1415生物人教版必修154 能量之源光与光合作用.docx
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1415生物人教版必修154能量之源光与光合作用
基础演练
一、选择题
1．提取和分离绿叶中色素的正确顺序应该是（ ）
A．进行纸层析―→制取滤纸条―→在滤纸条上画线―→制取滤液―→再画线
B．制取滤纸条―→进行纸层析―→在滤纸条上画线―→制取滤液―→再画线
C．将实验材料剪碎、研磨―→在滤纸条上画线―→制取滤液―→进行纸层析
D．将实验材料剪碎、研磨―→制取滤液―→在滤纸条上画线―→进行纸层析
解析：
本题属识记水平。
答案：
D
2．叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明的是（ ）
A．四种色素在层析液中的溶解度和扩散速度不同
B．叶绿体中色素的种类和色素的颜色
C．叶绿素的含量是类胡萝卜素的四倍
D．色素分布在叶绿体片层结构的薄膜上
解析：
叶绿体中色素提取的原理是色素都能够溶解在有机溶剂中，可以用有机溶剂溶解提取出来；分离原理是色素在层析液中的溶解度和扩散速度不同；实验结果表明叶绿体中的色素共有4种，还可以从滤纸条上分辨出它们的颜色。
本实验只能大体分析出色素含量的多少，并不能定量的确定，实验的第一步就已把细胞研磨碎，根本不能看到色素的分布位置。
答案：
B
3．如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素（ ）
A．叶绿素、类胡萝卜素B．类胡萝卜素、叶绿素
C．叶黄素、叶绿素aD．叶绿素a、叶绿素b
解析：
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
答案：
A
4．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（ ）
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
解析：
无空气是排除空气中O2干扰，NaHCO3溶液提供CO2，光是进行光合作用的必要条件。
答案：
B
5．1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，另一半曝光。
经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
这个实验的自变量是（ ）
A．有无光照B．光照的时间
C．光照的强度D．是否产生淀粉
解析：
叶片的一半遮光，一半曝光，其他条件相同，故自变量是有无光照。
答案：
A
6．如图为叶绿体亚显微结构简图，下列叙述中错误的是（ ）
A．①②均为选择透过性膜
B．与光合作用有关的色素分布在③上
C．③基粒是由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成
D．与光合作用有关的酶只分布在③上
解析：
①②③④分别表示外膜、内膜、基粒（囊状结构堆叠而成）、基质。
与光合作用有关的色素分布在囊状结构（类囊体）的薄膜上，与光合作用有关的酶分布在囊状薄膜上和叶绿体的基质中。
答案：
D
7．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．叶绿体的类囊体薄膜上进行光反应和暗反应
B．叶绿体的类囊体薄膜上进行暗反应，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
解析：
光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，暗反应的场所为叶绿体基质。
答案：
D
8．在叶绿体中，消耗ADP和Pi与产生ADP与Pi的部位依次是（ ）
①内膜 ②基粒和基粒片层 ③基质 ④外膜
A．①②B．③④C．②③D．①④
解析：
ADP和Pi的生成发生在暗反应中的还原过程，ADP和Pi的消耗发生在光反应光能转化为活跃的化学能中。
答案：
C
9．科学家用14C标记二氧化碳，发现碳原子在一般植物体内光合作用中的转移途径是（ ）
A．二氧化碳―→叶绿素―→葡萄糖
B．二氧化碳―→ATP―→葡萄糖
C．二氧化碳―→五碳化合物―→葡萄糖
D．二氧化碳―→三碳化合物―→葡萄糖
解析：
根据光合作用暗反应的过程：
二氧化碳首先被固定，生成2个三碳化合物，三碳化合物再在光反应产生的ATP和[H]的参与下，生成葡萄糖。
答案：
D
10．如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点和B点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是（ ）
A．升、升、升、升B．降、降、降、降
C．降、升、升、升D．升、升、降、降
解析：
C点和B点相比由于气温升高，气孔关闭，CO2的吸收量减少，导致叶肉细胞内C3的含量减少（短时间内C3的生成量减少，而被还原消耗的C3的量不变），C5的含量增多（短时间内C5的生成量不变，而与CO2结合消耗的C5的量减少），ATP和[H]的含量相对增多（短时间内ATP和[H]的生成量不变，而还原过程中消耗掉的ATP和[H]减少）。
答案：
C
11．如图为叶绿体的结构与功能示意图，下列说法错误的是（ ）
A．结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能
B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲
C．结构A释放的氧气可进入线粒体中
D．如果突然停止CO2的供应，则短时间内C3的含量将会增加
解析：
停止CO2供应，CO2＋C5→2C3停止，而C3的还原仍在继续进行，C3含量下降。
答案：
D
12．硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要下列哪种环境条件（ ）
A．具有NH3和缺氧B．具有NH3和氧
C．具有硝酸和缺氧D．具有硝酸和氧
解析：
硝化细菌是自养需氧型生物，通过化能合成作用合成有机物，即在有氧条件下，利用NH3氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化为硝酸的过程中放出的能量来合成有机物。
答案：
B
二、非选择题
13．关于绿叶中色素的提取和分离实验：
（1）某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，操作情况如下所述：
①将5g新鲜完整的菠菜叶，放在研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨。
②用毛细吸管吸取少量滤液，沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画2～3次。
③把画了滤液细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。
结果实验失败，请指出其错误所在：
①________________________________________________________，
②___________________________________________________________，
③_____________________________________________________________。
（2）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”、“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，请根据实验结果填写下表：
组别
滤纸
条编号
判断依据
绿叶组
嫩黄叶组
解析：
（1）剪碎后再研磨才能缩短研磨时间；连续重复画线会使滤液细线变粗，分离后色素带重叠，应风干后再重复画线；摇晃会使滤液细线触及层析液，使色素溶于层析液中而得不到色素带。
（2）嫩黄叶含叶绿素a和叶绿素b较少，而绿叶含叶绿素较多，所以分离的色素带中，绿叶中叶绿素a和叶绿素b色素带应宽些。
答案：
（1）①不应用完整叶片而应剪碎
②不应连续迅速重复画线，而应干燥后重复画线
③不应摇晃以免层析液没及滤液细线
（2）
A
叶绿素a带和叶绿素b带较宽
B
叶绿素a带和叶绿素b带较窄
14.如图为叶绿体结构与功能示意图，请据图回答：
（1）此图应为在________显微镜下观察到的结构图。
（2）在A中发生的反应称为________，参与此反应的特有物质有________。
（3）CO2进入叶绿体后，在基质中经________、________两个阶段后形成甲物质。
若突然停止光照，C3的含量变化是下图中的哪条曲线？
________，其原因为_________________________________________________________________。
用14C标记的CO2进行光合作用，可在________结构中检测到放射性。
（4）能溶解于无水乙醇中决定叶片绿色的物质是________，它存在于________结构中。
解析：
本题是一道综合考查叶绿体结构与光合作用的试题，情境是叶绿体亚显微结构图与光合作用曲线图。
解答本题既要能读懂图示，又要能将光合作用过程与叶绿体的结构联系起来。
答案：
（1）电子
（2）光反应 色素、酶等 （3）固定 还原
c 缺少还原C3所需的ATP和[H]（或NADPH） 基质（或B） （4）叶绿素 A（或基粒）
能力提升
一、选择题
1．某同学得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到如图结果，则1、2、3、4四条色素带依次表示（ ）
A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B．叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b
C．叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
D．叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素
解析：
扩散得快的靠外侧。
答案：
A
2．在“绿叶中色素的提取和分离实验”中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（ ）
①未加石英砂，研磨不充分 ②一次加入大量的无水酒精提取 ③分次加入少量无水酒精提取 ④使用放置数天的菠菜叶
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④
解析：
本题考查叶绿体色素的提取和分离过程中应注意的问题。
叶绿体色素的滤液绿色过浅的原因，包括外因和内因两部分。
内因如植物种类不同、叶片衰老程度或叶片久置未见光等；外因如研磨不充分，叶绿素没有释放出来，或加入的提取液太多，过度稀释了滤液等。
答案：
D
3．将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如下图所示，若干天后，与丙盆相比，甲、乙两盆麦苗的长势是（ ）
A．甲、乙、丙三盆麦苗长势相近
B．甲与丙长势相近，乙比丙长势差
C．乙与丙长势相近，甲比丙长势差
D．甲、乙长势都比丙好
解析：
甲膜透过的是绿光，乙膜透过的是蓝紫光，丙膜透过的是各色光。
而植物主要吸收红光和蓝紫光，故长势为：
甲<乙≈丙。
答案：
C
4．为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质基质和全部叶绿体。
然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照。
问哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程（ ）
解析：
光合作用的光反应是在叶绿体囊状结构薄膜上进行的，需要光、色素和酶，发生的物质变化有水的光解和ATP及[H]的形成。
分析上述试管所含成分，只有B试管可发生光反应。
答案：
B
5．下列作用中属于光合作用光反应的是（ ）
A．2,4,6B．2,3,6C．4,5,6D．2,6
解析：
光反应发生水的光解和ATP的生成。
答案：
D
6．德国植物学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理（消耗掉叶片中的淀粉）后，再把叶片的一半遮光，另一半曝光。
一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘蒸气处理，结果遮光的一半不变蓝，曝光的一半变蓝。
下列有关本实验的分析及结论合理的是（ ）
①本实验未设对照组
②有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因
③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态
④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．只有②③B．只有①②③
C．只有②③④D．全部
解析：
本题主要考查了光合作用发现史中的相关实验。
现做如下分析：
而对于合成淀粉的原料是否是CO2，则不能证明。
答案：
A
7．在温室中栽培作物，如遇持续的阴雨天气，为了保证作物的产量，对温度的控制应当（ ）
A．降低温室温度，保持昼夜温差
B．提高温室温度，保持昼夜温差
C．提高温室温度，昼夜恒温
D．降低温室温度，昼夜恒温
解析：
阴雨天气，光照弱，降低温度可降低呼吸而光合作用变化不大。
夜晚再适当降低温度，进一步降低呼吸，利于积累有机物。
答案：
A
8．农技人员为准确把握蔬菜大棚内CO2浓度的变化情况，在大棚内安装了CO2测量器，假定6时、18时分别为日出、日落时间，请你预期一天内大棚中CO2浓度变化的最可能情况是图中的哪条曲线（ ）
A．①B．②C．③D．④
解析：
早晨6时日出，植物开始进行光合作用，而CO2是光合作用的原料之一，所以此后空气中CO2的浓度逐渐降低；18时日落，植物的光合作用停止，不再吸收CO2，而植物的细胞呼吸又产生了CO2，所以此后空气中CO2的浓度又逐渐增加（一直到早晨6时日出之前）。
答案：
A
二、非选择题
9．下图表示某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图分析：
（1）甲图表示在光照较弱的情况下，光合作用随________的增加，成正相关增加，这种情况下，可以认为光合作用受________的限制，此时主要影响光合作用过程的________阶段。
（2）从甲图可见，光照超过某一强度时，光合作用速率不再增加，这种变化主要决定于________，此时光合作用的________阶段受到限制。
（3）乙图中C点表示光照强度为B时，植物生长的________，出现CD段的原因是_________________________________________________________________。
（4）除图示之外影响光合作用的主要因素是________________________。
（5）根据甲图，在乙图中绘制光照强度为A时，不同温度下，光合作用速率变化的曲线。
解析：
光合作用速率受光照强度、温度等的影响，由题干甲图可以看出，光照较弱时，光合速率随光照强度的增加呈直线上升，此时影响光合作用的因素主要是光照强度，而与温度无关。
当光照强度增加到某一数值时，温度成了限制因子。
由甲图可以看出，在光照强度为A时，光合作用速率与温度变化无关，可在乙图中相应位置画出。
答案：
（1）光照强度 光照强度 光反应
（2）温度的高低 暗反应 （3）最适温度 随温度升高酶活性降低，光合作用速率降低 （4）二氧化碳的浓度 （5）如图所示
10．为了验证环境因子光照、二氧化碳的不足分别对光合作用的影响，可将叶片用打孔器打取小圆片，抽取叶内气体使之下沉于水中，在不同条件下根据叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相对强弱。
请回答：
（1）实验假设：
_________________________________________________。
（2）实验组1：
取三角瓶，编号A，加入一定量新制的冷开水；再加入一定量的NaHCO3粉末，使其在水中溶解；用黑纱布（透弱光）包裹三角瓶后，适宜温度下水浴保温；放入下沉小叶圆片10片，将三角瓶置于日光灯下；记录叶片上浮所需时间或一定时间内的上浮叶片数。
①参照实验组1简要写出实验组2应改变的实验条件：
____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②参照实验组1简要写出对照组应改变的实验条件：
_____________________________________________________________
____________________________________________________________。
（3）预期结果：
实验组1：
_____________________________________________________；
实验组2：
_______________________________________________________；
对照组：
______________________________________________________。
（4）浸没于水中的叶圆片上浮的原因____________________________。
解析：
根据知识点3及对照实验的对照原则和单一变量原则进行解答。
答案：
（1）光照强弱（度）、CO2等条件都会影响光合作用
（2）①不加入NaHCO3粉末，也不用黑纱布包裹三角瓶B，其余方法与实验组1相同
②不用黑纱布包裹三角瓶C，其余方法与实验组1相同
（3）叶片上浮所需时间长（上浮慢） 叶片上浮所需时间长（上浮慢） 叶片上浮所需时间短（上浮快）
（4）光合作用产生O2
研究学习
同位素标记法
用同位素标记化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可以说明化学反应的详细过程。
可用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
下图是20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究光合作用的示意图。
他们用氧的同位素（18O）分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H
O和C18O2，然后按示意图做实验。
请对实验作出必要说明。
（1）在小球藻进行光合作用过程中，向第一组提供的物质是______和______；向第二组提供的物质是______和______；向两组共同提供的是______________。
（2）图中A和B分别代表________和________，它们的相对分子质量比是_______。
（3）这个实验说明了___________________________________________________
__________________________________________________________________。
解析：
通过图示可清晰看到提供给第一组的物质是H2O和C18O2；提供给第二组的是H
O和CO2。
向两组共同提供的是光能、小球藻。
虽然向每组提供的水和二氧化碳都含有氧，但通过同位素的不同标记以及实验的有意安排，使光合作用释放出的氧却为A和B两种。
两位科学家的实验结果是A为O2，而B为18O2。
O2和18O2的相对分子质量比是32∶36＝8∶9。
答案：
（1）H2O C18O2 H
O CO2 光能和小球藻
（2）O2 18O2 8∶9 （3）光合作用产生的氧气中的氧全部来自水
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