第4节 光合作用与能量转化.docx
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第4节光合作用与能量转化
第4节 光合作用与能量转化
第1课时 捕获光能的色素和结构
基础过关练
题组一 了解色素的种类和作用
1.（2020北京东城高一期末）北方秋季,银杏、黄栌、红枫等树种的叶片由绿变黄或变红,一时间层林尽染,分外妖娆。
低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的色素是 （ ）
A.叶黄素B.叶绿素C.花青素D.胡萝卜素
2.下列关于叶绿素和类胡萝卜素吸收光谱的说法,正确的是（ ）
A.叶绿素只能吸收较少的绿光
B.类胡萝卜素也能吸收红光,只是少于叶绿素
C.温室或大棚种植蔬菜时,补充白光最有利于植物的光合作用
D.叶绿素a和叶绿素b主要吸收紫外光和红外光
题组二 了解叶绿体的结构及功能
3.下列有关叶绿体的叙述,错误的是（ ）
A.叶绿体具有双层膜结构
B.叶绿体可携带遗传信息
C.叶绿体存在于高等植物的每一个细胞中
D.蓝细菌没有叶绿体也能进行光合作用
4.科学家用水绵进行了如下实验:
把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气和光照的条件下一段时间,然后用极细的光束照射水绵不同部位,观测到一些部位有好氧细菌积聚,另一些部位则没有积聚（如图所示）。
由此得出的结论是（ ）
A.光合作用产生淀粉,场所是叶绿素
B.光合作用产生氧气,场所是叶绿体
C.光合作用产生淀粉,需要水
D.光合作用产生氧气,需要二氧化碳
题组三 进行绿叶中色素的提取和分离
5.（2020江苏扬州高一期末）下列对提取光合色素,进行纸层析分离的实验中各种现象的解释,正确的是（ ）
A.SiO2的作用是防止色素被破坏
B.层析液的作用是使色素分离
C.CaCO3的作用是使研磨充分
D.没有色素带呈现,原因可能为材料是黄化叶片
6.纸层析法可分离绿叶中的光合色素。
分离装置示意图中正确的是（ 易错 ）
7.在纸层析法提取绿叶的色素实验中,我们看到滤纸条上橙黄色的条带在最上面,而蓝绿色条带最宽。
对此以下解释正确的是（ ）
A.橙黄色的是胡萝卜素,其在提取液中的溶解度最大
B.橙黄色的是叶黄素,其在层析液中的溶解度最大
C.蓝绿色的是叶绿素a,其含量最多
D.蓝绿色的是叶绿素b,其含量最多
8.某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶和嫩黄叶”,做“绿叶中色素的提取和分离”实验。
色素层析结果如图,下面叙述正确的是（ ）
A.提取色素的原理是色素在层析液中溶解度不同
B.如果以“绿叶”为实验材料,实验中没加碳酸钙也可能出现和“嫩黄叶”相似的结果
C.如果将两组实验提取的色素放置在阳光和三棱镜之间,则吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域
D.甲为“嫩黄叶”的色素层析结果,乙为“绿叶”的色素层析结果
9.如图是关于“绿叶中色素的提取和分离”实验过程的图解:
（1）分离叶绿体色素的方法是 。
（2）步骤A加入的试剂是 ,其作用是 。
（3）步骤B是在 ,其目的是 ,这一步要尽可能做到
。
（4）实验结果表明,分布在滤纸条上的色素带的颜色从下到上依次为 、 、黄色和 。
能力提升练
题组一 分析叶绿体的结构及所含色素的作用
1.（
）如图为叶绿体亚显微结构简图,下列叙述中错误的是（ ）
A.与光合作用有关的酶只分布在③上
B.与光合作用有关的色素分布在③上
C.③扩展了叶绿体的受光面积
D.①②均为选择透过性膜
2.（
）科研人员探究了补充蓝光对油桃叶片色素含量的影响,结果如下表。
下列分析不正确的是（ ）
叶绿素a
（mg/g）
叶绿素b
（mg/g）
叶绿素总量（a+b）
（mg/g）
实验组
2.6
0.9
3.5
对照组
2.3
0.7
3.0
A.可用无水乙醇提取光合色素
B.蓝光处理使叶绿素a、b的量均增加
C.蓝光使叶绿素a/叶绿素b的值增加
D.蓝光促进叶绿素b合成的作用更显著
3.（
）为探究不同时间北方某乔木叶片中光合色素含量的变化情况,某实验小组进行了相关实验,结果如图所示。
下列有关叙述错误的是（ ）
A.叶绿素和类胡萝卜素都能够吸收蓝紫光
B.若研磨时不加二氧化硅,则滤纸条上各色素带均变窄
C.7~11月份,植株中叶绿素含量与类胡萝卜素的含量呈负相关
D.调查期间,导致叶片叶绿素含量下降的主要因素可能是光照和温度
题组二 综合分析绿叶中色素的
提取和分离实验
4.（2020江苏无锡高三期末,
）下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是（ ）
A.叶片充分研磨后应立即加入少许碳酸钙,防止色素被破坏
B.画滤液细线时应迅速地重复画线,保证滤纸条上有足量的色素
C.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合色素
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶液挥发而消失
5.（2020北京高二学业水平考试,
）如图①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果,则图②所示结果最有可能来自（ ）
A.清水培养的水仙叶片
B.盆栽的天竺葵的叶片
C.大蒜发芽长出的绿叶
D.秋冬季节的银杏落叶
6.（不定项）（
）如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置。
下列与之有关的叙述中,正确的是（ ）
A.应向培养皿中倒入层析液
B.应将滤液滴在b处,而不能滴在a处
C.实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆
D.实验得到的若干个同心圆中,最大的一个圆呈黄色
7.（
）如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。
下列说法正确的是（ 深度解析 ）
A.色素丙和色素丁主要吸收红光
B.四种色素在层析液中溶解度最大的是乙
C.发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙
D.提取色素时加入SiO2的目的是防止色素被破坏
8.（2020重庆南岸高一期末,
）如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程,请分析回答:
图1
图2
（1）提取色素和分离色素所用的试剂分别是 。
（2）纸层析法分离色素的“结果①”如图2所示,其中共有的色素带的颜色是 ,据此能得出的结论是 。
（3）纸层析法分离色素的原理是 。
（4）将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间,“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在 光区域。
将制得的韭菜滤液在强光下曝光1~2h,再重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,其原因是 。
（5）每分子叶绿素含有一个Mg2+,可被H+、Cu2+等替换。
韭菜滤液用5%的HCl溶液处理一段时间后,其颜色与研磨时未加 的颜色相似,呈现黄褐色。
实验室常用含Cu2+的试剂处理叶片,可形成铜代叶绿素,能长时间保持叶片标本的绿色,其原因是 。
第2课时 光合作用的原理和应用
基础过关练
题组一 描述光合作用的探究历程
1.（2020山东师大附中高一月考）用14C标记CO2,可用于研究光合作用中（ ）
A.光反应的条件 B.暗反应（碳反应）的条件
C.能量的转换过程 D.由CO2合成糖的过程
2.用同位素18O分别标记二氧化碳和水,做了如图所示实验,就实验结果、结论的描述不正确的是（ 易错 ）
A.结果:
物质A和物质B都是氧气
B.结果:
物质A和物质B均无放射性
C.结论:
物质A和物质B的分子量之比为9∶8
D.结论:
光合作用释放的氧气中的氧元素来源于水
3.1937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,被氧化时是蓝色的,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氧气,以上实验证明了（ ）
A.光合作用产生的氧气来自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
题组二 归纳光合作用的过程
4.光合作用过程中光反应阶段和暗反应阶段的能量来源分别是（ ）
A.光能、ATP和NADPH中的化学能
B.光能、光能
C.ATP和NADPH中的化学能、光能
D.ATP和NADPH中的化学能、ATP和NADPH中的化学能
5.（2020江苏扬州高一期末）下列有关光合作用的叙述,错误的是（ 深度解析 ）
A.光反应的发生依赖叶绿体中的色素
B.暗反应的发生场所是叶绿体基质
C.暗反应中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→（14CH2O）
D.光合作用中能量转换是光能→ATP和NADPH中活跃化学能→有机物中稳定化学能
6.（2020山东济南历城二中高一期末）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到基质
D.植物在暗处可大量合成（CH2O）
7.适宜环境下进行光合作用时,如果突然停止光照,短暂时间内叶绿体中五碳化合物与NADPH相对含量的变化是（ 深度解析 ）
A.五碳化合物增多,NADPH减少
B.五碳化合物增多,NADPH增多
C.五碳化合物减少,NADPH减少
D.五碳化合物减少,NADPH增多
8.如图是绿色植物光合作用过程示意图。
下列与此图相关的说法错误的是（ ）
A.如果A代表某结构,则A为类囊体
B.形成C、D的过程发生在叶绿体基质中
C.突然降低环境中CO2浓度,一段时间后B的产生速率下降
D.C3中不仅有来自CO2中的C,也有来自CO2中的O
9.改变全球气候变暖的主要措施有减少CO2等温室气体的排放,植树造林,利用植物的光合作用吸收过多的CO2等。
下图是光合作用过程的图解,请据图回答:
（1）光合作用过程可以分为两个阶段:
②表示 阶段,③表示 阶段。
（2）图中表示CO2固定过程的序号是 。
（3）写出图中所示物质,B:
;C:
。
（4）②阶段为③阶段提供 和 。
（5）经过②和③阶段,A最终转化成储存在 （用图中字母表示）中的化学能。
题组三 分析影响光合作用的因素及其应用
10.（2020河南郑州高一期末）将生长在水分正常土壤中的黄瓜植株通过减少浇水进行干旱处理,该植株根细胞中溶质浓度增大,叶片气孔开度（气孔开放的程度）减小。
下列分析正确的是（ ）
A.经干旱处理后,该植株根细胞的吸水能力减弱
B.经干旱处理后,该植物的光合速率降低的主要原因是吸收的水分减少,使光反应减弱
C.在一定的光照条件下,气孔开度减小,叶肉细胞中的C5含量减少
D.该植株的根系将变得发达
11.（2020吉林辽源田家炳高中高一期末联考）在封闭的温室内栽种农作物,下列能提高作物产量的措施是（ ）
A.降低室内CO2浓度B.降低昼夜温差
C.适当增加光照强度D.缩短光照时间
12.如图曲线a表示某种植物在最适温度和CO2浓度恒定的条件下,光合作用强度随光照强度变化的曲线,若在B点时改变某种条件,结果发生了如曲线b所示的变化,则改变的环境因素是（ ）
A.适当提高温度
B.增加光照强度
C.适当增加CO2浓度
D.增加酶的数量
13.下图表示夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度变化曲线。
下列对此图描述错误的是（ ）
A.AB段光合作用强度变化的主要原因是光照强度增大
B.BC段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭,二氧化碳吸收量减少,暗反应速率下降
C.DE段光合作用强度变化的主要原因是温度
D.从图中可以推断限制光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度
14.现在园艺师们往往将李子树、杏树等果树修整成主干突出,侧枝层次分明、呈螺旋状均匀着生在主干上的树形。
“有空就有枝,有枝就有果”是对该树形的最佳描述。
由此我们可以想到该树形丰产的主要原因是（ ）
A.提高了对光的利用率
B.提高了对CO2的利用率
C.增强了果树的抗病能力
D.增强了果树的呼吸作用
15.（2020山东青岛高一选科抽测）2019年1月由重庆大学牵头的嫦娥四号生物科普试验载荷罐内载了几种生物的种子,几天后部分种子萌发。
研究种子萌发和幼苗生长对农业生产有重要的指导意义。
如图为小麦种子萌发形成幼苗后的生长情况,下列相关说法不正确的是（ ）
A.该实验探究的可能是有无光照对幼苗生长的影响
B.黑暗条件下幼苗体内有机物的总量没有增加
C.前10d光照对幼苗的生长可能有抑制作用
D.白光条件下的幼苗体内有机物的量一直在增加
16.某大棚种植的蔬菜在一定的条件下,植物个体O2净产量（植物个体光合作用O2的总产量-植物个体呼吸作用O2的消耗量）与光照强度之间的关系如图所示。
请据图作答:
（1）O2是在光合作用的 阶段产生的,场所是 ,CO2固定后形成的 ,被NADPH还原成（CH2O）。
（2）光照强度为B时,叶肉细胞中叶绿体产生的O2量 （填“大于”“等于”或“小于”）叶肉细胞呼吸消耗的O2量。
（3）要想提高C点后O2净产量,可采取的措施有 。
题组四 理解化能合成作用的概念
17.（2020河北唐山高一期末）硫细菌能利用体外环境中H2S氧化所释放的能量,将无机物合成有机物。
硫细菌的这种生理作用被称为（ ）
A.化能合成作用B.光合作用
C.呼吸作用D.分解作用
18.（2020黑龙江哈师大附中高一期末）天竺葵和硝化细菌都属于自养型生物。
在合成有机物过程中,这两种生物的共同特征是（ 深度解析 ）
A.以CO2为原料,产物有（CH2O）
B.使用同种酶
C.能量来源相同
D.反应场所相同
能力提升练
题组一 分析光合作用过程中的物质变化
1.（
）利用小球藻培养液进行光合作用实验时,在其中加入抑制暗反应的药物后,发现在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。
主要原因是（ ）
A.叶绿素吸收光能的效率下降
B.NADPH等的积累,使光反应速率减慢
C.合成ATP所需的酶活性受到抑制
D.暗反应中生成的水减少,使光反应的原料不足
2.（
）在条件适宜的情况下,用自然光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与自然光相同的绿色光照射,在照射瞬间叶绿体中的物质所发生的变化错误的是（ ）
A.ATP含量减少B.C5的含量减少
C.C3的含量增加D.NADP+的含量减少
题组二 分析光合作用与
细胞呼吸的关系
3.（
）实验室里有三种植物细胞,分别取自植物的三种营养器官。
在适宜的光照、温度条件下,测得甲细胞只释放二氧化碳而不释放氧气,乙细胞只释放氧气而不释放二氧化碳,丙细胞既不释放氧气也不释放二氧化碳。
以下叙述中不正确的是（ ）
A.甲可能取自茎B.甲不可能取自叶
C.丙可能是死细胞D.乙不可能取自根
4.（2020湖北荆州高一期末,
）下图中的a、b、c、d为植物细胞内物质转化的过程。
下列有关叙述错误的是（ ）
A.b、d过程都有热能的释放
B.b、d过程在人体细胞中也可进行
C.a、c、d过程都是在生物膜上进行的
D.在光照充足等适宜条件下,a、c强于b、d
5.（2020河北唐山高一期末,
）如图是在不同光照强度下测得的桑树与大豆间作（两种隔行种植）和大豆单作（单独种植）时大豆的净光合速率。
假设间作与单作农作物间的株距、行距均相同。
据图分析,下列叙述错误的是（ ）
A.单作、间作时大豆植株的呼吸速率相同
B.光照强度为a时,影响大豆植株间作和单作光合速率的主要因素均为光强
C.光照强度为b时,大豆植株单作固定CO2的速率约为24μmol·m-2·s-1
D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
6.（2020湖南湘潭高一期末,
）以CO2的吸收速率与释放速率为指标,研究温度对某植物光合作用与细胞呼吸的影响（其余实验条件均适宜）,结果如表,下列对该表数据分析正确的是（ ）
温度（℃）
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2
速率（mg/h）
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗下释放CO2
速率（mg/h）
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
A.植物细胞呼吸速率与温度表现为负相关
B.该植物光合作用对温度的敏感性比细胞呼吸高
C.昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是30℃
D.在恒温条件下,每天光照、黑暗各12小时,25℃时该植物积累的有机物最多
7.（2020安徽黄山高三一模,
）下图是夏季晴天某一种植物叶片净光合速率与胞间CO2浓度的日变化曲线（假定该植物的呼吸速率不变）。
请回答下列问题:
（1）净光合速率的数值可以用 （填“CO2吸收量”或“CO2固定量”）来表示,当净光合速率大于0时,叶绿体产生氧气的去向是 。
（2）据图分析,9:
00至11:
00时净光合速率上升,而胞间CO2浓度下降,造成此现象的原因是 ;推测13:
00时,净光合速率下降的原因是
。
（3）17:
00至18:
00胞间CO2浓度快速上升,可能的原因是 。
题组三 综合分析影响光合作用
的因素及其应用
8.（2020北京西城高一期末,
）在适宜光照和温度条件下,给豌豆植株供应14CO2,测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的相对含量,结果如下图所示。
下列叙述不正确的是（ ）
A.含14C的有机物最先出现在叶绿体基质
B.A→B,叶肉细胞吸收CO2的速率增加
C.B→C,叶片的光合速率等于呼吸速率
D.B→C,叶肉细胞的光合速率不再增加
9.（
）密闭温室大棚内CO2浓度的变化如图所示,其中B、C两点的温度相同。
下列说法错误的是（ ）
A.经一昼夜后大棚内植物有机物积累量增加
B.经一昼夜后大棚内O2浓度增加
C.B、C两点时温室大棚中植物有机物的含量分别达到最高和最低
D.B、C两点时叶肉细胞的光合作用速率大于细胞呼吸速率
10.（2020山东枣庄滕州一中高一月考,
）下图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化。
下列说法正确的是（ ）
注:
不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式,单位的表示方法相同。
A.若F点以后进一步提高光照强度,光合作用强度会一直不变
B.若A为O2吸收量,D点时,叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2
C.C点时,叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
D.若A为CO2释放量,适当提高大气中的CO2浓度,E点可能向右下移动
11.（
）玉米叶肉细胞中有一种酶,可通过一系列反应将CO2“泵”入维管束鞘细胞,使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2,保证卡尔文循环顺利进行,这种酶被形象地称为“CO2泵”。
图1表示玉米CO2同化途径,图2表示进行自然种植的大棚和人工一次性施加CO2后的大棚内玉米光合速率变化曲线。
回答下列相关问题:
图1
图2
（1）白天时,玉米植株消耗NADPH的具体场所为 。
当环境中光照增强,温度过高时,玉米光合作用速率不会明显下降甚至可能会提高,其原因是 。
（2）由图2可知,15时以后限制玉米光合速率的主要环境因素是 。
与15时相比,17时自然种植大棚内玉米植株C5的合成速率 （填“升高”“不变”或“降低”）。
由图2中两条曲线的变化规律可知:
人工施加CO2的最佳时间是 时左右,两个大棚同时通风的时间是 时左右。
（3）已知水稻没有“CO2泵”这种机制,但随着胞间CO2浓度的升高,玉米的光合速率不再变化,而水稻的光合速率可以逐渐上升。
请从暗反应中酶的角度分析可能的原因是 。
12.（2020河北衡水武邑中学高一月考,
）如图是在一定温度条件下测定特定生物呼吸作用和光合作用强度的装置图（呼吸作用的底物为葡萄糖,不考虑装置内微生物的影响）。
请回答下列相关问题:
（1）图1装置中X为清水,一段时间后（小鼠存活）玻璃管中红色液滴 （填“向左”“向右”或“不移动”）,原因是 。
（2）若图1装置中X仍为清水,将小鼠换成含有酵母菌的培养液,则玻璃管中红色液滴的变化情况是 ,原因是酵母菌是 生物。
（3）如果要在
（2）的基础上测定酵母菌有氧呼吸释放CO2的量,该如何改动图1装置?
。
（4）若图2装置的锥形瓶中植物能正常生长,则Y应为 ,这种情况下玻璃管中红色液滴将向右移动,原因是 。
第4节 光合作用与能量转化
第1课时 捕获光能的色素和结构
基础过关练
1.B
2.A
3.C
4.B
5.B
6.C
7.C
8.B
1.B 树叶中除含有大量的叶绿素外,还含有叶黄素、胡萝卜素等,其中叶绿素a为蓝绿色,叶绿素b为黄绿色,进入秋季天气渐凉,气温下降,叶绿素的合成受到阻碍,叶绿素含量减少,绿色变浅,叶黄素、胡萝卜素以及花青素的颜色显现出来,导致树叶呈现黄色或红色。
2.A 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光的吸收较少,A正确;类胡萝卜素不能吸收红光,B错误;叶绿体中的色素可吸收、传递并利用光能进行光合作用,光合色素主要吸收红光和蓝紫光,因此在温室或大棚种植蔬菜时,补充同等强度红光或蓝紫光更有利于植物的光合作用,C错误;光合色素吸收的是可见光,其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,不能吸收红外光和紫外光,D错误。
3.C 叶绿体具有内膜和外膜,内部含基粒,基粒与基粒之间为基质,基质内含少量的DNA和RNA,故叶绿体可携带遗传信息,A、B正确;高等植物的根部细胞不含叶绿体,C错误;蓝细菌为原核生物,其细胞内不含叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素,因此,蓝细菌能够进行光合作用,D正确。
4.B 由题图可知,好氧细菌主要集中分布在极细光束照射的叶绿体附近,说明该部位产生了O2,即进行了光合作用,由此可推知光合作用的场所为叶绿体,光合作用产生氧气。
题述实验未体现光合作用产生淀粉和光合作用所需要的原料。
5.B 绿叶中色素的提取和分离实验中,SiO2的作用是使研磨更加充分,A错误;绿叶中色素的提取和分离实验中,因为色素都能溶解在层析液中,且在层析液中的溶解度不同,所以层析液的作用是分离光合色素,B正确;CaCO3的作用是防止叶绿素被破坏,C错误;黄化叶片也含有色素,实验中也可以呈现出色素带,D错误。
6.C 层析液具有一定的毒性和挥发性,因此应用棉塞塞紧瓶口,A、B错误;层析时,若滤液细线触及层析液,则色素会溶解在层析液中,滤纸条上得不到色素带,因此滤液细线不能触及层析液,C正确,D错误。
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