高中生物一輪復習同步練習：捕獲光能的色素和結(jié)構及光合作用的原理

捕獲光能的色素和結(jié)構及光合作用的原理練習一、選擇題1.下列關于葉綠體的敘述，正確的是()A.葉綠體的外膜、內(nèi)膜極大地擴展了受光面積B.葉綠體基質(zhì)中NADP＋能形成NADPHC.類囊體薄膜上的光合色素都可以吸收藍紫光D.類囊體薄膜中的酶可催化CO2的固定和還原2.如圖是對菠菜葉片葉綠體色素分離的結(jié)果示意圖。下列相關分析正確的是()A.a的操作目的是方便層析液的吸附B.b選用鉛筆細線能夠促進色素的層析C.如果c、d帶寬減小，一定是忘記添加碳酸鈣D.色素f在層析液中的溶解度最大3.科學家將色素溶液與陽光之間放置一塊三棱鏡，分別讓不同顏色的光照射色素溶液，得到色素溶液的吸收光譜如下圖所示，①②③代表不同色素。下列說法正確的是()A.①在紅光區(qū)吸收的光能可轉(zhuǎn)化為ATP中的化學能B.②為藍綠色，③為黃綠色，二者均含有Mg2＋C.紙層析法分離色素時，②處于濾紙條最下端D.種植蔬菜大棚時可使用藍紫色或紅色的塑料薄膜4.1941年，美國科學家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中產(chǎn)生的氧氣的來源，實驗部分過程及結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是()A.18O不具有放射性，是穩(wěn)定的同位素，可用于示蹤物質(zhì)運行和變化規(guī)律B.另一組實驗及結(jié)果圖應為：將H218O換成H2O，CO2換成C18O2，其余不變C.該實驗的預期結(jié)論是光合作用產(chǎn)生的O2中的氧部分來自水D.實驗中小球藻的細胞內(nèi)含有藻藍素和葉綠素，沒有完整的葉綠體5.如圖表示綠色植物光合作用中的光反應，字母A、B、C表示物質(zhì)。下列有關分析，錯誤的是()A.物質(zhì)B既能供氫，又能供能B.圖中H＋從上側(cè)到下側(cè)的運輸方式是主動運輸C.圖中產(chǎn)生的ATP用于細胞的各項生命活動D.該圖是類囊體薄膜部分結(jié)構，水的光解使類囊體內(nèi)腔pH下降6.科學家希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液(有水，沒有二氧化碳)中加入鐵鹽或其他氧化劑，在光照下可以釋放出氧氣，該反應被稱為希爾反應。下列相關敘述錯誤的是()A.希爾反應模擬的是植物光合作用的光反應階段B.希爾證明光合作用釋放的O2中的氧元素全部來自水C.該反應證明了氧氣的產(chǎn)生與糖的合成不是同一反應D.希爾反應在沒有CO2的情況下仍可以進行一段時間7.如圖為葉綠體結(jié)構與功能示意圖，字母表示葉綠體的結(jié)構(A為膜結(jié)構)，數(shù)字表示有關物質(zhì)。下列敘述錯誤的是()A.參與光合作用的色素位于圖中的A部分B.③進入葉綠體后，通過固定形成⑤物質(zhì)C.若突然停止光照，B中④的含量會升高D.用18O標記①，可在②中檢測到18O8.我國科學家模擬植物光合作用，設計了一條利用二氧化碳合成淀粉的人工路線，流程如圖所示。下列相關分析正確的是()A.①②過程與光反應的過程完全相同，③④過程與暗反應過程完全相同B.該過程與植物光合作用的本質(zhì)都是將光能轉(zhuǎn)化成化學能儲藏于有機物中C.該過程與光合作用合成淀粉都是在常溫常壓下進行的較溫和的反應D.步驟①需要催化劑，②③④既不需要催化劑也不需要消耗能量9.如圖表示某植物葉片暗反應中C3和C5微摩爾濃度的變化趨勢，該植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下，Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強度或者降低CO2濃度中的某一項。下列分析正確的是()A.圖中物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙需要消耗光反應提供的ATPB.圖中Ⅱ階段所改變的環(huán)境條件是降低了光照強度C.Ⅱ階段甲上升是因為葉綠體中NADPH和ATP的積累D.Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強度比Ⅰ階段低二、非選擇題10.水稻是我國重要的糧食作物，光合能力是影響水稻產(chǎn)量的重要因素。(1)通常發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量與植物的光合速率呈正相關。但研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量降低的某一突變體水稻，在強光照條件下，其光合速率反而明顯高于野生型。為探究其原因，有研究者對野生型和突變體的部分生理指標做檢測，結(jié)果如下表所示：光反應暗反應光能轉(zhuǎn)化效率類囊體薄膜電子傳遞效率RuBP羧化酶含量Vmax野生型0.49180.14.6129.5突變體0.66199.57.5164.5注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶；Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率。①類囊體薄膜電子傳遞的最終產(chǎn)物是________，RuBP羧化酶催化的底物是CO2和________。②據(jù)表分析，突變體水稻光合速率高于野生型的原因是_________________________________________________________________。(2)研究人員進一步測定了田間光照和遮陰條件下兩種水稻的產(chǎn)量，結(jié)果如下表：田間光照產(chǎn)量田間遮陰產(chǎn)量野生型6.936.20突變體7.353.68①在田間遮陰條件下，突變體水稻產(chǎn)量卻明顯低于野生型，造成這個結(jié)果的內(nèi)因是________________，外因是________________。②水稻葉肉細胞的光合產(chǎn)物有淀粉和________，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運輸形式，在開花結(jié)實期主要運往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果，推測兩種水稻的光補償點(光合速率和呼吸速率相等時的光照強度)，突變體水稻較野生型________(填“高”“低”或“相等”)。11.某生物興趣小組對光合作用的過程及其影響因素進行了相關研究。如圖是某一年生的高等植物細胞中光合作用過程圖解，圖中英文字母代表相應物質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)該興趣小組在研究過程中突然增強光照強度，檢測到圖中A物質(zhì)產(chǎn)生量迅速增多，但不久又恢復到一定水平。A物質(zhì)無法維持在一個較高水平，最可能的外因是圖中物質(zhì)________(填字母)的供應量未能同步增加；在同一過程中C3的變化規(guī)律是________________________，原因是________________________________________________________________________________________________。(2)給該種高等植物施氮肥的同時補充水分，其光合速率會更大，試從水的角度分析其原因：_____________________________________________________________________________________________________(答出兩點即可)。(3)卡爾文運用同位素標記法研究了光合作用過程中CO2中碳的轉(zhuǎn)移途徑，請你采用同位素標記法設計實驗探究外源提供的B物質(zhì)是否可以被光合作用的暗反應所利用。(要求：寫出簡單的實驗設計思路)答案：1.C葉綠體擴大受光面積的不是外膜和內(nèi)膜，而是類囊體薄膜，A錯誤；NADP＋形成NADPH的場所是類囊體薄膜，B錯誤；類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍紫光，C正確；催化CO2的固定和還原的酶存在于葉綠體的基質(zhì)中，D錯誤。2.D圖中a的操作即剪去濾紙條的兩個角，其目的是防止層析液在濾紙條兩邊擴散過快，導致得到的色素帶不整齊，A錯誤；b選用鉛筆細線能夠使濾液細線畫得細而直，得到的色素帶比較整齊，便于觀察，B錯誤；c、d帶對應的色素分別為葉綠素b、葉綠素a，二者帶寬減小說明濾液中葉綠素含量減少，原因可能是忘記添加碳酸鈣，也可能是材料不新鮮，葉綠素含量少，C錯誤；色素f是胡蘿卜素，在層析液中的溶解度最大，擴散最快，位于濾紙條的最上方，D正確。3.C由圖可知，①是類胡蘿卜素，②是葉綠素b，③是葉綠素a。類胡蘿卜素不吸收紅光，A錯誤；葉綠素b為黃綠色，葉綠素a為藍綠色，二者均含有Mg＋，B錯誤；葉綠素b在層析液中的溶解度最低，隨層析液在濾紙條上擴散的速度最慢，故紙層析法分離色素時，處于濾紙條最下端的是葉綠素b，C正確；蔬菜大棚使用的塑料薄膜應該是無色透明的，以提高太陽光中的可見光的利用率，D錯誤。4.A另一組實驗及結(jié)果圖應為：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；該實驗的預期結(jié)論是光合作用產(chǎn)生的O2中的氧全部來自水，C錯誤；小球藻是真核生物，不同于藍細菌，具有完整的葉綠體，含有葉綠素和類胡蘿卜素，D錯誤。5.C物質(zhì)B是NADPH，既能供氫，又能供能，A正確；H＋從上側(cè)到下側(cè)是逆濃度梯度轉(zhuǎn)運，故運輸方式是主動運輸，B正確；圖中產(chǎn)生的ATP只能用于葉綠體內(nèi)的耗能過程，主要是暗反應，不能用于細胞的各項生命活動，C錯誤；該圖是類囊體薄膜部分結(jié)構，水的光解產(chǎn)生H＋釋放到類囊體腔內(nèi)，使類囊體內(nèi)腔pH下降，D正確。6.B希爾反應是在離體葉綠體的懸浮液(有水，沒有二氧化碳)中加入鐵鹽或其他氧化劑，在光照下可以釋放出氧氣，其模擬的是光合作用的光反應階段，鐵鹽或其他氧化劑相當于光合作用光反應中的NADP＋，A正確；希爾反應說明氧氣的產(chǎn)生是因為水的光解，并沒有研究氧元素的轉(zhuǎn)移途徑，魯賓和卡門利用同位素示蹤法證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水，B錯誤；由題意可知，希爾反應產(chǎn)生氧氣的過程并沒有CO2的參與，而糖的合成需要原料CO2，所以希爾反應能證明氧氣的產(chǎn)生和糖的合成不是同一反應，C正確；CO2參與暗反應，暗反應為光反應中NADPH和ATP的合成提供原料，在沒有CO2的情況下希爾反應可以利用葉綠體自身儲存的少量原料進行一段時間，D正確。7.B③CO2進入葉綠體后，通過固定形成④C3，⑤(CH2O)的形成還需要經(jīng)過C3的還原，B錯誤；若突然停止光照，光反應合成的NADPH與ATP減少，參與還原反應的C3減少，B葉綠體基質(zhì)中④C3的含量會升高，C正確；O2中的O來源于H2O，用18O標記①H2O，可在②O2中檢測到18O，D正確。8.B分析題圖①②過程模擬暗反應中二氧化碳的固定，③④過程模擬暗反應中C3的還原；植物光合作用的本質(zhì)是利用光能將無機物二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機物，同時將光能轉(zhuǎn)化為有機物中的化學能，圖示過程也將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為淀粉，同時儲存能量，二者的本質(zhì)是相同的；由圖可知，①過程是利用催化劑在一定條件下進行的化學反應，反應過程較劇烈，②③④是在酶的催化下完成的，反應較溫和；分析圖示可知，圖中②③④需要在酶的催化下進行，由小分子聚合成大分子的反應，為吸能反應，需要消耗能量。9.D因為暗反應中1molC5和1molCO2可生成2molC3，所以在適宜條件下，葉肉細胞內(nèi)C3是C5的2倍，因此圖中甲是C5，乙是C3。圖中物質(zhì)甲與CO2結(jié)合形成乙，該過程只需要酶的催化，不需要消耗ATP，A錯誤；植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下，如果Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強度，那么C3含量增加，C5含量減少，與題圖不符合，而如果改變的條件是降低CO2濃度，那么C3含量減少，C5含量增加，與題圖符合，所以本題改變的條件是降低CO2濃度，B錯誤；CO2濃度降低，由于CO2供應量減少，C5消耗減少，而C3還原正常，所以C5(甲)含量會上升，C錯誤；低CO2濃度下的光飽和點也低，D正確。10.(1)①NADPHC5(核酮糖—1，5－二磷酸，RuBP)②突變體的光反應與暗反應速率都較野生型快(2)①突變體葉綠素含量太低光照強度太低②蔗糖③高解析(1)①根據(jù)分析可知，光合作用的光反應階段在類囊體薄膜上反應。這個階段電子傳遞的最終產(chǎn)物是NADPH。RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶，根據(jù)分析可知這個階段是暗反應階段(CO2的固定)，在這個反應中CO2，在CO2固定酶的作用下與C5(一種五碳化合物)結(jié)合，所以RuBP羧化酶催化的底物是CO2和C5。②根據(jù)分析可知，表中的類囊體薄膜電子傳遞速率代表了光反應速率，電子傳遞速率越高，則光反應速率越快；RuBP羧化酶含量高低與暗反應速率有關，RuBP羧化酶含量越高，暗反應速率越快。由表可知突變體的光反應和暗反應速率都比野生型快，所以突變體水稻的光合速率高于野生型。(2)①根據(jù)光合作用的分析可知，只要影響到原料、能量的供應都是影響光合作用的因素，比如CO2的濃度、葉片氣孔的開閉情況、光照強度等；葉綠體是光合作用的場所，影響葉綠體的形成、結(jié)構的因素，比如葉綠體光合色素含量低等也會影響光合作用。根據(jù)題干可知在遮陰情況下突變體水稻產(chǎn)量明顯低于野生型，因此推測這種結(jié)果的內(nèi)因是突變體自身葉綠素含量太低，外因則是光照強度太低。②蔗糖是光合作用的主要產(chǎn)物，也是植物光合作用遠距離運輸?shù)闹饕问?。所以水稻葉肉細胞的光合產(chǎn)物有淀粉和蔗糖，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運輸形式，在開花結(jié)實期主要運往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果可知，在同等光合速率下突變體水稻所需要的光照更強，因此突變體水稻的光補償點較野生型高。11.(1)E先迅速減少，不久后達到相對穩(wěn)定的水平光照強度突然增強，短時間內(nèi)ATP和NADPH突然增多，C3的還原加快，而CO2的固定基本不變，導致C3含量迅速減少，因為CO2的供應量未同步增加，因此隨后C3含量達到相對穩(wěn)定的水平(2)水作為良好的溶劑，氮肥可以溶解在水中形成離子，有利于植物根細胞對氮、磷等元素的吸收；水是光合作用的原料，補充水分有利于光合作用的進行；保證植物吸收充足水分，有利于增大氣孔導度，從而保證葉肉細胞中CO2的供應(3)將提供的B物質(zhì)用放射性同位素標記供植物進行光合作用，并將植物置于光照、溫度等條件均