高中一 捕获光能的色素和结构课后测评

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5.4  光合作用与能量转化

1．如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是（    ）

A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体

B．c点对应的光照强度代表光饱和点，c点时氧气的产生量=a点对应的值+d点对应的值

C．当植物缺镁时，b点将向右移

D．已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，如图表示该植物处于25℃环境中，则将温度提高到30℃时，a点上移，b点左移，d点下移

【答案】D

【分析】

结合题意分析图图中a点只进行呼吸作用，b表示光合作用的补偿点，此时光合作用等于呼吸作用，c点表示光合作用的饱和点。解答本题关键是利用题中所给条件“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃”，因此由25℃升到30℃的条件下，植物的光合作用强度和呼吸作用强度均改变，再由此判断三点移动方向。

【详解】

A、a点时叶肉细胞只进行呼吸作用，因此叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体，A正确；

B、c点时光照强度增强，光合速率不再增加，此时的光照强度代表光饱和点，c点时氧气的产生量（真光合）=a点对应的值（净光合）+d点对应的值(呼吸)，B正确；

C、b点表示光合速率等于呼吸速率，当植物缺Mg时，光合速率降低，只有增大光照强度才能提高光合速率，等于呼吸速率，即植物缺Mg时，b点将向右移动，C正确；

D、根据题意可知：温度从25℃提高到30℃ 后，光合速率减慢，呼吸速率加快。图中a点代表呼吸速率，由于呼吸速率加快，故a点上移；由于光合速率减慢，呼吸速率加快，而光合速率要等于呼吸速率，只有增大光照强度，因此b点右移； d点表示最大光合速率，由于光合速率减慢，故d点上移，D错误。

故选D。

2．下列关于绿色植物光合作用的叙述，错误的是（　　）

A．光合作用是在有光条件下进行的

B．光合作用的场所是叶绿体

C．光合作用的过程包括光反应阶段和暗反应阶段

D．光合作用的产物是糖类，是在光反应阶段产生的

【答案】D

【分析】

光合作用的实质上是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段，光反应可以为暗反应提供ATP和[H]，光反应必须有光才能进行，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程，暗反应有光无光都可以进行。

【详解】

A、光合作用的光反应必须在有光条件下才能进行，暗反应的进行需要光反应提供ATP和[H]，故光合作用是在有光条件下进行的，A正确；

B、叶绿体是绿色植物光合作用的场所，B正确；

C、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，C正确；

D、光合作用的产物是氧气和糖类，氧气是在光反应阶段产生的，糖类是在暗反应阶段产生的，D错误。

故选D。

3．下图表示植物细胞代谢的过程，有关叙述错误的是（    ）

A．图中②过程O2的释放量小于⑩过程O2的吸收量，若长期如此则该植物体将无法正常存活

B．植物细胞④过程的进行与⑤～⑩过程密切相关，与②过程无直接关系

C．若植物缺Mg则首先会受到显著影响的生理过程是②

D．蓝藻细胞的①②过程发生在类囊体膜上，③发生在叶绿体基质中

【答案】D

【分析】

分析图示，①表示细胞渗透作用吸水，②表示光反应阶段，③表示暗反应阶段，④表示吸收矿质元素离子，⑤表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，⑥⑦表示无氧呼吸的第二阶段，⑧⑨⑩表示有氧呼吸的第二、第三阶段。

【详解】

A、图中②光反应过程O2的释放量小于⑩有氧呼吸过程O2的吸收量，则净光合作用量＜0，该植物体内有机物的量将减少，A正确；

B、植物细胞④吸收矿质元素离子是主动运输过程，需要消耗能量，故与⑤～⑩呼吸作用过程密切相关，与②光反应过程无关，B正确；

C、Mg是合成叶绿素的成分，光反应阶段需要叶绿素吸收光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是②光反应过程，C正确；

D、蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，不具备类囊体膜，其光合作用发生在光合片层上，D错误。

故选D。

4．图甲所示为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用注射器抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的 NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（见图乙），以研究光合作用速率与 NaHCO3 溶液浓度的关系．有关分析正确的是（    ）

A．在 a～b 段，随着 NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小

B．在 b～c 段，单独增加光照、提高温度或提高CO2浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间

C．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用

D．在 c 点以后，因 NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降

【答案】D

【分析】

影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、CO2浓度等，一般光合作用达到饱和点时，自变量将不再成为限制因素。NaHCO3溶液是为光合作用提供二氧化碳的，由图可知，在a～b段随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增强；b～c段，增加NaHCO3溶液浓度，叶圆片上浮的时间基本不变；在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，产生氧气量减少，叶圆片上浮至液面所用的平均时间增加。

【详解】

A、据图分析，在a～b段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增强，释放的氧气量增多，叶圆片上浮至液面所用的平均时间减少，A错误；

B、在b～c段，已经达到二氧化碳饱和点，此时限制光合作用的因素不再是二氧化碳浓度，单独增加CO2浓度，不能缩短叶圆片上浮的时间，但单独增加光照或温度，都可能缩短叶圆片上浮时间，B错误；

C、配制的NaHCO3溶液中不含氧气，随着光合作用的进行释放氧气，所以整个实验过程中叶圆片能进行有氧呼吸，C错误；

D、在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，产生氧气量减少，叶圆片上浮至液面所用的平均时间增加，D正确。

故选D。

5．下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），下列有关叙述正确的是（    ）

A．甲种色素主要是分布在层析结果滤纸条自上而下的中间2条色素带

B．甲乙分别是：叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱

C．甲乙分别是：叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱

D．乙种色素的含量达总色素的3/4

【答案】B

【分析】

1、光合色素的种类：包括叶绿素和类胡萝卜素两类。其中叶绿素占色素总量的3/4，包括叶绿素a (蓝绿色）和叶绿素b (黄绿色），主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素占色素总量的1/4，包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），主要吸收蓝紫光。

  2、色素分离时滤纸条上自上而下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。

【详解】

A、甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱，其分布在层析结果滤纸条自上而下的三、四两条色素带，A错误；

B、C、甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱；乙图的吸收光谱主要在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱，B正确、C错误；

D、乙种色素的含量达总色素的1/4，甲种色素的含量达总色素的3/4，D错误。

故选B。

6．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，错误的是（    ）

A．将5g新鲜菠菜叶剪碎后，放入研钵中，加入碳酸钙、二氧化硅和无水乙醇后加以研磨

B．吸取少量滤液，沿铅笔细线均匀画出一道滤液细线，并连续、快速画2~3次

C．把画好滤液细线的滤纸条插入层析液中，滤液细线不能浸没在层析液中

D．色素在滤纸条上分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同

【答案】B

【分析】

1、将5g菠菜叶需要去掉茎脉，剪碎，然后放入研钵中，加入无水乙醇，石英砂，CaCO3以后，迅速研磨。

2、用毛细管吸少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，待晾干后再重复2-3次。

3、把画好细线的滤纸条不能浸入到层析液中，防止色素溶解于层析液中。

【详解】

A、将5克新鲜菠菜叶剪碎后，放人研钵中，加入碳酸钙（防止研磨过程中色素被破坏）、二氧化硅（使研磨更充分）和无水乙醇（提取色素）后加以研磨，A正确；

B、画滤液细线时，不应连续、迅速画线，而应等滤液干后再画线，B错误；

C、把画好滤液细线的滤纸条插入层析液中，滤液细线不能触及层析液，否则滤液会溶解在层析液中，导致实验失败，C正确；

D、叶绿体中色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，因而各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，D正确。

故选B。

7．生物膜上附着有大量的酶、色素等物质，是细胞代谢重要的场所。下列有关细胞的生物膜系统的叙述，正确的是（　　）

A．叶绿体内膜上附着色素

B．叶绿体内膜面积大于外膜面积

C．细胞间进行信息交流必须依赖细胞膜上的受体

D．内质网膜上附着有能参与肽链的加工和修饰的酶

【答案】D

【分析】

1、细胞的生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜；

2、细胞间信息交流主要有三种方式：

（1）通过体液的作用来完成的间接交流，如胰岛素通过体液运输到靶细胞，并调节靶细胞对葡萄糖的摄取；

（2）相邻细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞，即细胞--细胞，如传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩；

（3）相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息，如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流。

【详解】

A、光和色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；

B、叶绿体内膜面积小于外面面积，B错误；

C、细胞间的信息交流不都必须依赖细胞膜上的受体蛋白，如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流，C错误；

D、内质网膜上附着有能参与肽链的加工和修饰的酶，对合成的蛋白质进行加工和修饰，D正确。

故选D。

8．如图表示某植株在不同光强度下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的相对变化。对植物生理过程分析正确的是（ ）

A．光强度为a时，该植株内有机物总量将减少

B．光强度为b时，该植株的光合作用强度是细胞呼吸强度的两倍

C．光强度为c时，叶肉细胞的光合作用强度与细胞呼吸强度相等

D．光强度为d时，叶肉细胞产生ATP的细胞器是细胞质基质、线粒体、叶绿体

【答案】A

【分析】

分析图示可知：图中CO2的释放量代表的是植物呼吸作用产生的CO2量和光合作用利用的CO2量之差，O2的产生总量可表示实际光合速率，据此判断相关问题。

【详解】

A、光强度为a时，只有CO2的释放，且O2的产生总量为0，说明此时植物只进行细胞呼吸消耗有机物，不进行光合作用，故光强度为a时，该植物内有机物总量将减少，A正确；

B、光强度为b时，CO2的释放量等于光合作用产生O2的总量，光合作用速率是3，呼吸作用速率=CO2的释放量+光合作用速率=3+3=6，说明细胞呼吸速率是光合速率的2倍，B错误；

C、光强度为c时，CO2的释放量为0，且O2的产生总量等于a时的CO2的释放量，说明此时植株的光合速率等于细胞呼吸速率，由于植株中存在不能进行光合作用、只进行呼吸作用的细胞，故叶肉细胞的光合速率应大于细胞呼吸速率，C错误；

D、光强度为d时，叶肉细胞既可以进行光合作用，又可以进行细胞呼吸，故叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，细胞质基质不是细胞器，D错误。

故选A。

9．下图中，甲是叶绿体模型图；乙是绿色植物光合作用过程图解，请据图回答：

（1）吸收光能的色素分布在图甲的[____ ]（填序号）_______________的薄膜上。

（2）图乙编号所代表的物质分别是：①____________；⑤_____________。

（3）图乙中B阶段为___________（填写“光”或“暗”）反应阶段，需要A阶段提供的物质是_____________ 和_____________。

（4）夏日的午后，如果气温过高，叶片的部分气孔关闭，导致B阶段[____ ]（填序号） ________的供应减少，有机物的合成也随之减少。

（5）植物在正常进行光合作用过程中，突然停止了光照，那么C3会__________（填写“增多”或“减少”。）

【答案】

（1）    ③    类囊体   

（2）    O2    （CH2O）   

（3）    暗    [H]    ATP   

（4）    ④    CO2   

（5）增多

【分析】

分析题图：甲是叶绿体，①是叶绿体外膜，②是叶绿体基质，③是叶绿体类囊体薄膜；乙是光合作用图解，①是O2，②是[H]，③是ATP，④是CO2，⑤是（CH2O），A是光反应阶段，B是暗反应阶段。

（1）

吸收光能的色素分布在甲图的③类囊体薄膜上。

（2）

图乙是光合作用的过程，其中①表示O2，⑤表示（CH2O）。

（3）

图乙中A是光反应阶段，B是暗反应阶段，光反应阶段可以为暗反应阶段提供[H]和ATP。

（4）

气温过高，叶片的部分气孔关闭，导致暗反应CO2供应减少，有机物合成减少。

（5）

若将正常进行光合作用的植物突然停止光照，导致光反应立即停止，产生的[H]和ATP减少，暗反应过程中C3的还原减弱，而CO2固定仍在进行，因此植物叶肉细胞内C3含量会增加。

【点睛】

本题考查叶绿体的结构和光合作用的过程，要求学生掌握光合作用的过程及其发生的场所，理解环境条件骤变时，细胞内各种化合物含量的变化，把握光反应和暗反应的过程及二者之间的关系。

10．呼吸商（RQ）指单位时间内生物进行呼吸作用释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值。根据呼吸商可以测定生物的呼吸方式；在氧气充足时，根据呼吸商还可以推断呼吸消耗的物质是糖类、脂肪还是蛋白质等。下图表示在适宜的条件下，测定呼吸商的装置（透明），实验材料及装置均已消毒，左侧为实验材料，右侧小烧杯放置一定的实验药品。回答下列问题：

（1）以小麦种子为实验材料，萌发时假设呼吸底物全部是葡萄糖，测得装置1中液滴左移100个单位，装置2中液滴右移20个单位，其呼吸商为____。

（2）如果把实验材料换成蓖麻种子，已知蓖麻种子的胚乳呈白色，脂肪含量为种子的70%。测得1中液滴左移100个单位，装置2中液滴____移27个单位，其呼吸商为__________。

（3）远红CO2检测仪的出现方便了CO2的检测工作。某校研究小组在外界光照强度与温度适宜的基础上把装置2中的实验材料换为长状况良好的盆栽油菜植株。下列甲图曲线表示该小组一昼夜CO2浓度的变化。

Ⅰ．甲图中，油菜植株的光合作用强度大于细胞呼吸强度的时间段为__________________。

Ⅱ．曲线BC段比AB段上升缓慢的原因为_____________。

Ⅲ．油菜植株一昼夜有机物总量_______（“增加”、“不变”、“减小” ）。

【答案】

（1）1．2

（2）    左    0．73   

（3）    6点至18点之间    细胞呼吸减弱    增加   

【分析】

解题的关键是会分析有氧无氧呼吸的气体变化。NaOH的作用是吸收二氧化碳气体。装置1测得是种子呼吸作用吸收氧气的体积，如发现发现甲装置中墨滴右移，装置2测的是种子吸收氧气和释放二氧化碳的差值，装置2中墨滴不动，说明只进行无氧呼吸。呼吸商（RQ）指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值（RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积）。

图AB段装置2内二氧化碳浓度升高，植物只进行呼吸作用或者呼吸速率大于光合速率；BH段装置2内二氧化碳浓度下降，植物光合速率大于呼吸速率；HI段装置2内二氧化碳浓度升高，植物呼吸速率大于光合速率。

（1）

萌发时假设呼吸底物全部是葡萄糖，测得装置1中液滴左移100个单位，说明有氧呼吸消耗的氧气量为100个单位，产生的二氧化碳量为100个单位，装置2中液滴右移20个单位，说明无氧呼吸产生的二氧化碳量为20个单位，因此呼吸商为（100+20）÷100=1.2，则小麦种子在萌发过程中的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸。

（2）

如果把实验材料换成蓖麻种子，测得1中液滴左移100个单位，说明有氧呼吸消耗的氧气量为100个单位，脂肪含量为种子的70%，脂肪有氧呼吸消耗的氧气会大于有氧呼吸和无氧呼吸产生的二氧化碳，装置中气压会减小，故装置2液滴向左移27个单位。左移27个单位是氧气消耗量与有氧呼吸和无氧呼吸产生的二氧化碳量的差值，故有氧呼吸和无氧呼吸产生的二氧化碳量为100-27=73个单位。因此其呼吸商为73÷100=0.73。

（3）

Ⅰ．甲图中，油菜植株的光合作用强度大于细胞呼吸强度，装置内的二氧化碳浓度会降低，故时间段为6点至18点之间。

Ⅱ．BC段较AB段二氧化碳浓度增加减慢，是因为凌晨低温使植物呼吸作用减弱，释放二氧化碳量减少，即曲线BC段比AB段上升缓慢的原因为细胞呼吸减弱。

Ⅲ．A点的二氧化碳浓度高于终点，装置内的二氧化碳含量最终减少了，说明该植物一昼夜后有机物的总量将增加。

【点睛】

本题考查了呼吸作用的相关实验，要求学生理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。实验设计最关键的就是把握实验设计的两大原则单一变量原则和对照性原则，保证实验的结果是由单一因素引起的。