3.5光合作用将光能转化为化学能（含解析）——2023-2024学年高一生物学浙科版（2019）必修一课时分层练

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3.5光合作用将光能转化为化学能
——2023-2024学年高一生物学浙科版（2019）必修一
课时分层练
【夯实基础】
知识点1 光合作用在叶绿体中进行
1.为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学进行了相关实验。如图为实验的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是( )
A.强光照抑制叶绿素的合成,促进类胡萝卜素的合成
B.强光照下的幼苗比正常光照下的绿色更深
C.四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ
D.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液,会缩短得到四条色素带的时间
2.关于叶绿体的叙述，正确的是( )
A.叶绿体中的色素主要分布在叶绿体基质中
B.与光合作用有关的酶只分布在叶绿体基质中
C.高倍光学显微镜下可以看到叶绿体含有两层膜
D.叶绿体内部有许多由囊状结构堆叠而成的基粒
知识点2 光合作用将光能转化为化学能，并产生氧气
3.如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述正确的是( )
A.图示膜结构为叶绿体内膜
B.水分解为O2和H+同时被叶绿体夺去2个电子
C.甲表示色素，在层析液中溶解度最高的是叶绿素a
D.图示过程为光反应，该过程不需酶的催化
4.气孔关闭会导致光合作用效率下降，主要原因是( )
A.水光解产生H+的量不足 B.暗反应过程中要消耗的CO2含量不足
C.光反应过程中产生的O2不足 D.光反应中产生的ATP含量减少
知识点3 碳反应将二氧化碳还原成糖
5.如图表示光合作用的过程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。下列相关叙述正确的是( )
A.物质a表示NADPH B.物质b表示C3
C.阶段Ⅰ在叶绿体基质中进行 D.阶段Ⅱ在黑暗条件下发生
6.如图是光合作用过程实验图解。请分析判断下列说法不正确的是( )
A.此实验说明完整的叶绿体是进行光合作用的结构单位
B.通过装置A、B可以证明光反应发生在类囊体薄膜上
C.通过装置A、C可以证明碳反应发生在叶绿体基质中
D.通过本实验可以推测光反应可能为碳反应提供了反应必需的条件
知识4 光合作用受环境因素的影响
7.影响光合作用的因素有物种本身的因素(酶、色素等)和环境因素(光、温度、水和无机盐等),下列叙述不正确的是( )
A.环境因素可以通过影响物种本身因素而间接影响光合作用
B.研究光合速率时因变量可以是单位时间吸收的CO2
C.当植物缺少Mg2+,叶绿素合成减少光合速率将会下降
D.光照强度越大光反应就越快,植物的光合速率就越大
8.如图为研究光照强度和CO2体积分数对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述不正确的是( )
A.条件瞬间由A向B点变化后，短时间内叶绿体中C3浓度降低
B.条件瞬间由B向D点变化后，短时间内叶绿体中C5浓度升高
C.条件瞬间由A向B点变化后，短时间内叶绿体中C5生成速率降低
D.D点之后，限制光合作用速率的环境因素可能有CO2体积分数等
【能力提升】
9.依据光合作用的基本原理，下列相关表述正确的是( )
A.光合作用释放的氧气中的氧元素来自水
B.光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行
C.光合作用的两个阶段均有NADPH和ATP产生
D.光合作用中固定CO2的是一种三碳化合物
10.某兴趣小组为了探究光照对绿叶中色素合成的影响，将韭菜种子分别置于光照和黑暗条件下培养,使其分别发育成韭菜和韭黄，然后提取和分离二者叶片中的色素，结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.缺镁的韭菜在光照条件下培养,也可能会发育成韭黄
B.实验结果说明光照是叶绿素和类胡萝卜素合成的必要条件
C.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
D.若研磨时未加SiO2则滤纸条上叶绿素的色素带宽度可能会变窄
11.如图是某中学生物兴趣小组为探究二氧化碳浓度对光合作用的影响而设计的装置图，相关叙述错误的是( )
A.黑藻的成熟程度、水温的变化、NaHCO3浓度均属于无关变量
B.对照组中的蒸馏水应煮沸后冷却，以去除水中的二氧化碳
C.分别在距离实验组和对照组黑藻10cm处放置台灯，作为光源
D.一段时间后测量记录液面高度的变化，推测光合速率的变化
12.如图表示在适宜温度和CO2浓度下的大棚中，光照强度对某植物光合作用的影响。下列有关说法正确的是( )
A.D点时，光反应最强，细胞中的ATP大量积累
B.B点对应的光强为光补偿点，此时植物光合作用强度等于呼吸作用强度
C.D点时，植物细胞只进行光合作用
D.大棚用红色或蓝紫色薄膜对提高棚内植物的产量最有效
13.光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出( )
A.低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B.在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C.CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小
D.10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
14.如图所示为科学家利用小球藻（一种低等绿色植物）悬液进行的两组光合作用实验，下列有关说法正确的是( )
A.两个装置，一个置于光下，一个置于暗处相同时间
B.两管在光下相同时间，甲管释放的O2为18O2
C.有同学认为将通入C18O2改成溶解5% NaHC18O3，会增加实验的可靠性
D.该实验的目的是要证明光合作用需要CO2
【综合素养】
15.如图是在植物叶肉细胞中进行的部分生理过程及相关物质变化示意图，其中A和B为生理过程。请回答：
（1）图中能够产生ATP的过程是____（填字母）；B过程中突然减少CO2的供应，C5的含量短时间内将____（填“上升”“下降”或“不变”）。黑暗条件下，能产生ATP的场所是____。
（2）过程A发生的场所是_____过程A为过程B提供的物质有_____。
（3）假如突然遮光，叶绿体中首先积累起来的物质是_____（填“C3”或“C5”）。
答案以及解析
1.答案：A
解析：滤纸条上四条色素带从上到下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。从实验结果可以看出，与正常光照相比，强光照下类胡萝卜素含量增多而叶绿素含量减少，所以强光照抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成,A正确；由于强光照下叶绿素含量减少，所以与正常光照组相比,强光照组绿色较浅，B错误;在层析液中溶解度越大的色素在滤纸条上扩散的速率越快，所以四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，C错误；在色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，则色素会溶解到层析液中，将无法得到图示的结果,D错误。
2.答案：D
解析：叶绿体中色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布于叶绿体基质和类囊体薄膜上；叶绿体的两层膜是亚显微结构，不能在高倍光学显微镜下看到；叶绿体中含有很多基粒。
3.答案：B
解析：因题图所示过程需要光照，做该过程为光反应，场所为叶绿体类囊体薄膜，A错误；光反应中H2O分解为O2和H+同时产生2个电子（e-）经传递，可用于NADP+和H+结合形成NADPH,B正确；在层析液中溶解度最高的叶绿体光合色素是胡萝卜素，C错误；如光反应过程中有ATP的合成，该过程需要酶的催化，D错误。
4.答案：B
解析：气孔关闭一般不会引起水光解产生H+、O2的量及光反应产生ATP的量减少，A、C、D错误；气孔关闭，进入细胞的CO2减少，使暗反应过程不能正常进行，从而导致光合作用效率下降，B正确。
5.答案：A
解析：由图可知，阶段Ⅰ表示光合作用的光反应阶段，发生在类囊体薄膜上；阶段Ⅱ表示暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，原料充足时，暗反应在有光和无光条件下均可进行，C、D错误。光反应中，水的光解产生氧气和H+，H+与NADP+、e-结合形成NADPH（物质a），ADP+Pi+能量ATP（物质b），A正确，B错误。
6.答案：B
解析：此实验说明叶绿体是进行光合作用完整的结构单位，应具有类囊体薄膜和叶绿体基质等才能完成光合作用，A正确；装置B通入14CO2，在有光或无光下均不产生含14C的有机物，对比装置A、B仅可得出碳反应的场所不在类囊体薄膜，但因装置A给予光照，且无相关光反应产物的检测，故不能证明光反应发生在类囊体薄膜上，B错误；装置C通入14CO2，产生含14C的有机物，且该试管在无光条件下也产生含14C的有机物，对比装置、C可以证明碳反应发生在叶绿体基质中，C正确；装置C中不含叶绿体的类囊体薄膜，但在分离前有光照，所以通过本实验可以推测光反应可能为碳反应提供了反应必需的条件，D正确。
7.答案：D
解析：环境因素如温度可以通过影响内因如酶的活性而间接影响光合作用,A正确;研究光合速率时,因变量可以是单位时间吸收的CO2量或单位时间释放的O2量,B正确;Mg2+是构成叶绿素的重要元素,当植物缺少Mg2+时,叶绿素合成不足,导致光合作用光反应减弱,最终导致光合速率下降,C正确;在一定的的范围内,随着光照强度的增大,光反应就越快,光合速率越大,而超过一定的光照强度,光反应不会增大,光合速率也不再增大,D错误。
8.答案：C
解析： A→B点：光照强度增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，被还原的C3增多，所以短时间内叶绿体中C3浓度降低，A正确。B→D点：B点CO2体积分数比D点高，CO2被C5固定，形成C3，所以D点C5利用较少，短时间内叶绿体中C5浓度升高，B正确。A→B点：C3被还原的量增多，所以短时间内叶绿体中C5生成速率加快，C错误。D点之后，限制光合作用速率的环境因素不是光照强度，可能有CO2体积分数等，D正确。
9.答案：A
解析：光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，A正确；光反应只能在光照条件下进行，暗反应有光和无光时都能进行，B错误；光反应阶段产生 NADPH和ATP，而暗反应不产生，C错误；光合作用中固定CO2的是一种五碳化合物，D错误。
10.答案：B
解析：在光下培养的韭菜如果缺镁，则不能合成叶绿素，也有可能发育成韭黄，A正确；图中滤纸条上面两条表示的是类胡萝卜素色素带，下面两条表示的是叶绿素色素带，黑暗条件下培养出的韭黄缺少叶绿素，实验结果说明光照是叶绿素合成的必要条件，而不是类胡萝卜素合成的必要条件，B错误；叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光，C正确;SiO2可使研磨更充分，若研磨时未加SiO2，则分离出的色素量较少，滤纸条上的叶绿素色素带的宽度可能会变窄，D正确。
11.答案：A
解析：本题考查光合作用的影响因素。黑藻的成熟程度、水温的变化属于无关变量，NaHCO3浓度是自变量，A错误；对照组中的蒸馏水煮沸后冷却可以去除水中的二氧化碳，排除水中原有二氧化碳对实验的干扰，B正确；分别在距离实验组和对照组黑藻10cm处放置台灯作为光源，可保证各组光照强度一致，排除无关变量光照强度的干扰，C正确；光合作用释放的氧气可使装置中液面高度发生变化，在一段时间后测量记录液面高度的变化，来推测光合速率的变化，D正确。
12.答案：B
解析：D点时，光反应最强，但ATP不会大量积累，A错误； B点时植物与外界CO2交换量净值为零，说明植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度，B正确；D点时植物细胞既进行光合作用也进行呼吸作用，C错误；用无色透明的薄膜时，棚内植物光合作用更强，D错误。
13.答案：D
解析：由图可知，当CO2浓度一定时，在一定范围内，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最大，之后光合速率随着温度的继续升高而减小，A不符合题意。当CO2浓度为200μL·L-1时，光合作用最适温度约为25℃；当CO2浓度为370μL·L-1时，光合作用最适温度约为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，光合作用最适温度超过30℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B不符合题意。当CO2浓度为200μL·L-1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，而图示中其他CO2浓度时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，所以表明CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C不符合题意。10℃条件下，与CO2浓度为200μL·L-1时相比，CO2浓度为370μL·L-1时的光合速率有较显著提高，而CO2浓度分别为370μL·L-1和1000μL·L-1时，光合速率无明显差异，所以不能表明10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D符合题意。
14.答案：C
解析：题中所示实验是鲁宾和卡门为了研究光合作用释放的O2的来源所做的实验，要使甲、乙试管中的小球藻都进行光合作用，必须都给予一定光照，A错误；根据所学知识可知，O2由H2O光解产生，两管在光下相同时间，甲管释放的O2为O2，B错误；实验过程中若通入C18O2速度过快，会导致排出的气体中含有C18O2，所以将通入C18O2改成溶解5% NaHC18O3，会增加实验的可靠性，C正确；该实验的目的是研究光合作用释放的O2的来源，D错误。
15.答案：（1）A；上升；细胞溶胶、线粒体（线粒体基质、线粒体内膜）
（2）叶绿体类囊体薄膜；ATP和NADPH
（3）C3
解析：（1）分析题图可知，A为光反应阶段，B为碳反应阶段，能够产生ATP的过程是A.B过程中突然减少CO2的供应，则C5的消耗减少，但C3还原成C5暂时不变，所以C5含量短时间内将上升。黑暗条件下，植物不进行光合作用，只有细胞呼吸可以产生ATP，场所是细胞溶胶、线粒体（线粒体基质、线粒体内膜）。
（2）过程A为光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上；过程A的产物有ATP、NADPH、O2，其中ATP、 NADPH可以用于碳反应（B过程）中C3的还原。
（3）植物突然被遮光，则光反应产生的ATP和NADPH减少，C3的还原减慢，而C5生成C3的过程暂时不变，因此叶绿体中首先积累起来的物质是C3。
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