含量的变化：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
提示：①减少；②减弱；③不变；④减少；⑤上升；⑥不变；⑦减少；⑧下降；⑨减少。
4．夏季中午，气孔关闭后，会导致CO2供应不足，短时间内叶绿体中C3和C5的含量会发生怎样的变化？
提示：C3下降，C5上升。
●典例剖析
拟南芥的叶肉细胞中，含有PSⅡ和PSⅠ，其是由蛋白质和光合色素组成的复合物，具有吸收、传递、转化光能的作用，下列叙述错误的是(　　)
A．PSⅡ中的色素吸收光能后，可将H2O分解为O2和H＋，并产生电子传递给PSⅠ用于将NADP＋和H＋结合形成NADPH
B．图示结构上发生的能量转换是光能→活跃的化学能
C．在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATP
D．自然界中能发生光合作用的生物，不一定具备PSⅡ和PSⅠ
【解析】　在光反应过程中，光能使绿色植物的叶绿素产生高能电子从而将光能转变成电能。然后电子通过叶绿体类囊体薄膜中的电子传递链传递，并将H＋从叶绿体基质传递到类囊体腔，建立电化学质子梯度，用于ATP的合成。光反应的最后一步是高能电子被NADP＋接受，使其被还原成NADPH。光反应的场所是类囊体。图中显示，PSⅡ中的色素吸收光能后，可将H2O分解为O2、H＋和电子，产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP＋和H＋结合形成NADPH，A正确；图中显示，光反应过程实现了由光能转换为电能，再由电能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，B错误；由图可知，H＋顺浓度梯度转运出类囊体，该过程可提供分子势能，在ATP合成酶的作用下，促进ADP和Pi合成ATP，C正确；由题图可知，PSⅡ和PSⅠ都分布在叶绿体类囊体薄膜上，自然界中能发生光合作用的生物，不一定有叶绿体类囊体薄膜，因此不一定具备PSⅡ和PSⅠ，如蓝细菌，D正确。故选B。
2.根据如图所示光合作用图解，判断下列说法正确的是(　　)
A．⑤过程发生于叶绿体基质中
B．⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上
C．图示①～④依次为NADPH、ATP、CO2、(CH2O)
D．②不仅用于还原C3化合物，还可促进③与C5的结合
【解析】　图中⑤表示光反应阶段，其发生于叶绿体类囊体薄膜上，A错误；图中⑥为暗反应过程，其发生于叶绿体基质中，B错误；根据以上分析已知，图中①是NADPH，②是ATP，③是CO2，④是(CH2O)，C正确；②是ATP，是光反应的产物，用于暗反应过程中还原C3化合物，而③(二氧化碳)与C5结合形成C3不消耗ATP，D错误。故选C。
●归纳提升
1．光合作用过程的图解
2．光反应和暗反应的区别
比较项目 光反应 暗反应
实质 光能转化为化学能，并放出O2 固定CO2，形成有机物
时间长短 短促 较缓慢
需要条件 色素、光照、酶 不需要色素和光，需要多种酶
反应场所 叶绿体类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中
比较项目 光反应 暗反应
能量变化 光能→NADPH、ATP中活跃的化学能 NADPH、ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
相应产物 O2、NADPH和ATP 糖类等有机物
3.光反应和暗反应的联系
(1)光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi，即两个反应阶段相辅相成，密切联系。
(2)没有光反应，暗反应缺乏NADPH和ATP，无法进行；暗反应受阻，光反应因产物积累也不能正常进行，可见，二者相互制约。
4．理清光合作用中元素的去向
5．外界条件改变对光合作用中有关物质含量的影响
(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。
示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化
(2)物质含量变化(短时间内)
课堂达标　巩固训练
1．在光合作用的研究历程中，科学家做了大量的实验，下表中有关科学家和实验结论对应不正确的是(　　)
【解析】　鲁宾和卡门用同位素标记法，发现植物光合作用释放的氧气来自于水，A正确；卡尔文用14C标记的CO2，供小球藻进行光合作用，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，B正确；恩格尔曼用水绵和需氧细菌作为实验材料，证明氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，C正确；希尔反应是在没有CO2的条件下发生的，证明了水的光解产生氧气，D错误。故选D。
2．如图所示为叶绿体中的某种结构及其上发生的物质和能量变化，下列叙述错误的是(　　)
A．图中的①表示水
B．叶绿体中与光合作用有关的色素都分布在结构②上
C．光能转变为活跃的化学能
D．该过程产生的NADPH、O2和ATP都能用于暗反应
【解析】　题图中的结构表示叶绿体的类囊体，①表示水，A正确；叶绿体中与光合作用有关的色素都分布在结构②类囊体膜上，B正确；类囊体膜上进行的是光反应阶段，可以将光能转变为ATP、NADPH中的化学能，C正确；NADPH和ATP都能用于暗反应，O2不能用于暗反应，D错误。故选D。
3．下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是_______、_____________、_______________、_______，[H]代表的物质主要是_________________________________。
O2
NADP＋
ADP＋Pi
C5
NADH(或答：还原型辅酶Ⅰ)
(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是___________________________。
C和D
在缺氧条件下进行无氧呼吸
【解析】　(1)由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应，图中类囊体膜上发生水的光解，产生NADPH和①氧气；暗反应阶段消耗ATP和NADPH，产生②NADP＋、③(ADP和Pi)；暗反应过程为卡尔文循环，CO2＋C5化合物→2C3化合物(二氧化碳的固定)，所以④为C5。呼吸作用的第一阶段的场所为C细胞质基质，在第一阶段中，各种能源物质遵循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A；呼吸作用的第二、三阶段的场所为D线粒体，在第二阶段中，乙酰辅酶A(乙酰CoA)的二碳乙酰基，通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子；在第三阶段中，氢原子进入电子传递链(呼吸链)，最后传递给氧，与之生成水。呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I(NADH)。(2)植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有：光合作用光反应阶段(A)和有氧呼吸的三个阶段(C和D)。(3)酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。
课时小结第5章　第4节　第2课时
课时跟踪　分层训练
学业考达标练
一、选择题
1．植物叶肉细胞呼吸作用产生的CO2，除了一部分释放到外界以外，还有一部分可以在其自身细胞中经过“某种生理过程”后合成糖类等有机物，该生理过程是(　　)
A．无氧呼吸 B.有氧呼吸
C．光合作用 D.细胞代谢
【解析】　无氧呼吸一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为尚未彻底氧化的产物，同时释放出少量能量的过程，不符合题意，A错误；有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程，不符合题意，B错误；光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程，符合题中所述“某种生理过程”，C正确；细胞代谢是细胞内所发生的用于维持生命的一系列有序的化学反应的总称，不符合题意，D错误。故选C。
2．鲁宾和卡门用HO和CO2作为原料进行光合作用实验，下列符合实验结果的是(　　)
A．释放的氧气全是O2
B．释放的氧气一部分是O2，一部分是18O2
C．释放的氧气全是18O2
D．释放的氧气大部分是O2，少部分是18O2
【解析】　鲁宾和卡门用HO和CO2作为原料进行光合作用实验，其目的是探究光合作用释放出的O2的来源，通过检测，光合作用产生的O2全部来源于水，所以释放的氧气全是18O2，C正确。故选C。
3．如图表示夏季晴朗的白天植物叶绿体中C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而产生的变化，下列对这一环境因素的改变分析正确的是(　　)
A．突然停止光照 B.突然增加CO2浓度
C．降低环境温度 D.增加光照强度
【解析】　突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少，A错误；突然增加CO2浓度，CO2与C5固定形成的C3增加，则消耗的C5增加，故C5的含量将减少，B错误；降低环境温度，酶的活性降低，光合作用的过程均会变慢，故C3和C5的含量都将减少，C错误；增加光照强度，光反应产生的[H]和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2与C5反应形成C3的过程不变，故C3的含量将减少，C5的含量将增加，D正确。故选D。
4．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．该反应的场所是类囊体的薄膜
B．C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶
C．提高温度一定能促进(CH2O)的生成
D．无光条件有利于暗反应进行
【解析】　题图表示光合作用的暗反应阶段，其反应场所是叶绿体基质，该过程在有光和无光条件下均能进行，但需要多种酶催化、充足的CO2、光反应提供的NADPH、ATP及适宜的温度等条件，适当提高温度可以提高酶的活性，加快反应速率，但超过一定的温度范围，提高温度会使酶的活性降低，反应速率减慢。故选B。
5．A.Benson与M.Calvin于1949年采用放射性同位素自显影技术对光合作用进行研究。以下是他们研究过程的简述：往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同的光照时间后立即杀死小球藻。从培养液中提取出产生的放射性物质进行分析。结果如下：
实验组别 光照时间(s) 放射性物质分布
1 20 12种磷酸化糖类
2 60 除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等
3 2 大量3-磷酸甘油酸
请根据上述实验资料分析，下列选项错误的是(　　)
A．本实验原料只有CO2，暗反应的产物是有机物
B．CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是3-磷酸甘油酸
C．实验结果还说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等
D．从CO2进入叶绿体到产生有机物的整个过程看，产生的有机物主要是磷酸化糖类
【解析】　光合作用所需要的原料除了二氧化碳还有水，A错误；从表中可以看出，放射性首先出现在3－磷酸甘油酸中，B正确；60 s后，放射性出现在除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等，C正确；从表中可以看出，产生的有机物主要是磷酸化糖类，D正确。故选A。
6．离体的叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，若改变某一条件，则叶绿体中ATP和O2的相对含量变化如图所示，则改变的条件是(　　)
A．光照由强到弱，CO2供应不变
B．光照由弱到强，CO2供应不变
C．光照不变，CO2供应由充足到不足
D．光照不变，CO2供应由不足到充足
【解析】　光反应利用光能将水分解，释放O2，同时合成ATP，暗反应消耗ATP将三碳化合物还原。图中O2相对含量降低，表明光反应减弱，而光反应减弱不会导致ATP相对含量增加，应是暗反应消耗的ATP减少，导致ATP积累，从而限制了光反应，导致O2含量下降，由此可推测应是CO2供应减少。故选C。
7．如图是光合作用过程的图解，其中A～G代表物质，a、b、c代表生理过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．图中a过程发生在类囊体薄膜上
B．若光照突然停止，短时间内叶绿体中F的含量会增加
C．c过程是CO2固定，发生在叶绿体基质中
D．E接受C和NADPH释放的能量并被NADPH还原
【解析】　F为C5，若光照突然停止，光反应停止，ATP和NADPH减少，C3的还原减弱，形成的C5减少，CO2量不变，CO2固定过程消耗的C5不变，短时间内叶绿体中C5的含量会减少，B错误。故选B。
二、非选择题
8．如图是光合作用过程的图解。请据图回答下列问题：
(1)图中Ⅰ和Ⅱ分别表示光合作用过程的_光反应__和_暗反应__阶段，发生的场所分别是_类囊体薄膜__、_叶绿体基质__；光合作用过程中能量的转化过程是由_光能__转化为_ATP、NADPH中活跃的化学能__，再转化为_有机物中稳定的化学能__。
(2)图中①代表的物质是_O2__，③是_ATP__。
(3)图中B过程表示三碳化合物的_还原__。若光照突然停止，则短时间内叶绿体中C5的含量会_减少__。
(4)夏季晴朗的白天12时左右，由于叶片气孔关闭，图中_Ⅱ(或A)__过程首先受到影响，导致光合作用强度减弱。
【解析】　(1)Ⅰ为光反应阶段，发生于类囊体薄膜，将光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能。Ⅱ为暗反应阶段，发生于叶绿体基质，将ATP、NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。(2)略。(3)若光照突然停止，则光反应受阻，产生的ATP、NADPH减少，则C3还原生成C5的反应减慢，C3增多C5减少。(4)叶片气孔关闭，CO2的吸收减少，首先影响的CO2固定，即图中的A。
选择考提升练
一、选择题
1．下表是与光合作用相关的实验探究，下列叙述错误的是(　　)
组别 实验材料 实验试剂或处理方法 实验记录
1 水绵和好氧细菌 在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵 观察细菌分布的部位
2 某种植物 给两种植物分别提供HO、CO2和H2O、C18O2 测定氧气的相对分子质量
3 小球藻 提供适宜的光照和14CO2 追踪检测放射性14C的去向
4 菠菜叶 无水乙醇、层析液等 色素带的宽度、位置与颜色
A.第1组实验除了能证明产生氧气的场所是叶绿体，还能证明氧气产生需要光照
B．第2组实验证明了光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自H2O
C．第3组实验C3晚于C5出现放射性
D．第4组实验若加入无水乙醇过多，可导致色素带颜色变浅
【解析】　第1组实验感光部位在叶绿体，好氧细菌集中分布在感光部位，能证明产生氧气的场所是叶绿体，还能证明氧气产生需要光照，A正确；第2组实验利用同位素标记法，根据O2的标记情况，证明了光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自H2O，B正确；第3组实验，14CO2和C5反应，产生14C3，所以C3应早于C5出现放射性，C错误；第4组实验若加入无水乙醇过多，可导致色素溶液被稀释，从而导致色素带颜色变浅，D正确。故选C。
2．1937年，植物学家希尔将叶绿体分离后置于试管中，加入1%的DCPIP(DCPIP是一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色，被还原时是无色的)后，将试管置于光下，发现溶液由蓝色变成无色并放出O2，以上实验证明了(　　)
A．光合作用产生的O2来自H2O
B．光合作用的过程中能产生还原剂和O2
C．光合作用的光反应在类囊体上进行
D．光合作用的暗反应在叶绿体基质中进行
【解析】　判断光合作用产生的O2的来源需用同位素示踪法，本实验无法判断光合作用产生的O2的来源，A错误；溶液由蓝色变成无色，说明产物中有还原态氢，并放出O2，故说明光合作用的过程中能产生还原剂和O2，B正确；本实验不能判断光合作用的光反应和暗反应的场所，C、D错误。故选B。
3．光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，参与暗反应必需的物质是(　　)
A．H2O、CO2、ADP B.CO2、[H]、ATP
C．H2O、CO2、ATP D.[H]、H2O、ADP
【解析】　光合作用暗反应过程包括CO2的固定和C3的还原，需要NADPH作为还原剂和酶的催化，并消耗能量由ATP(和NADPH)提供，所以参与暗反应必需的物质是CO2、NADPH、ATP，B正确。故选B。
4．如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是(　　)
A．图中物质甲转变成乙一定需要消耗光反应提供的ATP
B．图中Ⅱ阶段所改变的环境条件一定是降低了光照强度
C．Ⅱ阶段甲上升一定是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累
D．若改变的环境条件是降低CO2浓度，则Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段的低
【解析】　图中甲为五碳化合物，乙是三碳化合物，五碳化合物转变为三碳化合物的过程为CO2的固定，该过程不需要消耗光反应提供的ATP，A错误；图中Ⅱ阶段若降低CO2的浓度，二氧化碳的固定减少，三碳化合物的合成降低，去路暂时不变，导致三碳化合物含量下降，五碳化合物含量上升，也符合图中曲线，B错误；Ⅱ阶段甲上升不一定是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累，C错误；若降低CO2浓度，则光饱和点也将降低，D正确。故选D。
5．光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需能量分别来自(　　)
A．呼吸作用产生的ATP和光能
B．都是呼吸作用产生的ATP
C．光能和光反应产生的ATP
D．都是光反应产生的ATP
【解析】　光合作用过程中，光反应阶段，水的分解需要的能量来自光能；暗反应阶段三碳化合物还原形成糖类需要的能量来自光反应产生的NADPH和ATP中的活跃的化学能。故选C。
6．如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述错误的是(　　)
A．图中膜结构表示叶绿体内膜，B侧为叶绿体基质
B．图示过程的能量变化是光能转变成ATP和NADPH中活跃的化学能
C．甲表示色素分子，其中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
D．图示光反应部分过程，水分解为氧和H＋的同时还产生电子
【解析】　图示为叶绿体的类囊体薄膜，A侧为叶绿体基质，A错误；图示过程为光反应，能量变化是光能转变成ATP和NADPH中活跃的化学能，B正确；甲表示色素分子，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；光反应中水的光解除产生O2和H＋外还产生了电子，D正确。故选A。
7．光合作用过程包括光反应和暗反应，如图表示光反应与暗反应的关系，据图判断，下列叙述不正确的是(　　)
A．光反应为暗反应提供ATP和NADPH
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薄膜到叶绿体基质
D．植物在暗处可大量合成(CH2O)
【解析】　植物在暗处，由于没有光照，产生的ATP和NADPH不足，导致暗反应不能持续进行，产生的(CH2O)减少，D错误。故选D。
二、非选择题
8．如图是某植物体内进行的某种活动，据图完成问题。
(1)该生理活动的名称是_光合作用__。该生理活动是在叶肉细胞内被称为_叶绿体__的细胞器中进行的。
(2)图中字母A、B、C各自所代表的物质的名称是A：_ATP__，B：_NADPH__，C：_(CH2O)__。
(3)在Ⅰ中，能量的变化是_光能→活跃化学能__；在Ⅱ中能量的变化是_活跃化学能→稳定化学能__。
(4)此生理过程中，A移动的方向是_从类囊体薄膜到叶绿体基质__。
【解析】　(1)图示为植物的光合作用过程，包括光反应阶段和暗反应阶段，光合作用的场所是叶绿体。(2)分析可知，图中A表示ATP，B表示NADPH，C表示有机物(CH2O)。(3)图中Ⅰ表示光反应阶段，发生的能量变化是光能→活跃化学能；Ⅱ表示暗反应阶段，发生的能量变化是活跃化学能→稳定化学能。(4)光反应中ATP是在类囊体薄膜上产生，然后从类囊体薄膜转移到叶绿体基质中用于暗反应。
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