内容正文:
第4节 光合作用与能量转化
1.关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是 ( )
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
2.甲、乙、丙、丁四位同学在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料,用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于操作不同,而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是 ( )
甲
乙
丙
丁
A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液
B.乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多
C.丙可能是正确操作得到的理想结果
D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3
3.如图为叶绿体结构示意图,下列有关叶绿体结构与功能的叙述错误的是 ( )
A.①和②具有选择透过性功能
B.③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶
C.③和④中都有与光合作用有关的酶
D.有叶绿体的细胞才能进行光合作用
4.如图为水绵结构模式图,恩格尔曼进行实验时,把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用极细光束对水绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射,发现水中的需氧细菌明显聚集在叶绿体被光照射处;若将装片完全暴露在光下,需氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。此实验证明了 ( )
A.氧气是由水分解来的
B.叶绿体是光合作用的场所
C.光合作用能产生淀粉
D.光合作用需以二氧化碳作原料
5.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.乙与丙长势相近,甲比丙长势差
C.甲与丙长势相近,乙比丙长势差
D.甲、乙长势都比丙好
6.如图为光合作用示意图,相关叙述错误的是 ( )
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.(CH2O)可以转化为多糖、脂质
7.如图曲线Ⅰ表示黄豆光合速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在Y点时改变某条件,曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是 ( )
A.与Y点相比,X点叶绿体中的C3含量较低
B.在Y点时,升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约X点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D.制约Z点光合作用的因素可能是CO2浓度
8.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,如图表示30 ℃时光合速率与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变),理论上图中相应点A、B、D的移动方向分别是 ( )
A.下移、右移、上移
B.下移、左移、下移
C.上移、左移、上移
D.上移、右移、上移
9.如图为叶绿体结构示意图,请据图回答:
(1)捕获光能的色素分布于图中的[ ] 上。
(2)暗反应发生在图中[ ] 中,它需要光反应提供 。
(3)科学家利用18O标记水中的氧,经光合作用后,18O将会出现在 中。
(4)CO2与C5结合生成C3的过程叫做 。
(5)如果突然停止CO2的供应,短时间内C3将会 (填“增多”或“减少”)。
10.将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养。用CO2浓度测定仪测得该玻璃罩内CO2浓度一天24h内的变化情况,绘制成如图的曲线,据图回答下列问题:
(1)绿色植物的叶肉细胞中,光合作用的场所是 。参与光合作用的色素有 和 两大类,分布在 上。
(2)图中D点时,植物光合作用速率 (填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸速率。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,部分气孔关闭,从而使叶肉细胞中 较少,光合作用速率下降。此时,叶肉细胞中三碳化合物的含量 。
(3)在图中 (填字母)点时,植物体内有机物和A点相同。一天中,植株是否生长? (填“是”或“否”),原因是 。
11.秋季枫树等植物的叶片变为红色,主要是由于花青素增多而叶绿素含量降低所致,实验小组对此进行实验验证:用无水乙醇提取叶片中色素,用层析液进行分离,结果滤纸条上出现四条色素带,靠近层析液的两条色素带非常窄,有关推断不合理的是 ( )
A.变窄的是叶黄素和叶绿素a
B.低温叶绿素容易被破坏
C.滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素不溶于无水乙醇
D.叶绿素易溶于无水乙醇
12.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微摩尔浓度的变化趋势如图。据此判断下列说法错误的是 ( )
A.图中物质A可表示C3
B.图中物质B可表示C5
C.若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,一段时间后,物质A的浓度将比物质B高
D.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%时的高
13.如图表示某植物在不同光照强度下,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的相对变化。对植物生理过程分析正确的是 ( )
A.光照强度为a时,光合作用强度不为0
B.光照强度为b时,光合作用与细胞呼吸强度相等
C.光照强度为c时,光合作用强度是细胞呼吸强度的两倍
D.光照强度为d时,光合作用从环境中吸收2单位CO2
14.如图表示光合作用过程。下列有关叙述正确的是 ( )
A.细胞中物质①和②的产生都一定在光下进行
B.过程⑤和⑥发生的场所中均含少量DNA
C.②除了用于过程⑥外,还可用于叶绿体中DNA的复制
D.保持光照不变,若突然停止③的供应,C5将减少
15.(多选)下图表示绿色植物光合作用的部分过程,图中A~C表示相关物质。分析错误的是 ( )
A.图中A为氧气,全部释放到空气中
B.图中B为NADPH,外界CO2浓度升高时,B的含量暂时升高
C.该过程消耗的NADP+和C均来自叶绿体基质
D.该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中
16.(多选)塑料大棚技术的兴起使我国北方地区冬季餐桌上丰富多彩,下列关于冬季塑料大棚种植蔬菜的叙述,正确的是 ( )
A.大棚内夜间的温度高,不利于植物有机物积累
B.晴朗的中午,农民都要将塑料大棚开口,提高大棚内CO2的浓度
C.阴雨天,应适当提高大棚的温度,以促进植物的光合作用
D.大棚施足农家肥,既有利于提高土壤肥力,又可以提高棚内CO2的浓度
作业11 细胞的能量供应和利用之光合作用
1.C 解析:叶绿体中的色素能够溶解在包括无水乙醇在内的有机溶剂中,A正确;叶绿素分子中含有镁元素,可以离子状态由植物的根从土壤中吸收,进而参与叶绿素的合成,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,可见光不包括红外光和紫外光,C错误;叶绿素的合成需要光,黑暗中生长的植物幼苗,因没有光照而导致叶绿素合成受阻,使类胡萝卜素的颜色显现出来,因而叶片呈黄色,D正确。
2.C 解析:叶绿体中的色素易溶于酒精等有机溶剂,难溶于水,所以甲可能是用蒸馏水作提取液和层析液的结果;乙中每种色素都有,但含量很少,可能是无水乙醇过多,色素浓度太低导致的;丙中每种色素都有,但是胡萝卜素和叶黄素含量较多,叶绿素a和叶绿素b含量较少,这不应该是正确操作得到的理想结果;丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少,可能是研磨时未加入CaCO3破坏了叶绿素,因为与类胡萝卜素相比,叶绿素更易受到破坏。
3.D 解析:①②表示叶绿体的双层膜,它们是具有选择透过性的,③为叶绿体的基粒,其上含有进行光合作用的色素和酶,④基质也是进行光合作用的场所,也具有与光合作用有关的酶。具有与光合作用有关的酶和光合色素而不具有叶绿体的蓝细菌也能进行光合作用。
4.B 解析:由题意可知,只有被光照射到的叶绿体部位才能产生氧气。
5.B 解析:只有绿光能透过绿色透明膜,光合色素对绿光吸收最少,光合作用最弱,甲装置中麦苗长势较差;只有蓝紫光能够透过蓝紫色透明膜,光合色素对蓝紫光吸收较多,植物进行的光合作用较强,因此乙装置中麦苗长势较好;太阳光能够透过无色透明膜,植物进行的光合作用最强。
6.C 解析:据图分析,①表示O2,④表示CO2;暗反应中,CO2首先与C5结合生成C3,然后被还原为(CH2O);C3的还原过程中,需要光反应提供的物质有②③;(CH2O)在植物细胞中可以转化为多糖、脂质等。
7.D 解析:X点的光照强度比Y点弱,所以X点的C3含量较Y点高,A错误;本来处于适宜温度下的Y点,升高温度会导致酶的活性降低,则所得到的曲线应在曲线Ⅰ的下方;X点光合作用的限制因素主要是光照强度;在大于光饱和点的光照强度处增加CO2浓度,可能会提高光合作用强度。
8.C 解析:图中A、B、D三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用速率。据题意,由于光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度不同,当温度由30℃降到25℃时,细胞呼吸强度降低,A点上移;光合作用速率增大,D点上移。B点表示光合作用速率=细胞呼吸速率,在25℃时细胞呼吸作用速率降低,在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸速率相等,需降低光照强度以使光合作用速率减弱,即B点左移。
9.解析:(1)捕获光能的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上。(2)暗反应发生在叶绿体基质中,它需要光反应提供的NADPH和ATP。(3)科学家利用18O标记水中的氧,经光合作用的光反应,水发生光解,产生氧气,所以18O将会出现在O2中。(4)暗反应中CO2与C5结合生成C3的过程叫做CO2的固定。(5)如果突然停止CO2的供应,二氧化碳的固定会减少,导致C3的生成减少,由于C3的还原不变,所以短时间内C3将会减少。
答案:(1)2 类囊体薄膜 (2)3 叶绿体基质 NADPH和ATP (3)O2 (4)CO2的固定 (5)减少
10.解析:(2)据曲线可知,在AD、HI段CO2浓度在升高,说明细胞呼吸强度大于光合作用强度;DH段CO2浓度在降低,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度;在D、H两点曲线转折,表明光合作用强度等于细胞呼吸强度;FG段CO2浓度下降较慢,是因为中午温度较高,部分气孔关闭,叶肉细胞内CO2供应减少,光合作用减弱。(3)A点与F点相比,玻璃罩内CO2浓度相同,说明植物没有有机物的积累,两点植物体内有机物量相同。I点CO2浓度低于A点,说明一天中总体来说植物光合作用大于细胞呼吸,有有机物的积累。
答案:(1)叶绿体 叶绿素 类胡萝卜素 类囊体薄膜 (2)等于 CO2 下降 (3)F 是 一天内玻璃罩内CO2浓度下降,说明植物光合作用大于细胞呼吸,有有机物的积累
11.A 解析:叶绿体中色素分离实验中色素带由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,因此变窄的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b,A错误;秋天叶片变黄是因为低温破坏了叶绿素,B正确;如果花青素溶于有机溶剂,则滤纸条上会有花青素,所以滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素不溶于无水乙醇,C正确;提取色素的依据是相关色素易溶于有机溶剂—无水乙醇,D正确。
12.D 解析:从暗反应图解可知,CO2浓度降低,C3化合物含量下降,C5化合物含量上升,A正确,B正确;若使植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,物质A三碳化合物和B五碳化合物浓度将达到稳定,光合作用处于动态平衡状态,C3浓度仍是C5的2倍,C正确;CO2浓度为0.003%时,由于CO2浓度低时,暗反应强度低,所需ATP和[H]少,所以该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的低,D错误。
13.D 解析:光照强度为a时,没有氧气产生,光合作用强度为0,细胞呼吸产生6单位CO2,A错误;光照强度为b时,CO2释放量等于O2产生总量,即细胞呼吸CO2产生量大于光合作用CO2消耗量,光合作用强度小于细胞呼吸强度,B错误;光照强度为c时,O2产生总量等于a时的CO2释放量,说明此时光合作用强度等于细胞呼吸强度,C错误;光照强度为d时,O2产生量为8单位,光合作用时除了消耗呼吸产生的6单位CO2外,还要从环境中吸收2单位CO2,D正确。
14.C 解析:①是水光解产生的[H],一定在光下才能产生,②是ATP,可在光反应或细胞呼吸中产生,不一定需要光照,A错误;过程⑤和⑥分别是在叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质中进行,前者不含DNA,后者含有DNA,B错误;②是光反应产生的ATP,可用于暗反应,也可用于叶绿体中DNA复制等生命活动,C正确;保持光照不变,若突然停止③(CO2)的供应,'C5的消耗减少,其含量将增加,D错误。故选C。
15.AB 解析:A为氧气,部分用于细胞呼吸,部分释放到空气中,A错误;B为NADPH,CO2浓度升高时,C3转变为C5的速率加快,消耗NADPH,所以在短时间内B的含量会降低,B错误;暗反应会为光反应提供NADP+和ADP,暗反应场所是细胞质基质,所以消耗的NADP+和C均来自叶绿体基质,C正确;光反应的实质是将光能转化为化学能,储存在NADPH和ATP中,D正确。故选AB。
16.ABD 解析:大棚内夜间的温度高,呼吸作用较强,不利于植物有机物积累,A正确;睛朗的中午,农民都要将塑料大棚开口,提高大棚内CO2的浓度,增强光合作用,B正确;阴雨天,限制光合作用的主要因素是光照强度,增加温度不能增强光合作用,但会增强呼吸作用,不利于增产,C错误;大棚施足农家肥,既有利于提高土壤肥力,又可以提高棚内CO2的浓度,可以提高光合作用强度,D正确。故选ABD。
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