4-4-葉綠體將光能轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存在糖分子中(分層練)高一生物(滬科版2020必修1)(解析版)

第四節(jié)葉綠體將光能轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存在糖分子中【基礎(chǔ)鞏固練】（合格考必做）1．1939年，英國(guó)科學(xué)家希爾將植物細(xì)胞破碎，獲得離體葉綠體。他發(fā)現(xiàn)即使不提供CO2，只要在光照條件下給離體葉綠體提供足量鐵鹽溶液（作氧化劑），離體葉綠體雖然不能合成有機(jī)物，但能夠放出O2。1941年，幾名美國(guó)科學(xué)家制備了少量的含18O的水和碳酸氫鹽。在適宜光照條件下，他們將3組小球藻進(jìn)行相應(yīng)處理，一段時(shí)間后檢測(cè)光合產(chǎn)物氧氣中18O的比例，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．希爾的實(shí)驗(yàn)中，將葉綠體離體可排除呼吸作用對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾 B．美國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)中碳酸氫鹽的作用是為小球藻提供二氧化碳 C．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都能確定光合作用釋放的氧氣中的氧原子僅來(lái)自水 D．美國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)中，O2中18O的比例不受光合作用反應(yīng)時(shí)間影響【解答】解：A、希爾的實(shí)驗(yàn)中，將葉綠體離體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可排除呼吸作用對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，A正確。B、美國(guó)科學(xué)家用水和碳酸氫鹽來(lái)進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)，其中碳酸氫鹽可提供二氧化碳給植物，B正確。C、希爾的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光合作用釋放的氧氣不是來(lái)自二氧化碳，但不能證明氧氣來(lái)自于水，C錯(cuò)誤。D、美國(guó)科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)中，用含有18O標(biāo)記的水培養(yǎng)小球藻，則產(chǎn)生的氧氣中全部含有18O，D正確。故選：C。2．綠蘿是常見(jiàn)的辦公室植物，為了測(cè)定其光合作用最適溫度，將一株綠蘿放置在透明玻璃罩內(nèi)，在不同溫度下分別測(cè)定其黑暗條件下的CO2釋放量和適宜光照下CO2吸收量并擬合曲線繪制如圖所示，據(jù)圖分析，正確的是（）A．24°C適宜光照條件下，綠蘿的CO2固定速率為62mol/s B．在29°C時(shí)，綠蘿的呼吸速率等于光合速率 C．若減弱光照，兩條曲線同時(shí)向下平移 D．呼吸速率始終隨溫度升高而增長(zhǎng)【解答】解：A、CO2固定速率為總光合速率，黑暗條件下的CO2釋放量為呼吸速率，光照下CO2吸收量為凈光合速率，總光合速率＝凈光合速率+呼吸速率，故實(shí)線24°C吸收速率52mol/s加虛線24°C釋放速率10mol/s，故二氧化碳固定速率62mol/s，A正確；B、在29°C，呼吸速率與凈光合速率相等，綠蘿的呼吸速率小于光合速率，B錯(cuò)誤；C、減弱光照，光合曲線減弱，呼吸曲線基本不變，C錯(cuò)誤；D、在圖示范圍內(nèi)呼吸速率隨溫度升高而增長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。故選：A。3．光抑制現(xiàn)象指的是過(guò)強(qiáng)的光照反而會(huì)抑制光合作用的強(qiáng)度。油菜素內(nèi)酯（BR）也會(huì)對(duì)光合作用的強(qiáng)度產(chǎn)生影響。為驗(yàn)證上述現(xiàn)象，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中取長(zhǎng)勢(shì)相同的玉米幼苗分成甲、乙、丙三組，乙、丙組的處理方式如下表，一段時(shí)間后測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列分析不合理的是（）A．BR可能是通過(guò)增加光合作用相關(guān)酶的活性來(lái)影響光合作用強(qiáng)度 B．實(shí)驗(yàn)室中幼苗可能在密閉空間中培養(yǎng)，導(dǎo)致光合速率逐漸減弱 C．強(qiáng)光可能是通過(guò)降低葉綠素的含量來(lái)影響光合作用強(qiáng)度 D．甲組作為丙組對(duì)照可證明BR有促進(jìn)光合的作用【解答】解：A、從圖可判斷，乙組最強(qiáng)，故強(qiáng)光抑制光合，BR促進(jìn)光合，BR可能是通過(guò)增加光合作用相關(guān)酶的活性來(lái)影響光合作用強(qiáng)度，A正確；B、甲乙丙三組光合作用強(qiáng)度都隨著時(shí)間的增加而減弱，推測(cè)實(shí)驗(yàn)室中幼苗可能在密閉空間中培養(yǎng)，導(dǎo)致光合速率逐漸減弱，B正確；C、過(guò)強(qiáng)的光照反而會(huì)抑制光合作用的強(qiáng)度的原因可能是通過(guò)降低葉綠素的含量來(lái)影響光合作用強(qiáng)度，C正確；D、甲組應(yīng)該還有兩種可能性“+—”以及“——”，從圖可判斷，乙組最強(qiáng)，故強(qiáng)光抑制光合，BR促進(jìn)光合。甲、丙相似，排除甲組“+—”的可能性，故甲、丙不可做對(duì)照.，D錯(cuò)誤。故選：D。4．如圖表示甲、乙兩種植物在適宜溫度下的CO2吸收速率隨著光強(qiáng)度的變化而變化的曲線圖。下列敘述正確的是（）A．對(duì)于植物甲，光強(qiáng)度從X變成Y的短時(shí)間內(nèi)，三碳化合物的還原速率上升，五碳化合物含量上升 B．如果溫度升高，M點(diǎn)將向右下方移動(dòng) C．當(dāng)平均光強(qiáng)度在X和Y之間（每日光照12h）時(shí)，植物一晝夜中有機(jī)物積累量的變化是甲增加，乙減少 D．將甲、乙放入密封的瓶子中，持續(xù)給予Y強(qiáng)度的光照，甲的質(zhì)量先上升后下降，乙的質(zhì)量一直上升且上升速率持續(xù)減小【解答】解：A、對(duì)于植物甲，光照強(qiáng)度從X變成Y的短時(shí)間內(nèi)，光反應(yīng)增強(qiáng)，產(chǎn)生的ATP和[H]增多，促進(jìn)暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，因此三碳化合物的還原速率上升，五碳化合物含量上升，A正確；B、該曲線是在適宜溫度條件下測(cè)定的，因此如果溫度升高，總光合速率會(huì)下降，因此M點(diǎn)將左下移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)圖示分析可知：當(dāng)平均光照強(qiáng)度在X和Y之間，甲植物凈光合作用小于2，白天積累的不夠夜間消耗，一晝夜中有機(jī)物積累量的變化是減少；乙植物凈光合作用大于1，夜晚消耗后還有積累，因此一晝夜中有機(jī)物積累量的變化是增加，C錯(cuò)誤；D、將甲、乙放入密封的瓶子中，持續(xù)給予Y強(qiáng)度的光照，由于瓶子中的二氧化碳是有限的，因此甲和乙的質(zhì)量均是先上升后保持相對(duì)穩(wěn)定，D錯(cuò)誤。故選：A。5．為探究光合作用的影響因素，科研人員用同一環(huán)境中生長(zhǎng)的歐洲蕨和石楠，在溫度、光照和水分等條件適宜時(shí)測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如下表）。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是（）項(xiàng)目物種355μmol/mol的CO2539μmol/mol的CO2不施磷肥施磷肥不施磷肥施磷肥凈光合速率/[μmol/（m2?s）]歐洲蕨2.183.743.625.81石楠1.376.765.4315.62蒸騰比率/（μmol/mol）歐洲蕨1.402.372.223.86石楠0.250.660.712.10注：蒸騰比率——植物消耗1摩爾水，通過(guò)光合作用固定的CO2微摩爾數(shù)。A．升高CO2濃度對(duì)石楠光合速率的促進(jìn)作用大于對(duì)歐洲蕨的促進(jìn)作用 B．升高CO2濃度和施用磷肥都能促進(jìn)石楠的光合速率，其中施磷肥的效果更明顯 C．由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)，干旱對(duì)石楠光合作用的影響大于對(duì)歐洲蕨光合作用的影響 D．兩種植物光合作用的最適CO2濃度均為539μmol/mol【解答】解：A、比較表格中的凈光合速率數(shù)據(jù)可知，升高CO2濃度對(duì)石楠光合速率的促進(jìn)作用大于對(duì)歐洲蕨的促進(jìn)作用，A正確；B、比較表格中的凈光合速率數(shù)據(jù)可知，升高CO2濃度和施用磷肥都能促進(jìn)石楠的光合速率，其中施磷肥的效果更明顯，B正確；C、比較分析可知，CO2濃度相同時(shí)，不施磷肥和施磷肥兩種情況下，石楠的蒸騰比率都比歐州蕨低，說(shuō)明干旱對(duì)歐洲蕨光合作用的影響應(yīng)小于石楠，C正確；D、CO2濃度不同時(shí)，CO2濃度為539mol?mol﹣1比CO2濃度為355mol?mol﹣1時(shí)兩種植物的凈光合速度都在增加，所以兩種植物光合作用的最適CO2濃度都高于355mol?mol﹣1，但不一定就是539μmol．mol﹣1，D錯(cuò)誤。故選：D。6．限制光合作用速率的因素不包括（）A．光照強(qiáng)度 B．溫度 C．二氧化碳濃度 D．氧氣濃度【解答】解：影響光合作用的環(huán)境因素有：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度、含水量以及礦質(zhì)元素的量，但不包活氧氣濃度。故選：D。7．硅半導(dǎo)體納米線與特定細(xì)菌結(jié)合可形成人工光合系統(tǒng)，其中硅半導(dǎo)體納米線可吸收光能并分解H2O生成O2，細(xì)菌可將CO2轉(zhuǎn)化為乙酸。請(qǐng)據(jù)模式圖所示回答下列問(wèn)題：（1）硅半導(dǎo)體納米線模擬的是葉綠體的（填細(xì)胞結(jié)構(gòu)），其上進(jìn)行的反應(yīng)模擬反應(yīng)。與葉綠體光合作用相比較，人工光合系統(tǒng)不能合成的物質(zhì)有（寫(xiě)出兩種）。（2）裝置中的細(xì)菌與酵母菌的本質(zhì)區(qū)別是。研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：若不及時(shí)排出裝置中的產(chǎn)物，會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌轉(zhuǎn)化CO2的能力下降，則原因可能是?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)題干可知，硅半導(dǎo)體納米線可吸收光能并分解H2O，所以模擬的是葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的類(lèi)囊體薄膜。由于裝置圖中顯示H2O分解之后產(chǎn)生的H+被細(xì)菌吸收后，與CO2結(jié)合生成了乙酸，整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有[H]、ATP以及糖類(lèi)等的生成。（2）細(xì)菌（原核生物）與酵母菌（真核生物）的本質(zhì)區(qū)別是有無(wú)以核膜為界限的細(xì)胞核。根據(jù)裝置圖可知，細(xì)菌吸收CO2，生成乙酸，如果沒(méi)有及時(shí)排除產(chǎn)物，意味著乙酸會(huì)大量堆積，造成pH降低，影響酶的活性。故答案為：（1）類(lèi)囊體薄膜光[H]、ATP、糖類(lèi)、C3、C5（葡萄糖、淀粉）（2）有無(wú)以核膜為界限的細(xì)胞核細(xì)菌生成的乙酸沒(méi)有及時(shí)排出，導(dǎo)致pH下降，抑制了酶活性8．如圖為高等植物光合作用的部分過(guò)程示意圖。圖中甲、乙表示物質(zhì)，①、②表示反應(yīng)階段?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）物質(zhì)甲是，圖中①是光合作用是階段，該階段中吸收光能的色素分布在葉綠體的上。（2）圖中②是光合作用的階段，進(jìn)行的場(chǎng)所是葉綠體的。該階段包括的生理過(guò)程有和C3的還原。圖中①為②提供的物質(zhì)乙是。影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素除光照強(qiáng)度外，還有（至少答出兩項(xiàng)）?！窘獯稹拷猓海?）據(jù)題圖可知，光反應(yīng)的水的光解可產(chǎn)生氧氣，物質(zhì)甲為氧氣；①是光反應(yīng)階段；光合色素分布在葉綠體的類(lèi)囊體薄膜上。（2）據(jù)題圖可知，②是暗反應(yīng)階段，場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，物質(zhì)變化包括二氧化碳的固定和C3的還原。（3）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素除光照強(qiáng)度外，還有溫度和二氧化碳的濃度等。故答案為：（1）O2光反應(yīng)類(lèi)囊體薄膜（2）暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)CO2的固定（3）NADPHCO2濃度、溫度【能力提升練】（等級(jí)考加練）9．下列關(guān)于生命科學(xué)研究的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．魯賓和卡門(mén)運(yùn)用同位素示蹤法，證明了光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自H2O B．桑格和尼克森提出生物膜流動(dòng)鑲嵌模型，強(qiáng)調(diào)了膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對(duì)稱(chēng)性 C．沃森和克里克利用DNA分子衍射圖譜，提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 D．艾弗里利用“加法原理”控制自變量，證明了DNA是肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化因子【解答】解：A、魯賓和卡門(mén)運(yùn)用同位素標(biāo)記法標(biāo)記O元素：他們分別向小球藻提供含的18O水和含18O的CO2，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)記水的一組產(chǎn)生的氧氣中含18O而標(biāo)記CO2的一組產(chǎn)生的氧氣中不含18O，最終證明光合作用釋放的O2來(lái)自于水，A正確；B、桑格和尼克森提出生物膜流動(dòng)鑲嵌模型，強(qiáng)調(diào)了膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對(duì)稱(chēng)性，B正確；C、威爾金斯和富蘭克林為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建提供了DNA衍射圖譜，沃森和克里克依據(jù)他們提供的DNA衍射圖譜及有關(guān)數(shù)據(jù)，提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，C正確；D、艾弗里利用“減法原理”控制自變量，證明了DNA是肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化因子，D錯(cuò)誤。故選：D。10．某校四個(gè)生物興趣小組用紫色洋蔥不同部位進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)（如表），但均未達(dá)到預(yù)期效果。下列分析中合理的是（）實(shí)驗(yàn)組別甲組乙組丙組丁組實(shí)驗(yàn)材料鱗片葉外表皮鱗片葉內(nèi)表皮綠葉1cm根尖主要試劑鹽酸、吡羅紅染色劑健那綠水、層析液解離液、龍膽紫實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠^察RNA分布觀察線粒體提取與分離光合色素觀察細(xì)胞中染色體形態(tài)A．甲組所取細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中無(wú)RNA分布 B．乙組實(shí)驗(yàn)應(yīng)該用鹽酸處理鱗片葉內(nèi)表皮 C．丙組實(shí)驗(yàn)中研磨不夠充分是主要原因 D．丁組實(shí)驗(yàn)中可能未觀察到分生區(qū)部位【解答】解：A、洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中有RNA分布，A錯(cuò)誤；B、乙組中所用健那綠染液是活細(xì)胞染料，因此細(xì)胞不能用鹽酸處理，B錯(cuò)誤；C、丙組細(xì)胞中所選取的提取液是水，而光合色素不溶于水而溶于有機(jī)溶劑，因此所選試劑應(yīng)為無(wú)水酒精，C錯(cuò)誤；D、丁組剪去1cm根尖，而根尖分生區(qū)細(xì)胞位于根尖2﹣3mm處，因此觀察細(xì)胞中染色體形態(tài)時(shí)觀察不到染色體的原因可能是未觀察到分生區(qū)部位，D正確。故選：D。11．如圖為某植物細(xì)胞內(nèi)某生物膜上發(fā)生的生理過(guò)程，實(shí)線代表H+的運(yùn)輸路徑，虛線代表電子的傳遞路徑。請(qǐng)據(jù)圖分析，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖中所示的生物膜屬于葉綠體類(lèi)囊體薄膜 B．圖中ATP的合成所需的能量是化學(xué)能或光能 C．圖中H+的運(yùn)輸會(huì)導(dǎo)致膜兩側(cè)的pH發(fā)生改變 D．H+從a側(cè)運(yùn)輸至b側(cè)需要消耗ATP【解答】解：A、根據(jù)試題分析，圖中所示的生物膜屬于線粒體內(nèi)膜，A錯(cuò)誤；B、圖中ATP的合成所需的能量是細(xì)胞呼吸中糖類(lèi)等有機(jī)物中的化學(xué)能，B錯(cuò)誤；C、H+的濃度a側(cè)＞b側(cè)，則a側(cè)pH低于b側(cè)，H+從a側(cè)運(yùn)輸?shù)絙側(cè)，會(huì)導(dǎo)致a側(cè)pH增大，b側(cè)pH減小，C正確；D、據(jù)圖可知，H+從a側(cè)運(yùn)往b側(cè)需要ATP合成酶的協(xié)助，且在此過(guò)程中還能合成ATP，說(shuō)明H+在此過(guò)程是順濃度梯度運(yùn)輸，屬于協(xié)助擴(kuò)散，D錯(cuò)誤。故選：C。12．在條件適宜的情況下，用自然光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后，突然改用光照強(qiáng)度與自然光相同的綠色光照射，在照射瞬間葉綠體中的物質(zhì)所發(fā)生的變化正確的是（）A．ATP含量上升 B．C3的含量下降 C．合成C5的速率加快 D．NADPH的含量下降【解答】解：A、由于光照強(qiáng)度減弱，使光反應(yīng)變慢，所以ATP合成減少，導(dǎo)致ATP含量下降，A錯(cuò)誤；B、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP去還原C3，光反應(yīng)減弱后，導(dǎo)致C3化合物的還原減弱，C3化合物消耗減少，同時(shí)CO2固定生成C3的速率不變，則C3化合物含量相對(duì)增多，B錯(cuò)誤；C、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP去還原C3，光反應(yīng)減弱后，導(dǎo)致C3化合物的還原減弱，則合成C5的速率減慢，C錯(cuò)誤；D、由于光反應(yīng)變慢，所以水的光解變慢，合成的NADPH含量下降，D正確。故選：D。13．如圖表示了某植物體內(nèi)光合作用與呼吸作用的部分過(guò)程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．X、Y物質(zhì)分別代表三碳化合物和丙酮酸 B．①④兩過(guò)程都產(chǎn)生[H]，都能釋放少量能量 C．①②過(guò)程分別發(fā)生在線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中 D．①②③④四個(gè)過(guò)程既不消耗氧氣也不產(chǎn)生氧氣【解答】解：A、X、Y分別是合成葡萄糖和分解葡萄糖的物質(zhì)，根據(jù)光合作用和呼吸作用分析可知，X物質(zhì)是三碳化合物，Y物質(zhì)是丙酮酸，A正確；B、①過(guò)程是有氧呼吸的第一個(gè)階段，該階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，產(chǎn)生了丙酮酸、[H]并釋放少量能量，④過(guò)程是有氧呼吸的第二個(gè)階段，產(chǎn)生了二氧化碳和[H]，并釋放少量能量，B正確；C、①過(guò)程是有氧呼吸的第一個(gè)階段，該階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，②過(guò)程是光合作用暗反應(yīng)中C3的還原階段，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，C錯(cuò)誤；D、①④為有氧呼吸一二階段，②③為光合作用的暗