人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用当堂检测题
展开1.2,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料,能被还原剂还原成无色,从叶绿体中分离出类囊体,置于2,6二氯酚靛酚溶液中,对其进行光照,发现溶液变成无色,并有O2释放。此实验证明( )
A.光合作用在类囊体上进行
B.光合作用产物O2中的氧元素来自CO2
C.光反应能产生还原剂和O2
D.光合作用与叶绿体基质无关
2.在光合作用过程中,光能最初用于( )
A.CO2的固定
B.C3的还原
C.将水分解为O2和H+
D.将淀粉分解为葡萄糖
3.在实验室中,如果要测定藻类植物是否能完成光反应,最好是检验( )
A.葡萄糖的合成 B.二氧化碳的消耗
C.叶绿体的含量 D.氧气的释放
4.用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上,短期内检测到叶绿体中C3的含量下降,C5的含量上升。NaHSO3溶液的作用可能是( )
A.促进叶绿体中CO2的固定
B.促进叶绿体中ATP的合成
C.抑制叶绿体中NADPH 的形成
D.抑制叶绿体中有机物的输出
5.为了研究光合作用,生物小组的同学把菠菜叶磨碎,分离出细胞质基质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质,分别装在四支试管内,并进行光照,如图所示,哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.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
7.为缓解能源危机这一全球性问题,开发和利用新能源受到广泛关注。研究发现,小球藻在高氮条件下光合作用强,油脂积累少;在低氮条件下生长较慢,但能积累更多油脂。为获得油脂生产能力强的小球藻,制造生物质燃料,科研人员进行了实验。
请回答问题:
(1)小球藻通过光反应将________能转变成活跃的化学能,经过在叶绿体基质中进行的________反应,将这些能量储存在有机物中。
(2)科研人员进行了图1所示的实验,发现培养基上的藻落(由一个小球藻增殖而成的群体)中,只有一个为黄色(其中的小球藻为X),其余均为绿色(其中的小球藻为Y)。
小球藻X的出现可能是EMS(一种化学诱变剂)导致小球藻发生了基因突变,不能合成________,因而呈黄色。为初步检验上述推测,可使用____________观察并比较小球藻X和Y的叶绿体颜色。
(3)为检测油脂生产能力,研究者进一步实验,结果如图2所示:
据图可知,高氮条件下_______________________________________________________
________________________________________________________________________,
说明小球藻X更适合用于制造生物质燃料。
【等级考选学做】(学业水平三、四)
8.下列关于光合作用和呼吸作用的叙述,正确的是( )
A.光合作用和呼吸作用总是同时进行的
B.光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用
C.光合作用合成的糖类在细胞呼吸中被利用
D.光合作用与细胞呼吸分别在植物的叶肉细胞和根细胞中进行
9.科学家提取植物细胞中的叶绿体,用高速离心法打破叶绿体膜后,分离出类囊体和基质,在不同条件下进行实验(如下表所示),用来研究光合作用的过程,下列选项中各试管得到的产物情况正确的是( )
注:表中的“+”表示“添加”,“-”表示“不添加”。
A.甲试管可得到18O2
B.乙试管可得到C3
C.丙试管可得到葡萄糖和淀粉
D.丁试管可得到乳糖
10.[2022·全国乙卷]某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象,下列解释合理的是 ( )
A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定
C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率
11.(不定项)在适宜光照和温度条件下,给豌豆植株供应14CO2,测定不同的细胞间隙 CO2 浓度下叶肉细胞中 C5 的相对含量,结果如下图所示,叙述正确的是( )
A.含14C 有机物最先出现在叶绿体基质
B.A→B,叶肉细胞吸收 CO2 速率增加
C.B→C,叶片的光合速率等于呼吸速率
D.B→C,叶肉细胞的光合速率不再增加
12.(不定项)以CO2的吸收速率与释放速率为指标,研究温度对某植物光合作用与细胞呼吸的影响(其余实验条件均适宜),结果如表,下列对该表数据分析不正确的是( )
A.植物细胞呼吸速率与温度表现为负相关
B.该植物光合作用对温度的敏感性比细胞呼吸高
C.昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是30 ℃
D.在恒温条件下,每天光照、黑暗各12小时,25 ℃时该植物积累的有机物最多
13.光合作用过程是许多科学家通过系列研究逐步揭示的。请回答问题:
(1)叶绿体是植物光合作用的场所,人们在电镜下观察叶绿体,可以发现叶绿体由双层膜包被,内部有许多圆饼状的囊状结构堆叠而成的________,吸收光能的________就分布在类囊体的薄膜上。
(2)氧气能与肌红蛋白可逆结合,并且非常灵敏,可用于定量测定微量氧。科学家打碎植物细胞,在叶片匀浆—肌红蛋白系统(含离体叶绿体)中加入Fe3+或其他氧化剂,然后照光,观察到了氧合肌红蛋白的光谱变化,说明光照下产生了________。上述系统中有H2O,但没有CO2,推测水的光解与CO2消耗的过程可能相对独立。
(3)科学家进一步用离体叶绿体进行实验,实验组用CO2固定抑制剂处理,对照组不做处理,测定得到下图所示结果。
①据实验结果可知,实验组虽然________量几乎被完全抑制,但氧气产生量________________________,由此可判断________________________________。
②ATP合成量虽然没有被完全抑制,但也显著降低,表明ATP合成过程并不与________过程同时进行。后续研究表明,这两个过程均发生在________阶段,两者存在一定关联。
【素养养成练】
14.[2022·广东卷]研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题:
(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量________,原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的________________,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期____________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以______________________为对照,并保证除______________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是______________________________________。
课后分层检测案20 光合作用的原理和应用
1.解析:光反应场所是类囊体薄膜,但不能说明光合作用的场所是类囊体,A错误;本题中无法证明光合作用产物O2中的氧元素来自CO2,B错误;由于“类囊体置于2,6二氯酚靛酚溶液中,对其进行光照,发现溶液变成无色,并有氧气释放”,所以本实验可以证明光反应能产生还原剂和O2,C正确;本实验中没有对照实验,得不出光合作用和叶绿体基质的关系,D错误。
答案:C
2.解析:光能被转化成ATP中活跃的化学能,同时分解水产生O2和H+。
答案:C
3.解析:光合作用的光反应产生了氧气,而二氧化碳的消耗和葡萄糖的产生在光合作用的暗反应阶段。
答案:D
4.解析:若NaHSO3溶液促进叶绿体中CO2的固定,则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,C3的含量将增加,A错误;若NaHSO3溶液促进叶绿体中ATP的合成,则被还原的C3增多,消耗的C3增加,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,B正确;若NaHSO3溶液抑制叶绿体中NADPH 的形成,则被还原的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,C错误;若NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出,意味着暗反应中C3的还原过程变慢,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,D错误。
答案:B
5.解析:光合作用的光反应过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上,需要叶绿素和酶。
答案:B
6.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正确。
答案:B
7.答案:(1)光 暗
(2)叶绿素 显微镜
(3)小球藻X的油脂生产能力高于Y
8.解析:光合作用只有在有光的条件下进行,呼吸作用在有光和无光的条件下都能进行,所以在有光的条件下能够进行光合作用和呼吸作用,在黑暗中只能进行呼吸作用,A错误;光合作用产生的ATP只用于暗反应的C3还原,不能用于其他的生命活动,B错误;光合作用合成的糖类可用于呼吸作用被分解,C正确;活细胞都能进行呼吸作用,光合作用只能在绿色植物的含叶绿体的组织细胞中进行,D错误。
答案:C
9.解析:光合作用产生的O2来源于水的光解,甲试管中没有H18O2,所以没有18O2;乙试管中有C18O2和C5,可得到C3;丙试管不含ATP、NADPH,所以得不到葡萄糖和淀粉;乳糖是动物细胞内合成的二糖。
答案:B
10.解析:将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,小麦同时进行光合作用和呼吸作用,而容器内CO2含量初期逐渐降低。说明初期小麦的光合速率大于呼吸速率,之后CO2含量保持相对稳定,说明光合速率等于呼吸速率,D正确。
答案:D
11.解析:暗反应发生在叶绿体基质,而CO2是暗反应的反应物,因此含14C 有机物最先出现在叶绿体基质,A正确;据图分析,A→B,C5的相对含量逐渐减小,而C5与CO2结合生成C3,因此该段叶肉细胞吸收CO2速率增加,B正确;B→C,叶片叶肉细胞间的CO2浓度较高,C5含量维持基本不变,表示达到了CO2饱和点,但此时光合速率大于呼吸速率,C错误;B→C,达到了CO2饱和点,叶肉细胞的光合速率不再增加,D正确。
答案:ABD
12.解析:分析表格可以得出:黑暗下释放CO2速率即植物细胞呼吸速率,随温度的增加而增大,与温度表现为正相关,A错误;该植物30 ℃与35 ℃的真正光合速率都是6.5,故光合作用最适宜温度在30~35 ℃,呼吸速率35 ℃时最大且不一定是细胞呼吸的最适宜温度,故该植物光合作用对温度的敏感性比细胞呼吸高,B正确;昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是25 ℃,因为在此光照下有机物积累量最多,C错误;每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在20 ℃的条件下,一昼夜净积累量=表观光合速率-夜间呼吸速率,该植物积累的有机物为(3.25-1.50)×12=21mg最多,D错误。
答案:ACD
13.解析:(1)叶绿体内部有许多圆饼状的囊状结构堆叠而成的基粒,其上分布有吸收光能的色素。(2)由于氧气能与肌红蛋白可逆结合,并且,在叶片匀浆—肌红蛋白系统观察到了氧合肌红蛋白的光谱变化,说明光照下产生了氧气。(3)①从图中看出实验组CO2的固定量几乎被完全抑制,但氧气产生量与对照组无显著差异,氧气的产生是通过水的光解产生的,由此说明了水的光解与CO2固定过程相对独立。②ATP和氧气的产生(是通过水的光解产生)都是在光反应阶段产生的,从图中看出,实验组氧气产生量与对照组无差异,但ATP合成量显著降低,表明ATP合成过程并不与水的光解同步进行。
答案:(1)基粒 色素 (2)氧气
(3)①CO2固定 与对照组无显著差异 水的光解与CO2固定过程相对独立 ②水的光解 光反应
14.解析:(1)分析题图b结果可知,培养10天后,A组叶绿素含量为4.2,C组叶绿素含量为4.7,原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素,以尽可能多地吸收光能。(2)比较图b中B1叶绿素含量为 5.3,B2组的叶绿素含量为3.9,A组叶绿素含量为4.2;B1净光合速率为20.5,B2组的净光合速率为7.0,A组净光合速率为11.8,可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为5.3+3.9=9.2,净光合速率为(20.5+7.0)/2=13.75,两项数据B组均高于A组,推测B组可能会积累更多的糖类等有机物,因而生长更快。(3)分析题意可知,该实验目的是探究B组条件下是否能提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度,因变量为作物产量,可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等,无关变量应保持相同且适宜,故实验设计如下:实验材料:选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法:按图a所示条件,分为A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以A组为对照,并保证除遮光条件外其他环境条件一致,收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果B组遮光条件下能提高作物产量,则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
答案:(1)高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 (2)糖类等有机物 (3)光照条件 A组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少试管
叶绿体结构
光照
C18O2
ATP、NADPH
C5
甲
类囊体
+
+
-
-
乙
基质
-
+
+
+
丙
基质
+
+
-
+
丁
基质和类囊体
+
+
-
+
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2速率(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗下释放CO2速率(mg/h)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
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