高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用 5.4 能量之源光与光合作用练习 新人教版必修1

5.4 能量之源光与光合作用
一、选择题
1．下列有关光合作用的叙述中，错误的是( )
A．叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用
B．温度降到0 ℃时依然有植物进行光合作用
C．叶绿素吸收的光能要转移给ADP形成ATP
D．光反应和暗反应都有许多酶参与催化作用
解析：叶绿体是进行光合作用的基本单位，进行光合作用所需要的色素和全部的酶都在叶绿体中，科学家在研究叶绿体的结构和光合作用过程时都是通过离体叶绿体进行的，离体叶绿体是能够进行光合作用的，故A错；植物进行光合作用的最低温度、最适温度和最高温度，不同的植物是不一样的，这与植物的原始地理分布有关，分布在热带地区的植物正常生长发育所需要的温度较高，但在寒冷地区分布的植物，进行光合作用所需的温度就较低，特别是分布在北极圈内的植物和高原植物，是能够在0 ℃左右的条件下正常生长发育的，所以B是对的；叶绿素吸收光能后，其中的一个电子由基态变为激发态而成为高能电子，经传递而离开叶绿体，此时叶绿素分子中就缺失一个电子，叶绿素分子就从水中夺取一个电子，水就被分解，而在电子传递过程中，高能电子中的能量就释放出来用于将ADP和Pi合成ATP，因此C也是对的；在整个光合作用过程中进行的每一步反应都是需要酶来催化的，所以D项正确。

答案：A
2．下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是( )
A．光合作用和呼吸作用总是同时进行
B．光合作用形成的糖类能在呼吸作用中被利用
C．光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用
D．光合作用与呼吸作用分别在叶肉细胞和根细胞中进行
解析：呼吸作用发生在一切活细胞内(包括叶肉细胞)，光合作用主要见于绿色植物的叶肉细胞，选项A、D错；光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，选项C错。

答案：B
3．对某植物作如下处理：甲持续光照10分钟；乙光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟。

若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是( ) A．甲多于乙B．甲少于乙
C．甲和乙相等D．无法确定
解析：光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程，两者在不同的酶的催化作用下独立进行。

在一般情况下，光反应的速度比暗反应快，光反应的产物ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉，原因是催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的。

持续光照，光反应产生的大量的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速度，降低了光能的利用率。

但中间间隔5秒钟无光，有利于充分利用前5秒钟的光反应的产物，从而提高了对光能的利用率。

在光照强度和光照总时间不变的情况下，制造的有机物相对多一些。

答案：B
4．下图所示为叶绿体的结构与功能示意图，请据图判断下列说法中正确的是( )
A．叶片呈绿色是因为Ⅰ上只含有叶绿素
B．Ⅰ、Ⅱ两部位酶的种类、功能不相同
C．Ⅱ中含有将光能转变成储存在ATP中化学能的酶
D．由于双层膜的存在增大了叶绿体内酶的附着面积
解析：Ⅰ为类囊体膜，上面有各种光合色素，不是只含有叶绿素。

Ⅱ为叶绿体基质，能进行暗反应，Ⅰ、Ⅱ两部位发生的反应不同，酶的种类、功能不相同。

Ⅰ中含有将光能转变成ATP 中化学能的酶。

叶绿体类囊体增大了酶的附着面积。

答案：B
5．下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
解析：无氧条件下植物细胞无氧呼吸产生的酒精对水果细胞有毒害作用，零下低温易引起细胞内的水结冰，二者均不利于水果的保鲜；C6H12O6在细胞质基质中分解产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中进一步分解产生CO2和H2O；光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段，可将光能转变为稳定的化学能，细胞呼吸过程是将有机物中稳定的化学能转变成ATP中活跃的化学能和热能，故C项不确切；夏季连续阴天，限制光合作用的主要因素是光照，适当增加光照能够提高光合速率，夜间适当降低温度可降低呼吸速率，二者结合起来，可提高作物的产量。

故选D。

答案：D
6．如下图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是( )
A．应向培养皿中倒入层析液
B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处
C．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)
D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色
解析：解答本题关键是从图中获取以下信息：
①该层析为用圆形滤纸层析。

②灯芯的作用是让层析液渗透到a处，与色素混合。

③溶解度大的在滤纸的最外沿。

本题主要考查“绿叶中色素的提取和分离”实验的迁移应用。

分离色素时，应用层析液，但是色素不能直接溶于层析液中，而是在层析液扩散到滤液处后，色素才接触到层析液，溶于层析液中，随层析液的扩散而向四周扩散。

结果应是出现四种颜色的同心圆，扩散得最慢的色素在最里面，因此接近圆心的应为黄绿色的叶绿素b。

答案：D
二、非选择题
7．下图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。

根据图回答：
(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于________。

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)图2中曲线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
14CO
2―→14C
3―→(
14CH
2O)。

(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(14CH2O)
(3)C3CO2与C5结合形成C3和C3不能被还原
(4)C5C5与CO2结合形成C3，且C3不能被还原为C5
8．下图1为植物光合作用与有氧呼吸的过程示意图，图中字母表示有关物质，数字表示相关生理过程，请据图回答问题：
(1)写出下列符号所表示的含义：
C．________，D.________，①________。

(2)若图1中化合物B的含量在24小时内发生的变化如下图2所示，请回答：
G点时B化合物含量升高主要是________所至。

________段的出现可能是由白天天气暂时由晴转阴造成的。

请在图3中画一条曲线，表示上图中的EH段(10时至14时)水稻叶肉细胞中C3含量的变化趋势。

(设a点为10时的C3含量)
(3)氧气是光合作用的产物之一，请根据所学知识设计一实验，证明氧气的氧原子来自何种反应物：_____________________。

解析：本题主要考查植物的光合作用与呼吸作用，意在考查考生的理解能力。

由图可知，A、B、C、D、E、F分别表示CO
2、C5、O2、[H](NADPH)、水、[H]，①是暗反应过程，②是O2进入线粒体的过程，③是有氧呼吸的第一阶段，④是有氧呼吸的第二阶段。

在12～14时，气温过高，植物为了减弱蒸腾作用，气孔张开程度减小，甚至关闭，导致进入叶肉细胞内的CO2量减少，使C3合成量减少，使C5含量增加。

天气由晴转阴时，光反应受阻，产生的ATP和NADPH减少，使C3的还原变慢，C5产生量减少，同时C5仍与CO2结合生成C3，所以此条件下的C5含量会降低。

C3与C5的含量变化相反，所以参照C5的含量变化即可画出C3的含量变化图。

答案：(1)O2[H] 暗反应
(2)温度过高，气孔关闭，叶肉细胞吸收CO2减少CD 如图
(3)在密闭透光的容器中，用18O标记的水培养绿色植物，然后检测氧气分子中有无放射性；再在另一密闭透光的容器中加入18O标记的CO2和绿色植物，检测植物产生的氧气中有无放射性
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