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5.4光合作用与能量转化同步练习-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．为研究补水对某高等植物成熟叶片中光合色素含量的影响， 研究人员进行了相关实验，并测定叶绿素 a、 叶绿素 b 和类胡萝卜素的含量（单位：mg/g）， 实验结果如表所示。 下列相关分析正确的是（ ）
分组 处理 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素
甲组 自然条件 0.3 0.4 0. 1
乙组 补充水分 1.1 0.5 0. 1
A．光合色素参与的生理过程发生于叶绿体基质
B．光合色素吸收的光能能将水分解， 生成 O2和 NADPH
C．补充水分能提高三种色素含量， 从而提高光反应速率
D．用蒸馏水提取光合色素后再分析其含量
2．如图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果示意图，则下图②所示结果最有可能来自于（ ）
A．清水培养的青菜叶片 B．盆栽的天竺葵的叶片
C．萝卜发芽长出的绿叶 D．秋冬季节的银杏落叶
3．在圆形滤纸的中央点上，对叶绿体的色素滤液进行色素分离，会得到近似同心环的四个色素圈，排列在最外圈的色素所呈现的颜色及其吸收的光分别是(　　)
A．蓝绿光，红光，蓝紫光 B．黄绿色，红光
C．橙黄色，蓝紫光 D．黄色，红光和蓝紫光
4．线粒体与叶绿体是植物细胞进行能量转换的重要场所，二者具有一定的相似性。下列有关二者相似性的归纳，错误的是（ ）
A．都具有基质，且都能在基质中合成腺苷三磷酸
B．都含有DNA，能控制自身部分蛋白质的合成
C．都由两层生物膜包被，内膜和外膜上都有蛋白质分布
D．进行生理活动过程中，都伴随着气体的交换
5．上图是某植物的光合作用强度（即单位时间，单位叶面积吸收CO2的量）随光照强度的变化趋势曲线，当光合作用强度达到a时，要使光合作用强度升高，可以考虑的措施是（ ）
A．提高光照强度 B．提高O2浓度
C．提高CO2浓度 D．延长光照时间
6．下列结构中不能发生ADP磷酸化的是（　　）
A．细胞质基质 B．叶绿体基质
C．叶绿体类囊体薄膜 D．线粒体内膜
7．下图是葡萄和草莓在25℃条件下，CO2的吸收量随光照强度变化的曲线图。下列有关说法错误的是（ ）
A．若增加CO2的浓度，则N点可能向右上方移动
B．当光照强度为Y时，两种植物的光合速率相等
C．X点和P点分别是草莓和葡萄的光补偿点
D．葡萄进行有氧呼吸的速率是草莓的2倍
8．科研工作者为研究光照和CO2对植物细胞代谢的影响，将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的pH和温度，测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度，结果如下图所示。下列有关该实验装置中溶解氧变化原因的解释不正确的是
A．第4分钟前溶解氧的量下降是呼吸作用消耗所致
B．第5至6分钟植物细胞光合作用强度大于呼吸作用
C．第6至7分钟水中CO2浓度限制了光合作用速率
D．第9分钟后溶解氧的量不再增加的原因是温度较低
二、多选题
9．小麦体内只有一条固定 CO2的途经，即卡尔文循环，也称为C3。途经；甘蔗除了具有C3途经外，还有另外一条途经，即C4途经。比较甘蔗和小麦的叶片结构发现，小麦的维管束鞘细胞不含叶绿体，光合作用的全过程在叶肉细胞的叶绿体中完成。而甘蔗的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。甘蔗细胞暗反应中CO2固定过程如下图所示，能有效利用较低浓度的 CO2。下列叙述正确的是（ ）
A．干旱环境小麦光合作用速率比甘蔗大
B．甘蔗叶肉细胞不能通过卡尔文循环产生有机物
C．甘蔗、小麦光反应的场所都发生在叶肉细胞中
D．甘蔗、小麦暗反应过程中 CO2的受体都是PEP 和RUBP
10．下面是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图， 相关叙述正确的是（ ）

A．细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的 CO2量即为呼吸速率
B．细胞②没有与外界发生 O2和 CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸 速率
C．细胞③处在较强光照条件下，叶肉细胞光合作用所固定的 CO2量为 N1
D．分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且光合速率小于呼吸速率
11．如图甲是将长势良好的植株放在密闭玻璃罩内，用测定仪测定罩内24小时的CO2浓度的变化情况；图乙为该植物某叶肉细胞在温度为25℃、光照强度分别为a、b、c、d时，CO2释放量和叶绿体中O2产生总量的变化；图丙中a表示该细胞的线粒体进行细胞呼吸放出的CO2量，b表示该细胞的叶绿体进行光合作用吸收的CO2量。（不考虑这一天内植株生长对细胞呼吸和光合作用的影响）下列判断错误的是（ ）
A．如图甲所示，假设B点与C点时的温度相同，B时刻的光照强度小于C
B．假设该叶肉细胞光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到30℃，图乙中c对应的柱状体的高度将升高
C．图乙光照强度为b时，该叶肉细胞光合作用速率等于细胞呼吸速率
D．假设图丙中a=b，此状态相当于图乙中光照强度为c时的生理状态
12．ATP合成酶是F1和F0的复合体，其中F1位于某些细胞器的膜外基质中，具有酶活性；F0嵌在膜的磷脂双分子层中，为质子（H+）通道，当膜外的高浓度的质子冲入膜内时能为ATP的合成提供能量。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP合成酶存在于线粒体内膜和类囊体薄膜上
B．F0为ATP合成酶的疏水部位，能催化ATP的合成
C．合成ATP时的能量直接来自H+的化学势能
D．高温使F1和F0分离后，F1仍能合成ATP
三、非选择题
13．为研究黑果枸杞对盐渍环境的适应机制和耐盐机理，科研小组用逐次加入NaCl溶液形成0、50、100、200和400mmol/L土壤来模拟盐胁迫条件，分别标记为CK、T1、T2、T3、T4组，测定各组黑果枸杞幼苗光合色素含量变化，结果如表所示：
盐胁迫浓度 （mmol·L-1） 叶绿素a （mg·g-1） 叶绿素b （mg·g-1） 叶绿素总质量分数 （mg·g-1） 类胡萝卜素 （mg·g-1）
CK 1.104 0.487 1.591 0.343
50 1.136 0.504 1.640 0.369
100 0.982 0.404 1.386 0.278
200 0.819 0.285 1.104 0.238
400 0.574 0.184 0.758 0.141
请回答下列问题：
（1）在设置T3和T4组时，为防止盐浓度过高而导致植物过度失水死亡，正确的操作应为 。
（2）由表可知，盐胁迫条件下光合色素含量的变化趋势为 。经研究发现，实验条件下光合色素含量下降是酶促反应的结果，表中叶绿素b与类胡萝卜素含量的下降幅度均大于叶绿素a的下降幅度，可能的原因是 。
（3）已知T1-T4组黑果枸杞的净光合速率逐渐下降，若不考虑盐胁迫对呼吸速率的影响，请结合表中数据及光合作用的过程分析其原因： 。
14．马铃薯的品质提升和产量提高对保障世界的粮食安全具有重要意义、科研人员研究了不同遮光条件下两个马铃薯栽培品种的叶绿素相对含量（SPAD 值），结果如表。
品种 处理 SPAD值
第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
A CK 43.4 39.1 42.9 40.9 37.6
Z1 41.2 37.1 37.8 20.3 -
Z2 37.2 33.9 38.1 - -
B CK 39.8 36.8 41.9 40.2 37.6
Z1 46.2 38.7 40.3 33.8 34.7
Z2 39.0 34.8 38.2 35.0 30.0
注：CK为正常光照； Z1为单层网遮光；Z2为双层网遮光；“-”表示叶片枯萎
回答下列问题：
(1)叶绿素存在于叶绿体中的 上、在光反应阶段，水裂解产生 ；光能转化为 和 中的化学能。
(2)马铃薯品种A在第4、5次测定时， 出现了叶片 现象。实验表明：两个马铃薯品种中，较耐阴的是 。
(3)表中第1次测定 SPAD值是在遮光处理 （填“第1天”或“若干天后”）进行的，作出上述判断的依据是 。
(4)马铃薯块茎作为食物，可为人体提供 、蛋白质、维生素、矿物质和膳食纤维等营养成分。这些有机物归根结底是自叶肉细胞运输来的 转化而成的。
15．研究人员发现了一种CST1基因功能缺失的突变体玉米，其光合作用速率明显低于正常玉米。研究人员利用它研究了叶片中光合作用产物的积累对光合作用的反馈调节机制回答下列问题：

(1)在玉米叶肉细胞中合成的光合作用产物有淀粉和蔗糖，从物质运输角度考虑，往往以 （填“淀粉”或“蔗糖”）形式运输到植株各处。
(2)研究人员检测了传粉后玉米叶片的气孔开放程度，结果如图。请分析，突变体光合速率下降的原因是 。
(3)研究人员推测：叶片中光合作用产物的积累会抑制CST1基因的表达，从而导致气孔开放程度降低。为了证实这一推测，研究人员选用野生型玉米植株，阻断其叶片中光合产物的输出，然后连续进行光照处理，测定叶片气孔开放的程度。结果发现，随着光照时间的延长，气孔开放的程度逐渐降低。某同学认为该实验设计不严谨，还需增设一组对照组。对照组能否选用上述突变体植株？请判断， ，（填“能”或“不能”），并说明理由： ，请帮助该同学写出对照组的实验思路： 。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C A C B B D BC ABD
题号 11 12
答案 BC AC
1．B
2．D
3．C
4．A
5．C
6．B
7．B
8．D
9．BC
10．ABD
11．BC
12．AC
13． 连续每天添加50 mmol/L（或一定浓度）盐溶液直到达到预设浓度为止，而不能一次性添加盐溶液至预设浓度。 先增加后降低 降解叶绿色b和类胡萝卜素有关酶的活性（或含量）更高 T1－T4组光合色素含量下降，吸收（、传递和转化）光能的效率降低，光反应产生的ATP和[H]（或NADPH）减少，导致暗反应减弱，净光合速率下降
14．(1) 类囊体膜 O2、H＋和e- ATP NADPH
(2) 枯萎 品种B
(3) 若干天后 同一品种的材料属于实验的无关变量，在实验开始时各组的SPAD值应基本相同，而表中的第1次的SPAD值却明显不同
(4) 淀粉 蔗糖
15．(1)蔗糖
(2)没有CST1基因，不能合成CST1蛋白，气孔开放程度显著下降,CO2供应不足
(3) 不能 突变体中没有CST1基因，不能用于检测CST1基因的表达情况，故不能达到实验目的 选用野生型玉米植株，不阻断其叶片中光合产物的输出，然后连续进行光照处理，检测气孔开放程度。

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