内容正文:
专题07 光合作用
考点01 绿叶中色素提取和分离实验
一、单选题
1.(23-24高一上·辽宁·期末)某生物兴趣小组为了探究光合色素的种类及其功能,对绿叶中的色素进行了提取和分离,所得结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.可用无水乙醇作为溶剂提取和分离色素
B.色素丁在层析液中的溶解度最高
C.甲和乙主要吸收红外光和蓝紫光
D.乙为叶绿素b,是细胞中含量最多的色素
【答案】B
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验:
①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水乙醇等提取色素。
②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
③各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
④结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、可用无水乙醇作为溶剂提取色素,色素分离方法为纸层析法,需要用到石油醚、丙酮、苯的混合溶液作为层析液分离色素,A错误;
B、分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度越快,丁离滤液细线距离最远,所以丁在层析液中的溶解度最高,B正确;
C、光合色素中,叶绿素a含量最多,叶绿素b次之,则甲为叶绿素b,乙为叶绿素a,两者主要吸收红光和蓝紫光,不吸收红外光,C错误;
D、乙为叶绿素a,是细胞中含量最多的色素,D错误。
故选B。
2.(23-24高一上·辽宁·期末)某实验小组用新鲜菠菜为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验,得到的实验结果如图所示(A、B是滤纸条上的标记)。下列叙述正确的是( )
A.第Ⅱ条色素带表示的色素呈蓝绿色,其含量最多
B.第Ⅳ条色素带表示的色素在层析液中的溶解度最低
C.若植物缺失第Ⅲ条色素带,则对红光的吸收明显减少
D.将滤纸条放入层析液时,层析液的液面应该没过B处
【答案】A
【分析】图中Ⅰ表示叶绿素b,Ⅱ表示叶绿素a,Ⅲ表示叶黄素,Ⅳ类胡萝卜素。
【详解】A、图中第Ⅱ条色素带表示叶绿素a,呈蓝绿色,其含量最多,A正确;
B、第Ⅳ条色素带扩散距离最远,说明其在层析液中的溶解度最高,B错误;
C、第Ⅲ条色素带表示叶黄素,叶黄素主要吸收蓝紫光,对红光不吸收,缺失叶黄素会导致植株对蓝紫光吸收能力减弱,C错误;
D、层析液的液面应低于滤纸条上的滤液细线,防止色素溶解到层析液中,即层析液的液面应该低于画线处,D错误。
故选A。
3.(23-24高一下·辽宁·期末)如图表示利用纸层析法分离新鲜菠菜叶光合色素的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.实验所用吸水纸的干燥度不影响实验的结果
B.①和②对应的色素主要吸收蓝紫光和红光
C.①~④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
D.没有及时加入CaCO3会使各色素带都明显变窄
【答案】C
【分析】1、叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中,如:丙酮(酒精)等,所以可以用丙酮提取叶绿体中的色素。碳酸钙的作用是防止色素被破坏;石英砂的作用是使研磨更充分。
2、各种光合色素在层析液中的溶解度不同,溶解度最大的,最先在滤纸上层析,扩散的距离最远;溶解度最小,最后在滤纸上层析,扩散的距离最近。
【详解】A、实验所用吸水纸的干燥度影响实验的结果,故应用干燥的吸水纸,A错误;
BC、溶解度最大的扩散的距离最远,根据色素在滤纸上扩散的距离,可以判断①~④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,B错误,C正确;
D、没有及时加CaCO3影响叶绿素a及叶绿素b的含量,D错误。
故选C。
4.(23-24高一上·辽宁·期末)有些植物的叶片在夏季是绿色,到了秋季会变成黄色。下列有关叙述错误的是( )
A.可用纸层析法提取并分离叶片中的色素来探究叶片变黄的原因
B.叶片变黄后对红光的吸收量会降低
C.叶片变黄后含镁的光合色素含量会降低
D.叶片变黄可能与类胡萝卜素含量占比升高有关
【答案】A
【分析】叶绿体中的色素有4种,即胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b;类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素)吸收蓝紫光,叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)可以吸收红光和蓝紫光。
【详解】A、可用纸层析法分离叶片中的色素,但不能用纸层析法提取色素,提取色素一般用无水乙醇,A错误;
B、叶片变黄后,叶绿素含量降低,对红光的吸收量会降低,B正确;
C、叶片变黄后,叶绿素含量降低,含镁的光合色素含量会降低,C正确;
D、叶片变黄可能与类胡萝卜素含量占比升高有关,D正确。
故选A。
考点02 叶绿体中色素的种类和功能
5.(23-24高一上·辽宁大连·期末)水稻绿叶中的色素对水稻的生长发育有重要作用。下列叙述正确的是( )
A.胡萝卜素和叶黄素主要吸收红外光和紫外光
B.叶绿素等与光合作用有关的色素存在于液泡中
C.绿叶中色素的提取实验加入CaCO3的作用是使研磨充分
D.绿叶中色素的溶解度越高随层析液在滤纸上扩散得越快
【答案】D
【分析】1、提取绿叶中色素时,需要加入无水乙醇、SiO2、CaCO3,其中无水乙醇的作用是提取色素,SiO2的作用是使研磨更充分,CaCO3的作用是防止色素被破坏。
【详解】A、胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,A错误;
B、叶绿素等与光合作用有关的色素存在于叶绿体的类囊体薄膜上,B错误;
C、CaCO3的作用是防止色素被破坏,C错误;
D、绿叶中色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越快,从而分离不同的色素,D正确。
故选D。
6.(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期末)金秋时节,哈尔滨工程大学枫叶林中的树叶由绿变红或变黄,美不胜收。下列有关叙述错误的是( )
A.低温导致叶片中含量明显下降的色素是叶绿素
B.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
C.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体薄膜上
D.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光用于光合作用
【答案】D
【分析】叶绿体中的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素,叶绿体又分为叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素又分为胡萝卜素和叶黄素。光合作用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。
【详解】A、叶子呈绿色是因为叶绿体中含叶绿素,低温条件下,树叶由绿变红或变黄,说明叶片中叶绿素含量明显下降,A正确;
B、构成叶绿素分子的元素为C、H、O、N、Mg,故氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素,B正确;
C、叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,C正确;
D、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,D错误。
故选D。
7.(23-24高一上·辽宁·期末)大部分植物的叶片在秋天会从绿色渐变为黄色。为探究叶片颜色变化的原因,某兴趣小组分别提取绿叶和黄叶中的光合色素并进行分离,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A.四种色素在无水乙醇中溶解度不同使其在滤纸条上的分布不同
B.应选择同种植物、称取等质量的绿叶和黄叶进行实验
C.图中Ⅱ、Ⅲ色素带的颜色分别是黄色、黄绿色
D.据图分析,秋天叶片变黄的原因是叶绿素转化为类胡萝卜素
【答案】B
【分析】根据题意和图示分析可知:滤纸条从上到下依次是:Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a、Ⅳ叶绿素b,色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、层析的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸条上的扩散速度快(位于滤纸条上方),反之则慢,故条带位置反映色素在层析液中溶解度大小,而无水乙醇是提取色素所用的有机溶剂,A错误;
B、实验的无关变量应相同且适宜,因此应选择同种植物、称取等质量的绿叶和黄叶进行实验,B正确;
C、从条带结果看,图中Ⅱ色素带是叶黄素,为浅黄色,Ⅲ叶绿素a为蓝绿色,C错误;
D、据图分析,秋天叶片变黄的原因是叶绿素含量下降,被分解,D错误。
故选B。
8.(23-24高一上·辽宁·期末)某同学提取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(1、2、3、4为色素圈带),下列叙述正确的是( )
A.提取液呈绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
B.图中色素2、4分别表示叶黄素、叶绿素a
C.在提取色素步骤中需加层析液并迅速研磨
D.研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏
【答案】D
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验:
(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。
(2)分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素.溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
(3)各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
(4)结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区,绿光吸收最少,反射多,所以叶片呈现绿色,A错误;
B、图中色素2、4分别表示叶黄素、叶绿素b,B错误;
C、在提取色素步骤中需加提取液并迅速研磨,C错误;
D、研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏,D正确。
故选D。
考点03 叶绿体的结构和功能
9.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)细胞结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述能体现这一观点的是( )
A.叶绿体的双层膜结构有利于色素对光能的捕获和转化
B.细胞内广阔的膜面积为酶提供附着位点,利于化学反应的顺利进行
C.线粒体外膜的蛋白质种类和含量较内膜多,有利于有氧呼吸的进行
D.根尖分生区细胞含有大液泡,有利于根细胞对水分的吸收
【答案】B
【分析】生命观念是生物学科核心素养之一,其内涵是人们对观察到的生命的整体的认识和看法,是对生命现象及相互关系进行解释后的抽象,比如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。
【详解】A、捕获和转化光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A错误;
B、细胞中广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点,如线粒体内膜向内凹陷,其上有很多的酶附着位点,有利于其进行有氧呼吸,B正确;
C、有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上,所以线粒体外膜的蛋白质种类和含量较内膜少,C错误;
D、分生区的细胞没有大液泡,D错误。
故选B。
10.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)图甲是叶绿体结构示意图,图乙是叶绿体中色素的分离结果(①、②代表叶绿体结构,A~D代表4种色素),下列相关叙述错误的是( )
A.图乙中的色素位于图甲的结构①上
B.图乙的A、B所示色素主要吸收蓝紫光
C.分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同
D.镁元素缺乏会影响C、D两种色素的含量
【答案】C
【分析】分析图甲:①代表类囊体薄膜,②代表叶绿体基质;分析图乙:A、B、C、D分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a,叶绿素b。
【详解】A、图乙中的色素位于图甲的结构①类囊体薄膜上,A正确;
B、图乙的A、B所示色素分别代表胡萝卜素、叶黄素,主要吸收蓝紫光,B正确;
C、分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,而无水乙醇用于提取色素,C错误;
D、镁元素是叶绿素的组成元素,缺乏会影响C(叶绿素a)、D(叶绿素b)两种色素的含量,D正确。
故选C。
考点04 光合作用原理实验
11.(23-24高三上·辽宁·期末)生物学是一门建立在实验基础上的自然科学。下表对实验的相关表述中,最合理的是( )
序号
实验课题
实验材料或方法
实验结果/现象/观测指标
①
观察细胞质的流动
菠菜叶的下表皮细胞
叶绿体的运动
②
观察植物细胞的吸水和失水
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
中央液泡大小、原生质层的位置、细胞大小
③
研究光合作用中氧气的来源
同位素标记法
释放的氧气是否有放射性
④
探究温度对酶活性的影响
淀粉与淀粉酶,使用斐林试剂检测
是否产生砖红色沉淀
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【分析】观察植物细胞的吸水和失水的实验,常选用洋葱鳞片叶的外表皮作为实验材料,在显微镜下观察中央液泡大小、原生质层的位置、细胞大小。
【详解】A、“观察细胞质的流动”实验中,可使用藓类小叶或菠菜叶稍带叶肉的下表皮(下表皮附近的叶肉细胞中叶绿体数目少、体积大)作为实验材料,以观察叶绿体的形态、分布和运动,A错误;
B、“观察植物细胞的吸水和失水”的实验,选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞(活的、具有有色大液泡的成熟的植物细胞)作为实验材料,在显微镜下观察中央液泡大小、原生质层的位置、细胞大小,B正确;
C、研究光合作用中氧气的来源实验中,用18O同位素标记的,但18O没有有放射性,C错误;
D、“探究温度对酶活性的影响”中温度是自变量,而用斐林试剂检测时需要加热50—65℃,D错误。
故选B。
12.(23-24高一上·辽宁·期末)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),光照条件下可以释放出O2,该反应称为希尔反应。结合所学知识,分析下列说法正确的是( )
A.光合作用整个过程都直接需要光照
B.希尔实验说明植物产生的氧气中的氧元素全部都来自水
C.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似
D.希尔反应证明了水的光解与糖的合成是同一个化学反应
【答案】C
【分析】由题意可知,希尔反应为离体叶绿体在适当(铁盐或其他氧化剂、光照)条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。
【详解】A、光合作用的暗反应过程不需要光照,A错误;
B、希尔反应的结果仅说明了离体的叶绿体在适当的条件下可以发生水的光解,产生氧气,该实验不能排除氧气中获得氧元素可来自二氧化碳,B错误;
C、希尔反应悬浮液中铁盐或其他氧化剂相当于光合作用中的NADP+,C正确;
D、希尔反应中有H2O,没有CO2,光照条件下也可以释放出O2,说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应,D错误。
故选C。
13.(23-24高一上·辽宁·期末)许多科学家在光合作用过程的探究中做出了重要贡献。下列叙述正确的是( )
A.鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法证明光合作用产生的O2全部来自水
B.希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2,探明光合作用中氧气的来源
C.恩格尔曼利用水绵和厌氧细菌,直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2
D.卡尔文利用14C标记的14CO2探明了碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5
【答案】D
【分析】光合作用发现历程:(1)普利斯特利通过实验证明植物能净化空气;(2)梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能;(3)萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉;(4)恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验,发现光合作用的场所是叶绿体;(5)鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水;(6)卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。
【详解】A、鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的O2全部都来自水,但18O不是放射性同位素,A错误;
B、希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2,只能说明水的光解会产生O2,并没有探明光合作用中氧气的来源,B错误;
C、恩格尔曼利用水绵和需氧细菌,直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2,即叶绿体是光合作用的场所,C错误;
D、卡尔文用放射性同位素(14C)示踪法,探明了CO2中碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5,D正确。
故选D。
考点04 光合作用过程
14.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)下图是绿色植物光合作用过程的图解,相关叙述正确的是( )
A.光反应中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光
B.暗反应的物质变化为CO2→甲→(CH2O)或乙
C.突然停止光照,甲的含量减少,乙的含量增多
D.光合作用的能量变化是将光能转变成有机物中活跃的化学能
【答案】B
【分析】分析图:甲是三碳化合物,乙是五碳化合物,丙、丁是NADPH和ATP,戊、己为NADP+,ADP和Pi。
【详解】A、光反应中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A错误;
B、暗反应的物质变化为CO2→甲(C3)→(CH2O)或乙(C5),B正确;
C、突然停止光照,三碳化合物还原受抑制,而二氧化碳固定消耗C5和产生C3不受影响,甲(C3)的含量增加,乙(C5)的含量减少,C错误;
D、光反应将光能转化为ATP和NADPH中活跃化学能,暗反应将活跃化学能转变为有机物中稳定化学能,所以光合作用的能量变化是将光能转变成ATP和NADPH中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能,D错误。
故选B。
15.(23-24高一上·吉林长春·期末)下列有关同位素标记法实验的叙述,正确的是( )
A.小白鼠吸入18O2,可在其尿液中检测到H218O,呼出的CO2不含有18O
B.35S标记甲硫氨酸,游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体都可能出现放射性
C.给玉米提供C18O2,细胞的脂肪中不会检测到18O
D.给水稻提供14CO2,体内14C的转移途径是14CO2→14C5→(14CH2O)
【答案】B
【分析】1、用35S标记氨基酸,探究分泌蛋白质细胞中的合成、运输与分泌途径;2、用14CO2探究光合作用14C的转移途径,大致是:14CO2→14C3→(14CH2O)和C5。
【详解】A、小白鼠吸入18O2,18O2参与有氧呼吸第三阶段生成H218O,H218O又可参与有氧呼吸第二阶段形成C18O2,则在其尿液中可以检测到H218O,呼出的CO2也含有18O,A错误;
B、氨基酸是合成蛋白质的原料,而蛋白质的合成场所是核糖体,因此35S标记甲硫氨酸,附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性,B正确;
C、给玉米提供C18O2,其合成的糖类中含有18O,糖类可转化为脂肪,使其含有18O,C错误;
D、给水稻提供含14C的CO2,水稻叶肉细胞可以进行光合作用,在光合作用中14C的转移途径14CO2→14C3→(14CH2O),D错误。
故选B。
16.(20-21高三上·黑龙江哈尔滨·期末)在叶肉细胞中,CO2的固定和产生场所分别是( )
①类囊体薄膜 ②叶绿体基质 ③线粒体基质 ④线粒体内膜
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】B
【分析】1、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],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
2、无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同,在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳,在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
3、光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜):水的光解产生NADPH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NADPH的作用下还原生成有机物。
【详解】在叶肉细胞中,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],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP,因此二氧化碳的产生在线粒体基质,③符合;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NADPH的作用下还原生成有机物,因此二氧化碳的消耗在叶绿体基质,②符合,B正确,ACD错误。
故选B。
二、非选择题
(23-24高一上·黑龙江伊春·期末)植物的光合作用是自然界最基本的物质代谢和能量代谢。下图为某高等绿色植物光合作用图解,其中①②表示相关物质。请回答下列相关问题:
(1)光合作用是指绿色植物通过叶绿体吸收光能,将CO2和H2O合成有机物并释放出① 的过程。
(2)捕获光能的色素分布在叶绿体的 上,包括 和类胡萝卜素两类,这些色素吸收的光都可用于光合作用。
(3)光合作用中的光反应为暗反应提供ATP和 。从而使暗反应顺利进行;在光照充足的条件下突然中断CO2的供给,叶绿体中C3的含量 (填“增加”或“减少”)。
【答案】(1)O2(或氧气)
(2) 类囊体薄膜 叶绿素
(3) NADPH(或还原型辅酶Ⅱ) 减少
【分析】光合作用:①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。据图可知,①表示氧气,②表示C3。
【详解】(1)光合作用是指绿色植物通过叶绿体吸收光能,将二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物,并释放氧气的过程,同时也将光能转化为稳定的化学能储存在有机物中的过程。
(2) 捕获光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,叶绿体中的色素包括叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素两类。
(3)光合作用的暗反应阶段是以光反应阶段为基础的,光反应为暗反应提供了图中的ATP和NADPH,同时暗反应为光反应提供ADP和Pi;假如光照充足突然中断了CO2的供应,导致二氧化碳的固定减弱,三碳化合物的生成减少,而三碳化合物的还原正常进行,故其含量减少。
考点04 影响光合作用的因素
17.(23-24高一上·黑龙江·期末)某实验小组利用“叶圆片”法探究了光照强度对光合作用的影响,实验装置及结果如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.盛水玻璃柱是为了排除温度改变对实验的干扰
B.灯与固定架的距离为自变量,NaHCO3溶液浓度为无关变量
C.叶圆片在a点开始上浮时即光合作用刚发生时
D.c点限制叶圆片上浮时间的因素可能为CO2的浓度或色素含量
【答案】C
【分析】实验的目的是探究光照强度对光合作用的影响,自变量为光照强度,实验中为灯与固定架的距离,因变量为净光合作用速率,即叶圆片上浮所需要的时间。
【详解】A、灯的照射可以产生热量,加入盛水玻璃柱是为了排除温度改变对实验的干扰,A正确;
B、实验的目的是探究光照强度对光合作用的影响,光照强度是自变量,所以二氧化碳浓度即碳酸氢钠浓度为无关变量,B正确;
C、叶圆片上浮,说明O2的释放量大于0,即净光合作用速率大于零时,不是光合作用开始时,C错误;
D、c点,即光饱和点,此时限制叶圆片上浮时间的因素是除了光照强度之外的其他因素,可能为CO2浓度或色素含量等,D正确。
故选C。
18.(23-24高一上·黑龙江·期末)如图表示在密闭装置内测定拟南芥在提高温度、增加CO2浓度的条件下净光合速率的变化曲线图。下列相关分析错误的是( )
A.常温条件下增加CO2浓度,叶绿体基质中NADPH、ATP的产生量增加
B.该高温条件下,净光合速率降低与温度对细胞呼吸酶活性的影响有关
C.该高温时增加CO2后净光合速率上升幅度较大,主要影响暗反应阶段
D.若通过增施CO2增加拟南芥产量,常温下增施的天数不能超过29天
【答案】A
【分析】题图分析:实验的自变量为温度、CO2浓度,自变量为净光合速率。
常温组与高温组对比可知,总体上常温组的净光合速率大于高温组;常温组与高温+CO2组对比可知,在一定的范围内(29天之内),常温+CO2组大于常温组,过了29天后,前者小于后者;高温组与高温+CO2组组对比,总体上高温组小于高温+CO2组。
【详解】A、常温条件下增加CO2浓度,消耗的类囊体膜上产生的NADPH、ATP增加,不是叶绿体基质中产生的,A错误;
B、高温条件下,净光合速率降低,说明此时光合速率下降,呼吸速率上升,细胞呼吸酶活性在高温下较高,B正确;
C、高温时增加CO2后净光合速率上升幅度较大,主要影响暗反应阶段,固定的二氧化碳的量增加,合成的有机物多,C正确;
D、若通过增施CO2增加拟南芥产量,根据图示可知,超过29天后,在常温条件下净光合速率下降,因此,增施的天数不能超过29天,D正确。
故选A。
19.(23-24高一上·黑龙江·期末)科学种植,规范管理等措施能有效提高农业产量。下列相关叙述错误的是( )
A.通过增强红外光照射农作物,增大光合作用效率来积累有机物
B.合理延长大棚蔬菜的光照时间,增加植物制造的有机物的总量
C.施肥的同时合理灌溉,有利于无机盐的吸收和在植物体内的运输
D.在阴雨天气降低温室大棚内白天和晚上的温度,减少有机物的消耗量
【答案】A
【分析】1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】A、农作物不能吸收红外光,A错误;
B、延长光照时间可以延长光合作用制造有机物的时间,从而增加有机物的产量,B正确;
C、施肥的同时进行灌溉,可促进无机盐的溶解,成为离子状态的无机盐可被根系吸收并随水运输,C正确;
D、阴雨天光合作用较弱,此时适当降低温度不会影响光合速率,而通过降低大棚温度,可减少呼吸作用对有机物的消耗,因而有利于有机物的积累,D正确。
故选A。
三、非选择题
1.(23-24高一上·辽宁鞍山·期末)某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动,以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题:
(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探究 。在相同时间内,用 玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收 光,吸收的光能在叶绿体内转化为 能。
(2)用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化,其理由是 ,引起溶液pH的改变。
(3)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将 、 ,其主要原因是 。
【答案】(1) 不同光质(波长光) 对光合作用的影响 绿光 红光和蓝紫光 化学能(化学能和电能)
(2)黑藻的光合作用消耗了溶液中的二氧化碳
(3) 减弱 减弱 高温导致相关酶的结构改变、活性下降
【分析】1、影响光合速率的环境因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
2、实验设计遵循单一变量原则和对照原则等。
【详解】(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探究不同光质对光合作用的影响。光合色素主要吸收蓝紫光和红光,对绿光吸收最少,因此在相同时间内,用绿光璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收蓝紫光和红光,吸收的光能在叶绿体内转化为化学能。
(2)黑藻的光合作用消耗了溶液中的二氧化碳,因此可以用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化。
(3)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,高温导致相关酶的结构改变、活性下降,导致光合作用的强度和呼吸作用的强度都降低。
2.(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期末)香樟是阳生植物,在充足的直射阳光下才能生长良好;富贵竹是阴生植物,在较弱的光照条件下比在强光下生长得更好。图一表示香樟光合作用过程的图解。不同的光照条件下,香樟和富贵竹这两种植物的CO₂的吸收速率的变化情况如图二所示。回答下列问题:
(1)叶肉细胞光合作用的场所是 ,图 中Ⅰ表示光合作用的 反应阶段。
(2)图 中①、③代表的物质分别是 , 。
(3)由图二可知,植株甲是 (填“香樟”或“富贵竹”)。植物甲在C 点光照条件下的真光合速率(真光合速率=净光合速率+呼吸速率)为 µmol·m-2·s-1(用CO₂吸收速率表示)。C 点以后,影响光合速率的主要外界因素是 (答出1点即可)。
(4)空气中 CO₂浓度为0.03%,一般达不到最大光合速率需求。农业生产中,常把地块作成几个畦(作物种植小区)。某地区夏季多为南风,作畦的走向应为南北走向,可以提高植物甲作物产量,其依据是 。
【答案】(1) 叶绿体 光反应
(2) 氧气 ATP
(3) 香樟 32 温度、CO₂浓度、水分
(4)畦的走向与风向一致, 有利于空气流通,提高植株间的 CO₂浓度,增加光合速率
【分析】光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂类、蛋白质等),通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示,具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。
【详解】(1)叶肉细胞光合作用的场所为叶绿体,Ⅰ过程有水的光解以及ATP和NADPH的合成,故I表示光合作用的光反应阶段。
(2)光合色素吸收的光能一部分用于水得光解,一部分用于合成③ATP,水的光解过程中有①氧气的生成。
(3)香樟是阳生植物,在充足的直射阳光下才能生长良好;富贵竹是阴生植物,在较弱的光照条件下比在强光下生长得更好,由图可知,植株甲的光的饱和点以及光的补偿点均大于植株乙,所以植株甲为阳生植物香樟,植物甲在C 点光照条件下的真光合速率=净光合速率+呼吸速率=28+4=32µmol·m-2·s-1,C 点已经达到植株甲光的饱和点,不再受到光照强度的影响,这时影响光合速率的主要外界因素是温度、CO₂浓度、水分等。
(4)某地区夏季多为南风,作畦的走向应为南北走向,因为畦的走向与风向一致, 有利于空气流通,提高植株间的 CO₂浓度,增加光合速率,从而提高植物甲作物产量。
3.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)甲图表示在乙图n点条件下测得的某阳生植物光合作用随光照强度的变化曲线,请据图回答:
(1)b点时,叶肉细胞的光合作用速率 (填>,<或=)细胞呼吸速率。要使该植物正常生活(白天和黑夜的时间各为12h),则光照强度的设置范围为 。
(2)甲图中c点植物固定的CO2量为 mg/(m2.h)
(3)如果只将n换成m点条件,其它条件不变,则图甲中的b点、c点的移动方向分别是 、 。(供选:左移/左上移/左下移/右移/右上移/右下移/不变)
(4)两图综合分析,n点条件下,甲图XZY区段光合作用的限制因子有 。
(5)请用化学反应式来概括光合作用的过程: 。
【答案】(1) > 大于X
(2)8
(3) 左移 右上移
(4)光照强度、温度、二氧化碳浓度
(5)CO2+H2O(CH2O)+O2
【分析】光合作用强度与呼吸作用强度相等时外界环境的光照强度,称为光补偿点。若光照强度外的某一因素使得光合作用减弱,则光补偿点向右移动以使光合作用强度仍等于呼吸作用强度,反之左移。光合作用强度达到最大时外界环境的最低光照强度,称为光饱和点。若光照强度外的某一因素使得光合作用减弱,则需要的光照强度减弱,光饱和点左移,反之右移。
【详解】(1)b点是植物的光补偿点,此时光合速率=呼吸速率,但由于植物细胞中有不能进行光合作用的细胞,故叶肉细胞的光合作用速率>细胞呼吸速率;由图可知,该植物呼吸作用强度为2,若白天和黑夜的时间各为12h,则该植物光合作用时间为12小时,呼吸作用时间为24小时,当CO2吸收量超过2时,光合作用积累的有机物才能弥补呼吸作用消耗的有机物,因此要使该植物正常生活,则光照强度应大于X。
(2)甲图中c点植物固定的CO2量即总光合速率,等于净光合速率+呼吸速率=6+2=8mg/(m2.h)。
(3)将n换成m点条件,即增大了CO2的浓度,增加CO2浓度会使光合作用强度增强,而图甲中的b点为光补偿点,表示光合作用强度等于呼吸作用强度,故增加CO2浓度会导致b点会向左移动;图甲中的c点表示光饱和点对应的光合作用强度,由于增加CO2浓度使光合作用强度增强,故c点应向右上方移动。
(4)由图乙可知,n点条件的CO2浓度为大气中的,若增加CO2浓度,光合作用强度会增强,故CO2浓度是其中一个限制因素;图甲中XZY区段随光照强度的增大,光合作用强度也在增强,说明光照强度是其中一个限制因素;另外乙图中,光合作用强度也随着温度的改变而变化,温度会影响酶的活性,所以温度也是限制因素之一。
(5)光合作用是植物利用水和二氧化碳合成有机物和氧气的过程,其化学反应式可表示CO2+H2O(CH2O)+O2。
考点05 环境条件变化时光合作用中各物质含量变化
20.(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)夏日晴天正午时分,将植物幼苗移至室内,短时间内,植物幼苗叶绿体中的 C3含量增加。只 考虑光照强度的变化,不考虑CO2 浓度等的变化,C3含量增加的原因是( )
A.光反应速率升高,暗反应中CO2 的固定速率降低
B.光反应速率降低,暗反应中CO2 的固定速率升高
C.光反应速率降低,暗反应中 CO2的固定速率不变
D.光反应速率升高,暗反应中 CO2 的固定速率不变
【答案】C
【分析】光合作用包括光反应和暗反应过程,光反应的水的光解、释放发生在叶绿体类囊体薄膜上,暗反应的C3的还原和CO2的固定是发生在叶绿体基质中。
【详解】将植物幼苗移至室内,光照强度突然减弱,光反应速率降低,光反应为暗反应中 C3的还原提供的ATP和NADPH减少,所以短时间内 C3的还原速度减慢,同时CO2 的固定速度不变,因此C3含量增加,ABD错误,C正确。
故选C。
21.(23-24高一上·吉林·期末)为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响,设计图甲实验装置若干组(密闭小室内的CO2充足,光照不影响温度变化),在相同温度下进行一段时间后,测量每个小室中的气体释放量,绘制曲线图乙。下列说法正确的是( )
A.当距离小于a时,限制光合作用的主要因素是光照强度
B.当距离为b、d时,光合速率相等
C.当距离为c时,该植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率
D.当距离由a突然变为c时,短时间内叶绿体中C5的含量增加
【答案】C
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并自释放出氧气的过程。有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量 ATP 的过程。
【详解】A、由曲线图可知,0-a气体释放量不变,因此当距离小于a时,限制光合作用的因素不是光照强度,A错误;
B、当距离为b时,光合速率大于呼吸速率,当距离为d时,光合速率小于呼吸速率,两者的光合速率不相等,B错误;
C、该实验测量的是整个植株的气体释放速率,当距离为c时,整个植株的光合速率等于呼吸速率,而有一部分植物细胞不能进行光合作用只可以进行呼吸作用,所以叶肉细胞中的光合速率大于呼吸速率,C正确;
D 、当距离由a突然变为c时,光照强度减弱,NADPH和 ATP 的生成速率减慢, C3的利用速率减小,则C5的生成速率下降,但短时间内C5的消耗速率基本不变,因此短时间内叶绿体中 C5的含量减少,D错误。
故选C。
考点06 光合作用原理应用
22.(23-24高一上·辽宁·期末习)下列关于提高大棚蔬菜产量的措施,合理的是( )
A.用蓝紫色薄膜建成的温室大棚光合作用效率高于无色透明薄膜建成的大棚
B.白天与夜间适当提高温度,有利于增加大棚蔬菜的产量
C.施加有机肥有利于蔬菜吸收有机物增加产量
D.适当进行灌溉可以缓解作物的光合午休现象
【答案】D
【分析】提高农作物的光能的利用率的方法有:
(1)延长光合作用的时间;
(2)增加光合作用的面积(合理密植,间作套种);
(3)光照强弱的控制;
(4)必需矿质元素的供应;
(5)CO2的供应(温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度)。
【详解】A、无光照强度一定时,透明膜可以透过所有可见光,蓝紫色膜只能透过蓝紫光,故色透明薄膜建成的大棚光合作用效率高于蓝色薄膜建成的温室大棚,A错误;
B、白天适当提高温度,有利于光合作用的进行,晚上适当降低温度,降低呼吸速率,从而增加大棚蔬菜产量,B错误;
C、有机物不能被蔬菜吸收,有机肥被分解成无机物之后才能被蔬菜吸收,C错误;
D、“光合午休”是由于中午光照过强,蒸腾作用过于旺盛,气孔关闭导致CO2供应不足引起的,故适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度,D正确;
故选D。
23.(23-24高一上·吉林白山·期末)下面关于细胞呼吸原理和光合作用原理的应用叙述正确的是( )
A.合理密植,主要是通过降低细胞呼吸强度来提高产量
B.有的植物工厂利用红色和绿色的光源来提高蔬菜的产量
C.中耕松土,可以改善土壤的通气状态,有利于根细胞吸收无机盐
D.在低氧、零下低温、干燥的条件下更有利于储藏蔬菜和水果
【答案】C
【分析】影响细胞呼吸的因素主要有温度、氧气浓度(二氧化碳浓度、氮气浓度等)、水分等,在保持食品时,要抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,所以水果蔬菜保存需要低温、低氧和一定湿度的环境。
【详解】A、合理密植,主要是通过提高植物光合作用提高产量,A错误;
B、绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光,植物工厂一般通过提供红光或蓝紫光来进行人工补光,B错误;
C、中耕松土、适时排水,能增加土壤的通气量,可以改善植物根系氧气供应,有利于植物的根系进行有氧呼吸吸收无机盐,C正确;
D、储藏水果、蔬菜要在低氧、零上低温、一定的湿度条件下储存,D错误。
故选C。
24.(23-24高一上·辽宁大连·期末)我国劳动人民积累了丰富的生产生活经验,常采取如下措施:
①低温储存:果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②合理密植:栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理
③避光搭棚:韭菜收割后避光遮盖十几天可长出韭黄(黄色)
④定区轮作:如同一片地第一年种玉米,第二年种大豆
下列说法合理的是( )
A.措施①的主要目的是让果实、蔬菜等不进行呼吸作用
B.措施②的主要目的是充分利用土壤中的各种矿质元素
C.措施③的主要目的是让韭菜叶绿体中不形成叶绿素
D.措施④的主要目的是充分利用光能促进光合作用
【答案】C
【分析】1、细胞呼吸原理的应用:种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收;粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存;果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
2、影响植物光合作用的因素有温度、光照等,应合理应用,以提高光合速率。
【详解】A、措施①为低温储存,主要目的是降低果实、蔬菜的呼吸作用强度,A错误;
B、措施②合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理,主要目的是能充分利用光能,提高光合作用,增加经济效益,B错误;
C、措施③的主要目的是让韭菜叶绿体中不形成叶绿素,叶绿素的合成需要光照,C正确;
D、措施④定区轮作,土地轮作有利于保持、恢复、提高土壤肥力,均衡利用土壤中的养分和水分,改变病菌寄生主体,抑制病菌生长,减少病虫草害的发生,D错误。
故选C。
25.(23-24高一上·黑龙江·期末)农谚是劳动人民农业生产智慧的结晶和经验的总结,其中蕴含着很多生物学原理。下列关于农谚的分析错误的是( )
A.“白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”指适当提高昼夜温差,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”指不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量
C.“谷连谷,坐着哭”指植物对土壤中元素的吸收具有选择性,长期种植谷子,会导致土壤中谷子所需的矿质元素减少,导致减产
D.“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”指提高农作物种植密度,可提高光合速率,从而提高产量
【答案】D
【分析】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NADPH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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。植物光合作用强度受多种环境因素的影响,如光照、温度、CO2浓度等。
【详解】A、“白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”是说白天适当的提高温度,提高光合作用的速率,夜间降低温度,降低呼吸速率,所以增大昼夜温差,有利于有机物积累,增加产量,A正确;
B、“稻田水多是糖浆,麦田水多是砒霜”指不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量,麦田水多会使根系因为缺少氧气而进行无氧呼吸导致烂根,B正确;
C、矿质元素对于植物的生长具有重要作用,植物对土壤中元素的吸收具有选择性,所以“谷连谷,坐着哭”指的是长期种植谷子,会导致土壤矿质元素含量不均衡,从而影响植物的生长发育,C正确;
D、“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”,说明农作物种植密度合理可以增产,因为合理密植可提高光能利用率,从而提高光合作用速率,增加产量,D错误。
故选D。
26.(22-23高一上·山东青岛·期末)田间管理能够通过影响农作物的光合速率及呼吸速率的大小而决定其产量。灌溉、追肥、松土、间苗等是一些常见的田间管理措施,关于玉米种植后的一些管理措施,下列说法错误的是( )
A.适时适量灌溉能保证玉米植株光合作用的正常进行
B.肥料中的 Mg2+可参与组成玉米植株中的叶绿素和类胡萝卜素
C.中耕松土可以增强玉米植株根系对矿质元素的吸收
D.间苗有利于玉米植株合理利用阳光和 CO2等环境资源
【答案】B
【分析】影响光合速率的主要环境因素包括光照强度、二氧化碳浓度、温度、含水量等;影响细胞呼吸的环境因素主要包括氧气浓度、温度等。
【详解】A、水作为光合作用的原料,在光反应阶段完成水的光解,另外CO2是光合作用的原料,经气孔被吸收,植物缺水会导致气孔关闭,进而影响CO2的吸收,故适时适量灌溉能保证玉米植株光合作用的正常进行,A正确;
B、镁元素是合成叶绿素的原料之一,而镁元素不是类胡萝卜素的组成元素,故肥料中的 Mg2+可参与组成玉米植株中的叶绿素的合成,但不参与类胡萝卜素的合成,B错误;
C、矿质元素的吸收需要能量,中耕松土可增加土壤中的氧气,促进根部的有氧呼吸,为矿质元素的吸收提供能量,吸收足量的矿质元素有利于玉米增产,C正确;
D、间苗能保证合理密植,有利于玉米植株合理利用阳光和CO2等环境资源,D正确。
故选B。
考点07 光合作用和呼吸作用综合计算
27.(23-24高一上·辽宁大连·期末)下图反映了温度对番茄幼苗光合作用与呼吸作用影响的实验结果。下列说法正确的是( )
A.在光照条件下,番茄幼苗25℃时总光合速率达到最大值
B.该实验的自变量是温度,光照和CO2浓度属于无关变量
C.由图可知番茄幼苗呼吸作用的最适温度范围为30~35℃
D.P点时,番茄幼苗的总光合作用速率与呼吸作用速率不同
【答案】D
【分析】1、图中自变量为温度和光照的有无,光照下吸收CO2的量为净光合速率,黑暗中放出CO2的量代表的是不同温度下有机物的消耗量,也代表呼吸速率。
2、实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【详解】A、实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率,30℃环境中蒲公英的实际光合速率为3+3.5=6.5mg/h,35℃环境中蒲公英的实际光合速率为3.5+3=6.5mg/h,因此番茄幼苗25℃时总光合速率=3.75+2.25=6,不是最大,A错误;
B、图中自变量为温度和光照有无,B错误;
C、黑暗条件下植物CO2释放量表示呼吸作用,由图可知,呼吸作用在25℃是最大,即番茄幼苗呼吸作用的最适温度范围为20~30℃,C错误;
D、黑暗条件下植物CO2释放量表示呼吸作用,光照条件下植物CO2吸收量表示净光合作用,P点时呼吸作用强度等于净光合速率,总光合作用速率是呼吸速率的两倍,即总光合作用速率与呼吸作用速率不同,D正确。
故选D。
28.(23-24高一下·黑龙江鹤岗·期末)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的是( )
A.据图甲分析,温度为 30℃和40℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等
B.40℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能正常生长
C.适当提高CO2浓度会导致图乙中 D点右移
D.图乙中影响 C、D、E三点光合速率的主要环境因素不同
【答案】A
【分析】据图分析:图甲中,实线表示吸收二氧化碳速率,为净光合作用速率,虚线为CO2产生速率,表示呼吸作用速率,40℃时净光合速率等于呼吸速率为5。图乙中,呼吸速率为2,处于光饱和点时,总光合作用为10。
【详解】A、图甲中,CO2吸收速率表示净光合作用速率,CO2产生速率表示呼吸作用速率,叶绿体消耗的CO2量是指总光合作用量,总光合速率=呼吸速率+净光合速率,温度为 30℃和40℃时,叶绿体总光合速率相等,因此叶绿体消耗 CO₂ 的速率相等,A正确;
B、40℃条件下,龙血树净光合速率和呼吸速率相等,若白天和黑夜时间相等,则有机物积累量为0,植物不能生长,B错误;
C、适当提高CO2浓度可使光合作用增强会导致图乙中 D点左移,C错误;
D、图乙中影响C、D、E三点随着光照强度增强,光合速率逐渐增加,因此影响 C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度,D错误。
故选A。
29.(23-24高一上·吉林白山·期末)多选)用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(单细胞藻类),将其置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)培养,其余条件相同且适宜,分别测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在t1-t4温度变化过程中呼吸速率逐渐增大
B.温度逐渐升高过程中,绿藻的净光合速率逐渐增强
C.若日照10小时,黑暗14小时,温度为t2,则植物不能积累有机物
D.温度为t3时,总光合速率是20mg/h
【答案】BC
【分析】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NADH,合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少量ATP;第三阶段是氧气和NADH反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、由图可知,温度从t1-t4逐渐变高的条件下,氧气的消耗量在增加,呼吸速率逐渐增大,A正确;
B、图中光下氧气增加值可代表净光合速率,温度逐渐升高过程中,绿藻的净光合速率逐渐增强,t3时达最大,之后不再变化,B错误;
C、光下氧气增加值可代表净光合速率,黑暗中氧气消耗值可表示呼吸速率。温度为t2,若日照10小时,黑暗14小时,则植物积累有机物为10×6.0-14×4.0=4mg>0,所以植物能积累有机物,C错误;
D、温度为t3时,总光合速率=净光合速率+呼吸速率=12.0+8.0=20mg/h,D正确。
故选BC。
30.(23-24高一上·黑龙江·期末)(多选)为了探究光照强度对光合作用的影响,某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组,在25℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是( )
A.在无光条件下,液滴向左移动
B.随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增大
C.若某光照强度下,液滴不移动,则此时叶肉细胞中叶绿体所需的CO2全部来自于同一细胞的线粒体
D.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验
【答案】AD
【分析】光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】A、由于CO2缓冲液的作用是维持装置中的CO2含量不变,所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸,消耗O2,液滴左移,A正确;
B、有光条件下,绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2,又进行光合作用产生O2,若光合作用强度>细胞呼吸的强度,液滴右移;若光合作用强度=细胞呼吸强度,液滴不移动;若光合作用强度<细胞呼吸强度,液滴左移,在达到光饱和点之前随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增大,但超过光饱和点之后,光合速率不在增加,因此液滴向右移动的距离不在随光照强度增加而增加,B错误;
C、若某光照强度下,液滴不移动,说明植物光合作用制造的氧气与呼吸消耗的氧气总量相等,由于植物体内存在不能进行光合作用的细胞,故此时叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率,叶肉细胞叶绿体所需的CO2除来自于同一细胞的线粒体,还可来自其它细胞呼吸产生的CO2,C错误;
D、为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置放等量死植物,但其它条件与图示装置相同的对照实验,D正确。
故选AD。
考点08 化能合成作用
31.(23-24高一上·黑龙江·期末)(多选题)下列关于硝化细菌和蓝细菌共同点的叙述,正确的是( )
A.都是原核生物 B.都是自养生物
C.都是单细胞生物 D.都是需氧型生物
【答案】ABCD
【分析】硝化细菌属于细菌,蓝细菌属于蓝藻,二者均属于原核生物。
【详解】A、硝化细菌和蓝细菌都属于原核生物,A正确;
B、硝化细菌是化能自养生物,蓝细菌是光能自养生物,B正确;
C、硝化细菌和蓝细菌都是单细胞生物,C正确;
D、硝化细菌和蓝细菌都能利用氧气,属于需氧型生物,D正确。
故选ABCD。
一、单选题
1.(23-24高一上·辽宁鞍山·期末)植物在进行光合作用的同时,也进行呼吸作用。下列表示总光合产量的指标的是( )
A.叶肉细胞氧气的释放量
B.叶绿体氧气的释放量
C.叶肉细胞二氧化碳的吸收量
D.线粒体二氧化碳释放量
【答案】B
【分析】总光合产量=净光合产量+呼吸,可以氧气量,二氧化碳量,有机物量来表示。
【详解】A、叶肉细胞中有线粒体消耗,因此氧气的释放量不可以表示总光合产量,A错误;
B、叶绿体氧气的释放量可以表示总光合产量,B正确;
C、叶肉细胞中有线粒体产生二氧化碳,因此叶肉细胞二氧化碳的吸收量不是总的利用量,不可以表示总光合产量,C错误;
D、线粒体二氧化碳释放量表述不清楚,不可以表示总光合产量,D错误。
故选B。
2.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)下列实验中涉及的实验操作与对应的实验目的不相符的是( )
选项
实验
操作
目的
A
脂肪的鉴定
对材料染色后加入体积分数为50%的酒精
洗去浮色
B
探究植物细胞的吸水和失水
从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流,这样重复几次
使洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在蔗糖溶液中
C
探究环境因素对光合作用强度的影响
依次确定3只盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离
调节温度
D
探究温度对酶活性的影响
将每组实验的底物与相关酶先分别置于相同温度下一定时间后再混合
避免酶催化反应已经发生,影响实验结果
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。制作花生子叶临时切片,用显微镜观察 子叶细胞的着色情况,经历取材→切片→染色→去浮色→制片→观察等步骤,在低倍镜下找到花生子叶的最薄处,移到视野中央,将物像调节清晰;换高倍镜观察,视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。
探究光照强度对光合作用强度的影响,依次确定3只盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离,从而来调节光照强度。
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多少是蛋白质,少数是RNA。酶的作用条件温和,在最适温度和最适pH下,酶的活性最高。因此温度会影响酶的活性。
【详解】A、用苏丹Ⅲ染色后,需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色,便于后续实验的观察,A正确;
B、从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流,这样重复几次,使洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在蔗糖溶液中。当细胞液的浓度小于蔗糖溶液浓度时,就会发生质壁分离。所以可以探究植物细胞的吸水和失水,B正确;
C、依次确定3只盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离,从而来调节光照强度,用于探究光照强度对光合作用强度的影响,C错误;
D、温度影响酶的活性,酶在最适温度下的活性最高。将每组实验的底物与相关酶先分别置于相同温度下一定时间后再混合,这样做避免酶催化反应已经发生,影响实验结果,D正确。
故选C。
3.(23-24高一上·辽宁丹东·期末)下列有关“叶绿体中色素的提取和分离”实验的叙述正确的是( )
A.用无水乙醇提取和分离叶片中的色素
B.画滤液细线的次数过少会导致某些色素带的缺失
C.在研磨过程中加入二氧化硅的目的是防止叶绿素被破坏
D.色素带在滤纸条上从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色
【答案】D
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验:(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素;(2)分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢
【详解】A、色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素,但分离色素应该用层析液,A错误;
B、画滤液细线的次数太少,导致色素带颜色过浅,B错误;
C、SiO2能破坏细胞结构,使研磨充分,加入少许碳酸钙可防止在研磨时色素被破坏,C错误;
D、色素分离的原理是色素分子在层析液中的溶解度不同,在滤纸条上的扩散速率不同;实验结果是色素带在滤纸条上从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色,D正确。
故选D。
4.(23-24高一下·黑龙江牡丹江·期末)下图是细胞代谢过程中某些物质的变化过程示意图,下列叙述正确的是( )
A.在乳酸菌细胞中,能进行过程①②④
B.过程①④都需要O2的参与才能正常进行
C.叶肉细胞中过程④产生的ATP可用于过程⑤中C3的还原
D.真核细胞中催化过程①②③的酶均位于细胞质基质中
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知:①为细胞呼吸的第一阶段,②为产物是乳酸的无氧呼吸第二阶段,③为产物是酒精的无氧呼吸第二阶段,④是有氧呼吸的第二、三阶段,⑤是光合作用过程。
【详解】A、在乳酸菌细胞中,只能进行产生乳酸的无氧呼吸过程,即图中的①②,A错误;
B、过程①为细胞呼吸的第一阶段,有氧无氧都能正常进行;而④有氧呼吸第二、三阶段,其中第三阶段需要氧气,B错误;
C、叶肉细胞④过程,即有氧呼吸产生的ATP一般不用于过程⑤中C3的还原,C错误;
D、由于过程①②③均为无氧呼吸,所以真核细胞中催化过程①②③的酶都位于细胞质基质中,D正确。
故选D。
5.(23-24高一上·吉林·期末)下列操作中符合生物学原理的是( )
A.对农作物施肥时,要尽量增加化肥量,以达到增产的目的
B.吉林市冬季要增加景观树供水量,提高抗逆性
C.冬季温室中种植蔬菜时,适时通风是为了散热
D.农作物种植轮作有利于保持、恢复及提高土壤肥力
【答案】D
【分析】农业生产实践中,提高农作物净光合速率(净光合速率=总光合速率-呼吸速率),农作物积累有机物的量增多,才能实现农业增产。可通过增施农家肥、合理密植、轮作、中耕松土等方式实现农业增产。
【详解】A、农作物施肥时,要注意合适的化肥量,用量过多容易影响农作物对水的吸收,造成烧苗,A错误;
B、增加景观树供水量,会使景观树的自由水比例升高,降低抗逆性,B错误;
C、种植蔬菜时,适时通风是增加CO2的供应而不是提高散热,C错误;
D、在一块田长期种植同一种作物会引起土壤中某些必需元素的减少,轮作可以避免土壤中某些矿质元素消耗过多,有利于作物的生长从而实现农业增产,D正确。
故选D。
6.(23-24高一上·吉林长春·期末)下列有关叶绿体中的色素的叙述错误的是( )
A.叶绿体内的色素可溶于有机溶剂,可用无水乙醇提取
B.叶黄素和胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光
C.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收百分比来绘制
D.光合作用中的能量变化是光能→活跃化学能→稳定化学能
【答案】B
【分析】叶绿体中色素提取用无水乙醇等有机溶剂,分离用纸层析法。
【详解】A、提取绿叶中的色素可以用无水乙醇和丙酮等有机溶剂,A正确;
B、叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光,B错误;
C、叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收百分比来绘制,C正确;
D、光合作用中的能量变化是光能→ATP和NADPH中活跃化学能→有机物中稳定化学能,D正确。
故选B。
7.(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)夏日晴天正午时分,将植物幼苗移至室内,短时间内,植物幼苗叶绿体中的 C3含量增加。只 考虑光照强度的变化,不考虑CO2 浓度等的变化,C3含量增加的原因是( )
A.光反应速率升高,暗反应中CO2 的固定速率降低
B.光反应速率降低,暗反应中CO2 的固定速率升高
C.光反应速率降低,暗反应中 CO2的固定速率不变
D.光反应速率升高,暗反应中 CO2 的固定速率不变
【答案】C
【分析】光合作用包括光反应和暗反应过程,光反应的水的光解、释放发生在叶绿体类囊体薄膜上,暗反应的C3的还原和CO2的固定是发生在叶绿体基质中。
【详解】将植物幼苗移至室内,光照强度突然减弱,光反应速率降低,光反应为暗反应中 C3的还原提供的ATP和NADPH减少,所以短时间内 C3的还原速度减慢,同时CO2 的固定速度不变,因此C3含量增加,ABD错误,C正确。
故选C。
8.(23-24高一上·辽宁·期末)测定某种绿色植物及它的两种突变体叶片中光合色素的含量(单位:μg·g-1,),结果如表。下列有关叙述正确的是( )
植株类型
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
叶绿素/类胡萝卜素
野生型
1235
519
419
4.19
突变体1
512
75
370
1.59
突变体2
221
58
289
0.97
A.可用清水作为提取剂提取叶片中的光合色素
B.用纸层析法分离绿叶中色素的原理是不同色素在无水乙醇中溶解度的差异
C.突变体2的叶片可能呈现黄化色泽
D.两种突变体对红光吸收能力的差异与二者类胡萝卜素含量的差异有关
【答案】C
【分析】1、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。
2、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。
【详解】A、光合色素不溶于清水,不能用清水作为提取剂提取叶片中的光合色素,A 错误;
B、用纸层析法分离绿叶中色素的原理是不同色素在层析液中溶解度的差异,B 错误;
C、突变体 2 的叶片叶绿素与类胡萝卜素的比值很低,可能呈现黄化色泽,C 正确;
D、两种突变体对红光吸收能力的差异与二者类胡萝卜素含量的差异无关,因为类胡罗素素不能吸收红光,D 错误。
故选C。
9.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)下列对于生物学中科学方法的表述正确的是( )
A.科学家用放射性同位素18O研究光合作用中氧气的来源
B.施莱登、施旺等科学家运用完全归纳法创立细胞学说
C.科学家用荧光标记法研究人和小鼠细胞融合实验
D.差速离心法的分离原理是不同细胞器的密度大小不同
【答案】C
【分析】1、分离细胞器可以采用差速离心法。
2、细胞学说主要是由施莱登、施旺创立的。
3、美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记的方法,研究了光合作用中氧气的来源。
【详解】A、18O不具有放射性,A错误;
B、在细胞学说的建立过程中施莱登和施旺运用了不完全归纳法,B错误;
C、科学家用荧光标记法研究人和小鼠细胞融合实验,得出细胞膜具有流动性,C正确;
D、差速离心主要是通过采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法,D错误。
故选C。
10.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)图甲是叶绿体结构示意图,图乙是叶绿体中色素的分离结果(①、②代表叶绿体结构,A~D代表4种色素),下列相关叙述错误的是( )
A.图乙中的色素位于图甲的结构①上
B.图乙的A、B所示色素主要吸收蓝紫光
C.分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同
D.镁元素缺乏会影响C、D两种色素的含量
【答案】C
【分析】分析图甲:①代表类囊体薄膜,②代表叶绿体基质;分析图乙:A、B、C、D分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a,叶绿素b。
【详解】A、图乙中的色素位于图甲的结构①类囊体薄膜上,A正确;
B、图乙的A、B所示色素分别代表胡萝卜素、叶黄素,主要吸收蓝紫光,B正确;
C、分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,而无水乙醇用于提取色素,C错误;
D、镁元素是叶绿素的组成元素,缺乏会影响C(叶绿素a)、D(叶绿素b)两种色素的含量,D正确。
故选C。
11.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)细胞结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述能体现这一观点的是( )
A.叶绿体的双层膜结构有利于色素对光能的捕获和转化
B.细胞内广阔的膜面积为酶提供附着位点,利于化学反应的顺利进行
C.线粒体外膜的蛋白质种类和含量较内膜多,有利于有氧呼吸的进行
D.根尖分生区细胞含有大液泡,有利于根细胞对水分的吸收
【答案】B
【分析】生命观念是生物学科核心素养之一,其内涵是人们对观察到的生命的整体的认识和看法,是对生命现象及相互关系进行解释后的抽象,比如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。
【详解】A、捕获和转化光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A错误;
B、细胞中广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点,如线粒体内膜向内凹陷,其上有很多的酶附着位点,有利于其进行有氧呼吸,B正确;
C、有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上,所以线粒体外膜的蛋白质种类和含量较内膜少,C错误;
D、分生区的细胞没有大液泡,D错误。
故选B。
12.(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”的叙述,正确的是( )
A.常用95%的乙醇来提取绿叶中的光合色素
B.研钵中加入少许碳酸钙有助于研磨充分
C.溶解度越高的色素随层析液在滤纸条上扩散得越快
D.画滤液细线时要连续多次快速地在滤纸上均匀画出
【答案】C
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验:①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。③各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。④结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、光合色素易溶于有机溶剂,可用无水乙醇提取绿叶中的光合色素,A错误;
B、研钵中加入少许二氧化硅有助于研磨充分,B错误;
C、溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快,扩散的距离越远,C正确;
D、画滤液细线时要等上一次滤液线干燥后再进行画线,这样保证画出的滤液细线较细,分离出来的色素带不会重叠,D错误。
故选C。
13.(23-24高一上·黑龙江·期末)农谚是劳动人民农业生产智慧的结晶和经验的总结,其中蕴含着很多生物学原理。下列关于农谚的分析错误的是( )
A.“白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”指适当提高昼夜温差,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”指不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量
C.“谷连谷,坐着哭”指植物对土壤中元素的吸收具有选择性,长期种植谷子,会导致土壤中谷子所需的矿质元素减少,导致减产
D.“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”指提高农作物种植密度,可提高光合速率,从而提高产量
【答案】D
【分析】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NADPH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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。植物光合作用强度受多种环境因素的影响,如光照、温度、CO2浓度等。
【详解】A、“白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”是说白天适当的提高温度,提高光合作用的速率,夜间降低温度,降低呼吸速率,所以增大昼夜温差,有利于有机物积累,增加产量,A正确;
B、“稻田水多是糖浆,麦田水多是砒霜”指不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量,麦田水多会使根系因为缺少氧气而进行无氧呼吸导致烂根,B正确;
C、矿质元素对于植物的生长具有重要作用,植物对土壤中元素的吸收具有选择性,所以“谷连谷,坐着哭”指的是长期种植谷子,会导致土壤矿质元素含量不均衡,从而影响植物的生长发育,C正确;
D、“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”,说明农作物种植密度合理可以增产,因为合理密植可提高光能利用率,从而提高光合作用速率,增加产量,D错误。
故选D。
14.(23-24高一上·黑龙江·期末)下图为某高等植物叶肉细胞内有关细胞器的代谢活动。下列相关叙述不正确的是( )
A.甲可以调节细胞内的环境
B.乙为叶绿体,a在类囊体薄膜上形成,b在叶绿体基质中产生
C.长时间无光条件下,乙不能产生ATP但能产生E,而丙能产生ATP
D.若G与F是同一种物质,则G在丙的基质中产生
【答案】C
【分析】题图分析:甲是液泡,乙是叶绿体,丙是线粒体。B是C3,C是水,D是O2,E是(CH2O)、F是CO2,H是O2,G是CO2。
【详解】A、甲为液泡,内含有细胞液,可调节植物细胞内的环境,A正确;
B、乙为叶绿体,a为ATP和NADPH,用于暗反应中B(C3)的还原;b为ADP、NADP+、Pi,在叶绿体基质中产生,B正确;
C、无光条件下,叶绿体乙不能进行光合作用,因此不能产生ATP,也不能制造有机物E,但线粒体能产生ATP,C错误;
D、G与F都是CO2,有氧呼吸的第二阶段产生CO2,发生场所是线粒体基质,D正确。
故选C。
15.(23-24高一上·黑龙江·期末)某实验小组利用“叶圆片”法探究了光照强度对光合作用的影响,实验装置及结果如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.盛水玻璃柱是为了排除温度改变对实验的干扰
B.灯与固定架的距离为自变量,NaHCO3溶液浓度为无关变量
C.叶圆片在a点开始上浮时即光合作用刚发生时
D.c点限制叶圆片上浮时间的因素可能为CO2的浓度或色素含量
【答案】C
【分析】实验的目的是探究光照强度对光合作用的影响,自变量为光照强度,实验中为灯与固定架的距离,因变量为净光合作用速率,即叶圆片上浮所需要的时间。
【详解】A、灯的照射可以产生热量,加入盛水玻璃柱是为了排除温度改变对实验的干扰,A正确;
B、实验的目的是探究光照强度对光合作用的影响,光照强度是自变量,所以二氧化碳浓度即碳酸氢钠浓度为无关变量,B正确;
C、叶圆片上浮,说明O2的释放量大于0,即净光合作用速率大于零时,不是光合作用开始时,C错误;
D、c点,即光饱和点,此时限制叶圆片上浮时间的因素是除了光照强度之外的其他因素,可能为CO2浓度或色素含量等,D正确。
故选C。
16.(23-24高一下·黑龙江鹤岗·期末)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的是( )
A.据图甲分析,温度为 30℃和40℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等
B.40℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能正常生长
C.适当提高CO2浓度会导致图乙中 D点右移
D.图乙中影响 C、D、E三点光合速率的主要环境因素不同
【答案】A
【分析】据图分析:图甲中,实线表示吸收二氧化碳速率,为净光合作用速率,虚线为CO2产生速率,表示呼吸作用速率,40℃时净光合速率等于呼吸速率为5。图乙中,呼吸速率为2,处于光饱和点时,总光合作用为10。
【详解】A、图甲中,CO2吸收速率表示净光合作用速率,CO2产生速率表示呼吸作用速率,叶绿体消耗的CO2量是指总光合作用量,总光合速率=呼吸速率+净光合速率,温度为 30℃和40℃时,叶绿体总光合速率相等,因此叶绿体消耗 CO₂ 的速率相等,A正确;
B、40℃条件下,龙血树净光合速率和呼吸速率相等,若白天和黑夜时间相等,则有机物积累量为0,植物不能生长,B错误;
C、适当提高CO2浓度可使光合作用增强会导致图乙中 D点左移,C错误;
D、图乙中影响C、D、E三点随着光照强度增强,光合速率逐渐增加,因此影响 C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度,D错误。
故选A。
17.(23-24高一上·吉林白山·期末)下面关于细胞呼吸原理和光合作用原理的应用叙述正确的是( )
A.合理密植,主要是通过降低细胞呼吸强度来提高产量
B.有的植物工厂利用红色和绿色的光源来提高蔬菜的产量
C.中耕松土,可以改善土壤的通气状态,有利于根细胞吸收无机盐
D.在低氧、零下低温、干燥的条件下更有利于储藏蔬菜和水果
【答案】C
【分析】影响细胞呼吸的因素主要有温度、氧气浓度(二氧化碳浓度、氮气浓度等)、水分等,在保持食品时,要抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,所以水果蔬菜保存需要低温、低氧和一定湿度的环境。
【详解】A、合理密植,主要是通过提高植物光合作用提高产量,A错误;
B、绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光,植物工厂一般通过提供红光或蓝紫光来进行人工补光,B错误;
C、中耕松土、适时排水,能增加土壤的通气量,可以改善植物根系氧气供应,有利于植物的根系进行有氧呼吸吸收无机盐,C正确;
D、储藏水果、蔬菜要在低氧、零上低温、一定的湿度条件下储存,D错误。
故选C。
18.(23-24高一上·全国·期末)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图,下列叙述错误的是( )
A.过程①(CH2O)中的氧来自H2O和CO2
B.过程①和②均有水的参与或生成
C.在原核生物内,过程①②不是可逆反应
D.在真核生物体内,过程①只在叶绿体中进行
【答案】A
【分析】分析图解:图中过程②表示细胞中的有氧呼吸,过程①可表示光合作用过程。
【详解】A、过程①(CH2O)中的氧来自CO2,反应物水中的氧以氧气的形式释放到细胞外,A错误;
B、②表示细胞中的有氧呼吸,①可表示光合作用过程。有氧呼吸第二阶段有水的消耗,第三阶段有水的生成,光合作用的光反应阶段有水的光解,光合作用暗反应阶段有水的生成,B正确;
C、由于光合作用和有氧呼吸所需要的酶不同,因此过程①②不是可逆反应,C正确;
D、过程①为光合作用,在真核生物体内,过程①只在叶绿体中进行,D正确。
故选A。
19.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)下图是绿色植物光合作用过程的图解,相关叙述正确的是( )
A.光反应中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光
B.暗反应的物质变化为CO2→甲→(CH2O)或乙
C.突然停止光照,甲的含量减少,乙的含量增多
D.光合作用的能量变化是将光能转变成有机物中活跃的化学能
【答案】B
【分析】分析图:甲是三碳化合物,乙是五碳化合物,丙、丁是NADPH和ATP,戊、己为NADP+,ADP和Pi。
【详解】A、光反应中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A错误;
B、暗反应的物质变化为CO2→甲(C3)→(CH2O)或乙(C5),B正确;
C、突然停止光照,三碳化合物还原受抑制,而二氧化碳固定消耗C5和产生C3不受影响,甲(C3)的含量增加,乙(C5)的含量减少,C错误;
D、光反应将光能转化为ATP和NADPH中活跃化学能,暗反应将活跃化学能转变为有机物中稳定化学能,所以光合作用的能量变化是将光能转变成ATP和NADPH中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能,D错误。
故选B。
二、多选题
20.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)图甲表示生物在不同光照强度下单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。在透明玻璃的密闭小室中培育某植物幼苗,用CO2分析仪监测密闭小室中的CO2浓度变化,假设不同光照强度下细胞呼吸强度相等,下列叙述不正确的是( )
A.图甲中,光照强度为d时,单位时间内细胞从周围环境吸收2个单位的CO2
B.若生物为水稻,图甲的a时细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
C.G点和I点时,植物的光合速率与呼吸速率相同
D.图乙实验持续至24:00,此时植物的有机物含量比初始状态多
【答案】BCD
【分析】据图分析,图中氧气的产生总量可表示实际光合速率,a点时的二氧化碳释放可表示呼吸速率;当叶肉细胞CO2释放量大于0,说明此时光合作用速率<呼吸作用速率。
【详解】A、图中a点可表示呼吸速率,据图可知,二氧化碳的释放量为6,d点时氧气的产生总量为8个单位,即需吸收8个单位的二氧化碳,由于呼吸作用产生的CO2的量仍为6个单位,所以细胞要从环境吸收2个单位的CO2,A正确;
B、图甲的a时没有氧气的产生,说明此时只进行呼吸作用,故产生ATP的场所不包括叶绿体,B错误;
C、植物的光合速率与呼吸速率相同的点是乙图的F和H点,C错误;
D、据图可知,图乙实验持续至24:00,二氧化碳浓度比起始时高,说明该时间段内呼吸作用大于光合作用,故此时植物的有机物含量比初始状态少,D错误。
故选BCD。
21.(23-24高一上·辽宁鞍山·期末)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),光照条件下可以释放出O2,该反应称为希尔反应。结合所学知识,分析下列说法错误的是( )
A.希尔反应可以证明水的光解产生的O2全部来自水
B.希尔反应说明有机物的最终合成和水的光解无关
C.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似
D.提供水、光合色素和酶,适宜光照等条件下也可能产生O2
【答案】ABD
【分析】1、希尔反应为离体叶绿体在铁盐或其他氧化剂、光照条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。
2、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NADPH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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、希尔反应的结果仅说明了离体的叶绿体在适当的条件下可以发生水的光解,产生氧气,该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也并没有直接观察到氧元素的转移,因此不能证明水的光解产生的O2全部来自水,A错误;
B、希尔反应的悬浮液中只有水,没有CO2,不能合成糖类,说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应,但不能说明有机物的最终合成和水的光解无关,B错误;
C、希尔反应悬浮液中铁盐或其他氧化剂相当于光合作用中的NADP+,C正确;
D、提供水、光合色素和酶,没有加入NADP+等氧化剂及叶绿体相应完整结构,适宜光照条件下不可产生O2,D错误。
故选ABD。
22.(23-24高一上·辽宁丹东·期末)生长于热带干旱地区的植物会形成白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,经过长期适应和进化形成独特的固定CO2的方式。下图曲线表示甲、乙两种植物在一定的光照条件下,净光合速率随叶片温度变化的趋势。下列说法正确的是( )
A.植物甲比植物乙更能适应高温环境
B.15℃时,植物甲的叶肉细胞中几乎不产生还原型辅酶Ⅱ
C.温度高于35℃时,植物乙净光合速率下降的原因可能是气孔关闭
D.若在35℃恒温条件下分别培养植物甲和植物乙一昼夜(12小时光照、12小时黑暗),则植物甲一昼夜的有机物积累量等于植物乙
【答案】AC
【分析】据图分析:随着叶片温度的升高,两种植物的净光合作用速率都是先升高后降低,但植物甲对温度的变化的适应范围比植物乙对温度的变化的适应范围更大,且最适温度表现较高。真正的光合作用速率=呼吸作用速率+净光合作用速率。
【详解】A、据图可知,植物甲的最适温度约为45℃,而植物乙的最适温度约为30℃,故植物甲比植物乙更能适应高温环境,A正确;
B、据图可知,15℃时,植物甲的净光合速率>0,其叶肉细胞中可以产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH),B错误;
C、温度高于35℃时,植物乙净光合速率下降的原因可能是气孔关闭,致使二氧化碳的吸收量减少引起的,C正确;
D、在35℃恒温条件下,甲、乙两种植物的净光合速率相同,但是它们的呼吸速率未必相同,所以植物甲一昼夜的有机物积累量不一定等于植物乙,D错误。
故选AC。
23.(23-24高一上·吉林白山·期末)用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(单细胞藻类),将其置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)培养,其余条件相同且适宜,分别测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在t1-t4温度变化过程中呼吸速率逐渐增大
B.温度逐渐升高过程中,绿藻的净光合速率逐渐增强
C.若日照10小时,黑暗14小时,温度为t2,则植物不能积累有机物
D.温度为t3时,总光合速率是20mg/h
【答案】BC
【分析】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NADH,合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少量ATP;第三阶段是氧气和NADH反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、由图可知,温度从t1-t4逐渐变高的条件下,氧气的消耗量在增加,呼吸速率逐渐增大,A正确;
B、图中光下氧气增加值可代表净光合速率,温度逐渐升高过程中,绿藻的净光合速率逐渐增强,t3时达最大,之后不再变化,B错误;
C、光下氧气增加值可代表净光合速率,黑暗中氧气消耗值可表示呼吸速率。温度为t2,若日照10小时,黑暗14小时,则植物积累有机物为10×6.0-14×4.0=4mg>0,所以植物能积累有机物,C错误;
D、温度为t3时,总光合速率=净光合速率+呼吸速率=12.0+8.0=20mg/h,D正确。
故选BC。
24.(23-24高一上·吉林长春·期末)下图表示25℃时,葡萄和草莓在不同光照强度条件下CO2吸收量的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.M点时葡萄的净光合速率为8mg⋅m-2⋅h-1
B.已知葡萄光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃,若将环境温度改变为30℃,其他条件不变,则P点将右移
C.对草莓而言,若白天和黑夜时间各为12h,则平均光照强度在Xklx以上才能正常生长
D.光照强度为Yklx时葡萄和草莓光合作用合成有机物的量相等
【答案】AB
【分析】由题意可知,自变量是光照强度和不同的植物,因变量为二氧化碳吸收量。据图分析:X为草莓的光补偿点,P为葡萄的光补偿点,纵坐标为CO2吸收量,代表的是净光合速率。
【详解】A、CO2吸收速率代表的就是净光合速率,据图可知,M点时葡萄的净光合速率为8mg⋅m-2⋅h-1,A正确;
B、已知葡萄光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃,若将环境温度改变为30℃,其他条件不变,则呼吸速率升高,光合速率下降,P点将右移,通过增加光照强度从而使光合速率等于呼吸速率,B正确;
C、如果每天交替进行光照12h、黑暗12h,则该植物一昼夜积累的有机物的量=净光合速率×12h-呼吸速率×12h=(净光合速率-呼吸速率)×12h,草莓黑暗时呼吸释放CO2的量为1mg•m-2•h-1,因此平均光照强度Xklx在以上才能使该植物一昼夜的吸收量超过释放量,才能正常生长,C正确;
D、光照强度为Yklx时葡萄和草莓光合作用积累的有机物的量相等,由于呼吸速率不相同,故合成的有机物的量不相同,D错误。
故选AB。
25.(23-24高一上·吉林长春·期末)在夏末晴朗白天,长春某蔬菜大棚在不同条件下的净光合作用强度(实际光合作用强度与呼吸作用强度之差),结果见下图(假设塑料大棚外环境条件相同,植株大小一致、生长正常,栽培管理条件相同)。下列相关描述错误的是( )
A.D点时光照降低,短时间内叶绿体中RuBP相对含量升高
B.C点时由于温度过高,植物防止蒸腾散失水分使气孔完全关闭
C.A~E点中,大棚中氧气浓度最高的是E点
D.6~9时,曲线b高于曲线a,主要原因是大棚内温度较高
【答案】AB
【分析】曲线分析:曲线表示春末晴白天某大棚蔬菜在不同条件下的净光合速率。图中可以看出,a在全天不覆盖膜的情况下,中午气孔会关闭,导致二氧化碳供应不足。c曲线全天覆盖膜,并且白天还补充光照,因此光反应强,并且净光合速率高于b曲线(只全天盖膜)。
【详解】A、C时处于正午太阳光强,为减少水分的散失,气孔关闭CO2进入量减少,D点CO2吸收增多,影响了光合作用的暗反应(减弱),CO2增多消耗的RuBP增多,所以RuBP相对含量减少,A错误;
B、C点光合作用强于呼吸作用,证明植物可以从外界吸收二氧化碳,气孔没有完全关闭,B错误;
C、E点之前的光合作用都强于呼吸作用,大棚中的氧气浓度一直在增加,A~E点中,大棚中氧气浓度最高的是E点,C正确;
D、6~9时,曲线b高于曲线a,主要原因是此时段棚内温度较高,对光合作用有利,b比a的净光合作用强,D正确。
故选AB。
26.(23-24高一上·辽宁·期末)光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物,农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO2量表示,SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。下列相关叙述正确的是( )
SoBS浓度(mg/L)
0
100
200
300
400
500
600
光合作用强度(CO2μmol·m-2·s-1)
18.9
20.9
20.7
18.7
17.6
16.5
15.7
光呼吸强度(CO2μmol·m-2·s-1)
6.4
6.2
5.8
5.5
5.2
4.8
4.3
A.光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体基质中
B.水稻叶肉细胞光合作用消耗的CO2,一部分是从外界大气吸收的,其余来自于光呼吸
C.与喷施100 mg/L SoBS溶液相比,未喷施SoBS溶液的水稻叶片消耗和生成CO2量相等时所需的光照强度更高
D.据表分析,与喷施100 mg/L SoBS溶液相比,给水稻喷施300mlSoBS溶液更有利于增产
【答案】AC
【分析】题表分析,光呼吸会抑制暗反应,光呼吸会产生CO2。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 SoBS 溶液后,由表格数据可知,光合作用的强度随着SoBS浓度的增加出现先增加后下降的现象。
【详解】A.O2与 CO2竞争性结合 C5,而CO2固定的场所是叶绿体基质,因此光呼吸中 C5与 O2结合的反应也发生在叶绿体基质中,A 正确;
B.水稻叶肉细胞光合作用消耗的 CO2,一部分是从外界大气吸收的,其余来自于光呼吸和细胞呼吸产生,B 错误;
C.与喷施 100 mg/L SoBS 溶液相比,未喷施 SoBS 溶液的水稻叶片光合作用强度更低、光呼吸强度更高,因此未喷施 SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出 CO2量相等时所需的光照强度更高,C 正确;
D.据表分析,与喷施 100 mg/L SoBS 溶液相比,给水稻喷施 300mg/L SoBS 溶液,光合作用强度与光呼吸强度的差值更低,相对而言,给水稻喷施 300mg/L SoBS 溶液不利于增产,D 错误。
故选AC。
三、非选择题
27.(23-24高一上·辽宁丹东·期末)“丹东九九草莓”是上世纪末由丹东市政府引进。由于丹东地理位置优越,为草莓植株提供更合适的光照强度、温度、湿度等气候条件,使得“丹东九九草莓”在短短的20年间成为全国最知名的草莓品种之一。图甲是“丹东九九草莓”植株呼吸作用过程图解,图乙是用CO2浓度测定仪测得该植株在密闭玻璃罩内CO2浓度一天24h内的变化情况,绘制成如图所示的曲线,请据图回答下列问题:
(1)据图甲分析,有氧呼吸过程是 (填序号),该过程的主要场所是 。图甲中产生ATP最多的生理过程是 (填序号),其在草莓细胞发生的具体场所是 。
(2)图乙中A~D段,密闭玻璃罩内二氧化碳浓度上升的原因是 ;图乙中 点(填字母)草莓植株光合作用与呼吸作用速率相等, 点(填字母)密闭装置中物质X浓度最高。
(3)据图乙分析,图乙中FG段CO2浓度下降较慢的原因是 。
(4)若将该植物放在含有H218O的密闭容器中培养,光照一段时间后还可以在密闭容器中发现 (写出两种即可)物质中含有18O。
【答案】(1) ①②③ 线粒体 ③ 线粒体内膜
(2) 呼吸(速率)大于光合(速率) D、H H
(3)中午温度较高,气孔关闭(气孔开放程度降低),叶肉细胞吸收的CO2减少,使得玻璃罩内CO2浓度下降较慢
(4)O2、CO2、(CH2O)(糖类有机物)
【分析】分析图乙:在不同的光照强度下,密闭空间内通过测定二氧化碳含量变化来表示光合作用和呼吸作用的大小。AD段二氧化碳浓度升高,说明呼吸强度大于光合强度,DH二氧化碳浓度下降,呼吸强度小于光合强度,其中D、H两点光合强度等于呼吸强度。
【详解】(1)有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程,据图甲分析,①过程是有氧呼吸第一阶段,②过程为丙酮酸和水反应生成Y二氧化碳,为有氧呼吸第二阶段,③过程[H]与X氧气反应产生水,同时释放大量的能量,为有氧呼吸第三阶段,因此有氧呼吸过程是①②③,有氧呼吸的主要场所为线粒体,有氧呼吸产生能量最多的为③有氧呼吸第三阶段,发生的场所为线粒体基质。
(2)AD段二氧化碳浓度升高,说明呼吸强度大于光合强度,因此A~D段,密闭玻璃罩内二氧化碳浓度上升的原因是呼吸(速率)大于光合(速率);D、H两点光合强度等于呼吸强度,据图甲分析,物质X为氧气,氧气浓度最高时光合作用最强,为H点。
(3)FG段CO2浓度下降较慢,是因为中午温度较高,为减少水分的散失,气孔关闭,叶肉细胞吸收的CO2减少,使得玻璃罩内CO2浓度下降较慢。
(4)将该植物放在含有H218O的密闭容器中培养,H218O可参与有氧呼吸产生C18O2,C18O2又可参与光合作用产生(CH218O),H218O还可参与光合作用产生18O2,因此光照一段时间后还可以在密闭容器中发现O2、CO2、(CH2O)(糖类有机物)中含有18O。
28.(23-24高一上·辽宁铁岭·期末)下图中,图甲表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换,图乙表示在最适CO2浓度下及温度为30℃时光合速率与光照强度的关系,图丙表示某光照强度和适宜温度下,光合作用增长率随CO2浓度变化的情况,请据图回答下列问题:
(1)图甲中,释放CO2的总反应式为: ,产生CO2的场所是 。
(2)图甲中c结构代谢释放能量最多的过程所需的酶分布于 。
(3)若该植物的叶肉细胞处于图甲所示状态,则此时光照强度 (填“大于”“等于”或“小于”)图乙曲线中B点所对应的光照强度。已知光合作用中水在类囊体膜上被分解,O2在类囊体膜内表面形成,则一分子O2生成后进入相邻细胞的线粒体中被利用需穿过 层生物膜。
(4)若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,则将温度调整为25℃,图乙中的A点往 (填“上”或“下”)移动,B点往 (填“左”或“右”)移动。
(5)图丙中在 点光合速率达到最大,此时限制光合速率的主要环境因素是 ,与D点相比,C点叶绿体中NADPH的含量 (填“较低”“相等”或“较高”)。
【答案】(1) 线粒体基质
(2)内膜上
(3) 大于 7
(4) 上 左
(5) D 光照强度 较高
【分析】图甲为植物叶肉细胞,其中a是叶绿体基粒(由类囊体堆叠而成),b是叶绿体基质,c是线粒体;图乙中A点表示只有呼吸作用,B点为光补偿点(光合作用强度等于呼吸作用强度),C点为光饱和点;图丙A~D点之间,光合作用增长率大于零,说明D点之前,随CO2浓度的增大,光合作用增长率也增大。
【详解】(1)图甲中,细胞通过有氧呼吸释放CO2,总反应式为:,产生CO2的场所是线粒体基质。
(2)图甲中c结构是线粒体,有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多,该过程所需的酶分布于线粒体内膜上。
(3)甲图显示:线粒体产生的CO2全部进入叶绿体,叶绿体又从外界吸收了CO2,叶绿体产生的O2一部分进入线粒体,一部分释放到细胞外,说明该叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,此时光照强度大于图乙曲线中B点所对应的光照强度。已知光合作用中水在类囊体腔中被分解,O2在类囊体膜内表面形成,则一分子O2生成后进入相邻细胞的线粒体中被利用需穿跃一层类囊体膜、两层叶绿体膜、两层细胞膜、两层线粒体膜,共计穿过7层生物膜。
(4)图乙表示在最适CO2浓度下及温度为30℃时光照强度与光合速率的关系,A点表示呼吸速率,B点表示实际光合速率=呼吸速率。若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,则将温度调整为25℃,光合速率增大,呼吸速率减弱,所以图乙中的A点上移动,B点往左移动。
(5)图丙表示某光照强度和适宜温度下,光合作用增长率随CO2浓度变化的情况,只要光合作用增长率大于零,随CO2浓度的增加光合作用速率就逐渐增大,D点时光合作用增长率为零,说明此时光合作用速率达到最大。D点以后随CO2浓度继续增大,但光合作用速率不再增加,说明限制光合作用速率的主要环境因素是光照强度。C点CO2浓度低于D点,此时C点生成的C3小于D点,C3还原时消耗的NADPH少于D点,所以C点叶绿体中NADPH的含量较高。
29.(20-21高一上·贵州贵阳·阶段练习)下面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①~⑤为生理过程,a~h为物质名称,请回答:
(1)①~⑤生理过程中,代表呼吸作用释放能量最多的是过程 ,其发生的具体场所是 ;过程②发生的场所是 。
(2)①~⑤生理过程中,能够产生ATP的过程有 ,ATP的结构简式是 ;b表示的物质是 ,d表示的物质是 。
(3)a表示光合色素,提取该物质时,加入CaCO3的目的是 ,在层析液中溶解度最大的色素是 。
(4)正在进行光合作用的植物,突然停止CO2供应,则h的即时含量变化是 。
(5)若黑暗中,某植物吸收24mol的O2用于呼吸作用(底物为葡萄糖),结果产生38mol的CO2,则有氧呼吸和无氧呼吸所消耗的葡萄糖之比为 。
(6)自然界中少数的细菌(如硝化细菌)虽然不能像绿色植物那样进行光合作用,但是可以通过化能合成作用制造有机物,因此,它们也属于 (自养生物/异养生物)。
【答案】(1) ⑤ 线粒体内膜 叶绿体基质
(2) ①③④⑤ A-P~P~P 氧气(O2) ADP
(3) 防止色素被破坏 胡萝卜素
(4)降低
(5) 4:7
(6)自养生物
【分析】据图分析:图示表示光合作用与呼吸作用的过程,其中①是光反应,②是暗反应,③是有氧呼吸的第一阶段,④是有氧呼吸的第二阶段,⑤是有氧呼吸的第三阶段;a是色素,b是氧气,c是ATP,d是ADP,e是[H],f是C5,g是二氧化碳,h是C3。
【详解】(1)据图分析可知:有氧呼吸第三阶段⑤是呼吸作用过程中产能最多的阶段,发生的场所是线粒体内膜;②是暗反应阶段,具体场所为叶绿体基质;
(2)①是光反应,②是暗反应,③是有氧呼吸的第一阶段,④是有氧呼吸的第二阶段,⑤是有氧呼吸的第三阶段,其中能够产生ATP的有有氧呼吸的三个阶段和光合作用的光反应过程,对应图中的①③④⑤;ATP的结构简式是A-P~P~P;b为氧气,是水光解的产物;d是ADP,可与Pi生成ATP;
(3)色素的提取和分离实验中,加入CaCO3的目的是保护色素不被破坏;光合色素中在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素,其扩散距离最远;
(4)光合作用过程中,突然停止CO2供应,二氧化碳的固定减少,三碳化合物的生成减少,短时间内其去路不变,最终导致h三碳化合物的含量下降;
(5)根据题意可知,有氧呼吸产生的二氧化碳量为24mol,无氧呼吸产生的二氧化碳为38mol-24mol=14mol,由有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知,消耗的葡萄糖量分别为4mol和7mol,故有氧呼吸和无氧呼吸所消耗的葡萄糖之比为4:7;
(6)化能合成作用以周围物质氧化释放的能量来制造有机物,此类生物属于自养生物。
30.(23-24高一上·吉林长春·期末)玉米(C4植物)能利用较低浓度CO2正常进行光合作用,在夏季晴朗白天不会出现“光合午休”(光合作用减弱或停止)的现象。研究发现:玉米叶肉细胞中的叶绿体含有基粒,而维管束鞘细胞中的叶绿体因没有基粒或基粒发育不良,故只能进行暗反应。请结合图回答问题:
(1)玉米叶片光合作用的光反应发生在 (填具体场所)。由图可知,CO2先后与 结合最终形成C3。为C3的还原提供能量的是 。
(2)在光照条件下,细胞中丙酮酸产生的场所有 。正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是 (答出1点即可)。
(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点(光合作用等于呼吸作用时的CO2浓度)的角度分析,可能的原因是 。
【答案】(1) 叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜 PEP、C5 NADPH和ATP
(2) 叶绿体基质、细胞质基质 自身呼吸消耗或建造植物体结构
(3)C4植物的CO2补偿点低于C3植物,(干旱会导致气孔开度减小,胞间CO2浓度降低,C4植物能够利用较低浓度的CO2)
【分析】根据题干信息分析:在玉米叶肉细胞中PEP羧化酶将CO2固定生成C4,C4的进一步反应产物可转运到玉米的维管束鞘细胞中去释放出CO2,同时产生丙酮酸,丙酮酸进入叶肉细胞的叶绿体进一步反应生成PEP;而释放出的CO2又可参与卡尔文循环。
【详解】(1)根据图示的信息,维管束鞘细胞叶绿体不能进行光反应,光反应发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜;CO2先在PEP羧化酶的作用下与PEP结合生成C4,再与C5结合形成C3;光反应产生的ATP和NADPH可为C3提供能量。
(2)丙酮酸可以通过呼吸作用第一阶段产生,产生于细胞质基质,根据图示维管束鞘细胞中苹果酸也可以形成丙酮酸,该过程发生在叶绿体基质;叶片细胞的光合产物先要被自身呼吸消耗,再用于构建植物体结构,其余的才会运输到其他部位。
(3)干旱会导致气孔开度减小,植物的CO2补偿点低于C3植物,且干旱会导致气孔开度减小,胞间CO2浓度降低,C4植物能够利用较低浓度的CO2,故C4植物比C3植物生长得好。
试卷第1页,共3页
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专题07 光合作用
考点01 绿叶中色素提取和分离实验
一、单选题
1.(23-24高一上·辽宁·期末)某生物兴趣小组为了探究光合色素的种类及其功能,对绿叶中的色素进行了提取和分离,所得结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.可用无水乙醇作为溶剂提取和分离色素
B.色素丁在层析液中的溶解度最高
C.甲和乙主要吸收红外光和蓝紫光
D.乙为叶绿素b,是细胞中含量最多的色素
2.(23-24高一上·辽宁·期末)某实验小组用新鲜菠菜为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验,得到的实验结果如图所示(A、B是滤纸条上的标记)。下列叙述正确的是( )
A.第Ⅱ条色素带表示的色素呈蓝绿色,其含量最多
B.第Ⅳ条色素带表示的色素在层析液中的溶解度最低
C.若植物缺失第Ⅲ条色素带,则对红光的吸收明显减少
D.将滤纸条放入层析液时,层析液的液面应该没过B处
3.(23-24高一上·辽宁·期末)如图表示利用纸层析法分离新鲜菠菜叶光合色素的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.实验所用吸水纸的干燥度不影响实验的结果
B.①和②对应的色素主要吸收蓝紫光和红光
C.①~④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
D.没有及时加入CaCO3会使各色素带都明显变窄
4.(23-24高一上·辽宁·期末)有些植物的叶片在夏季是绿色,到了秋季会变成黄色。下列有关叙述错误的是( )
A.可用纸层析法提取并分离叶片中的色素来探究叶片变黄的原因
B.叶片变黄后对红光的吸收量会降低
C.叶片变黄后含镁的光合色素含量会降低
D.叶片变黄可能与类胡萝卜素含量占比升高有关
考点02 叶绿体中色素的种类和功能
5.(23-24高一上·辽宁大连·期末)水稻绿叶中的色素对水稻的生长发育有重要作用。下列叙述正确的是( )
A.胡萝卜素和叶黄素主要吸收红外光和紫外光
B.叶绿素等与光合作用有关的色素存在于液泡中
C.绿叶中色素的提取实验加入CaCO3的作用是使研磨充分
D.绿叶中色素的溶解度越高随层析液在滤纸上扩散得越快
6.(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期末)金秋时节,哈尔滨工程大学枫叶林中的树叶由绿变红或变黄,美不胜收。下列有关叙述错误的是( )
A.低温导致叶片中含量明显下降的色素是叶绿素
B.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
C.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体薄膜上
D.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光用于光合作用
7.(23-24高一上·山东滨州·期末)大部分植物的叶片在秋天会从绿色渐变为黄色。为探究叶片颜色变化的原因,某兴趣小组分别提取绿叶和黄叶中的光合色素并进行分离,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A.四种色素在无水乙醇中溶解度不同使其在滤纸条上的分布不同
B.应选择同种植物、称取等质量的绿叶和黄叶进行实验
C.图中Ⅱ、Ⅲ色素带的颜色分别是黄色、黄绿色
D.据图分析,秋天叶片变黄的原因是叶绿素转化为类胡萝卜素
8.(23-24高一上·辽宁·期末)某同学提取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(1、2、3、4为色素圈带),下列叙述正确的是( )
A.提取液呈绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
B.图中色素2、4分别表示叶黄素、叶绿素a
C.在提取色素步骤中需加层析液并迅速研磨
D.研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏
考点03 叶绿体的结构和功能
9.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)细胞结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述能体现这一观点的是( )
A.叶绿体的双层膜结构有利于色素对光能的捕获和转化
B.细胞内广阔的膜面积为酶提供附着位点,利于化学反应的顺利进行
C.线粒体外膜的蛋白质种类和含量较内膜多,有利于有氧呼吸的进行
D.根尖分生区细胞含有大液泡,有利于根细胞对水分的吸收
10.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)图甲是叶绿体结构示意图,图乙是叶绿体中色素的分离结果(①、②代表叶绿体结构,A~D代表4种色素),下列相关叙述错误的是( )
A.图乙中的色素位于图甲的结构①上
B.图乙的A、B所示色素主要吸收蓝紫光
C.分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同
D.镁元素缺乏会影响C、D两种色素的含量
11.(23-24高三上·辽宁·阶段练习)生物学是一门建立在实验基础上的自然科学。下表对实验的相关表述中,最合理的是( )
序号
实验课题
实验材料或方法
实验结果/现象/观测指标
①
观察细胞质的流动
菠菜叶的下表皮细胞
叶绿体的运动
②
观察植物细胞的吸水和失水
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
中央液泡大小、原生质层的位置、细胞大小
③
研究光合作用中氧气的来源
同位素标记法
释放的氧气是否有放射性
④
探究温度对酶活性的影响
淀粉与淀粉酶,使用斐林试剂检测
是否产生砖红色沉淀
A.① B.② C.③ D.④
12.(23-24高一上·安徽宿州·期末)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),光照条件下可以释放出O2,该反应称为希尔反应。结合所学知识,分析下列说法正确的是( )
A.光合作用整个过程都直接需要光照
B.希尔实验说明植物产生的氧气中的氧元素全部都来自水
C.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似
D.希尔反应证明了水的光解与糖的合成是同一个化学反应
13.(23-24高一上·江苏·期末)许多科学家在光合作用过程的探究中做出了重要贡献。下列叙述正确的是( )
A.鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法证明光合作用产生的O2全部来自水
B.希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2,探明光合作用中氧气的来源
C.恩格尔曼利用水绵和厌氧细菌,直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2
D.卡尔文利用14C标记的14CO2探明了碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5
考点04 光合作用过程
14.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)下图是绿色植物光合作用过程的图解,相关叙述正确的是( )
A.光反应中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光
B.暗反应的物质变化为CO2→甲→(CH2O)或乙
C.突然停止光照,甲的含量减少,乙的含量增多
D.光合作用的能量变化是将光能转变成有机物中活跃的化学能
15.(23-24高一上·吉林长春·期末)下列有关同位素标记法实验的叙述,正确的是( )
A.小白鼠吸入18O2,可在其尿液中检测到H218O,呼出的CO2不含有18O
B.35S标记甲硫氨酸,游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体都可能出现放射性
C.给玉米提供C18O2,细胞的脂肪中不会检测到18O
D.给水稻提供14CO2,体内14C的转移途径是14CO2→14C5→(14CH2O)
16.(20-21高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)在叶肉细胞中,CO2的固定和产生场所分别是( )
①类囊体薄膜 ②叶绿体基质 ③线粒体基质 ④线粒体内膜
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
二、非选择题
(23-24高一上·黑龙江伊春·期末)植物的光合作用是自然界最基本的物质代谢和能量代谢。下图为某高等绿色植物光合作用图解,其中①②表示相关物质。请回答下列相关问题:
(1)光合作用是指绿色植物通过叶绿体吸收光能,将CO2和H2O合成有机物并释放出① 的过程。
(2)捕获光能的色素分布在叶绿体的 上,包括 和类胡萝卜素两类,这些色素吸收的光都可用于光合作用。
(3)光合作用中的光反应为暗反应提供ATP和 。从而使暗反应顺利进行;在光照充足的条件下突然中断CO2的供给,叶绿体中C3的含量 (填“增加”或“减少”)。
考点04 影响光合作用的因素
17.(23-24高一上·黑龙江·期末)某实验小组利用“叶圆片”法探究了光照强度对光合作用的影响,实验装置及结果如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.盛水玻璃柱是为了排除温度改变对实验的干扰
B.灯与固定架的距离为自变量,NaHCO3溶液浓度为无关变量
C.叶圆片在a点开始上浮时即光合作用刚发生时
D.c点限制叶圆片上浮时间的因素可能为CO2的浓度或色素含量
18.(23-24高一上·黑龙江·期末)如图表示在密闭装置内测定拟南芥在提高温度、增加CO2浓度的条件下净光合速率的变化曲线图。下列相关分析错误的是( )
A.常温条件下增加CO2浓度,叶绿体基质中NADPH、ATP的产生量增加
B.该高温条件下,净光合速率降低与温度对细胞呼吸酶活性的影响有关
C.该高温时增加CO2后净光合速率上升幅度较大,主要影响暗反应阶段
D.若通过增施CO2增加拟南芥产量,常温下增施的天数不能超过29天
19.(23-24高一上·黑龙江·期末)科学种植,规范管理等措施能有效提高农业产量。下列相关叙述错误的是( )
A.通过增强红外光照射农作物,增大光合作用效率来积累有机物
B.合理延长大棚蔬菜的光照时间,增加植物制造的有机物的总量
C.施肥的同时合理灌溉,有利于无机盐的吸收和在植物体内的运输
D.在阴雨天气降低温室大棚内白天和晚上的温度,减少有机物的消耗量
三、非选择题
1.(23-24高一上·辽宁鞍山·期末)某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动,以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题:
(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探究 。在相同时间内,用 玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收 光,吸收的光能在叶绿体内转化为 能。
(2)用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化,其理由是 ,引起溶液pH的改变。
(3)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将 、 ,其主要原因是 。
2.(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期末)香樟是阳生植物,在充足的直射阳光下才能生长良好;富贵竹是阴生植物,在较弱的光照条件下比在强光下生长得更好。图一表示香樟光合作用过程的图解。不同的光照条件下,香樟和富贵竹这两种植物的CO₂的吸收速率的变化情况如图二所示。回答下列问题:
(1)叶肉细胞光合作用的场所是 ,图 中Ⅰ表示光合作用的 反应阶段。
(2)图 中①、③代表的物质分别是 , 。
(3)由图二可知,植株甲是 (填“香樟”或“富贵竹”)。植物甲在C 点光照条件下的真光合速率(真光合速率=净光合速率+呼吸速率)为 µmol·m-2·s-1(用CO₂吸收速率表示)。C 点以后,影响光合速率的主要外界因素是 (答出1点即可)。
(4)空气中 CO₂浓度为0.03%,一般达不到最大光合速率需求。农业生产中,常把地块作成几个畦(作物种植小区)。某地区夏季多为南风,作畦的走向应为南北走向,可以提高植物甲作物产量,其依据是 。
3.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)甲图表示在乙图n点条件下测得的某阳生植物光合作用随光照强度的变化曲线,请据图回答:
(1)b点时,叶肉细胞的光合作用速率 (填>,<或=)细胞呼吸速率。要使该植物正常生活(白天和黑夜的时间各为12h),则光照强度的设置范围为 。
(2)甲图中c点植物固定的CO2量为 mg/(m2.h)
(3)如果只将n换成m点条件,其它条件不变,则图甲中的b点、c点的移动方向分别是 、 。(供选:左移/左上移/左下移/右移/右上移/右下移/不变)
(4)两图综合分析,n点条件下,甲图XZY区段光合作用的限制因子有 。
(5)请用化学反应式来概括光合作用的过程: 。
考点05 环境条件变化时光合作用中各物质含量变化
20.(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)夏日晴天正午时分,将植物幼苗移至室内,短时间内,植物幼苗叶绿体中的 C3含量增加。只 考虑光照强度的变化,不考虑CO2 浓度等的变化,C3含量增加的原因是( )
A.光反应速率升高,暗反应中CO2 的固定速率降低
B.光反应速率降低,暗反应中CO2 的固定速率升高
C.光反应速率降低,暗反应中 CO2的固定速率不变
D.光反应速率升高,暗反应中 CO2 的固定速率不变
21.(23-24高一上·吉林·期末)为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响,设计图甲实验装置若干组(密闭小室内的CO2充足,光照不影响温度变化),在相同温度下进行一段时间后,测量每个小室中的气体释放量,绘制曲线图乙。下列说法正确的是( )
A.当距离小于a时,限制光合作用的主要因素是光照强度
B.当距离为b、d时,光合速率相等
C.当距离为c时,该植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率
D.当距离由a突然变为c时,短时间内叶绿体中C5的含量增加
考点06 光合作用原理应用
22.(23-24高三上·湖南·阶段练习)下列关于提高大棚蔬菜产量的措施,合理的是( )
A.用蓝紫色薄膜建成的温室大棚光合作用效率高于无色透明薄膜建成的大棚
B.白天与夜间适当提高温度,有利于增加大棚蔬菜的产量
C.施加有机肥有利于蔬菜吸收有机物增加产量
D.适当进行灌溉可以缓解作物的光合午休现象
23.(23-24高一上·吉林白山·期末)下面关于细胞呼吸原理和光合作用原理的应用叙述正确的是( )
A.合理密植,主要是通过降低细胞呼吸强度来提高产量
B.有的植物工厂利用红色和绿色的光源来提高蔬菜的产量
C.中耕松土,可以改善土壤的通气状态,有利于根细胞吸收无机盐
D.在低氧、零下低温、干燥的条件下更有利于储藏蔬菜和水果
24.(23-24高一上·辽宁大连·期末)我国劳动人民积累了丰富的生产生活经验,常采取如下措施:
①低温储存:果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②合理密植:栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理
③避光搭棚:韭菜收割后避光遮盖十几天可长出韭黄(黄色)
④定区轮作:如同一片地第一年种玉米,第二年种大豆
下列说法合理的是( )
A.措施①的主要目的是让果实、蔬菜等不进行呼吸作用
B.措施②的主要目的是充分利用土壤中的各种矿质元素
C.措施③的主要目的是让韭菜叶绿体中不形成叶绿素
D.措施④的主要目的是充分利用光能促进光合作用
25.(23-24高一上·黑龙江·期末)农谚是劳动人民农业生产智慧的结晶和经验的总结,其中蕴含着很多生物学原理。下列关于农谚的分析错误的是( )
A.“白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”指适当提高昼夜温差,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”指不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量
C.“谷连谷,坐着哭”指植物对土壤中元素的吸收具有选择性,长期种植谷子,会导致土壤中谷子所需的矿质元素减少,导致减产
D.“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”指提高农作物种植密度,可提高光合速率,从而提高产量
26.(22-23高一上·山东青岛·期末)田间管理能够通过影响农作物的光合速率及呼吸速率的大小而决定其产量。灌溉、追肥、松土、间苗等是一些常见的田间管理措施,关于玉米种植后的一些管理措施,下列说法错误的是( )
A.适时适量灌溉能保证玉米植株光合作用的正常进行
B.肥料中的 Mg2+可参与组成玉米植株中的叶绿素和类胡萝卜素
C.中耕松土可以增强玉米植株根系对矿质元素的吸收
D.间苗有利于玉米植株合理利用阳光和 CO2等环境资源
考点07 光合作用和呼吸作用综合计算
27.(23-24高一上·辽宁大连·期末)下图反映了温度对番茄幼苗光合作用与呼吸作用影响的实验结果。下列说法正确的是( )
A.在光照条件下,番茄幼苗25℃时总光合速率达到最大值
B.该实验的自变量是温度,光照和CO2浓度属于无关变量
C.由图可知番茄幼苗呼吸作用的最适温度范围为30~35℃
D.P点时,番茄幼苗的总光合作用速率与呼吸作用速率不同
28.(23-24高一下·黑龙江鹤岗·期末)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的是( )
A.据图甲分析,温度为 30℃和40℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等
B.40℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能正常生长
C.适当提高CO2浓度会导致图乙中 D点右移
D.图乙中影响 C、D、E三点光合速率的主要环境因素不同
29.(23-24高一上·吉林白山·期末)(多选)用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(单细胞藻类),将其置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)培养,其余条件相同且适宜,分别测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在t1-t4温度变化过程中呼吸速率逐渐增大
B.温度逐渐升高过程中,绿藻的净光合速率逐渐增强
C.若日照10小时,黑暗14小时,温度为t2,则植物不能积累有机物
D.温度为t3时,总光合速率是20mg/h
30.(23-24高一上·黑龙江·期末)(多选)为了探究光照强度对光合作用的影响,某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组,在25℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是( )
A.在无光条件下,液滴向左移动
B.随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增大
C.若某光照强度下,液滴不移动,则此时叶肉细胞中叶绿体所需的CO2全部来自于同一细胞的线粒体
D.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验
考点08 化能合成作用
31.(23-24高一上·黑龙江·期末)(多选)下列关于硝化细菌和蓝细菌共同点的叙述,正确的是( )
A.都是原核生物 B.都是自养生物
C.都是单细胞生物 D.都是需氧型生物
一、单选题
1.(23-24高一上·辽宁鞍山·期末)植物在进行光合作用的同时,也进行呼吸作用。下列表示总光合产量的指标的是( )
A.叶肉细胞氧气的释放量
B.叶绿体氧气的释放量
C.叶肉细胞二氧化碳的吸收量
D.线粒体二氧化碳释放量
2.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)下列实验中涉及的实验操作与对应的实验目的不相符的是( )
选项
实验
操作
目的
A
脂肪的鉴定
对材料染色后加入体积分数为50%的酒精
洗去浮色
B
探究植物细胞的吸水和失水
从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流,这样重复几次
使洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在蔗糖溶液中
C
探究环境因素对光合作用强度的影响
依次确定3只盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离
调节温度
D
探究温度对酶活性的影响
将每组实验的底物与相关酶先分别置于相同温度下一定时间后再混合
避免酶催化反应已经发生,影响实验结果
A.A B.B C.C D.D
3.(23-24高一上·辽宁丹东·期末)下列有关“叶绿体中色素的提取和分离”实验的叙述正确的是( )
A.用无水乙醇提取和分离叶片中的色素
B.画滤液细线的次数过少会导致某些色素带的缺失
C.在研磨过程中加入二氧化硅的目的是防止叶绿素被破坏
D.色素带在滤纸条上从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色
4.(23-24高一下·黑龙江牡丹江·期末)下图是细胞代谢过程中某些物质的变化过程示意图,下列叙述正确的是( )
A.在乳酸菌细胞中,能进行过程①②④
B.过程①④都需要O2的参与才能正常进行
C.叶肉细胞中过程④产生的ATP可用于过程⑤中C3的还原
D.真核细胞中催化过程①②③的酶均位于细胞质基质中
5.(23-24高一上·吉林·期末)下列操作中符合生物学原理的是( )
A.对农作物施肥时,要尽量增加化肥量,以达到增产的目的
B.吉林市冬季要增加景观树供水量,提高抗逆性
C.冬季温室中种植蔬菜时,适时通风是为了散热
D.农作物种植轮作有利于保持、恢复及提高土壤肥力
6.(23-24高一上·吉林长春·期末)下列有关叶绿体中的色素的叙述错误的是( )
A.叶绿体内的色素可溶于有机溶剂,可用无水乙醇提取
B.叶黄素和胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光
C.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收百分比来绘制
D.光合作用中的能量变化是光能→活跃化学能→稳定化学能
7.(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)夏日晴天正午时分,将植物幼苗移至室内,短时间内,植物幼苗叶绿体中的 C3含量增加。只 考虑光照强度的变化,不考虑CO2 浓度等的变化,C3含量增加的原因是( )
A.光反应速率升高,暗反应中CO2 的固定速率降低
B.光反应速率降低,暗反应中CO2 的固定速率升高
C.光反应速率降低,暗反应中 CO2的固定速率不变
D.光反应速率升高,暗反应中 CO2 的固定速率不变
8.(23-24高一上·辽宁·期末)测定某种绿色植物及它的两种突变体叶片中光合色素的含量(单位:μg·g-1,),结果如表。下列有关叙述正确的是( )
植株类型
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
叶绿素/类胡萝卜素
野生型
1235
519
419
4.19
突变体1
512
75
370
1.59
突变体2
221
58
289
0.97
A.可用清水作为提取剂提取叶片中的光合色素
B.用纸层析法分离绿叶中色素的原理是不同色素在无水乙醇中溶解度的差异
C.突变体2的叶片可能呈现黄化色泽
D.两种突变体对红光吸收能力的差异与二者类胡萝卜素含量的差异有关
9.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)下列对于生物学中科学方法的表述正确的是( )
A.科学家用放射性同位素18O研究光合作用中氧气的来源
B.施莱登、施旺等科学家运用完全归纳法创立细胞学说
C.科学家用荧光标记法研究人和小鼠细胞融合实验
D.差速离心法的分离原理是不同细胞器的密度大小不同
10.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)图甲是叶绿体结构示意图,图乙是叶绿体中色素的分离结果(①、②代表叶绿体结构,A~D代表4种色素),下列相关叙述错误的是( )
A.图乙中的色素位于图甲的结构①上
B.图乙的A、B所示色素主要吸收蓝紫光
C.分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同
D.镁元素缺乏会影响C、D两种色素的含量
11.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)细胞结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述能体现这一观点的是( )
A.叶绿体的双层膜结构有利于色素对光能的捕获和转化
B.细胞内广阔的膜面积为酶提供附着位点,利于化学反应的顺利进行
C.线粒体外膜的蛋白质种类和含量较内膜多,有利于有氧呼吸的进行
D.根尖分生区细胞含有大液泡,有利于根细胞对水分的吸收
12.(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”的叙述,正确的是( )
A.常用95%的乙醇来提取绿叶中的光合色素
B.研钵中加入少许碳酸钙有助于研磨充分
C.溶解度越高的色素随层析液在滤纸条上扩散得越快
D.画滤液细线时要连续多次快速地在滤纸上均匀画出
13.(23-24高一上·黑龙江·期末)农谚是劳动人民农业生产智慧的结晶和经验的总结,其中蕴含着很多生物学原理。下列关于农谚的分析错误的是( )
A.“白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”指适当提高昼夜温差,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”指不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量
C.“谷连谷,坐着哭”指植物对土壤中元素的吸收具有选择性,长期种植谷子,会导致土壤中谷子所需的矿质元素减少,导致减产
D.“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”指提高农作物种植密度,可提高光合速率,从而提高产量
14.(23-24高一上·黑龙江·期末)下图为某高等植物叶肉细胞内有关细胞器的代谢活动。下列相关叙述不正确的是( )
A.甲可以调节细胞内的环境
B.乙为叶绿体,a在类囊体薄膜上形成,b在叶绿体基质中产生
C.长时间无光条件下,乙不能产生ATP但能产生E,而丙能产生ATP
D.若G与F是同一种物质,则G在丙的基质中产生
15.(23-24高一上·黑龙江·期末)某实验小组利用“叶圆片”法探究了光照强度对光合作用的影响,实验装置及结果如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.盛水玻璃柱是为了排除温度改变对实验的干扰
B.灯与固定架的距离为自变量,NaHCO3溶液浓度为无关变量
C.叶圆片在a点开始上浮时即光合作用刚发生时
D.c点限制叶圆片上浮时间的因素可能为CO2的浓度或色素含量
16.(23-24高一下·黑龙江鹤岗·期末)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的是( )
A.据图甲分析,温度为 30℃和40℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等
B.40℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能正常生长
C.适当提高CO2浓度会导致图乙中 D点右移
D.图乙中影响 C、D、E三点光合速率的主要环境因素不同
17.(23-24高一上·吉林白山·期末)下面关于细胞呼吸原理和光合作用原理的应用叙述正确的是( )
A.合理密植,主要是通过降低细胞呼吸强度来提高产量
B.有的植物工厂利用红色和绿色的光源来提高蔬菜的产量
C.中耕松土,可以改善土壤的通气状态,有利于根细胞吸收无机盐
D.在低氧、零下低温、干燥的条件下更有利于储藏蔬菜和水果
18.(23-24高一上·全国·期末)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图,下列叙述错误的是( )
A.过程①(CH2O)中的氧来自H2O和CO2
B.过程①和②均有水的参与或生成
C.在原核生物内,过程①②不是可逆反应
D.在真核生物体内,过程①只在叶绿体中进行
19.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)下图是绿色植物光合作用过程的图解,相关叙述正确的是( )
A.光反应中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光
B.暗反应的物质变化为CO2→甲→(CH2O)或乙
C.突然停止光照,甲的含量减少,乙的含量增多
D.光合作用的能量变化是将光能转变成有机物中活跃的化学能
二、多选题
20.(23-24高一上·辽宁抚顺·期末)图甲表示生物在不同光照强度下单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。在透明玻璃的密闭小室中培育某植物幼苗,用CO2分析仪监测密闭小室中的CO2浓度变化,假设不同光照强度下细胞呼吸强度相等,下列叙述不正确的是( )
A.图甲中,光照强度为d时,单位时间内细胞从周围环境吸收2个单位的CO2
B.若生物为水稻,图甲的a时细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
C.G点和I点时,植物的光合速率与呼吸速率相同
D.图乙实验持续至24:00,此时植物的有机物含量比初始状态多
21.(23-24高一上·辽宁鞍山·期末)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),光照条件下可以释放出O2,该反应称为希尔反应。结合所学知识,分析下列说法错误的是( )
A.希尔反应可以证明水的光解产生的O2全部来自水
B.希尔反应说明有机物的最终合成和水的光解无关
C.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似
D.提供水、光合色素和酶,适宜光照等条件下也可能产生O2
22.(23-24高一上·辽宁丹东·期末)生长于热带干旱地区的植物会形成白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,经过长期适应和进化形成独特的固定CO2的方式。下图曲线表示甲、乙两种植物在一定的光照条件下,净光合速率随叶片温度变化的趋势。下列说法正确的是( )
A.植物甲比植物乙更能适应高温环境
B.15℃时,植物甲的叶肉细胞中几乎不产生还原型辅酶Ⅱ
C.温度高于35℃时,植物乙净光合速率下降的原因可能是气孔关闭
D.若在35℃恒温条件下分别培养植物甲和植物乙一昼夜(12小时光照、12小时黑暗),则植物甲一昼夜的有机物积累量等于植物乙
23.(23-24高一上·吉林白山·期末)用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(单细胞藻类),将其置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)培养,其余条件相同且适宜,分别测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在t1-t4温度变化过程中呼吸速率逐渐增大
B.温度逐渐升高过程中,绿藻的净光合速率逐渐增强
C.若日照10小时,黑暗14小时,温度为t2,则植物不能积累有机物
D.温度为t3时,总光合速率是20mg/h
24.(23-24高一上·吉林长春·期末)下图表示25℃时,葡萄和草莓在不同光照强度条件下CO2吸收量的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.M点时葡萄的净光合速率为8mg⋅m-2⋅h-1
B.已知葡萄光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃,若将环境温度改变为30℃,其他条件不变,则P点将右移
C.对草莓而言,若白天和黑夜时间各为12h,则平均光照强度在Xklx以上才能正常生长
D.光照强度为Yklx时葡萄和草莓光合作用合成有机物的量相等
25.(23-24高一上·吉林长春·期末)在夏末晴朗白天,长春某蔬菜大棚在不同条件下的净光合作用强度(实际光合作用强度与呼吸作用强度之差),结果见下图(假设塑料大棚外环境条件相同,植株大小一致、生长正常,栽培管理条件相同)。下列相关描述错误的是( )
A.D点时光照降低,短时间内叶绿体中RuBP相对含量升高
B.C点时由于温度过高,植物防止蒸腾散失水分使气孔完全关闭
C.A~E点中,大棚中氧气浓度最高的是E点
D.6~9时,曲线b高于曲线a,主要原因是大棚内温度较高
26.(23-24高一上·辽宁·期末)光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物,农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO2量表示,SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。下列相关叙述正确的是( )
SoBS浓度(mg/L)
0
100
200
300
400
500
600
光合作用强度(CO2μmol·m-2·s-1)
18.9
20.9
20.7
18.7
17.6
16.5
15.7
光呼吸强度(CO2μmol·m-2·s-1)
6.4
6.2
5.8
5.5
5.2
4.8
4.3
A.光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体基质中
B.水稻叶肉细胞光合作用消耗的CO2,一部分是从外界大气吸收的,其余来自于光呼吸
C.与喷施100 mg/L SoBS溶液相比,未喷施SoBS溶液的水稻叶片消耗和生成CO2量相等时所需的光照强度更高
D.据表分析,与喷施100 mg/L SoBS溶液相比,给水稻喷施300mlSoBS溶液更有利于增产
三、非选择题
27.(23-24高一上·辽宁丹东·期末)“丹东九九草莓”是上世纪末由丹东市政府引进。由于丹东地理位置优越,为草莓植株提供更合适的光照强度、温度、湿度等气候条件,使得“丹东九九草莓”在短短的20年间成为全国最知名的草莓品种之一。图甲是“丹东九九草莓”植株呼吸作用过程图解,图乙是用CO2浓度测定仪测得该植株在密闭玻璃罩内CO2浓度一天24h内的变化情况,绘制成如图所示的曲线,请据图回答下列问题:
(1)据图甲分析,有氧呼吸过程是 (填序号),该过程的主要场所是 。图甲中产生ATP最多的生理过程是 (填序号),其在草莓细胞发生的具体场所是 。
(2)图乙中A~D段,密闭玻璃罩内二氧化碳浓度上升的原因是 ;图乙中 点(填字母)草莓植株光合作用与呼吸作用速率相等, 点(填字母)密闭装置中物质X浓度最高。
(3)据图乙分析,图乙中FG段CO2浓度下降较慢的原因是 。
(4)若将该植物放在含有H218O的密闭容器中培养,光照一段时间后还可以在密闭容器中发现 (写出两种即可)物质中含有18O。
28.(23-24高一上·辽宁铁岭·期末)下图中,图甲表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换,图乙表示在最适CO2浓度下及温度为30℃时光合速率与光照强度的关系,图丙表示某光照强度和适宜温度下,光合作用增长率随CO2浓度变化的情况,请据图回答下列问题:
(1)图甲中,释放CO2的总反应式为: ,产生CO2的场所是 。
(2)图甲中c结构代谢释放能量最多的过程所需的酶分布于 。
(3)若该植物的叶肉细胞处于图甲所示状态,则此时光照强度 (填“大于”“等于”或“小于”)图乙曲线中B点所对应的光照强度。已知光合作用中水在类囊体膜上被分解,O2在类囊体膜内表面形成,则一分子O2生成后进入相邻细胞的线粒体中被利用需穿过 层生物膜。
(4)若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,则将温度调整为25℃,图乙中的A点往 (填“上”或“下”)移动,B点往 (填“左”或“右”)移动。
(5)图丙中在 点光合速率达到最大,此时限制光合速率的主要环境因素是 ,与D点相比,C点叶绿体中NADPH的含量 (填“较低”“相等”或“较高”)。
29.(20-21高一上·贵州贵阳·阶段练习)下面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①~⑤为生理过程,a~h为物质名称,请回答:
(1)①~⑤生理过程中,代表呼吸作用释放能量最多的是过程 ,其发生的具体场所是 ;过程②发生的场所是 。
(2)①~⑤生理过程中,能够产生ATP的过程有 ,ATP的结构简式是 ;b表示的物质是 ,d表示的物质是 。
(3)a表示光合色素,提取该物质时,加入CaCO3的目的是 ,在层析液中溶解度最大的色素是 。
(4)正在进行光合作用的植物,突然停止CO2供应,则h的即时含量变化是 。
(5)若黑暗中,某植物吸收24mol的O2用于呼吸作用(底物为葡萄糖),结果产生38mol的CO2,则有氧呼吸和无氧呼吸所消耗的葡萄糖之比为 。
(6)自然界中少数的细菌(如硝化细菌)虽然不能像绿色植物那样进行光合作用,但是可以通过化能合成作用制造有机物,因此,它们也属于 (自养生物/异养生物)。
30.(23-24高一上·吉林长春·期末)玉米(C4植物)能利用较低浓度CO2正常进行光合作用,在夏季晴朗白天不会出现“光合午休”(光合作用减弱或停止)的现象。研究发现:玉米叶肉细胞中的叶绿体含有基粒,而维管束鞘细胞中的叶绿体因没有基粒或基粒发育不良,故只能进行暗反应。请结合图回答问题:
(1)玉米叶片光合作用的光反应发生在 (填具体场所)。由图可知,CO2先后与 结合最终形成C3。为C3的还原提供能量的是 。
(2)在光照条件下,细胞中丙酮酸产生的场所有 。正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是 (答出1点即可)。
(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点(光合作用等于呼吸作用时的CO2浓度)的角度分析,可能的原因是 。
试卷第1页,共3页
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