2024浙科版新教材高中生物必修1同步练习--第五节　光合作用将光能转化为化学能（含答案）

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2024浙科版新教材高中生物必修1
第五节　光合作用将光能转化为化学能
第1课时　光合作用在叶绿体中进行
基础过关练　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
题组一　捕获光能的色素和结构
1.下列关于叶绿体的叙述,不正确的是(　　)
A.叶绿体是进行光合作用的场所
B.没有叶绿体的细胞也能进行光合作用
C.叶绿体是具有单层膜结构的细胞器
D.光合色素分布在光合膜上
下列关于叶绿体的亚显微结构的叙述,错误的是(　　)
A.1具有选择透过性,2不具有选择透过性
B.3为基粒,其上有光合色素和与光合作用有关的多种蛋白质
C.4为基质,为浓稠的液体,许多类囊体悬浮于其中
D.类囊体的空腔内含有与H2O的裂解有关的酶
3.下列相关叙述错误的是(　　)
A.光合色素的作用是吸收可见光
B.叶绿素只吸收蓝紫光和红光
C.光合色素可将吸收的光能转化为化学能,用于有机物的合成
D.胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光
题组二　光合色素的提取与分离
4.下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是(　　)
A.利用纸层析法分离色素的原理是不同色素分子在滤纸上的扩散速度不同
B.滤纸条最下端色素带呈黄绿色
C.滤液细线需尽量画得粗一些
D.加入二氧化硅有利于充分研磨
5.(2022浙江湖州三贤联盟期中联考)关于“光合色素的提取与分离”活动中,下列叙述正确的是(　　)
A.提取色素时需一次加入大量的95%的酒精
B.分离色素时要注意滤液细线不能高于层析液液面
C.在滤纸条上点样时,需连续不停地画滤液细线3~4次
D.提取光合色素时,需要用尼龙布来过滤研磨液
(2020浙江名校协作体联盟联考)如图为光合色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶(A)和一种蓝细菌(B)经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述错误的是(　　)
A.以A为材料,若研磨时未加入碳酸钙,层析结果与B相同
B.95%的酒精可用于提取色素,层析液可用于分离色素
C.层析过程需用软木塞塞住层析试管管口
D.实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b
7.下列关于“光合色素的提取与分离”实验的叙述,正确的是(　　)
A.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变
B.层析液中溶解度最高的光合色素是叶绿素a
C.提取液呈绿色是由于其中叶绿素a和叶绿素b的含量高
D.滤纸条上胡萝卜素处于靠近层析液处,是因为其在滤液中的溶解度最高
能力提升练
题组一　综合分析捕获光能的光合色素
1.“霜叶红于二月花”,植物叶子呈现的颜色是各种色素的综合表现,色素主要存在于液泡和叶绿体中,叶绿体中的色素主要包含两大类:叶绿素和类胡萝卜素。下列对高等植物的正常叶子中色素的相关叙述,正确的是(　　)
A.用纸层析法分离叶绿体中的色素,最宽和最窄的色素带分别呈黄绿色、橙色
B.提取叶绿体中的色素可用丙酮作为提取液,用水当层析液可分离液泡中的色素
C.叶绿素对可见光的吸收有一个高峰
D.叶绿体中四种色素都含有Mg,色素的作用是吸收、转化光能
2.(2022浙江山水联盟联考)如图表示某植物叶片光合色素的吸收光谱,下列叙述正确的是(　　)
A.波长为400~500 nm之间主要是红光
B.据吸收光能的百分比可知叶绿素b含量最多
C.不同季节的植物叶片,其吸收光谱没有明显差异
D.色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关
题组二　光合色素的提取与分离实验及拓展
3.(2021浙江温州十校联考)两位同学的叶绿体色素提取和分离实验的结果如图,则关于这两种结果的分析正确的是(　　)
A.甲同学可能绿叶研磨不够充分
B.甲同学选用的材料可能叶片较薄
C.乙同学将滤纸色素线部分浸在层析液中
D.乙同学研磨时加入的酒精浓度过高
4.图1表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的相关实验流程,请分析回答:
图1
(1)提取色素时为了研磨充分应加入　　　　,纸层析法分离色素的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)纸层析法分离色素的“结果①”如图2所示,其中共有的色素带的颜色是　　　　　　,据此能得出的结论是　　　　　　　　　　。
图2
(3)将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液分别放在阳光与三棱镜之间,“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在　　　光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光1~2 h,再重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,其原因是　　　　　　　　　　　。
第2课时　光合作用的过程及影响因素
基础过关练　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
题组一　光合作用的过程
1.光合作用中光反应阶段为碳反应阶段的进行提供的物质是(　　)
A.NADPH和氧气
B.CO2和ATP
C.O2和ATP
D.NADPH和ATP
2.光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段,下列叙述正确的是(　　)
A.光反应不需要酶,碳反应需要多种酶
B.光反应消耗水,碳反应消耗ATP
C.光反应储存能量,碳反应消耗能量
D.光反应固定二氧化碳,碳反应还原二氧化碳
3.下图所示为叶绿体中色素、蛋白质等成分在膜上的分布。下列有关叙述正确的是(　　)
A.此生物膜为叶绿体内膜
B.光被叶绿体内膜上的色素吸收并转化
C.发生的能量转换是光能→化学能,此化学能可储存于ATP与NADPH中
D.在图示结构中可完成光反应与碳反应
4.(2021浙江温州十校联考)下列关于卡尔文循环的叙述,错误的是(　　)
A.该循环是从一个五碳糖开始的
B.该循环是二氧化碳氧化为糖的一系列反应
C.三碳糖是该循环的产物
D.再生五碳糖能保证该循环继续进行
5.(2021浙江温州期中)在叶绿体进行光合作用时,ATP和ADP的运动方向是(　　)
A.ATP由类囊体膜向叶绿体基质运动,ADP的运动方向则正好相反
B.ATP与ADP同时由叶绿体基质向类囊体膜运动
C.ATP与ADP同时由类囊体膜向叶绿体基质运动
D.ADP由类囊体膜向叶绿体基质运动,ATP的运动方向则正好相反
6.(2021浙江宁波慈溪中学阶段测试)绿色植物光合作用卡尔文循环过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.五碳糖转变成三碳酸的过程发生的场所是类囊体膜
B.三碳酸被还原成三碳糖的过程需要NADPH和ATP提供能量
C.三碳糖运至叶绿体外合成淀粉,并运输到植物体各个部位
D.三碳糖转化成五碳糖的过程发生的场所是类囊体膜
7.(2022浙江诸暨第二高级中学期中)图甲是菠菜叶肉细胞中叶绿体的亚显微结构示意图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示不同的部位;图乙是光合作用的碳反应过程示意图,其中①②表示物质。请回答下列问题(在[　]内填写图中的相应编号):
甲
乙
图甲的Ⅰ是叶绿体膜,共有　　　层磷脂分子,光合色素存在于图甲的[　]　　　　上。
(2)在提取叶绿体色素的实验中,需要加入　　　　来保护色素,加入　　　　　溶解提取色素。经层析液分离后,从上往下第3条和第4条色素带分别呈现　　　色和　　　色。
(3)图乙过程发生在图甲的[　]　　　　　　中,物质①是　　　　　,该物质在光反应产物　　　　　　　　的作用下形成物质②。一部分物质②分子经过一系列变化可再生成五碳糖,其余物质②分子离开循环,可在叶绿体内作为原料用于淀粉、蛋白质和脂质的合成,也可运送到叶绿体外转变成　　　　　。
题组二　光合作用过程中各物质的变化
8.(2021浙江磐安二中期中)在适宜条件下,用绿光照射离体的新鲜叶绿体,一段时间后突然改用光照强度相同的太阳光照射,则瞬间发生的物质含量的变化是(　　)
A.ATP下降,三碳酸含量下降
B.ATP上升,五碳糖含量上升
C.NADPH上升,三碳酸含量上升
D.NADPH上升,五碳糖含量下降
9.(2020浙江温州期末)离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时,如果突然中断CO2气体的供应,短时间内叶绿体中三碳酸、五碳糖及ATP相对含量的变化是(　　)
A.上升、下降、上升
B.下降、上升、下降
C.下降、上升、上升
D.上升、下降、下降
10.(2020浙江温州十校联合体联考)一植物在不同条件下进行光合作用时,有关中间产物的量的变化情况如图所示。下列叙述中正确的是(　　)
A.曲线a可表示五碳糖量的变化
B.曲线a可表示NADPH量的变化
C.曲线b可表示ATP量的变化
D.曲线b可表示三碳酸量的变化
题组三　影响光合作用的因素
11.植物的光合作用受光强度、CO2浓度等环境因素的影响(如图所示)。下列叙述错误的是　(　　)
A.a点条件下NADPH的合成速率大于b点
B.b点条件下五碳糖的再生速率小于c点
C.X一般大于大气中CO2浓度
D.图中纵轴表示的是净光合速率
12.(2020浙江绍兴诸暨联考)如图曲线Ⅰ表示最适温度、CO2浓度为0.03%条件下黄豆植株光合速率与光强度的关系。在y点时改变某环境条件,曲线变为Ⅱ。下列叙述正确的是(　　)
A.制约x点光合速率的因素主要是叶绿体中色素的含量
B.制约z点光合速率的因素主要是CO2浓度
C.x点和y点的碳反应速率相同
D.在y点时,升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
13.(2020浙江名校协作体联考)如图表示在一定光强度和适宜温度条件下,CO2浓度对甲、乙两种植物光合速率的影响。下列叙述正确的是(　　)
A.随着CO2浓度的增加,五碳糖的合成速率将下降
B.当CO2浓度是350 μmol/mL时,甲、乙两植物叶肉细胞吸收CO2的速率相等
C.当CO2浓度是450 μmol/mL时,限制甲植物光合速率的因素可能是光强度
D.若将甲、乙两植物放在同一密闭装置内,其他条件同上述实验条件,乙植株先死亡
14.图1为某高等植物细胞光合作用过程示意图,A、B、C、D、E、F分别表示光合作用不同阶段中的物质;图2为不同光照强度下,测定该植物对CO2的吸收速率并绘制成的相应曲线。请据图分析并回答下列问题:
图1
图2
(1)图1中的膜结构是　　　　,膜中的叶绿素主要吸收　　　　　　光,图中D是　　　　。物质C为　　　　。光合作用产生的O2离开该植物细胞,至少需要穿过　　　　层生物膜。
(2)图1中F离开卡尔文循环后可在叶绿体内作为原料用于　　　　、蛋白质和淀粉的合成。若将图中的光照撤离,则短时间内叶绿体中D的含量将　　　　。
(3)当植物缺镁时,图2中D点将向　　　　方移动。D点对应的光照强度为该植物的　　　　　　,在该光照强度下,2小时内该植物光合作用固定CO2的量为　　　　mL。
能力提升练
题组　影响光合作用的因素及其应用
1.(2021浙江磐安二中期中)自然条件下植物所处的光环境非常复杂,其中强光和弱光都是植物经常遭遇的光照强度,将黄瓜盆栽苗均分为3个处理组:T1组为持续5 h强光,然后持续5 h弱光;T2组是强光和弱光每3 min更替1次,总时间为10 h;T3为完全弱光处理10 h。处理结束后测量了幼苗干重、叶绿素含量及叶绿素a/b的值等指标,结果如图所示。下列分析正确的是(　　)
A.T2组较T1组幼苗干重偏低是光照强度减弱所致
B.T2组处理后导致叶绿素a含量降低较叶绿素b更加明显
C.T3组叶绿素含量增加但幼苗干重下降主要与CO2供应不足有关
D.光照能量相同时,稳定光照比频繁更替光照更有利于幼苗的生长
2.1937年希尔发现,离体的叶绿体中加入二氯酚吲哚酚(DCPIP),光照后能释放氧气,同时,蓝色氧化态的DCPIP接受氢后变成无色还原态的DCPIPH2。某小组进行了实验验证,实验分组和结果如表,各试管加入试剂后密闭。下列叙述错误的是(　　)
溶液种类 甲试管 乙试管 丙试管 丁试管
叶绿体 悬浮液 1.0 mL — 1.0 mL —
DCPIP 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL
0.5 mol/L 蔗糖溶液 4.0 mL 5.0 mL 4.0 mL 5.0 mL
光照 或黑暗 光照 光照 黑暗 黑暗
上层 液体颜色 无色 蓝色 蓝色 蓝色
A.叶绿体悬浮于灭菌蒸馏水中制成叶绿体悬浮液
B.甲试管能观察到有气泡产生
C.甲与丙试管比较可以说明光是氢产生的条件
D.蔗糖溶液中的DCPIP在光照下自身不会变色
3.(2021浙江东阳中学期中)如图为植物光合作用强度随光照强度变化的曲线图,下列叙述错误的是(　　)
A.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B.b点时植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,此图表示该植物处于25 ℃环境中,若将温度提高到30 ℃时,则a点上移,b点左移,d点下移
D.当植物缺镁时,b点将右移
4.如图该曲线表示细胞间隙CO2浓度对高粱和大豆光合速率的影响情况,如表表示低温响应实验结果(表中数字代表单位叶面积固定的CO2量)。低温响应实验流程为植物在25 ℃下生长数周,然后在10 ℃下生长三天。在整个实验过程中,白天长度、光强度和环境CO2浓度保持不变。下列说法错误的是(　　)
时间 之前 1 2 3 4~10
温度 25 ℃ 10 ℃ 10 ℃ 10 ℃ 25 ℃
高粱 48.2 5.5 2.9 1.2 1.5
大豆 23.2 5.2 3.1 1.6 6.4
A.25 ℃条件下,将高粱和大豆种植在同一个密闭玻璃房内,首先死亡的是大豆
B.在自然条件下,大豆植株的光合速率可能低于高粱
C.在10 ℃条件下,大豆生物量的增长速度快于高粱
D.在10 ℃下生长的三天,高粱吸收CO2减少的主要原因是参与碳反应的酶活性降低
5.(2020浙江湖丽衢联考,24)在光照强度适宜且恒定的条件下,研究温度和CO2浓度对某植株表观光合速率Pn的影响,实验结果如图。下列叙述错误的是(　　)
A.Pn随CO2浓度上升而上升,在CO2浓度为300~500 μL·L-1范围内,30 ℃时Pn上升幅度最大
B.在25 ℃时,将CO2浓度从500 μL·L-1突然降到300 μL·L-1,短时间内叶绿体中的五碳糖含量将上升
C.在30 ℃、100 μL·L-1的CO2浓度下,该植株叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率
D.在100 μL·L-1的CO2浓度下,植物在20 ℃和30 ℃温度条件下制造的有机物相等
6.(2022浙江宁波咸祥中学期中)如图甲是测定植物光合速率的装置,图乙是经过测定后描绘出的一天之内玻璃钟罩内植物氧气释放速率的变化曲线。下列说法中,错误的是(　　)
甲
乙
注:CO2缓冲液可维持玻璃钟罩内CO2浓度的相对稳定
A.影响玻璃钟罩内氧气释放速率的主要环境因素是光照强度和温度
B.在图乙的c点时植物的光合速率与呼吸速率相同
C.在大约13时,刻度管中液滴向右移动达到最大刻度
D.图乙中de段下降的原因可能是正午光照过强,温度过高,部分气孔关闭,CO2吸收减少
答案全解全析
第1课时　光合作用在叶绿体中进行
基础过关练
1.C　蓝细菌没有叶绿体,但是含有藻蓝素、叶绿素,可以进行光合作用,B正确;叶绿体是具有双层膜结构的细胞器,C错误;叶绿素及其他光合色素存在于光合膜上(见教材P99),D正确。
2.A　题图中1为叶绿体外膜,2为叶绿体内膜,3为基粒,4为基质。叶绿体的内、外膜都具有选择透过性,A错误。
3.B　在光合作用中,光合色素的作用有吸收可见光,将光能转化为化学能,用于有机物的合成,A、C正确;叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,但不是只吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,B错误,D正确。
4.C　滤纸条最下端色素带是叶绿素b,呈黄绿色,B正确;滤液细线画得粗可能会使滤纸条色素带重叠,C错误。
5.D　进行光合色素的提取实验时,可加入2~3 mL 95%的酒精进行色素提取,一次加入大量的95%的酒精,会使色素提取液浓度降低,影响色素的分离效果,导致实验现象不明显,A错误;分离色素时注意滤液细线要高于层析液液面,B错误;在滤纸条上点样时,每次画线后,待滤液干后再画一次,共画3~4次,C错误;提取光合色素时,在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布来过滤研磨液,D正确。
6.A　研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素,以A为材料,若研磨时未加入碳酸钙,则叶绿素被破坏,类胡萝卜素基本不受影响,层析结果中下端的两条色素带可能都会消失,与B不相同,A错误;光合色素能够溶解在脂溶剂中,可用95%的酒精提取色素,层析液可用于分离色素,B正确;层析液易挥发,有毒,所以层析过程需用软木塞塞住层析试管管口,C正确;由题图可知,该种蓝细菌层析结果中没有叶黄素和叶绿素b的条带,即该种蓝细菌不含有叶黄素和叶绿素b,D正确。
7.C　植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例是会发生变化的,如叶片衰老后,叶绿素的含量降低,A错误;胡萝卜素在层析液中的溶解度最高,其在滤纸条上扩散得最快,离层析液最远,B、D错误。
易错警示
　　分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同,而不是色素含量的多少,溶解度高的色素含量不一定多。
能力提升练
1.B　用纸层析法分离叶绿体中的色素,最宽和最窄的色素带分别是叶绿素a和胡萝卜素,其中叶绿素a呈蓝绿色,胡萝卜素呈橙色,A错误;液泡中的色素可溶于水,因此若用纸层析法分离液泡中的色素,可用水作为层析液,B正确;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,对可见光的吸收有两个高峰,C错误;Mg是叶绿体中叶绿素的成分,D错误。
2.D　波长为400~500 nm之间主要是蓝紫光,A错误;绿叶的光合色素中叶绿素a含量最多,B错误;深秋叶绿素的合成速度变慢或停止,原有的叶绿素被破坏,类胡萝卜素相对含量增加,因此不同季节的植物叶片中,其吸收光谱存在明显差异,C错误;各种色素分子之所以有不同的颜色,是因为它们吸收了某些波长的光,而另一些波长的光则透过或被反射,因此色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关,D正确。
3.C　碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏,甲同学的实验结果显示叶绿素含量较低,所以甲同学可能是研磨时未加入碳酸钙而导致叶绿素被破坏,A错误;甲同学选用的叶片可能已发黄,几乎不含叶绿素,B错误;乙同学可能将滤纸色素线部分浸在层析液中,使滤纸上的色素溶解到层析液中去了,C正确;二氧化硅能使绿叶研磨得充分,色素释放出来,所以乙同学也可能是研磨时未加入二氧化硅而导致色素相对含量低,而溶解色素时加入的就是95%的酒精,D错误。
4.答案　(1)二氧化硅(SiO2)　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条上扩散快,反之则慢　(2)橙色、黄色　叶绿素的形成需要光　(3)红　叶绿素不稳定,在强光下易分解
解析　(1)在提取绿色叶片中的色素时要在研钵中加碳酸钙、二氧化硅、95%的乙醇,不同色素在层析液中溶解度不同,随层析液在滤纸上的扩散速度不同,溶解度高,扩散速度快,溶解度低,扩散速度慢。(2)滤纸条上的色素带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,图2中滤纸条共有的色素带的颜色是橙色、黄色;根据图1可知,韭黄和韭菜的区别是生长过程中是否有光照,根据实验结果可以看出,韭黄的色素带缺少叶绿素,故可推断叶绿素的形成需要光照。(3)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以韭菜和韭黄色素滤液的吸收光谱最明显的差异出现在红光区域;韭菜滤液在强光下曝光1~2 h后,再重复题述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,说明叶绿素不稳定,在强光下易分解。
第2课时　光合作用的过程及影响因素
基础过关练
1.D　光合作用中光反应阶段为碳反应阶段的进行提供的物质是NADPH和ATP,用于三碳酸的还原过程。
2.B　光反应需要酶,如ATP的合成需要ATP合成酶,碳反应也需要酶,A错误;碳反应将活跃的化学能转变成稳定的化学能,储存能量,C错误;光反应不固定二氧化碳,碳反应固定二氧化碳,D错误。
3.C　光合色素存在于叶绿体类囊体膜上,而非叶绿体内膜上,A错误;光被类囊体膜上的色素吸收并转化,B错误;光反应可将光能转化为化学能储存于ATP和NADPH中,C正确;在类囊体膜上只能进行光合作用的光反应阶段,碳反应阶段需在叶绿体基质中进行,D错误。
4.B　卡尔文循环是二氧化碳还原为糖的一系列反应,B错误;部分三碳糖经过一系列复杂变化再生为五碳糖,保证了卡尔文循环的继续进行,D正确。
5.A　在光合作用过程中,光反应为碳反应的进行提供NADPH和ATP,ATP是在类囊体膜上形成的,碳反应的场所是叶绿体基质,因此ATP参与碳反应时由类囊体膜向叶绿体基质移动,而ATP参与三碳酸还原后生成的ADP则由叶绿体基质向类囊体膜移运。
6.B　五碳糖转变成三碳酸的过程发生的场所是叶绿体基质,A错误;三碳酸分子接受来自ATP和NADPH的能量,被NADPH还原形成三碳糖(见教材P104),B正确;三碳糖运至叶绿体外合成蔗糖,并运输到植物体各个部位,C错误;三碳糖转化成五碳糖的过程发生的场所是叶绿体基质,D错误。
7.答案　(1)4　Ⅲ　类囊体　(2)碳酸钙　95%的酒精　蓝绿　黄绿　(3)Ⅱ　叶绿体基质　三碳酸　ATP和NADPH　蔗糖
解析　(1)图甲是叶绿体亚显微结构示意图,Ⅰ表示叶绿体的内外双层膜,因此Ⅰ共有4层磷脂分子。光合色素存在于图甲的Ⅲ类囊体中。(2)在提取叶绿体色素的实验中,加入碳酸钙的目的是防止叶绿素被破坏;光合色素能溶解于脂溶剂中,加入95%的酒精的目的是溶解色素,加入二氧化硅的目的是使研磨更充分。不同色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,最终形成了四条颜色不同的色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。(3)图乙表示碳反应过程,发生在图甲的Ⅱ叶绿体基质中。分析图乙可知,物质①是三碳酸,三碳酸在光反应产物ATP和NADPH的作用下形成物质②(三碳糖)。一部分三碳糖分子可再生成五碳糖,其余三碳糖分子离开卡尔文循环,可在叶绿体内作为原料用于淀粉、蛋白质和脂质的合成,也可运送到叶绿体外转变成蔗糖,供植物体所有细胞利用。
8.B　题中光质的改变,相当于光强度增大,所以ATP和NADPH含量增加,而三碳酸含量由于三碳酸还原速度加快而下降,五碳糖含量因为三碳酸还原速度加快而增加,B符合题意。
9.C　二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固定反应,二氧化碳含量由高到低导致二氧化碳的固定变弱,则五碳糖消耗减少,剩余的五碳糖相对增多,三碳酸生成量减少。由于三碳酸的生成量减少影响了三碳酸的还原,使得三碳酸的还原反应减弱,则消耗的NADPH和ATP减少,因此NADPH和ATP剩余的量增多。故突然中断CO2气体的供应,短时间内叶绿体中三碳酸的含量下降、五碳糖的含量上升、ATP的含量上升,C符合题意。
10.C　光合作用过程中,在一定光照强度条件下三碳酸量和五碳糖量维持相对稳定状态。当光照条件转变为黑暗条件时,碳反应中三碳酸的还原过程受阻,但不影响三碳酸的生成,所以三碳酸量上升,五碳糖量下降;又因黑暗条件下光反应不能进行,ATP和NADPH的量都将减少,C正确。
11.D　由题图可知,a点光强度大于b点,所以a点光反应较强,NADPH的合成速率也较大,A正确;b点光合速率小于c点,所以五碳糖的再生速率小于c点,B正确;CO2浓度为X时植物光合速率较大气CO2浓度时大,因此X一般大于大气中CO2浓度,C正确;题图中纵轴表示的是真正光合速率,D错误。
12.B　在曲线xy段,随光强度增加,植物光合速率增大,因此制约x点光合速率的因素主要是光强度,A错误;与x点相比,y点时光强度较高,光反应提供的NADPH和ATP较多,碳反应速率较快,C错误;曲线Ⅰ是在最适温度条件下得到的实验结果,因此曲线Ⅱ不可能是升高温度所致,D错误。
13.C　根据图示可知,一定的CO2浓度范围内,随着CO2浓度的增加,甲、乙两植物的光合速率均增加,乙植物先达到CO2饱和点。一定的CO2浓度范围内,随着CO2浓度的增加,CO2与五碳糖结合形成三碳酸的速率加快,三碳酸增多后被还原生成五碳糖的速率也将增加,A错误;由于甲、乙两植物的呼吸速率不同,光合作用的细胞数也不同,因此当CO2浓度是350 μmol/mL时,只表示甲、乙两植物吸收CO2的速率相等,而不能表示两植物的叶肉细胞吸收CO2的速率相等,B错误;由于乙植物的CO2补偿点低于甲植物,因此若将甲、乙两植物放在同一密闭装置内,甲植物先死亡,D错误。
14.答案　(1)类囊体膜　蓝紫光和红　三碳酸　NADPH　4　(2)脂质　增加　(3)左下　光饱和点　134.4
解析　据图1分析可知:A表示NADP+、B表示H+、C表示NADPH、D表示三碳酸、E表示五碳糖、F表示三碳糖。图2中,光照强度为0时(即A点),对应的二氧化碳释放量为呼吸速率;B点对应的光照强度为光补偿点,D点对应的光照强度为光饱和点,对应的CO2吸收量表示最大净光合速率。(1)图1中的膜结构是类囊体膜,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光;D是三碳酸,物质C是NADPH,NADPH可参与碳反应三碳酸的还原;光合作用产生的O2离开该植物细胞至少需要穿过类囊体膜(1层生物膜)、叶绿体内、外膜(2层生物膜)和细胞膜(1层生物膜)。(2)图1中F是三碳糖,三碳糖离开卡尔文循环后可在叶绿体内作为原料用于脂质、蛋白质和淀粉的合成;D是三碳酸,若撤离光照,碳反应中三碳酸分子还原过程受阻,但短时间内不影响三碳酸分子生成,所以三碳酸的量增加。(3)当植物缺镁时,叶绿素的合成受到影响,光合作用减弱,而呼吸作用不变,D点对应的CO2吸收量减少,光饱和点降低,D点将向左下方移动;D点对应的光照强度是该植物的光饱和点,在该光照强度下,2 h内该植物固定的二氧化碳的量为(22.4+44.8)×2=134.4 (mL)。
能力提升练
1.D　T2组和T1组的自变量是强光和弱光替换的频率,而不是光照强度,A错误;T2组叶绿素a/b的值最大,叶绿素b含量降低较叶绿素a更加明显,B错误;T3组是一直在弱光条件下处理,所以幼苗干重下降主要与光照强度降低有关,C错误;比较T2组和T1组可知,稳定的光照有利于幼苗的生长,D正确。
2.A　叶绿体是具膜细胞器,在蒸馏水中会吸水涨破,因此应该用蔗糖溶液配制叶绿体悬浮液,A错误;根据题干“离体的叶绿体中加入二氯酚吲哚酚,光照后能释放氧气”,可知甲试管能观察到有气泡产生,B正确;甲试管(有光照)与丙试管(无光照)比较,其他条件均相同,可以说明光照是氢产生的条件,C正确;根据乙试管结果可知,蔗糖溶液中的DCPIP在光照下自身不会变色,D正确。
3.C　a点时没有光照,植物只能进行呼吸作用,所以产生ATP的细胞器只有线粒体,A正确。b点时植物对O2的吸收量为0,此时植物光合作用强度与细胞呼吸作用强度相等,B正确。根据题意可知,温度从25 ℃提高到30 ℃,光合作用强度会降低,呼吸作用强度会升高。图中a点代表呼吸作用强度,呼吸作用强度升高,a点上移;由于光合作用强度降低,呼吸作用强度升高,因此b点右移;d点表示最大光合作用强度,温度升高到30 ℃,d点上移,C错误。b点表示光合速率等于呼吸速率,当植物缺镁时,光合速率降低,这时需要较大光照强度才能达到与呼吸速率相等的光合速率,即植物缺镁时,b点将向右移动,D正确。
4.D　分析题图可知,自变量为细胞间隙CO2浓度、植物种类,因变量为光合速率,图中可以看出高粱进行光合作用所需的最低二氧化碳浓度低于大豆,大豆的二氧化碳饱和点也高于高粱。分析表格:自变量为温度和不同植物,因变量为单位叶面积固定的CO2量,随着温度的降低,大豆和高粱固定的CO2量也逐渐降低。25 ℃条件下,将高粱和大豆种植在同一个密闭玻璃房内,由于大豆进行光合作用的最低二氧化碳浓度高于高粱,故首先死亡的是大豆,A正确;由曲线图可知,二氧化碳浓度在0~600时,高粱植株的光合速率高于大豆,B正确;由表格数据可知,在10 ℃条件下,三天中大豆单位叶面积固定二氧化碳的量为5.2+3.1+1.6=9.9,高粱为5.5+2.9+1.2=9.6,故大豆生物量的增长速度快于高粱,C正确;据表格数据可知,在10 ℃下生长三天后,温度升高到25 ℃,高粱的光合作用强度没有明显增加,说明高粱光合作用下降的主要原因不是温度降低抑制了酶的活性,D错误。
5.D　题图表明,在一定浓度范围内,Pn随着CO2浓度的上升而上升,在CO2浓度为300~500 μL·L-1范围内,30 ℃时Pn上升幅度最大,A正确;在25 ℃时,CO2浓度突然降低,导致碳反应中五碳糖消耗减少,短时间内叶绿体中的五碳糖产生量不变,因此其含量将上升,B正确;在30 ℃、100 μL·L-1的CO2浓度下,该植株Pn=0,即叶肉细胞的光合速率=所有细胞的呼吸速率,此时该植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,C正确;在100 μL·L-1的CO2浓度下,植物在20 ℃、30 ℃时Pn相等,但其呼吸速率不一定相同,因此无法判断两者制造的有机物的量,D错误。
6.C　据甲图可知,玻璃钟罩内有CO2缓冲液,因此影响玻璃钟罩内氧气释放速率的主要环境因素是光照强度和温度,A正确;由乙图可知,c点氧气的释放速率为0,说明c点时光合速率等于呼吸速率,B正确;据乙图可知,c~g之间,氧气的释放速率为正值,说明光合速率大于呼吸速率,液滴会持续往右移动,直到g时,光合速率等于呼吸速率,此时刻度管中液滴向右移动达到最大刻度,C错误;图乙中de段温度过高,使叶片气孔导度下降,CO2吸收量减少,使光合作用速率下降,故de段下降,D正确。
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