【生物】2020届一轮复习人教版第10讲　光合作用的探究历程与基本过程作业

【生物】2020届一轮复习人教版第10讲　光合作用的探究历程与基本过程作业

第10讲　光合作用的探究历程与基本过程 ‎(时间：30分钟　满分：100分)‎ ‎1.下列有关叶绿体的描述，正确的是(　　)‎ A.叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成ATP B.经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗，此时叶绿体内不含糖类 C.叶绿体中与光反应有关的酶主要分布在内膜上 D.叶绿体产生O2和线粒体产生H2O均在生物膜上进行 解析　叶肉细胞中的叶绿体只有在光下才能发生光反应生成ATP，黑暗中叶绿体不产生ATP，A错误；叶绿体中的DNA、RNA含有脱氧核糖或者核糖，B错误；在叶绿体中与光反应有关的酶主要分布在类囊体薄膜上，C错误；叶绿体产生O2发生在类囊体薄膜上，线粒体产生H2O发生在线粒体内膜上，D正确。‎ 答案　D ‎2.2，6－二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色，从叶绿体中分离出类囊体，置于2，6－二氯酚靛酚溶液中，对其进行光照，发现溶液变成无色，并有O2释放。此实验证明(　　)‎ A.光合作用在类囊体上进行 B.光合作用产物O2中的氧元素来自CO2‎ C.光反应能产生还原剂和O2‎ D.光合作用与叶绿体基质无关 解析　依据题中信息判断，光照后溶液变成无色，说明有还原剂产生，有O2释放，说明该过程有O2产生；而类囊体是光合作用光反应阶段进行的场所，故该实验说明光反应能产生还原剂和O2。‎ 答案　C ‎3.如图为光合作用示意图。下列说法错误的是(　　)‎ A.①表示O2，④表示CO2‎ B.暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)‎ C.C3的还原过程中，需要光反应提供的物质只有②‎ D.增加光照强度，C3的含量将减少 解析　在叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光反应阶段，这一阶段中产生[H](即NADPH)、ATP和氧气，因此，①表示氧气，④表示暗反应阶段中与C5反应的CO2，A正确；CO2先与C5反应生成C3，然后C3在光反应阶段提供的ATP和[H]的参与下被还原成(CH2O)，B正确、C错误；增加光照强度，则光反应阶段产生的ATP和[H]增多，则在暗反应阶段有更多的C3被还原，故增加光照强度，C3含量减少，D正确。‎ 答案　C ‎4.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，A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　D ‎5.如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述正确的是(　　)‎ A.图示膜结构为叶绿体内膜 B.A侧为叶绿体基质，其中含有少量DNA C.甲表示色素，在层析液中溶解度最高的是叶绿素a D.图示过程为光反应，该过程不需酶的催化 解析　分析图示过程可知，该生理过程为光反应，场所为类囊体薄膜，A项错误。光反应生成的ATP进入叶绿体基质参与暗反应，故A侧为叶绿体基质，叶绿体基质中含有少量DNA，B项正确。在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素，C项错误。光反应过程需要酶的参与，D项错误。‎ 答案　B ‎6.(2016·海南海口检测)光合作用的产物中，氧气、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氢、葡萄糖中的氧依次来自(　　)‎ ‎①二氧化碳　②气孔直接吸收　③水的光解　④叶绿素的分解 A.①②④③ B.③①②④ ‎ C.③①③① D.①③①③‎ 解析　氧气在光合作用光反应阶段生成，来源于水的光解，即来源于③；光合作用的原料包括二氧化碳和水，因此葡萄糖中的碳来源于二氧化碳，即来源于①；光合作用的原料是二氧化碳和水，只有水中含有氢元素，因此葡萄糖中的氢来源于水，即来源于③；由于原料水在光解时产生[H]和氧气，即水中的氧均以氧气的形式扩散到叶绿体外，因此葡萄糖中的氧来源于二氧化碳，即来源于①。‎ 答案　C ‎7.(2016·哈尔滨第二次测试)根据下图回答某植物光合作用强度与呼吸作用强度之间的关系问题：‎ 甲图 乙图 ‎(1)甲图B所示产生[H]的场所是________；甲图C光合作用与呼吸作用强度关系是________；能使该植物叶肉细胞内有机物的质量增加的是甲图中的________(填写字母)。‎ ‎(2)乙图①是________结构，其上分布着________能完成对光能的吸收等；②是氧气，可参与的反应及阶段是________。‎ 解析　(1)甲图B中，只有线粒体进行气体交换，说明此时细胞只进行细胞呼吸，有氧呼吸的一、二阶段均产生[H]，此时产生[H]的场所就是细胞质基质和线粒体基质；甲图C中，线粒体产生的二氧化碳刚好供给叶绿体进行光合作用，说明此时光合作用强度与呼吸作用强度相等；甲图D的叶绿体不仅利用线粒体产生的二氧化碳，还从外界吸收二氧化碳，说明此时光合作用强度大于呼吸作用强度，细胞的有机物质量将会增加。(2)乙图①中进行光反应，对应的结构是叶绿体的类囊体薄膜，类囊体薄膜上有光合色素，能够吸收、传递和转化光能，氧气在有氧呼吸的第三阶段与[H]反应生成水。‎ 答案　(1)细胞质基质、线粒体基质　光合作用强度等于呼吸作用强度　D　(2)叶绿体的类囊体薄膜(或基粒)　光合色素(或色素)　有氧呼吸第三阶段 ‎8.图1表示大豆叶肉细胞内的部分代谢，①～④表示不同过程。为探究大豆光合作用的适宜光照强度，研究小组将长势相同的大豆幼苗分别放入密闭的玻璃罩中，在不同光照强度(单位：klx)下，8小时后测得玻璃罩中CO2浓度(%)的变化情况如图2所示。请回答下列问题：‎ ‎(1)温度是本实验的________变量，各实验组中需提供________的温度条件以保证相关酶的活性且减少实验误差。‎ ‎(2)实验中大豆根部细胞内可发生图1中________过程(填数字)；实验中大豆叶肉细胞完成②过程需要①过程提供ATP和________。‎ ‎(3)实验8小时后光照强度为0.2 klx的玻璃罩内的CO2浓度与实验起始相比增加，这种变化表明大豆光合作用消耗CO2的速率________(填“小于”、“等于”或“大于”)细胞呼吸产生CO2的速率。‎ ‎(4)为进一步探究大豆光合作用的适宜光照强度，还需在光照强度________范围内设置若干实验组继续进行实验。‎ 解析　(1)本实验的自变量是光照强度，温度是本实验的无关变量，在各实验组中需保持相同且适宜的温度条件，以保证酶的活性且减少实验误差。(2)图1中①表示光合作用光反应，②表示光合作用暗反应，③表示细胞呼吸，④表示细胞呼吸产生的能量用于各项生命活动。实验中大豆根部细胞不能进行光合作用而能进行细胞呼吸，故可发生图1中的③④过程；大豆叶肉细胞中进行暗反应时需光反应提供ATP与[H]。(3)实验中光照强度为0.2 klx时，8小时后密闭玻璃罩中CO2浓度增加，表明此组大豆细胞呼吸产生CO2的速率大于光合作用消耗CO2的速率。(4)由图2中实验结果可以看出，光照强度为1 klx～5 klx时，光合作用强度随光照强度增大而增大，不能得出大豆光合作用的适宜光照强度，若要探究大豆光合作用的适宜光照强度，需在光照强度大于5 klx的范围内设置若干实验组继续进行实验。‎ 答案　(1)无关　相同且适宜　(2)③④　[H](NADPH)‎ ‎(3)小于　(4)大于5 klx ‎1.下面关于光合作用及光合色素的叙述，正确的是(　　)‎ A.适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2‎ B.从高等植物叶片中分离出4种光合色素，其中呈橙黄色的是叶黄素 C.叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素 D.植物光合作用中的光反应，其主要功能是固定二氧化碳 解析　叶绿体合成ATP的同时释放氧气；线粒体在有氧呼吸的第三阶段合成ATP时需要O2，A错误；胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色，B错误；固定二氧化碳是在暗反应中完成的，D错误。‎ 答案　C ‎2.(2016·北京房山区一模)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干绿叶圆片后平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ A.装置内增加的氧气来自于水 B.光照强度为a时，光合作用停止 C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低 D.此图反映了光合作用强度与光照强度的关系 解析　光照强度为a时，装置内氧气增加量为“0”意味着叶片光合作用强度与呼吸作用强度相同。‎ 答案　B ‎3.如图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A.叶黄素缺失突变体与正常植株相比，若给予红光照射，则光吸收差异显著 B.过程Ⅱ为暗反应，在类囊体薄膜上产生的2和3只能用于暗反应还原C3‎ C.若降低周围环境中的CO2浓度，则释放O2的速率不变 D.若该细胞净光合速率大于0，推测该植物体能积累有机物从而使植株干重增加 解析　叶黄素主要吸收蓝紫光，因此给予红光照射，叶黄素缺失突变体与正常植株相比，光吸收差异不显著，A错误；图中I表示光反应，Ⅱ表示暗反应，2表示ATP，3表示[H]，过程I为过程Ⅱ提供ATP和[H]，B正确；CO2供应减少，直接影响CO2的固定(C3的生成量减少)，而短时间内不影响C3的还原(C3的消耗量不变)，因此导致C3含量减少，C3还原利用的ATP和[H]减少，进而导致光反应减弱，因此释放O2的速率减小，C错误；该细胞为叶肉细胞，若该叶肉细胞净光合速率大于0，只能推出该细胞此刻有有机物积累，不能推断出整个植株的有机物含量变化，D错误。‎ 答案　B ‎4.某科研小组在测定某种植物在不同温度下的总光合速率时，根据记录数据绘制的柱状图如图1所示。图2为该植物叶肉细胞内进行的暗反应示意图。请回答下列问题：‎ 图1‎ 图2‎ ‎(1)据图1分析，该实验中光照强度属于________变量，温度属于________变量。‎ ‎(2)其他因素不变的情况下，据图1可知，在光照下该植物较适合生长在________℃的环境中；在15 ℃时，总光合作用速率为呼吸作用速率的________倍。‎ ‎(3)当温度从5 ℃升至20 ℃时，图2中a、b过程均会加速，原因是__________________________________________________________________；‎ 当光照强度由强变弱时，图2中A、B、C的含量较先受到影响的是________。‎ 解析　(1)据图1可知，该实验的自变量为有无光照和不同温度，而光照强度则为无关变量。(2)光照下植物吸收CO2的速率反映的是净光合速率，黑暗条件下植物释放CO2的速率反映的是呼吸速率。从图1可知，25 ℃时该植物的净光合速率最大，最适宜植物生长。总光合作用速率＝净光合速率＋呼吸速率，可见15 ℃时，总光合作用速率为呼吸作用速率的(2.5＋1)/1＝3.5(倍)。(3)在最适温度之前，酶的活性随着温度的升高而增加。图2反映的是暗反应过程，其中A、B、C依次为C5、C3、[H]，光照强度由强变弱直接导致光反应变弱，致使[H]的含量减少，进而才会影响C5和C3的含量。‎ 答案　(1)无关　自 ‎(2)25　3.5‎ ‎(3)温度升高，相应酶活性增加　C ‎5.(原创)图1表示该植物固定和还原CO2的过程，图2是外界环境因素对光合作用速率的影响。‎ 图1‎ 图2‎ 请据图回答：‎ ‎(1)从图2中可以看出，除了光照强度外影响光合速率的因素还有________。当图2中的乙图中D点对应的光照强度突然降至C点对应的光照强度，则图1中的物质A在短时间会________(增加/减少)。‎ ‎(2)如果将某植物在缺乏镁元素的土壤中栽种，________合成不足，会直接影响图1中的物质________(A/B/C)的生成。‎ ‎(3)使用农家肥或合理控制作物的种植密度可以提高产量，请结合图2中的甲图进行解释：__________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(4)如果30 ℃是某作物的光合作用的最适温度，则该植株在30 ℃________(一定/不一定)生长最快，理由是____________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ 解析　(1)从图2中横坐标中可以看出，光照强度影响光合速率，CO2浓度和温度也是影响光合速率的因素，图1中的A为C5，B为C3，C为[H]，当光照强度由强→弱时，短时间内C5减少。(2)叶绿素合成需要镁元素，所以缺乏了镁元素会影响叶绿素的合成。叶绿素在光反应过程中能吸收并转换光能，直接影响图1中ATP和物质C([H])的生成。(3)从图2中的甲图可以看出，两条曲线的差异是由于CO2浓度引起的，在一定范围内提高CO2的浓度可以提高光合速率。农家肥中的有机肥可以被微生物分解产生CO2被植株所利用，合理密植可以保持良好的通风状况，增加农田中的CO2浓度。(4)图2中的横坐标表示的是实际光合作用速率，而植物的生长速率取决于植物的净光合速率，净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，虽然30 ℃是光合作用的最适速率，但不知此温度下呼吸速率的大小，所以无法确定净光合速率是最大的。‎ 答案　(1)温度、CO2浓度　减少　(2)叶绿素　C　(3)在一定范围内提高CO2的浓度会提高光合作用的速率，使用农家肥和合理控制种植密度可以增加CO2的浓度(其他合理答案也给分)　(4)不一定　植物生长速率与净光合速率大小有关，从图2乙中不能确定30 ℃时净光合速率最大(其他合理答案也给分)‎ ‎6.(2016·湖南郴州质量监测)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。‎ 材料 叶绿 素a/b 类胡萝卜素/叶绿素 净光合作用速率(μmolCO2·‎ m－2·s－1)‎ 细胞间CO2浓度(μmolCO2·m－2·s－1)‎ 呼吸速率 ‎(μmolCO2·‎ m－2·s－1)‎ 突变体 ‎9.30‎ ‎0.32‎ ‎5.66‎ ‎239.07‎ ‎3.60‎ 野生型 ‎6.94‎ ‎0.28‎ ‎8.13‎ ‎210.86‎ ‎4.07‎ ‎(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__________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ 解析　(1)叶绿体中色素分布在类囊体薄膜(基粒)上，可用无水乙醇或丙酮提取；叶绿素a、叶绿素b含有镁元素，滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，故图中c、d色素带含有镁元素。(2)番茄细胞在无氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第二阶段都可以产生二氧化碳，场所是细胞质基质和线粒体基质。(3)表中突变体叶绿素a/b的值升高，可能的原因是突变抑制叶绿素a向叶绿素b转化的过程。(4)根据题表可知，突变体叶片中叶绿体对CO2的消耗速率为净光合速率＋呼吸速率＝5.66＋3.60＝9.26(μmol·m－2·s－1)，同理，野生型叶片中叶绿体对CO2的消耗速率为8.13＋4.07＝12.20(μmol·m－2·s－1)，故突变体叶片中叶绿体对CO2的消耗速率比野生型低2.94(μmol·m－2·s－1)。由于突变体叶片中的胞间CO2浓度较高，所以气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素。‎ 答案　(1)类囊体薄膜(基粒)　无水乙醇　c、d　(2)细胞质基质和线粒体基质　(3)抑制　(4)2.94　突变体叶片中的细胞间CO2浓度高