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    高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第三章 细胞的代谢第五节 光合作用将光能转化为化学能一课一练

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    这是一份高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第三章 细胞的代谢第五节 光合作用将光能转化为化学能一课一练,共9页。

    3.5光合作用将光能转化为化学能

    1.下列关于光合色素的叙述,正确的是(   )

    A.光合色素可位于液泡中 B.光合作用利用的是可见光

    C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光 D.叶黄素和叶绿素b分别呈橙黄色和黄绿色

    2.下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中不正确的是(    )

    A.提取的原理是叶绿素和类胡萝卜素都易溶于有机溶剂

    B.研磨时加入二氧化硅更有助于叶肉细胞的破碎

    C.用毛细吸管均匀地在滤纸条上画出一条滤液细线

    D.滤纸条上的滤液细线应浸入层析液以更好的分离色素

    3.如图为新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法不正确的是(   )

    A.叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上

    B.四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中

    C.四种色素在层析液中溶解度最大的是甲

    D.发黄的菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙

    4.某中学课外兴趣小组利用如图所示的装置进行色素的分离、收集实验,其中层析柱是在注射器的外套内加入脱脂棉、滤纸纤维粉压实制成,底部注射器可收集相应色素溶液。分离色素时先在层析柱中滴加7~8滴色素提取液,待干后重复3次,再打开输液器调节阀,滴加石油醚进行层析。相关叙述错误的是(   )
     

    A.分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度大

    B.重复3次滴加色素提取液可提高收集色素的量

    C.层析柱需达到一定高度才能确保不同色素相互分离开

    D.若分离绿叶中的色素,则第一个分离出来的色素是胡萝卜素,其液体呈橙黄色

    5.叶绿体是光合作用的主要场所,下列关于叶绿体的叙述,正确的是(   )

    A.没有叶绿体的细胞就不能进行光合作用

    B.叶绿体中只有叶绿素能吸收光能

    C.叶绿体内膜为光反应所需的酶提供了附着位点

    D.叶绿体内存在的类囊体,极大地扩展了受光面积

    6.下图表示植物细胞的光合作用过程简图,其中①~⑥代表物质。下列叙述错误的是(   )

    A.光照强度是影响④→③转化速率的重要因素

    B.③转化为④时,光能转化成了活跃的化学能

    C.物质⑤和⑥进行跨膜运输时都不需消耗能量

    D.①②的相互转化速率制约③④的相互转化速率

    7.光合作用过程根据是否需要光能,可以概括地分为光反应和暗反应。下列关于光合作用的叙述正确的是(   )

    A.暗反应不需要光照,植物在没有光照的环境中也能大量合成(CH2O)

    B.光合作用产生O2和ATP的场所均是叶绿体基质

    C.停止光照或提高CO2浓度均可在短时间内使C3含量增加

    D.ADP在叶绿体中的移动方向是由叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质

    8.如图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中a~g为物质,①~⑥为过程),下列判断错误的是(   )

    A.图中a物质主要吸收红光和蓝紫色,绿色植物能利用a将光能转换成活跃的化学能储存在c中

    B.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解

    C.植物叶肉细胞利用b的场所是线粒体内膜

    D.在g物质供应充足时,突然停止光照,短时间内C3的含量将下降

    9.如图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。下列有关叙述中错误的是(   )
     

    A.曲线中a点转向b点时,叶绿体中C3含量降低

    B.曲线中d点转向b点时,叶绿体中C5含量升高

    C.在ab影响光合作用速率的主要因素是光照强度

    D.在bc,限制光合作用速率的主要因素可能温度

    10.将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中,保持适宜的pH和温度,改变其他条件,测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度,结果如图所示。下列有关绿藻细胞代谢的说法正确的是(   )
     

    A.前5分钟只进行呼吸作用 B.第4分钟只发生光能转化为化学能

    C.第7分钟C5的数量瞬间增加 D.9~12分钟光合作用速率等于呼吸作用速率

    11.将小球藻放在一装有培养液的玻璃容器中,使之处于密封状态。实验保持在温度适宜的暗室中进行,并在不同时间点提供光照和NaHCO3溶液。实验中用仪器记录该容器内氧气量的变化如图所示。下列叙述正确的是(   )

    A. 0~5分钟之间,氧气量减少,原因是光合作用速率逐渐下降
    B. 0~5分钟之间,产生ATP的场所是线粒体、叶绿体和细胞质基质
    C. 5~20分钟之间,氧气量增加的速率逐渐减小,原因是呼吸作用消耗容器中的氧气
    D. 加入少量的NaHCO3溶液后,氧气量上升,原因是NaHCO3分解使容器中的CO2浓度增加

    12.研究人员以甜高粱幼苗为材料分别进行以下四组处理,一段时间后对幼苗的最大净光合速率进行研究,结果如表所示,下列相关叙述错误的是(   )

    组别

    1

    2

    3

    4

    实验处理

    加入清水

    加入200 μmol/L镉

    加入200 μmol/L镉,2.0 mmol/L钙

    加入200 μmol/L镉,3.0 mmol/L钙

    最大净光合速率(μmol·m-2·s-1

    15.28

    6.02

    8.13

    10.42

    A.植物的净光合速率可以用单位时间内有机物的积累量来表示

    B.无法判断镉离子对甜高粱幼苗的呼吸作用产生了影响

    C.钙离子促进了甜高粱幼苗的光合作用,且浓度越高促进效果越好

    D.第2组甜高粱幼苗的最大净光合速率下降的原因可能是叶片内叶绿素的含量减少

    13.如图是“绿叶中色素的提取和分离”的实验,请据图回答:
     

    (1)此实验的目的是________和________。

    (2)图中步骤①研磨的目的是________,提取色素使用的有机溶剂是________。

    (3)在层析液中溶解度高的色素在滤纸上的扩散速度________,图乙中的4是________。

    (4)能够吸收红光和蓝紫光的是图乙中的1和2,合称为________。

    14.研究小组进行某植物的栽培实验,图甲为在恒温密闭玻璃温室中,连续24h测定温室内CO2浓度变化曲线;图乙为适宜CO2浓度条件下,温度和光照强度对该植物的CO2吸收速率的影响曲线。假定以上过程中植物的呼吸强度保持不变,请结合图像分析回答下列问题:

    (1)图1中12〜18h时叶绿体内C5的含量变化是__________________;0〜24h时,有机物积累最多的时刻在_______________h。经过连续24h的培养,与0h相比,24h时该植物的有机物量____________________(填“不变”“增加”或“减少”)。

    (2)图2中E点时,25℃条件下产生的氧气量________________________(填“等于”“大于”或“小于”)15℃条件下产生的氧气量,MN段CO2吸收速率为负值的原因是______________________

    (3)图2中当光照强度为10klx,温度为25℃时,该植物5h中单位面积光合作用所消耗的CO2比温度为15℃时多_____________________mg。




    答案以及解析

    1.答案:B

    解析:叶绿体是高等植物进行光合作用的场所,光合色素主要位于叶绿体中;光合作用利用的是可见光;类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收蓝紫光和红光;叶黄素和叶绿素b分别呈黄色和黄绿色。

    2.答案:D

    解析:提取的原理是叶绿素和类胡萝卜素都易溶于有机溶剂,如无水乙醇、丙酮等;研磨过程中加入二氧化硅能增大摩擦,更有助于叶肉细胞的破碎;用毛细吸管吸少量滤液,沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并重复2~3次,每次等上一次干以后再重复画;把画好细线的滤纸条插入层析液中,滤液细线不能触及层析液,不能摇晃。

    3.答案:C

    解析:在叶绿体中,与光合作用有关的色素分布在类囊体薄膜上,A正确;四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中,溶解度高的在滤纸条上扩散速度最快,溶解度低的在滤纸条上扩散速度最慢,从而将四种色素分离开来,B正确;分离色素的原理是根据色素在层析液中的溶解度不同,丁为胡萝卜素,是因为其在层析液中的溶解度最高,在滤纸上扩散最快,C错误;由于叶绿素不稳定容易分解,所以在发黄的菠菜叶中含量显著减少的是甲叶绿素b和乙叶绿素aD正确。

    4.答案:A

    解析:分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的色素随层析液先流出,溶解度小的后流出,A错误;重复3次滴加色素提取液可提高收集色素的量,有利于色素提取过程中对色素的观察,而且可以确保提取到不同溶解度的色素,B正确;层析柱太短会导致不同色素没有分开便流出层析柱,所以层析柱需要足够长,才能使不同色素在柱内分开,形成不同色带,然后逐一流出,C正确;如果本实验分离的是绿叶中的色素,则第一个分离出来的色素是胡萝卜素,其液体呈橙黄色,D正确。

    5.答案:D

    解析:蓝细菌没有叶绿体,但可以进行光合作用。叶绿体中的四种色素均能够吸收光能。叶绿体内膜上没有光反应所需的酶。叶绿体内存在的类囊体,极大地扩展了受光面积。

    6.答案:B

    解析:A. 光照强度是影响③④相互转化速率的重要因素,A正确;

    B. ③转化为④时活跃的化学能就转化成了有机物中稳定的化学能,B错误;

    C. 物质⑤和⑥进行跨膜运输时的方式都是自由扩散,所以都不需消耗能量,C正确;

    D. 光反应产生的[H]和ATP用于三碳化合物的还原,所以①②的循环速率与③④的循环速率相互制约,D正确。

    故选:B。

    7.答案:C

    解析:暗反应不需要光照,但暗反应的发生需要光反应为其提供NADPH和ATP,故在没有光照的环境中光合作用不能持续进行,更不能大量合成糖类等有机物,A错误。光合作用产生O2和ATP的场所均是叶绿体的类囊体薄膜,B错误。停止光照,光反应停止,NADPH和ATP不再合成,C3的还原受阻,但短时间内CO2的固定仍在正常进行,故C3含量增加;提高CO2浓度,CO2的固定加快,但短时间内C3的还原仍在正常进行,故C3含量增加,C正确。ADP是合成ATP的原料,而光合作用中ATP的合成是在类囊体薄膜上进行的,ATP合成后在叶绿体基质中参与暗反应过程,生成ADP和Pi,故ADP在叶绿体中的移动方向是由叶绿体基质到类囊体薄膜,D错误。

    8.答案:D

    解析:叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,光合作用能将光能转换成ATP中活跃的化学能,A正确;图中①表示水分的吸收,③表示水的光解,B正确;b为O2,植物叶肉细胞在有氧呼吸第三阶段利用O2,场所为线粒体内膜,C正确;突然停止光照,则光反应停止,NADPH和ATP的含量下降,故在CO2供应充足时,C3被还原的量减少,短时间内C3含量将上升,D错误。

    9.答案:B

    解析:曲线中a点转向b点时,光照强度增强,光反应产生的[H]ATP增加,促进暗反应还原C3,叶绿体中C3浓度降低,A正确。曲线中d点转向b点时,CO2浓度增加,CO2用于暗反应中与C5结合生成C3,因此叶绿体中C5浓度降低,C3度增加,B错误。ab段光合作用反应速率未达到最高点,主要受横坐标光照强度影响,C正确。bc段影响光合作用速率的限制性因素可能是温度等其他条件,与横坐标的影响因素无关,D正确

    10.答案:D

    解析:由题图可知,前4分钟处于黑暗环境中,细胞只进行呼吸作用,第4分钟开始光照,4分钟之后,开始进行光合作用;第4分钟,既进行光合作用也进行呼吸作用,既有光能转变成化学能,也有有机物中的化学能转变成活跃的化学能储存在ATP中或转变成热能;由曲线可知,第7分钟添加二氧化碳,二氧化碳浓度增大,二氧化碳固定的速率加快,消耗的C5增加,C3还原产生的C5暂时不变,因此C5含量下降;由题图曲线可知,9~12分钟密闭容器中氧气浓度不变,说明光合作用产生氧气与呼吸作用消耗氧气的速率相等,即光合作用速率与呼吸作用速率相等。

    11.答案:D

    解析:A、在0-5分钟之间,小球藻在暗室中不进行光合作用,只进行呼吸作用,吸收氧气,释放二氧化碳,因此氧气量减少,A错误;
    B、0~5分钟,小球藻只进行呼吸作用,产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质,B错误;
    C、5-20分钟,小球藻进行光合作用使容器内的二氧化碳浓度逐渐减少,光合作用的强度逐渐下降,因此氧气量增加的速率逐渐减少,C错误;
    D、加入少量的NaHCO3溶液后,NaHCO3分解使容器中的CO2浓度增加,光合速率上升,氧气量上升,D正确。
    故选:D。
    12.答案:C

    解析:净光合速率是植物真光合速率和呼吸速率的差值,可以用单位时间内产生有机物的量和消耗有机物的量的差值即有机物的积累量来表示,A正确。仅根据题干中的实验结果无法判断镉离子对甜高粱幼苗的呼吸作用产生了影响,B正确。分析题表数据可知,第1组为对照组,与第1组相比,第2组加入镉后,甜高粱幼苗的最大净光合速率减小,第3组加入镉和钙后,甜高粱幼苗的最大净光合速率与第二组相比有所增大,可以看出加入钙后镉对甜高粱幼苗净光合速率的抑制作用减弱,但钙离子本身的作用则需要再做一组只加入钙的实验进行探究,C错误。与第1组相比,第2、3、4组甜高粱幼苗的最大净光合速率减小,这可能与光反应受到抑制有关,所以可能是叶片内叶绿素的含量减少造成的,D正确。

    13.答案:(1)提取色素;分离色素

    (2)使色素充分释放;无水乙醇

    (3)快;胡萝卜素

    (4)叶绿素

    解析: (1)本实验目的是色素的提取和分离。

    (2)研磨的目的是破坏细胞的膜结构,使色素充分释放;提取色素的原理是利用色素不溶于水,易溶于有机溶剂的特点,利用无水乙醇来提取色素。

    (3)在层析液中溶解度高的色素在滤纸上的扩散速度快;溶解度最高的是胡萝卜素。

    (4)图乙中1是叶绿素b,2是叶绿素a,合称叶绿素,叶绿素能够吸收红光和蓝紫光。

    14.答案:(1)减少;18;增加

    (2)大于;植物呼吸作用释放的CO2大于其 光合作用所需的CO2

    (3)30

    解析:(1)图甲中12~18h时,光照强度逐渐减弱,光反应产生的ATP和[H]逐渐减少,C3的还原速率减慢,生成的C5减少,所以叶绿体内C5含量减少;6~18h室内CO2浓度持续下降,说明光合速率大于呼吸速率,有机物的积累是从6h开始,到18h结束,因此0~24h时,有机物积累最多的时刻在18h;经过连续24h的培养,室内CO2浓度下降,说明在0~24h内,植物光合作用制造的有机物的量大于呼吸作用消耗的有机物的量,所以,与0h相比,24h时该植物的有机物量增加。

    (2)图乙中纵坐标所示的CO2吸收速率表示的是净光合速率,净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,当光照强度为零时的纵坐标数值表示呼吸速率。E点时15℃和25℃的净光合速率相等,但因25℃时的呼吸速率大于15℃时的呼吸速率,所以25℃条件下产生的氧气量(实际光合速率)大于15℃条件下产生的氧气量;MN段CO2吸收速率为负值的原因是植物呼吸作用释放的CO2量大于其光合作用所需的CO2量。

    (3)图乙中,当光照强度为10klx时,25℃条件下的该植物的净光合速率=12mg·单位叶面积-1·h-1、呼吸速率=4mg·单位叶面积-1·h-1,15℃条件下的该植物的净光合速率=8mg·单位叶面积-1·h-1、呼吸速率=2mg·单位叶面积-1·h-1。可见,当光照强度为10klx,温度为25℃时,该植物5h中单位面积光合作用所消耗的CO2比温度为15℃时多(12+

    4)×5-(8+2)×5=30mg。

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