新人教版高中生物必修1专题5.4 能量之源-光与光合作用同步练习

一、选择题（20小题）
1．某同学在色素的提取和分离实验中，在滤纸中央滴一滴提取液，然后进行纸上层析，得到四个不同颜色的同心圆。其由外向内的第三圈的颜色是
A．蓝绿色
B．黄绿色
C．黄色
D．橙黄色
【答案】A
【解析】色素在层析液中溶解度越高，随滤纸条扩散得越远，由外向内的第三圈的色素为叶绿素a，颜色为蓝绿色，A正确。
【名师点睛】绿叶中色素的提取与分离
2．关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的有关说法，正确的是
①利用无水乙醇可提取和分离色素，滤纸条上最终会有四条色素带出现
②若滤纸条上未出现色素带，说明选择的叶片可能是黄化叶
③从上往下数，滤纸条上第三条色素带最宽，颜色为蓝绿色
④提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素高
A．①②
B．①④
C．②③
D．③④
【答案】D
3．有位学生在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，采用圆形滤纸片，将提取出的色素溶液画在距圆心1cm的圆圈上，将滤纸自圆心折叠后层析，经层析后，色素被分离为四个半径不同且颜色不同的同心圆（如下图所示），请推测最外圈色素的颜色是
A．橙黄色
B．黄绿色
C．蓝绿色
D．黄色
【答案】A
【解析】绿叶中的不同色素在层析液中的溶解度是不同的，溶解度高的，随层析液在滤纸条上扩散得快。色素在层析液中的溶解度从大到小依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此最外圈色素是胡萝卜素，颜色是橙黄色，A正确。
4．小红同学用菠菜叶进行色素的提取和分离实验时，观察到的色素带颜色较浅，其可能的原因有
①无水乙醇加入量太多
②未加CaCO3
③未加SiO2
④使用放置了数天的菠菜叶
⑤只画了一次滤液细线
A．2种
B．3种
C．4种
D．5种
【答案】D
5．1880年德国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况如图。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是
A．细菌对不同光的反应不同，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率快，则该种光有利于光合作用
【答案】B
【解析】细菌对不同光的反应不同，细菌聚集多的地方，表明水绵的该部位光合作用强，A错误；好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，说明水绵的该部位光合作用强，B正确；好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用强，产生的有机物多，这句话是正确的，但不符合本实验的原理、思路，C错误；水绵主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用并向外释放氧气，使好氧细菌集中在两个区域，好氧细菌消耗氧气多，不是使水绵光合作用速率加快的原因，D错误。
6．君子兰是长春市的市花。观其整个形体
，都是挺拔青翠，玉立亭亭，飘然坦荡，大有“君子”之风，其宽阔厚实的叶片在进行光合作用的过程中，形成ATP的部位是
A．叶绿体外膜
B．叶绿体内膜
C．叶绿体基质
D．类囊体
【答案】D
7．下列有关科学家探索光合作用的实验中，叙述错误的是
A．与黑藻相比，水绵更适宜用作探究光合作用的场所
B．金鱼藻是水生生物，用作探究光合作用产物O2时，利于收集气体
C．卡尔文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径
D．用银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时，不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝
【答案】D
【解析】与黑藻相比，水绵具有螺旋状的叶绿体，更适宜用作探究光合作用的场所，A正确；金鱼藻是水生生物，用作探究光合作用产物O2时，利于收集气体，B正确；卡尔文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中先形成三碳化合物，再形成葡萄糖，C正确；用银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时，必需脱色后加碘液，且叶片边缘不变蓝，D错误。
8．科学家们通过大量实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述正确的是
A．普利斯特利的实验证明了植物可以吸收CO2
B．萨克斯的实验证明了叶绿体在光下合成淀粉的同时释放出了O2
C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的O2量
D．鲁宾和卡门的实验证明了光合作用产生的O2来自于H2O
【答案】D
9．德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理（消耗掉叶片中的淀粉）后，再把叶片的一部分遮光，它部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是
①本实验未设对照组
②有无光照是遮光区域和曝光区域显现不同结果的唯一原因
③实验初始时遮光区域和曝光区域均达到无淀粉状态
④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．只有②③
B．只有①②③
C．只有②③④
D．①～④全部
【答案】A
【解析】本实验中设置了一组对照实验，实验的自变量为是否光照，遮光的为实验组，曝光的为对照组，①错误；本实验的自变量即为有无光照，而其他无关变量均保持相同且适宜，因此有无光照是遮光区域和曝光区域显现不同结果的唯一原因，②正确；实验开始之前，萨克斯将叶片放在暗处数小时，目的就是消耗掉叶片中原有的淀粉，因此初始时遮光区域和曝光区域均达到无淀粉状态，③正确；实验只能证明叶片光合作用能产生淀粉，并不能证明光合作用的场所和原料，④错误。
10．如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，有关叙述正确的是
A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有淀粉
B．两实验均需要光的照射
C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照
D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气
【答案】B
萨克斯的实验证明光合作用的产物有淀粉，D错误。
11．2016年，由袁隆平选育的第五期超级杂交稻“超优千号”于重庆南川区收割，并实测出三块水稻田的平均亩产为954．93公斤，高产田块平均亩产则为1028．02公斤，此为重庆市目前单季水稻最高产量。下图为该超级杂交水稻光合作用图解，以下说法正确的是
A．①是叶绿体中的色素，分布在叶绿体和细胞质基质中
B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段
C．③是三碳化合物，能被氧化为（CH2O）
D．④是ATP，在叶绿体基质中生成
【答案】B
【解析】叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体的薄膜上，A错误；分析题图可知，光反应阶段，水分解形成了②和[H]，因此②是氧气，B正确；三碳化合物被还原氢还原成有机物，而不是被氧化形成有机物，C错误；④是ATP，ATP是在光反应阶段形成的，场所是叶绿体的类囊体的薄膜上，D错误。
12．包菜又名洋白菜、圆白菜等。其富含维生素C，在世界卫生组织推荐的最佳食物中排名第三。下列为温室栽培包菜所采取的措施，其中不能提高包菜产量的是
A．适当增加光照强度
B．适当增大室内的昼夜温差
C．采用绿色玻璃盖顶
D．适当增加室内CO2浓度
【答案】C
【解析】光是进行光合作用的条件，在一定的光照强度范围内，增强光照强度有利于促进光合作用，从而提高包菜产量；温度通过影响光合作用和呼吸作用相关酶的活性来影响包菜中有机物的积累量，白天适当提高温度有利于增加净光合速率，晚上适当降低温度有利于减小呼吸速率，因而适当增大昼夜温差，能提高有机物的积累量，从而提高包菜的产量；光合色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光，而对绿光的吸收量最少，所以采用绿色玻璃盖顶，不仅不能提高光合速率，反而会降低光合速率；CO2是光合作用的原料，适当增加温室内的CO2浓度，可以提高包菜的产量。
13．生长在北京的优良品种甘蓝，叶球重量达3kg，引种到西藏拉萨后叶球重量可高达7kg，甘蓝叶球增重的主要原因是
①改变甘蓝环境后引起的
②高山日照强而长，有利于光合作用有机物的积累
③拉萨空气污染少，更适合于形成大叶球
④高原昼夜温差大，晚上低温，呼吸弱，消耗少
A．①②
B．①④
C．②④
D．②③
【答案】C
14．以下有关细胞呼吸和光合作用原理在生产生活中的应用，不科学的是
A．施用有机肥可以增加大田空间的CO2浓度，有利于提高农作物产量
B．为了减少阴雨天大棚植物体内有机物的消耗，应在白天和夜晚适当降温
C．为了使种植的植物果实又大又甜，白天应适当增加光照并升温，夜晚降温
D．植物的种子收获以后应储存在低温、密闭、低湿的环境中
【答案】D
【解析】在分解者的作用下，施用有机肥可以增加大田空间的CO2浓度，提高光合作用强度，有利于提高农作物产量，A正确；阴雨天光照弱，光合作用合成的有机物减少，所以适当降温能减少有机物的消耗，有利于农作物产量的提高，B正确；大棚种植的植物，在白天适当升高温度，使有机物的积累增多，晚上适当降低温度，使有机物分解减少，从而有利于产量的提高，C正确；植物的种子收获以后应储存在低温、低氧、干燥的环境中，目的是降低种子的呼吸作用强度，减少有机物的消耗，D错误。
15．夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是
A．甲植株在A点开始进行光合作用
B．乙植株在E点有机物积累量最多
C．曲线B～C段和D～E段下降的原因相同
D．两曲线B～D段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
【答案】D
象”或气孔关闭程度很小或气孔无法关闭，D正确。
16．研究发现，光合作用与细胞呼吸都有水分的生成。下列关于生成的水中氧的来源的叙述，正确的是
A．光合作用全部来自CO2，细胞呼吸全部来自O2
B．光合作用全部来自水，细胞呼吸全部来自水
C．光合作用部分来自CO2，细胞呼吸全部来自O2
D．光合作用全部来自CO2，细胞呼吸部分来自葡萄糖
【答案】A
【解析】光合作用中水中氧来源于暗反应中的CO2，细胞呼吸中的水来源于有氧呼吸第三步，氧气与[H]结合形成水，氧来源于氧气，A正确。
17．如图表示光合作用时ATP形成过程的图解，图中b6f复合体能将叶绿体基质中的质子（H+)转移到类囊体腔内，该过程需要依赖于水光解时产生的电子（e-)进行推动，有关分析正确的是
A．图示过程为光合作用光反应阶段，发生在叶绿体基质中
B．质子从叶绿体基质转移到腔内的运输方式是协助扩散
C．根据图中信息可以发现，物质X具有运输功能，不具有催化功能
D．光合作用中ATP合成过程会减小类囊体内外的质子浓度差
【答案】D
【解析】图示过程为光合作用光反应阶段，发生在叶绿体类囊体薄膜上，A错误。质子（H+)从叶绿体基质转移到腔内的运输方式是主动运输，B错误。物质X能催化ATP的合成，C错误。ATP合成过程会利用（H+)，从而减小类囊体内外的质子浓度差，D正确。
18．下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是
A．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多
B．t2→t3，暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高
C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低
【答案】D
19．如图是夏季连续两昼夜内，某野外植物CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1～S5表示曲线与x轴围成的面积。下列叙述错误的是
A．图中B点和I点，该植物的光合作用强度和呼吸作用强度相同
B．图中DE段不是直线的原因是夜间温度不稳定，影响植物的呼吸作用
C．如果S1+S3+S5＞S2+S4，表明该植物在这两昼夜内有机物的积累量为负值
D．图中S2明显小于S4，造成这种情况的主要外界因素最可能是CO2浓度
【答案】D
20．甲、乙、丙三图分别表示探究几种环境因素对马铃薯光合作用速率影响的实验结果。下列分析中正确的是
A．甲图所示实验主要研究光照强度和温度对马铃薯光合作用速率的影响
B．甲图P点时，限制马铃薯光合作用速率的因素为光照强度和温度
C．乙图Q点时高CO2浓度条件下，可通过进一步增加光照强度来提高马铃薯光合作用速率
D．丙图Q点之后三条曲线的走势为保持平稳
【答案】A
【解析】本题关键是理解曲线的含义。甲图所示实验主要研究温度和光照强度对马铃薯光合作用速率的影响，A项正确；甲图中P点限制光合作用的因素是光照强度，B项错误；乙图中，Q点光照强度已不是光合速率的限制因素，C错误；丙图Q点之后随温度升高，三条曲线的走势应是逐渐下降，D错误。
二、非选择题（5小题）
21．在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，某同学按下表中的方法步骤进行了实验：
步骤
具体操作
剪碎叶片
称取适量（选_________、放置三天）菠菜叶，剪碎，放入研钵中
②充分研磨
向研钵中放入少许二氧化硅和___________________，再加入适量无水乙醇，然后迅速、充分地研磨
③迅速过滤
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗且漏斗基部放_____________________（填“滤纸”或“脱脂棉”）进行过滤；将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞紧
④制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线
⑤画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线；重复画若干次，每次待滤液干后再画
⑥分离色素
将适量层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中（注意：不能让滤液细线触及层析液），随后用棉塞塞紧试管口
⑦观察与记录
观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色；将观察结果记录下来
请分析回答：
（1）步骤②中无水乙醇的作用是_____________________。
（2）按照上表中方法步骤进行实验操作，该同学在步骤③收集到的滤液呈_____________________色（填“深绿色”、“浅绿色”或“黄绿色”）。
（3）上述实验操作中存在三处空格，请一一填写分别是_____________________、_____________________、_____________________。
（4）若将提取的天然叶绿素用作食品添加剂，根据你所学的叶绿素化学性质分析，天然叶绿素不能添加在_____________________（填“酸性”、“碱性”或“中性”）等食品中。
（5）层析后滤纸条上的色素带，自上而下依次为：橙黄色的_____________________；黄色的_____________________；蓝绿色的__________________________________________；和黄绿色的_____________________。
【答案】（1）提取绿叶中的色素
（2）浅绿
（3）新鲜
碳酸钙
脱脂棉
（4）酸性
（5）胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
卜素；黄色的叶黄素；蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b。
22．如图是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其①～⑤为生理过程，a～h为名称，图2为色素分离试验中a物质在滤纸上分离的情况。请据图回答下列问题：
（1）①～⑤过程中，能够产生ATP的过程有_____________________（填图中数字），过程①④发生的场所分别是_____________________。
（2）物质d的结构简式是_____________________，h表示的物质是_____________________。
（3）若将该植物从光照条件下突然移到黑暗处，则在短时间内物质f的含量将会_____________________。
（4）图2中的乙是_____________________。用纸层析法分离色素的原理是_____________________。
【答案】（1）①③④⑤
类囊体（叶绿体基粒）
线粒体基质
（2）A—P～P～P
CO2
（3）升高
（4）叶绿素a
不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度就不同
色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度就不同。
23．将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用完全营养液并置于室外进行培养（如甲图所示），假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答：
（1）上图显示，影响光合作用的外界因素除温度外还有__________。
（2）D点时植物的植物光合作用速率与呼吸作用速率的关系__________（填“相等”“不相等”）。
（3）EF段说明此时植物光合作用速率___________（填“较快”或“较慢”)。
（4）EF段与DE段相比，其叶肉细胞中C5的含量________（填“较低”“不变”或“较高”）。
（5）24点与0点相比，植物体内有机物总量的变化情况是_____________。
【答案】（1）光照强度、二氧化碳浓度
（2）相等
（3）较慢
（4）较高
（5）增加
因此植物体内有机物总量增加。
24．美国科学家卡尔文利用同位素标记法对小球藻的光合作用进行研究，最终探明了光合作用中碳的转化途径，因此获得了1961年的诺贝尔化学奖。甲图为简化的卡尔文循环示意图，请回答下列问题：
（1）卡尔文循环在细胞中进行的场所是___________________，过程①叫做_____________，参与到过程②中的X物质来自于光反应中的_______________（过程）。
（2）在培养小球藻的试管内加入14C标记的CO2，先进行一定强度的光照后，再进行黑暗处理，分别检测小球藻体内的三碳化合物和五碳化合物的放射性强度，得出的曲线如乙图所示。图中曲线Ⅰ表示的是____________的变化趋势，判断依据是_________________________________________________。
【答案】（1）叶绿体基质
CO2的固定
水的光解
（2）三碳化合物（C3）
黑暗条件下光反应不能进行，不能产生[H]、ATP将三碳化合物还原，所以三碳化合物会积累
【解析】（1）卡尔文循环指光合作用中C3和C5之间的循环，即暗反应过程，所以它在细胞中进行的场
25．沙尘暴对植物光合速度、蒸腾速度、气孔导度和呼吸速度都有明显的影响，下表是所研究的沙尘对云杉净光合速率影响的实验结果（气孔导度表示的是气孔张开的程度，影响光合作用、呼吸作用及蒸腾作用），请据表回答下列问题：
总叶绿素含量（mg/g）
气孔导度相对值（%）
净光合速率[μmol
CO2/（m2 s）]
对照组
4．71
94
5．54
实验组
3．11
65
3．69
（1）沙尘暴导致云杉光合作用速率下降的因素有_______________、___________。
（2）若沙尘暴对云杉光合作用中光反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组叶肉细胞中C3（三碳化合物）的含量要______（填“高”、“低”或“相同”）；若沙尘暴对云杉光合作用中暗反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组叶肉细胞中C5的含量要______（填“高”、“低”或“相同”）。
（3）某同学用菠菜叶片为实验材料探究光照强度对光合作用的影响，实验过程中，用打孔器避开大的叶脉打出若干片小圆叶片，为了避免影响实验结果，对小圆叶片选择时应注意_______________________等状况要相同。该组同学以同一时间段内多组实验装置中小圆形叶片浮起的数量作为观察指标，在实验装置加入的液体中应含有___________（物质）。
（4）在上述实验中发现，将小圆叶片直接放入实验装置中，小圆叶片均未沉底，无法获得所需实验结果，应对小圆叶片进行_____________________________________处理，使小圆叶片全部沉底。
【答案】（1）总叶绿素含量
气孔导度
（2）高
高
（3）形态大小、生理状态
NaHCO3（或CO2）
（4）抽出叶片中细胞与细胞间的气体
【解析】（1）分析表格中的数据可知，沙尘暴的实验组叶绿素含量比对照组低，气孔导度也比对照组低，导致云杉光合作用速率下降。（2）根据题意，若沙尘暴对云杉光合作用中光反应阶段的影响更大，导致光反应产生的还原氢和ATP不足，则三碳化合物的还原减弱，三碳化合物的含量升高。若沙尘暴对云杉光合作用中暗反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组二氧化碳的固定减弱，则其叶肉细胞中C5的含量增加。（3）根据实验的单一变量原则，无关变量要相同且适宜，否则会影响实验的效果，所以选择实验材料时应该注意小圆叶片的形态大小、生理状态应该相同。小圆形叶片进行光合作用，产生氧气使得叶片浮起，所以溶液应该可以为小圆形叶片提供光合作用的原料二氧化碳，因此在