高中人教版 (新课标)第五章 细胞的能量供应和利用第4节 能量之源——光与光合作用二 光合作用的原理和应用[55]同步达标检测题
展开A.本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段
B.每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活,才能测定放射性物质分布
C.CO2进入叶绿体后,最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类
D.实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等
2. 用含14C的二氧化碳追踪光合作用中的碳原子,该碳原子的转移途径为( )
A. 二氧化碳→叶绿素→ADP B. 二氧化碳→叶绿体→ATP
C. 二氧化碳→乙醇→糖类 D. 二氧化碳→三碳化合物→糖类
3. 现有四个实验装置,若要验证绿色开花植物产生O2需要光,为正确控制变量,则应选用的实验组合是( )
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④
4. 光合作用的光反应为暗反应提供了( )
A. [H]和ADP B. O2和ATP C. [H]和ATP D. O2和ADP
5. 下列措施中,与提高温室作物产量无关的是( )
A. 增加O2浓度B. 适当提高CO2浓度 C. 合理密植 D. 适当增强光照
6. 光合作用过程中,水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自:( )
A. 呼吸作用产生的ATP和光能 B. 都是呼吸作用产生的ATP
C. 光能和光反应产生的ATP D. 都是光反应产生的ATP
7. 光合作用过程中,能量流经途径正确的是 ( )
A.阳光→叶绿素→ATP→C3→ (CH2O) B.阳光→叶绿素→ADP→(CH2O)
C.阳光→叶绿素→ADP→C5 D.阳光→叶绿素→ATP→(CH2O)
8. 在光合作用过程中,完成“ATP→ADP+Pi+能量”反应的部位是在叶绿体的 ( )
A.外膜 B.内膜 C.囊状结构薄膜 D.基质
9. (2015~2016学年山东省潍坊市安丘一中期中考)下列有关研究光合作用过程的描述,正确的是( )
A.将充分暗处理后的天竺葵叶片一半遮光,光照一段时间,遮光部分遇碘变蓝
B.栽有水绵和好氧细菌的临时装片,用透过三棱镜的光照射一段时间,绿光区域聚集细菌最多
C.向绿色植物提供H218O,光照一段时间,释放的气体含有18O2和C18O2
D.向小球藻提供14CO2,光照一段时间,14C5化合物先于14C3化合物出现
10. (2016年贵州凯里一中月考)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,下列说法正确的是( )
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点将左移
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
非选择题
20世纪30年代,美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究绿色植物的光反应过程。他们用180分别标记H2O和CO2,使它们分别为H2180和C1802,然后进行两组光合作用实验。下图中容器内为小球藻悬液,并置于光下:
(1)甲图中的A代表_____________,它来源于_____________。
(2)乙图中的B代表_____________,它来源于_____________。
(3)本实验能证实_____________。
(4)若甲图中供给12摩尔C1802,能产生_____________摩尔氧气。
2. 表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2,产生的影响,试据下图回答:
(1)A点表示植物组织释放的CO2较多,这些CO2是_____________的产物。
(2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,其原因是_____________。
(3)由B到C,CO2的释放量又不断增加,其主要原因是_____________。
(4)为了有利于储藏蔬菜和水果,储藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度?_________。
采取这一措施的理由是_____________。
3.科学工作者从植物细胞中提取叶绿体,放入含有ADP,磷酸盐以及含[H]的载体等物质的溶液中,并在其他条件都适宜的情况下,进行光合作用的有关实验并不断测定有机物的合成量。根据实验结果绘成下图,请根据曲线各段特点回答:
(1)ab段由于缺乏CO2,使光合作用过程中的_____________不能进行。因此,无有机物生成。
(2)bc段在提供了CO2之后,由于ab段已积累了大量的 ,所以有机物能快速合成。
(3)cd段在无光照条件下,由于光合作用过程中的_____________无法进行,又由于ab段所积累的物质被_____________的原因,使有机物生成量逐渐下降至零。
4. (2014北京石景山一模)为研究CO2浓度对某种小球藻生长的影响,研究人员做了如下实验:
(1)将小球藻接种到不含________元素的培养液中,并将藻液平均分为________组分别置于不同CO2浓度的培养箱内,光照14小时,连续培养5天。
(2)每隔24小时取样,利用________测定小球藻细胞的浓度,结果如图所示。
(3)该实验中对照组的CO2浓度为________,小球藻数量增长的最适CO2浓度为________;当CO2浓度在________范围时,小球藻增长受到抑制,但并没停止增长。
(4)研究发现,在一定范同内,随CO2浓度升高,小球藻细胞的碳酸酐酶(细胞内外均有分布)和RuBP羧化酶的活性均显著提高。胞外的碳酸酐酶能将水体中靠近细胞表面的HCO3-脱水形成CO2,然后CO2进入细胞内;RuBP羧化酶催化CO2与C5结合,这个过程叫做________。C5在细胞中含量保持稳定的原因是________,这一过程需要________参与。
(5)小球藻吸收大气中的CO2转化为细胞中的有机物,在生态系统的________中发挥着重要作用。小球澡合成的有机物可用于工业上生产C2H5OH等燃料。存细胞内产生C2H5OH的过程叫做________。
5.下图是叶绿体中光合作用过程的图解。请据图回答:
(1)光合作用的过程可以分为两个阶段,图中A、B依次表示光合作用的 阶段,其中图B阶段的反应场所是叶肉细胞的 。
(2)光合作用合成物质③所需能量来自 ,物质③中的化学能将直接用于图中物质[ ] 的合成([ ]中填图中序号, 填名称)。
(3)假如白天突然中断了图中④物质的供应,叶绿体中首先积累起来的物质是 。
(4)写出概括光合作用的化学反应式: 。
【答案与解析】
一、单选题
1【答案】C
【解析】CO2在暗反应中被利用,本实验往小球藻培养液中通入14CO2后,对比暗反应进行不同时间后小球藻放射性物质种类,以研究CO2被利用的过程,故每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活,以测定由CO2转化生成的物质种类及分布。由表格信息知,CO2进入叶绿体后,最初形成的主 要物质是3-磷酸甘油酸。实验结果说明,光合作用产物还包括氨基酸、有机酸等。
2【答案】D
【解析】CO2是暗反应的反应物,CO2首先和C5化合物结合成两个C3化合物,C3接受还原剂的还原,还有酶的催化作用下,还原成糖类等有机物,所以,C原子的转移途径为CO2→C5→糖类。选D。
3【答案】B
【解析】在“验证绿色植物产生O2需要光照”实验中,自变量为光照的有和无,其他条件相同(包括需要植物),故应选用实验组合②和③.选B。
4【答案】C
【解析】光合作用的光反应为暗反应提供了[H]和ATP。
5【答案】A
6【答案】C
【解析】考查光合作用过程中的物质变化。
7【答案】D
【解析】考查光合作用的过程。光反应阶段的能量变化:光能→ATP中活跃的化学能;暗反应中能量的变化
ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
8【答案】D
【解析】“ATP→ADP+Pi+能量”反应发生在暗反应过程中,暗反应在叶绿体的基质中进行。所以选D.
9【答案】C
【解析】A.充分的暗处理后的天竺葵叶片一半遮光,光照一段时间,光照部分遇碘变蓝,A错误;B.载有水绵和好氧细菌的临时装片,用透过三棱镜的光照射一段时间,绿光区域聚集细菌最少,B错误;C.鲁宾和卡门利用18O分别标记H2O和CO2使它们分别成为H218O和C18O2,然后进行两组实验:第一组向植物提供H2O和C18O2,第二组向同种植物提供H218O和CO2,在其他条件都相同的情况下,他们分析了两组实验释放的氧气,结果表明,第一组释放的氧气全部是O2第二组释放的氧气全部是18O2,这一实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水,C正确;D.小球藻提供14CO2,光照一段时间,14C5化合物后于14C3化合物出现,D错误。故选C。
10【答案】B
【解析】A.a时表明甲植物的净光合速率为0,此时光合作用等于呼吸作用强度,故A错误;B.a点时,CO2浓度一定,因此此时适当增加光照强度可提高光合作用强度,因此a点将左移,故B正确;C.CO2浓度为b时,甲乙两植物的净光合作用强度相等,由于不知道两植物的呼吸作用强度,因此不能比较总光合作用强度,故C错误;D.在两条曲线的平台期可以看出,当CO2浓度达到一定值以后,光合作用强度就达到了饱和点,故D错误。故选B。
二、非选择题:
1【答案】
(1)O2 H20
(2)18O2 H2180
(3)光合作用释放的氧气来自水
(4) 12
【解析】本题考查光合作用过程中物质的转化过程。由于用示踪标记的化合物的化学性质不变,人们可以根据这种化合物的放射性,对有关的一系列化学反应进行追踪,这种科学研究方法叫做同位素标记法。在研究生物学的许多方面可用此法。
2【答案】
(1) 无氧呼吸
(2)氧气增加,无氧呼吸受到抑制
(3)氧气增加,有氧呼吸加强,释放的CO2量增多
(4) B点有氧呼吸非常微弱,同时又抑制无氧呼吸,蔬菜水果内有机物消耗最慢。
【解析】植物组织内CO2的产生是通过细胞的细胞呼吸完成的,在氧气浓度不同的环境中,植物细胞呼吸的主要方式会发生变化。在氧气浓度较低的环境中(如A点)植物细胞主要进行无氧呼吸,在酶的作用下,将葡萄糖分解成不彻底的氧化产物酒精的同时产生少量CO2 ,a随着氧气浓度的增加,无氧呼吸受到抑制,而有氧呼吸很弱(如B点),此时通过无氧呼吸产生的CO2会急剧减少。在一定浓度范围内,随着氧气浓度的继续升高(如B-C)植物的细胞呼吸为有氧呼吸,且呼吸速率逐渐加快,在此过程中不断将葡萄糖等有机物进行彻底氧化分解,产生大量CO2。生产实践中,人们应用以上原理,在储藏蔬菜、水果的仓库内,通过调节和控制其中氧的浓度,使植物的细胞呼吸控制在非常微弱的状态,以减少有机物的消耗。也可以采用降低温度、填充CO2气体等措施来达到以上目的。
3【答案】
(1)暗反应
(2)[H]和ATP
(3)光反应 逐渐用完
【解析】本题综合考查光合作用的相关知识。要解此题,首先对光合作用进行的条件(包括H2O,CO2、酶、光照、载[H]的载体、ADP、磷酸盐、叶绿素等色素)及其过程应有一个清楚的了解,从题干来看,除了有无光照和有CO2以外,进行光合作用的其他条件是都具备的。其二是看懂曲线的含义。第三是理解光反应和暗反应的关系:光反应是暗反应进行的条件;暗反应也能为光反应进行提供如ADP和Pi等物质。
(1) ab段,这一时间内有光,能进行光反应,生成[H]和ATP,但无CO2,不能进行暗反应,因此无有机物生成。
(2) bc段,无光照,不能继续进行光反应,也就是不能继续生成[H]和ATP,但有ab段生成的[H]和ATP, 因此,在有CO2,的条件下,暗反应还是照样能进行。所以有有机物生成。
(3) cd段,仍然无光照,光反应仍然不能进行,新的ATP和[H]无法继续生成,而ab段积累的物质[H]和ATP被逐渐用完。所以有机物生成量逐渐下降,以至为零。
4【答案】
(1)C 9
(2)红细胞计数板
(3)0.04% 10% 30%~·40%
(4)CO2固定 C5可再生 NADPH和ATP
(5)碳循环 乙醇发酵(或无氧呼吸)
【解析】(1)小球藻通过光合作用固定空气中的CO2,故培养液中不需添加C元素。图中有9种CO2浓度,说明该实验设置了9组。(2)小球藻是单细胞藻类,采用红细胞计数板测定小球藻数量。(3)大气CO2浓度约为0.04%,故本实验中对照组的CO2浓度为0.04%。曲线显示,当CO2浓度为30%~40%时,小球藻能增长(藻细胞浓度增加),但增长速率小于对照组,即被抑制。当浓度为60%、100%时,藻细胞浓度不变,即藻类数量不增长。(4)CO2与C5结合的过程为CO2固定,因C5可通过C3被还原而再生,故C5在细胞中含量保持稳定,C5再生过程需要消耗光反应产生的NADPH和ATP。(5)葡萄糖转化为酒精是通过无氧呼吸过程完成的。
5【答案】
(1)光反应和暗反应 叶绿体基质
(2)太阳光能 ⑤糖类(等有机物)
(3)C5
(4)H2O+CO2 (CH2O)+ O2实验组别
光照时间(s)
放射性物质分布
1
2
大量3—磷酸甘油酸(三碳化合物)
2
20
12种磷酸化糖类
3
60
除上述12种磷酸化糖类外,还有氨基酸、有机酸等
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