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2019-2020年高中生物 5.4 能量之源 光與光合作用拓展演練 新人教版必修1 一、選擇題 1．提取和分離綠葉中色素的正確順序應(yīng)該是(　　) A．進行紙層析―→制取濾紙條―→在濾紙條上畫線―→制取濾液―→再畫線 B．制取濾紙條―→進行紙層析―→在濾紙條上畫線―→制取濾液―→再畫線 C．將實驗材料剪碎、研磨―→在濾紙條上畫線―→制取濾液―→進行紙層析 D．將實驗材料剪碎、研磨―→制取濾液―→在濾紙條上畫線―→進行紙層析 解析：本題屬識記水平。 答案：D 2．葉綠體中色素的提取和分離實驗主要證明的是(　　) A．四種色素在層析液中的溶解度和擴散速度不同 B．葉綠體中色素的種類和色素的顏色 C．葉綠素的含量是類胡蘿卜素的四倍 D．色素分布在葉綠體片層結(jié)構(gòu)的薄膜上 解析：葉綠體中色素提取的原理是色素都能夠溶解在有機溶劑中，可以用有機溶劑溶解提取出來；分離原理是色素在層析液中的溶解度和擴散速度不同；實驗結(jié)果表明葉綠體中的色素共有4種，還可以從濾紙條上分辨出它們的顏色。本實驗只能大體分析出色素含量的多少，并不能定量的確定，實驗的第一步就已把細(xì)胞研磨碎，根本不能看到色素的分布位置。 答案：B 3．如圖為用分光光度計測定葉片中兩類色素吸收不同波長光波的曲線圖，請判定A和B分別為何種色素(　　) A．葉綠素、類胡蘿卜素 B．類胡蘿卜素、葉綠素 C．葉黃素、葉綠素a D．葉綠素a、葉綠素b 解析：葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光，而類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。 答案：A 4．為證實葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細(xì)菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給予一定的條件，這些條件是(　　) A．光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液 B．光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液 C．黑暗、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液 D．黑暗、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液 解析：無空氣是排除空氣中O2干擾，NaHCO3溶液提供CO2，光是進行光合作用的必要條件。 答案：B 5．1864年，德國科學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時，然后把此葉片一半遮光，另一半曝光。經(jīng)過一段時間后，用碘蒸氣處理葉片成功地證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。這個實驗的自變量是(　　) A．有無光照 B．光照的時間 C．光照的強度 D．是否產(chǎn)生淀粉 解析：葉片的一半遮光，一半曝光，其他條件相同，故自變量是有無光照。 答案：A 6．如圖為葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)簡圖，下列敘述中錯誤的是(　　) A．①②均為選擇透過性膜 B．與光合作用有關(guān)的色素分布在③上 C．③基粒是由一個個圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成 D．與光合作用有關(guān)的酶只分布在③上 解析：①②③④分別表示外膜、內(nèi)膜、基粒(囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成)、基質(zhì)。與光合作用有關(guān)的色素分布在囊狀結(jié)構(gòu)(類囊體)的薄膜上，與光合作用有關(guān)的酶分布在囊狀薄膜上和葉綠體的基質(zhì)中。 答案：D 7．光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，下列說法正確的是(　　) A．葉綠體的類囊體薄膜上進行光反應(yīng)和暗反應(yīng) B．葉綠體的類囊體薄膜上進行暗反應(yīng)，不進行光反應(yīng) C．葉綠體基質(zhì)中可進行光反應(yīng)和暗反應(yīng) D．葉綠體基質(zhì)中進行暗反應(yīng)，不進行光反應(yīng) 解析：光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。光反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體薄膜，暗反應(yīng)的場所為葉綠體基質(zhì)。 答案：D 8．在葉綠體中，消耗ADP和Pi與產(chǎn)生ADP與Pi的部位依次是(　　) ①內(nèi)膜?、诨：突Ｆ瑢印、刍|(zhì)?、芡饽? A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 解析：ADP和Pi的生成發(fā)生在暗反應(yīng)中的還原過程，ADP和Pi的消耗發(fā)生在光反應(yīng)光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能中。 答案：C 9．科學(xué)家用14C標(biāo)記二氧化碳，發(fā)現(xiàn)碳原子在一般植物體內(nèi)光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑是(　　) A．二氧化碳―→葉綠素―→葡萄糖 B．二氧化碳―→ATP―→葡萄糖 C．二氧化碳―→五碳化合物―→葡萄糖 D．二氧化碳―→三碳化合物―→葡萄糖 解析：根據(jù)光合作用暗反應(yīng)的過程：二氧化碳首先被固定，生成2個三碳化合物，三碳化合物再在光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]的參與下，生成葡萄糖。 答案：D 10．如圖是一晴朗夏日某植物光合作用強度隨時間變化的曲線圖，C點和B點相比較，葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3、C5、ATP和[H]的含量發(fā)生的變化依次是(　　) A．升、升、升、升 B．降、降、降、降 C．降、升、升、升 D．升、升、降、降 解析：C點和B點相比由于氣溫升高，氣孔關(guān)閉，CO2的吸收量減少，導(dǎo)致葉肉細(xì)胞內(nèi)C3的含量減少(短時間內(nèi)C3的生成量減少，而被還原消耗的C3的量不變)，C5的含量增多(短時間內(nèi)C5的生成量不變，而與CO2結(jié)合消耗的C5的量減少)，ATP和[H]的含量相對增多(短時間內(nèi)ATP和[H]的生成量不變，而還原過程中消耗掉的ATP和[H]減少)。 答案：C 11．如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能示意圖，下列說法錯誤的是(　　) A．結(jié)構(gòu)A中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能 B．供給14CO2，放射性出現(xiàn)的順序為CO2→C3→甲 C．結(jié)構(gòu)A釋放的氧氣可進入線粒體中 D．如果突然停止CO2的供應(yīng)，則短時間內(nèi)C3的含量將會增加 解析：停止CO2供應(yīng)，CO2＋C5→2C3停止，而C3的還原仍在繼續(xù)進行，C3含量下降。 答案：D 12．硝化細(xì)菌通過化能合成作用形成有機物，需要下列哪種環(huán)境條件(　　) A．具有NH3和缺氧 B．具有NH3和氧 C．具有硝酸和缺氧 D．具有硝酸和氧 解析：硝化細(xì)菌是自養(yǎng)需氧型生物，通過化能合成作用合成有機物，即在有氧條件下，利用NH3氧化成亞硝酸，進而將亞硝酸氧化為硝酸的過程中放出的能量來合成有機物。 答案：B 二、非選擇題 13．關(guān)于綠葉中色素的提取和分離實驗： (1)某同學(xué)在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，操作情況如下所述： ①將5 g新鮮完整的菠菜葉，放在研缽中，加入無水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨。 ②用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿濾紙上的鉛筆線處小心均勻地畫出一條濾液細(xì)線，并連續(xù)迅速地重復(fù)畫2～3次。 ③把畫了濾液細(xì)線的濾紙條插入層析液中，并不斷搖晃，以求加快色素在濾紙條上的擴散。 結(jié)果實驗失敗，請指出其錯誤所在： ①________________________________________________________， ②___________________________________________________________， ③_____________________________________________________________。 (2)某興趣小組同學(xué)想探究蔬菜不同葉片在葉綠素含量上的區(qū)別，選擇了新鮮菠菜的“綠葉”、“嫩黃葉”，做“綠葉中色素的提取和分離”實驗。色素層析結(jié)果如圖，請根據(jù)實驗結(jié)果填寫下表： 組別 濾紙 條編號 判斷依據(jù) 綠葉組 嫩黃葉組 解析：(1)剪碎后再研磨才能縮短研磨時間；連續(xù)重復(fù)畫線會使濾液細(xì)線變粗，分離后色素帶重疊，應(yīng)風(fēng)干后再重復(fù)畫線；搖晃會使濾液細(xì)線觸及層析液，使色素溶于層析液中而得不到色素帶。 (2)嫩黃葉含葉綠素a和葉綠素b較少，而綠葉含葉綠素較多，所以分離的色素帶中，綠葉中葉綠素a和葉綠素b色素帶應(yīng)寬些。 答案：(1)①不應(yīng)用完整葉片而應(yīng)剪碎 ②不應(yīng)連續(xù)迅速重復(fù)畫線，而應(yīng)干燥后重復(fù)畫線 ③不應(yīng)搖晃以免層析液沒及濾液細(xì)線 (2) A 葉綠素a帶和葉綠素b帶較寬 B 葉綠素a帶和葉綠素b帶較窄 14.如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，請據(jù)圖回答： (1)此圖應(yīng)為在________顯微鏡下觀察到的結(jié)構(gòu)圖。 (2)在A中發(fā)生的反應(yīng)稱為________，參與此反應(yīng)的特有物質(zhì)有________。 (3)CO2進入葉綠體后，在基質(zhì)中經(jīng)________、________兩個階段后形成甲物質(zhì)。若突然停止光照，C3的含量變化是下圖中的哪條曲線？________，其原因為_________________________________________________________________。 用14C標(biāo)記的CO2進行光合作用，可在________結(jié)構(gòu)中檢測到放射性。 (4)能溶解于無水乙醇中決定葉片綠色的物質(zhì)是________，它存在于________結(jié)構(gòu)中。 解析：本題是一道綜合考查葉綠體結(jié)構(gòu)與光合作用的試題，情境是葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)圖與光合作用曲線圖。解答本題既要能讀懂圖示，又要能將光合作用過程與葉綠體的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。 答案：(1)電子　(2)光反應(yīng)　色素、酶等　(3)固定　還原 c　缺少還原C3所需的ATP和[H](或NADPH)　基質(zhì)(或B)　(4)葉綠素　A(或基粒) 能力提升 一、選擇題 1．某同學(xué)得到葉綠體色素溶液后，取一圓形濾紙，在濾紙中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，色素隨層析液擴散得到如圖結(jié)果，則1、2、3、4四條色素帶依次表示(　　) A．胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b B．葉黃素、胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b C．葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素 D．葉綠素b、葉綠素a、胡蘿卜素、葉黃素 解析：擴散得快的靠外側(cè)。 答案：A 2．在“綠葉中色素的提取和分離實驗”中，收集到的濾液綠色過淺，其原因可能是(　　) ①未加石英砂，研磨不充分　②一次加入大量的無水酒精提取?、鄯执渭尤肷倭繜o水酒精提取?、苁褂梅胖脭?shù)天的菠菜葉 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析：本題考查葉綠體色素的提取和分離過程中應(yīng)注意的問題。葉綠體色素的濾液綠色過淺的原因，包括外因和內(nèi)因兩部分。內(nèi)因如植物種類不同、葉片衰老程度或葉片久置未見光等；外因如研磨不充分，葉綠素沒有釋放出來，或加入的提取液太多，過度稀釋了濾液等。 答案：D 3．將長勢相同的三盆麥苗分別置于鐘罩內(nèi)，如下圖所示，若干天后，與丙盆相比，甲、乙兩盆麥苗的長勢是(　　) A．甲、乙、丙三盆麥苗長勢相近 B．甲與丙長勢相近，乙比丙長勢差 C．乙與丙長勢相近，甲比丙長勢差 D．甲、乙長勢都比丙好 解析：甲膜透過的是綠光，乙膜透過的是藍(lán)紫光，丙膜透過的是各色光。而植物主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故長勢為：甲<乙≈丙。 答案：C 4．為了研究光合作用，生物小組的同學(xué)把菠菜葉磨碎，分離出細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和全部葉綠體。然后又把部分葉綠體磨碎分離出葉綠素和葉綠體基質(zhì)，分別裝在四支試管內(nèi)，并進行光照。問哪一支試管能檢測到光合作用的光反應(yīng)過程(　　) 解析：光合作用的光反應(yīng)是在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上進行的，需要光、色素和酶，發(fā)生的物質(zhì)變化有水的光解和ATP及[H]的形成。分析上述試管所含成分，只有B試管可發(fā)生光反應(yīng)。 答案：B 5．下列作用中屬于光合作用光反應(yīng)的是(　　) A．2,4,6 B．2,3,6 C．4,5,6 D．2,6 解析：光反應(yīng)發(fā)生水的光解和ATP的生成。 答案：D 6．德國植物學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處數(shù)小時“饑餓”處理(消耗掉葉片中的淀粉)后，再把葉片的一半遮光，另一半曝光。一段時間后，將該葉片經(jīng)脫色、漂洗再用碘蒸氣處理，結(jié)果遮光的一半不變藍(lán)，曝光的一半變藍(lán)。下列有關(guān)本實驗的分析及結(jié)論合理的是(　　) ①本實驗未設(shè)對照組 ②有無光照是遮光和曝光區(qū)域顯現(xiàn)不同結(jié)果的唯一原因 ③實驗初始時遮光和曝光區(qū)域均達到無淀粉狀態(tài) ④實驗證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉 A．只有②③ B．只有①②③ C．只有②③④ D．全部 解析：本題主要考查了光合作用發(fā)現(xiàn)史中的相關(guān)實驗?，F(xiàn)做如下分析： 而對于合成淀粉的原料是否是CO2，則不能證明。 答案：A 7．在溫室中栽培作物，如遇持續(xù)的陰雨天氣，為了保證作物的產(chǎn)量，對溫度的控制應(yīng)當(dāng)(　　) A．降低溫室溫度，保持晝夜溫差 B．提高溫室溫度，保持晝夜溫差 C．提高溫室溫度，晝夜恒溫 D．降低溫室溫度，晝夜恒溫 解析：陰雨天氣，光照弱，降低溫度可降低呼吸而光合作用變化不大。夜晚再適當(dāng)降低溫度，進一步降低呼吸，利于積累有機物。 答案：A 8．農(nóng)技人員為準(zhǔn)確把握蔬菜大棚內(nèi)CO2濃度的變化情況，在大棚內(nèi)安裝了CO2測量器，假定6時、18時分別為日出、日落時間，請你預(yù)期一天內(nèi)大棚中CO2濃度變化的最可能情況是圖中的哪條曲線(　　) A．① B．② C．③ D．④ 解析：早晨6時日出，植物開始進行光合作用，而CO2是光合作用的原料之一，所以此后空氣中CO2的濃度逐漸降低；18時日落，植物的光合作用停止，不再吸收CO2，而植物的細(xì)胞呼吸又產(chǎn)生了CO2，所以此后空氣中CO2的濃度又逐漸增加(一直到早晨6時日出之前)。 答案：A 二、非選擇題 9．下圖表示某植物光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系，請據(jù)圖分析： (1)甲圖表示在光照較弱的情況下，光合作用隨________的增加，成正相關(guān)增加，這種情況下，可以認(rèn)為光合作用受________的限制，此時主要影響光合作用過程的________階段。 (2)從甲圖可見，光照超過某一強度時，光合作用速率不再增加，這種變化主要決定于________，此時光合作用的________階段受到限制。 (3)乙圖中C點表示光照強度為B時，植物生長的________，出現(xiàn)CD段的原因是_________________________________________________________________。 (4)除圖示之外影響光合作用的主要因素是________________________。 (5)根據(jù)甲圖，在乙圖中繪制光照強度為A時，不同溫度下，光合作用速率變化的曲線。 解析：光合作用速率受光照強度、溫度等的影響，由題干甲圖可以看出，光照較弱時，光合速率隨光照強度的增加呈直線上升，此時影響光合作用的因素主要是光照強度，而與溫度無關(guān)。當(dāng)光照強度增加到某一數(shù)值時，溫度成了限制因子。由甲圖可以看出，在光照強度為A時，光合作用速率與溫度變化無關(guān)，可在乙圖中相應(yīng)位置畫出。 答案：(1)光照強度　光照強度　光反應(yīng)　(2)溫度的高低　暗反應(yīng)　(3)最適溫度　隨溫度升高酶活性降低，光合作用速率降低　(4)二氧化碳的濃度　(5)如圖所示 10．為了驗證環(huán)境因子光照、二氧化碳的不足分別對光合作用的影響，可將葉片用打孔器打取小圓片，抽取葉內(nèi)氣體使之下沉于水中，在不同條件下根據(jù)葉圓片上浮所需時間的長短推測光合作用的相對強弱。請回答： (1)實驗假設(shè)：_________________________________________________。 (2)實驗組1：取三角瓶，編號A，加入一定量新制的冷開水；再加入一定量的NaHCO3粉末，使其在水中溶解；用黑紗布(透弱光)包裹三角瓶后，適宜溫度下水浴保溫；放入下沉小葉圓片10片，將三角瓶置于日光燈下；記錄葉片上浮所需時間或一定時間內(nèi)的上浮葉片數(shù)。 ①參照實驗組1簡要寫出實驗組2應(yīng)改變的實驗條件： ____________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ②參照實驗組1簡要寫出對照組應(yīng)改變的實驗條件： _____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)預(yù)期結(jié)果： 實驗組1：_____________________________________________________； 實驗組2：_______________________________________________________； 對照組：______________________________________________________。 (4)浸沒于水中的葉圓片上浮的原因____________________________。 解析：根據(jù)知識點3及對照實驗的對照原則和單一變量原則進行解答。 答案：(1)光照強弱(度)、CO2等條件都會影響光合作用 (2)①不加入NaHCO3粉末，也不用黑紗布包裹三角瓶B，其余方法與實驗組1相同 ②不用黑紗布包裹三角瓶C，其余方法與實驗組1相同 (3)葉片上浮所需時間長(上浮慢)　葉片上浮所需時間長(上浮慢)　葉片上浮所需時間短(上浮快) (4)光合作用產(chǎn)生O2 研究學(xué)習(xí) 同位素標(biāo)記法 用同位素標(biāo)記化合物，讓它們一起運動、遷移，再用探測儀器進行追蹤，可以說明化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程?？捎脕硌芯考?xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向等，進而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機理等。 下圖是20世紀(jì)30年代美國科學(xué)家魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法研究光合作用的示意圖。他們用氧的同位素(18O)分別標(biāo)記H2O和CO2，使它們分別成為HO和C18O2，然后按示意圖做實驗。請對實驗作出必要說明。 (1)在小球藻進行光合作用過程中，向第一組提供的物質(zhì)是______和______；向第二組提供的物質(zhì)是______和______；向兩組共同提供的是______________。 (2)圖中A和B分別代表________和________，它們的相對分子質(zhì)量比是_______。 (3)這個實驗說明了___________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析：通過圖示可清晰看到提供給第一組的物質(zhì)是H2O和C18O2；提供給第二組的是HO和CO2。向兩組共同提供的是光能、小球藻。雖然向每組提供的水和二氧化碳都含有氧，但通過同位素的不同標(biāo)記以及實驗的有意安排，使光合作用釋放出的氧卻為A和B兩種。兩位科學(xué)家的實驗結(jié)果是A為O2，而B為18O2。O2和18O2的相對分子質(zhì)量比是32∶36＝8∶9。 答案：(1)H2O　C18O2　HO　CO2　光能和小球藻　(2)O2　18O2　8∶9　(3)光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧全部來自水