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考点规范练9　能量之源——光与光合作用
基础达标
考点一　分析光合作用的过程
1.(2015吉林长春质量检测三)下列关于光合作用的叙述,错误的是(　　)
A.光反应阶段不需要酶的参与
B.暗反应阶段既有C5的生成,又有C5的消耗
C.光合作用过程中既有[H]的产生,又有[H]的消耗
D.光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能
2.(2015四川卷)下列在叶绿体中发生的生理过程,不需要蛋白质参与的是(　　)
A.Mg2+吸收　　　　　　B.O2扩散
C.光能转换 D.DNA复制

3.右图表示光合作用中部分反应,下列有关叙述正确的是(　　)
A.图中过程发生场所为叶绿体基质
B.图中该过程不需要光
C.光反应中只需要叶绿素a
D.图中X为[H],是暗反应的反应物
4.(2015安徽合肥一检)实验发现将叶绿体从叶肉细胞中分离出来,破坏其外膜,仍然可以在光下利用二氧化碳生产有机物、放出氧气。以下分析正确的是(　　)
A.光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体内膜和基质中
B.叶绿体内膜具有选择透过性,外膜是全透的,起保护作用
C.光合作用必须在叶绿体中才能进行
D.叶绿素被破坏则不能进行光合作用
考点二　影响光合作用的环境因素及应用

5.(2015上海嘉定一调)右图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线,该曲线是通过实测获知一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况。下图表示叶肉细胞中CO2出入的四种情况,其中与右图曲线BC段(不包括B、C两点)相符的是(　　)

6.(2015山东临沂期末)光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。下列对于改变反应条件而引起的变化的说法,正确的是(　　)
A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小
B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增大
C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值增大
D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小
7.将某绿色植物置于CO2体积分数分别为1%、0.03%的环境中,其光合速率受光照强度影响的变化曲线如下图所示。图中A、B、C三点所对应的该植物叶肉细胞中C3含量的大小关系为(　　)

A.A>B>C　 B.A<B<C
C.A>B=C D.A=B<C〚导学号74540144〛
考点三　光合作用与细胞呼吸的关系
8.(2015河北唐山三模)下列关于叶绿体和线粒体产生气体过程的叙述,错误的是(　　)
A.产生气体的过程都有水的参与
B.产生气体的过程都会产生ATP
C.产生气体的过程都受温度的影响
D.产生气体的过程都与生物膜有关

9.(2015江苏南通三调)右图表示植物叶肉细胞中的部分生理过程,下列相关叙述正确的是(　　)
A.过程①进行的场所是细胞质基质
B.过程②的产物除了CO2外,还有ADP
C.过程③通常在黑暗条件下才能进行
D.过程④需要过程①、②提供ATP〚导学号74540145〛
考点四　实验　绿叶中色素的提取与分离

10.(2015福建泉州期中)右图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离后的统计结果,以下相关说法正确的是(　　)
A.提取色素时加入乙醇是为了防止叶绿素分解
B.四种色素都能溶解在层析液中,丁色素的溶解度最大
C.缺镁将直接影响丙、丁的合成
D.秋冬落叶中色素含量(甲+乙)>(丙+丁)
能力提升
1.(2015浙江慈溪期中)在一定浓度的CO2和适宜温度条件下,测定不同光照条件下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量,结果如下表。分析表中数据,推论不正确的是(　　)
光照强度/klx
1
2
3
5
7
8
10
CO2变化量[mg·(100 cm2·h)-1]
+2
0
-2
-6
-10
-12
-12

A.光照强度1 klx时,光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2
B.光照强度为2 klx时,该植物的光合速率不为零
C.光照强度由5 klx增强到7 klx时,叶肉细胞中C3化合物合成速率增大;而由7 klx增强到8 klx时,叶肉细胞中C3化合物合成速率减小
D.光照强度为9 klx时,叶绿体色素含量是限制植物光合作用速率的内因之一〚导学号74540146〛
2.(2015辽宁沈阳质量监测一)科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响,得到实验结果如下图所示。据图回答下列问题。

(1)光照强度为a时,限制光合作用的环境因素主要是　　　　　　,其直接影响是使光合作用产生的　　　和ATP过少,进一步限制了光合作用下一反应阶段中　　　　　　过程的速率。 
(2)光照强度为b时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ、曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因分别是　　　　和　　　　　　不同。 
(3)根据上述已有条件,在光照强度为c时,　　　　(填“能”或“不能”)确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下人们获得的光合产物较多。 
3.下面的图甲是某绿色植物细胞内生命活动示意图,其中①②③④⑤表示生理过程,A、B、C、D表示生命活动产生的物质,图乙为该植物的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图。请分析回答下列问题。

甲

乙
(1)图甲中,在生物膜上发生的生理过程有　　　　　(用图中数字表示),A表示　　　　　　,D表示　　　　　　　　。 
(2)据图乙分析,温室栽培该植物,为获得最大经济效益,应控制的最低温度为　　　　 ℃。图中　　　　　点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗的有机物的两倍。 
(3)A点时叶肉细胞中O2的移动方向是　　　　　　　　　　　。研究者用含18O的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子,其转移途径是　　　　　　　　　　　　　　　　　。〚导学号74540147〛 
4.下图甲为探究光合作用的装置图,图乙为不同CO2浓度下温度对光合速率和呼吸速率的影响示意图。请据图回答有关问题。

甲

乙
(1)若用图甲所示装置来探究CO2是否为光合作用的原料,则还应该再增加一个装置,做法是 

　。 
(2)若用图甲所示装置来探究元素X是否为植物的必需矿质元素,则还应该再增加一个装置,做法是 

　。 
(3)若将图甲所示装置中的质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液,则在开始的短暂时间内,植物的叶绿体中C3与C5相对含量的变化情况是　。 
(4)图乙中,若环境温度保持在35 ℃,每日光照12 h,两昼夜后测定,植物体干重将　　　　　　(填“增加”“减少”或“不变”)。 
〚导学号74540148〛

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考点规范练9
基础达标
1.A　解析:光反应阶段,由ADP和Pi形成ATP时需要ATP合成酶的参与;在暗反应阶段,二氧化碳与C5反应生成C3,然后C3又被还原生成(CH2O)和C5;光合作用过程中,先在光反应阶段将光能转化为ATP和[H]中的化学能,然后在暗反应阶段将ATP和[H]中的化学能转化为(CH2O)中的化学能。
2.B　解析:叶绿体吸收Mg2+是主动运输的过程,需要载体协助,载体的本质是蛋白质,A项需要。叶绿体光合作用产生的O2释放出去,是自由扩散,不需要蛋白质的参与,B项不需要。在叶绿体中类囊体的薄膜上,光能转变成化学能,并在有关酶的催化下合成ATP,该酶的本质是蛋白质,C项需要。叶绿体中DNA的复制过程需要酶的催化,该酶的本质也是蛋白质,D项需要。
3.D　解析:题图表示光合作用中的光反应过程,光反应发生的场所为类囊体薄膜,A项错误;光反应过程中需要光照等条件,B项错误;虽然题图中只画出了叶绿素a,但是光反应还需要其他3种色素,C项错误;H2O的光解会产生O2和[H],[H]的作用是参与暗反应中C3的还原,D项正确。
4.D　解析:与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中,色素仅分布在类囊体薄膜上,A项错误;叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性,B项错误;蓝藻没有叶绿体,也能进行光合作用,C项错误;叶绿素在光反应中吸收和转化光能,叶绿素被破坏,则不能进行光合作用,D项正确。
5.D　解析:BC段光合速率大于呼吸速率,所以叶绿体除了利用线粒体提供的CO2外,还需要从外界吸收CO2,D项正确。
6.B　解析:突然中断CO2供应,会暂时引起叶绿体基质中C5化合物的增加,C3化合物的减少,即C5/C3比值增大,A项错误;突然中断CO2供应,会暂时引起叶绿体基质中ATP的增加,ADP的减少,即ATP/ADP比值增大,B项正确;突然将红光改变为绿光,光反应停止,会暂时引起叶绿体基质中C5化合物的减少,C3化合物的增加,即C5/C3比值减小,C项错误;突然将绿光改变为红光,表明光照强度增加,引起光反应增强,[H]和ATP含量增加,即ATP/ADP比值增大,D项错误。
7.A　解析:造成A点与B点之间差异的主要因素是光照强度,造成B点与C点之间差异的主要因素是CO2浓度。A点与B点相比较,CO2浓度相同,但A点光照较弱,光反应产生的[H]和ATP少,影响C3的还原,故C3积累较多;C点与B点相比较,光照强度相同,但C点CO2浓度较低,影响CO2的固定,从而使生成的C3少。故A选项正确。
8.D　解析:在光合作用的光反应阶段,色素分子吸收光能,一部分用于水的分解,生成O2和[H],还有一部分传递给ADP,在有关酶的催化下,使ADP与Pi结合生成ATP,此过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上;在相应酶的催化下,丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H],同时释放出少量的能量,生成少量的ATP,此过程发生在线粒体基质中,与生物膜无关;温度影响酶的活性,进而影响上述过程。
9.A　解析:分析图示可知,过程①是细胞呼吸(有氧呼吸或无氧呼吸)的第一阶段,其进行的场所是细胞质基质,A项正确;过程②是有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段,若为前者,其产物除了CO2外,还有ATP和[H],B项错误;过程③是暗反应过程中CO2的固定,在有光或无光的条件下都能进行,C项错误;过程④是暗反应过程中的C3的还原,需要光反应过程提供的ATP和[H],D项错误。
10.B　解析:提取色素时需要加入碳酸钙,可以防止研磨过程中色素被破坏,A项错误;分离色素的原理是四种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快,反之,则慢,B项正确;色素分为叶绿素和类胡萝卜素,其中只有叶绿素中含有镁元素,根据实验结果,甲、乙分别代表叶绿素a和叶绿素b,丙、丁分别代表叶黄素和胡萝卜素,C项错误;秋冬季节,温度降低,叶绿素分解,落叶中色素含量(甲+乙)<(丙+丁),D项错误。
能力提升
1.C　解析:表格中测得的CO2变化量表示净光合量,只要有光照,植物就进行光合作用,光照强度为1 klx时,容器内CO2增多是因为呼吸作用大于光合作用,A项正确;光照强度为2 klx时,二氧化碳变化量为0,即净光合速率为0,B项正确;光照强度由5 klx 增强为7 klx 时,由7 klx增强到8 klx时,二氧化碳的吸收量增加,因此叶肉细胞中C3化合物合成速率增大,C项错误;光照强度超过 8 klx,光合速率不变,限制植物光合作用速率的内因有色素的含量、酶的数量等,D项正确。
2.答案:(1)光照强度　[H]　C3还原　(2)温度　CO2浓度　(3)不能
解析:(1)光照强度为a时,光照强度较弱,植物的光合作用强度较低,因此,该点的限制因素主要是光照强度,原因是光反应弱,产生的[H]和ATP少,限制暗反应中C3的还原。(2)光照强度为b时,曲线Ⅰ和Ⅱ的自变量为温度,曲线Ⅱ和Ⅲ的自变量为CO2浓度。(3)人们获得的光合产物应为有机物的积累量,因为在不同温度下植物的呼吸强度未知,因此无法判断光照强度为c时,哪种条件下获得的光合产物最多。
3.答案:(1)③和④　丙酮酸　ATP和[H]
(2)20　B、D
(3)从叶绿体移向线粒体　葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
解析:(1)分析图甲可以看出,①②③分别为有氧呼吸的第一阶段(场所是细胞质基质)、第二阶段(场所是线粒体基质)和第三阶段(场所是线粒体内膜)。④⑤分别为光合作用的光反应(场所是类囊体薄膜)和暗反应(场所是叶绿体基质)。因此,在生物膜上发生的生理过程有③和④,其中A为丙酮酸,B为[H],D由光反应产生,参与暗反应,故为ATP和[H]。(2)分析题图可知,在20 ℃ 时植物净光合作用可达到最强,是获得最大经济效益的最低温度。B点、D点净光合作用强度与细胞呼吸强度相等,因此,实际光合作用强度是细胞呼吸强度的2倍。(3)A点光合作用强度等于细胞呼吸强度,光合作用产生的氧气被细胞呼吸利用,因此A点时叶肉细胞中O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体。有氧呼吸过程中,葡萄糖分解形成丙酮酸,丙酮酸与水反应形成二氧化碳和[H],因此,葡萄糖中氧原子的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。
4.答案:(1)将质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液,其他条件同图甲所示装置
(2)将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的完全培养液,其他条件同图甲所示装置
(3)C3相对含量下降,C5相对含量上升
(4)减少
解析:(1)在设置对照实验时,一般将要探究的因素设为自变量,其他因素必须保持一致。本实验中是否有CO2就是自变量,根据题意可知增加的一组实验装置中应该没有CO2。(2)若探究元素X是否为植物的必需矿质元素,可以采用水培法,增加的装置中应将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的完全培养液,其他条件同图甲所示装置。(3)若将NaHCO3溶液替换为NaOH溶液,则短时间内CO2含量减少,CO2的固定减弱,C3合成减少,而消耗仍在继续,所以C3相对含量降低,C5相对含量升高。(4)由图乙可知,当环境温度为35 ℃时,光照下有机物净积累量为0,所以每日光照12 h,没有有机物的积累,但是黑暗中的12 h仍有有机物的消耗,所以最终结果是植物体干重减少。