人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用第2课时同步训练题

第2课时　光合作用的原理和应用

必备知识基础练

1.如图为高等绿色植物光合作用过程图解,以下说法正确的是(　　)

A.A是光合色素,分布在叶绿体内膜和类囊体薄膜上

B.E是ADP,在叶绿体类囊体薄膜上产生

C.G是C3,F是C5

D.光合作用的光反应和暗反应过程均有酶的参与

2.叶绿体中的类囊体有两种:基粒类囊体和基质类囊体(如图),基质类囊体能将单个基粒类囊体连接起来。下列有关叙述正确的是(　　)

A.叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔内

B.H2O在光下分解为H+和O2的过程发生在基质类囊体上

C.CO2的固定过程发生在基粒类囊体上

D.在类囊体上含有与光反应有关的酶和色素

3.(2022河北唐山高一上学期期末)如果用18O标记H2O,14C标记CO2,下列有关光合作用的叙述,正确的是(　　)

A.18O2会在叶绿体基质中首先被发现

B.14C转移的途径是:14CO2→C5→糖类

C.18O2会在产生NADPH阶段时发现

D.14C一定不会在光反应产物——ATP中发现

4.下图为叶绿体结构与功能示意图,下列说法错误的是(　　)

A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP和NADPH中的化学能

B.供给14CO2,放射性出现的顺序为CO2→C3→甲

C.结构A释放的O2可进入线粒体中

D.如果突然停止CO2的供应,短时间内C3的含量将会增加

5.光照增强,光合作用增强。但光照最强的夏季中午,由于气孔关闭,光合作用不但不增强,反而下降,主要原因是(　　)

A.夏季光照太强,叶绿素分解

B.夏季气温太高,酶活性降低

C.暗反应过程中C3产生的太少

D.水分蒸腾散失太多,光反应产生的ATP和NADPH少

6.下图是某阳生植物叶肉细胞光合作用强度(以CO2的吸收量或放出量表示)与光照强度之间的关系。能正确反映A点时该植物叶肉细胞生理过程及量变关系的示意图是(　　)

7.光合作用的正常进行要受多种因素的影响。一个生物兴趣小组研究了矿质元素含量、光照强度和温度对光合作用的影响,下面是一名同学根据实验结果绘制的一组曲线,不正确的是              (　　)

8.在如图所示的玻璃容器中,注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片,密闭后,设法减小液面上方的气体压强,会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器,又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是(　　)

A.叶片吸水膨胀,密度减小

B.叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上

C.溶液内产生的CO2大量附着在叶面上

D.NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大

9.(2021广东宝安高一期末)高等植物细胞中,下列过程不是在生物膜上发生的是(　　)

A.光合作用中ATP的形成

B.光合作用中CO2的固定

C.有氧呼吸中水的形成

D.光合作用中O2的产生

10.如何使作物最大限度地利用太阳光能以进行光合作用是现代化农业生产中提高作物产量的根本问题。下列措施不能够有效提高光能利用效率的是(　　)

A.阴雨天气提高温室中的CO2浓度

B.将玉米与大豆混合种植

C.为农作物补充镁元素,保证叶绿素的含量

D.合理灌溉,使植株保持挺拔

11.下图表示光合作用过程的部分图解,请据图分析回答下列问题。

(1)图示表示光合作用的　　　　　　　　过程,其中B表示　　　　　　　　　　　　　。 

(2)图示过程中,能量变化是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)如果用含14C的CO2来追踪小麦光合作用过程中碳原子的转移途径,则14C首先出现在　中。 

(4)叶绿体是进行光合作用的场所,在充足的光照条件下,ADP在叶绿体内的移动方向是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;如果将此植物由光照充足的条件下移至阴暗处,则NADPH在叶绿体中的含量将　　　　　　　　。 

关键能力提升练

12.某同学设计并开展了一项有关光合作用所需条件的探究活动,具体装置如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A.实验前四组叶片均经过24 h“暗处理”

B.该实验只能证明光合作用需要CO2

C.NaOH处理目的是去除锥形瓶中CO2

D.锡箔纸处理组叶片无淀粉产生

13.下图表示在夏季晴朗的白天,植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况,下列对这一环境因素的改变分析正确的是(　　)

A.突然停止光照

B.突然增加CO2浓度

C.降低环境温度

D.增加光照强度

14.下图为某绿色植物细胞中部分物质转化过程示意图(a~g表示物质,①~③表示反应过程)。下列有关叙述错误的是(　　)

A.b为ATP,d为NADPH

B.①表示水光解,③表示CO2固定

C.突然停止光照,c和g含量都会增多

D.用18O标记O,一段时间后在(CH2O)中能检测到18O

15.将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如下图所示(注:光饱和点是使光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是(　　)

A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响

B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大

C.间作虽然提高了桑树的光合速率,但降低了大豆的光合速率

D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作小于间作

16.(多选)如图表示温室大棚内光照强度(X)与农作物净光合作用强度的关系(大棚内温度、水分和无机盐含量均处于适宜的条件下)。下列说法正确的是(　　)

A.当X>Q时,可采取遮光措施确保农作物的最大净光合作用强度

B.N<X<Q时,限制农作物增产的主要因素可能是CO2浓度

C.M和N相比,X=N时更有利于该农作物的生长

D.当X=P时,叶肉细胞内形成ATP的场所是线粒体和细胞质基质

17.将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是(　　)

适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图

A.黑暗条件下,①增大、④减小

B.光强低于光补偿点时,①③增大

C.光强等于光补偿点时,②③保持不变

D.光强等于光饱和点时,②减小、④增大

18.(多选)下图表示甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程,相关叙述正确的是(　　)

A.过程①中类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光

B.过程②产生的(CH2O)中的C只来自CO2

C.过程③释放的能量大部分贮存于ATP中

D.过程④一般与吸能反应相联系

19.(2021广东,15)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述错误的是(　　)

a

b

A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)

B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)

C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关

D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大

20.图甲表示某植物叶肉细胞内的部分结构及相关代谢中发生的气体转移情况。图乙表示密闭环境中某植物在光照充足的条件下,温度对光合作用和细胞呼吸速率的影响。请据图分析回答问题。

甲

乙

(1)图甲中b过程中的气体参与线粒体完成生理活动过程的第　　　　阶段,a过程中的气体参与叶绿体完成生理活动过程的　　　　　　　阶段。 

(2)图乙中M点表示的生物学意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。此时,植物有机物的积累量为　　　,M点以后CO2的积累量　　　　。 

(3)图乙中在40~60 ℃范围内,随着温度上升,光合作用速率比细胞呼吸速率变化大,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)冬季,密封的温室内容易因CO2缺乏而导致作物产量下降,生产中经常用施加农家肥的方法来增加温室内CO2的含量,原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)请写出图甲中植物有氧呼吸的总方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

参考答案

1.D　解析 根据光合作用图解可知,题图中A是光合色素,分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A项错误;E是ADP,在叶绿体基质中生成,B项错误;G是C5,F是C3,C项错误;光合作用的光反应和暗反应过程均需酶的催化,D项正确。

2.D　解析 叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上;H2O的光解在两种类囊体上都能发生,因为其上均含有与光反应有关的酶和色素;CO2的固定发生在叶绿体基质中。

3.C　解析 水在光反应阶段光解产生O2,光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,所以O2会在叶绿体类囊体薄膜上首先被发现,A项错误;14C转移的途径是:14CO2→14C3→(14CH2O),B项错误;光反应阶段水光解产性18O2和NADPH,C项正确;14C参与的是暗反应,经过长时间的物质转化,可能参与ATP的合成,D项错误。

4.D　解析 在光合作用中,CO2首先和C5生成C3,如果突然停止CO2的供应,则C3的生成量减少,而其消耗量不变,因此短时间内C3的含量将会减少。

5.C　解析 光照过强不会引起色素分解,并且中午过后光合速率又不断恢复,如果色素分解,将会造成不可逆的损伤,光合速率不会恢复,A项错误;夏季一天中气温最高的时间是下午14点左右,与光合速率在中午12点下降不符,B项错误;夏季中午由于阳光过强,温度过高,植物为了防止蒸腾作用散失过多的水分,关闭气孔,二氧化碳吸收减少,导致暗反应中二氧化碳固定减少,生成的C3太少,C项正确;中午温度较高,植物水分蒸腾散失太多,但是光反应产生的ATP和NADPH正常,D项错误。

6.C　解析 A点时,光合作用速率与细胞呼吸速率相等,光合作用需要的CO2全部由细胞呼吸提供,整个细胞对外不表现出气体交换。

7.A　解析 氮元素是构成酶、叶绿素、ATP、NADPH、核酸等的原料,是植物光合作用的必需元素,但光合作用强度不会随叶片中含N量的增加而持续增大。

8.B　解析 叶片浮出液面的原因是进行光合作用,产生的气体(O2)存在于细胞间隙中,然后附着在叶面上。溶液内不会产生过多的CO2,产生的CO2几乎全部供给了光合作用;NaHCO3溶液的作用是保持容器内CO2浓度的稳定。

9.B　解析 光合作用的光反应阶段能够形成ATP,场所是类囊体薄膜;光合作用中CO2的固定属于暗反应阶段过程,场所是叶绿体基质;有氧呼吸第三阶段产生水,场所是线粒体内膜;光合作用的光反应阶段能够产生O2,场所是类囊体薄膜。

10.A　解析 阴雨天气,光照强度减弱,这种情况下补充CO2达不到提高光能利用率的目的;玉米与大豆混合种植可以充分利用光能,进而达到提高光能利用率的目的;充足的叶绿素可以保证对光的最大吸收;植株挺拔,叶片充分展开,有利于对光的吸收。

11.答案 (1)暗反应　C3的还原　(2)ATP、NADPH中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能　(3)C3　(4)从叶绿体基质到类囊体薄膜　减少

解析 题图表示光合作用的暗反应过程,B表示C3的还原。CO2进入叶绿体后,先被C5固定成C3,随后C3被NADPH还原生成糖类,因此,碳的转移途径应是CO2→C3→糖类。ADP要到类囊体薄膜上参与光反应转化成ATP。光反应需要光照,植物移至阴暗处后,光照强度降低,光反应减弱,NADPH合成减少,但C3还原仍在进行,NADPH仍在消耗,因此含量减少。

12.B　解析 该实验为了排除原有有机物的干扰,需要经过24 h“暗处理”消耗掉原有的有机物,A项正确;用锡箔纸遮光与蒸馏水组对比验证了有无光照对光合作用的影响,B项错误;NaOH可以吸收空气中的二氧化碳,目的是去除锥形瓶中CO2,C项正确;锡箔纸处理组无光照,无法进行光合作用,叶片无淀粉产生,D项正确。

13.D　解析 突然停止光照,光反应产生的NADPH和ATP减少,被还原的C3减少,生成的C5减少,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的含量将增加,C5的含量将减少,A项错误;突然增加CO2浓度,CO2被C5固定形成的C3增加,则消耗的C5增加,故C5的含量将减少,B项错误;降低环境温度,光合作用的过程均会变慢,故C3、C5的含量相对稳定,C项错误;增加光照强度,光反应产生的NADPH和ATP增多,被还原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的含量将减少,C5的含量将增加,D项正确。

14.C　解析 b为Pi与c的产物,故c为ADP,b为ATP,d为NADPH,A项正确;①是H2O在光下的反应,故为水光解;③为CO2参与的过程,为CO2固定,B项正确;突然停止光照,光反应停止,不再产生ATP和NADPH,ATP和NADPH的减少使C3的还原减少,产物C5减少,又由于二氧化碳固定继续进行,C5被消耗,故g(C5)的含量会减少,C项错误;用18O标记O,O会参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2,C18O2参与光合作用的暗反应过程,故一段时间后在(CH2O)中能检测到18O,D项正确。

15.C　解析 由图示曲线可知,桑树的呼吸强度在间作时大于单作时,大豆的呼吸强度在间作时小于单作时,说明间作或单作会影响两种植物的呼吸强度,A项错误;由图示可知,桑树间作时的光饱和点明显大于单作时,而大豆在间作时的光饱和点小于单作时,B项错误;由图可知,间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率,C项正确;当光照强度大于光补偿点时植株开始积累有机物,由图示可知,大豆在单作时的光补偿点大于间作时,说明大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,D项错误。

16.ABC　解析 当X>Q时,光照过强,植物为了减少水分的散失而关闭部分气孔,导致CO2进入植物细胞减少,净光合作用强度降低,所以可采取遮光措施确保农作物的最大净光合作用强度,A项正确;N<X<Q时,农作物净光合作用强度达到最大,此时棚内温度处于适宜条件,所以限制农作物增产的主要因素可能是CO2浓度,B项正确;M和N相比,X=N时的净光合作用强度高,因此更有利于植物的生长,C项正确;当X=P时,净光合作用强度为0,即光合作用强度=细胞呼吸强度,叶肉细胞内形成ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质,D项错误。

17.B

18.BD　解析 过程①中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,A项错误;过程②产生的(CH2O)中的C来自CO2,B项正确;过程③释放的能量少部分贮存于ATP中,大部分以热能形式散失,C项错误;④表示ATP水解释放能量的过程,一般与吸能反应相联系,D项正确。

19.D　解析 由图1可知,t1较多的叶绿体分布在光照下,t2较少的叶绿体分布在光照下,由此可推断,t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度),A项正确;由图1可知,t1较多的叶绿体分布在光照下,t2较少的叶绿体分布在光照下,由此可推断,t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度),B项正确;通过题干信息可知,三者的叶绿素含量及其他性状基本一致,由此推测,三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关,C项正确;三者光合速率的差异,在一定光照强度下,随光照强度的增加而变大,但是超过光饱和点,再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化,D项错误。

20.答案 (1)三　暗反应　(2)光合作用的速率等于细胞呼吸的速率(或光合作用强度等于细胞呼吸强度)　零　增加

(3)催化细胞呼吸的酶更耐高温(或催化光合作用的酶对高温更敏感)　(4)农家肥中含有很多有机物,通过微生物的分解作用可产生CO2　(5)C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量

解析 (1)图甲中b过程中的气体为叶绿体产生的氧气,可参与线粒体内有氧呼吸过程的第三阶段,a过程中的气体为线粒体产生的二氧化碳,参与叶绿体中的光合作用的暗反应阶段。(2)由图可知,图乙中M点表示的生物学意义是光合作用的速率等于细胞呼吸的速率,由于植物有机物的积累量=光合作用制造有机物的量-呼吸消耗有机物的量,故此时,植物有机物的积累量为0,M点以后细胞呼吸速率大于光合作用速率,植物释放二氧化碳,故密闭环境中CO2的积累量增加。(3)图乙中在40~60 ℃范围内,随着温度上升,由于催化细胞呼吸的酶更耐高温(或催化光合作用的酶对高温更敏感),故光合作用速率比细胞呼吸速率变化大。(4)农家肥中含有很多有机物,通过微生物的分解作用可产生CO2,因此生产中经常用施加农家肥的方法来增加温室内CO2的含量。(5)有氧呼吸的总方程式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。