2019版高考生物一輪復習 第三單元 光合作用與細胞呼吸 第三講 能量之源——光與光合作用練習 蘇教版.doc

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第三講 能量之源——光與光合作用 [課時作業(yè)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　單獨成冊 一、選擇題 1．歷經一個多世紀，經過許多科學家的實驗，才逐漸發(fā)現光合作用的場所、條件、原料和產物，在下面幾個著名實驗中，相關敘述不正確的是(　　) A．普利斯特利的實驗證明了植物可以更新空氣 B．薩克斯的實驗也可證明光是光合作用的必要條件 C．恩格爾曼的實驗定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量 D．魯賓和卡門的實驗中，用18O分別標記H2O和CO2，證明了光合作用產生的氧氣來自于H2O而不是CO2 解析：普利斯特利的實驗證明了植物可以更新空氣，A正確；薩克斯的實驗的單一變量為是否光照，曝光的一半葉片為對照組，遮光的一半葉片是實驗組，也可證明光是光合作用的必要條件，B正確；恩格爾曼的實驗發(fā)現光合作用的場所是葉綠體，產物有氧氣，并未定量分析，C錯誤；魯賓和卡門采用同位素標記法用18O分別標記H2O和CO2，證明了光合作用產生的氧氣來自于H2O而不是CO2，D正確。 答案：C 2．能源問題是當前社會面臨的最為緊迫的問題之一，而氫氣則是最潔凈的高效能源之一，H2可由2個H＋生成，光合作用的光反應可產生H＋，目前部分生物學家正致力于從光合作用中得到用于合成H2的H＋的研究，并取得了一定的進展。下列有關說法錯誤的是(　　) A．水光解產生的H＋被NADP＋接受，生成了NADPH B．在葉綠體中ATP和NADPH的轉移途徑是從類囊體薄膜到葉綠體基質 C．根據光合作用釋放的氧氣量，可以計算出光合作用有機物的積累量 D．停止光照，暗反應很快會停止，停止供應CO2，則光反應不受影響 解析：選項A正確，ATP和NADPH是光反應的產物；選項B正確，ATP和NADPH形成于類囊體薄膜，然后轉移至葉綠體基質參與暗反應；選項C正確，光合作用每釋放6 mol氧氣，會積累1 mol葡萄糖，因此可根據光合作用釋放氧氣的量計算光合作用有機物的積累量；選項D不正確，停止供應CO2，暗反應停止，光反應產生的ATP和NADPH積累，進而光反應受到抑制。 答案：D 3.如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是(　　) A．CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3中的化學能 B．CO2可直接被[H]還原，再經過一系列的變化形成糖類 C．被還原的C3在有關酶的催化作用下，可再形成C5 D．光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會升高 解析：CO2的固定實質是CO2與C5結合生成C3，該過程在酶的催化作用下完成，不需要消耗ATP，故A項錯誤；CO2不可直接被[H]還原，而是C3被[H]還原，故B項錯誤；被還原的C3在有關酶的催化作用下，可再形成C5，維持C5含量的相對穩(wěn)定，故C項正確；光照強度減弱，光反應減弱，光反應形成的[H]和ATP減少，這樣C3被還原生成的(CH2O)和C5減少，而在短時間內，之前已經生成的C5仍然會與CO2合成C3(速率不變)，故C5含量會減少，故D項錯誤。 答案：C 4．給予從葉綠體分離出的類囊體膜光照，發(fā)現能使草酸鐵的Fe3＋還原為Fe2＋，并有氧氣釋放。此實驗證明(　　) A．光合作用在類囊體上進行 B．光合作用的產物O2來自H2O，而不是CO2 C．類囊體吸收光能后，產生O2和還原性物質 D．類囊體上的光反應能產生O2，而暗反應使Fe3＋被還原 解析：由題干可知，類囊體吸收光能后，可以產生O2和具有還原性的物質，故選C。 答案：C 5．實驗發(fā)現將葉綠體從葉肉細胞中分離出來，破壞其外膜，仍然可以在光下利用二氧化碳生產有機物、放出氧氣。以下分析正確的是(　　) A．光合作用所需的酶和色素主要位于葉綠體內膜和基質中 B．葉綠體內膜具有選擇透過性，外膜是全透的，起保護作用 C．光合作用必須在葉綠體中才能進行 D．葉綠素被破壞則不能進行光合作用 解析：與光合作用有關的酶分布在類囊體薄膜和葉綠體基質中，色素僅分布在類囊體薄膜上，A錯誤；葉綠體內膜和外膜都具有選擇透過性，B錯誤；藍藻沒有葉綠體，也能進行光合作用，C錯誤；葉綠素在光反應中吸收和轉化光能，葉綠素被破壞，則不能進行光合作用，D正確。 答案：D 6．取某植物生長旺盛的綠葉，用打孔器打出許多葉圓片，再用氣泵抽出葉圓片中的氣體直至葉圓片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉至含有不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，給予一定的光照，記錄每個燒杯中葉圓片上浮至液面所用的平均時間。下列說法錯誤的是(　　) A．本實驗是研究CO2濃度對光合作用強度的影響 B．葉片必須先在暗處放置幾小時，消耗葉片中的淀粉 C．葉肉細胞產生的O2從葉綠體擴散到線粒體和細胞外 D．一定范圍內增強光照強度，可以縮短葉圓片上浮的平均時間 解析：該實驗的自變量是不同濃度的NaHCO3溶液，可以為光合作用提供CO2，所以該實驗是研究CO2濃度與光合作用強度的關系，A正確；該實驗的因變量是光合作用產生的氧氣量，并不是淀粉的含量，所以實驗前不需要消耗掉葉片中的淀粉，B錯誤；葉肉細胞光合作用產生的氧氣首先提供給發(fā)生有氧呼吸的線粒體，再擴散到細胞外，C正確；一定范圍內增強光照強度，則光合作用產生的氧氣增多，可以縮短葉圓片上浮的平均時間，D正確。 答案：B 7．進行正常光合作用的葉片，如果葉綠體中[H]的含量相對穩(wěn)定，在a點時突然降低CO2的供應量，能表示葉綠體中[H]含量變化的曲線是(　　) 解析：在a點突然降低CO2的供應量時，由C5與之結合生成的C3含量減少，從而消耗[H]和ATP的量也減少，使[H]含量短時間內增加，最后趨于穩(wěn)定。 答案：B 8.如圖表示某種植物的葉肉細胞中的甲、乙兩種細胞器及在這兩種細胞器中所進行的生理活動之間的關系。下列說法正確的是(　　) A．甲產生的ATP可以被乙利用，乙產生的ATP也可以被甲利用 B．該葉肉細胞光合速率大于呼吸速率 C．乙產生的CO2被甲利用至少要經過8層磷脂雙分子層 D．改變光照強度一定會改變甲細胞器中生理活動的強度 解析：由圖可知，甲、乙兩種細胞器分別為葉綠體和線粒體。葉綠體產生的ATP只能在暗反應中被利用，線粒體產生的ATP不能被葉綠體利用，A錯誤；圖中線粒體產生的CO2全部進入葉綠體，葉綠體又從外界吸收CO2，說明該葉肉細胞光合作用速率大于呼吸速率，B正確；線粒體產生的CO2進入葉綠體，需要經過2層線粒體膜和2層葉綠體膜，共4層磷脂雙分子層，C錯誤；若圖中狀態(tài)為達到光飽和點時的光照強度(光合作用強度達到最大值時所需要的最小光照強度)，此時增大光照強度，光合作用強度不變，但降低光照強度，會導致光合作用強度降低，所以改變光照強度不一定會改變甲細胞器中生理活動的強度，D錯誤。 答案：B 9．如圖表示某生物膜結構及其發(fā)生的部分生理過程，下列敘述正確的是(　　) A．圖示膜結構為葉綠體內膜 B．A側為葉綠體基質，其中含有少量DNA C．甲表示色素，在層析液中溶解度最高的是葉綠素a D．圖示過程為光反應，該過程不需酶的催化 解析：因圖示過程需要光照，故該過程為光反應，場所為類囊體薄膜，A項錯誤。光反應生成的ATP進入葉綠體基質參與暗反應，故A側為葉綠體基質，葉綠體基質中含有少量DNA，B項正確。在層析液中溶解度最大的色素是胡蘿卜素，C項錯誤。光反應過程需要酶的參與，D項錯誤。 答案：B 10.(2018廣西桂林檢測)用14CO2“飼喂”葉肉細胞，讓葉肉細胞在光照條件下進行光合作用。一段時間后，關閉光源，將葉肉細胞置于黑暗環(huán)境中，含放射性的三碳化合物濃度的變化情況如圖所示，下列相關敘述錯誤的是(　　) A．葉肉細胞利用14CO2的場所是葉綠體基質 B．Oa段葉肉細胞中五碳化合物濃度有所下降 C．ab段含放射性的三碳化合物濃度不變的原因是14CO2消耗殆盡 D．b點后曲線上升是因為黑暗條件下，葉肉細胞不能進行光反應，不能為暗反應提供[H]和ATP等物質 解析：葉肉細胞中利用14CO2的場所是葉綠體基質，A正確；從題圖分析，Oa段含放射性的三碳化合物濃度持續(xù)上升，說明消耗的五碳化合物越來越多，因此五碳化合物的濃度有所下降，B正確；ab段含放射性的三碳化合物濃度不變的原因是三碳化合物生成的量與被還原的量基本相等，C錯誤；黑暗條件下葉肉細胞不能進行光反應，不能為暗反應提供[H]和ATP等物質，導致含放射性的三碳化合物還原受阻，濃度上升，D正確。 答案：C 二、非選擇題 11．圖1表示光合作用部分過程的圖解，圖2表示改變光照后與光合作用有關的五碳化合物和三碳化合物在細胞內的變化曲線。請根據圖分析回答： (1)圖1中A表示的物質是________，它由________產生，其作用主要是_______________。 (2)圖1中ATP形成所需的能量最終來自于________________。若用放射性同位素標記14CO2，則14C最終進入的物質是________。 (3)圖2中曲線a表示的化合物是________，在無光照時，其含量迅速上升的原因是____________________________。 (4)曲線b表示的化合物是________，在無光照時，其含量下降的原因是______________。 解析：(1)光反應為暗反應提供的物質是[H]和ATP，由此可確定A是[H]，[H]是由水光解后經一系列過程產生的，其作用主要是用于C3的還原。 (2)光反應中，光能轉換為活躍的化學能儲存于ATP等化合物中，14CO2的同化途徑為14CO2→14C3→(14CH2O)。 (3)、(4)題干中已說明曲線a、b表示C3和C5的含量變化，光照停止后，光反應停止，[H]和ATP下降，C3的還原減弱直至停止，而CO2的固定仍將進行，因此C3含量相對升高，C5含量相對下降，即a表示C3，b表示C5。 答案：(1)[H]　水在光下分解　用于C3的還原　(2)太陽光能　(CH2O)　(3)C3　光照停止，光反應停止，CO2與C5結合形成C3而C3的還原減弱直至停止　(4)C5　光照停止，光反應停止，C5與CO2結合形成C3而C3的還原減弱，C5的生成減少 12．生物興趣小組在夏季某晴朗的一天對一密閉蔬菜大棚中的某種氣體的含量進行了24小時的檢測，結果如圖1。圖2是表示葉肉細胞內兩種細胞器間的氣體關系的圖解。請回答下列問題： 　 (1)圖1中所測氣體為________。該大棚內的蔬菜經過一晝夜后是否積累有機物？________(填“是”或“否”)。 (2)與它們各自的前一階段相比，EC段和DB段葉肉細胞內的C3含量的變化趨勢分別是________、________。 (3)對應圖1中的B點時，圖2中應該進行的氣體轉移途徑有________，而對應圖1中的DB段，圖2中應該進行的氣體轉移途徑有________(以上均用圖中字母表示)。 (4)如圖2所示，在氧氣不足條件下，線粒體內丙酮酸氧化分解的速率將會________。適宜光照條件下，光反應產生的并能夠為暗反應所利用的能源物質是____________，該植物細胞把暗反應產物轉變成丙酮酸的場所是________。 (5)大棚蔬菜一天中有機物積累量最大是在圖1中的________點(用圖中字母表示)，若要進一步提高大棚蔬菜的產量，可采取的措施是夜間________。 解析：(1)5～7 h，剛開始可能沒有光照，后來光照較弱，蔬菜剛開始可能只進行有氧呼吸，后來有氧呼吸強度大于光合作用強度，該時間段圖中氣體濃度減小，說明該氣體為氧氣。圖1顯示，F點的氧氣濃度大于A點的氧氣濃度，說明經過一晝夜后大棚內氧氣濃度增加，因此，植物體內有有機物的積累。(2)在E點之前就開始進行光合作用，E點之前大棚內氧氣濃度低、二氧化碳濃度高，二氧化碳與C5反應生成C3，故C3的含量較高，從E點到C點，氧氣濃度逐漸上升，則二氧化碳濃度逐漸下降，故C3的含量下降；CD段由于氣溫高，氣孔關閉，葉肉細胞中二氧化碳濃度低，則此時C3的含量也較低，從D點到B點氣孔逐漸開放，葉肉細胞中二氧化碳濃度升高，則C3的含量也增加。(3)圖1中B點表示光合作用強度等于呼吸作用強度，圖2中應該進行的氣體交換途徑有c和d。圖1中DB段表示光合作用強度大于呼吸作用強度，圖2中進行的氣體交換途徑有acde。(4)在氧氣不足時，[H]與氧氣反應生成水的速度減慢，則[H]會積累，從而造成線粒體內丙酮酸分解形成[H]的速度減慢。光反應中產生的ATP和[H](NADPH)在暗反應中被利用，ATP主要為暗反應提供能量。暗反應的產物為葡萄糖，葡萄糖轉變成丙酮酸的場所是細胞質基質。(5)圖1中從E點到B點光合作用強度都大于呼吸作用強度，這段時間內植物體內的有機物一直在積累，B點之后光合作用強度小于呼吸作用強度，因此，一天之內在B點時植物體內積累的有機物量最多。在夜間適當降低溫度，能夠減少呼吸作用消耗有機物的量，有利于提高大棚蔬菜的產量。 答案：(1)氧氣　是　(2)減少　增加　(3)cd　acde　(4)減慢　ATP(或ATP和NADPH)　細胞質基質　(5)B　適當降低溫度 13．某科研小組開展不同濃度的乙酸二乙氨基乙醇酯(DA6)對離體葉綠體的光合作用影響的實驗，實驗結果如下表。請據表回答下列問題： 葉綠素含量(mg/g) ATP合成酶活性(μmol/mgmin) Rubisco酶活性(μmol/mgmin) 葉綠體的氧氣釋放速率(μmol/m2s) 0 mg/L的DA6 1.6 18 1.99 14.3 10 mg/L的DA6 1.9 24 2.45 19.5 20 mg/L的DA6 2.4 32 2.30 19.6 40 mg/L的DA6 1.2 14 1.67 11.2 注：ATP合成酶和Rubisco酶分布在葉綠體中，其中Rubisco酶是催化CO2固定的關鍵酶。 (1) ATP合成酶活性大小影響光合作用的________階段，葉綠體中ATP的移動方向是________，Rubisco酶發(fā)揮作用的場所是________。 (2)當DA6濃度由10 mg/L增大到20 mg/L后，葉綠素的含量________(填“增加”或“減少”)，有機物的合成速率________。 (3)40 mg/L的DA6對葉綠體光合作用速率起________(填“促進”或“抑制”)作用，你的推斷理由是_______________________________。 解析：(1)光反應階段合成ATP，ATP合成酶的活性大小影響光反應階段，ATP從類囊體薄膜(ATP的合成場所)移動到葉綠體基質(消耗ATP的場所)，Rubisco酶在二氧化碳的固定場所葉綠體基質中發(fā)揮作用。(2)從表格可知，DA6濃度由10 mg/L增大到20 mg/L時葉綠素含量增加，葉綠體的氧氣釋放速率(即有機物合成速率)基本不變。(3)由表格知，40 mg/L的DA6條件下離體葉綠體的葉綠素含量、ATP酶活性均比對照組低，導致光反應速率下降；Rubisco酶活性比對照組低，導致暗反應速率下降，故40 mg/L的DA6對葉綠體光合速率起抑制作用。 答案：(1)光反應　從基粒(或類囊體薄膜)到葉綠體基質　葉綠體基質　(2)增加　基本不變　(3)抑制　此濃度下離體葉綠體的葉綠素含量、ATP酶活性均比對照組低，導致光反應速率下降；Rubisco酶活性比對照組低，導致暗反應速率下降 14．圖甲中的曲線表示某植物在恒溫35 ℃時CO2的吸收或釋放量與光照強度的關系；圖乙是某同學“探究光照強度對水藻光合速率的影響”的實驗裝置圖(燈亮度可調)；圖丙曲線是將圖乙中的試管密閉后，調節(jié)燈亮度的過程中，水面上方CO2相對含量的變化。試回答： (1)圖甲曲線中，當光照強度為X點時，根尖細胞中能產生ATP的細胞器為________。 (2)已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為30 ℃和35 ℃，在其他條件不變的情況下，將溫度調節(jié)到30 ℃，甲曲線中a點將向________方移動，光補償點將向________方移動。 (3)圖乙裝置中隔在燈與試管之間“盛水玻璃柱”的作用是__________。 (4)假設圖乙試管水中的CO2濃度始終不變，圖丙中D點時，圖乙的燈處于________(填“開啟”或“關閉”)狀態(tài)，判斷依據是___________________，圖丙中從A到E這段時間內水藻體內有機物含量會________(填“增多”“減少”或“不變”)。 解析：(1)光照強度為X點時，根尖細胞不進行光合作用，只進行呼吸作用，因此能產生ATP的細胞器只有線粒體。(2)根據題干可知，當溫度調節(jié)到30 ℃，呼吸作用的酶活性減弱，光合作用的酶活性增強，因此甲曲線中a點將向上移動，b點將向左移動。(3)圖甲裝置中在燈與試管之間放了盛水玻璃柱，目的是吸收燈光照射的熱量，排除光照引起的溫度變化對實驗的影響。(4)圖丙中的D點時二氧化碳濃度達到平衡，此時光合作用強度等于呼吸作用強度，因此圖乙的燈處于開啟狀態(tài)；圖丙中從A到E這段時間內，二氧化碳相對含量減少，被植物吸收用于光合作用合成有機物，因此水藻體內有機物含量會增加。 答案：(1)線粒體　(2)上　左　(3)吸收燈光的熱量，避免光照對試管內水溫的影響　(4)開啟　D點時光合作用強度等于呼吸作用強度　增多