生物必修1《分子与细胞》第五章 细胞的能量供应和利用第4节 能量之源——光与光合作用本节综合同步练习题

这是一份生物必修1《分子与细胞》第五章 细胞的能量供应和利用第4节 能量之源——光与光合作用本节综合同步练习题，共30页。试卷主要包含了下列关于叶绿体的描述,错误的是等内容，欢迎下载使用。

第4节　能量之源——光与光合作用
第1课时　捕获光能的色素和结构
基础过关练
题组一　色素的提取和分离实验
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
1.(2020河南郑州一中高一月考)关于叶绿素的提取的叙述,错误的是(　　)
A.菠菜绿叶可被用作提取叶绿素的材料
B.加入少许碳酸钙能避免叶绿素被破坏
C.用层析液提取绿叶中的色素
D.加入二氧化硅可使叶片研磨更充分
2.提取和分离叶绿体中色素的正确顺序是(　　)
A.进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上画滤液细线→将实验材料剪碎后研磨
B.制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画滤液细线→将实验材料剪碎后研磨
C.将实验材料剪碎后研磨→在滤纸条上画滤液细线→制取滤液→进行纸层析
D.将实验材料剪碎后研磨→制取滤液→在滤纸条上画滤液细线→进行纸层析
3.(2019福建莆田六中高一期中)叶绿体中色素的纸层析结果显示叶绿素b位于层析滤纸的最下端,原因是(　　)
A.分子量最小
B.分子量最大
C.在层析液中的溶解度最小
D.在层析液中的溶解度最大
4.如图是对菠菜叶片的叶绿体色素分离的结果示意图。下列相关分析正确的是(　　)

A.a的操作目的是方便层析液的吸附
B.b所示的铅笔细线能够促进色素的层析
C.如果c、d带宽度减小一定是忘记添加碳酸钙
D.色素f是胡萝卜素,在层析液中的溶解度最大

题组二　色素的种类、分布和作用
5.如图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。对该图分析错误的是(　　)


A.图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光
B.总吸收光谱代表叶绿体中4种色素对光能的总吸收值
C.图示表明只有叶绿素a吸收的光能才能用于光合作用
D.总吸收光谱与作用光谱基本一致,说明叶绿体色素吸收的光能都能参加光合作用
6.捕获光能的色素存在于叶绿体中,下列相关说法中不正确的是(　　)
A.叶绿体中的色素有4种,分别是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素
B.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.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素的含量不同
D.叶绿素对绿光吸收最多,所以叶子一般呈现绿色

题组三　叶绿体的结构和功能
7.下列关于叶绿体的描述,错误的是(　　)
A.基粒由类囊体堆叠而成
B.叶绿体具有双层细胞器膜
C.细胞内的色素均分布在叶绿体中
D.类囊体薄膜上具有叶绿素和酶
8.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是一个个圆饼状的囊状结构,可堆叠成基粒
D.①②均为选择透过性膜
9.下列关于叶绿体和线粒体的叙述,正确的是(　　)
A.线粒体和叶绿体均含有少量的DNA
B.植物的细胞都含有线粒体和叶绿体
C.线粒体和叶绿体增大膜面积的方式相同
D.线粒体和叶绿体所含酶的种类相同
能力提升练
一、选择题
1.(★★☆)在“绿叶中色素的提取与分离”实验中,在滤纸中央滴一滴色素滤液,然后进行分离(装置如图),得到四个不同颜色的同心圆。下列说法正确的是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

A.可以用层析液提取绿叶中的光合色素
B.由外向内的第三圈呈蓝绿色,主要吸收蓝紫光和红光
C.若实验中未加CaCO3,则导致由外向内的第一、二圈颜色较浅
D.由外向内的第一、二圈主要吸收红光和蓝紫光
2.(2020广东实验中学高一期末,★★☆)某兴趣小组选择了新鲜菠菜的“绿叶”和“嫩黄叶”,做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
3.(2020安徽亳州二中高三月考,★★☆)提取光合色素后,进行纸层析分离。下列对该实验中各种现象的解释,正确的是(　　)
A.未见色素带,说明材料可能为黄化叶片
B.胡萝卜素处于滤纸条最上方,是因为其在提取液中的溶解度最高
C.提取液呈绿色是由于含有较多叶绿素a和叶绿素b
D.色素始终在滤纸上,是因为色素不溶于层析液
4.(2020山东临沂一中高三月考,★★☆)高等植物的光合作用依赖光合色素。在不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。如图是①②两种叶绿素的吸收光谱。关于叶绿素的叙述,正确的是(　　)

A.图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上
B.利用纸层析法分离色素时,②应位于滤纸条的最下端
C.有些植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光
D.弱光下①的相对含量增加有利于植物对弱光的利用
5.(不定项)(★★★)科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是(　　)

A.实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中是为了设置自变量
B.水绵光合作用产生的O2能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2O
C.图中细菌分布的差异是水绵在不同区域光合作用强度不同造成的
D.水绵的叶绿体螺旋状分布在细胞中有利于实验的进行

二、非选择题
6.(★★☆)(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“绿叶中色素的提取和分离”实验,在滤纸上出现了四条清晰的色素带,其中呈黄绿色的色素带为　　　　　　　　。 
(2)该同学改变层析液组成后继续进行实验,滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条,用无水乙醇分别溶解条带上的色素,浓缩后用分析仪器检测,通过分析色素溶液的　　　　　可判断条带的色素种类。 
(3)实验结束几天后,乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是叶片中某些色素降解所致,丙同学则认为这是某些色素含量增加所致。根据所学知识,设计实验来判断两个同学的观点是否正确。
第一步:从预留的叶片中挑选出足量、分量相等、大小相近的　　　　叶片和　　　　叶片作为实验材料。 
第二步:在相同条件下,再次进行绿叶中色素的　　　　　　实验。 
第三步:测定和记录实验结果,比较这两种叶片中各种色素的　　　　和　　　　,得出结论。 


第4节　能量之源——光与光合作用
第1课时　捕获光能的色素和结构
基础过关练
1.C　菠菜绿叶富含叶绿素,可被用作提取叶绿素的材料,A正确;研磨叶片时,加入少许碳酸钙能避免叶绿素被破坏,B正确;可以用无水乙醇提取绿叶中的色素,用层析液分离绿叶中的色素,C错误;研磨叶片时,加入二氧化硅可使叶片研磨更充分,D正确。
2.D　提取和分离叶绿体中色素的顺序:取绿色的新鲜叶片(如菠菜的绿叶) 剪碎研磨→制取滤液→制备滤纸条→在滤纸条上画滤液细线→进行纸层析分离色素。
3.C　分离叶绿体中色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,进而可以把色素分离开来。其中叶绿素b在层析液中的溶解度最小,位于层析滤纸的最下端。
4.D　题图中a的操作即剪去滤纸条一端的两角,其目的是防止层析液在滤纸条两边扩散过快,避免得到的色素带不整齐,A错误。铅笔细线能够使滤液细线画得细而直,从而使得到的色素带比较整齐,便于观察,B错误。c、d带对应的色素分别为叶绿素b、叶绿素a,这两条色素带宽度减小说明滤液中叶绿素含量减少,原因可能是忘记添加碳酸钙,叶绿素被破坏;也可能是材料不新鲜,叶绿素含量少,C错误。色素f是胡萝卜素,在层析液中的溶解度最大,扩散速度最快,位于滤纸条的最上方,D正确。
5.C　题图中,叶绿素a的吸收光谱有两个波峰,主要集中于红光和蓝紫光区域,A正确。叶绿体中含有4种色素,各种色素都能吸收光能,总吸收光谱是指叶绿体中4种色素对光的总吸收值,B正确。图示中,作用光谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似,说明叶绿体色素吸收的光能都可用于光合作用,D正确,C错误。
6.D　叶绿体中的色素有两大类,分别是叶绿素和类胡萝卜素,前者分为叶绿素a、叶绿素b,后者分为叶黄素、胡萝卜素,A正确;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,B正确;绿叶中叶绿素含量约占3/4,类胡萝卜素含量约占1/4,C正确;叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射出来,所以叶子一般呈现绿色,D错误。
7.C　叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成,A正确;叶绿体具有双层细胞器膜,B正确;细胞内的色素不只分布在叶绿体中,液泡中也含有色素,C错误;类囊体薄膜上具有叶绿素等色素以及与光合作用有关的酶,D正确。
8.A　与光合作用有关的酶分布在③类囊体的薄膜上和④叶绿体基质中,A错误;与光合作用有关的色素分布在③类囊体的薄膜上,B正确;基粒是由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成的,C正确;叶绿体外膜、内膜都是生物膜,都具有选择透过性,D正确。
9.A　线粒体和叶绿体中都含有少量的DNA,A正确;叶绿体为光合作用的场所,只存在于能够进行光合作用的细胞中,如叶肉细胞等,B错误;线粒体和叶绿体增大膜面积的方式不同,线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体内部由类囊体堆叠形成基粒,C错误;线粒体和叶绿体分别是有氧呼吸的第二、三阶段和光合作用的场所,分别含有与之有关的酶,因此二者所含酶的种类不完全相同,D错误。
能力提升练
一、选择题
1.B　在滤纸中央滴一滴色素滤液,然后进行纸上层析,得到四个不同颜色的同心圆,四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的,扩散最快的即为圆圈最大的,圆圈从大到小对应的色素依次为:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。根据叶绿体中色素的分离原理可知,可以用层析液分离绿叶中的光合色素,提取光合色素常用无水乙醇,A错误;根据分析可知,由外向内的第三圈是叶绿素a,呈蓝绿色,主要吸收蓝紫光和红光,B正确;光合色素的提取实验中加入CaCO3的作用是防止叶绿素被大量破坏,所以如果实验中未加CaCO3,则叶绿素a和叶绿素b的含量较少,即由外向内的第三、四圈颜色较浅,C错误;由外向内的第一、二圈分别是胡萝卜素和叶黄素,它们主要吸收蓝紫光,D错误。
2.B　提取色素的原理是叶绿体中的色素不溶于水而溶于有机溶剂,分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同,A错误;研磨叶片时加碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏,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,B正确;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,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红光区域,C错误;滤纸条上的色素从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,色素带的宽窄与色素含量相关,新鲜菠菜“绿叶”所含叶绿素a和叶绿素b较多,叶绿素a带和叶绿素b带较宽,所以甲为“绿叶”的色素层析结果,乙为“嫩黄叶”的色素层析结果,D错误。
3.C　黄化叶片中不含叶绿素,但含有类胡萝卜素,用黄化叶片进行叶绿体中的色素提取和分离实验时,可以观察到两条色素带,A错误;叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,如胡萝卜素处于滤纸条最上方,是因为其在层析液中的溶解度最高,B错误;叶绿素a为蓝绿色,叶绿素b为黄绿色,提取液呈绿色是由于含有较多的叶绿素a和叶绿素b,C正确;叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇和层析液中,色素可随层析液在滤纸上扩散,D错误。
4.D　题图中①叶绿素b,②叶绿素a主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A错误;利用纸层析法分离色素时,①叶绿素b应位于滤纸条的最下端,B错误;有些植物叶片呈现绿色是由于①②吸收绿光最少,绿光被反射出来,C错误;在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境,可知弱光下①叶绿素b的相对含量增加有利于植物对弱光的利用,D正确。
5.CD　题述实验中光照为自变量,氧气为因变量,实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中是为了排除环境中光线和氧气对实验的影响,A错误;细菌为原核生物,无线粒体,B错误;图中细菌分布的差异是水绵在不同区域光合作用强度不同造成的,C正确;水绵的叶绿体螺旋状分布在细胞中,有利于观察好氧细菌的分布,从而有利于实验的进行,D正确。

二、非选择题
6.答案　(1)叶绿素b　(2)吸收光谱　(3)已变黄　正常　提取和分离　种类　含量
解析　(1)胡萝卜素呈橙黄色,叶黄素呈黄色,叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色。(2)不同的色素对不同波长的光的吸收情况不同,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,所以可以通过分析色素溶液的吸收光谱来判断条带的色素种类。(3)可以通过提取出已变黄叶片和正常叶片的色素,测定色素的种类并比较其含量的变化,判断叶片变黄的原因。操作如下:从预留的叶片中挑选出足量、分量相等、大小相近的已变黄的叶片和正常的叶片作为实验材料,在相同条件下,再次进行绿叶中色素的提取和分离实验,测定和记录实验结果,比较这两种叶片中各种色素的种类及含量,得出结论。


第2课时　光合作用的探究历程
基础过关练
题组　光合作用的探究历程
1.(2019山东烟台高二期末)历经一个多世纪,经过许多科学家的实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物,在下面几个著名实验中,相关叙述不正确的是　(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.恩格尔曼的实验利用水绵和乳酸菌证明了叶绿体在光的照射下能产生氧气
B.萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件
C.普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气
D.鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用释放的氧气来自水
2.下图表示德国植物学家萨克斯的实验。绿色叶片放在暗处经数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后,再把叶片的一部分遮光,其他部分曝光。一段时间后,经脱色、漂洗再用碘液处理,结果遮光部分不变蓝,曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是(　　)

①本实验未设专门的对照组
②有无光照是a、b区域出现不同结果的唯一原因
③实验初始时a、b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②③ B.只有①②③
C.只有②③④ D.①~④全部
3.(2020广西桂林十八中高一开学考试)在光合作用的探究历程中,德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律,提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。下列能证明这一假说的实验是(　　)
A.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水
B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光
C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉
D.英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分
4.选一盆银边天竺葵(如图,虚线圆圈外的部分是银边),进行如下实验:
①将天竺葵预先放置在黑暗处48 h,再将2 cm×2 cm不透光的黑纸片夹在绿色部位(图中B虚线方框处),然后把植物放在光下照射4~6 h,再取下此纸片,并用打孔器在叶片A、B、C三个部位打下三个叶圆片。


②把叶圆片放入盛有某溶液的试管中,水浴脱色。
③把脱色的叶圆片再放入清水中漂洗。
④把经过漂洗的叶圆片放在白纸板上,用吸管吸取碘液,分别滴在叶圆片上。
分析上述实验过程,回答下列问题:
(1)实验中,将天竺葵预先放在黑暗处48 h的目的是　　　　　　　　　　　。 
(2)实验中用于脱色的溶液是　　　　　,水浴加热的目的是防止　　　　　　　　　　。 
(3)A、B、C三个叶圆片中,　　　　　会变成蓝色,原因是　。 
(4)　　　　　　　叶圆片说明了光合作用需要光,　　　　　　　叶圆片说明了光合作用需要叶绿体。 
5.(2019山西太原五中高考模拟)如图是探究光合作用历程中科学家做的三个相关实验。请回答下列问题:


(1)实验一的目的是　　　　　　　　　　,通过观察　　　　　　　得出实验结论;若某人重复做此实验,却发现细菌在叶绿体的受光部位分布最少,最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)图中三个实验可以证明光合作用需要光照的是　　　　　;实验前需要进行“黑暗”处理的是　　　　　　　。 
(3)实验三的实验方法是　　　　　　　　,在该实验中可通过比较　　　　　　　　的差异确定光合作用过程中释放的氧气的来源。在光合作用发现过程中还利用了相同的方法研究了　。 


第2课时　光合作用的探究历程
基础过关练
1.A　恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行实验,发现光合作用的场所是叶绿体,乳酸菌是厌氧菌,A错误;萨克斯的实验中单一变量为是否有光照,该实验证明了光合作用的产物中有淀粉,除此之外,也可证明光是光合作用的必要条件,B正确;普利斯特利通过实验证明了植物能更新空气,C正确;鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验,证明了光合作用释放的氧气来自水,D正确。
2.A　题述实验曝光部分为对照组,遮光部分为实验组,因此题述实验中设置了对照组,①不合理;题述实验的自变量为有无光照,其他无关变量均保持适宜且一致,因此有无光照是a、b区域出现不同结果的唯一原因,②合理;绿色叶片放在暗处经数小时“饥饿”处理,已耗尽叶片中的淀粉,故实验初始时a、b区域均达到无淀粉状态,③合理;题述实验可证明光合作用的产物有淀粉,但不能证明光合作用的场所为叶绿体、原料有CO2,④不合理。
3.C　鲁宾和卡门做的实验只能证明氧气的来源,不能证明光合作用存在能量的转化,A错误;恩格尔曼的第二个实验证明了叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用,但没有证明光合作用存在能量的转化,B错误;萨克斯证明光照下合成淀粉,即光能转化为淀粉中稳定的化学能,证明了能量转化假说,C正确;英格豪斯做的实验不能证明光合作用存在能量转化,D错误。
4.答案　(1)耗尽原有的淀粉　(2)酒精　酒精挥发,发生危险　(3)A
进行光合作用产生了淀粉,淀粉遇碘变成蓝色　(4)比较A和B　比较A和C
解析　(1)实验中,为了将叶片中原有的淀粉消耗完,需将天竺葵预先放在黑暗处48 h。(2)可以用酒精对叶片进行脱色,为了避免酒精挥发,发生危险,进行水浴加热。(3)A、B、C三个叶圆片中,只有A含有叶绿体且接受了光照,可以进行光合作用产生淀粉,淀粉遇碘变蓝。(4)A、B对比,自变量是有无光照,可以说明光合作用需要光;A、C对比,自变量是有无叶绿体,可以说明光合作用需要叶绿体。
5.答案　(1)探究光合作用的场所(释放氧气的场所)　好氧细菌的分布　选择的实验材料是厌氧细菌　(2)实验一和实验二　实验二　(3)同位素标记法　A和B的相对分子质量　CO2中的碳在光合作用过程中转化成有机物中的碳的途径
解析　(1)实验一为恩格尔曼做的实验,此实验选用水绵作为实验材料,水绵有带状的叶绿体,便于观察光合作用的产物(氧气)的释放部位,故实验一的目的是探究光合作用的场所,通过观察好氧细菌的分布可得出实验结论:叶绿体受光部位进行光合作用释放氧气;若某人重复做此实验,却发现细菌在叶绿体的受光部位分布最少,则最可能的原因是所用细菌不适宜生活在有氧环境中,是厌氧细菌。(2)实验一中光照部位好氧细菌聚集,说明光合作用产生氧气,此过程需要光照;实验二中遮光的部分无淀粉产生,有光的部分才能进行光合作用产生淀粉,说明光合作用需要光照才能产生淀粉;实验三是证明光合作用释放的氧气来自水,而不是二氧化碳,故图中三个实验可以证明光合作用需要光照的是实验一和实验二。实验二植物的叶片中本来就有淀粉,故需要先进行暗处理把原有的淀粉等有机物耗尽。(3)实验三探究氧气中氧的来源过程中,用18O分别标记H2O及CO2,该实验应用的是同位素标记法;该实验中用同位素18O标记H2O的一组生成的气体为18O2,另一组生成的气体为O2,故可通过比较 A和B的相对分子质量的差异,确定光合作用过程中释放的氧气的来源。在光合作用发现过程中卡尔文用放射性同位素14C探明了CO2中的碳在光合作用过程中转化成有机物中的碳的途径。

第3课时　光合作用的原理和应用
基础过关练
题组一　光合作用的过程
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
1.(2019江苏无锡高一期末)下图所示为叶绿体中的某种结构及在该结构上发生的物质和能量变化,有关叙述错误的是(　　)

A.图中①是参加反应的水
B.图中②上有光合色素
C.图中光能转变成了化学能
D.[H]、O2和ATP都能用于暗反应
2.(2020江苏南通高二统考)下列关于光合作用中光反应的叙述,错误的是(　　)
A.光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行
B.有光和无光时都可以进行光反应
C.光反应为暗反应提供[H]和ATP
D.O2是光反应的产物之一
3.(2019河北廊坊永清一中高二月考)下图为光合作用示意图。下列说法错误的是(　　)

A.①表示O2,④表示CO2
B.暗反应中,CO2首先与C5结合生成C3,然后被还原为(CH2O)
C.C3的还原过程中,需要光反应提供的物质只有②
D.降低CO2浓度,短时间内C3的含量将减少
4.光反应在叶绿体中的类囊体薄膜上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中(　　)
A.需要ATP提供能量
B.DCIP被氧化
C.不需要光合色素参与
D.会产生氧气
5.如图表示植物细胞的光合作用过程简图,其中①~⑥代表物质。相关叙述错误的是(　　)

A.光照强度是影响④→③转化速率的重要因素
B.③转化为④时,光能转化成了活跃的化学能
C.物质⑤和⑥进行跨膜运输时都不需消耗能量
D.①②的相互转化速率制约③④的相互转化速率
6.下图表示光合作用过程,请据图回答问题:

(1)光合作用分为两个阶段E、F,是在　　　　(细胞器)中进行的。 
(2)图中A是　　　　,其功能主要是吸收　　　　光和　　　　光。 
(3)在E阶段中物质的变化有:水分解生成B　　　和　　　;ADP和Pi生成C　　　。 
(4)在F阶段中,CO2被C5固定生成D　　　,D最终被还原生成C5和(CH2O)。 
(5)光合作用中,F阶段利用的能量是　。 

题组二　光合作用原理的应用和化能合成作用
7.下列有关农谚的解释,错误的是(　　)

农谚
解释
A
“白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”
适当增加昼夜温差,有利于有机物积累,增加产量
B
“稻田水多是糖浆,麦田水多是砒霜”
不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量
C
“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”
合理提高农作物种植密度,可提高光合作用速率,增加产量
D
“锅底无柴难烧饭,田里无粪难增产”
施用有机肥可为农作物提供二氧化碳和无机盐,增加产量

8.下列关于植物光合作用的叙述,不正确的是(　　)
A.冬季晴天的中午,在大棚中适当增加CO2的供应有助于提高光合作用强度
B.农业上合理密植主要是为了给农作物提供更多的O2
C.大棚薄膜最好用无色透明的,这样有利于植物吸收更多的光能
D.夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量
9.(2020安徽淮北一中高一月考)下列关于硝化细菌的叙述,正确的是(　　)
A.没有线粒体,所以不能进行有氧呼吸
B.能够将土壤中的氨氧化成亚硝酸或硝酸,所以硝化细菌是自养生物
C.硝化细菌的细胞壁成分与植物细胞的细胞壁成分相同
D.虽然不能进行光合作用,但仍能将二氧化碳和水合成糖类
10.(2019河北廊坊永清一中高二月考)下列关于光合作用和化能合成作用的叙述,错误的是(　　)
A.光反应阶段不需要酶的参与
B.硝化细菌是自养需氧型生物,能将NH3氧化成HNO3
C.光合作用过程中既有[H]的产生又有[H]的消耗
D.化能合成作用可以利用无机物氧化时释放的能量来制造有机物
11.下面是某些生物体进行的一些化学反应,下列叙述中正确的是(　　)
①2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量
②2HNO2+O22HNO3+能量
③CO2+H2OO2+(CH2O)
A.只有具有叶绿体的细胞才能进行②过程
B.能进行②过程的生物是自养型生物,能进行①过程的生物是异养型生物
C.有线粒体的生物才能进行③过程
D.乳酸菌不能进行①②③过程

题组三　光合作用的影响因素
12.(2019山东青岛高一上期末)种植玉米等农作物时要“正其行,通其风”,体现了(　　)
A.光照强度对光合作用的影响
B.光照强度和CO2浓度对光合作用的影响
C.呼吸作用强度对积累有机物的影响
D.光照长短和温度对积累有机物的影响

13.“气孔”位于绿色植物叶片外表皮上,可以打开和关闭,是叶片与外界环境进行物质(气体)交换的门户。夏天的中午,棉花植株会关闭部分气孔以减少水分散失。此时,棉花植株的光合作用是怎样的(　　)
A.中午温度高,光照强,所以光合作用速率增强
B.部分气孔关闭抑制了CO2的固定,所以光合作用速率下降
C.部分气孔关闭抑制了叶绿素吸收光能,所以光合作用速率下降
D.叶片内水分储存多,可以促进水的光解,所以光合作用速率增强
14.(2019安徽霍邱一中高三月考)一片绿叶在不同光照强度下CO2吸收速率的变化如图,以下相关叙述不正确的是(　　)

A.C点实际光合作用速率为27 mg/h
B.C点以后CO2浓度或温度可能是光合作用的限制因素
C.A点代表呼吸作用强度,上下波动主要受温度影响
D.适当提高CO2浓度则B点右移
15.(2020陕西西安中学高一期末)图为有关光合作用的实验装置,以下分析最合理的是(　　)

A.试管中收集的气体的量代表了金鱼藻光合作用产生氧气的量
B.探究CO2浓度对光合作用的影响时,碳酸氢钠溶液的浓度越大,单位时间内试管中收集到的气体越多
C.要计算实际光合作用强度,需要测量植物在黑暗处理下的有关数据
D.若培养液中的H2O被18O标记,在植物细胞的液泡中不会出现18O

能力提升练
一、选择题
1.(2020山东临沂高一期末改编,★★☆)细胞中光合和呼吸的过程可表示如下,下列叙述正确的是(　　)

A.过程①释放的能量大部分储存在ATP中
B.过程②只在叶绿体中进行
C.过程②产生O2中的氧来自H2O和CO2
D.过程②中储存的能量可来自ATP中的化学能
2.(★★☆)如图表示光照强度对阳生植物和阴生植物CO2吸收速率的影响。下列说法错误的是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

A.图中甲、乙植物分别代表阳生植物、阴生植物
B.图中e点时,甲植物净光合强度比乙植物净光合强度大
C.图中d点,限制乙植物增产的外界因素可能是CO2浓度、温度
D.在缺Mg培养液中培养甲植物,则b1点将向右移动
3.(不定项)(★★★)如图表示夏季晴天,某植物放在密闭的玻璃罩内一昼夜CO2浓度的变化情况,假设5时日出,19时日落,玻璃罩内的植物生理状态与自然环境中的相同。用CO2测定仪测得一天中该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图所示的曲线,下列有关说法错误的是(　　)

A.CO2浓度从D点开始下降,说明植物进行光合作用是从D点开始的
B.BC段较AB段CO2浓度升高慢,是因为低温使植物呼吸作用减弱
C.FG段CO2浓度降低不明显,是因为光照强度减弱,光合作用减弱
D.H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2的吸收最多,光合作用最强
4.(2020福建师大附中高一期末)如图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件,结果发生了如曲线Ⅱ的变化。下列分析合理的是(　　)

A.与y点相比,x点时叶绿体中C3含量低
B.在y点时,适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约x点光合作用的因素主要是CO2浓度
D.制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度

二、非选择题
5.(★★☆)图甲为某校生物兴趣小组探究光照强度对茉莉花光合作用强度的影响的实验装置示意图,图乙为每小时所测得的结果。据图分析:

甲

乙
(1)请写出控制本实验自变量的一种方法:　　　　　　　　　。 
(2)为了防止无关变量对实验结果的干扰,本实验还应设置对照实验,请问对照装置如何设置?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)实验测得,当用40 W灯泡照射时,红色液滴没有发生移动,这是因为此时　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)B点以后,限制茉莉花光合速率的主要环境因素有　　　　　　　　　　。 
(5)图甲所示装置无法测得A点数据,除非将其中的NaHCO3溶液换为　　　　溶液,且将装置放在　　　环境中。在A点,产生ATP的结构有　　　　　　　　　　。 
(6)茉莉花的生长需要浇水,但浇水过多易出现烂根现象。请说明原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
第3课时　光合作用的原理和应用
基础过关练
1.D　水在光下分解为 [H]和O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上,图中①是参加反应的水,②是类囊体,A正确;叶绿体中的光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,B正确;在叶绿体的类囊体薄膜上,光合色素将吸收的光能转变为ATP中的化学能,C正确;[H]和ATP都能用于暗反应,O2直接释放到叶绿体外,D错误。
2.B　光反应的场所为叶绿体的类囊体薄膜,A正确;有光时光反应才能进行,B错误;光反应产生的[H]和ATP参与暗反应中C3的还原,C正确;光反应的产物有O2、[H]和ATP,D正确。
3.C　分析图示可知,①表示水光解后释放的O2,④表示参与暗反应的CO2,A正确;暗反应中CO2首先与C5结合生成C3,然后被还原为(CH2O),B正确;C3的还原过程中,需要光反应提供的物质有②ATP和③NADPH([H]),C错误;降低CO2浓度,CO2和C5结合生成C3的速率减小,短时间内C3的还原速率不变,所以C3的含量将减少,D正确。
4.D　光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上,光合色素吸收光能,一方面使水光解,释放出氧气和形成[H],另一方面在有关酶的催化作用下,促使ADP与Pi发生化学反应形成ATP,D项符合题意,A、C两项不符合题意;结合题干信息可知,加入氧化还原指示剂DCIP后,DCIP会被[H]还原,使之由蓝色逐渐变为无色,B项不符合题意。
5.B　④→③是光反应中ADP、Pi合成ATP的过程,叶绿体中色素吸收的光能可在有关酶的催化作用下,使ADP、Pi合成ATP,所以光照强度是影响④→③转化速率的重要因素,A正确;③(ATP)转化为④(ADP+Pi)时,活跃的化学能转化成了有机物中稳定的化学能,B错误;物质⑤(水)和⑥(氧气)进行跨膜运输的方式都是自由扩散,都不需要消耗能量,C正确;光反应产生的[H]和ATP用于暗反应中C3的还原,暗反应为光反应提供ADP和Pi及NADP+,①②的相互转化速率与③④的相互转化速率相互制约,D正确。
6.答案　(1)叶绿体　(2)光合色素　红　蓝紫　(3)O2　[H]　ATP　(4)C3　(5)ATP中活跃的化学能
解析　(1)光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,图中E表示光反应,F表示暗反应,光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上,暗反应阶段发生在叶绿体基质中,整个光合作用过程发生在叶绿体中。(2)图中A能够吸收光能,表示光合色素,包括叶绿素和类胡萝卜素,光合色素主要吸收红光和蓝紫光。(3)E阶段表示光反应阶段,在该阶段中物质的变化有:水分解生成[H]和O2;ADP和Pi生成ATP。(4)F阶段表示暗反应阶段,在该阶段中,CO2被C5固定形成C3,而C3最终被还原生成C5和(CH2O),该过程中需要[H]作为还原剂,ATP提供能量。(5)光合作用中,暗反应阶段物质变化包括CO2的固定以及C3的还原,该阶段利用的能量是ATP中活跃的化学能。
7.C　“白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”,可看出该农业增产措施主要是在一定范围内,升高白天温度,降低夜间温度,有利于有机物积累,从而增加作物产量,A正确;“稻田水多是糖浆,麦田水多是砒霜”,可以看出不同作物的需水量不同,合理灌溉能增加产量,B正确;“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”, 农作物种植密度合理可以增产,原因是合理密植可以提高光的利用率,而非提高光合作用速率,C错误;“田里无粪难增产”,说明粪(有机肥)可增产,原因是有机肥被分解后可为农作物提供二氧化碳和无机盐,D正确。
8.B　CO2浓度影响光合作用强度,冬季晴天的中午,光照充足,在大棚中适当增加CO2的供应有助于提高光合作用强度,A正确;农业上合理密植主要是因为如果种植过密,植物叶片就会相互遮挡阳光,不利于光合作用而使产量下降,如果种植过疏则会造成光能浪费,B错误;虽然叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,但是对其他光也有吸收,用无色透明塑料薄膜,有利于植物吸收更多的光能,C正确;阴雨天植物光合作用较弱,白天适当增加光照有利于增大光合作用强度,夜晚适当降低温度,可减少呼吸作用消耗有机物,有利于有机物的积累,提高作物产量,D正确。
9.D　硝化细菌为原核生物,其细胞中没有线粒体,但能进行有氧呼吸,A错误;硝化细菌能够将土壤中的氨氧化成亚硝酸,进而将亚硝酸氧化成硝酸,然后利用这两个化学反应中释放的化学能将CO2和H2O合成糖类,所以硝化细菌是自养生物,B错误,D正确;植物细胞的细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,硝化细菌的细胞壁的主要成分为肽聚糖,C错误。
10.A　光反应阶段中,ATP的合成过程需要有关酶的参与,A错误;硝化细菌是自养需氧型生物,能将NH3氧化成HNO3,并利用其氧化时释放的能量将二氧化碳和水合成有机物,B、D正确;光合作用过程中,光反应阶段可产生[H],暗反应阶段有[H]的消耗,C正确。
11.D　①②③过程可理解为硝化细菌进行的化能合成作用,硝化细菌属于原核生物,没有叶绿体,A项错误;能进行③过程的生物属于自养型生物,B项错误;硝化细菌属于原核生物,没有线粒体,但可以进行③过程,C项错误;乳酸菌为异养厌氧型生物,不能进行①②③过程,D项正确。
12.B　“正其行,通其风”说的是合理密植,可以保证植物对光照强度和CO2的需求,B符合题意。
13.B　夏天的中午,温度过高,蒸腾作用过强,部分气孔关闭可以减少水分散失,部分气孔关闭会影响CO2的固定,进而导致光合速率下降,A错误,B正确;部分气孔关闭不会直接影响叶绿素吸收光能,C错误;水只是水光解的原材料,不会促进水的光解,D错误。
14.D　实际光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率,由图可知,C点实际光合作用速率为20+7=27 (mg/h),A正确;C点之后光照强度增加,光合作用不再增强,此时限制光合作用的因素不再是光照强度,可能是CO2浓度或温度,B正确;A点光照强度为0,此时细胞只进行呼吸作用不进行光合作用,呼吸作用强度上下波动主要受温度影响,C正确;B点光合作用强度等于呼吸作用强度,适当提高CO2浓度,光合作用增强,呼吸作用强度不变,则B点左移,D错误。
15.C　试管中收集的气体的量代表了金鱼藻光合作用释放氧气的量,而不是产生氧气的量,A错误;探究CO2浓度对光合作用的影响时,在一定范围内,随着碳酸氢钠溶液的浓度升高,单位时间内试管中收集到的气体会有所增加,但不会一直增加,碳酸氢钠溶液的浓度过高时,金鱼藻细胞会发生质壁分离,影响光合作用,单位时间内试管中收集到的气体减少,B错误;实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度,题述装置测定的是净光合作用强度,故要计算实际光合作用强度还需要测量植物在黑暗处理下的有关数据,C正确;水分子以自由扩散的方式进出细胞,若培养液中的H2O被18O标记,在植物细胞的液泡中也会出现18O,D错误。
能力提升练
一、选择题
1.D　过程①细胞有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,A错误;过程②光合作用可在植物细胞的叶绿体中进行,也可在部分不含叶绿体的原核生物中进行,B错误;过程②光合作用产生O2中的氧只来自H2O,C错误;过程②光合作用中储存的能量可来自ATP中的化学能,D正确。
2.B　据图分析,甲植物的光补偿点和光饱和点均高于乙植物,故甲是阳生植物,乙是阴生植物,A正确;e点时甲、乙曲线相交,甲植物净光合强度等于乙植物净光合强度,B错误;d点时的光照强度已经达到乙植物的光饱和点,此时限制乙植物增产的外界因素不再是光照强度,可能是温度或CO2浓度,C正确;在缺Mg培养液中培养甲植物,叶绿素合成不足,导致光合速率下降,则光补偿点b1将向右移动,D正确。
3.ACD　玻璃罩内二氧化碳浓度的变化情况与玻璃罩内植物的光合作用和呼吸作用相关,玻璃罩内的二氧化碳浓度上升表明植物的呼吸速率大于光合速率,玻璃罩内的二氧化碳浓度下降表明植物的呼吸速率小于光合速率。二氧化碳浓度从D点开始下降,是因为D点以后的一段时间内,植物的呼吸速率小于光合速率,D点时光合速率等于呼吸速率,光合作用在D点前就已经开始,A错误;BC段较AB段二氧化碳浓度升高慢,是因为低温使植物呼吸作用减弱,释放的二氧化碳量减少,B正确;FG段对应时间段温度高,蒸腾作用强,植物的部分气孔关闭,叶片对二氧化碳的吸收减少,光合作用减弱,C错误;H点二氧化碳浓度最低,说明这时玻璃罩内的二氧化碳被吸收最多,植物积累有机物最多,HI段二氧化碳浓度开始上升,则H点植物的光合作用速率等于呼吸作用速率,此时光合作用不是最强的,D错误。
4.D　与y点相比,x点时光照强度较弱,光反应提供的[H]和ATP较少,C3还原较少,所以C3含量较y点时的高,A错误;曲线Ⅰ是在适宜温度下得到的,如果再升高温度,会降低光合作用速率,B错误;制约x点光合作用的因素主要是光照强度,C错误;z点在曲线Ⅰ上,表示在适宜温度下,增强光照强度光合作用速率不再提高,表明此时限制光合作用速率的因素不是温度和光照强度,可能是CO2浓度,D正确。

二、非选择题
5.答案　(1)用不同瓦数灯泡照射(或改变相同灯泡与广口瓶之间的距离)　(2)将装置中的茉莉花换成等量死亡植株,其他设置与装置甲一样　(3)植株光合速率等于呼吸速率　(4)温度、CO2浓度　(5)NaOH
黑暗(或遮光)　细胞质基质和线粒体　(6)浇水过多,植物根细胞进行无氧呼吸产生酒精,酒精对根细胞有毒害作用
解析　(1)根据题干信息分析,该实验的目的是探究光照强度对茉莉花光合作用强度的影响,因此实验的自变量是光照强度,可以通过用不同瓦数(功率)的灯泡照射或改变相同灯泡与广口瓶之间的距离来控制光照强度的变化。(2)该实验用红色液滴移动的距离表示光合作用强度,气压变化等物理因素也可以导致液滴移动,因此为了消除其他因素对实验结果的干扰,可以设置对照实验,将装置中的茉莉花换成等量死亡植株,其他设置与装置甲一样。(3)用40 W灯泡照射时,红色液滴没有发生移动,说明植株光合作用产生的氧气量与有氧呼吸消耗的氧气量相等,即光合速率与呼吸速率相等。(4)B点以后,随着光照强度的增加,光合速率不再增加,则B点以后影响光合速率的主要环境因素是二氧化碳浓度和温度。(5)光照条件下茉莉花既进行光合作用,也进行呼吸作用,利用图甲所示装置测得的数值是净光合作用强度,A点光照强度为0,细胞只进行呼吸作用,为了测得呼吸作用强度,需要将其中的NaHCO3溶液换为NaOH溶液,且将装置放在黑暗条件下,此时产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体。(6)浇水过多,土壤中溶解氧降低,导致植物根细胞进行无氧呼吸产生酒精,酒精对植物根细胞有毒害作用,因此容易出现烂根现象。