4.4光合作用——2023-2024学年高一生物北师大版(2019)必修一同步课时训练
1.关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作,正确的是( )
A.将干燥处理过的定性滤纸用于研磨液过滤和层析
B.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线1~2次
C.层析分离时,用棉塞塞紧试管口
D.研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素
2.韭菜完全在黑暗中生长会变成黄色,称之为“韭黄”。提取并分离韭黄叶片色素,与正常韭菜叶相比,层析带只有上端两条色素带。下列实验操作和结果分析的相关叙述,错误的是( )
A.研磨时应加入一定量的二氧化硅
B.分离色素时滤液细线不能触及层析液
C.层析带上的色素主要吸收红光
D.实验可说明叶绿素的合成需要光照
3.植物学家希尔发现,将离体叶绿体悬浮液(含H2O,不含CO2)与黄色的高铁盐(Fe3+,作为氧化剂)混合,照光后发现叶绿体有气泡放出,溶液由黄色变成浅绿色(Fe2+);但在遮光条件下,溶液颜色不会发生变化,也没有气泡产生。下列有关叙述正确的是( )
A.该实验说明没有CO2,叶绿体也可以进行光合作用
B.气泡产生过程中同时产生了NADPH
C.遮光条件下混合液中只进行了暗反应
D.上述反应过程发生在叶绿体基质中
4.如果用18O标记H2O,14C标记CO2,下列有关光合作用的叙述,正确的是( )
A. 18O2会首先出现在叶绿体基质中
B.14C转移的途径是14CO2→14C5→糖类
C.产生18O2的同时也会产生NADPH
D.14C一定会在光反应产物——ATP中发现
5.如图表示光合作用的过程,其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段,a、b表示相关物质。下列相关叙述正确的是( )
A.物质a表示NADPH B.物质b表示C3
C.阶段Ⅰ在叶绿体基质中进行 D.阶段Ⅱ在黑暗条件下发生
6.正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )
A.ATP/ADP的值减小 B.NADPH/NADP+的值减小
C.CO2的固定加快 D.O2的产生停止
7.用培养液栽培大豆幼苗,提供大豆幼苗生长发育所需的最适条件。当改变条件时,相关叙述正确的是( )
A.减少CO2供应会暂时引起叶绿体中C5/C3的值增大
B.将白光换为相同强度的绿光会暂时引起叶绿体中ATP/ADP的值增大
C.增加光照强度会使大豆幼苗有机物积累速率增加
D.降低培养液中镁的含量后,大豆叶片中叶黄素的相对含量将降低
8.农业生产中,农民会采取一些措施来提高农作物的产量。下列增产措施原理描述错误的是( )
A.“正其行,通其风”指的是合理种植,提高O2和CO2流通,加强呼吸作用
B.“玉米带大豆,十年九不漏”描述的是玉米和大豆问作,可以增加光能利用率
C.“小暑不种薯,立伏不种豆”是因为不同的植物体内酶的最适温度条件不同
D.“有收无收在于水,收多收少在于肥”说明了植物的生长和发育过程离不开水和无机盐
9.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响,得到实验结果如图所示。请据图判断,下列叙述不正确的是( )
A.光照强度为c时,曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为c时,曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同
C.光照强度为a~b时,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~c时,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
10.如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图,下列叙述不正确的是( )
A.叶绿素a吸收的光能可在类囊体膜上转化为ATP和NADPH中的化学能
B.CO2不可直接被NADPH还原成糖类
C.被还原的C3在有关酶的作用下,可再形成C5
D.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转化为C5中的化学能
11.高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,正确的是( )
A.缺少微量元素镁时,①②的合成都会受到影响
B.利用纸层析法分离色素时,②应位于滤纸条的最下端
C.与①②不同,类胡萝卜素主要吸收红光
D.弱光下①的相对含量增加有利于植物对弱光的利用
12.某同学将生长旺盛的银边天竺葵(幼叶叶片全绿色,成熟叶片边缘银白色)置于密闭容器内(已知该容器内CO2和O2的初始浓度相等,气体含量相对值为1),在天气晴朗的早6时将该容器移至阳光下,日落后移到暗室中,测得容器中两种气体的相对含量如图所示。请回答下列问题:
(1)利用银边天竺葵成熟叶片提取叶绿体色素的实验中,对叶片进行_______的处理,能够提高提取液中叶绿体色素的含量。
(2)图中在_______时该植株的光合作用强度等于呼吸作用强度,此时叶绿体中二氧化碳来源是_______。
(3)从6时到8时,影响曲线变化的主要环境因素是_______,此环境因素对光合作用产生的影响是_______(从光反应与暗反应的关系具体分析)。
(4)相比较17时,20时该植物干重_______(填“增多”“减少”或“一样多”)。
(5)分析两条曲线在20时后不对称的原因是_______。
答案以及解析
1.答案:C
解析:干燥处理过的定性滤纸可用于层析,不能用于研磨液过滤,过滤用单层尼龙布,A错误;在画出一条滤液细线后,待滤液干后再重复画线1~2次,B错误;研磨叶片时,用无水乙醇溶解色素,D错误。
2.答案:C
解析:二氧化硅有助于研磨得充分,A正确。分离色素时,不能让滤液细线触及层析液,否则滤液细线中的色素会被层析液溶解,而不能在滤纸上扩散,B正确。提取并分离韭黄叶片色素,结果层析带只有上端叶黄素和胡萝卜素两条色素带,不含叶绿素,原因可能是在避光条件下,叶绿素不能合成,说明叶绿素的合成需要光照;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,C错误,D正确。
3.答案:B
解析:离体叶绿体悬浮液含H2O,不含CO2,离体叶绿体只进行了光反应,没有进行完整的光合作用产生有机物,A错误;光反应产生的气泡为O2,同时产生了NADPH(具有还原性),该过程发生在叶绿体类囊体薄膜上,B正确,D错误;题述实验遮光条件下不能进行光反应,也不能进行暗反应,C错误。
4.答案:C
解析:光反应中,水分解为氧气和H+,H+与NADP+、e-结合形成NADPH,光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,A错误,C正确;14C转移的途径是14CO2→14C3→(14CH2O),B错误;14CO2参与的是暗反应,不参与ATP的合成,D错误。
5.答案:A
解析:由图可知,阶段Ⅰ表示光合作用的光反应阶段,发生在类囊体薄膜上;阶段Ⅱ表示暗反应阶段,发生在叶绿体基质中,原料充足时,暗反应在有光和无光条件下均可进行,C、D错误。光反应中,水的光解产生氧气和H+,H+与NADP+、e-结合形成NADPH(物质a),ADP+Pi+能量ATP(物质b),A正确,B错误。
6.答案:C
解析:用黑布将培养瓶罩上,没有光照,绿藻不能进行光反应,不再生成ATP、NADPH和O2,则短时间内ATP/ADP、NADPH/NADP+的值减小,A、B、D不符合题意;光反应停止,导致C3的还原受阻,进而导致CO2的固定减弱,C符合题意。
7.答案:A
解析:减少CO2供应会使C3合成速率下降,同时C3的还原正常进行,故短时间内C3相对含量下降,C5/C3的值增大,A正确;光合色素几乎不吸收绿光,将白光换为相同强度的绿光会使光反应减弱,合成的ATP减少,短时间内ATP/ADP的值减小,B错误;达到光饱和点后,增加光照强度不会使大豆幼苗有机物积累速率增加,C错误:镁是组成叶绿素的成分,降低培养液中镁的含量会使大豆叶片中的叶绿素含量下降,从而导致叶黄素相对含量升高,D错误。
8.答案:A
解析:“正其行,通其风”指的是合理种植,提高O2和CO2流通,增加二氧化碳浓度,以加强植物的光合作用,A错误。“玉米带大豆,十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作,充分利用了光照资源,增加了光能利用率,B正确。“小暑不种薯,立伏不种豆”强调温度等对植物生长的影响,不同的植物体内酶的最适温度条件不同,C正确。“有收无收在于水,收多收少在于肥”是因为绿色植物的生命活动需要水,水是植物体的重要组成成分,植物体内水分充足时,植株才能保持直立的姿态,叶片才能舒展,有利于光合作用,提高产量;植物的生长需要多种无机盐,无机盐必须溶解在水中才能被植物吸收利用,不同的无机盐功能不同,D正确。
9.答案:D
解析:曲线Ⅱ和Ⅲ相比,CO2浓度不同,曲线Ⅰ和Ⅱ相比,温度不同,A、B正确;光照强度为a~c时,曲线Ⅰ光合作用强度随光照强度升高而升高,但曲线Ⅲ光合作用强度在光照强度大于a后几乎无变化,D错误。
10.答案:D
解析:叶绿素a分布在类囊体膜上,叶绿素a吸收的光能可以用于光合作用的光反应阶段,参与ATP和NADPH的合成,在类囊体膜上将光能转化为ATP和NADPH中的化学能,暗反应又将ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能,A正确;CO2需被固定形成C3,C3被NADPH和ATP还原,在相关酶的作用下形成糖类和C5,B、C正确;CO2的固定是指CO2与C5在酶的催化下合成C3的过程,没有ATP的消耗,D错误。
11.答案:D
解析:由图可判断,①是叶绿素b,②是叶绿素a。元素镁是叶绿素的重要组成成分,故缺少镁时,叶绿素b和叶绿素a的合成都会受到影响,但是镁是大量元素,A错误;利用纸层析法分离色素时,叶绿素b(①)位于滤纸条最下端,B错误;叶绿素b和叶绿素a(①②)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,C错误;根据题干信息可知,弱光下叶绿素a通过“叶绿素循环”向叶绿素b转化,使①的相对含量增加,以适应弱光环境,增强对光能的利用,D正确。
12.答案:(1)剪去银白边和叶脉并剪碎叶片
(2)8和17;从外界环境吸收(或从密闭容器内吸收)和呼吸作用释放
(3)光照强度;光反应向暗反应提供的ATP和NADPH较少,使暗反应中C3的还原受到抑制
(4)减少
(5)叶肉细胞不进行光合作用,植物细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸
解析:分析题图,得到下表;
时间 分析植株的呼吸作用强度和光合作用强度的关系
6时至8时 呼吸作用强度>光合作用强度
8时 光合作用强度=呼吸作用强度
8时至17时 呼吸作用强度<光合作用强度
17时 光合作用强度=呼吸作用强度
17时后 光合作用强度<呼吸作用强度
(2)图中在8时、17时该植株的光合作用强度=呼吸作用强度,即该植株含叶绿体的细胞的光合作用强度=该植株所有细胞的呼吸作用强度,则对于含叶绿体的细胞而言,光合作用强度大于呼吸作用强度,因此叶绿体中二氧化碳的来源是从外界环境吸收(或从密闭容器内吸收)和呼吸作用释放。
(3)从6时到8时,光合作用强度<呼吸作用强度,但光合作用在逐渐增强,因此6时到8时影响曲线变化的主要环境因素是光照强度。此时间段光照强度较弱,光反应向暗反应提供的ATP和NADPH较少,使暗反应中C3的还原受到抑制。
(4)17时植株光合作用强度=呼吸作用强度,此后光照强度逐渐减弱,直至消失,光合作用强度<呼吸作用强度,说明17时植物有机物积累量最大,即干重最大。
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