第九周 5.4 光合作用与能量转化——高一生物学人教版（2019）必修一每周一测（含解析）

第九周 光合作用与能量转化
——高一生物学人教版（2019）必修一每周一测
1.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（ ）
A.色素在提取液中的溶解度不同，导致色素带的位置不同
B.研磨绿叶时不加CaCO3，则滤纸条上四条色素带变窄的比例相同
C.实验结果中得到的四条条带在滤纸条上自上而下依次变宽
D.与成熟叶相比，幼叶做实验材料得到的叶绿素a、b的条带较窄
2.某同学用绿色菠菜叶和黄化菠菜叶进行了光合色素的提取和分离实验，实验操作过程相同，分别得到滤纸条甲和乙，如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.分离色素利用了光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇的原理
B.滤纸条甲与乙上的色素带不会随着层析液的挥发而消失
C.滤液细线若触及层析液的液面将得到宽度变窄的色素带
D.滤纸条乙缺少2条色素带的原因是未加碳酸钙
3.如图表示某学生用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时所得的结果。下列有关这一结果的分析，最可能的原因是（ ）
A.菠菜叶片细胞中光合色素含量少
B.研磨时没有加入碳酸钙
C.d代表的光合色素呈黄绿色
D.研磨时没有加入二氧化硅
4.光合作用过程包括光反应和碳反应，光反应与碳反应有非常紧密的联系。判断下列叙述不正确的是（ ）
A.光反应为卡尔文循环提供ATP和NADPH
B.停止光照，短时间内叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C.停止光照，短时间内叶绿体中三碳酸含量上升
D.停止CO2供应，短时间内叶绿体中五碳糖含量下降
5.科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是（ ）
A.实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了设置自变量
B.本实验不同波长的光束照射的区域形成对比实验
C.本实验证明叶绿体吸收CO2并释放O2
D.本实验的结果可以证明水绵叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光
6.科学家用含14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，发现其转移途径是（ ）
A.CO2→叶绿素→ATP
B.CO2→三碳化合物CO2→ATP
C.CO2→ATP→（CH2O）
D.CO2→三碳化合物→葡萄糖
7.根据如图所示光合作用图解判断，下列说法|正确的是（ ）
A.⑤过程发生于叶绿体基质中
B.⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上
C.图中①~④依次为NADPH、AIP、CO2、（CH2O）
D.②不仅用于C3的还原，还可促进③与C5的结合
8.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
9.某同学在“绿叶中色素的提取和分离”实验中制备滤纸条和画滤液细线的过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A.滤纸条长度略大于试管长度
B.画滤液细线越细越齐，效果越好
C.制备滤纸条剪去两个角，目的是让色素扩散得更快
D.若操作正确，则滤纸条上第2条色素带（从上到下）颜色为蓝绿色
10.下图表示某高等植物光合作用的过程。下列叙述正确的是（ ）
A.b表示暗反应，其场所在叶绿体类囊体薄膜上
B.②代表NADPH，用于CO2的固定
C.当光照强度不变，突然终止④的供应，短时间内C5的含量增加
D.光反应产生的③可以用于一切生命活动
11.为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下移栽幼苗叶绿体色素，用层析液进行分离。如图为滤纸条层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。下列叙述错误的是（ ）
A.强光照下的幼苗相比正常光照下绿色较浅
B.强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成
C.四种色素在层析液中溶解度大小为胡萝卜素〉叶黄素〉叶绿素a〉叶绿素b
D.如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为黄色
12.绿色植物的光合作用过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.①作为还原剂参与暗反应阶段C3的还原B.②中部分能量可转移到糖类等有机物中
C.①和②在叶绿体类囊体的薄膜上形成D.CO2转移途径是CO2→C3→C5→（CH2O）
13.如图是水稻叶肉细胞叶绿体内进行光合作用合成有机物的过程，下列叙述正确的是（ ）
A.光反应阶段中水被分解为H+和物质甲，物质甲通过叶绿体膜的方式为协助扩散
B.物质丙中包括NADPH和ATP，NADPH与呼吸作用中的还原型辅酶是同种物质
C.丁和戊是光合作用中暗反应阶段的物质，暗反应的过程也被称为卡尔文循环
D.光合作用暗反应阶段没有酶的参与，因此该过程不受环境温度的影响
14.下面是甲、乙、丙三位同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的过程，请回答下列问题：
（1）甲同学选用新鲜菠菜的绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，如图1所示。甲同学分离色素的方法是_________，滤纸条上色素带位置的不同主要取决于_________。从上到下，叶黄素位于第_________条色素带。
（2）乙同学改变甲同学所用层析液组成后继续进行实验，在滤纸条上出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出含色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后分别放在阳光和三棱镜之间，通过分析色素溶液的_________来判断色素带上色素的种类。
（3）丙同学对甲同学“绿叶中色素的分离”实验进行改进，实验装置如图2所示，该同学应将提取到的滤液滴在_________（填“a”或“b”）处，棉线灯芯下端应浸没在_________中。实验最终得到四个不同颜色的同心圆，排列在最内侧的色素是_________（填色素的名称）。
15.如图是在植物叶肉细胞中进行的部分生理过程及相关物质变化示意图，其中A和B为生理过程。请回答：
（1）图中能够产生ATP的过程是____（填字母）；B过程中突然减少CO2的供应，C5的含量短时间内将____（填“上升”“下降”或“不变”）。黑暗条件下，能产生ATP的场所是____。
（2）过程A发生的场所是_____过程A为过程B提供的物质有_____。
（3）假如突然遮光，叶绿体中首先积累起来的物质是_____（填“C3”或“C5”）。
答案以及解析
1.答案：D
解析：本题考查绿叶中色素的提取与分离实验。利用色素在层析液中的溶解度不同的原理来分离色素，从而使色素带的位置不同，A错误；CaCO3可防止叶绿素被破坏，因此研磨绿叶时不加CaCO3，滤纸条上四条色素带变窄的比例不相同，B错误；色素带的宽窄与色素含量相关，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），C错误；与成熟叶相比，幼叶所含叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）较少，做实验材料得到的叶绿素a、b的条带较窄， D正确。
2.答案：B
解析：提取色素利用了光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇的原理，A错误；色素吸附在滤纸条上，滤纸条甲与乙上的色素带不会随着层析液的挥发而消失，B正确；滤液细线若触及层析液的液面将得不到色素带，C错误；滤纸条乙缺少2条色素带是因为乙的材料是黄化叶，本身就缺少叶绿素，D错误。
3.答案：B
解析：学生用新鲜菠菜叶进行实验，所以实验结果不是由菠菜叶片细胞中光合色素含量少引起的，A错误；研磨时没有加入碳酸钙主要会导致叶绿素被破坏，提取的叶绿素少，B正确；d代表的光合色素是胡萝卜素（橙色），C错误；二氧化硅的作用是有助于研磨得充分，没有加入二氧化硅会导致提取的色素都少，图中明显减少的只有叶绿素a、b色素含量相对较少，D错误。
4.答案：D
解析：光反应为碳反应（卡尔文循环）提供ATP和NADPH，A正确。停止光照，光反应停止，产生的ATP和NADPH减少；二氧化碳含量不变，碳反应过程中三碳酸还原消耗ATP和NADPH量不变，则叶绿体中ATP和NADPH含量下降，三碳酸含量上升，B、C正确。碳反应过程若突然停止CO2的供应，二氧化碳固定速率下降，则三碳酸的含量将降低，五碳糖的含量将升高，D错误。
5.答案：B
解析：实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了排除无关变量的影响，空气中含有氧气，需要隔绝，放在黑暗中是为了排除其他光源的影响，A错误：该实验中，透过三棱镜形成的不同波长的光束照射的区域形成对比实验，B正确；该实验可证明光合作用产生了O2，光合作用的场所是叶绿体，但没有证明叶绿体吸收C O2，C错误；该实验的结果可以证明水绵光合作用主要吸收红光和蓝紫光，不能说明各种色素具体吸收什么光，D错误。
6.答案：D
解析：CO2参与光合作用的暗反应，经CO2的固定形成三碳化合物，再经C3的还原生成糖类等有机物，储存能量，故选D。
7.答案：C
解析：分析题图可知，⑤是光反应阶段，发生于叶绿体类囊体薄膜上，A错误；⑥为暗反应阶段，发生于叶绿体基质中，B错误；据图分析可知，①是NADPH，②是ATP，③是CO2，④是（CH2O），C正确；②是ATP，是光反应的产物，为C3的还原提供能量，CO2与C5结合形成C3不消耗能量，D错误。
8.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。
9.答案：B
解析：滤纸条的长度应略小于试管长度，A错误；画滤液细线越细越齐，效果越好，目的是使分离出的色素带平整不重叠，B正确；剪掉滤纸条两个角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，保证色素均匀扩散，从而保证色素带分离整齐，C错误；若操作正确，滤纸条上从上到下分别是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），D错误。
10.答案：C
解析：b表示暗反应，其场所为叶绿体基质，A错误；②代表NADPH，用于C3的还原，B错误；当光照强度不变，突然终止④（CO2）的供应，则CO2的固定减慢，消耗的C5减少，短时间内C3还原生成C5的速率不变，所以短时间内C5的含量增加，C正确；光反应产生的③（ATP）一般只能用于暗反应，D错误。
11.答案：D
解析：分析题图可知，色素条带从上到下溶解度逐渐降低，对应的色素依次为I胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a、Ⅳ叶绿素b。色素带的宽窄与色素含量呈正相关，对比正常光照和强光照下的四条色素带宽度可知，强光照下叶绿素条带变窄，而类胡萝卜素条带变宽，说明强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，所以强光照下的幼苗相比正常光照下绿色较浅，A、B正确；溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，根据色素在滤纸条上的位置可知，四种色素在层析液中溶解度大小是胡萝卜素〉叶黄素〉叶绿素a〉叶绿素b，C正确；如果采用圆形滤纸法分离色素，最外一圈色素应该是胡萝卜素，颜色为橙黄色，D错误。
12.答案：D
解析：结合图示可知，①为NADPH，可参与暗反应中C3的还原，A正确；②为ATP，在暗反应还原C3时，ATP水解释放的能量可转移到糖类等有机物中，B正确；光反应阶段在叶绿体类囊体的薄膜上进行，该过程产物包括ATP和NADPH，C正确；暗反应阶段中CO2的转移途径是CO2→C3→（CH2O）D错误。
13.答案：C
解析：A、光反应阶段是水的光解，水在光作用下被分解为氧和H+继续参与反应，氧直接以分子的形式排出，气体的运输方式一般是自由扩散，A错误；
B.光合作用中的辅酶为NADPH，呼吸作用中的辅酶为NADH，二者不是同一种物质，B错误；
C.暗反应阶段是三碳化合物与五碳化合物的相互转化，期间五碳化合物与二氧化碳结合形成两个三碳化合物，部分三碳化合物转化为有机物，部分三碳化合物继续参与循环，这个循环是卡尔文循环，C正确；
D.光合作用的暗反应阶段有多种酶的参与，反应速度受到温度等因素的影响，D错误。
故选C。
14.答案：（1）纸层析法；色素在层析液中溶解度的大小；2
（2）吸收光谱
（3）a；层析液；叶绿素b
解析：（1）图1所示分离色素的方法为纸层析法；分离色素原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。色素带由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
（2）不同色素吸收光的种类不同，因此可以通过分析色素溶液的吸收光谱来判断色素带上色素的种类，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
（3）将提取到的滤液滴在滤纸中央的地方，即a处，棉线灯芯下端应浸没在层析液中。棉线灯芯吸取层析液到达点样处，色素在层析液中的溶解度越大，在滤纸上扩散得越快，得到的圆越大。实验最终得到四个不同颜色的同心圆，排列在最内侧的色素是溶解度最小的叶绿素b。
15.答案：（1）A；上升；细胞溶胶、线粒体（线粒体基质、线粒体内膜）
（2）叶绿体类囊体薄膜；ATP和NADPH
（3）C3
解析：（1）分析题图可知，A为光反应阶段，B为碳反应阶段，能够产生ATP的过程是A.B过程中突然减少CO2的供应，则C5的消耗减少，但C3还原成C5暂时不变，所以C5含量短时间内将上升。黑暗条件下，植物不进行光合作用，只有细胞呼吸可以产生ATP，场所是细胞溶胶、线粒体（线粒体基质、线粒体内膜）。
（2）过程A为光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上；过程A的产物有ATP、NADPH、O2，其中ATP、 NADPH可以用于碳反应（B过程）中C3的还原。
（3）植物突然被遮光，则光反应产生的ATP和NADPH减少，C3的还原减慢，而C5生成C3的过程暂时不变，因此叶绿体中首先积累起来的物质是C3。