高中生物 第四章 光合作用和细胞呼吸 第二节 光合作用第2课时光合作用的过程练习 苏教版必修1.docx

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第2课时　光合作用的过程

目标导航

　1.读图4—13，掌握叶绿体的结构。

2.结合教材P75，分析光合作用的过程，并比较光反应和暗反应。

一、光合作用的主要场所：

叶绿体（阅读P75）

二、光合作用的过程（阅读P75～76）

1.两个阶段

（1）光反应：

发生在叶绿体的类囊体膜上，必须在有光的条件下才能进行。

类囊体膜上的叶绿素等光合色素，具有吸收、传递和转换光能的作用。

（2）暗反应：

发生在叶绿体的基质中，在有光和无光的条件下都能进行。

2.变化过程

（1）光反应中的化学反应

①水的光解：

光合色素吸收光能，将水分子裂解成O2和H＋，氧直接以分子形式释放出去，H＋进一步变成高能态的[H]。

②ATP的合成：

在酶的催化下，捕获的光能还用于合成ATP。

（2）暗反应中的化学反应

①CO2的固定：

在酶的作用下，一分子CO2和一分子五碳化合物结合形成两分子三碳化合物。

②三碳化合物的还原：

在酶的作用下，三碳化合物接受ATP释放出来的能量并被[H]还原。

③五碳化合物的再生：

一些三碳化合物经过复杂的变化，又形成五碳化合物，其可循环往复地参与暗反应阶段的化学反应。

④糖类等物质的形成：

一些三碳化合物接受能量后被逐步还原成糖类等物质。

⑤ADP的形成：

ATP被利用后形成ADP和Pi。

3.光合作用的概念

绿色植物通过叶绿体吸收光能，将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2，同时将光能转化为化学能储存在糖类和其他有机物中的过程。

4.总反应式：

CO2＋H2O

（CH2O）＋O2。

一、叶绿体

1.结构

（1）外膜和内膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。

（2）由类囊体堆叠而成基粒，增大了膜面积。

（3）类囊体的膜上分布着能够吸收、传递和转换光能的色素，膜上还分布着与光反应有关的酶。

（4）叶绿体基质中含有与暗反应有关的酶，还含有少量的DNA和RNA。

2.功能：

真核生物光合作用的场所。

1.与光合作用有关的酶分布在何处？

答案　与光合作用有关的酶分布在类囊体的膜上和叶绿体基质中。

2.叶绿体增大光合作用面积的方式是什么？

答案　类囊体堆叠成基粒，扩大了膜面积。

3.为什么说叶绿体是光合作用的主要场所？

答案　叶绿体是真核生物进行光合作用的场所，但原核生物如蓝藻虽然没有叶绿体，但有叶绿素和藻蓝素，也可以进行光合作用。

1.下面有关叶绿体的叙述，正确的是（　　）

A.叶绿体色素都分布在类囊体膜上

B.叶绿体的色素分布在外膜和内膜上

C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中

D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上

问题导析

（1）叶绿体的色素只分布在类囊体膜上，内膜和外膜无色素分布。

（2）在叶绿体的类囊体膜上和基质中，含有多种进行光合作用的酶。

答案　A

一题多变

判断正误：

（1）没有叶绿体的生物无法进行光合作用。

（　　）

（2）植物细胞都有叶绿体，叶绿素分布于叶绿体的外膜和内膜上。

（　　）

（3）与光合作用有关的酶分布于类囊体和基质中。

（　　）

（4）叶绿体内有许多类囊体，极大地扩大了受光面积。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√

二、光合作用的过程

1.过程图解

2.光反应和暗反应的区别与联系

项目

光反应

暗反应

实质

光能转换为化学能，并放出O2

同化CO2形成有机物

条件

需叶绿素和光、酶

不需叶绿素和光，需要多种酶

场所

在叶绿体内的类囊体的膜上进行

在叶绿体内的基质中进行

物质

转化

（1）水的光解：

2H2O

4[H]＋O2

（2）ATP的生成：

ADP＋Pi

ATP

（1）CO2的固定：

CO2＋C5

2C3

（2）C3的还原：

能量

转换

光能―→ATP中活跃的化学能

ATP中活跃的化学能―→（CH2O）中稳定的化学能

联系

光反应为暗反应提供[H]、能量ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi

注：

C3即三碳化合物，C5即五碳化合物。

1.试利用同位素示踪法，分析光合作用过程中各元素的转移途径。

（1）用放射性同位素分别标记H2O中的H和O，放射性的去向如何？

答案　H：

H2O→[H]→（CH2O）；O：

H2O→O2。

（2）若标记CO2中的14C呢？

答案　14CO2→C3→（CH2O）。

（3）写出光合作用的总反应式并标出光合作用各元素的去向。

答案　CO2＋H2O

（CH2O）＋O2

2.在无光条件下，暗反应能否长期进行？

答案　不能，无光条件下，不能进行光反应，无法为暗反应提供[H]和ATP，所以暗反应不能长期进行。

3.试分析叶绿体中ATP、ADP的运动方向。

答案　

（1）ATP：

类囊体膜→叶绿体基质。

（2）ADP：

叶绿体基质→类囊体膜。

2.叶绿体是植物进行光合作用的场所。

下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是（　　）

A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内

B.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中

C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上

D.光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的

答案　D

解析　本题考察光合作用的有关知识。

光合作用的过程分为两个阶段：

光反应和暗反应。

光反应依靠类囊体膜上的色素吸收光能把水分解成氧气和[H]同时产生ATP的过程。

暗反应是利用光反应的产物在叶绿体的基质中固定CO2产生有机物的过程。

一题多变

判断正误：

（1）水的分解发生在叶绿体类囊体的膜上。

（　　）

（2）光反应和暗反应中都有许多酶参与。

（　　）

（3）[H]在光反应和暗反应中都起还原作用，并将能量转移到糖类分子中。

（　　）

（4）水的分解及三碳化合物形成糖类所需要的能量来自ATP。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）×

1.下面为叶绿体结构示意图，有关叶绿体结构与功能的叙述错误的是（　　）

A.①和②具有选择透过性功能

B.③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶

C.③和④中都有与光合作用有关的酶

D.只有具有叶绿体的细胞才能进行光合作用

答案　D

解析　叶绿体是光合作用的主要场所，有叶绿体可进行光合作用，但是有的生物没有叶绿体也可进行光合作用，如蓝藻。

2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。

光能的吸收发生在叶绿体的（　　）

A.内膜上B.基质中

C.类囊体膜上D.各部位上

答案　C

解析　生物体的结构和功能是相适应的，叶绿体之所以能吸收光能进行光合作用，是因为在叶绿体的类囊体膜上有吸收光能的色素和与光合作用有关的酶。

3.绿色植物光合作用需要水，下列关于水在光下分解的叙述正确的是（　　）

A.发生在叶绿体基质中

B.产物为氢气和氧气

C.所需能量来自ATP

D.需要光合色素参与

答案　D

解析　水在光下分解属于光反应阶段中的物质变化之一，其发生的场所是在类囊体上；其分解的产物是[H]和O2；所需能量来自光能；需要光合色素吸收、传递和转换光能。

4.以下反应过程在叶绿体基质中完成的变化有（　　）

①H2O―→[H]＋O2　②ATP―→ADP＋Pi＋能量　

③C3―→（CH2O）＋C5　④CO2＋C5―→C3

A.①②③B.①③④C.②③④D.①②④

答案　C

解析　叶绿体基质中完成的为暗反应，有②③④。

5.下图是光合作用过程示意图，请据图回答下列问题。

（1）请填写字母所代表的物质：

a.________，b.________，c.__________，d.__________，e.________，f.________，g.__________。

（2）由“f”经暗反应产生“g”可以分成________________、________两个阶段。

（3）如果用同位素3H标记参与光合作用的水，并追踪3H，它最可能的途径是____________（用图中字母表示）。

答案　

（1）H2O　O2　ADP＋Pi　ATP　[H]　CO2　（CH2O）　

（2）CO2的固定　C3还原　（3）a→e→g

基础巩固

1.下列各项中，哪一项既是植物光反应的产物，又是植物暗反应所必需的物质（　　）

A.二氧化碳和酶B.[H]和ATP

C.氧气和ATPD.[H]和氧气

答案　B

解析　光反应为暗反应提供[H]和ATP。

2.下列关于光合作用暗反应的叙述中，不正确的是（　　）

A.暗反应是一种酶促反应

B.暗反应是使CO2变成葡萄糖的反应

C.暗反应是一种循环进行的反应

D.暗反应只在暗处进行

答案　D

解析　暗反应过程在多种酶的催化下完成，不需要光，在光照和黑暗下都可以完成。

3.下图表示光合作用的过程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。

下列相关叙述正确的是（　　）

A.阶段Ⅰ表示暗反应B.阶段Ⅱ表示光反应

C.物质a表示[H]D.物质b表示C3

答案　C

解析　水是在光反应阶段被利用，二氧化碳是在暗反应阶段被利用，由此可确定Ⅰ、Ⅱ分别为光反应和暗反应阶段；根据光反应和暗反应的关系及ATP与ADP相互转化的特点，可确定a、b分别为[H]和ATP。

4.关于叶绿体中的类囊体的正确叙述是（　　）

A.叶绿体中的一个个基粒就是一个个类囊体

B.全部光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上

C.组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系

D.基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积

答案　D

5.光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（　　）

A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应

B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应

C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应

D.叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应

答案　D

解析　光反应是在叶绿体类囊体的膜上进行的，该过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体内的基质中进行的，该过程有光无光均可进行。

6.下列属于光合作用光反应的是（　　）

A.2，4，6B.2，3，6C.4，5，6D.2，6

答案　D

解析　光反应产生ATP和氧气。

巩固提升

7.白天，叶绿体ATP和ADP的运动方向是（　　）

A.ATP与ADP同时由类囊体薄膜向叶绿体基质运动

B.ATP与ADP同时由叶绿体的基质向类囊体薄膜运动

C.ATP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动，ADP的运动方向正好相反

D.ADP由类囊体薄膜向叶绿体的基质运动，ATP则向相反方向运动

答案　C

8.光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自（　　）

A.暗反应产生的ATP和光能

B.都是暗反应产生的ATP

C.光能和光反应产生的ATP

D.都是光反应产生的ATP

答案　C

解析　光合作用中水的分解发生在光反应阶段，需光能作能源；三碳化合物是在暗反应中被还原，其动力来自光反应产生的ATP，还原剂是光反应产生的[H]。

9.用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性。

能正确表示14C转移途径的是（　　）

A.14CO2→叶绿素→（14CH2O）

B.14CO2→14C3→14C5→（14CH2O）

C.14CO2→14C5→（14CH2O）

D.14CO2→14C3→（14CH2O）

答案　D

解析　二氧化碳参加光合作用的暗反应，与C5固定生成C3，C3与光反应提供的[H]和ATP反应，生成（CH2O），故D正确。

10.光合作用的实质是（　　）

A.把CO2转换成ATP

B.产生化学能储存在有机物中

C.把光能转变成化学能，储存在ATP中

D.把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能

答案　D

解析　光合作用的实质是把无机物转化成有机物，同时把光能转变成化学能储存在有机物中。

11.

如图为叶绿体结构示意图，请据图回答下列问题：

（1）叶绿体主要存在于植物的__________________细胞里，是植物进行__________的细胞器。

（2）具有选择透过性的结构是[　]______________和[　]__________。

（3）吸收光能的色素分布在[　]______________上；与光合作用有关的酶分布在[　]______________上和[　]______________中。

答案　

（1）叶肉　光合作用　

（2）①　外膜　②　内膜

（3）③　类囊体膜　③　类囊体膜　④　叶绿体的基质

12.下图表示叶绿体的结构和功能，请据图回答：

（1）色素在图中[　]________上。

（2）光反应是在[　]________上进行的，因为这里分布着____________________；暗反应是在[　]________________中进行的，因为这里分布着________________。

（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______和______。

（4）暗反应包括[6]__________和[　]______________。

答案　

（1）2　类囊体膜　

（2）2　类囊体膜　与光反应有关的色素和酶　8　叶绿体的基质　与暗反应有关的酶　（3）[H]　4　ATP　还原剂　能量　（4）CO2的固定　5　C3的还原

走进高考

13.（2014·新课标卷Ⅰ，2）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

答案　B

解析　正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和[H]（即NADPH）停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止后，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。

14.（2008·海南卷，2）关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是（　　）

A.叶绿体色素与ATP的合成有关

B.叶绿体色素参与ATP的分解

C.叶绿体色素与O2和[H]的形成有关

D.叶绿体色素能吸收和传递光能

答案　B

15.（2008·山东卷，7）下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。

在图示结构上（　　）

A.生物膜为叶绿体内膜

B.可完成光合作用的全过程

C.发生的能量转换是：

光能→电能→化学能

D.产生的ATP可用于植物体的各项生理活动

答案　C

解析　色素存在于叶绿体类囊体膜上，而非内膜，故A选项错误；在囊状结构的薄膜上只能进行光合作用的光反应，暗反应需在叶绿体基质中进行，B选项错误；光反应产生的ATP只用于暗反应，D选项错误。