2018-2019学年人教版必修一 第4节 能量之源—光与光合作用 作业12

第4节能量之源—光与光合作用
1．下列有关光合作用和呼吸作用原理应用的说法，错误
．．的是（）
A．给含有酵母菌的发酵液一直持续通气，可提高酒精产量
B．对板结土壤及时松土，可促进根细胞的有氧呼吸
C．选用无色塑料薄膜，可充分利用光能，提高光合作用效率
D．温室种植蔬菜，夜晚可适当降温，以减少呼吸消耗
【答案】A
【解析】
试题分析：酵母菌为兼性厌氧菌，在有氧条件下进行有氧呼吸，不产生酒精，A错误；给农作物经常松土，保证土壤中有较多的氧气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，B正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其他色素也吸收，故为提高大棚蔬菜的产量，应选用无色的塑料，使所有的光都能透过供蔬菜利用，C正确；温室种植蔬菜，夜晚可适当降温，以降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，D正确。

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化；细胞呼吸的过程和意义
2．在光合作用中，需要消耗ATP的是（）
A．三碳化合物的还原 B．CO2的固定
C．水被分解 D．叶绿素吸收光能
【答案】 A
【解析】在光合作用中，需要消耗ATP的是三碳化合物的还原。

【考点定位】光合作用基本过程
3．下列关于色素提取与分离实验的有关叙述中，错误的是
A．加入CaC03是为了防止色素破坏
B．加入Si02有利于破坏叶肉细胞
C．加入乙醇的目的是溶解色素
D．滤纸条上的滤液细线中色素越少越利于色素分离
【答案】D
【解析】加入碳酸钙是为了防止研磨过程中叶绿体中的色素被破坏，A正确；在提取色素的过程中加入石英砂有利于破坏叶肉细胞，使研磨充分，B正确；丙酮能溶解色素而达到提取的目的，C正确；滤纸条上的滤液细线中色素越多越有利于色素的分离，使实
验现象越明显，D错误．
【考点定位】叶绿体色素的提取和分离实验
【名师点睛】1、叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如：丙酮（酒精）等．所以可以用丙酮提取叶绿体中的色素．
2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关．
4．下图为叶肉细胞中两种细胞器的模式图。

下列叙述中，正确的是( )
A．②③均具有光合色素
B．①②③均具有合成ATP的酶
C．②具有运输三碳糖、磷酸的载体蛋白
D．①处生成的CO2可扩散至③处被利用
【答案】C
【解析】试题分析：根据图解可知，①是线粒体内膜，②是叶绿体内膜，③是叶绿体类囊体薄膜。

光合色素存在于③是叶绿体类囊体薄膜，上没有色素，A错误；①是有氧呼吸第三阶段的场所，③是光反应的场所，二者均有ATP的生成，故①②上具有合成ATP的酶，但叶绿体内膜没有，，B错误；光合作用合成的三碳糖磷酸有一部分运出叶绿体，所以②具有运输三碳糖磷酸的载体蛋白，C正确；细胞有氧呼吸第二阶段才有CO2产生，场所是在线粒体基质，呼吸作用产生CO2可扩散到叶绿体基质中被光合作用暗反应利用，D错误。

考点：本题考查叶绿体和线粒体的结构和功能，意在考查学生运用所学知识及观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断的能力。

5．下列关于光照下叶肉细胞代谢的叙述，正确的是（）
A．无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源
B．有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP
C．稳定的化学能转变成活跃的化学能只发生在线粒体中
D． ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生
【答案】B
【解析】
A. 无氧条件下，光合作用和无氧呼吸是细胞ATP的来源；错误。

B. 有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP；正确。

C. 稳定的化学能转变成活跃的化学能发生在细胞呼吸过程中，场所是细胞质基质和线
粒体中；错误。

D. [H]在叶绿体中随水的分解而产生，ATP在线粒体中随水的生成而产生；错误。

6．关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（）
A．提取叶绿体中的色素，原理是各种色素在层析液中的溶解度不同
B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C．红光和蓝紫光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
【答案】A
【解析】A．提取叶绿体中的色素，原理是各种色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中，A 错误；B．植物的根部是吸收无机盐的主要器官，因此构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收，B正确；C．红光和蓝紫光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用，C 正确；D．叶绿素的合成需要光照，因此黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的，D正确。

【考点定位】叶绿体色素的提取和分离
【名师点睛】叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
由图可以看出：
（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。

7．用新鲜、成熟的天竺葵叶片作实验材料进行实验，以下叙述正确的是( )
A．可用于观察线粒体的结构
B．可用于观察染色体的形态
C．可用于观察光合作用产物
D．较容易制备纯的细胞膜
【答案】C
【解析】新鲜、成熟的天竺葵叶片含有叶绿素，为绿色，不适于观察线粒体，A项错误；观察染色体需要选择分生区，B项错误；本材料可以用于观察光合作用及其产生的产物，C项正确；为制备纯的细胞膜，选择材料不应有细胞核、线粒体等其他结构，D项错误。

8．下图中的a、b、c为植物细胞内物质转化的过程。

下列有关叙述错误的是
A．b、d过程都有热能的释放
B．b、d过程在人体细胞中也可进行
C．a、c、d过程都是在生物膜上进行的
D．在光照充足等适宜条件下，a强于b，c强于d
【答案】C
【解析】分析：阅读题干和题图可知，该题是对细胞有氧呼吸与光合作用过程的考查，根据题图梳理相关知识点，然后分析选项进行解答。

详解：据图分析可知，b是有氧呼吸的第一、二阶段，d是有氧呼吸的第三阶段，这三个阶段都有热能释放，A正确；人体内可以进行呼吸作用，b、d属于有氧呼吸，B正确；在生物膜上发生的生理过程是c光反应（场所是叶绿体的类囊体膜上）和d有氧呼吸的第三阶段（线粒体内膜）；a暗反应过程发生在叶绿体基质中，b有氧呼吸的第一、第二阶段场所是细胞质基质和线粒体基质，C错误；在光照充足，条件适宜的情况下，光合作用强度大于呼吸作用强度，所以a强于b，c强于d，D正确。

点睛：对于有氧呼吸及光合作用过程中的物质变化、能量变化及场所的掌握是解题的关键。

9．下列有关实验的叙述，正确的是
A．可选用植物的叶肉细胞作为观察DNA和RNA在细胞中分布的实验材料
B．纸层析法分离绿叶中色素时，滤纸条自上而下的第三条色素带最宽，颜色为黄绿色
C．探索2，4-D促进扦插枝条生根的最适浓度实验中，要做预实验，预实验是为进一步的实验摸索条件，而不是为了减少实验误差
D．土壤中小动物类群丰富度的研究应采用标志重捕法进行调查
【答案】C
【解析】试题分析：植物的叶肉细胞中由于含有较多的叶绿体，它呈现绿色会干扰染色
后的RNA和DNA，所以A错。

纸层析法分离绿叶中色素时，滤纸条自上而下的第三条色素带是叶绿素a，最宽，但颜色为蓝绿色，B错。

探索2，4-D促进扦插枝条生根的最适浓度实验中，要做预实验，预实验是为进一步的实验摸索条件，而不是为了减少实验误差，C正确。

土壤中小动物类群丰富度的研究应采用取样器取样法进行调查，D错。

考点：本题考查高中生物学基本实验或调查获得的有关知识，意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。

10．图甲表示小麦叶肉细胞在光强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量(mg·cm
－2·h－1)的变化。

图乙表示小麦叶肉细胞光合作用速率与－2·h－1)和O
2产生总量(mg·cm
光强度的关系。

下列叙述错误的是 ( )
A．图甲中光强度为c时，光合作用强度＝呼吸作用强度
B．根据图甲可知图乙中A点的值是6 mg·cm－2·h－1
C．图乙中限制C点光合作用速率的因素主要是CO2浓度、温度
D．若将空气中的CO2浓度降低，则图乙中B点向左移动，X点向右移动
【答案】D
【解析】从图甲可以看出，小麦叶肉细胞单位时间内呼吸作用释放的CO2量为6 mg。

而光强度为c时，O2产生总量为6 mg，即光合作用强度＝呼吸作用强度；图乙中A点表示呼吸作用速率；图乙中C点时，光强度不再是限制因素，此时限制因素主要是CO2浓度和温度；空气中CO2浓度降低，光合作用速率减弱，则光补偿点右移，光饱和点左移。

11．如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是
A．结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能
B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲
C．结构A释放的O2可进入线粒体中
D．如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加
【答案】D
【解析】试题分析：A是类囊体薄膜，是光反应场所，光反应的能量变化是光能转变成ATP中的化学能，A正确；甲是指糖类等有机物，供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→（CH2O），B正确；叶绿体释放的氧气可进入线粒体参与物质的氧化分解，C 正确；CO2是生成C3的原料，如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会减少，D错误。

考点：本题考查光合作用相关知识，意在考查考生识记所列知识点，并能运用所学知识做出合理的判断或得出正确的结论的能力。

12．图甲表示某植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。

图乙表示该植物在不同光照强度下,其光合速率受不同CO2浓度影响的变化曲线。

乙图中a、b、c三点所对应的叶肉细胞中C3含量由高到低的顺序是（）
A．a>b>c B．c>b>a
C．a>b=c D．a=b
【答案】B
【解析】分析图解可知，b点与a点相比较，两点的光照强度相同，而b点的二氧化碳浓度高于a点，因此b点暗反应产生的三碳化合物较多，而暗反应中三碳化合物的还原速率几乎不变，导致叶肉细胞中C3的含量增加，即b＞a；b点与c点相比较，两点的二氧化碳浓度相同，但是b点的光照强度度高于c点，因此b点光反应产生的ATP和[H]多，促进了暗反应中三碳化合物的还原，导致叶肉细胞中三碳化合物的含量减少，即c ＞b，因此乙图中a、b、c三点所对应的叶肉细胞中C3含量由高到低的顺序是c>b>a，故选B。

【点睛】解答本题的关键是分别考虑光照强度和二氧化碳浓度对光合作用暗反应的影响，明白三碳化合物的合成与还原是动态平衡的，任何一方面发生改变，都会使得三碳化合物的含量发生改变。

13．下图为绿色植物光合作用过程示意图（物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中a～g为物质，①～⑥为反应过程）。

下列判断错误的是
A．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c中。

B．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解
C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性18O
D．在g物质供应充足时，突然停止光照，C3的含量将迅速下降
【答案】D
【解析】试题分析：图中a为光合色素，b代表氧气，c代表ATP，d代表ADP，e为NADPH，即[H]，f为NADP＋，g为二氧化碳。

①表示水分的吸收，②表示吸收的光能一部分用来形成ATP的过程，③表示水的光解，④表示二氧化碳的固定，⑤表示三碳化合物的还原，⑥表示暗反应过程中糖类等有机物的形成。

其中将O2用18O标记,则18 O2→H218O(有氧呼吸第三阶段)，C6H12O6+6H218O+6O2→6C18O2+12H2O，6C18O2+12H2O→C6H1218O6+6H218O+6O2，故最终在有机物中能检测到放射性。

突然停止光照，光反应停止，[H]和ATP的含量下降，故在CO2供应充足时，C3被还原的量减少，C3含量会迅速上升。

综上所述，A、B、C三项正确，D项错误。

考点：本题考查绿色植物光合作用过程，意在考查考生能理解所学知识，分析图像。

14．图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。

然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。

下列对此实验的解释,正确的是( )
①减小容器上方气体压强的作用是减小叶片内空气密度，从而增大叶片密度
②减小容器上方气体压强的作用是减小叶片所受的重力
③给容器内注入NaHCO3溶液的主要目的是为叶片进行光合作用提供足量CO2
④给容器内注入NaHCO3溶液的主要目的是防止叶片内的叶绿素遭受破坏
⑤光照后叶片重新浮出液面的原因是叶片吸水膨胀，密度减小的缘故
⑥光照后叶片重新浮出液面的原因是叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上的缘故
A.①③⑤
B.②④⑥
C.②③⑤
D.①③⑥
【答案】D
【解析】
试题分析：减小容器上方气体压强的作用是减小叶片内空气密度，从而增大叶片密度，结果叶片沉入水中；NaHCO3溶液水解后形成CO2，所以给容器内注入NaHCO3溶液的主要目的是为叶片进行光合作用提供足量CO2；光照后叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上，叶片重新浮出液面。

考点：考查光合作用的条件。

点评：难度中等，理解光合作用的条件。

15．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，如图为该植物在25℃条件下光合作用强度随光照强度变化的曲线图。

如果将温度提高到30℃，则曲线的变化情况是
A．a点下移，b点右移，c点右移，d点下移
B．a点上移，b点左移，c点左移，d点上移
C．a点上移，b点右移，c点左移，d点上移
D．a点下移，b点左移，c点右移，d点下移
【答案】C
【解析】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，现呼吸速率加快，故a点上移；b点呼吸速率等于光合速率，现呼吸速率加快，光合作用减慢，故b点右移；c点代表光饱和点，现光合速率减慢，所能利用的最大光照强度减弱，故c点左移；d点表示最大光合速率，现光合速率减慢，故d点上移．
【考点定位】影响光合作用速率的环境因素
【名师点睛】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，再由此判断四点移动方向．
16．通过实验测得一片叶子在不同光照条件下C02吸收和释放的情况，得到如右图所示曲线。

下图中所示细胞发生的情况与曲线中ab段（不包括a、b两点）相符的一项是
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】曲线中ab段(不包括a、b两点)光合作用强度小于呼吸作用强度，线粒体产生的二氧化碳一部分释放到外界，一部分被叶绿体利用，选A。

17．下列关于光合作用叙述中错误的是（）
A．光合作用过程中有水分子生成
B．光合作用过程中有水的分解
C．光反应阶段只需要光，不需要酶
D．暗反应阶段CO2被C5化合物或C3化合物固定
【答案】C
【解析】光合作用是一种复杂的生物化学反应过程，生物化学反应之所以能在常温下顺利进行，是因为有酶的催化作用。

18．I.2013年3月在人体首次发现了新禽流感病毒H7N9，该病毒不仅造成了人类的伤亡，同时重创了家禽养殖业，尤为引入关注。

请分析回答下列问题
(1)在转基因微生物细胞内由抗体基因到合成H7N9抗体要经过__________两个阶段。

(2)H7N9可感染人和家畜，说明不同种类的被感染细胞表面具有相似的__________。

产生抗体的细胞可以由____________________细胞分化而来。

(3)研究发现，新禽流感病毒H7N9的遗传物质中含有禽流感病毒H9N2的基因片段，推测此变异的来源是两种病毒进入同一细胞进行了__________。

II.(16分)石柱黄连因含小檗碱，黄连碱等被列为国药。

研究人员为探索育种生理指标，选取同一株石柱黄连的叶肉细胞，经克隆后长期种植形成HA、HB、HD三个株系的植物群体，进行实验，得到以下研究结果：
实验一：温度影响不同株系光合作用的研究结果
实验二：温度影响某株系光合作用与呼吸作用的研究结果
据图表回答下列相关问题：
(1)小檗碱，黄连碱是细胞的代谢产物，利用植物组织培养技术将叶肉细胞培养到______阶段即可生产提取。

(2)实验一自变量是__________；推测HA在35℃不能进行光合作用的原因是_________________。

(答两点)
(3)在3种温度下保持较平稳状态且光合速率较高，抗高温性最好的株系是__________。

(4)实验二的研究对象是__________株系，若每天光照12小时，最有利于植物生长的温度是__________，35℃时叶绿体内产生的ATP总量__________(大、小、等)于线粒体中产生的ATP总量。

(5)就黄连根系发达可保持水土并可入药而言，该物种的存在体现了生物多样性的__________价值。

【答案】I.（1）转录翻译（2）特异性受体 B淋巴细胞和记忆细胞（3）基因重组
II.（1）愈伤组织（2）温度、株系；光合作用相关的酶失去活性、气孔关闭（3）HB （4）HD；20℃；大（5）直接价值和间接价值
【解析】
试题分析：I.（1）基因表达过程包括转录和翻译两个过程；（2）病毒可感染人和家畜，说明不同种类的被感染细胞表面有相似的特异性性受体，产生抗体的细胞是浆细胞，是由B淋巴细胞和记忆细胞分化而来的；（3）变异的来源是两种病毒进入同一细胞进行了
基因重组。

II.（1）植物组织培养技术将叶肉细胞培养到愈伤组织这个阶段，此时的细胞可产生细胞的代谢产物；（2）从表格分析，实验一自变量是温度、株系；在温度高时不能进行光合作用的原因可能是光合作用相关的酶失活，或气孔关闭；（3）从表格对比，可看出抗温性最好的株系是HB；（4）实验二的研究对象是HD，其数值较接近；若每天光照12小时，从二氧化碳吸收量或释放量对比可知，最有利于植物生长的温度是20℃，35℃时叶绿体内产生的ATP总量大于线粒体中产生的ATP总量；（5）就黄连根系发达可保持水土并可入药而言，该物种的存在体现了生物多样性的直接价值和间接价值。

考点：本题考查基因的表达、免疫调节、光合作用和呼吸作用等的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构的能力。

19．下图为光照、温度都适宜的情况下，测定向日葵在严重缺水及复水过程中叶片水势（水的化学势，是推动水在生物体内移动的势能）、光合速率、气孔阻力、蒸腾速率的变化曲线。

请据图回答问题：
（1）水作为原料参与了光合作用的_______反应阶段，水被分解成_____________。

（2）由图可知，缺水时气孔阻力表现为________（增大/减小/不变），这是因为组成气孔的保卫细胞对水分状况非常敏感，缺水时会导致保卫细胞失水而发生_______现象，从而使气孔关闭。

（3）停止供水后，导致光合速率下降的主要原因是__________________________。

【答案】光[H] 和氧气增大质壁分离气孔关闭，导致光合作用的原料CO2缺乏
【解析】试题分析：本题考查光合作用，考查对光合作用过程、影响因素的理解和识记，解答此题，可根据图中曲线升降和各曲线对应的纵坐标值理解缺水时光合速率下降的原因。

（1）叶绿体中的色素利用光能，在光反应阶段把水分解成[H] 和氧气。

（2）根据气孔阻力曲线和对应的纵坐标可知，缺水时气孔阻力增大，原因是缺水时会
导致保卫细胞失水而发生质壁分离现象，从而使气孔关闭。

（3）停止供水后，气孔关闭，导致光合作用的原料CO2吸收不足，进而导致光合速率下降。

【点睛】解答第（2）小题时易判断“缺水时气孔阻力减小”，错因在于只看到气孔阻力曲线下降，而没有注意气孔阻力曲线对应的纵坐标值。

20．某种番茄的黄化突变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。

净光合作用速率(实际光合作用速率－呼吸速率)、呼吸速率及相关指标如表所示。

(1)叶绿体中色素分布在________上，可用________(试剂)提取；如图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中________(填标号)色素带含有镁元素。

(2)番茄细胞中可以产生CO2的具体部位是________。

(3)番茄的黄化突变可能________(填“促进”或“抑制”)叶绿素a向叶绿素b转化的过程。

(4)突变体叶片中叶绿体对CO2的消耗速率比野生型降低了________(μmol·m－2·s－1)。

研究人员认为气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素，依据是________。

【答案】类囊体薄膜(基粒)无水乙醇c、d细胞质基质和线粒体基质抑制2.94突变体叶片中的细胞间CO2浓度高
【解析】叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，因为色素能溶于有机溶剂，所以常用无水乙醇进行提取。

图中的c表示叶绿素a，d表示叶绿素b，叶绿素含有镁元素，所以是c和d。

能产生二氧化碳的部位是进行细胞呼吸第二阶段的线粒体基质，和进行无氧呼吸的细胞质基质。

分析数据在突变体中叶绿素a/b的比值比野生型澳，说明番茄的黄花突变可能是抑制了
叶绿素a向叶绿素b的转化过程。

突变体中二氧化碳的消耗速率是5.66+3.60=9.26个单位，而野生型二氧化碳消耗速率是8.13+4.07=12.20个单位，突变体中叶绿体对二氧化碳的消耗速率比野生型降低了12.20-9.26=2.94个单位。

但因为突变体胞间二氧化碳浓度高于野生型，说明气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素。

点睛：光合作用的基础知识如场所和过程一定要牢牢掌握，还需要根据题干中所给数据进行分析解答，如该题的第（3）和（4）问都是根据题中的数据分析得出结论的。