新教材2024版高中生物第5章細胞的能量供應和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化課后提能集訓新人教版必修1

第5章第4節(jié)[基礎達標]題組一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1．(2021·北京學業(yè)水平考試)在植物工廠中，LED燈等人工光源可以為植物的生長源源不斷地提供能量。從光合色素吸收光譜的角度分析，適宜的光源組合為()A．紅光和綠光 B．紅光和藍光C．黃光和藍光 D．黃光和綠光【答案】B【解析】由于葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍光，因此為了提高光合作用強度，適宜的光源組合為紅光和藍光。2．1881年，德國科學家恩格爾曼設計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入需氧細菌，觀察到細菌的聚集情況如圖所示。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍光區(qū)最強。這個實驗的思路是()A．細菌在不同光下的分布不同，細菌聚集多的地方，細菌光合作用強B．需氧細菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強C．需氧細菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機物多，水綿光合作用強D．需氧細菌大量消耗O2，使水綿光合作用速率加快，則該種光有利于光合作用【答案】B【解析】細菌在不同光下的分布不同，細菌聚集多的地方說明氧氣多，表明水綿的該部位光合作用強，A錯誤；需氧細菌聚集多的地方，O2濃度高，說明水綿的該部位光合作用強，B正確；需氧細菌聚集多的地方，水綿光合作用強，產(chǎn)生的有機物多，這句話是正確的，但不符合本實驗的原理、思路，C錯誤；水綿主要吸收紅光和藍光進行光合作用并向外釋放O2，使需氧細菌集中在這兩個區(qū)域，需氧細菌消耗O2多，不是使水綿光合作用速率加快的原因，D錯誤。題組二光合作用原理和應用3．下圖表示綠色植物光合作用的部分過程，圖中A～C表示物質(zhì)。有關(guān)分析錯誤的是()A．圖中A為氧氣，該過程產(chǎn)生的氧氣部分釋放到空氣中B．圖中B為NADPH，在增加CO2濃度時，B含量暫時升高C．該過程消耗的NADP＋和C來自葉綠體基質(zhì)D．該過程發(fā)生了光能到活躍化學能的轉(zhuǎn)化，能量儲存在B、ATP中【答案】B【解析】題圖為光反應階段過程圖。A是水的光解產(chǎn)生的氧氣，B指NADPH，C為ADP，部分氧氣被細胞呼吸利用，剩余的釋放到空氣中，A正確；在增加CO2濃度時，B含量暫時下降，B錯誤；該過程消耗的NADP＋和C是暗反應產(chǎn)生的，場所是葉綠體基質(zhì)，C正確；該過程中光能轉(zhuǎn)化成活躍化學能儲存在B、ATP中，D正確。4．科學家提取植物細胞中的葉綠體，用高速離心法打破葉綠體膜后，分離出類囊體和基質(zhì)，在不同條件下進行實驗(如下表所示)，用來研究光合作用過程，下列選項中對各試管得到的產(chǎn)物情況判斷正確的是()試管葉綠體結(jié)構(gòu)光照C18O2ATP、NADPHC5甲類囊體＋＋－－乙基質(zhì)－＋＋＋丙基質(zhì)＋＋－＋丁基質(zhì)和類囊體＋＋－＋注：表中的“＋”表示“添加”，“－”表示“不添加”。A．甲試管可得到18O2B．乙試管可得到三碳化合物C．丙試管可得到葡萄糖和淀粉D．丁試管可得到蔗糖【答案】B【解析】光合作用中氧氣來自水，A錯誤；乙試管有葉綠體基質(zhì)無光照，但有暗反應需要的五碳化合物、二氧化碳、ATP、NADPH，二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，B正確；暗反應不需要光照，但沒有NADPH和ATP，三碳化合物不能被還原成糖類，C錯誤；丁試管中蔗糖是在葉綠體外產(chǎn)生，D錯誤。5．如圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖，在曲線的b→c段細胞內(nèi)C3和C5積累速率的變化分別是()A．增加、增加 B．增加、減少C．減少、減少 D．減少、增加【答案】D【解析】從圖示可以看出，與b點相比，c點細胞光照強度大于b點，溫度過高，植物蒸騰作用過強，導致葉片氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應減少，二氧化碳固定生成C3減少，C5積累速率增加，故b→c段細胞內(nèi)C3積累速率減少。題組三探究環(huán)境因素對光合作用的影響6．如圖表示光照強度與植物吸收或釋放二氧化碳的量之間的關(guān)系，A點是曲線與橫坐標的交點，表示光補償點，B點對應曲線上的C點，表示光飽和點。下列說法不正確的是()A．光補償點是光合作用強度與呼吸作用強度相等時的光照強度B．光合作用強度最大時的光照強度即光飽和點C．如果增加環(huán)境中二氧化碳的濃度，則光補償點左移D．CD段影響光合作用的主要環(huán)境因素為二氧化碳濃度和溫度【答案】B【解析】光合作用強度最大時的光照強度不一定是光飽和點，如題圖中D點對應的光照強度就不是光飽和點；如果增加環(huán)境中二氧化碳的濃度，則光合作用強度增大，當光照強度變小時才能使光合作用強度等于呼吸作用強度，即光補償點左移。7．如圖表示光照強度與光合作用速率之間的關(guān)系。在N點時改變某種條件，結(jié)果發(fā)生了如曲線b的變化。下列分析不正確的是()A．在N點時改變的某種條件可能是適當提高了溫度B．在N點時改變的某種條件可能是增加了CO2濃度C．圖中M點與N點相比較，M點時葉綠體產(chǎn)生的NADPH少D．K點時光合作用的限制因素可能是光照強度【答案】D【解析】圖中M點與N點相比較，M點時光照強度弱，光反應弱，產(chǎn)生的NADPH少，適當升溫和增加CO2濃度都能提高光合作用速率，A、B、C正確；從曲線看出K點時光照強度是充足的，限制光合作用的因素可能是CO2濃度和溫度，D錯誤。8．如圖為光合作用示意圖，請根據(jù)該圖回答下列問題。(1)甲指光合作用的__________，乙指光合作用的__________。(2)在炎熱夏季中午，植物的“午休”現(xiàn)象發(fā)生的直接原因是________的供給不足。(3)在該過程中具有還原性的物質(zhì)是______________。若CO2停止供應，首先增加的是________。(均填圖中字母)(4)能量轉(zhuǎn)換的過程是光能→__________→__________。(均填圖中字母)(5)請寫出光合作用的總反應式：____________________________________________________________________________________________________________________。請寫出E生成F的反應式：___________________________________________________________________________________________________________________________。(6)在D中，含量最少的色素是__________，含量最多的色素是__________。【答案】(1)光反應階段暗反應階段(2)CO2(3)CI(4)E、CL(5)CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))(CH2O)＋O2ATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量(6)胡蘿卜素葉綠素a【解析】(1)據(jù)題圖分析，甲是光合作用的光反應階段，乙是光合作用的暗反應階段。(2)植物“午休”現(xiàn)象的直接原因是植物為避免蒸騰作用過強而部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應不足。(3)光合作用過程中具有還原性的物質(zhì)是C，即NADPH。CO2停止供應，五碳化合物(I)的消耗停止，短時間內(nèi)其來源不變，所以首先增加的是五碳化合物(I)。(4)光合作用能量轉(zhuǎn)換的過程是光反應將光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學能，經(jīng)暗反應轉(zhuǎn)換為有機物中穩(wěn)定的化學能。(5)光合作用的總反應式為CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))(CH2O)＋O2。E是ATP，F(xiàn)是ADP和Pi，E生成F的反應式為ATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量。(6)D是色素分子，含量最少的是胡蘿卜素，最多的是葉綠素a。[能力提升]9．(2021·湖南卷)綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。下列敘述錯誤的是()A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用B．在暗反應階段，CO2不能直接被還原C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降D．合理密植和增施有機肥能提高農(nóng)作物的光合作用強度【答案】A【解析】弱光條件下植物沒有氧氣的釋放，有可能是光合作用強度小于或等于呼吸作用強度，光合作用產(chǎn)生的氧氣被呼吸作用消耗完，此時植物雖然進行了光合作用，但是沒有氧氣的釋放，A錯誤；二氧化碳性質(zhì)不活潑，在暗反應階段，一個二氧化碳分子被一個C5分子固定以后，很快形成兩個C3分子，在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被NADPH還原，因此二氧化碳不能直接被還原，B正確；在禾谷類作物開花期減掉部分花穗，光合作用產(chǎn)物輸出受阻，葉片的光合速率會暫時下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機肥可以為植物提供礦質(zhì)元素和二氧化碳，這些措施均能提高農(nóng)作物的光合作用強度，D正確。10．某生物興趣小組就影響植物光合作用的因素進行了研究，獲得如下圖所示的實驗結(jié)果。下列有關(guān)分析正確的是()A．該實驗表明，溫度、光照強度和CO2濃度都會影響植物光合作用的強度B．當光照強度大于7時，該植物在15℃和25℃的環(huán)境中合成有機物的速率相同C．隨著溫度的升高，該植物的呼吸速率逐漸增強D．該植物可在較低溫度、較弱光照的環(huán)境中快速生長【答案】D【解析】圖中影響植物光合作用的因素只涉及溫度和光照強度，并沒有涉及CO2濃度，A錯誤；當光照強度大于7時，該植物在15℃和25℃的環(huán)境中積累有機物的速率相同，但是在25℃環(huán)境中該植物呼吸速率較大，B錯誤，所以25℃環(huán)境中該植物合成有機物的速率較大；在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度升高，該植物呼吸速率逐漸增強，但超過一定溫度后，該植物的呼吸速率會減少，C錯誤。11．圖1表示空氣中的CO2含量對某綠色植物光合作用的影響，圖2表示一天24h蔬菜大棚內(nèi)CO2濃度隨時間的變化曲線(水平虛線為實驗開始時大棚內(nèi)的CO2濃度)。據(jù)圖回答下列問題。(1)圖2中光合作用強度和呼吸作用強度相等的點有________________，圖2中積累有機物最多的點是________________。(2)經(jīng)過24h后，大棚內(nèi)植物有機物的含量會________(填“增加”“減少”或“不變”)。據(jù)圖分析原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖1中限制N點的主要外界因素是__________和__________。N點時葉肉細胞葉綠體中的ADP的運動方向是__________________________。(4)某同學做“綠葉中色素的提取和分離”實驗后，繪制了四種光合色素在濾紙上的分離情況(如圖3所示)，據(jù)圖分析，溶解度最大的色素是__________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。另一同學由于研磨綠葉過程中粗心大意，漏加了某些試劑或藥品，導致實驗結(jié)果不理想(如圖4所示)，請指出該同學漏加的試劑或藥品是__________?！敬鸢浮?1)D、HH(2)增加I點CO2濃度低于A點，說明光合作用合成的有機物多于細胞呼吸消耗的有機物(3)光照強度溫度從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜(4)丁碳酸鈣(CaCO3)【解析】(1)圖2中光合作用強度和呼吸作用強度相等的點有D、H。DH段光合作用強度大于呼吸作用強度，植物積累有機物，而HI段呼吸作用強度大于光合作用強度，植物消耗自身有機物，所以圖2中積累有機物最多的點是H。(2)圖2中I點與A點相比較，二氧化碳濃度降低，說明光合作用合成的有機物多于細胞呼吸消耗的有機物，故經(jīng)過24h后，大棚內(nèi)植物有機物的含量會增加。(3)圖1中N點時光合作用強度達到最大，以后隨二氧化碳含量增加，光合作用強度不再增加，說明二氧化碳含量不再是限制因素，所以限制N點的主要外界因素是光照強度和溫度。N點時光合速率大于呼吸速率，葉肉細胞葉綠體中的ADP由產(chǎn)生場所葉綠體基質(zhì)向消耗場所類囊體薄膜運輸。(4)色素在層析液中的溶解度越大，擴散距離越大，所以溶解度最大的是丁。圖4中色素分離的結(jié)果中缺少下面兩種色素，即葉綠素a、葉綠素b，這可能是研磨時漏加了碳酸鈣導致。因為碳酸鈣能夠保護葉綠素，如不加碳酸鈣，葉綠素就會被破壞。12．圖甲為某同學探究影響植物光合速率的因素的實驗裝置圖，圖乙表示的是線粒體和葉綠體之間物質(zhì)的交換。據(jù)圖回答下列問題。(1)圖甲裝置中隔在燈與試管之間盛水玻璃柱的作用是___________________________________________________________________________________________________。(2)若實驗中每隔5min改變一次試管與玻璃柱之間的距離，隨著距離的增加，氣泡產(chǎn)生速率下降，請分析影響這一結(jié)果的外界因素：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(3)為了探究光照強度對光合速率的影響，利用圖甲裝置進行實驗的設計思路是：_____________________