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浙科版2019选择性必修一同步练习3.5 光合作用将光能转化为化学能
一、单选题
1．（2022·浙江模拟）给某植物提供C18O2较长时间后，能检测到含18O的物质是（ ）
A．糖类 B．糖类和H2O
C．糖类、H2O和O2 D．糖类、H2O、O2和CO2
【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】给某植物提供C18O2较长时间后，在光合作用的暗反应过程中，C18O2中18O的转移途径是：二氧化碳→三碳化合物→糖类；糖类含有18O，经过有氧呼吸第一、二阶段可转移到C18O2和H218O，H218O再经过光反应转化为18O2，故最终能检测到含18O的物质是糖类、H2O、O2和CO2。
故答案为：D。
【分析】 1、光合作用过程：
2、有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
2．（2022高一下·江门期中）下列关于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无水乙醇中
B．叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上
C．类胡萝卜素主要吸收红光进行光合作用
D．叶绿体中不同的色素在层析液中的溶解度不同
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，A正确；
B、叶绿体中色素参与光反应，分布在类囊体的薄膜上，B正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光进行光合作用，C错误；
D、叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，所以用层析法来分离四种色素，D正确。
故答案为：C。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
3．（2022·湛江模拟）细胞的生物膜系统是由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器的膜共同构成的。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。下列有关真核细胞生物膜系统的叙述，错误的是（ ）
A．叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质等
B．细胞膜上参与主动运输的ATP酶只参与ATP水解
C．溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解
D．利用葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体内膜
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、类囊体膜进行光合作用的光反应过程，该膜上含有色素和催化光反应的酶，分布着光合色素和蛋白质等，A正确；
B、细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白，既参与ATP水解又参与物质运输，B错误；
C、溶酶体表面高度糖基化，能保护自身不被其内含水解酶消化，C正确；
D、葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
4．（2022高一下·三明期中）如图表示在不同光照强度下某植物的氧气释放速率。该植物在2000 lx光照强度下，每小时光合作用产生的氧气量（mol）是（ ）
A．12 B．17 C．11 D．23
【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】由图可知，当光照强度为0时，每小时氧气释放量是6 mL，即每小时细胞呼吸消耗的氧气量为6mL，当光照强度为2000lx时，每小时氧气释放量是17mL，则光合作用每小时产生的氧气为23 mL，故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
5．（2022高一下·三明期中）若保持其他条件不变，光照由强变弱，则短时间内C5的含量（ ）
A．增多 B．减少 C．不变 D．无法判断
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】光照强度减弱，光反应减弱，光反应产生的[H]和ATP减少，C3还原减少，则C3剩余量增加，C5减少，B正确。
故答案为：B。
【分析】中断 CO2 气体的供应，二氧化碳的固定这个反应变弱，生成物C3化合物量减少，短时间内光照不变，产生的ATP和[H]不变，C3还原速率不变，C3含量减少；二氧化碳固定过程C5化合物消耗减少，短时间内光照不变，产生的ATP和[H]不变，C3还原产生的C5不变，剩余的C5化合物相对增多。
6．（2022高一下·三明期中）“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，在滤纸条上随层析液扩散最慢的色素是（ ）
A．叶黄素 B．叶绿素a C．胡萝卜素 D．叶绿素b
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】叶绿体中色素分离的实验结果：
所以“绿叶中色素的提取和分离”实验中，溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快的是橙黄色的胡萝卜素；溶解度最低，在滤纸条上扩散速度最慢的是黄绿色的叶绿素b。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
7．（2022高二下·吉林月考）关于细胞中的H2O和O2，下列说法错误的是（ ）
A．葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生
B．有氧呼吸第二阶段一定消耗H2O
C．植物细胞产生的O2，只能来自光合作用
D．光合作用产生的O2只能来自于H2O
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成糖原的过程有水生成，A正确；
B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和［H］，所以一定消耗H2O，B正确；
C、有些植物细胞含有过氧化氢酶（例如土豆），可以分解过氧化氢生成O2，因此植物细胞产生的O2不一定只来自光合作用，C错误；
D、光反应阶段水的光解产生氧气，故光合作用产生的O2中的氧元素只能来自于H2O，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
2、光合作用反应物各元素去向：
8．（2022高一下·湖州期中）下图表示某细胞中发生的物质代谢过程（①-④表示不同过程），有关叙述错误的是（ ）
A．①过程可在需氧条件下进行，也可在无氧条件下进行
B．②过程可产生[H]，也消耗了[H]
C．③过程可在叶绿体类囊体上进行，也可不在叶绿体中进行
D．④过程中CO2可来自过程②，也可来自外界环境
【答案】C
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、①过程是葡萄糖分解成丙酮酸，可在有氧条件下进行，也可在无氧条件下进行，A正确；
B、②过程表示有氧呼吸的第二、三阶段，其中在第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，B正确；
C、③过程为暗反应阶段，发生在叶绿体基质或蓝藻细胞的细胞质基质中，C错误；
D、④表示光合作用二氧化碳固定过程，CO2可来自过程②有氧呼吸第二阶段，也可来自外界环境，D正确。
故答案为：C。
【分析】（1）有氧呼吸和无氧呼吸的具体过程：
有氧呼吸三个阶段的反应如下：
阶段 场所 物质变化
第一阶段 细胞质基质 C6H12O6 →2C3H4O3 +4[H]
第二阶段 线粒体基质 2C3H4O3+12H2O→CO2+20[H]
第三阶段 线粒体内膜 24[H]+6O2→ 12H2O
无氧呼吸两个阶段的反应如下：
无氧呼吸两个阶段都在细胞质基质中进行。无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸完全相同，都产生了共同的中间产物丙酮酸；第二阶段在不同酶的催化下生成酒精和CO2 或乳酸 。
（2）光合作用的过程如下图：
光反应和暗反应的比较：
光反应 暗反应
场所 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质
物质变化 2H2O→4[H]+O2； C5+CO2→2C3；2C3+[H]→(CH2O)+ C5
能量变化 光能→活跃的化学能→稳定的化学能
9．（2022高一下·湖北期中）某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，室温25℃下进行了一系列的实验，对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是（ ）
A．若X溶液为CO2缓冲液并给予光照时，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小
B．若要测真正光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液
C．若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴不移动
D．若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴右移
【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，光始作用将吸收CO2释放O2导致液滴向右移动，液滴移动的距离是释放O2的原因，可表示净光合作用强度大小，A正确；
B、若要测真光合强度，即光合作用的总量，就要明白真正的光合强度=净光合作用强度（释放的O2量）+呼吸消耗强度（吸收的O2量），X溶液为CO2缓冲液并给予光照，可表示净光合作用强度大小，那X溶液为NaOH溶液并遮光处理，在有氧呼吸中吸收的O2量等于产生的CO2量并被NaOH吸收，导致密闭小室中气体体积减小，液滴向左移动，可表示的是呼吸消耗O2强度，B正确；
C、清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2，X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用，光合作用产生的O2除满足呼吸作用所用外，又释放到细胞外，同时从细胞外吸收CO2，但是密闭小室中的CO2量有限，导致释放的O2量受到限制，最终使释放的O2量和吸收的CO2量相等，液滴不移动，C正确；
D、若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，由于脂肪中H含量比糖中高，有氧呼吸时消耗的O2量多，产生的CO2量相对减少，导致密闭小室中气体体积减小，液滴左移， D错误。
故答案为：D。
【分析】净光合速率和真正光合速率
光合速率是光合作用固定二氧化碳的速率。即单位时间单位叶面积的二氧化碳固定（或氧气释放）
量。也称光合强度。
①净光合速率：常用一定时间内O2 释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
④净产氧量=总产氧量-呼吸耗氧量。
⑤净生产葡萄糖量=实际生产葡萄糖量-呼吸消耗葡萄糖量。
⑥实际消耗二氧化碳量=实测的二氧化碳量+呼吸作用二氧化碳释放量。
10．（2022高一下·嫩江月考）某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，操作情况如下表述：将5g新鲜完整菠菜叶，剪碎放在研体中，加入10mL无水乙醇、少许石英砂后，迅速研磨。将研磨液迅速倒入放有单层尼龙布的玻璃漏斗进行过滤，将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严，用毛细吸管吸取少量滤液，沿滤纸上的铅笔画线处小心均匀地画出一条滤液细线，需连续迅速地重复画2~3次。把画好的滤纸条插入层析液中，注意层析液不能没过滤液细线。实验结果失败，下列原因分析正确的组合是：（ ）
①菜叶在剪碎前要去掉主叶脉 ②未加入少许碳酸钙粉末 ③过滤要用干燥滤纸
④滤液细线需要干燥后再重复画 ⑤注意滤液细线要浸入层析液中
A．①②⑤ B．②③⑤ C．①②④ D．③④⑤
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】 ① 操作可以使研磨更加充分； ② 未加入少许碳酸钙粉末会导致叶绿素受到破坏； ③过滤要用干燥滤纸将无法得到含有色素的滤液；④滤液细线需要干燥后再重复画 ，可以富集更多的色素； ⑤注意滤液细线要浸入层析液中 ，色素将会溶解到层析中，无法分离色素；所有分析正确的有 ①②④ ，A、B、D错误；C正确；
故答案为：C
【分析】绿叶中色素的提取和分离
（1）色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇(体积分数100%酒精)中。
（2）色素的分离：不同色素在 层析液 中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，这样，色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。分离方法： 纸层析法 。
（3）试剂及药品作用：
无水乙醇作用：溶解、提取色素；
层析液作用：分离色素 ；
SiO2作用：破坏细胞结构，使叶片研磨更充分；
CaCO3作用：保护叶绿素/防止研磨中叶绿素被破坏。
（4）分离过程中不能让滤液细线触及层析液，原因是避免滤液细线中的色素直接溶于层析液中 。
11．（2022高一下·嫩江月考）下列有关生物实验一一对应正确的是（ ）
选项 试验 材料 试剂 实验现象
A 还原糖的鉴定 西瓜汁 斐林试剂 砖红色沉淀
B 色素的分离 菠菜绿叶的提取液 层析液 色素带从上到下颜色：黄色、橙黄色、蓝绿色、黄绿色
C 探究温度对酶活性的影响 蔗糖和蔗糖酶 稀碘液 蓝色消失
D 探究细胞的吸水和失水 新鲜的紫色洋葱鳞片叶 0.3g/mL的蔗糖溶液 质壁分离
A．A B．B
C．C D．D
【答案】D
【知识点】检测还原糖的实验；探究影响酶活性的因素；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原
【解析】【解答】A、还原糖鉴定实验中，不能用西瓜汁作为实验材料，因为西瓜汁有颜色，会掩盖实验现象，A错误；
B、色素带从上往下是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，B错误；
C、 探究温度对酶活性的影响利用的是淀粉和淀粉酶，C错误；
D、细胞失水和吸水的实验，用0.3g/mL的蔗糖溶液作为实验试剂，选取紫色洋葱外表皮作为实验材料，D正确；
故答案为：D
【分析】 （1）还原糖的鉴定
原理：还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）+斐林试剂砖红色沉淀。
苹果、梨匀浆可用作还原糖待检样品。
西瓜不能作为还原糖检测材料，因为西瓜汁呈红色，会掩盖实验现象；
甘蔗不能作为还原糖检测材料，因为甘蔗中的蔗糖是非还原糖 。
（2）色素分离结果：滤纸条上观察到4条色素带，自上而下依次是胡萝卜素（橙黄色） 、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（绿色） 。可知胡萝卜素的溶解度最高，叶绿素b的溶解度最低； 叶绿素a的含量最多。
（3） 探究温度对酶活性的影响：一般用淀粉为材料来探究温度对酶活性的影响，且检测时只能用 碘液，不能用斐林试剂，因为该试剂需要水浴加热 ，而该实验需要严格控制温度 。
（4） 探究细胞的吸水和失水的实验中，新鲜紫色洋葱鳞茎外表皮是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片，又很容易在显微镜下观察。试剂的选择：一般选用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，因为试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度，试剂浓度越高发生质壁分离的速度越快，过高时细胞因过度失水而死亡。在0.3g/mL的蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离和复原的速度较慢，便于观察变化过程，且短时间内对细胞的伤害较小。
12．（2022高一上·沈阳期末）下列关于探索光合作用原理的部分实验叙述，错误的是（ ）
A．希尔反应实验的悬浮液中有H2O无CO2，表明水的光解与糖的合成不是同一反应
B．鲁宾和卡门用同位素18O同时标记CO2和H2O，证明光合作用释放的O2来自水
C．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程，总是与水的光解相伴随
D．卡尔文用14C标记14CO2，探明了CO2中碳转化为有机物中碳的途径
【答案】B
【知识点】光合作用的发现史
【解析】【解答】A、离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应。希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，A正确；
B、鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记CO2和水，进行实验证明光合作用释放的O2来自水，B错误；
C、阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，C正确；
D、卡尔文通过追踪检测14C标记的二氧化碳，探明了CO2的中碳在光合作用过程中转化为有机物中的碳的途径，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）关于光合作用的元素的科学探究过程如下：
科学家 探索结果
鲁宾和卡门 用放射性同位素标记法：光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水。
梅尔文·卡尔文 用14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用汇总复杂的化学反应。
（2）研究元素去向的方法： 同位素标记法 。
14CO2中14C的转移途径：CO2→C3→(CH2O)；
H218O中18O的转移途径：H2O→O2；
13．（2022高一上·鞍山期末）下列关于光反应阶段的叙述，错误的是（ ）
A．能形成还原型辅酶Ⅱ B．能形成ATP
C．能形成糖类 D．能形成氧气
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、结合分析可知，光反应阶段能形成还原型辅酶Ⅱ，A正确；
B、光反应阶段能形成ATP，用于暗反应阶段C3的还原，B正确；
C、暗反应阶段C3的还原过程能形成糖类，这不是光反应的特征，C错误；
D、光反应的产物中有氧气生成，D正确。
故答案为：C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
14．（2022高一下·龙江月考）将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h（光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。据此能得出的结论是（ ）
组别 一 二 三 四
温度/℃ 27 28 29 30
暗处理后重量变化/mg -1 -2 -3 -1
光照后与暗处理前重量变化/mg +3 +3 +3 +1
A．30℃下该绿叶每小时经光合作用合成有机物的总量是2mg
B．27℃下该绿叶在整个实验期间积累的有机物是2mg
C．28℃时，植物光合作用速率为5mg/h
D．该植物光合作用的最适温度约是29℃
【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、暗处理得到的重量变化仅仅由呼吸左右产生的， 30℃ 时黑暗处理1h呼吸作用下的重量变化是 -1 ，光照处理1h的呼吸左右重量变化也是-1，则1h总的光合左右合成的有机物量=净的有机物+呼吸消耗=3mg，A错误；
B、27℃下该绿叶 的积累的有机物就是净有机物=3mg，B错误；
C、 28℃时，植物光合作用速率是指总的光合速率，总的光合有机物=2h呼吸消耗的量+净积累有机物的量=3+4=7mg，植物光合作用速率为7mg/h ，C错误；
D、29℃时，总的光合作用=2h呼吸消耗的量+净积累有机物的量=6mg+3mg=9mg，比其他温度下合成的有机物都多，D正确；
故答案为：D
【分析】总光合速率、净光合速率、呼吸速率的指标及测定
生理指标①净光合速率：用光照下，单位时间内CO2吸收量 、O2释放量或有机物积累量表示。②呼吸速率：用黑暗环境中，单位时间内CO2释放量 、O2吸收量或有机物消耗量表示。
③总光合速率：用单位时间内CO2利用量 、O2产生量或有机物生成量表示。
三者关系：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 。
15．（2022高一下·凤阳月考）叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中色素都分布在囊状结构薄膜上
B．叶绿体中色素分布在外膜和内膜上
C．光合作用酶只分布在叶绿体基质中
D．光合作用酶只分布在外膜、内膜和基粒上
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】类囊体是光反应的场所，叶绿体中的色素与光反应有关，都分布在类囊体结构的膜上，A正确，B错误；
光合作用分为光反应和暗反应阶段，光反应的场所是类囊体膜，暗反应的场所是叶绿体基质，因此与光反应有关的酶分布在类囊体膜上，与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中，CD错误．
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
16．（2022高一上·乾安期末）如图是温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用影响的研究结果，有关说法正确的是（ ）
A．光照下CO2吸收量表示净光合速率，光合作用速率最大时的温度为25℃
B．在5℃时，光合作用速率为呼吸作用速率的2倍
C．每天光照12h，最有利于植物生长的温度在20℃左右
D．持续光照，最有利于植物生长的温度是30℃
【答案】C
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、光合作用速率（净光合作用+呼吸作用）最大时的温度为30℃，A错误；
B、在5℃时，光合作用速率=1+0.5=1.5，呼吸作用速率=0.5，所以光合作用速率是呼吸作用速率的三倍，B错误；
C、每天光照12 h，适合植物生长的温度应是光照12 h有机物净积累量与黑暗12 h消耗的有机物量的差值最大的温度，即图中的20℃，C正确；
D、持续光照，最有利于植物生长的温度为净光合速率最大时温度25℃，D错误。
故答案为：C。
【分析】温度是通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用的。
（1）温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是碳反应都会受影响，但主要是影响碳反应，因为参与碳反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。
（2）温度改变对呼吸作用强度的影响：①在最适温度时，呼吸强度最大。②超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸速率下降。③低于最适温度，酶活性下降，呼吸速率下降。
17．（2021高一上·农安期末）叶绿体不同于线粒体的特点有（ ）
A．具有双层选择透过性膜 B．利用水进行化学反应
C．能分解水产生氧气和氢离子 D．合成ATP为生命活动供能
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A.叶绿体和线粒体都具有双层选择透过性膜，A不符合题意；
B.叶绿体内发生的光合作用和线粒体内发生的有氧呼吸都会利用水进行化学反应，B不符合题意；
C.在叶绿体内能分解水产生氧气和氢离子，线粒体内不能产生氧气，是消耗氧气，C符合题意；
D.叶绿体和线粒体内都能合成ATP为生命活动功能，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】1.光合作用
2.有氧呼吸
18．（2021高一上·农安期末）如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是（ ）
A．CO2→三碳化合物→糖类 B．CO2→乙醇→糖类
C．CO2→叶绿素→ADP D．CO2→叶绿体→ATP
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】若果用含有14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，碳原子的转移途径是CO2→三碳化合物→糖类，A符合题意。
故答案为：A
【分析】光合作用的过程
（2021高一上·浙江月考）阅读下列材料，完成下面小题。叶绿体是存在于植物细胞中进行光合作用的细胞器。蓝细菌是一种原核生物，细胞中含有附着光合色素的光合膜，可以进行光合作用。
19．下列关于蓝细菌的叙述，正确的是（ ）
A．含有叶绿体 B．是一种自养生物
C．拟核区有染色质 D．有核糖体和线粒体
20．下列对发生在叶绿体中的光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．在光合膜上，光合色素吸收光能，将水裂解为H+、e-和O2
B．在叶绿体基质中，在酶的催化下，CO2被固定形成三碳酸
C．在叶绿体基质中，三碳糖和淀粉之间可相互转化
D．在叶绿体外，三碳糖转变为蔗糖后才能参与其他代谢
【答案】B
19．B
20．D
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；光合作用的过程和意义
【解析】【分析】1、原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁，遗传物质DNA分布的区域称拟核；无染色体 有核膜和核仁；核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体，无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素，主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
2、光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
19． A、蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，A错误；
B、蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用，属于自养生物，B正确；
C、蓝细菌是原核生物，不具有染色质，C错误；
D、蓝细菌是原核生物，不具有线粒体，D错误。
故答案为：B。
20．A、光反应过程中，在光合膜上，光合色素吸收光能，将水裂解为H+、e-和O2，A正确；B、暗反应在叶绿体基质中进行，故在叶绿体基质中，在酶的催化下，CO2被固定形成三碳酸，B正确；
C、在叶绿体基质中，三碳糖和淀粉之间可相互转化，C正确；
D、在叶绿体外，三碳糖不需要转化为蔗糖后参与其他代谢，D错误。
故答案为：D。
21．（2020高一上·嘉兴期末）某植物叶片中叶绿素含量受到不同环境因素的影响。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．本实验的自变量是叶绿素含量
B．遮光处理可减少低温对叶绿素的影响
C．第4组处理前后叶片吸收红光的量不变
D．该植物较适宜在光强度较低环境中生长上
【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、由图分析，自变量有温度和光的有无，叶绿素的含量为因变量，A错误；
B、将曲线3和4进行对比，同在00C，有光的情况下随时间增加叶绿素含量减少较多，在暗的情况下叶绿素减少较少， 所以遮光处理可减少低温对叶绿素的影响，B正确；
C、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，第4组处理后叶绿素含量减少，红光吸收减少，C错误；
D、通过对比发现第1组叶绿素含量最高，所以适宜生长条件是在有光温度较高（200C）时适宜生长，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、分离色素的原理是根据色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散速度最快，而色素带的宽窄取决于色素的含量．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽）。
2、题图表示某植物叶片中叶绿素含量受到不同环境因素的影响，自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量．由图中曲线对比可知，4曲线（经低温和光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。据此答题。
二、实验探究题
22．（2021高一上·双鸭山期末）如图是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答：
（1）提取绿叶中的色素常用的提取溶剂是 （具体名称），并在提取过程中加入少量的二氧化硅和碳酸钙，其中加入二氧化硅的目的是 ，加入碳酸钙的目的是 。
（2）利用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线时， （填“需要”或“不需要”）重复几次。
（3）图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有 （尼龙布、纱布、滤纸）。
（4）如图是提取绿叶中的光合色素后在滤纸条上分离后的条带，请根据有关知识回答下列问题：
①图表示色素在滤纸条上的分离结果，其中标号 代表的色素在层析液中的溶解度最小。 色素带③④主要吸收 光。
②滤纸上的色带从下到上分别是什么色素： 、 、 、
【答案】（1）无水乙醇；使研磨更加充分；防止研磨过程中色素被破坏
（2）需要
（3）尼龙布
（4）④；蓝紫光和红光；叶绿素b；叶绿素a；叶黄素；胡萝卜素
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】（1）绿叶中的色素能溶解于有机溶剂，故可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素，在提取过程中，需加入少量的二氧化硅和碳酸钙，其中加入二氧化硅的目的是使研磨更加充分，加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中色素被破坏。
（2）利用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线时，需要重复几次，目的是增加色素的含量，以保证有足够的色素使分离的效果更好。
（3）过滤研磨液时，漏斗底部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上，一般用一层尼龙布过滤。
（4）①各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。④叶绿素b代表的色素在层析液中的溶解度最小，扩散速度最慢。 色素带③④分别为叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光。
②滤纸上的色带从下到上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素。
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
2、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
3、色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
4、溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
23．（2021高一下·湖州期末）科研人员将长势一致、健壮的黄瓜幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，分别置于人工气候室中，实验条件及结果如下表所示。请回答问题：
组别 实验条件 叶绿素a （mg/cm2） 叶绿素b （mg/cm2） 最大净光合速率 （mmol/m2·s）
甲 正常光照、正常供水 1.8×10-2 0.4×10-2 1.9×10-2
乙 弱光照（15%正常光照）、正常供水 1.7×10-2 0.4×10-2 0.7×10-2
丙 弱光照（15%正常光照）、50%的正常供水 2.5×10-2 0.7×10-2 0.9×10-2
（1）提取黄瓜的光合色素时，应在研磨叶片时加入 ，以防止色素被破坏。将色素提取液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照下2-3分钟后，试管内的氧含量 。
（2）本实验的自变量是 ，净光合速率可通过测定单位时间、单位叶面积 的释放量表示。
（3）据表分析，乙组黄瓜幼苗的最大净光合速率小于甲组的原因是 ，光反应为碳反应提供的 减少。丙组黄瓜幼苗的最大净光合速率大于乙组的原因之一是该组黄瓜幼苗叶片中 ，有利于吸收更多的可见光。根据上述实验结果，当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，光照减弱，可适当 ，以提高其光合作用强度。
【答案】（1）碳酸钙；不变
（2）光照强度、供水量；氧气
（3）光照强度弱；ATP、NADpH；叶绿素a、b含量较多；减少供水量
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）提取黄瓜的光合色素时，为防止色素被破坏，应在研磨叶片时加入少许碳酸钙。提取的色素不能进行光反应，故将色素提取液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照下2-3分钟后，试管内的氧含量不变。
（2）本实验的自变量是光照强度、供水量，净光合速率是指光合速率与呼吸速率的差值，可通过测定单位时间、单位叶面积氧气的释放量表示。
（3）据表分析，甲、乙组黄瓜幼苗的不同实验条件是光照强度，乙组比甲组光照强度弱，光反应为碳反应提供的ATP、NADpH减少，碳反应速率降低，使乙组黄瓜幼苗的最大净光合速率小于甲组。据表格数据可知，乙组、丙组黄瓜幼苗的不同实验条件是供水量，丙组供水量低，黄瓜幼苗叶绿素a、b含量较多，有利于吸收更多的可见光，使丙组黄瓜幼苗的最大净光合速率大于乙组。根据上述实验结果，当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，光照减弱，可适当减少供水量，以提高其光合作用强度。
【分析】分析表格：据表格内容可知，该实验的自变量是光照强度和供水量，因变量是叶绿素a、叶绿素b的含量以及最大净光合速率。对比甲、乙、丙三组实验数据可知，光照强弱对叶绿素a、b生成量影响不大，但供水量减少的情况下，叶绿素a、b生成量较大，所以当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，可适当减少供水，以提高其光合作用强度。
三、综合题
24．（2022高一下·开平期中）下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中Ⅰ～Ⅴ为生理过程，a～h为物质名称，请回答：
（1）图中物质b和g分别是 和 。
（2）物质a分布在叶绿体的 ，提取物质a可用的试剂是 。
（3）上述Ⅰ～Ⅴ过程中，能够产生ATP的过程是 ，ATP的结构简式是 ，必须有氧气参与进行的过程是 。
【答案】（1）O2或者氧气；CO2或者二氧化碳
（2）类囊体薄膜；无水乙醇
（3）Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ；A-P~P~P；Ⅴ
【知识点】ATP的相关综合；光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)图中物质b为水光解产生的氧气，g是参与暗反应的CO2。
(2)物质a是光合色素，分布在叶绿体的类囊体的薄膜上，用于吸收、传递和转化光能，在该结构上发生的能量变化是将光能转变ATP中活跃的化学能；提取物色素的原理是色素易溶于有机溶剂无水乙醇。
(3)能够产生ATP的过程有光反应，有氧呼吸三阶段，所以在上述Ⅰ～Ⅴ过程中，能够产生ATP的过程是Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、V；ATP名为三磷酸腺苷，其结构简式是A—P～P～P；在图中必须有氧气参与进行的是有氧呼吸第三阶段，即图中的V。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]（NADH）和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H] （NADH）和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H] （NADH）和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
3、ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。
25．（2022高三下·揭阳月考）图1是将玉米的PEPC酶（与CO2的固定有关）基因与PPDK酶（催化CO2初级受体“PEP”的生成）基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图2是在光照为1000Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。请据图分析回答下列问题：
（1）转基因成功后，正常情况下，PEPC酶应在水稻叶肉细胞的 （填细胞结构）处发挥作用。 原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为 （答2点即可），
（2）图1是在 ℃下测得的结果，如调整温度为25℃，重复图1相关实验，A点会向 移动。
（3）据图推测，转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在 环境中。研究者提取了这两种水稻等质量叶片的光合色素，并采用纸层析法进行了分离，通过观察比较 ，发现两种植株各种色素含量无显著差异，则可推断转基因水稻最可能是通过促进光合作用的 （填过程）来提高光合速率。
【答案】（1）叶绿体基质；温度、CO2浓度
（2）30；左下
（3）强光；色素条带的颜色和宽窄（或“色素条带的宽窄”）；暗反应
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)由题可知， PEPC酶与CO2的固定有关，CO2的固定发生在叶绿体基质，故转基因成功后，正常情况下，PEPC酶应在水稻叶肉细胞的叶绿体基质处发挥作用。 A点对应的光照已经是光饱和点，此时再增加光照强度不能再提高净光合速率，限制光合作用的是其他环境因素，如温度、CO2浓度等。
(2)由图1可知，A点是原种水稻的净光合速率最大值，A点时的净光合速率是20，根据图2可知，净光合速率是20对应的是30℃，因此结合图2判断，图1曲线所对应的温度应为30℃。据图2可知，在30℃条件下水稻的净光合速率大于25℃时，故用温度25℃重复图1相关实验，净光合速率减小，A点向左下移动。
(3)由图1可知，转基因水稻的光饱和点要高于原种水稻，所以更适合栽种在强光环境中。色素条带的颜色和宽窄（或“色素条带的宽窄”）可以反应色素的含量，结果发现两植株各种光合色素含量无显著差异，因为光反应需要色素的参与，而暗反应不需要，故可以推测转基因水稻没有促进光反应，而是通过促进暗反应过程，来提高光合速率。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
3、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
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浙科版2019选择性必修一同步练习3.5 光合作用将光能转化为化学能
一、单选题
1．（2022·浙江模拟）给某植物提供C18O2较长时间后，能检测到含18O的物质是（ ）
A．糖类 B．糖类和H2O
C．糖类、H2O和O2 D．糖类、H2O、O2和CO2
2．（2022高一下·江门期中）下列关于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无水乙醇中
B．叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上
C．类胡萝卜素主要吸收红光进行光合作用
D．叶绿体中不同的色素在层析液中的溶解度不同
3．（2022·湛江模拟）细胞的生物膜系统是由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器的膜共同构成的。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。下列有关真核细胞生物膜系统的叙述，错误的是（ ）
A．叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质等
B．细胞膜上参与主动运输的ATP酶只参与ATP水解
C．溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解
D．利用葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体内膜
4．（2022高一下·三明期中）如图表示在不同光照强度下某植物的氧气释放速率。该植物在2000 lx光照强度下，每小时光合作用产生的氧气量（mol）是（ ）
A．12 B．17 C．11 D．23
5．（2022高一下·三明期中）若保持其他条件不变，光照由强变弱，则短时间内C5的含量（ ）
A．增多 B．减少 C．不变 D．无法判断
6．（2022高一下·三明期中）“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，在滤纸条上随层析液扩散最慢的色素是（ ）
A．叶黄素 B．叶绿素a C．胡萝卜素 D．叶绿素b
7．（2022高二下·吉林月考）关于细胞中的H2O和O2，下列说法错误的是（ ）
A．葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生
B．有氧呼吸第二阶段一定消耗H2O
C．植物细胞产生的O2，只能来自光合作用
D．光合作用产生的O2只能来自于H2O
8．（2022高一下·湖州期中）下图表示某细胞中发生的物质代谢过程（①-④表示不同过程），有关叙述错误的是（ ）
A．①过程可在需氧条件下进行，也可在无氧条件下进行
B．②过程可产生[H]，也消耗了[H]
C．③过程可在叶绿体类囊体上进行，也可不在叶绿体中进行
D．④过程中CO2可来自过程②，也可来自外界环境
9．（2022高一下·湖北期中）某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，室温25℃下进行了一系列的实验，对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是（ ）
A．若X溶液为CO2缓冲液并给予光照时，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小
B．若要测真正光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液
C．若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴不移动
D．若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴右移
10．（2022高一下·嫩江月考）某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，操作情况如下表述：将5g新鲜完整菠菜叶，剪碎放在研体中，加入10mL无水乙醇、少许石英砂后，迅速研磨。将研磨液迅速倒入放有单层尼龙布的玻璃漏斗进行过滤，将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严，用毛细吸管吸取少量滤液，沿滤纸上的铅笔画线处小心均匀地画出一条滤液细线，需连续迅速地重复画2~3次。把画好的滤纸条插入层析液中，注意层析液不能没过滤液细线。实验结果失败，下列原因分析正确的组合是：（ ）
①菜叶在剪碎前要去掉主叶脉 ②未加入少许碳酸钙粉末 ③过滤要用干燥滤纸
④滤液细线需要干燥后再重复画 ⑤注意滤液细线要浸入层析液中
A．①②⑤ B．②③⑤ C．①②④ D．③④⑤
11．（2022高一下·嫩江月考）下列有关生物实验一一对应正确的是（ ）
选项 试验 材料 试剂 实验现象
A 还原糖的鉴定 西瓜汁 斐林试剂 砖红色沉淀
B 色素的分离 菠菜绿叶的提取液 层析液 色素带从上到下颜色：黄色、橙黄色、蓝绿色、黄绿色
C 探究温度对酶活性的影响 蔗糖和蔗糖酶 稀碘液 蓝色消失
D 探究细胞的吸水和失水 新鲜的紫色洋葱鳞片叶 0.3g/mL的蔗糖溶液 质壁分离
A．A B．B
C．C D．D
12．（2022高一上·沈阳期末）下列关于探索光合作用原理的部分实验叙述，错误的是（ ）
A．希尔反应实验的悬浮液中有H2O无CO2，表明水的光解与糖的合成不是同一反应
B．鲁宾和卡门用同位素18O同时标记CO2和H2O，证明光合作用释放的O2来自水
C．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程，总是与水的光解相伴随
D．卡尔文用14C标记14CO2，探明了CO2中碳转化为有机物中碳的途径
13．（2022高一上·鞍山期末）下列关于光反应阶段的叙述，错误的是（ ）
A．能形成还原型辅酶Ⅱ B．能形成ATP
C．能形成糖类 D．能形成氧气
14．（2022高一下·龙江月考）将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h（光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。据此能得出的结论是（ ）
组别 一 二 三 四
温度/℃ 27 28 29 30
暗处理后重量变化/mg -1 -2 -3 -1
光照后与暗处理前重量变化/mg +3 +3 +3 +1
A．30℃下该绿叶每小时经光合作用合成有机物的总量是2mg
B．27℃下该绿叶在整个实验期间积累的有机物是2mg
C．28℃时，植物光合作用速率为5mg/h
D．该植物光合作用的最适温度约是29℃
15．（2022高一下·凤阳月考）叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中色素都分布在囊状结构薄膜上
B．叶绿体中色素分布在外膜和内膜上
C．光合作用酶只分布在叶绿体基质中
D．光合作用酶只分布在外膜、内膜和基粒上
16．（2022高一上·乾安期末）如图是温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用影响的研究结果，有关说法正确的是（ ）
A．光照下CO2吸收量表示净光合速率，光合作用速率最大时的温度为25℃
B．在5℃时，光合作用速率为呼吸作用速率的2倍
C．每天光照12h，最有利于植物生长的温度在20℃左右
D．持续光照，最有利于植物生长的温度是30℃
17．（2021高一上·农安期末）叶绿体不同于线粒体的特点有（ ）
A．具有双层选择透过性膜 B．利用水进行化学反应
C．能分解水产生氧气和氢离子 D．合成ATP为生命活动供能
18．（2021高一上·农安期末）如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是（ ）
A．CO2→三碳化合物→糖类 B．CO2→乙醇→糖类
C．CO2→叶绿素→ADP D．CO2→叶绿体→ATP
（2021高一上·浙江月考）阅读下列材料，完成下面小题。叶绿体是存在于植物细胞中进行光合作用的细胞器。蓝细菌是一种原核生物，细胞中含有附着光合色素的光合膜，可以进行光合作用。
19．下列关于蓝细菌的叙述，正确的是（ ）
A．含有叶绿体 B．是一种自养生物
C．拟核区有染色质 D．有核糖体和线粒体
20．下列对发生在叶绿体中的光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．在光合膜上，光合色素吸收光能，将水裂解为H+、e-和O2
B．在叶绿体基质中，在酶的催化下，CO2被固定形成三碳酸
C．在叶绿体基质中，三碳糖和淀粉之间可相互转化
D．在叶绿体外，三碳糖转变为蔗糖后才能参与其他代谢
21．（2020高一上·嘉兴期末）某植物叶片中叶绿素含量受到不同环境因素的影响。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．本实验的自变量是叶绿素含量
B．遮光处理可减少低温对叶绿素的影响
C．第4组处理前后叶片吸收红光的量不变
D．该植物较适宜在光强度较低环境中生长上
二、实验探究题
22．（2021高一上·双鸭山期末）如图是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答：
（1）提取绿叶中的色素常用的提取溶剂是 （具体名称），并在提取过程中加入少量的二氧化硅和碳酸钙，其中加入二氧化硅的目的是 ，加入碳酸钙的目的是 。
（2）利用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线时， （填“需要”或“不需要”）重复几次。
（3）图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有 （尼龙布、纱布、滤纸）。
（4）如图是提取绿叶中的光合色素后在滤纸条上分离后的条带，请根据有关知识回答下列问题：
①图表示色素在滤纸条上的分离结果，其中标号 代表的色素在层析液中的溶解度最小。 色素带③④主要吸收 光。
②滤纸上的色带从下到上分别是什么色素： 、 、 、
23．（2021高一下·湖州期末）科研人员将长势一致、健壮的黄瓜幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，分别置于人工气候室中，实验条件及结果如下表所示。请回答问题：
组别 实验条件 叶绿素a （mg/cm2） 叶绿素b （mg/cm2） 最大净光合速率 （mmol/m2·s）
甲 正常光照、正常供水 1.8×10-2 0.4×10-2 1.9×10-2
乙 弱光照（15%正常光照）、正常供水 1.7×10-2 0.4×10-2 0.7×10-2
丙 弱光照（15%正常光照）、50%的正常供水 2.5×10-2 0.7×10-2 0.9×10-2
（1）提取黄瓜的光合色素时，应在研磨叶片时加入 ，以防止色素被破坏。将色素提取液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照下2-3分钟后，试管内的氧含量 。
（2）本实验的自变量是 ，净光合速率可通过测定单位时间、单位叶面积 的释放量表示。
（3）据表分析，乙组黄瓜幼苗的最大净光合速率小于甲组的原因是 ，光反应为碳反应提供的 减少。丙组黄瓜幼苗的最大净光合速率大于乙组的原因之一是该组黄瓜幼苗叶片中 ，有利于吸收更多的可见光。根据上述实验结果，当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，光照减弱，可适当 ，以提高其光合作用强度。
三、综合题
24．（2022高一下·开平期中）下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中Ⅰ～Ⅴ为生理过程，a～h为物质名称，请回答：
（1）图中物质b和g分别是 和 。
（2）物质a分布在叶绿体的 ，提取物质a可用的试剂是 。
（3）上述Ⅰ～Ⅴ过程中，能够产生ATP的过程是 ，ATP的结构简式是 ，必须有氧气参与进行的过程是 。
25．（2022高三下·揭阳月考）图1是将玉米的PEPC酶（与CO2的固定有关）基因与PPDK酶（催化CO2初级受体“PEP”的生成）基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图2是在光照为1000Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。请据图分析回答下列问题：
（1）转基因成功后，正常情况下，PEPC酶应在水稻叶肉细胞的 （填细胞结构）处发挥作用。 原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为 （答2点即可），
（2）图1是在 ℃下测得的结果，如调整温度为25℃，重复图1相关实验，A点会向 移动。
（3）据图推测，转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在 环境中。研究者提取了这两种水稻等质量叶片的光合色素，并采用纸层析法进行了分离，通过观察比较 ，发现两种植株各种色素含量无显著差异，则可推断转基因水稻最可能是通过促进光合作用的 （填过程）来提高光合速率。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】给某植物提供C18O2较长时间后，在光合作用的暗反应过程中，C18O2中18O的转移途径是：二氧化碳→三碳化合物→糖类；糖类含有18O，经过有氧呼吸第一、二阶段可转移到C18O2和H218O，H218O再经过光反应转化为18O2，故最终能检测到含18O的物质是糖类、H2O、O2和CO2。
故答案为：D。
【分析】 1、光合作用过程：
2、有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
2．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，A正确；
B、叶绿体中色素参与光反应，分布在类囊体的薄膜上，B正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光进行光合作用，C错误；
D、叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，所以用层析法来分离四种色素，D正确。
故答案为：C。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
3．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、类囊体膜进行光合作用的光反应过程，该膜上含有色素和催化光反应的酶，分布着光合色素和蛋白质等，A正确；
B、细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白，既参与ATP水解又参与物质运输，B错误；
C、溶酶体表面高度糖基化，能保护自身不被其内含水解酶消化，C正确；
D、葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
4．【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】由图可知，当光照强度为0时，每小时氧气释放量是6 mL，即每小时细胞呼吸消耗的氧气量为6mL，当光照强度为2000lx时，每小时氧气释放量是17mL，则光合作用每小时产生的氧气为23 mL，故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
5．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】光照强度减弱，光反应减弱，光反应产生的[H]和ATP减少，C3还原减少，则C3剩余量增加，C5减少，B正确。
故答案为：B。
【分析】中断 CO2 气体的供应，二氧化碳的固定这个反应变弱，生成物C3化合物量减少，短时间内光照不变，产生的ATP和[H]不变，C3还原速率不变，C3含量减少；二氧化碳固定过程C5化合物消耗减少，短时间内光照不变，产生的ATP和[H]不变，C3还原产生的C5不变，剩余的C5化合物相对增多。
6．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】叶绿体中色素分离的实验结果：
所以“绿叶中色素的提取和分离”实验中，溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快的是橙黄色的胡萝卜素；溶解度最低，在滤纸条上扩散速度最慢的是黄绿色的叶绿素b。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
7．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成糖原的过程有水生成，A正确；
B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和［H］，所以一定消耗H2O，B正确；
C、有些植物细胞含有过氧化氢酶（例如土豆），可以分解过氧化氢生成O2，因此植物细胞产生的O2不一定只来自光合作用，C错误；
D、光反应阶段水的光解产生氧气，故光合作用产生的O2中的氧元素只能来自于H2O，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
2、光合作用反应物各元素去向：
8．【答案】C
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、①过程是葡萄糖分解成丙酮酸，可在有氧条件下进行，也可在无氧条件下进行，A正确；
B、②过程表示有氧呼吸的第二、三阶段，其中在第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，B正确；
C、③过程为暗反应阶段，发生在叶绿体基质或蓝藻细胞的细胞质基质中，C错误；
D、④表示光合作用二氧化碳固定过程，CO2可来自过程②有氧呼吸第二阶段，也可来自外界环境，D正确。
故答案为：C。
【分析】（1）有氧呼吸和无氧呼吸的具体过程：
有氧呼吸三个阶段的反应如下：
阶段 场所 物质变化
第一阶段 细胞质基质 C6H12O6 →2C3H4O3 +4[H]
第二阶段 线粒体基质 2C3H4O3+12H2O→CO2+20[H]
第三阶段 线粒体内膜 24[H]+6O2→ 12H2O
无氧呼吸两个阶段的反应如下：
无氧呼吸两个阶段都在细胞质基质中进行。无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸完全相同，都产生了共同的中间产物丙酮酸；第二阶段在不同酶的催化下生成酒精和CO2 或乳酸 。
（2）光合作用的过程如下图：
光反应和暗反应的比较：
光反应 暗反应
场所 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质
物质变化 2H2O→4[H]+O2； C5+CO2→2C3；2C3+[H]→(CH2O)+ C5
能量变化 光能→活跃的化学能→稳定的化学能
9．【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，光始作用将吸收CO2释放O2导致液滴向右移动，液滴移动的距离是释放O2的原因，可表示净光合作用强度大小，A正确；
B、若要测真光合强度，即光合作用的总量，就要明白真正的光合强度=净光合作用强度（释放的O2量）+呼吸消耗强度（吸收的O2量），X溶液为CO2缓冲液并给予光照，可表示净光合作用强度大小，那X溶液为NaOH溶液并遮光处理，在有氧呼吸中吸收的O2量等于产生的CO2量并被NaOH吸收，导致密闭小室中气体体积减小，液滴向左移动，可表示的是呼吸消耗O2强度，B正确；
C、清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2，X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用，光合作用产生的O2除满足呼吸作用所用外，又释放到细胞外，同时从细胞外吸收CO2，但是密闭小室中的CO2量有限，导致释放的O2量受到限制，最终使释放的O2量和吸收的CO2量相等，液滴不移动，C正确；
D、若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，由于脂肪中H含量比糖中高，有氧呼吸时消耗的O2量多，产生的CO2量相对减少，导致密闭小室中气体体积减小，液滴左移， D错误。
故答案为：D。
【分析】净光合速率和真正光合速率
光合速率是光合作用固定二氧化碳的速率。即单位时间单位叶面积的二氧化碳固定（或氧气释放）
量。也称光合强度。
①净光合速率：常用一定时间内O2 释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
④净产氧量=总产氧量-呼吸耗氧量。
⑤净生产葡萄糖量=实际生产葡萄糖量-呼吸消耗葡萄糖量。
⑥实际消耗二氧化碳量=实测的二氧化碳量+呼吸作用二氧化碳释放量。
10．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】 ① 操作可以使研磨更加充分； ② 未加入少许碳酸钙粉末会导致叶绿素受到破坏； ③过滤要用干燥滤纸将无法得到含有色素的滤液；④滤液细线需要干燥后再重复画 ，可以富集更多的色素； ⑤注意滤液细线要浸入层析液中 ，色素将会溶解到层析中，无法分离色素；所有分析正确的有 ①②④ ，A、B、D错误；C正确；
故答案为：C
【分析】绿叶中色素的提取和分离
（1）色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇(体积分数100%酒精)中。
（2）色素的分离：不同色素在 层析液 中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，这样，色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。分离方法： 纸层析法 。
（3）试剂及药品作用：
无水乙醇作用：溶解、提取色素；
层析液作用：分离色素 ；
SiO2作用：破坏细胞结构，使叶片研磨更充分；
CaCO3作用：保护叶绿素/防止研磨中叶绿素被破坏。
（4）分离过程中不能让滤液细线触及层析液，原因是避免滤液细线中的色素直接溶于层析液中 。
11．【答案】D
【知识点】检测还原糖的实验；探究影响酶活性的因素；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原
【解析】【解答】A、还原糖鉴定实验中，不能用西瓜汁作为实验材料，因为西瓜汁有颜色，会掩盖实验现象，A错误；
B、色素带从上往下是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，B错误；
C、 探究温度对酶活性的影响利用的是淀粉和淀粉酶，C错误；
D、细胞失水和吸水的实验，用0.3g/mL的蔗糖溶液作为实验试剂，选取紫色洋葱外表皮作为实验材料，D正确；
故答案为：D
【分析】 （1）还原糖的鉴定
原理：还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）+斐林试剂砖红色沉淀。
苹果、梨匀浆可用作还原糖待检样品。
西瓜不能作为还原糖检测材料，因为西瓜汁呈红色，会掩盖实验现象；
甘蔗不能作为还原糖检测材料，因为甘蔗中的蔗糖是非还原糖 。
（2）色素分离结果：滤纸条上观察到4条色素带，自上而下依次是胡萝卜素（橙黄色） 、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（绿色） 。可知胡萝卜素的溶解度最高，叶绿素b的溶解度最低； 叶绿素a的含量最多。
（3） 探究温度对酶活性的影响：一般用淀粉为材料来探究温度对酶活性的影响，且检测时只能用 碘液，不能用斐林试剂，因为该试剂需要水浴加热 ，而该实验需要严格控制温度 。
（4） 探究细胞的吸水和失水的实验中，新鲜紫色洋葱鳞茎外表皮是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片，又很容易在显微镜下观察。试剂的选择：一般选用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，因为试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度，试剂浓度越高发生质壁分离的速度越快，过高时细胞因过度失水而死亡。在0.3g/mL的蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离和复原的速度较慢，便于观察变化过程，且短时间内对细胞的伤害较小。
12．【答案】B
【知识点】光合作用的发现史
【解析】【解答】A、离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应。希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，A正确；
B、鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记CO2和水，进行实验证明光合作用释放的O2来自水，B错误；
C、阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，C正确；
D、卡尔文通过追踪检测14C标记的二氧化碳，探明了CO2的中碳在光合作用过程中转化为有机物中的碳的途径，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）关于光合作用的元素的科学探究过程如下：
科学家 探索结果
鲁宾和卡门 用放射性同位素标记法：光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水。
梅尔文·卡尔文 用14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用汇总复杂的化学反应。
（2）研究元素去向的方法： 同位素标记法 。
14CO2中14C的转移途径：CO2→C3→(CH2O)；
H218O中18O的转移途径：H2O→O2；
13．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、结合分析可知，光反应阶段能形成还原型辅酶Ⅱ，A正确；
B、光反应阶段能形成ATP，用于暗反应阶段C3的还原，B正确；
C、暗反应阶段C3的还原过程能形成糖类，这不是光反应的特征，C错误；
D、光反应的产物中有氧气生成，D正确。
故答案为：C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
14．【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、暗处理得到的重量变化仅仅由呼吸左右产生的， 30℃ 时黑暗处理1h呼吸作用下的重量变化是 -1 ，光照处理1h的呼吸左右重量变化也是-1，则1h总的光合左右合成的有机物量=净的有机物+呼吸消耗=3mg，A错误；
B、27℃下该绿叶 的积累的有机物就是净有机物=3mg，B错误；
C、 28℃时，植物光合作用速率是指总的光合速率，总的光合有机物=2h呼吸消耗的量+净积累有机物的量=3+4=7mg，植物光合作用速率为7mg/h ，C错误；
D、29℃时，总的光合作用=2h呼吸消耗的量+净积累有机物的量=6mg+3mg=9mg，比其他温度下合成的有机物都多，D正确；
故答案为：D
【分析】总光合速率、净光合速率、呼吸速率的指标及测定
生理指标①净光合速率：用光照下，单位时间内CO2吸收量 、O2释放量或有机物积累量表示。②呼吸速率：用黑暗环境中，单位时间内CO2释放量 、O2吸收量或有机物消耗量表示。
③总光合速率：用单位时间内CO2利用量 、O2产生量或有机物生成量表示。
三者关系：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 。
15．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】类囊体是光反应的场所，叶绿体中的色素与光反应有关，都分布在类囊体结构的膜上，A正确，B错误；
光合作用分为光反应和暗反应阶段，光反应的场所是类囊体膜，暗反应的场所是叶绿体基质，因此与光反应有关的酶分布在类囊体膜上，与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中，CD错误．
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
16．【答案】C
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、光合作用速率（净光合作用+呼吸作用）最大时的温度为30℃，A错误；
B、在5℃时，光合作用速率=1+0.5=1.5，呼吸作用速率=0.5，所以光合作用速率是呼吸作用速率的三倍，B错误；
C、每天光照12 h，适合植物生长的温度应是光照12 h有机物净积累量与黑暗12 h消耗的有机物量的差值最大的温度，即图中的20℃，C正确；
D、持续光照，最有利于植物生长的温度为净光合速率最大时温度25℃，D错误。
故答案为：C。
【分析】温度是通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用的。
（1）温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是碳反应都会受影响，但主要是影响碳反应，因为参与碳反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。
（2）温度改变对呼吸作用强度的影响：①在最适温度时，呼吸强度最大。②超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸速率下降。③低于最适温度，酶活性下降，呼吸速率下降。
17．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A.叶绿体和线粒体都具有双层选择透过性膜，A不符合题意；
B.叶绿体内发生的光合作用和线粒体内发生的有氧呼吸都会利用水进行化学反应，B不符合题意；
C.在叶绿体内能分解水产生氧气和氢离子，线粒体内不能产生氧气，是消耗氧气，C符合题意；
D.叶绿体和线粒体内都能合成ATP为生命活动功能，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】1.光合作用
2.有氧呼吸
18．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】若果用含有14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，碳原子的转移途径是CO2→三碳化合物→糖类，A符合题意。
故答案为：A
【分析】光合作用的过程
【答案】B
19．B
20．D
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；光合作用的过程和意义
【解析】【分析】1、原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁，遗传物质DNA分布的区域称拟核；无染色体 有核膜和核仁；核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体，无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素，主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
2、光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
19． A、蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，A错误；
B、蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用，属于自养生物，B正确；
C、蓝细菌是原核生物，不具有染色质，C错误；
D、蓝细菌是原核生物，不具有线粒体，D错误。
故答案为：B。
20．A、光反应过程中，在光合膜上，光合色素吸收光能，将水裂解为H+、e-和O2，A正确；B、暗反应在叶绿体基质中进行，故在叶绿体基质中，在酶的催化下，CO2被固定形成三碳酸，B正确；
C、在叶绿体基质中，三碳糖和淀粉之间可相互转化，C正确；
D、在叶绿体外，三碳糖不需要转化为蔗糖后参与其他代谢，D错误。
故答案为：D。
21．【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、由图分析，自变量有温度和光的有无，叶绿素的含量为因变量，A错误；
B、将曲线3和4进行对比，同在00C，有光的情况下随时间增加叶绿素含量减少较多，在暗的情况下叶绿素减少较少， 所以遮光处理可减少低温对叶绿素的影响，B正确；
C、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，第4组处理后叶绿素含量减少，红光吸收减少，C错误；
D、通过对比发现第1组叶绿素含量最高，所以适宜生长条件是在有光温度较高（200C）时适宜生长，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、分离色素的原理是根据色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散速度最快，而色素带的宽窄取决于色素的含量．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽）。
2、题图表示某植物叶片中叶绿素含量受到不同环境因素的影响，自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量．由图中曲线对比可知，4曲线（经低温和光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。据此答题。
22．【答案】（1）无水乙醇；使研磨更加充分；防止研磨过程中色素被破坏
（2）需要
（3）尼龙布
（4）④；蓝紫光和红光；叶绿素b；叶绿素a；叶黄素；胡萝卜素
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】（1）绿叶中的色素能溶解于有机溶剂，故可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素，在提取过程中，需加入少量的二氧化硅和碳酸钙，其中加入二氧化硅的目的是使研磨更加充分，加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中色素被破坏。
（2）利用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线时，需要重复几次，目的是增加色素的含量，以保证有足够的色素使分离的效果更好。
（3）过滤研磨液时，漏斗底部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上，一般用一层尼龙布过滤。
（4）①各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。④叶绿素b代表的色素在层析液中的溶解度最小，扩散速度最慢。 色素带③④分别为叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光。
②滤纸上的色带从下到上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素。
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
2、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
3、色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
4、溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
23．【答案】（1）碳酸钙；不变
（2）光照强度、供水量；氧气
（3）光照强度弱；ATP、NADpH；叶绿素a、b含量较多；减少供水量
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）提取黄瓜的光合色素时，为防止色素被破坏，应在研磨叶片时加入少许碳酸钙。提取的色素不能进行光反应，故将色素提取液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照下2-3分钟后，试管内的氧含量不变。
（2）本实验的自变量是光照强度、供水量，净光合速率是指光合速率与呼吸速率的差值，可通过测定单位时间、单位叶面积氧气的释放量表示。
（3）据表分析，甲、乙组黄瓜幼苗的不同实验条件是光照强度，乙组比甲组光照强度弱，光反应为碳反应提供的ATP、NADpH减少，碳反应速率降低，使乙组黄瓜幼苗的最大净光合速率小于甲组。据表格数据可知，乙组、丙组黄瓜幼苗的不同实验条件是供水量，丙组供水量低，黄瓜幼苗叶绿素a、b含量较多，有利于吸收更多的可见光，使丙组黄瓜幼苗的最大净光合速率大于乙组。根据上述实验结果，当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，光照减弱，可适当减少供水量，以提高其光合作用强度。
【分析】分析表格：据表格内容可知，该实验的自变量是光照强度和供水量，因变量是叶绿素a、叶绿素b的含量以及最大净光合速率。对比甲、乙、丙三组实验数据可知，光照强弱对叶绿素a、b生成量影响不大，但供水量减少的情况下，叶绿素a、b生成量较大，所以当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，可适当减少供水，以提高其光合作用强度。
24．【答案】（1）O2或者氧气；CO2或者二氧化碳
（2）类囊体薄膜；无水乙醇
（3）Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ；A-P~P~P；Ⅴ
【知识点】ATP的相关综合；光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)图中物质b为水光解产生的氧气，g是参与暗反应的CO2。
(2)物质a是光合色素，分布在叶绿体的类囊体的薄膜上，用于吸收、传递和转化光能，在该结构上发生的能量变化是将光能转变ATP中活跃的化学能；提取物色素的原理是色素易溶于有机溶剂无水乙醇。
(3)能够产生ATP的过程有光反应，有氧呼吸三阶段，所以在上述Ⅰ～Ⅴ过程中，能够产生ATP的过程是Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、V；ATP名为三磷酸腺苷，其结构简式是A—P～P～P；在图中必须有氧气参与进行的是有氧呼吸第三阶段，即图中的V。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]（NADH）和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H] （NADH）和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H] （NADH）和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
3、ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。
25．【答案】（1）叶绿体基质；温度、CO2浓度
（2）30；左下
（3）强光；色素条带的颜色和宽窄（或“色素条带的宽窄”）；暗反应
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)由题可知， PEPC酶与CO2的固定有关，CO2的固定发生在叶绿体基质，故转基因成功后，正常情况下，PEPC酶应在水稻叶肉细胞的叶绿体基质处发挥作用。 A点对应的光照已经是光饱和点，此时再增加光照强度不能再提高净光合速率，限制光合作用的是其他环境因素，如温度、CO2浓度等。
(2)由图1可知，A点是原种水稻的净光合速率最大值，A点时的净光合速率是20，根据图2可知，净光合速率是20对应的是30℃，因此结合图2判断，图1曲线所对应的温度应为30℃。据图2可知，在30℃条件下水稻的净光合速率大于25℃时，故用温度25℃重复图1相关实验，净光合速率减小，A点向左下移动。
(3)由图1可知，转基因水稻的光饱和点要高于原种水稻，所以更适合栽种在强光环境中。色素条带的颜色和宽窄（或“色素条带的宽窄”）可以反应色素的含量，结果发现两植株各种光合色素含量无显著差异，因为光反应需要色素的参与，而暗反应不需要，故可以推测转基因水稻没有促进光反应，而是通过促进暗反应过程，来提高光合速率。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
3、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
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