第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化含答案解析.docx
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第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化含答案解析
第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化
学校:
___________姓名：
___________班级：
___________考号：
___________
一、单选题
1．下列关于叶绿体内色素提取和分离实验的说法，不正确的是（ ）
A．实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体
B．在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏
C．色素分离后在滤纸条上形成的4条色素带从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色
D．色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小
2．下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程，相关叙述错误的是
A．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色
B．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域
C．纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同
D．在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大
3．某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图（注：
纵坐标为吸收光能的百分比），其中属于叶绿素b的是（）
A．
B．
C．
D．
4．下列关于探索光合作用原理的部分实验，描述错误的是（）
A．卡尔文的实验能说明光合作用需要原料CO2
B．希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应
C．阿尔农发现水的光解过程伴随着ATP的合成
D．鲁宾和卡门利用放射性同位素同时标记CO2和水，证明光合作用释放的O2来自水
5．下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。
一段时间后，以下说法不正确的是（）
A．Y2的质量大于Y3的质量
B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
C．②中水的质量大于④中水的质量
D．试管①水的的质量大于试管②水的的质量
6．科学家用含“14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，发现其转移途径是（）
A．CO2→叶绿素→ATPB．CO2→三碳化合物→ATP
C．CO2→ATP→（CH2O）D．CO2→三碳化合物→葡萄糖
7．光合作用过程中，将植物突然从光下移到黑暗中，下图中能表示植物叶绿体中五碳化合物含量变化曲线的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．在大棚栽培蔬菜过程中，不属于提高光合作用来增产的措施是（ ）
A．夜间适当降低温度B．适时通风透气
C．适时增施有机肥D．适当提高光照强度
9．如图所示，表示植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，请分析选出不正确的一项
A．若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应的向右移动
B．若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动。
C．D点时，ATP的移动方向从类囊体薄膜方向叶绿体基质移动
D．若图上为阳生植物，则换为阴生植物，B点和D点均要向左移动
10．某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。
下图表示该植物在25℃时光合强度与光照强度的关系。
若将温度提高到30℃的条件下（原光照强度和CO2浓度等不变），从理论上分析，图中相应点的移动应该是
A．a点上移，b点左移，m值上移
B．a点不移，b点左移，m值不变
C．a点下移，b点右移，m值下移
D．a点下移，b点不移，m值上移
11．硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，有关叙述正确的是（）
A．该过程需要在具有NH3和O2存在条件下才可以进行
B．该过程与光合作用非常相似，都要光合色素
C．硝化细菌属于异养型生物，因为它是原核生物，以现成有机物为营养来源
D．该过程合成有机物的原料是其他有机物
12．将植物栽培在适宜的光照、温度和CO2充足的条件下。
如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况是（）
A．上升、下降、上升
B．下降、上升、上升
C．下降、上升、下降
D．上升、下降、下降
13．将a组小麦培养于含18O的CO2的空气中，将b组小麦培养于含18O的O2的空气中，正常生长一段时间，a、b两组最先出现放射性氧的化合物依次是
A．葡萄糖和二氧化碳B．三碳化合物和水
C．五碳化合物和水D．三碳化合物和丙酮酸
14．将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10℃、20℃的温度条件下，分别置于5klx、10klx光照和黑暗条件下的光合作用强度和呼吸作用强度，结果如图甲、乙。
据图所作的推测中，正确的是（）
A．通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比
B．该叶片在5klx光照下，10℃时积累的有机物比20℃时少
C．该叶片在10℃、5klx的光照下，平均每小时光合作用所产生的氧气量是3mg
D．该叶片在20℃、10klx的光照下，平均每小时光合作用固定的CO2量约是8．25mg
15．下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，不正确的是
A．实验目的是证明四种色素在层析液中的溶解度和扩散速度不同
B．绿叶中色素易溶于无水乙醇等有机溶剂
C．在层析液中溶解度最高的色素是胡萝卜素
D．滤纸条上色素的宽度代表其含量
16．某研究小组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。
将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从下至上）。
则与正常叶片相比，实验结果是（）
A．光吸收差异显著，色素带缺第2条B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C．光吸收差异不显著，色素带缺第3条D．光吸收差异显著，色素带缺第3条
17．下表是在适宜条件下测得某植物叶绿体色素吸收光能的情况，有关分析不正确的是（ ）
波长/nm
400
450
500
550
600
670
700
吸收光能
百分比（%）
叶绿素a
40
68
5
15
16
40
16
全部色素
75
93
50
35
45
75
35
A．O2的释放速率变化与色素吸收光能百分比变化趋势基本一致
B．由550nm波长的光转为670nm波长的光时，叶绿体中C3的量会增加
C．该植物缺乏Mg时，叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大
D．环境温度降低，该植物对光能的利用能力降低
18．在光合作用的探究历程中，人们利用离体的叶绿体进行实验，逐渐探明了水的光解和[H]的产生过程，如图所示（e-为负电子）。
下列分析正确的是
A．过程①的完成与叶绿体中的色素无关
B．过程②发生在类囊体膜上并存在着能量的转换
C．NADPH进入叶绿体基质中并参与合成C3的反应
D．过程①②均可发生在所有的自养型生物体内
19．为研究光反应中ATP产生的原理，科学家进行了如下实验：
将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液中，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的pH下降为4；然后把悬浮液的pH迅速上升为8，此时类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP，对实验条件和结论分析正确的是
A．黑暗中进行，结果表明：
H＋能通过自由扩散进入类囊体膜
B．光照下进行，结果支持：
合成ATP的能量直接来自于色素吸收的光能
C．黑暗中进行，结果支持：
光反应使类囊体内外产生H＋浓度差，推动ATP合成
D．光照下进行，结果表明：
光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原
20．科学家研究20℃时小麦光合作用强度与光照强度的关系，得到如图所示曲线，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．随着环境温度的升高，cd段位置不断上移
B．a点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体
C．叶黄素缺失的突变体小麦b点向右移动、cd段向下移动
D．c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关
21．光照增强，光合作用增强。
但在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用不继续增强，反而下降。
主要原因是（）
A．暗反应过程中二氧化碳吸收不足，C3产生得减少
B．夏季气温太高，酶活性降低
C．夏季光照太强，叶绿素分解
D．水分蒸腾散失太多，光反应产生的ATP和[H]少
22．如图甲是测定植物光合速率的装置，图乙是经过测定后描绘出的天之内玻璃钟罩内氧气释放速率的变化曲线。
下列说法中，错误的是（）
注：
CO2缓冲液可维持玻璃钟罩中CO2浓度的相对温度
A．影响玻璃钟罩内氧气释放速率的主要环境因素是光照强度和温度
B．在图乙的c点时植物的光合速率与呼吸速率相同
C．在大约13时，刻度管中液滴向右移动达到最大刻度
D．图乙中de段下降的原因可能是正午光照过强，部分气孔关闭，CO2吸收减少
23．下列关于叶绿体和线粒体的比较的叙述，正确的是（）
A．叶绿体中可发生CO2→C3→C6H12O6过程，线粒体中可发生C6H12O6→C3→CO2过程
B．ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而利用
C．光能转变成化学能发生在叶绿体中，化学能转变成光能发生在线粒体中
D．都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行
24．如图为某绿色植物叶肉细胞的部分生理过程示意图，下列相关叙述错误的是（）
A．①过程的反应场所是线粒体内膜
B．②过程的反应场所是细胞质基质和线粒体基质
C．细胞中①②过程都发生时，③过程不一定发生
D．若停止光照，则①过程发生，②过程不发生
25．下面是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，相关叙述错误的是（）
A．细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率
B．细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率
C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D．分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N1小于m2
26．某实验小组研究温度对水绵光合作用的影响，实验结果如图所示，据图分析下列有关说法正确的是（ ）
A．据图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃
B．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25℃
C．每天光照12小时，最有利于水绵生长的温度是25℃
D．在5℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍
27．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.6m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。
一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下（不考虑化能合成作用）有关分析不合理的是
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
4.3mg
5.6mg
3.2mg
A．丙瓶中浮游植物的细胞产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体
B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mg
C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低
D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用产生的氧气量约为2.4mg
28．将下列装置放在光照充足、温度适宜的环境中，观察并分析实验现象能得出的结论是（）
A．小球藻产生O2和酵母菌产生CO2均在生物膜上进行
B．小球藻光合作用和呼吸作用的共同产物有ATP、CO2和H2O
C．乙试管中小球藻与丙试管中小球藻的光合速率相同
D．实验后期甲瓶和丁瓶中的生物都只进行无氧呼吸
二、多选题
29．如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸条上的分离的情况，以下说法正确的是（）
A．色素丁在滤纸条上扩散速度最快
B．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
C．在开花季节采下水稻的新鲜叶片做实验，其结果与图中结果相似
D．研磨时未加CaCO3，滤纸条上四种色素可能都不出现
30．根据如图所示光合作用图解判断，下列说法正确的是（）
A．⑤过程发生于叶绿体内膜上
B．⑥过程发生于叶绿体基质中
C．图示①~④依次为NADPH、ATP、CO2、（CH2O）
D．②不仅用于还原C3，还可促进③与C5的结合
31．用同位素标记的氧原子研究光合作用和有氧呼吸过程，下列结论正确的是（）
A．光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O
B．有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2
C．有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6
D．光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2
32．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。
下列分析正确的是（）
A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃相等
B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
33．关于细胞代谢的叙述，正确的是（）
A．马铃薯块茎的无氧呼吸产物会使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
B．细胞有氧呼吸过程的第二阶段，无水的生成，但有水的分解
C．一般情况下，人体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关酶的活性越高
D．乳酸杆菌无氧呼吸能产生ATP和[H]，也有[H]的消耗过程
34．如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。
下列分析错误的是（）
A．CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用
B．适当增加光照强度，a点将右移
C．CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等
D．甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强
35．下列有关细胞呼吸和光合作用的叙述，正确的是（）
A．酵母细胞的呼吸方式不同，产生CO2的场所也不同
B．新疆瓜果一般更甜的主要原因是新疆的土地更肥沃
C．离体的叶绿体基质中加ATP、NADH和CO2后，可以完成暗反应
D．密闭玻璃容器中降低CO2供应，植物光反应不受影响，但暗反应速率降低
三、综合题
36．光合作用和化能合成作用是自养生物的重要代谢活动，请回答有关问题：
（1）绿色植物的叶绿体是进行光合作用的场所。
蓝细菌细胞不含叶绿体，但含有___________等物质，从而能进行光合作用。
（2）除了绿色植物以外，硝化细菌也属于自养生物。
硝化细菌能将二氧化碳和水合成为糖类，该过程利用的能量来自_________________．
（3）如图表示光合作用的简要过程。
据图回答问题:
在其他条件适宜的情况下，突然停止光照，短时间内磷酸甘油酸的浓度____________；在适宜光照条件下，突然停止二氧化碳供应，短时间内二磷酸核酮糖的浓度____________，磷酸甘油醛的浓度____________。
在CO2存在条件下，将植物从暗处移到光照处后，磷酸甘油醛浓度____________。
（填“上升”“下降”或“基本不变”）
37．在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。
回答问题:
（1）图中物质A是_________（填“C3化合物”或“C5化合物”）。
（2）在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A的低,原因是________________________________;
将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是_____________________________。
（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度将比B的___（填“低”或“高”）。
（4）CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的___（填“高”或“低”）,其原因是________________________________________________________________。
38．下图表示某绿色植物部分生理过程，该植物叶片上的气孔白天基本处于关闭状态，晚上开放，请据图回答问题。
（1）图中a、b表示的生理过程发生场所是_____，C物质产生场所是_____。
（2）在叶绿体中，ADP的转移途径是_____。
（3）植物夜晚能吸收CO2，却不能合成有机物，其原因是_________________________。
白天这类植物进行光合作用所需的CO2还可以由图中_____过程产生（填数字）。
（4）图中H元素从C物质到③产生的H2O的转移途径是_____（用字母箭头表示）。
（5）与乳酸菌的发酵相比，图中植物呼吸过程中特有的步骤是_____（填数字），这些过程发生的部位在_____（填细胞器）。
（6）在一定浓度的CO2和适当的温度（25℃）条件下，测定该植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。
光合速率与呼吸速率相等时光照强度/klx
光饱和时光照强度/klx
光饱和时CO2吸收量（mg/100cm2叶•h）
黑暗条件下CO2释放量（mg/100cm2叶•h）
小麦
3
9
32
8
当光照强度为3klx时，小麦固定的CO2的量为_________（mgCO2/100cm2叶·h）；当光照强度为9klx时，小麦固定的CO2的量为_____（mgCO2/100cm2叶·h）。
四、实验题
39．如图表示生物实验中通过研磨提取有关物质的操作过程，请回答下列问题：
（1）若图式为“检测生物组织中的还原糖”的实验操作。
在检测滤液C中是否含有还原糖时，向C中加入_______试剂，欲得到实验结果，还需进行的步骤是_______。
（2）若图为“叶绿体色素的提取和分离”的实验操作，选用新鲜的菠菜叶作为实验材料，研磨前加入的B应包括_______。
（3）如果实验材料A为新鲜的肝脏，将滤液C的pH调至1.5后，再加入适量的H2O2，观察到的现象是_______。
（4）如果实验材料A为放置较长时间的苹果，可以用_______试剂来检测苹果是否进行无氧呼吸产生了酒精。
40．如图1表示叶绿素分子以其侧链插入生物膜结构中，图2表示用分光光度计测定的叶绿素a对不同光的吸收值。
请回答下列问题：
（1）图1所示的生物膜为____________________________。
（2）叶绿素a主要吸收______________光。
（3）有同学认为仅根据吸收光谱图并不能判断哪些波长的光对光合作用最有效（由在不同波长光的作用下的光合效率绘制成的图像称为作用光谱）。
请用以下实验材料用具进行探究。
实验材料及用具：
水绵、好氧并可以游动的细菌、棱镜、白色光源、显微镜等。
实验原理：
①水绵在光照条件下可以进行光合作用产生氧气。
②___________________。
实验步骤：
①取一些好氧并可以游动的细菌放在含有一条水绵的溶液中，制成临时装片。
②将临时装片置于______________的环境中。
③将______________的光投射到一段水绵上。
④观察水绵不同部位聚集的好氧细菌的多少。
实验结果及分析：
根据上述实验结果，某同学画出了水绵的作用光谱与叶绿素a吸收光谱曲线如图3所示。
两者是否完全吻合？
______________，其原因可能是________________________。
41．下图甲为探究光合作用的装置图，图乙为不同CO2浓度下温度对光合速率和呼吸速率的影响示意图。
请据图回答有关问题：
（1）若用图甲所示装置来探究CO2是否为光合作用的原料，则还应该再增加一个装置，做法是_____________。
（2）若用图甲所示装置来探究元素X是否为植物的必需矿质元素，则还应该再增加一个装置，做法是_______________________________________________________________________。
（3）若将图甲所示装置中的质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，植物的叶绿体中C3与C5相对含量的变化情况是________________________。
（4）图乙中，若环境温度保持在35℃，每日光照12小时，两昼夜后测定，植物体干重将________（填“增加”“减少”或“不变”）
五、非选择题
42．下图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中a、b表表示物质，①～④表示生理过程。
据图回答：
（1）图中①是___________阶段，其场所是______________________，①过程中与a物质产生有关的色素中，主要吸收红光和蓝紫光的色素是____________，①过程为②过程提供_____________________。
（2）②过程中发生的能量变化是_______________________________。
（3）当b供应量突然减少时，短时间内C5的含量变化是__________________，④过程中a利用的具体部位是____________。
乳酸菌可以进行图中的__________过程（填序号），其场所是_________________。
（4）图中可以产生ATP的过程有________________（填序号）。
参考答案
1．D
【详解】
实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体，使得色素释放出来，A正确；研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，B正确；滤纸条从上到下依次是：
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），C正确；色素带的宽度反映了色素的含量，D错误。
【点睛】
本题考查叶绿体中色素提取的原理，意在考查学生识记和理解能力，难度不大。
2．B
【解析】
韭菜色素滤液分离出橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色四种色素，而韭黄色素滤液只能分离出橙黄色和黄色，因此两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色，A正确；两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异是红光区域，B错误；纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散速度快；C正确；研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，因此不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大，D正确。
【点睛】解答本题的关键是掌握色素提取与分离实验的相关知识，了解该实验相关原理及实验注意事项等方面的掌握情况，能够利用已知知识去解决实际的一些问题。
3．A
【分析】
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收的是蓝紫光。
【详解】
从可见光谱上看，红光和蓝紫光位于两端，其中400~500mm为蓝紫光区，600-700mm为红光区，叶绿素b吸收可见光的峰值在450mm左右和650mm左右，A正确，BCD错误。
故选A。
【点睛】
阳光经三棱镜折射后形成不同波长和眼色的光，折射光透过色素滤液时部分光被吸收，色素对红光和蓝紫光吸收较多，对绿光吸收最少。
4．D
【分析】
同位素标记法可以追踪二氧化碳和水中的C、H、O等元素在光合作用中的转移途径。
【详解】
A、卡尔文的实验探究了暗反应过程中CO2中的碳的转移途径，能够说明光合作用需要原料CO2，A正确；
B、希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气，说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，B正确；
C、阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成AT
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