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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第3讲能量之源——光与光合作用一、选择题1．(2019·湖北部分重点中学调研)下列有关叶绿体中色素的说法，正确的是()A．色素的作用是吸收、传递和转换光能B．叶绿体的膜结构上都有色素分布C．在“绿叶中色素的提取和分离”实验中可用无水乙醇作为层析液D．秋天有些植物叶片变黄是因为叶绿素转化为类胡萝卜素解析：叶绿体中色素的作用是吸收、传递和转换光能，为光合作用提供能量来源，A正确；叶绿体的外膜和内膜上没有色素分布，叶绿体中的色素存在于类囊体薄膜上，B错误；叶绿体中的各种色素在无水乙醇中的溶解度都很大，故无水乙醇只能作为绿叶中色素的提取液，不能作为绿叶中色素分离的层析液，层析液是用石油醚、丙酮和苯按一定比例混合而成的，不同色素在其中的溶解度不同，C错误；秋天叶片变黄是因为低温条件下叶绿素分子易被破坏，叶片可显示出类胡萝卜素的颜色，D错误。答案：A2．光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是()A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3值减少B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP值增加C．突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5值减少D．突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP值减少解析：突然中断CO2供应会导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，A错误；突然中断CO2供应会使C3含量减少，进而使ATP和[H]含量增多，所以ATP/ADP值增加，B正确；将红光改变为绿光后，光能利用率降低，使ATP和[H]含量减少，进而使C3含量增多、C5含量减少，C错误；将绿光改变为红光后，光能利用率提高，使ATP和[H]含量增加，ATP/ADP值增加，D错误。答案：B3．(2019·安徽合肥质检)实验发现将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍然可以在光下利用二氧化碳生产有机物、放出氧气。以下分析正确的是()A．光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体内膜和基质中B．叶绿体内膜具有选择透过性，外膜是全透的，起保护作用C．光合作用必须在叶绿体中才能进行D．叶绿素被破坏则不能进行光合作用解析：与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中，色素仅分布在类囊体薄膜上，2A错误；叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性，B错误；蓝藻没有叶绿体，也能进行光合作用，C错误；叶绿素在光反应中吸收和转化光能，叶绿素被破坏，则不能进行光合作用，D正确。答案：D4．用足量的14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞长时间在较强光照下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗中。下列关于叶肉细胞中含放射性三碳化合物(C3)的浓度的推测正确的是()A．光照中含放射性的C3的浓度持续上升，黑暗中含放射性的C3的浓度持续下降B．光照中含放射性的C3的浓度先上升后下降，黑暗中含放射性的C3的浓度持续上升C．光照中含放射性的C3的浓度先上升后保持稳定，黑暗中含放射性的C3的浓度持续上升D．光照中和黑暗中含放射性的C3的浓度的变化均是先上升后保持稳定解析：在较强光照下，当叶肉细胞开始利用14CO2进行固定时，产生的含放射性的三碳化合物的浓度将上升，由于暗反应循环进行，最终含放射性的三碳化合物的含量将保持稳定。黑暗环境下，由于光反应停止，含放射性的三碳化合物积累，其含量持续上升，但最终达到某个值后将维持稳定。答案：D5．取某植物生长旺盛的绿叶，用打孔器打出许多叶圆片，再用气泵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NaHCO3溶液的烧杯中，给予一定的光照，记录每个烧杯中叶圆片上浮至液面所用的平均时间。下列说法错误的是()A．本实验是研究CO2浓度对光合作用强度的影响B．叶片必须先在暗处放置几小时，消耗叶片中的淀粉C．叶肉细胞产生的O2从叶绿体扩散到线粒体和细胞外D．一定范围内增强光照强度，可以缩短叶圆片上浮的平均时间解析：该实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，可以为光合作用提供CO2，所以该实验是研究CO2浓度与光合作用强度的关系，A正确；该实验的因变量是光合作用产生的氧气量，并不是淀粉的含量，所以实验前不需要消耗掉叶片中的淀粉，B错误；叶肉细胞光合作用产生的氧气首先提供给发生有氧呼吸的线粒体，再扩散到细胞外，C正确；一定范围内增强光照强度，则光合作用产生的氧气增多，可以缩短叶圆片上浮的平均时间，D正确。答案：B6．能源问题是当前社会面临的最为紧迫的问题之一，而氢气则是最洁净的高效能源之一，H2可由2个H＋生成，光合作用的光反应可产生H＋，目前部分生物学家正致力于从光合作用中得到用于合成H2的H＋的研究，并取得了一定的进展。下列有关说法错误的是()A．水光解产生的H＋被NADP＋接受，生成了NADPHB．在叶绿体中ATP和NADPH的转移途径是从类囊体薄膜到叶绿体基质3C．根据光合作用释放的氧气量，可以计算出光合作用有机物的积累量D．停止光照，暗反应很快会停止，停止供应CO2，则光反应不受影响解析：选项A正确，ATP和NADPH是光反应的产物；选项B正确，ATP和NADPH形成于类囊体薄膜，然后转移至叶绿体基质参与暗反应；选项C正确，光合作用每释放6mol氧气，会积累1mol葡萄糖，因此可根据光合作用释放氧气的量计算光合作用有机物的积累量；选项D不正确，停止供应CO2，暗反应停止，光反应产生的ATP和NADPH积累，进而光反应受到抑制。答案：D7．已知某植物细胞呼吸和光合作用的最适温度分别为30℃和25℃，如图表示25℃时光合作用与光照强度的关系。若温度升到30℃，理论上图中相应点a、b、d移动方向分别为()A．上移、左移、上移B．上移、左移、下移C．下移、右移、下移D．上移、右移、上移解析：题图中a点代表呼吸强度，温度提高到30℃，呼吸作用增强，a点下移；b点光合强度等于呼吸强度，当温度升到30℃，光合作用减弱，呼吸作用增强，b点右移；光合作用减弱，吸收的二氧化碳减少，d点下移，故选C。答案：C8．(2019·湖北黄冈质检)将大豆幼苗放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用和呼吸作用的影响，各组其他实验条件相同且适宜，实验以CO2的吸收量与释放量为指标，实验结果如表所示：温度(℃)5101520253035光照下CO2吸收量(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中CO2释放量(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50下面对该表数据分析有错误的是()A．每天光照24小时，在25℃时幼苗生长最快B．每天光照24小时，在35℃时幼苗不能生长4C．每天光照12小时，20℃时幼苗积累的有机物最多D．每天光照12小时，30℃时积累的有机物与5℃时的相等解析：表中“黑暗中CO2释放量”代表呼吸速率，“光照下CO2吸收量”代表净光合速率。判断每天光照24小时条件下幼苗生长最快的温度，即判断净光合速率最大时对应的温度，A正确；35℃时净光合速率大于0，所以每天光照24小时幼苗可以生长，B错误；每天光照12小时、黑暗12小时，幼苗积累有机物的量＝12×净光合速率－12×呼吸速率＝12×(净光合速率－呼吸速率)，20℃时净光合速率与呼吸速率的差值最大，幼苗积累的有机物最多，C正确；每天光照12小时，30℃时积累的有机物(用CO2吸收量表示)为12h×3.5mg/h－12h×3.0mg/h＝6mg,5℃时积累的有机物(用CO2吸收量表示)为12h×1.0mg/h－12h×0.5mg/h＝6mg，两者相等，D正确。答案：B二、非选择题9．如图为叶绿体的结构和功能示意图，请回答：(1)光合作用光反应产生的________，可以被暗反应所利用；在光照条件下，ATP的移动方向是__________________________________________(用图中字母和箭头表示)。(2)若暗反应会被抑制，可能的外部影响因素是_____________________、________________________。(3)在电子显微镜下观察，可见到叶绿体基质中含量最多的物质是________颗粒。(4)暗反应通过__________________________来影响光反应，从而影响光合作用速率。解析：(1)光合作用光反应的产物有ATP、[H]和氧气，其中ATP、[H]参与暗反应中C3的还原。图中A表示类囊体，B表示叶绿体基质，ATP在类囊体薄膜上产生后转移到基质中被利用。(2)暗反应需要二氧化碳的参与，暗反应也需要多种酶的参与，酶的活性受温度的影响，因此，可影响暗反应的外部因素有二氧化碳浓度、温度等。(3)在叶绿体基质中合成的葡萄糖会进一步转化为淀粉，淀粉以淀粉颗粒的形式存在。(4)ATP在暗反应中被利用后形成的ADP和Pi是光反应合成ATP的原料。答案：(1)[H]和ATPA→B(2)二氧化碳供应不足温度过高或过低(3)淀粉(4)提供ADP、Pi10．图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。请根据图分析回答：5(1)图1中A表示的物质是________，它由________产生，其作用主要是____________________________________________________________。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自________________。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。(3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是__________________________________________________。(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是________________________________。解析：(1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。(3)、(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。答案：(1)[H]水在光下分解用于C3的还原(2)太阳光能(CH2O)(3)C3光照停止，光反应停止，CO2与C5结合形成C3，而C3的还原减弱直至停止(4)C5光照停止，光反应停止，C5与CO2结合形成C3，而C3的还原减弱，C5的生成减少11．将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是________，捕获光能的色素中含量最多的是________。6(2)CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供________。(3)光照强度低于8×102μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是________；光照强度为10×102～14×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是_____________________。(4)分析图中信息，PEPC酶所起的作用是________________________；转基因水稻更适宜栽种在________环境中。解析：(1)叶肉细胞中进行光合作用的场所是叶绿体；叶绿体中的四种色素都能捕获光能，其中叶绿素a的含量最多。(2)