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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第9讲能量之源——光与光合作用[基础达标]1．下列关于叶绿体中色素提取的叙述，错误的是()A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B．加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分解析：选C。叶绿体中的四种色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，它们都溶于无水乙醇，C项错误。2．(2020·湖北重点中学一调)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：选A。叶绿体中色素的作用是吸收、传递和转换光能，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；秋天有些植物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。3．利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如下图所示)。当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确的位置应为()解析：选B。在层析液中四种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。4．(2020·安徽合肥四校联考)下图为叶绿体结构与功能的示意图，A、B、C、D表示叶绿体的结构，①②③④⑤表示有关物质。下列叙述中不正确的是()2A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B．若突然停止光照，C3的含量会升高C．CO2进入叶绿体后，不能直接被固定形成⑤D．参与光合作用的色素位于图中的A部分解析：选A。CO2的固定不消耗ATP，C3还原时，ATP中的化学能转变为(CH2O)中的化学能，A错误；若突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，而CO2被C5固定形成C3的过程暂时不变，故短时间内C5的含量会降低，C3的含量会升高，B正确；CO2进入叶绿体后，在特定酶的作用下，与C5结合，固定形成④(C3)，C3被还原形成⑤(糖类)，C正确；参与光合作用的色素位于图中的A，即叶绿体的类囊体薄膜上，D正确。5．(2020·青岛质检)下图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中①②表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是()A．过程①表示光反应，过程②的场所是叶绿体基质B．物质A表示O2，物质B表示CO2C．过程②能将活跃的化学能转变成稳定的化学能D．过程②的两个阶段都需要消耗过程①产生的[H]和ATP解析：选D。由题图可知，过程①②分别表示光反应和暗反应，反应场所分别是叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质。物质A、B分别表示O2和CO2。光反应能将光能转变成活跃的化学能储存在ATP中，暗反应能将活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在葡萄糖中。过程②包括CO2的固定和C3的还原两个阶段，其中CO2的固定不需要消耗①过程产生的[H]和ATP。6．(2020·辽宁八校高三期中联考)以下关于叶绿体和光合作用的几个实验，得不到相应实验结果的是()A．将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5h，加碘液处理后溶液呈蓝色B．在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶片，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色C．将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域3D．将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在解析：选A。叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反应，也不能产生淀粉，A错误；光合作用产生淀粉，观察时需对叶片进行脱色处理，B正确；叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，导致连续光谱相应区域变暗，C正确；CO2是光合作用的原料，14CO2中的14C可转移到淀粉中，故产物中可检测到14C，D正确。7．(2020·河北衡水中学调研)下图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素改变的变化情况，下列对这一环境因素改变的分析正确的是()A．突然停止光照B．突然增加CO2浓度C．降低环境温度D．增加光照强度解析：选D。突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将增加、C5的相对含量将减少，A错误；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成C3的量增加，消耗的C5量增加，C3还原速率不变，植物细胞内C3相对含量增加、C5相对含量减少，B错误；降低环境温度，CO2固定速率和C3还原速率均下降，C5的相对含量不会大幅度地增加，C错误；增加光照强度，光反应产生的[H]和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正确。8．(2020·江西五市八校一模)在条件适宜的情况下，用自然光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与自然光相同的绿色光照射，在照射瞬间叶绿体中的物质所发生的变化错误的是()A．ATP含量下降B．C3的含量上升C．合成C5的速率加快D．NADPH的含量下降解析：选C。叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光，若由自然光突然改用光照强度与自然光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的NADPH和ATP减少，A、D正确；由于NADPH和ATP含量下降，导致C3被还原为C5的速率减慢，而短时间内暗反应中CO2的固定仍在消耗C5，生成C3，故短时间内C3的含量会上升，合成C5的速率减慢，B正确，C错误。9．下图表示玉米光合作用利用CO2合成(CH2O)的过程，玉米叶肉细胞通过“CO2泵”内的一些化学反应，将空气中的CO2泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，以保证(CH2O)的合成顺利进行。回答下列问题：4(1)图中过程②是________，物质A是________，过程②的进行还需要____________等物质参与，原因是____________________________________________________________。(2)如果在玉米叶肉细胞中注入某种促进剂使“CO2泵”的活性升高，则在短时间内，维管束鞘细胞中C5的含量________。(3)研究发现晴朗的夏季中午光照增强，温度过高，叶片气孔开度下降，作为光合作用原料之一的________减少，而此时玉米光合速率基本不受影响，其原因是玉米_____________。答案：(1)C3的还原C3ATP和[H][H]作为还原剂还原C3，ATP提供能量(2)降低(3)CO2有CO2泵，其能维持维管束鞘细胞内有较高浓度的CO210．(2020·四川广安模拟)植物细胞中的叶绿体在光照条件下可以消耗一定量的O2，这属于植物细胞光呼吸的重要环节。下图表示光合作用和光呼吸的部分过程，请回答下列问题：(1)过程①发生在____________中，并且需要光反应提供________________。在黑暗条件下C3不能被还原再生成______，使光呼吸因缺乏底物而不能进行。(2)研究发现，催化过程②和③的是同一种酶，CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点。因此，当细胞中O2浓度升高时，过程②会受到________。(3)在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是______________________。(4)从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是_____________________。解析：(1)过程①需要光反应提供ATP和[H]，发生在叶绿体基质中，在黑暗条件下C3不能被还原再生成C5，使光呼吸因缺乏底物而不能进行。(2)催化过程②和③的是同一种酶，CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点，当细胞中O2浓度升高时，O2会与CO2争夺C5，过程②会受到抑制。(3)在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是光呼吸可消耗过剩的能量(或ATP和[H])。(4)从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是光呼吸消耗ATP，而有氧呼吸产生ATP。答案：(1)叶绿体基质ATP和[H](二者缺一不可)C5(2)抑制(3)光呼吸可消耗过5剩的能量(或ATP和[H])(4)光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP11．下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题：(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是________、________，要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是______________________________，光反应中产生的O2扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过________层生物膜。(2)图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是________，C点和D点相比，叶绿体中[H]的含量________(填“较低”“相等”或“较高”)。(3)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3。请据此回答：①该实验的目的是_________________________________________________。②从图解分析，b点比a点细胞内的C5含量______________________，bc段曲线平缓的限制因素可能是________，而c点以后曲线上行，其原因应该是_____________________。解析：(1)光合作用分光反应和暗反应两个阶段，光反应为暗反应提供了[H]和ATP。要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可通过不提供CO2或增强光照等方法。叶绿体和线粒体均含2层生物膜，所以至少要经过4层。(2)影响光合作用的外界因素主要是CO2浓度和光照强度，在D点CO2浓度已达到饱和点，故制约因素主要为光照强度；D点比C点CO2浓度高，消耗的[H]更多，它们在同样光照下[H]来源一样，故C点[H]含量高。(3)NaHCO3的作用是提供CO2，所以实验目的中自变量写成CO2浓度，因变量写成光合作用速率。b点比a点NaHCO3浓度大(即CO2浓度高)，C5消耗多，而光照强度相同，故b点比a点C5含量低。bc段时由于光照强度的限制，曲线较平缓，而c点以后NaHCO3浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢，光合作用减弱致使曲线上行。答案：(1)CO2[H]和ATP不提供CO2或增强光照(回答一个方面即可)4(2)光照强度较高(3)①探究CO2浓度对光合作用速率的影响②低光照强度NaHCO3浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢6[素养提升]12．(2020·黑龙江大庆实验中学期末)为研究光反应中ATP产生的原理，有科学家进行如下实验：将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的pH下降为4；然后把悬浮液的pH迅速上升为8，此时类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP，对实验条件和结论分析正确的是(