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3.5光合作用将光能转化为化学能——高一生物学浙科版（2019）必修一同步课时作业
一、单选题
1．叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是( )
A.O2的产生 B.ATP的消耗 C.NADPH的消耗 D.ATP的合成
2．如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中碳原子的转移途径，则是( )
A.CO2→叶绿素→ADP B.CO2→C5→C3
C.CO2→C3→糖类 D.CO2→C5→C3→糖类
3．光合作用过程中碳原子转变的途径是( )
A.CO2→糖类→三碳化合物 B.CO2→三碳化合物→糖类
C.CO2→糖类→五碳化合物 D.CO2→五碳化合物→糖类
4．大棚种植在丰富人们的餐桌时，也面临着一些种植问题。为了提高农作物产量，下列措施及目的合理的是( )
①施肥后进行适量灌溉，有利于农作物吸收无机盐
②适当增大温室中的昼夜温差，有利于农作物积累有机物
③及时清除温室薄膜上的水汽，有利于增加自然光照强度
④温室中，定期施加以提高光合作用强度
⑤用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，可提高蔬菜的光合速率
A.①②③④ B.②③④⑤ C.①③④⑤ D.①②④⑤
5．关于叶绿素的叙述，错误的是( )
A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
6．如图是绿色植物和藻类中常见的光合色素吸收光谱。某生使用长条滤纸，以石油醚：丙酮＝9：1为展开液进行光合色素之层析分离实验中，分别计算甲、乙、丙三种色素的Rf值（Rf值＝），试问Rf值由大到小依序为何( )
A.甲、丙、乙 B.丙、乙、甲
C.乙、丙、甲 D.甲、乙、丙
7．为探究CO2浓度对不同作物光合速率的影响，研究人员以大豆、甘薯、花生为实验材料，分别进行三种不同的实验处理：甲组提供大气CO2浓度，乙组提供大气CO2浓度倍增环境，丙组先在大气CO2浓度倍增的环境中培养60d,测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个实验过程保持适宜的光照强度和充足的水分供应，实验结果如图。下列说法错误的是( )
A.本实验的自变量是CO2浓度和作物种类
B.适当增加甲组CO2浓度，作物的光饱和点会增大
C.CO2浓度倍增，光合作用速率并未倍增，可能与有机物在叶绿体中积累较多有关
D.作物细胞内固定CO2的酶活性随环境中CO2浓度升高而升高
8．《齐民要术》中，要求栽种农作物要“正其行，通其风”的原理是
A.确保通风透光，从而有利于提高光合作用强度
B.通风透光，可以增强农作物的呼吸作用
C.可以增强农作物的抗性
D.增强农作物的蒸腾作用
9．紫外线为高能量光线，在生物体内易激发形成超氧化物，致使脂质氧化而破坏其功能。据此分析，植物短暂暴露在高紫外线条件下，光合作用能力立即明显受到抑制最可能的原因是( )
A.细胞膜受到破坏 B.类囊体受到破坏
C.暗反应受到抑制 D.DNA受到破坏
10．下列关于光合作用的叙述，正确的是( )
A.光反应在叶绿体基质中进行
B.光反应为卡尔文循环提供O2和NADPH
C.卡尔文循环只有在黑暗环境中才能进行
D.卡尔文循环中固定CO2的物质是一种五碳化合物
11．下图为光合作用过程示意图，a、b为物质，Ⅰ、Ⅱ表示过程。下列相关叙述，错误的是( )
A.a是NADPH B.b为CO2固定提供能量
C.Ⅱ过程发生的场所是叶绿体基质 D.Ⅰ过程将光能转化为活跃的化学能
12．苔藓植物能适应并在弱光环境下生存。为研究苔藓植物的光合作用适应机制，某同学提取苔藓植物、菠菜叶的光合色素进行研究。下列相关分析正确的是( )
A.新鲜苔藓植物晒干后，根据质量按比例加入无水乙醇并充分研磨
B.研磨苔藓、菠菜叶时加入适量的SiO2,以防止光合色素被酸破坏
C.观察发现，随层析液在滤纸条上扩散速度最快的色素呈橙黄色
D.通过比较两种材料纸层析后色素带的数量来分析苔藓植物的光合作用特性
13．下图为新鲜菠菜叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是( )
A.提取色素时加入二氧化硅是为了加速研磨，加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B.甲、乙、丙和丁分别为叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素
C.四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最小
D.四种色素中，甲和乙主要吸收红光
14．图为高等绿色植物光合作用图解，下列说法正确的是( )
A.①可代表光合色素，其中含量最多的是黄绿色的叶绿素a
B.在希尔反应中，若没有向离体的叶绿体悬液中通入CO2，则该反应不会释放②
C.图中⑤的本质是NADP+，能为③的还原提供能量和还原剂
D.④是ATP，若突然降低CO2的供应，短时间内该物质的量会增加
15．将甲、乙两株同样的植物放在两个密闭的装置中，甲给予光照，乙遮光处理，其他条件相同。下列关于这两株植物代谢的叙述中，正确的是( )
A.给予光照的装置中O2含量将持续增加
B.遮光处理的植株有机物的含量将减少
C.如果乙植株突然给予光照，叶绿体内C3含量将增加
D.甲、乙植株的叶肉细胞中产生ATP的场所相同
二、多选题
16．恩格尔曼利用水绵和需氧细菌设计实验，有关叙述正确的是( )
A.需氧细菌指示氧气产生部位
B.该实验证明了光合作用的场所是叶绿体
C.临时装片应放置在没有空气的环境中
D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
17．在温室内栽培农作物，下列可提高产量的措施有()
A.增大昼夜温差 B.延长光照时间 C.降低O2浓度 D.升高CO2浓度
三、读图填空题
18．下图表示绿色植物体内光合作用和细胞呼吸的过程，请据图分析并回答：
（1）甲图表示____________________过程，乙图表示__________________过程。
（2）甲图中的物质A是_________，该物质是光合作用的光反应产生的，能为光合作用的_________反应提供能量。分析甲图可知，影响光合作用的外界因素主要有_________、水、二氧化碳浓度等。
（3）乙图中的物质B是_________，其产生的场所是_________，序号①和_________表示有氧呼吸的过程。
（4）酵母菌中可以进行的过程是_________（填序号）
（5）自然界中少数的细菌（如硝化细菌）虽然不能像绿色植物那样进行光合作用，但是可以通过化能合成作用制造有机物，因此，它们也属于_________（自养生物或异养生物）
19．农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了在适宜温度条件下，光照强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度（用CO2消耗量表示）随光照强度的变化曲线（见下图）。回答下列问题：
(1)a点时植物光合作用强度较弱，原因是__________。
(2)当CO2浓度从c点调至b点后，短时间内叶绿体中NADPH的含量变高，原因是________。
(3)若从光反应角度分析，图中d点后随着光照强度的增加，光合作用强度不再增加的内因可能是________（答出2点）。
(4)据图可知，在农业生产中，为提高稻田中农作物的产量，可以采取的措施是________。
20．下图是某植物体内进行的某种生理活动，据图回答下列问题：
（1）该生理活动的名称是________________。
（2）该生理活动是在叶肉细胞内被称为________的细胞器中进行的。
（3）图中字母A、B、C各自所代表的物质的名称是A________，B________，C________。
（4）需要消耗物质A和B的生理过程③的名称是________________。
（5）图中编号①所表示的生理过程是________。
（6）此生理过程中，A移动的方向是___________________（用文字和箭头表示）。
（7）色素吸收的________能，在这一生理活动过程的____________阶段部分被转移到______________中，转变为活跃的化学能，再经过这一生理过程的________阶段，转变为________的化学能。
参考答案
1．答案：A
解析：A、叶肉细胞光合作用的光反应阶段产生O2，反应场所是叶绿体类囊体薄膜，A正确；B、光合作用的暗反应阶段消耗ATP，B错误；C、光合作用的暗反应阶段消耗NADPH，C 错误；D、有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均产生ATP，D错误。故选：A。
2．答案：C
解析：二氧化碳参与光合作用的暗反应过程，根据暗反应中二氧化碳的固定过程可知二氧化碳中的碳原子首先转移到三碳化合物中，然后暗反应进行的是三碳化合物的固定，所以碳原子又转移到有机物中，即碳原子的转移途径为CO2→C3→糖类，ABD错误，C正确。故选C。
3．答案：B
解析：二氧化碳参与光合作用的暗反应过程,根据暗反应中二氧化碳的固定过程可知二氧化碳中的碳原子首先转移到三碳化合物中,然后暗反应进行的是三碳化合物的固定,所以碳原子又转移到有机物中,即碳原子的转移途径为:二氧化碳→三碳化合物→糖类。
4．答案：A
解析：①根部细胞一般通过主动运输方式吸收土壤中的无机盐，施肥后进行适量灌溉，能使无机盐溶在水中，有利于农作物吸收无机盐，①正确；
②酶的活性受温度影响，温室栽培时夜间适当降温，白天适当升高温度，增大昼夜温差，可降低呼吸作用对有机物的消耗，增强光合作用，从而有利于农作物积累有机物，②正确；
③及时清除温室薄膜上的水汽，可以减少光照的反射等，有利于增加自然光照强度，③正确；
④定期在温室中施放二氧化碳，可以保证二氧化碳供应，以提高光合作用强度，④正确；
⑤白光属于复合光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，只允许红光透过，导致色素可吸收的光质减少，反而会降低蔬菜的光合作用速率，⑤错误；
综上所述，①②③④正确，即A正确。
故选A。
5．答案：D
解析：植物在进行光合作用时主要吸收的红光和蓝紫光，由于绿色植物几乎不吸收绿色光，所以植物的叶片一般呈现绿色。
6．答案：C
解析：分析题图不同色素的吸收光谱，甲、乙、丙分别为叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素a。类胡萝卜素在展开液中溶解度最大，因而上升的距离最大，Rf值最大；其次为叶绿素a，再次为叶绿素b，所以Rf值由大到小依次为乙、丙、甲，C正确，ABD错误。
故选C。
7．答案：D
解析：A、分析题意可知，本题探究CO2浓度对不同作物光合速率的影响，故本实验的自变量是CO2浓度和作物种类，A正确；
B、甲组和乙组之间进行比较可知，CO2浓度升高有利于光合作用，故适当增加甲组CO2浓度，作物的光饱和点会增大，B正确；
C、CO2浓度倍增，光合作用速率并未倍增，可能与有机物积累在叶绿体中不能及时运走有关，C正确；
D、甲组和丙组比较可知，作物长期处于高CO2浓度条件下有可能会使固定CO2的酶的活性降低或者是数量减少，D错误。
故选D。
8．答案：A
解析：“正其行，通其风”是做到了合理密植，有利于植株合理利用光照和CO2，从而提高光合作用强度。选A。
9．答案：B
解析：A、光合作用的场所不在细胞膜上，A错误；B、类囊体薄膜是生物膜，生物膜主要的成分是磷脂和蛋白质，紫外线导致磷脂被氧化，破坏类囊体的结构，而类囊体是光反应的场所，因此可能导致光反应受阻，B正确；C、暗反应发生在叶绿体基质中，并且催化过程中的酶的化学本质是蛋白质，C错误；D、DNA分子不是脂质，D错误。故选B。
10．答案：D
解析：A、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的，A错误；B、光反应为卡尔文循环提供ATP和NADPH，B错误；C、卡尔文循环在光照、黑暗中都可以进行，C错误；D、卡尔文循环中二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，即卡尔文循环中固定CO2的物质是一种五碳化合物，D正确。故选D。
11．答案：B
解析：A、a是光反应产生的NADPH，A正确；B、b是光反应产生的ATP，参与C3的还原，B错误；C、II过程是暗反应，发生的场所是叶绿体基质，C正确；D、I过程是光反应，该过程将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，D正确。故选B。
12．答案：C
解析：A、提取光合色素时，应用新鲜植物，A错误;B、研磨苔藓、菠菜叶时，加入适量的CaCO3可防止光合色素被酸破坏。加入少量SiO2可使研磨更充分，B错误;C、不同的光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大在滤纸条上扩散的速度越快，胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，且呈橙黄色，C正确;D、通过比较两种材料纸层析后色素带的数量只能确定色素的种类，无法分析苔藓植物的光合作用特性，D错误。故选C。
13．答案：B
解析：A、碳酸钙的作用是防止色素被破坏，石英砂的作用是使研磨更充分，A错误；B、根据色素在滤纸上扩散的距离，可以判断甲是叶绿素b，乙是叶绿素a，丙是叶黄素，丁是胡萝卜素，B正确；C、四种色素都能溶解在层析液中，丁色素扩散距离最远，其溶解度最大，C错误；D、四种色素中，甲和乙分别为叶绿素b、叶绿素a，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，D错误。故选B。
14．答案：D
解析：A、①表示类囊体薄膜上的光合色素，其中含量最多的是蓝绿色的叶绿素a，A错误；
B、离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应，没有向离体的叶绿体悬液中通入CO2，则该反应也会释放②氧气，B错误；
C、图中⑤的本质是NADPH，能为C3的还原提供能量和还原剂，C错误；
D、④是ATP，光照不变时，突然降低CO2的供应，三碳化合物生成减少，还原减慢，短时间内ATP的消耗也减少，其相对含量会增加，D正确。
故选D。
15．答案：B
解析：密闭的装置甲给予光照，其内的CO2有限，故O2的量不可能持续增加，A错误；密闭的装置乙给予遮光处理，其内的乙植物不能进行光合作用，但能进行呼吸作用，呼吸作用消耗有机物，因此有机物含量将减少，B正确；如果对遮光处理的乙植株突然给予光照，由于光反应能为暗反应提供[H]和ATP，导致C3还原过程加快，所以叶绿体内C3含量将减少，C错误；给予光照的装置甲，由于其内甲植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体，遮光处理的装置乙，由于其内的乙植株不能进行光合作用，但能进行呼吸作用，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，D错误。
16．答案：ABCD
解析：A、实验中的好氧细菌集中于氧气的产生部位，用好氧菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧气的部位，A正确； B、本实验中，用极细的光束照射水绵。显微观察发现，好氧性细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如将上述装片完全曝光，则好氧性细菌集中在叶绿体所有受光部位周围。可证明叶绿体是光合作用的场所，B正确；C、实验设计的巧妙之一是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常地进行， C正确； D、水绵不仅具备细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于设置叶绿体有无光照，D正确。
故选：ABCD。
17．答案：ABD
解析：A、増加室内昼夜温差将减少呼吸作用消耗的有机物，有利于有机物的积累，A正确;B、延长光照时间可以提高光合作用合成的有机物，有助于提高农作物的产量，B正确;C、降低氧气浓度可能抑制有氧呼吸，影响植物对矿质元素的吸收，从而影响光合作用，C错误;D、封闭的温室内二氧化碳的浓度有限，因此增加室内CO2浓度有助提高光合作用速率，可以提高产量，D正确。故选ABD.
18．答案：（1）光合作用；细胞呼吸
（2）ATP；暗；光照
（3）丙酮酸；细胞质基质；②
（4）①②③
（5）自养生物
解析：(1)据图分析:甲图表示光合作用过程,乙图表示呼吸作用。
(2)甲图中的物质A是光反应由ADP和Pi产生的ATP;ATP参与暗反应阶段的三碳化合物还原,可为其提供能量;影响光合作用的外界因素主要有光照(主要影响光反应过程)、水、二氧化碳浓度等。
(3)乙图中的物质B是呼吸作用第一阶段产生的丙酮酸;产生场所是细胞质基质;序号①和②,能彻底分解葡萄糖为二氧化碳和水,为有氧呼吸全过程。
(4)酵母菌为兼性厌氧生物,既能进行有氧呼吸产生二氧化碳和水,也能进行无氧呼吸生成酒精和二氧化碳,可进行图乙的过程包括①②③。
(5)化能合成作用能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出来的能量来制造有机物,这种合成作用,该类生物为自养生物。
19．答案：(1)光照强度较弱，光反应强度较弱，光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少
(2)CO2的固定减弱导致C3合成较少，C3的还原消耗的NADPH较少，光反应仍继续进行，导致叶绿体中NADPH的含量变高
(3)叶绿体中光合色素的含量、叶绿体的数量、酶的数量等的限制
(4)控制光照强度和提高CO2浓度
解析：（1）a点光照强度较弱，光反应较弱，光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少，因而植物光合作用强度较弱。
（2）当CO2浓度从c点调至b点后，则二氧化碳浓度下降，则固定的二氧化碳减少，产生的C3减少，C3还原速率下降，消耗的NADPH和ATP减少，而光照强度没有变化，因而光反应还在正常进行，因此短时间内叶绿体中NADPH的含量变高。
（3）若从光反应角度分析，图中d点后随着光照强度的增加，光合作用强度不再增加，此时限制光合作用强度的环境因素是二氧化碳浓度，内因可能是叶绿体中色素的含量、叶绿体的数量和相关酶的数量的限制。
（4）据图可知，适当提高光照强度，光合作用强度增加，适当提高二氧化碳浓度，光合作用强度也会上升，因此，在农业生产中，可通过适当提高光照强度和CO2浓度来提高稻田中农作物的产量。
20．答案：（1）光合作用
（2）叶绿体
（3）ATP；NADPH；（CH2O）
（4）C3的还原
（5）水的光解
（6）类囊体薄膜→叶绿体基质
（7）光；光反应；ATP和NADPH；暗反应；有机物中稳定
解析：（1）图中生理过程中需要使用光源和二氧化碳，因此该植物体内进行的生理过程是光合作用。
（2）光合作用是在叶肉细胞的叶绿体中进行。
（3）根据光合作用的过程，A是ATP，B是NADPH，C是（CH2O）。
（4）③过程消耗了ATP和NADPH，将C3转化成了C5，因此是C3的还原。
（5）图中编号①所表示的生理过程使水分解产生氧气，并且该过程需要氧，因此①所示的生理过程是水的光解。
（6）A是ATP，在类囊体薄膜上发生的光反应过程中合成后，主要在叶绿体基质的暗反应过程中被消耗，因此移动方向是从类囊体薄膜→叶绿体基质。
（7）在光合作用中，光反应中色素吸收了光能，光能在这个阶段中，转化为不稳定的化学能储存在ATP和NADPH中，然后再暗反应阶段，再转变为糖类等有机物中的化学能。

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