【高中生物人教版(2019)必修1同步练习】5.4 光合作用与能量转化（含答案）

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【高中生物人教版(2019)必修1分子与细胞同步练习】第4节光合作用与能量转化
一、单选题
1．菠菜可以作为多个生物实验的材料，且材料必须处于生活状态。下列的原因分析不合理的是（　　）
　 实验目的 原因分析
A 观察叶肉细胞内叶绿体形态 生活状态下细胞质才能流动
B 进行绿叶中色素的提取和分离 细胞死亡后光合色素会分解
C 证明光合作用的产物为淀粉 只有活细胞才可能进行光合作用
D 观察叶肉细胞的质壁分离 细胞死亡原生质层会失去选择透过性
A．A B．B C．C D．D
2． 如图是某些细胞器的亚显微结构模式图。下列有关叙述错误的是（　　）
A．甲、乙、丙、丁都含有磷脂分子
B．动、植物细胞中都含甲，植物细胞中都含丙
C．甲、乙、丁都与分泌蛋白的加工和分泌有关
D．甲、丙都与细胞中的能量转换有关
3．研究人员检测到某种高等植物细胞中的一种细胞器含有尿嘧啶。下列有关该细胞器的叙述，错误的是（　　）
A．该细胞器可能存在于蓝细菌细胞中
B．该细胞器可能会将葡萄糖氧化分解为二氧化碳
C．该细胞器可能具有合成蛋白质的功能
D．该细胞器可能不能将光能转化为化学能
4．下图是植物叶肉细胞的部分膜结构示意图图中的①②③④可依次代表（　　）
A．细胞膜、中心体膜、内质网膜、核膜
B．叶绿体膜、溶酶体膜、线粒体膜、内质网膜
C．叶绿体膜、细胞膜、线粒体膜、核膜
D．核膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜
5．光合作用和化能作用最主要的区别是（　　）
A．能否利用光能 B．能否利用二氧化碳
C．能否氧化氧 D．能否产生化学能
6．下图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是
A．该反应的场所是叶绿体的类囊体
B．C3生成C6H1206需要[H]、ATP和多种酶
C．提高温度一定能促进C6H12O6的生成
D．无光条件有利于暗反应进行
二、判断题
7．光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。
8．植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光
9．硝化细菌进行各项生命活动过程所需能量主要来自于氧化NH3．
10．能否利用光能，是光合作用和化能合成作用的根本区别．
三、填空题
11．化能合成作用是指自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境的某些无机物氧化时所释放的　 　来制造　 　．
12．硝化细菌能将土壤中的氨气氧化为亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸，利用这两个化学反应中释放出的化学能，将　 　合成为糖类．
13．请参照表中信息，完成与生物膜相关内容的填写。
生物膜 线粒体内膜 类囊体薄膜 细胞膜
生物膜上的物质 与有氧呼吸有关的酶 光合色素 蛋白质
受体蛋白 载体蛋白
物质的作用（或参与的化学反应） （1）催化　 　结合，从而生成水，同时释放大量能量。 （2）吸收、传递和转化光能，用于完成　 　和ATP、[H]的合成。 （3）接受　 　，从而实现 　 　（细 胞膜的功能之一）。 转运物质实现跨膜运输
原核细胞不具有生物膜系统的原因 （4）　 　
14．某小组在“探究环境条件对叶绿素形成的影响”的活动中，作出的假设是：光照能影响叶绿素的形成．据此假设该小组设计如下实验方案：
甲组 乙组
环境条件 阴暗、低温 光照充足、适宜温度
实验材料 同样一株韭苗 同样一株蒜苗
处理方法 将甲、乙两组植物栽种在各自环境中一段时间
（1）全班同学们讨论后认为：按上述实验方案进行实验，并不能对“光照能影响叶绿素形成”的假设进行探究，因为该实验方案中自变量有　 　 个．
（2）请根据“光照能影响叶绿素形成”的假设写出你的实验方案：
①“环境条件”的设计：甲组　 　，乙组　 　 ．
②“实验材料”的选择：　 　 ．
（3）请写出支持假设的预期实验结果（选填“变绿”或“变黄”）：
甲组植株：　 　 ；乙组植株：　 　 ．
15．有两种植物，一种在强光下生长，一种在弱光下生长．从这两种植物上各取一片彼此相似叶片，分别放在两个透明盒子中．在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定放氧速率的数据如表，请回答有关问题：
光强（mol光子/M2 S） 0 10 25 50 100 250 500 600
放氧速率（μmolO2/M2 S） 叶片A ﹣20 ﹣10 ﹣5 ﹣1 5 15 28 30
叶片B ﹣2 ﹣.5 1.5 3 6 10 12 11
（1）由表中数据可以推测，取自强光下的叶片是　 　 ；光照强度直接影响光合作用的光反应过程，该过程可将光能转化为　 　 中的化学能．
（2）如果在某光强下，叶片放氧速率为零，其生理学含义是　 　．如果用此光强照射大田作物，则作物很难正常生长，分析原因是　 　
（3）光照强度＞600mol光子/m2 s时，叶肉细胞呼吸作用产生的CO2转移途径是　 　
（4）若绘制A、B两叶片放氧速率曲线图，则大约在175mol光子/m2 s时两条曲线相交，此点的生物学含义是　 　
16． 图1为叶肉细胞中两个细胞器，图2（光反应示意图）为图1中叶绿体的局部放大，PSI和PSⅡ分别是光系统I和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递，PQ、Cytbf、PC是相关蛋白质，其中PQ在传递电子的同时能运输H+。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，贯穿在生物膜上，其中CF0是跨膜部分。据图回答下列问题：
（1）O2是水光解的产物，其中需要的光能是通过　 　（填“PSI”或“PSⅡ”）吸收利用的。光反应过程中，最初提供电子的物质为　 　，最终接受电子的物质为　 　。NADPH是在　 　（填“PSI”或“PSⅡ”）生成的。NADPH和ATP中都有化学能，NADPH中的化学能来自　 　（填“PSI”或“PSⅡ”或“PSI和0PSⅡ”）吸收和转换的光能。
（2）图2中ATP合成酶的功能有　 　。酵母菌和硝化细菌中的ATP合成酶分布的场所依次是　 　。
（3）某种农药与PQ竞争限制了电子传递的速率，若用该农药处理破坏了内外膜的叶绿体，会导致ATP的含量　 　（填“显著上升”“显著下降”或“不变”）。
（4）图1中叶肉细胞叶绿体光合作用产生的氧气给相邻细胞细胞呼吸使用，需要穿过　 　层膜，光合作用暗反应中CO2的固定场所是　 　。细胞呼吸产生的CO2可使　 　溶液从蓝色变绿色再变黄色。
四、实验探究题
17．为研究CO2浓度对水稻光合作用的影响，某实验小组测定自然环境中的CO2浓度和高浓度CO2对水稻净光合速率的变化如图所示（不考虑高浓度CO2对pH的影响） 请回答：
（1）叶绿体是光合作用的场所，因为它内部巨大的膜表面分布着　 　。
（2）图中B应该对应曲线　 　。依据是　 　。
（3）净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在　 　相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积CO2的吸收量。
（4）比较曲线①和②的9：30 - 11：30的净光合速率，可得出的结论是　 　。
（5）温度在一天中会发生变化，若要测定水稻一天中某一时段的光合速率，还要测定水稻的　 　，若在白天进行该过程，需采取　 　措施。
五、综合题
18．地宝兰是我国特有的珍稀极危植物，为制定更合理有效的保护机制，研究人员通过人工遮荫的方法设置了不同光照条件（8%、20%、45%和100%自然光），测定地宝兰叶肉细胞中的色素含量和净光合速率，结果如图1和图2．
（1）地宝兰叶肉细胞叶绿体类囊体的　 　上有捕获光能的色素，捕获的光能在水稻叶绿体中能量变化过程为：光能→　 　。
（2）测定地宝兰叶片中色素含量时需先用　 　提取叶片中的色素，再测定其含量。据图1分析，该植物可通过　 　增强对弱光的适应能力。
（3）图2结果显示，8：00-11：00时不同光照强度下地宝兰净光合速率不断增加，其原因是　 　，此时叶肉细胞的类囊体上可以产生更多的　 　供叶绿体基质中的　 　反应合成有机物。　 　光照条件下，地宝兰光合速率小于呼吸速率。
（4）分析图2结果发现，限制地宝兰光合速率的因素除光照强度外还有温度、CO2等，此判断的依据是　 　。
（5）请依据以上研究结果，提出对于珍稀极危植物地宝兰合理有效的保护措施　 　。
19．将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如下图所示，据图回答问题：
（1）桑树和大豆间作，光照强度在0～10（klx）时，影响桑树光合作用强度的主要因素是　 　。此时叶肉细胞中产生ATP的细胞器　 　。
（2）与单作相比，间作能提高大豆对弱光的利用能力，作出这一判断的依据是　 　。
（3）研究表明，大豆等农作物的叶绿体是可运动的。在弱光下叶绿体会朝向光源，紧贴受光侧的细胞壁，在强光下叶绿体则会紧贴侧光的细胞壁。这对于叶绿体完成生命活动有什么意义？
20．浒苔是一种大型绿藻，爆发性生长时会覆盖水面，造成生态灾害，被称为“绿潮草原”。科学家对浒苔进行了一系列实验。回答下列问题：
（1）在“绿潮草原”的上、中、下层分别选取浒苔为实验材料，提取和分离色素，发现浒苔的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和　 　。由于光合色素不溶于水，可用　 　作为提取液进行提取。随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收　 　光。
（2）分别测定三个样品的叶绿素含量发现，取自“绿潮草原”下层的样品叶绿素含量最高，其生理意义是　 　，以适应弱光环境。
（3）为了探究光照强度对浒苔光合作用的能响，研究人员使用溶解氧传感器进行数据采样，结果如下表。
不同光照强度下的光合作用和相关数据测定记录表
光照强度/klx 初始溶解氧含量/mg·L－1 终止溶解氧含量/mg·L－1 间隔时间/s 溶解氧变化量/mg·L－1 光合作用强度/mg·（L·min）－1
1 6.38 6.39 500 0.01 0.0012
5 6.40 6.87 500 0.47 0.0564
10 6.41 7.82 500 1.41 0.1692
①该实验的自变量是　 　，依据记录表信息，可得出的结论是　 　。
②记录表中的光合作用强度数值　 　（填“大于”或“小于”）植物实际的光合作用强度数值，理由是　 　。为使实验所得数值能精确反映该植物实际的光合作用强度，需对实验进行补充，具体措施为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
2．【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法；线粒体的结构和功能；叶绿体的结构和功能
3．【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法；线粒体的结构和功能；叶绿体的结构和功能
4．【答案】C
【知识点】细胞膜的成分；线粒体的结构和功能；叶绿体的结构和功能；细胞核的结构
5．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义；化能合成作用
6．【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义
7．【答案】错误
【知识点】光合作用的过程和意义
8．【答案】错误
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
9．【答案】正确
【知识点】化能合成作用
10．【答案】正确
【知识点】化能合成作用
11．【答案】能量；有机物
【知识点】化能合成作用
12．【答案】二氧化碳和水
【知识点】化能合成作用
13．【答案】[H]和O2；H2O的光解；信息分子；细胞间的信息交流；原核细胞的膜结构仅有细胞膜，没有细胞器膜和核膜；不具有由这三类膜构成的结构和功能类似，可以相互转化的统一整体
【知识点】细胞膜的功能；细胞的生物膜系统；有氧呼吸的过程和意义；光合作用原理的应用
14．【答案】3；阴暗、适宜温度；光照充足、相同的适宜温度；同样长势和数量的韭苗（或蒜苗）；变黄；变绿
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
15．【答案】A；ATP；光合速率与呼吸速率相等；一昼夜总呼吸大于光合；线粒体移向叶绿体；两叶片的净光合速率相等
【知识点】影响光合作用的环境因素
16．【答案】（1）PSⅡ；H2O；NADPH；PSI；PSI和PSⅡ
（2）运输H+和催化ATP的合成；细胞质基质和线粒体 、细胞质基质
（3）显著下降
（4）6；叶绿体基质；溴麝香草酚蓝（水）
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
17．【答案】（1）许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必须的酶
（2）①；在一定的光照强度范围内，二氧化碳浓度高，光合作用强度越大，因此曲线①代表B高浓度CO2下净光合速率的变化
（3）光照强度、CO2浓度、温度
（4）适当提高光照强度和CO2浓度，可以提高净光合速率
（5）呼吸速率；遮光或黑暗（处理）
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
18．【答案】（1）膜；ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
（2）无水乙醇；主要提高叶绿素a的含量
（3）光照强度提高，光反应速率不断升高；；ATP与NADPH；暗反应；100%
（4）11：00-12：30光照强度增加，光合速率反而下降。
（5）将地宝兰的光照条件设置在20%的光照条件下，有利于有机物的积累。
【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；光合作用原理的应用
19．【答案】（1）光照强度；叶绿体和线粒体
（2）间作大豆的光补偿点低于单作大豆（或弱光条件下，间作大豆的光合速率高于单作大豆）
（3）既能使叶绿体接受较多阳光，又不至于被强光灼伤
【知识点】影响光合作用的环境因素
20．【答案】（1）类胡萝卜素；无水乙醇；蓝紫光
（2）下层植物接受的光照较少，光合作用受到影响，通过提高叶绿素的含量来以此加强光合作用
（3）光照强度；（在一定范围内）光照强度越大，该水生植物的光合作用强度越大；小于；表中记录的光合作用强度是通过溶解氧传感器测定出的净光合作用强度，而植物细胞还会有呼吸作用，实际光合作用强度等于净光合作用强度与呼吸作用强度之和；把该实验装置放在黑暗的条件下，保持其他条件不变，测量500s后溶解氧的变化量，计算出该植物的呼吸作用强度，加上表格中的净光合作用强度（终止溶解含量与初始溶解氧含量之差）即可计算出该植物实际的光合作用强度
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
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