生物必修1《分子与细胞》第四章 细胞的生存需要营养物质和能量第四节 光能的捕获、转换和储存综合训练题

【优选】第四节光能的捕获、转化和储存-1练习

一．单项选择

1．图1和图2表示2种生物膜及其发生的部分生理过程，下列叙述正确的是（    ）

A．有氧呼吸的第三个阶段在图1中发生，产生的能量大部分用于合成ATP

B．图2中产生ATP的部位位于类囊体薄膜的外侧

C．图2中H+的跨膜运输方式为主动运输

D．图1和图2中［H]为同一种物质

2．将一株高5厘米的玉米幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后长成了高1米的植株，生长过程中增加的质量来白于（    ）

A．光．无机盐和水 B．水．无机盐和空气

C．水．无机盐和土壤 D．光．无机盐和空气

3．光合作用和有氧呼吸是植物体重要的物质和能量转换过程，其中有些物质在光合作用和有氧呼吸过程中既能够形成，又能被利用。下列分析错误的是（    ）

A．光合作用过程中既有NADPH的合成又有NADPH的利用

B．有氧呼吸过程中既有NADH的合成又有NADH的利用

C．有氧呼吸过程中线粒体内既有水的形成又有水的利用

D．光合作用过程中类囊体上既有ATP的形成又有ATP的利用

4．如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述正确的是（    ）

A．图中膜结构表示叶绿体内膜，B侧为叶绿体基质

B．图示过程的能量变化是光能转变成ATP和NADPH中稳定的化学能

C．甲表示色素分子，其中类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光

D．图示光反应部分过程，水分解为氧和H＋的同时还产生电子

5．下列与高中生物学实验相关的叙述中，错误的是（    ）

A．探究温度对唾液淀粉酶活性的影响时，不能用斐林试剂代替碘液

B．斐林试剂和双缩脲试剂中NaOH溶液浓度相同，作用不相同

C．用纸层析法分离出的色素带中，离滤液细线最远的色素带呈黄绿色

D．观察植物细胞质壁分离时，可以用一定浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液

6．细胞内ATP合成酶作用的原理如图所示，当H+穿过ATP合成酶时，该酶能促使ADP与Pi形成ATP。下列叙述错误的是（    ）

A．在叶肉细胞中ATP酶复合体分布在线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上

B．H+浓度梯度蕴藏的能量促使了ADP向ATP的转化

C．ATP中的“A”与构成DNA．RNA中的含氮碱基“A”表示相同物质

D．ATP酶复合体在图示过程中，具有运输和催化作用

7．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲．乙．丙．丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“+”表示使用，“-”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为（    ）

A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④

8．英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液（含H2O．不含CO2）中加入铁盐，在光照下可以释放出氧气，铁盐被还原为亚铁盐。下列相关叙述错误的是（    ）

A．根据该实验不能推测O2中氧的来源

B．该实验可说明O2中的氧只来源于H2O

C．该实验中还原铁盐的物质是NADPH

D．该实验说明水的光解并非一定与糖的合成关联

9．如图是小明同学所做“新鲜菠菜叶片内叶绿体中色素的提取和分离实验”的实验结果，老师认为实验结果不理想，则产生此结果最可能的原因是（    ）

A．研磨时未加入SiO2 B．误用蒸馏水作提取液

C．层析液没过滤液细线 D．研磨时未加入CaCO3

10．如图表示水稻体内的部分生理过程，下列相关叙述正确的是（    ）

A．图中的②④过程能为根毛细胞吸收NO3-供能

B．图中过程②是在线粒体的外膜上进行的

C．图中过程①需要叶绿体内膜上色素的参与

D．图中过程能发生在人体细胞中的有①②④

11．如图是某绿色植物体细胞有氧呼吸的过程。有关叙述不正确的是（    ）

A．4．7是两种不同的物质

B．3产生于线粒体基质，可参与光合作用

C．8主要以热能形式散失

D．有光时，若给该植物提供H218O，则可在周围环境中检测到18O2和C18O2

12．如图是绿色植物光合作用的暗反应过程局部示意图，下列相关叙述错误的是（    ）

A．该过程的反应场所是叶绿体基质

B．该过程只能在黑暗中进行

C．光反应产生的NADPH可用于磷酸甘油酸转变为磷酸甘油醛

D．暗反应过程能量变化是ATP和NADPH中的化学能转变为有机物中的化学能

13．下列关于光反应阶段的叙述，错误的是（　　）

A．能形成还原型辅酶Ⅱ B．能形成ATP

C．能形成糖类 D．能形成氧气

14．菠菜属于亚雌雄异株植物，它由雌株．雄株以及两性植株等组成。某校兴趣活动小组利用菠菜开展系列探究活动，相关分析错误的是（    ）

A．高倍镜下观察菠菜叶的表皮细胞，可以观察到明显的细胞质流动现象

B．利用菠菜叶肉细胞观察质壁分离的实验中，叶绿体不会干扰实验现象

C．绿叶中色素的提取和分离实验中，不宜选用叶龄过大的菠菜叶片进行实验

D．在观察减数分裂的实验中，可选用菠菜雄株发育中的花药作为实验材料

15．绿色植物的光合作用过程，可用如下化学反应式来表示：

下列有关叙述错误的是（    ）

A．在此过程中，光能转化为化学能最终储存在（CH2O）中

B．光能的吸收发生在类囊体膜上，光能的直接转化发生在叶绿体基质中

C．产物（CH2O）是地球上有机物的主要来源

D．释放出的O2中的氧原子来自反应物水中的氧原子

16．下列关于光合色素的叙述正确的是（    ）

A．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光

B．叶绿体的4种色素中叶绿素a含量最大

C．叶绿素在层析液中的溶解度高于胡萝卜素

D．可用无水乙醇分离叶绿体中的4种色素

17．下列有关叶绿体色素提取和分离实验的叙述，错误的是（    ）

A．利用层析法分离叶绿体中色素

B．研磨过程中应加入少许二氧化硅和碳酸钙

C．色素分子的分子大小不同，在滤纸条上的扩散速度不同

D．采用秋天枯黄的落叶，分离结果是滤纸条下端的蓝绿．黄绿色素带不明显

18．小球藻是一种真核单细胞绿藻，科学家用小球藻做相关实验（将甲乙两组同时置于充足的光照条件下）。实验示意图如下，下列相关分析不合理的是（    ）

A．两组小球藻细胞内首先利用18O的场所相同

B．短时间内检测产生的气体A．B物质的相对分子质量之比为8：9

C．该实验可以证明光合作用释放的氧气全部来自水

D．较长一段时间后检测产生的气体A．B中含18O的是A．B

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】

2．【答案】B

【解析】

光合作用的原料：二氧化碳和水，产物有机物和氧气，场所是叶绿体。

解答：

玉米幼苗光合作用吸收水用于制造氧气；也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的化合物。也可以利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重，因此其所增加的质量主要来自于空气．水和无机盐，B正确。

3．【答案】D

【解析】

4．【答案】D

【解析】

据图分析，图示生物膜吸收了光能，发生了水分解成H+和O2的过程，因此该生物膜为叶绿体的类囊体薄膜，是光合作用光反应的场所；图示甲为色素分子，可以吸收．传递．转化光能；乙为H+的载体，且能够催化ATP的合成；光能来自于A侧，H+运输到A侧参与暗反应，说明A侧为叶绿体基质。

解答：

A．根据以上分析已知，图示为叶绿体的类囊体薄膜，A侧为叶绿体基质，A错误；

B．图示过程为光反应，能量变化是光能转变成ATP和NADPH中活跃的化学能，B错误；

C．甲表示色素分子，其中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错误；

D．光反应包括水光解生成氧气和NADPH．合成ATP的过程，该图显示光反应部分过程，水分解为氧和H+的同时还产生电子，D正确。

5．【答案】C

【解析】

6．【答案】C

【解析】

ATP合成酶属于蛋白质，合成蛋白质的场所是核糖体，组成元素包括C．H．O．N等；ATP的组成元素有C．H．O．N．P；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，场所在线粒体．叶绿体．细胞质基质。

解答：

A．真核细胞中ATP来源于呼吸作用和光合作用，，如图所示为膜结构上ATP的合成，所以该结构为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜，A正确；

B．ATP 合成所需要的能量源于H+浓度梯度，即H+浓度梯度蕴藏的能量促使了ADP向ATP的转化，B正确；

C．ATP 中的“A”表示腺苷（由腺嘌呤和核糖组成），DNA．RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤，C错误；

D．由图可知，ATP酶复合体在图示过程中，ATP酶复合体能催化ATP水解并运输H+，故ATP酶复合体具有运输和催化作用，D正确。

7．【答案】B

【解析】

8．【答案】B

【解析】

①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；

②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。

解答：

AB．由于缺少加入CO2的另一组对照实验，故不清楚植物光合作用产生的氧气中的氧元素是来自于CO2还是H2O中，B错误，A正确；

C．在光照下释放出氧气的同时还有NADPH的产生，故推测出将亚铁还原的是NADPH，C正确；

D．该实验中没有形成糖类等有机物，因此不能确定水的光解与糖的合成是否有关联，D正确。

9．【答案】D

【解析】

绿叶中的色素提取和分离实验的异常现象分析：

（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析①未加二氧化硅（石英砂），研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素（叶绿素）太少。③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低（正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素）。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

（2）滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线未画成一条细线。

（3）滤纸条上得不到色素带的原因分析滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

解答：

A．研磨时未加入SiO2，导致色素相对含量低，A错误；

B．误用蒸馏水做提取液和层析液，会导致图中没有色素带出现，B错误；

C．层析液没过滤液细线会导致色素全部溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带或颜色带较浅，C错误；

D．色素含量最多的是叶绿素a，含量最少的是胡萝卜素，含量大小的关系为叶绿素a>叶绿素b叶黄素>胡萝卜素。图示叶绿素a和叶绿素b含量相对较少，而叶黄素最多，胡萝卜素较多，可能是研磨时未加入CaCO3，导致部分叶绿素被破坏，D正确。

10．【答案】A

【解析】

根据题意和图示分析可知：①表示光反应阶段，发生在叶绿体类囊体薄膜上；②表示表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上；③表示暗反应阶段，发生在叶绿体基质中；④表示有氧呼吸的第一．二阶段，发生在细胞质基质和线粒体基质中。

解答：

A．图中的②④过程为细胞呼吸过程，产生的ATP能为根毛细胞吸收NO3-供能 ，A正确；

B．图中过程②是有氧呼吸第三阶段，在线粒体的内膜上进行的， B错误；

C．图中过程①需要叶绿体类囊体薄膜上色素的参与，C错误；

D．图中过程能发生在人体细胞中的有②④细胞呼吸，D错误。

11．【答案】A

【解析】

有氧呼吸的第一．二．三阶段的场所依次是细胞质基质．线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量。

题图分析：1是葡萄糖，2是丙酮酸，3是二氧化碳，4是水，5是[H]，6是氧气，7是水，8是能量。

解答：

A．4．7是相同的物质，均为水，分别是第二阶段的反应物和第三阶段的产物，A错误；

B．3是二氧化碳，产生于线粒体基质中进行的第二阶段，可参与绿色植物的光合作用，B正确；

C．产生的8大部分以热能的形式散失，少部分用于合成ATP，C正确；

D．有光时，若给该植物提供H218O，因为水可以参与到有氧呼吸的第二阶段和光合作用的光反应阶段，因此，可在周围环境中检测到C18O2和18O2，D正确。

12．【答案】B

【解析】

光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，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。

解答：

A．该过程表示暗反应，暗反应的场所是叶绿体基质，A正确；

B．暗反应可以在有光或无光的条件下进行，B错误；

C．由图可知，光反应产生的NADPH可以用于磷酸甘油酸转变为磷酸甘油醛，C正确；

D．暗反应过程中，ATP和NADPH中的化学能转变为有机物中的化学能，D正确。

13．【答案】C

【解析】

光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。

解答：

A．结合分析可知，光反应阶段能形成还原型辅酶Ⅱ，A正确；

B．光反应阶段能形成ATP，用于暗反应阶段C3的还原，B正确；

C．暗反应阶段C3的还原过程能形成糖类，这不是光反应的特征，C错误；

D．光反应的产物中有氧气生成，D正确。

14．【答案】A

【解析】

成熟的有颜色的植物细胞都可以用来观察质壁分离。

解答：

A．菠菜叶的表皮细胞无叶绿体，不可观察到明显的细胞质流动现象，A错误；

B．观察质壁分离及复原的实验时，可以用菠菜叶肉细胞观察，菠菜叶肉细胞有颜色的不是液泡，而是原生质层，用这样的细胞实验结果比较容易观察，B正确；

C．由于叶龄过大时，叶绿素含量会减少所以在绿叶中色素的提取和分离实验中，不宜选用叶龄过大的叶片，C正确；

D．由于发育的花药进行的是减数分裂，所以可选用植物发育中的花药进行实验，观察减数分裂过程，D正确。

故选A。

15．【答案】B

【解析】

16．【答案】B

【解析】

光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。叶绿体中的色素都能溶解于丙酮．无水乙醇等有机溶剂中，所以用丙酮或无水乙醇提取叶绿体中的色素；色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上扩散速度不同，即溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快。

解答：

A．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，A错误；

B．叶绿体中的色素包括叶绿素a．叶绿素b．叶黄素和胡萝卜素，其中叶绿素a含量最大，B正确；

C．叶绿素在层析液中的溶解度低于胡萝卜素，C错误；

D．可用无水乙醇提取叶绿体中的4种色素，分离色素用层析液，D错误。

17．【答案】C

【解析】

叶绿体色素的提取和分离实验：

18．【答案】A

【解析】

（1）光合作用是指植绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

（2）同位素标记法 同位素具有放射性，科学家通过仪器追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫同位素标记法。氧的同位素18O，分别标记水和二氧化碳，使它们分别成为H218O和C18O2。

（3）光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程；呼吸作用是细胞利用氧把有机物分解成二氧化碳和水，并且把储存的有机物里面的能量释放出来。

解答：

A．甲组中用18O标记二氧化碳中的氧，在小球藻细胞内二氧化碳在叶绿体基质中与五碳化合物固定形成三碳化合物。因此首先利用18O的场所是叶绿体基质。乙组中用18O标记水中的氧，水在光反应阶段分解产生氧气和[H]，发生场所是类囊体薄膜，A错误；

B．甲中产生的A是未被标记的氧气，乙中产生的B是被18O标记的氧气，因此短时间内检测产生的气体A．B物质的相对分子质量之比为（16×2）：（18×2）=8：9，B正确；

C．甲中产生的A是未被标记的氧气，乙中产生的B是被18O标记的氧气，由此可以证明光合作用释放的氧气全部来自于水中的氧，C正确；

D．甲组中用18O标记二氧化碳中的氧，其在参与暗反应中会产生H218O，H218O再参与光反应产生18O标记的氧气，乙中直接产生的被18O标记的氧气，因此较长一段时间后检测产生的气体A．B中含18O的是A．B，D正确。