五碳糖

课时跟踪检测（十八）光合作用的基本过程及影响光合作用的因素

[A级—基础层次·学考]

1．光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段，下列叙述正确的是()

A．光反应不需要酶，碳反应需要多种酶

B．光反应消耗水，碳反应消耗ATP

C．光反应储存能量，碳反应消耗能量

D．光反应固定二氧化碳，碳反应还原二氧化碳

解析：选B光反应需要酶，例如ATP的合成需要ATP合成酶，碳反应也需要酶，A

错误；光反应消耗H

2

O，碳反应消耗ATP，B正确；碳反应将活跃的化学能转变成稳定的

化学能，储存能量，C错误；光反应不固定二氧化碳，碳反应固定二氧化碳，D错误。

2．下图表示光合作用的碳反应过程。下列叙述错误的是()

A．①是三碳酸

B．②和③在类囊体膜上产生

C．⑤是五碳糖

D．⑥可在叶绿体内转变为氨基酸

解析：选C根据光合作用碳反应过程中的物质变化可以判断，图中①表示的是三碳

酸，②表示的是ATP，③表示的是NADPH，④表示的是NADP＋，⑤表示的是三碳糖，ATP

和NADPH在叶绿体的类囊体膜上产生，⑥表示三碳糖，可在叶绿体内转变为氨基酸。

3．离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO

2

的供应，短时间

内叶绿体中三碳酸、五碳糖及ATP相对含量的变化是()

A．上升、下降、上升B．上升、下降、下降

C．下降、上升、下降D．下降、上升、上升

解析：选D二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固定过程，二氧

化碳含量由高到低时，二氧化碳的固定过程变弱，该反应的反应物五碳糖消耗减少，剩余

的五碳糖相对增多；生成物三碳酸减少，由于三碳酸减少，使得三碳酸的还原反应减弱，

则消耗的NADPH和ATP量减少，所以NADPH和ATP剩余的量增多，所以突然中断CO

2

的供应，短时间内叶绿体中三碳酸的含量下降、五碳糖的含量上升、ATP的含量上升。

4．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。下图表示在25℃

时，该植物光合强度与光强度的关系。若将温度提高到30℃，其他条件不变，从理论上讲，

图中相应点的移动应该是()

A．a点上移，b点左移B．a点不动，b点左移

C．a点下移，b点右移D．a点上移，b点右移

解析：选C温度从25℃提高到30℃后，光合速率减慢，呼吸速率加快。图中a点

代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故a点下移；b点呼吸速率等于光合速率，现呼吸速率加

快，光合作用减慢，故b点右移。

5．下图表示真核生物体内碳元素部分转移途径，其中A、B代表物质，①～⑥代表生

理过程。下列相关叙述正确的是()

A．过程②④分别发生在细胞溶胶和叶绿体中

B．过程①②④中均伴有[H]和ATP的生成

C．物质A、B表示两种不同的三碳酸

D．过程⑤⑥合称卡尔文循环，发生在叶绿体基质中

解析：选C过程②发生在细胞溶胶中，④发生在线粒体基质中，A错误；过程①和

④中均伴有[H]和ATP的生成，而②过程中没有[H]和ATP的生成，B错误；物质A是丙酮

酸，也是含有三个碳原子的物质，故A、B表示两种不同的三碳酸，C正确；卡尔文循环可

分为三个阶段：羧化、还原和五碳糖的再生三个阶段，⑤表示碳反应过程中二氧化碳的固

定过程，⑥表示三碳酸还原成有机物的过程，过程⑤⑥合称碳反应，而卡尔文循环是光合

作用中碳反应的一部分，发生在叶绿体基质中，D错误。

6．科学家向小球藻培养液中通入14CO

2

，给予实验装置不同光照时间，结果如下表所

示。根据上述实验结果分析，下列叙述正确的是()

实验组别光照时间(s)放射性物质分布

12

大量三碳酸(三碳化合物)

220

12种磷酸化糖类

360

除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等

A.碳反应最初形成的主要是三碳酸

B．本实验利用小球藻研究的是光合作用的光反应阶段

C．三碳酸可直接转化成氨基酸、有机酸等

D．实验结果说明光合作用的产物是糖类

解析：选A由表格可知：碳反应最初形成的主要是三碳酸(三碳化合物)，A正确；由

题意可知用的是同位素标记法探究二氧化碳中的碳元素的去向，故本实验利用小球藻研究

的是光合作用的碳反应阶段，B错误；三碳酸要先转化成12种磷酸化糖类，然后才转化成

氨基酸、有机酸等，C错误；表格中的信息说明光合作用除了产生糖类外，还产生氨基酸、

有机酸等其他有机物，D错误。

7．图甲是叶绿体结构模式图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示不同的部位；图乙是光合作用的碳

反应过程示意图，其中①②表示不同的物质。请回答：

(1)光合色素存在于图甲的[]______________中，其中呈黄色、橙色、红色的色素合称

______________。在分离叶绿体中的色素时，要注意滤纸上的滤液细线一定要高于层析液，

层析液主要成分是___________________。

(2)图乙过程发生在图甲的[]_____________中。光反应中，水裂解产生

________________。

(3)图乙中，物质①②为两种三碳化合物。物质①接受来自NADPH的___________和来

自ATP的_________形成物质②。离开循环的物质②大部分运至叶绿体外，并且转变成

___________供植物所有细胞利用。

(4)在叶肉细胞中，叶绿体释放的氧气可扩散至线粒体中用于需氧呼吸的第三阶段，即

______________(写过程名称)，与之有关的酶和合成________的酶镶嵌在

________________。

解析：据图分析：甲图是叶绿体，Ⅰ是叶绿体内外膜，Ⅱ是叶绿体基质，Ⅲ是基粒；

乙图是光合作用碳反应图解，①是三碳酸，②是三碳糖。(1)光合色素存在于图甲的Ⅲ基粒

的类囊体膜上，其中呈黄色、橙色、红色的色素合称类胡萝卜素；层析液的主要成分是乙

醚或石油醚。(2)图乙过程是碳反应过程，发生在图甲的Ⅱ叶绿体基质中；光反应中，水裂

解产生H＋、e－、O

2

。(3)乙图中，物质①②为两种三碳化合物，物质①的名称是三碳酸，该

物质在光反应产物ATP的能量和NADPH的氢的作用下形成物质②三碳糖。若3个CO

2

分子进入卡尔文循环可形成6个物质②分子，其中有5个物质②三碳糖分子经过一系列变

化再生成五碳糖，其余的离开循环，可在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质和脂质等大分子

物质的原料，也可运送到叶绿体外转变成蔗糖供植物所有细胞利用。(4)需氧呼吸的第三阶

段又叫电子传递链，发生在线粒体内膜上，该膜含有与合成ATP有关的酶。

答案：(1)Ⅲ类囊体膜(基粒或类囊体)类胡萝卜素乙醚或石油醚(2)Ⅱ叶绿体

基质H＋、e－、O

2

(3)氢能量蔗糖(4)电子传递链ATP线粒体内膜上

[B级—发展层次·选考]

8．夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行24小时的检测，结

果如图1。图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。下列说法错误的是()

A．图1中所测气体为O

2

B．该大棚内的蔬菜经过一昼夜后有机物有积累

C．与它们各自的前一阶段相比，EC段和DB段叶肉细胞内的三碳酸含量的变化趋势

分别是减少、增加

D．处于图1中的B点时，图2中应该进行的气体转移途径只有C、D

解析：选D由图中5～7时气体含量减少，7到17时含量增加，可推测有光照时气体

增加，无光时减少，则所测气体为氧气，A正确；由图①中F点氧气浓度大于A点氧气浓

度可知，净光合作用大于0，说明该大棚内的蔬菜经过一昼夜后有机物有积累，B正确；EC

段光照增强，ATP和NADPH含量增加，三碳酸的还原增加，二氧化碳固定速率不变，故

三碳酸减少；DB段光照减弱，ATP和NADPH含量减少，三碳酸的还原减少，二氧化碳固

定速率不变，故三碳酸增加，C正确；对应图1中的B点时，植物总体的光合速率等于呼

吸速率，而叶肉细胞中的光合速率大于呼吸速率，故图2中应该进行的气体转移途径有A、

C、D、E，D错误。

9．植物叶肉细胞的部分代谢过程如下图所示。下列叙述正确的是()

A．图中H＋通过主动转运从类囊体膜内运到膜外

B．通常在光强度达到全日照之前，物质A的释放速率已达到最大值

C．每个三碳酸分子接受来自物质N的氢和ATP的能量

D．叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收绿光，而几乎不吸收其他颜色的光

解析：选B图中H＋通过氢离子通道以易化扩散的方式从类囊体膜内运到膜外，A错

误；正常情况下，在光强度达到全日照之前，受限于光合色素的含量，物质A氧气的释放

速率已达到最大值，B正确；每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢，C错误；叶绿素呈

绿色，是因为其反射绿光，主要吸收红光和蓝紫光，D错误。

10．希尔反应是绿色植物的离体叶绿体在光下分解水，放出氧气，同时还原电子受体

的反应。氧化剂DCIP是一种蓝色染料，被还原成无色，该变化可用分光光度计进行测定。

下列叙述正确的是()

A．用盐酸处理植物叶肉细胞使细胞分离，然后置于蒸馏水中使细胞胀破，离心可获得

叶绿体

B．希尔反应在没有CO

2

的参与下也能产生氧气，说明光反应与碳反应过程不存在联

系

C．希尔反应的活力可通过分光光度计检测，也可通过叶肉细胞氧气释放的速率检测

D．将希尔反应体系置于黑暗中，细胞呼吸产生的还原氢可使试管中的溶液褪色

解析：选C分离细胞所用的解离液是酒精和盐酸的混合液，另外植物细胞最外层有

细胞壁，不会吸水胀破，A错误；希尔反应本身为反应过程提供氧化剂，光反应需要碳反

应提供氧化剂NADP＋，因此不能说明光反应与碳反应过程不存在联系，B错误；希尔反应

的活力可通过分光光度计检测还原氢的多少，也可通过叶肉细胞氧气释放的速率检测氧气

产生的多少，C正确；光合作用和细胞呼吸的还原氢不同，细胞呼吸产生的还原氢不能使

试管中的溶液褪色，D错误。

11．(2020·浙江1月选考)某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以

黑藻、NaHCO

3

溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材

料用具。回答下列问题：

(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究

_________________________。在相同时间内，用________玻璃纸罩住的实验组O

2

释放量

最少。光合色素主要吸收________光，吸收的光能在叶绿体内将H

2

O裂解为

______________。

(2)用精密试纸检测溶液pH来估算光合速率变化，其理由是

________________________________________________________________________，

引起溶液pH的改变。

(3)若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时五碳糖和三碳酸的

含量与密封前相比分别为__________。

(4)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和细胞

呼吸的强度将分别____________，其主要原因是

_______________________________________。

解析：(1)不同颜色的玻璃纸能改变光质(也就是光的波长)，因此能够用于探究光波长对

光合作用的影响，其中光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收量最少，释放的O

2

最

少，吸收的光能在叶绿体中把水裂解为H＋、e－和O

2

。(2)NaHCO

3

溶液能够提供二氧化碳，

其含量的改变能够改变溶液pH，因此黑藻能够将溶液中的二氧化碳转化为有机物进而引起

溶液pH的改变。(3)密封一段时间后到pH不改变，说明光合作用已经停止，不再有外界补

充，因此五碳糖和三碳酸比密封前下降。(4)将环境温度提高，细胞呼吸与光合作用都将下

降，因为高温会影响酶的活性，导改酶结构改变引起活性降低。

答案：(1)光波长对光合作用的影响绿色红光和蓝紫H＋、e－和O

2

(2)黑藻将溶

液中的CO

2

转化为有机物(3)下降、下降(4)减弱、减弱高温导致酶的结构改变，活性

下降

12．科学家以生长状态相同的某种植物为材料，探究光照对植物光合作用的影响，具

体处理方式及实验结果见下表，回答下列问题：

组别

处理方式(□表示光照，■表示

黑暗)

光合作用产物的

相对含量

A组

50%

B组

70%

C组

90%

D组

100%

注：每组处理的总时间均为150s，其中A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同。

(1)本实验的自变量是____________________。实验各组需要保证温度、光强度等条件

适宜且相同，目的是____________________________________。

(2)黑暗条件下植物叶肉细胞不能进行碳反应，主要是缺少光反应产生的____________。

碳反应从________开始，在卡尔文循环持续平稳进行时，用于再生五碳糖的三碳糖与离开

卡尔文循环的三碳糖的比例关系为________。

(3)单位光照时间内，B组和C组合成有机物的量________(填“大于”“等于”或“小

于”)D组，主要原因是__________________________________________________。

解析：(1)分析表格，可以得出该实验的自变量是光照和黑暗交替的频率或者光照和黑

暗交替的次数。实验要遵循单一变量的原则，尽量保证无关变量的条件适宜且相同，以排

除无关变量对实验结果的干扰。(2)光反应为碳反应的顺利进行提供ATP和NADPH，黑暗

条件下不能产生ATP和NADPH，故叶肉细胞不能进行碳反应。碳反应从一个五碳糖开始，

在酶的催化作用下顺利进行。在碳反应持续平稳进行时，用于再生五碳糖的三碳糖和离开

卡尔文循环的三碳糖比例为5∶1。(3)B组和C组在单位光照时间内合成有机物的量大于D

组，因为B、C两组用的是间歇光照射，光照时剩余的ATP和NADPH在短时的黑暗条件

下可以还原三碳酸，形成三碳糖。

答案：(1)光照、黑暗交替的频率排除无关变量对实验结果的干扰(2)ATP和NADPH

五碳糖5∶1(3)大于光照时剩余的ATP和NADPH，在短时黑暗条件下用于还原三碳

酸