高三生物二輪復(fù)習(xí)練習(xí)：光合作用與能量轉(zhuǎn)化

光合作用與能量轉(zhuǎn)化練習(xí)一、選擇題1．某同學(xué)在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，為了確定無水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，進(jìn)行了4組實驗來驗證，4組實驗結(jié)果如圖所示，第④組是進(jìn)行了正確操作的對照組。下列針對實驗結(jié)果的相關(guān)分析不正確的是()A．①可能是由于未加CaCO3而得到的實驗結(jié)果B．②可能是由于用水取代了無水乙醇而得到的實驗結(jié)果C．③可能是由于未加SiO2而得到的實驗結(jié)果D．①可能是濾液細(xì)線觸及層析液而得到的實驗結(jié)果2．通常情況下，光合作用依賴葉綠素a來收集、轉(zhuǎn)化可見光，用于光合作用。研究發(fā)現(xiàn)某些藍(lán)細(xì)菌在近紅外光環(huán)境下生長時，含有葉綠素a的光合系統(tǒng)會失效，而含有葉綠素f的光合系統(tǒng)會啟動。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素f能吸收、轉(zhuǎn)化紅外光，用于光合作用。下列有關(guān)敘述正確的是()A．培養(yǎng)藍(lán)細(xì)菌研究光合作用時，需提供葡萄糖作為碳源B．葉綠素f主要分布在藍(lán)細(xì)菌葉綠體類囊體薄膜上C．葉綠素f能夠吸收、轉(zhuǎn)化紅外光，體現(xiàn)了藍(lán)細(xì)菌對環(huán)境的適應(yīng)D．在正常光照條件下，藍(lán)細(xì)菌會同時吸收可見光和紅外光進(jìn)行光合作用3．1941年，美國科學(xué)家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源，實驗部分過程及結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是()A．18O具有放射性，是不穩(wěn)定的同位素，可用于示蹤物質(zhì)運(yùn)行和變化規(guī)律B．另一組實驗及結(jié)果圖應(yīng)為：將Heq\o\al(18,2)O換成H2O，CO2換成C18O2，其余不變C．該實驗的預(yù)期結(jié)論是光合作用產(chǎn)生的O2中的氧全部來自水D．實驗中小球藻的細(xì)胞內(nèi)含有藻藍(lán)素和葉綠素，沒有完整的葉綠體4．植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)：離體的葉綠體中加入“氫接受者”，如二氯酚吲哚酚(DCPIP)，光照條件下依然能釋放氧氣，藍(lán)色氧化狀態(tài)的DCPIP接受氫后變成無色還原狀態(tài)的DCPIPH2。為了驗證該過程，研究者在密閉條件下進(jìn)行如表實驗。下列實驗分析不合理的是()溶液種類A試管B試管C試管D試管葉綠體懸浮液1mL—1mL—DCPIP0.5mL0.5mL0.5mL0.5mL0.5mol/L蔗糖溶液4mL5mL4mL5mL光照條件光照光照黑暗黑暗上層液體顏色無色藍(lán)色藍(lán)色藍(lán)色注：“—”表示未加入A．實驗結(jié)束后A組試管葉綠體中有(CH2O)產(chǎn)生B．使用蔗糖溶液而不使用蒸餾水的原因是避免葉綠體吸水漲破C．A與C的比較可以說明光照是氫產(chǎn)生的條件D．設(shè)置B和D試管是為了說明DCPIP在光照和黑暗條件下自身不會變色5．葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場所，下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是()A．葉綠體中色素的合成都需要Mg2+和光照B．H2O在光下分解為H＋和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在葉綠體基質(zhì)中合成的6．如圖是番茄植株的葉肉細(xì)胞中進(jìn)行光合作用的示意圖，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白質(zhì)和光合色素組成的復(fù)合物，是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的光系統(tǒng)，下列敘述錯誤的是()A．光反應(yīng)過程將吸收的光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能全部儲存在ATP中B．在ATP合成酶的作用下，H＋順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)提供分子勢能，促進(jìn)ADP和Pi合成ATPC．自然界中能進(jìn)行光合作用的生物，一定都具備吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的能力D．有些生物可以進(jìn)行光合作用但不具備PSⅡ和PSⅠ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7．卡爾文將14CO2通入盛有小球藻的密閉器皿中，給予充足的光照培養(yǎng)，然后追蹤14C去向，最終探明CO2中碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的路徑。下列有關(guān)敘述正確的是()A．研究碳的轉(zhuǎn)移路徑可在黑暗條件下進(jìn)行B．14CO2在轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的過程中需要NADPH和ATP的參與C．小球藻的葉綠體基?？梢酝瓿蒀O2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的過程D．14CO2中的碳在小球藻內(nèi)的轉(zhuǎn)移路徑是14CO2→乙醇→有機(jī)物8．如圖是生活在適宜環(huán)境中的某植物光合作用部分過程圖解，其中A、B、C、D表示四種化合物，a、b表示兩個生理過程，下列敘述錯誤的是()A．突然增加CO2濃度，葉肉細(xì)胞內(nèi)化合物A將會減少B．突然增強(qiáng)光照，葉肉細(xì)胞內(nèi)化合物B將增加C．化合物C有較強(qiáng)的還原性D．化合物D是儲存著能量的有機(jī)物9．植物光合作用過程(A)和人工合成淀粉過程(B)如圖所示。下列敘述正確的是()A．植物光合作用和人工合成淀粉過程中所需的酶都是在細(xì)胞內(nèi)合成的B．植物光合作用與人工合成淀粉新途徑中，能量轉(zhuǎn)換方式和還原劑作用對象都相同C．CO2→有機(jī)C1→C3中間體的過程需光反應(yīng)提供NADPH和ATPD．與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，人工合成淀粉過程積累的淀粉的量等于植物積累的淀粉的量10．硝化細(xì)菌通過化能合成作用形成有機(jī)物，有關(guān)敘述正確的是()A．硝化細(xì)菌是原核生物，也是自養(yǎng)生物，所以細(xì)胞內(nèi)有類似葉綠體的結(jié)構(gòu)B．硝化細(xì)菌合成有機(jī)物過程中的能量來源與光合作用相同C．該過程需要在具有NH3和O2存在的條件下才可以進(jìn)行D．與植物光合作用不同的是該過程是將NH3和O2直接轉(zhuǎn)化成有機(jī)物二、非選擇題11．為研究城市環(huán)境污染和某植物生命活動的關(guān)系，研究者測定了不同污染程度下該植物葉片光合色素的含量，將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到相關(guān)的柱狀圖。請分析回答下列問題。(1)葉綠體內(nèi)部類囊體的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的。(2)據(jù)圖可知，隨污染程度的加劇，葉綠素含量，其中葉綠素b含量變化的程度（填“大于”“小于”或“等于”）葉綠素a。(3)葉綠體內(nèi)有眾多的和，極大地擴(kuò)展了受光面積。12．如圖是綠色植物光合作用的過程示意圖，A～G代表物質(zhì)，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ為光合作用的兩個階段。已知圖中PSBS是一種類囊體膜蛋白，類囊體腔內(nèi)的H＋濃度改變后，被激活的PSBS能抑制電子在類囊體膜上的傳遞，最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放。回答下列問題。(1)綠色植物通過光合作用，將葉綠體中色素吸收的光能最終轉(zhuǎn)化為（填能量形式）儲存在圖中的（填字母）中。(2)反應(yīng)Ⅱ發(fā)生的場所是。光照充足時對大棚中的作物使用CO2發(fā)生器，短時間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C5的含量將（填“升高”或“下降”）。(3)H＋通過Z蛋白外流的同時促進(jìn)了ATP的合成，因此Z蛋白的功能有，B為。(4)據(jù)圖分析，光照過強(qiáng)會導(dǎo)致類囊體腔內(nèi)pH（填“升高”或“下降”），該刺激激活PSBS后，可避免葉綠體結(jié)構(gòu)被破壞；但光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物會減少，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13．光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)，我國木薯主要種植在廣西、廣東、海南和云南等地，且多為貧瘠易旱的坡地，塊根富含淀粉，是工業(yè)淀粉原料之一。葉片光合產(chǎn)物的形成及輸出是影響木薯品質(zhì)的重要因素。如圖為木薯葉片光合作用示意圖，酶a為暗反應(yīng)的關(guān)鍵酶，酶b為催化光合產(chǎn)物向淀粉或蔗糖轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵酶，A～G代表物質(zhì)。回答下列問題。(1)據(jù)圖分析，物質(zhì)A是，酶a催化的過程是，酶b催化光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為淀粉和蔗糖的場所分別是________________________________________________________________________。(2)高溫脅迫（40℃以上）主要影響木薯暗反應(yīng)中酶a的活性，推測在高溫脅迫條件下，圖中E的含量在短時間內(nèi)的變化趨勢是（填“上升”“下降”或“基本不變”），原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（從來源和去向兩個角度闡釋）。(3)溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球氣候變化日益加劇，環(huán)境脅迫對作物生長、發(fā)育和產(chǎn)量形成的不利影響日益顯著。研究表明，木薯對高溫脅迫和干旱脅迫比較敏感，在干旱、高溫（40℃以上）的環(huán)境下生長會受到抑制，請設(shè)計簡要實驗思路進(jìn)行驗證：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)種植木薯須進(jìn)行人工植株調(diào)整，平衡營養(yǎng)生長和生殖生長。研究表明，選擇疏松的土壤種植木薯有利于其根系生長，主要原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________（答出1點即可）。答案：1．D解析：①中葉綠素含量明顯低于正常值，可能是由于未加CaCO3，部分葉綠素被破壞，A正確；光合色素不溶于水，但能溶于有機(jī)溶劑，②中沒有色素帶，可能是由于用水取代了無水乙醇不能獲得色素，B正確；③中所有色素帶都偏窄，可能是由于未加SiO2，研磨不充分，提取色素較少，C正確；若是濾液細(xì)線觸及層析液而得到的實驗結(jié)果，①中類胡蘿卜素不會高于對照組④，①中類胡蘿卜素含量多可能使用的葉片是發(fā)黃的葉片或者不是新鮮的葉片，D錯誤。2．C解析：藍(lán)細(xì)菌是自養(yǎng)生物，不從外界吸收葡萄糖，培養(yǎng)藍(lán)細(xì)菌研究光合作用時，不需要提供葡萄糖作為碳源，A錯誤；藍(lán)細(xì)菌是原核生物，沒有葉綠體，B錯誤；某些藍(lán)細(xì)菌在近紅外光環(huán)境下生長時，含有葉綠素f的光合系統(tǒng)會啟動，葉綠素f能吸收、轉(zhuǎn)化紅外光，用于光合作用，體現(xiàn)了藍(lán)細(xì)菌對環(huán)境的適應(yīng)，C正確；在正常光照條件下，藍(lán)細(xì)菌光合作用依賴葉綠素a來收集、轉(zhuǎn)化可見光，用于光合作用，不能吸收紅外光，D錯誤。3．C解析：18O不具有放射性，是穩(wěn)定的同位素，A錯誤；另一組實驗及結(jié)果圖應(yīng)為：將Heq\o\al(18,2)O換成H2O、CO2換成C18O2、18O2換成O2，其余不變，B錯誤；該實驗的預(yù)期結(jié)論是光合作用產(chǎn)生的O2中的氧全部來自水，C正確；小球藻是真核生物，具有完整的葉綠體，含有葉綠素和類胡蘿卜素，D錯誤。4．A解析：據(jù)表分析，藍(lán)色氧化狀態(tài)的DCPIP接受氫后變成無色還原狀態(tài)的DCPIPH2，無NADPH還原C3，實驗結(jié)束后A組試管中葉綠體無(CH2O)產(chǎn)生，A錯誤；葉綠體是具膜細(xì)胞器，使用蔗糖溶液而不使用蒸餾水的原因是避免葉綠體吸水漲破，B正確；A（有光照）與C（無光照）比較（其他條件均相同）可以說明光照是氫產(chǎn)生的條件，C正確；設(shè)置B和D試管是為了說明DCPIP在光照和黑暗條件下自身不會變色，D正確。5．D解析：葉綠體中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，類胡蘿卜素的合成不需要Mg2+，A錯誤；H2O在光下分解為H＋和O2的過程屬于光反應(yīng)，發(fā)生在類囊體薄膜上，B錯誤；CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，C錯誤；淀粉是光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物，是在葉綠體基質(zhì)中合成的，D正確。6．A解析：光反應(yīng)過程將吸收的光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能儲存在ATP和NADPH中，A錯誤；由圖可知，在ATP合成酶的作用下，H＋順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)提供分子勢能，促進(jìn)ADP和Pi合成ATP，B正確；自然界中能進(jìn)行光合作用的生物，一定具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的能力，否則無法利用光能，C正確；由圖可知，PSⅡ和PSⅠ分布在葉肉細(xì)胞的類囊體膜上，自然界中能進(jìn)行光合作用的生物，不一定具有葉綠體，如藍(lán)細(xì)菌，故可進(jìn)行光合作用的生物不一定具備PSⅡ和PSⅠ系統(tǒng)，D正確。7．B解析：C3的還原需要光反應(yīng)提供ATP和NADPH，不能在黑暗條件下研究碳的轉(zhuǎn)移路徑，A錯誤；C3的還原需要光反應(yīng)提供NADPH和ATP，因此，14CO2在轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的過程中需要NADPH和ATP的參與，B正確；CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的過程是在葉綠體基質(zhì)中完成的，C錯誤；14CO2中的碳在小球藻內(nèi)的轉(zhuǎn)移路徑是14CO2→14C3→有機(jī)物，D錯誤。8．B解析：A表示C5，突然增加CO2濃度，CO2的固定加快，消耗的C5增多，但短時間內(nèi)C3的還原不變，產(chǎn)生C5的速率不變，故葉肉細(xì)胞內(nèi)化合物A將會減少，A正確；B表示C3，突然增強(qiáng)光照，光反應(yīng)加快，C3的還原過程加快，短時間內(nèi)C3的來源不變，最終導(dǎo)致C3的含量減少，B錯誤；C表示NADPH，具有較強(qiáng)的還原性，C正確；D為糖類，是儲存著能量的有機(jī)物，D正確。9．A解析：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，題圖所示合成淀粉過程中所需的酶來自生物體內(nèi)，是在細(xì)胞內(nèi)合成的，A正確。光合作用中能量轉(zhuǎn)換過程為光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，還原劑作用對象為C3；人工合成淀粉新途徑中能量轉(zhuǎn)換過程為光能→電能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，還原劑作用對象為CO2，B錯誤。人工合成淀粉新途徑中由CO2→有機(jī)C1→C3中間體的過程，與綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)CO2的固定過程類似，不需要光反應(yīng)提供NADPH和ATP，C錯誤。在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，光合作用、人工合成淀粉兩種途徑合成糖類相等，而人工合成淀粉的過程中沒有呼吸作用消耗糖類，因此人工合成淀粉過程中積累的淀粉量更多，D錯誤。10．C解析：硝化細(xì)菌是原核生物，能夠進(jìn)行化能合成作用，所以是自養(yǎng)生物，但細(xì)胞內(nèi)不具有類似葉綠體的結(jié)構(gòu)，A錯誤；光合作用的能量來源于光能，化能合成過程不需要色素吸收光能，而是利用化學(xué)反應(yīng)釋放出的化學(xué)能，所以硝化細(xì)菌合成有機(jī)物過程中的能量來源與光合作用不相同，B錯誤；硝化細(xì)菌是需氧自養(yǎng)型菌，其能將土壤中的NH3氧化成HNO2，進(jìn)而將HNO2氧化成HNO3，可見該過程需要在具有NH3和O2存在條件下才可以進(jìn)行，C正確；硝化細(xì)菌和光合作用一樣，也是將CO2、H2O合成糖類，D錯誤。11．(1)酶(2)降低大于(3)類囊體基粒解析：(1)葉綠體是光合作用的主要場所，葉綠體內(nèi)部類囊體的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素，還有許多光合作用所必需的酶。(2)據(jù)圖可知，隨污染程度的加劇，葉綠素a、葉綠素b的含量都逐漸下降，而葉綠素a與葉綠素b的比值是增加的，所以葉綠素b含量變化的程度大于葉綠素a。(3)葉綠體內(nèi)有眾多的類囊體和基粒，極大地擴(kuò)展了受光面積。12．(1)穩(wěn)定的化學(xué)能F(2)葉綠體基質(zhì)下降(3)運(yùn)輸(H＋)和催化（ATP合成）ADP和Pi(4)下降被激活的PSBS能抑制電子在類囊體膜上的傳遞，水的光解被抑制，導(dǎo)致NADPH和ATP合成量下降，C3的還原減少，所以光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物減少解析：(1)光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程，該過程中光能最終被轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在F（糖類等有機(jī)物）中。(2)暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行；二氧化碳是暗反應(yīng)的原料，光照充足時大棚使用CO2發(fā)生器后，CO2的濃度升高，C5的消耗速率增加，合成速率不變，故短時間內(nèi)C5的含量下降。(3)H＋通過Z蛋白外流的同時促進(jìn)了ATP的合成，因此Z蛋白能夠作為載體蛋白運(yùn)輸H＋，并作為ATP合成酶催化ATP合成，B是ADP和Pi。(4)據(jù)圖分析，光照過強(qiáng)會導(dǎo)致水光解量增加，產(chǎn)生的H＋增加，類囊體腔內(nèi)pH下降；類囊體腔內(nèi)的H＋濃度改變會激活PSBS，導(dǎo)致電子在類囊體膜上的傳遞受到抑制，水的光解被抑制，NADPH和ATP合成量下降，C3的還原減少，因此光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物會減少。13．(1)水(H2O)C