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5.4光合作用和能量转化——2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修一同步课时作业
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．提取和分离叶绿体色素的试剂是
A.无水乙醇、碳酸钙 B.碳酸钙、蒸馏水
C.无水乙醇、层析液 D.层析液、二氧化硅
2．海洋中的藻类，依其颜色可分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的分布大致依次是浅、中、深水层。下列叙述错误的是( )
A.绿藻细胞中光合色素分布在类囊体薄膜上
B.三种藻类所含的光合色素的种类存在差异
C.绿藻中的叶绿素的吸收光谱在蓝紫光区，呈现单峰曲线
D.海洋中的藻类存在这种差异是对不同光质条件适应的结果
3．某兴趣小组以新鲜的绿叶为实验材料，进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验。下列有关叙述正确的是( )
A.光合色素的提取过程中需要加入无水乙醇、碳酸钙和层析液三种试剂
B.研钵中加入的碳酸钙有助于研磨得充分，从而使绿叶释放更多光合色素
C.绿叶中的光合色素分离时，扩散最快的光合色素是胡萝卜素
D.不同光合色素在无水乙醇中的溶解度不同，其中叶绿素a的溶解度最高
4．下图为在不同温度条件下，测定玉米植株在有光照时的O2释放速率和无光照时的O2吸收速率图像（曲线每个点代表一次测量数据），下列叙述错误的是( )
A.玉米生长的最适温度在15-25℃之间
B.35℃时玉米植株制造有机物的速率小于25℃
C.玉米植株在30℃时固定CO2的速率是产生CO2速率的两倍
D.40℃时由于温度过高，导致光合作用停止，但呼吸作用还可以进行
5．提取菠菜绿叶中光合色素并用纸层析法分离，结果如图。其中甲、乙、丙、丁为4条不同颜色的色素带。下列叙述正确的是( )
A.为使色素带更明显，点样时可加大滤液细线宽度
B.菠菜绿叶的新鲜程度可能会影响四种色素带的宽窄比例
C.甲、乙中的色素在层析液中溶解度大于丙、丁中的色素
D.若研磨时未加入SiO2，色素带甲、乙会明显减少，丙、丁不受影响
6．某科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是
A.二氧化碳→叶绿素a→ADP B.二氧化碳→三碳化合物→糖类
C.二氧化碳→叶绿体→ATP D.二氧化碳→五碳化合物→糖类
7．如图是用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果（I、Ⅱ、Ⅲ、IV为色素条带）。下列相关叙述正确的是( )
A.用纸层析法分离色素时，扩散最快的是胡萝卜素且含量最低
B.实验研磨过程中加入的碳酸钙过少，会导致色素条带颜色变深
C.I、Ⅱ色素带的色素能吸收红光，并用于光反应中ATP的合成
D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄
8．影响植物生长发育的因素中，光的影响尤为显著。光不但为植物光合作用提供能量来源，而且还是植物整个生命周期中许多生长发育过程的调节信号，如种子萌发、植物生长、开花诱导和器官衰老等。这种依赖光调节控制植物生长、分化和发育的过程，称为植物光形态的建成。下列分析有误的是( )
A.光在植物形态建成中属于物理信息，物理信息可以来源于无机环境和生物
B.植物光形态建成说明信息传递可以调节种间关系，使植物在竞争中处于优势
C.光形态的建成建立在一系列信息传递的基础上，最终都是对基因组表达的调控
D.研究植物光形态的建成，可以提高农产品的产量，也可以为花卉栽培提供理论依据
9．睡莲叶片上表皮上的气孔数目多于下表皮，此特点有利于睡莲与外界环境进行气体交换。气孔关闭会导致睡莲叶片光合作用速率下降，其表现在( )
A.叶绿体内C5的含量太低
B.暗反应中产生的三碳化合物数量不足
C.水光解产生的氧气数量不足
D.暗反应所需还原剂的数量不足
10．下列关于甲、乙两种细胞器的叙述正确的是( )
A.甲、乙均为双层膜细胞器，都与能量转换有关，都能发生碱基互补配对
B.在有氧条件下葡萄糖能在乙内彻底分解成CO2和H2O
C.蓝细菌细胞中吸收光能的色素分布在③上
D.若a和b表示气体，则分别为CO2和O2
11．高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是( )
A.呼吸作用变强，消耗大量养分
B.光合作用强度减弱，有机物合成减少
C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
二、多选题
12．如图为“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料、用具及步骤。下列相关叙述正确的是( )
A.图中步骤③画滤液细线时要快速重复画多次
B.图中步骤④加盖的目的是防止层析液挥发
C.若步骤①中物质A能提取色素，则该物质可为无水乙醇
D.若步骤①中物质B可使研磨充分，则该物质为二氧化硅
13．在光照条件下，小麦的叶肉细胞中与竞争性结合，在（卡尔文循环中固定最关键的酶）的催化下，可与结合后经一系列反应释放，这种反应称为光呼吸，需要叶绿体参与，可与光合作用同时进行。光呼吸在某种程度上可保护光合器官。下列叙述错误的是( )
A.与的结合发生在叶绿体的类囊体薄膜上
B.推测在夏季天气晴朗的中午，小麦叶肉细胞中的光呼吸强度增强
C.如果突然停止光照，则短时间内能正常进行光合作用的小麦中的含量降低
D.由于光呼吸会消耗有机物，对植物生长不利，应当完全抑制光呼吸
三、非选择题
14．将两株长势相似的甲、乙两种植物幼苗分别放在两个相同的密闭透明玻璃罩内，给予充足的水分、光照和适宜的温度等条件，每隔10min用CO2测量仪测量一次玻璃罩内的CO2含量，得到如下表的实验结果(假定实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变)。回答下列问题：
记录时间(min) 0 10 20 30 40
植物甲(mg·L-1) 150 99 58 58 58
植物乙(mg·L-1) 150 83 43 43 43
(1)该实验的自变量是______，因变量是_____。
(2)在0~20min内，植物幼苗甲和乙的净光合作用速率逐渐___，依据是______。20min以后，影响两种植物光合作用的主要因素是___。
(3)若把甲、乙两种植物幼苗置于同一密闭、透明玻璃罩内，其他条件不变，则______(填“植物甲”或“植物乙”)存活的时间更长。
参考答案
1．答案：C
解析：在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,提取和分离色素分别用无水乙醇和层析液,故选C。
2．答案：C
解析：A、绿藻为真核生物，细胞中光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A正确；
B、不同水层的海洋藻类所含的光合作用色素有差异。红藻中藻红蛋白（藻红素）的含量较多，绿藻中叶绿素的含量较多，B正确；
C、绿藻中的叶绿素的吸收光谱主要在红光区和蓝紫光区，呈现双峰曲线，C错误；
D、不同颜色的光在水体中的穿透力不同，水层对光波中的红橙光部分吸收多于蓝紫光（即到达深层的光线相对富含短波长光），即蓝紫光可以到达深层，红藻主要吸收蓝光，因此红藻应分布在海水的深层，绿藻主要吸收红橙光，主要分布在海水的浅层，所以海洋中的藻类在水层中的分布差异是对不同光质条件适应的结果，D正确。
故选C。
3．答案：C
解析：A、光合色素的提取过程中需要加入无水乙醇、碳酸钙和二氧化硅三种试剂，不需要层析液，A错误;B、研钵中加入的碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，B错误;C、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，顺序与扩散速度有关，扩散最快的光合色素是胡萝卜素，C正确;D、不同光合色素在层析液中的溶解度不同，其中胡萝卜素的溶解度最高，D错误。故选C.
4．答案：D
解析：A、图中有光照时，O2的释放速率代表净光合速率，在15-25℃之间净光合速率最大，说明玉米生长的最适温度在15-25℃之间，A正确;B、制造有机物的速率是真光合速率，等于净光合速率+呼吸速率，35%C玉米植株制造有机物的速率=1+2=3，25℃玉米植株制造有机物的速率=2+3-5,B正确;C、固定CO2的速率是真光合速率，等于净光合速率+呼吸速率，玉米植株在30℃时固定CO2的速率=2+2=4，产生CO2速率是呼吸速率，30℃时，产生CO2速率为2，玉米植株在30℃时固定CO2的速率是产生CO2速率的两倍，C正确;D、40℃时，O2的释放速率光合速率为0，代表净光合速率为0，即光合速率=呼吸速率，光合作用未停止，D错误。
5．答案：B
解析：A、点样时滤液细线要细、齐、直，不能太粗，A错误;B、菠菜绿叶的新鲜程度会影响四种色素在滤纸条上色素含量，新鲜的叶片光合色素含量丰富，发黄的叶片色素可能分解，影响实验结果，B正确;C、不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随滤纸条扩散较快，甲、乙中的色素在层析液中溶解度小于丙、丁中的色素，C错误;D、若研磨时未加入SiO2，研磨不充分，色素带甲、乙、丙、丁均会明显减少，D错误。故选B。
6．答案：B
解析：二氧化碳参与暗反应阶段，二氧化碳中的14C首先通过二氧化碳的固定进入C3中，再经过C3的还原可以进入糖类等有机物中。综上所述，ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
7．答案：D
解析：
8．答案：B
解析：从题干中可知，植物光形态的建成过程其实就是环境中的物理信息对植物体产生影响的过程，物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物，A正确。植物光形态的建成说明植物生长、发育的正常进行离不开信息的作用，该过程并没有体现信息传递可以调节种间关系，B错误。光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节，C正确。分析题干信息可知，光能调节植物生长以及开花等，故研究植物光形态的建成，可以提高农产品的产量，也可以为花卉栽培提供理论依据，D正确。
9．答案：B
解析：AB、气孔关闭，使二氧化碳浓度降低，影响二氧化碳的固定，导致C3含量降低，短时间内叶绿体内C5的含量升高，A错误，B正确；
CD、气孔关闭不会影响水的光解，因此短时间内产生氧气和NADPH的数量不变，暗反应所需还原剂的数量不变，CD错误。
故选B。
10．答案：A
解析：A、线粒体和叶绿体均为双层膜细胞器，且均与能量的转换有关，由于是半自主细胞器，都能进行DNA的复制，都能发生碱基互补配对，A正确;B、线粒体是有氧呼吸第二、第三阶段的场所，在线粒体中氧化分解的物质不是葡萄糖，是丙酮酸，B错误;C、蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，C错误;D、若a和b表示气体，则分别为O2和CO2D错误。故选:A。
11．答案：D
解析：呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成农作物减产，A正确；温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度降低，有机物合成减少，B正确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细胞呼吸过程中产生，D错误。
12．答案：BCD
解析：图中步骤③画滤液细线时，待滤液干后再重复画一到两次，A错误。
13．答案：AD
解析：A、卡尔文循环中C5与CO2结合的场所为叶绿体基质，光呼吸过程中C5和O2的结合发生在叶绿体基质中，A错误；
B、在夏季天气晴朗的中午，由于温度过高，蒸腾作用过强，气孔部分关闭，从而使进入叶肉细胞的CO2量减少，由于叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合RuBPC5，因此当胞间CO2浓度降低时，O2与RuBP结合的概率增加，光呼吸增强，B正确；
C、如果突然停止光照，则能正常进行光合作用的小麦光反应阶段产生的ATP和NADPH的量减少，C3被还原成C5的速率降低，而短时间内C5与CO2结合生成C3的速率不变，故突然停止光照，短时间内C5的含量降低，C正确；
D、由题干信息可知，光呼吸在某种程度上可保护光合器官，D错误。
故选AD。
14．答案：(1)植物种类和时间；净光合速率(或装置中CO2的减少量)；
(2)变慢；0~20min内两容器中CO2含量每10min减少的量变小；CO2浓度；
(3)植物乙。
解析：(1)由题意可知,实验的自变量是植物的种类和时间,因变量是净光合速率(或装置中CO2的减少量)。
(2)在0-20min内,植物幼苗甲和乙两容器中CO2含量每10min减少的量变小,说明净光合作用速率逐渐变慢。20min以后,二氧化碳浓度较低,是影响两种植物光合作用的主要因素。
(3)根据玻璃罩内二氧化碳的含量可知,植物乙能够利用更低浓度的二氧化碳浓度,故推测,若把甲、乙两种植物幼苗置于同一密闭、透明玻璃罩内,其他条件不变,则植物乙存活的时间更长。

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