第3讲 能量之源光与光合作用课时作业单独成册方便使用一、选择题1历经一个多世纪，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述不正确的是()A普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件C恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2解析：普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气，A正确；萨克斯的实验的单一变量为是否光照，曝光的一半叶片为对照组，遮光的一半叶片是实验组，也可证明光是光合作用的必要条件，B正确；恩格尔曼的实验发现光合作用的场所是叶绿体，产物有氧气，并未定量分析，C错误；鲁宾和卡门采用同位素标记法用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2，D正确。答案：C2能源问题是当前社会面临的最为紧迫的问题之一，而氢气则是最洁净的高效能源之一，H2可由2个H生成，光合作用的光反应可产生H，目前部分生物学家正致力于从光合作用中得到用于合成H2的H的研究，并取得了一定的进展。下列有关说法错误的是()A水光解产生的H被NADP接受，生成了NADPHB在叶绿体中ATP和NADPH的转移途径是从类囊体薄膜到叶绿体基质C根据光合作用释放的氧气量，可以计算出光合作用有机物的积累量D停止光照，暗反应很快会停止，停止供应CO2，则光反应不受影响解析：选项A正确，ATP和NADPH是光反应的产物；选项B正确，ATP和NADPH形成于类囊体薄膜，然后转移至叶绿体基质参与暗反应；选项C正确，光合作用每释放6 mol氧气，会积累1 mol葡萄糖，因此可根据光合作用释放氧气的量计算光合作用有机物的积累量；选项D不正确，停止供应CO2，暗反应停止，光反应产生的ATP和NADPH积累，进而光反应受到抑制。答案：D3.如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能BCO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类C被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5D光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高解析：CO2的固定实质是CO2与C5结合生成C3，该过程在酶的催化作用下完成，不需要消耗ATP，故A项错误；CO2不可直接被H还原，而是C3被H还原，故B项错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5，维持C5含量的相对稳定，故C项正确；光照强度减弱，光反应减弱，光反应形成的H和ATP减少，这样C3被还原生成的(CH2O)和C5减少，而在短时间内，之前已经生成的C5仍然会与CO2合成C3(速率不变)，故C5含量会减少，故D项错误。答案：C4给予从叶绿体分离出的类囊体膜光照，发现能使草酸铁的Fe3还原为Fe2，并有氧气释放。此实验证明()A光合作用在类囊体上进行B光合作用的产物O2来自H2O，而不是CO2C类囊体吸收光能后，产生O2和还原性物质D类囊体上的光反应能产生O2，而暗反应使Fe3被还原解析：由题干可知，类囊体吸收光能后，可以产生O2和具有还原性的物质，故选C。答案：C5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错误；叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性，B错误；蓝藻没有叶绿体，也能进行光合作用，C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正确。答案：D6取某植物生长旺盛的绿叶，用打孔器打出许多叶圆片，再用气泵抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，给予一定的光照，记录每个烧杯中叶圆片上浮至液面所用的平均时间。下列说法错误的是()A本实验是研究CO2浓度对光合作用强度的影响B叶片必须先在暗处放置几小时，消耗叶片中的淀粉C叶肉细胞产生的O2从叶绿体扩散到线粒体和细胞外D一定范围内增强光照强度，可以缩短叶圆片上浮的平均时间解析：该实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，可以为光合作用提供CO2，所以该实验是研究CO2浓度与光合作用强度的关系，A正确；该实验的因变量是光合作用产生的氧气量，并不是淀粉的含量，所以实验前不需要消耗掉叶片中的淀粉，B错误；叶肉细胞光合作用产生的氧气首先提供给发生有氧呼吸的线粒体，再扩散到细胞外，C正确；一定范围内增强光照强度，则光合作用产生的氧气增多，可以缩短叶圆片上浮的平均时间，D正确。答案：B7进行正常光合作用的叶片，如果叶绿体中H的含量相对稳定，在a点时突然降低CO2的供应量，能表示叶绿体中H含量变化的曲线是()解析：在a点突然降低CO2的供应量时，由C5与之结合生成的C3含量减少，从而消耗H和ATP的量也减少，使H含量短时间内增加，最后趋于稳定。答案：B8如图表示某种植物的叶肉细胞中的甲、乙两种细胞器及在这两种细胞器中所进行的生理活动之间的关系。下列说法正确的是()A甲产生的ATP可以被乙利用，乙产生的ATP也可以被甲利用B该叶肉细胞光合速率大于呼吸速率C乙产生的CO2被甲利用至少要经过8层磷脂双分子层D改变光照强度一定会改变甲细胞器中生理活动的强度解析：由图可知，甲、乙两种细胞器分别为叶绿体和线粒体。叶绿体产生的ATP只能在暗反应中被利用，线粒体产生的ATP不能被叶绿体利用，A错误；图中线粒体产生的CO2全部进入叶绿体，叶绿体又从外界吸收CO2，说明该叶肉细胞光合作用速率大于呼吸速率，B正确；线粒体产生的CO2进入叶绿体，需要经过2层线粒体膜和2层叶绿体膜，共4层磷脂双分子层，C错误；若图中状态为达到光饱和点时的光照强度(光合作用强度达到最大值时所需要的最小光照强度)，此时增大光照强度，光合作用强度不变，但降低光照强度，会导致光合作用强度降低，所以改变光照强度不一定会改变甲细胞器中生理活动的强度，D错误。答案：B9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BA侧为叶绿体基质，其中含有少量DNAC甲表示色素，在层析液中溶解度最高的是叶绿素aD图示过程为光反应，该过程不需酶的催化解析：因图示过程需要光照，故该过程为光反应，场所为类囊体薄膜，A项错误。光反应生成的ATP进入叶绿体基质参与暗反应，故A侧为叶绿体基质，叶绿体基质中含有少量DNA，B项正确。在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素，C项错误。光反应过程需要酶的参与，D项错误。答案：B10(2018广西桂林检测)用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光照条件下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述错误的是()A叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质BOa段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降Cab段含放射性的三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽Db点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞不能进行光反应，不能为暗反应提供H和ATP等物质解析：叶肉细胞中利用14CO2的场所是叶绿体基质，A正确；从题图分析，Oa段含放射性的三碳化合物浓度持续上升，说明消耗的五碳化合物越来越多，因此五碳化合物的浓度有所下降，B正确；ab段含放射性的三碳化合物浓度不变的原因是三碳化合物生成的量与被还原的量基本相等，C错误；黑暗条件下叶肉细胞不能进行光反应，不能为暗反应提供H和ATP等物质，导致含放射性的三碳化合物还原受阻，浓度上升，D正确。答案：C二、非选择题11图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。请根据图分析回答：(1)图1中A表示的物质是_，它由_产生，其作用主要是_。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于_。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是_。(3)图2中曲线a表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速上升的原因是_。(4)曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是_。解析：(1)光反应为暗反应提供的物质是H和ATP，由此可确定A是H，H是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO214C3(14CH2O)。(3)、(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，H和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。答案：(1)H水在光下分解用于C3的还原(2)太阳光能(CH2O)(3)C3光照停止，光反应停止，CO2与C5结合形成C3而C3的还原减弱直至停止(4)C5光照停止，光反应停止，C5与CO2结合形成C3而C3的还原减弱，C5的生成减少12生物兴趣小组在夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行了24小时的检测，结果如图1。图2是表示叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系的图解。请回答下列问题：(1)图1中所测气体为_。该大棚内的蔬菜经过一昼夜后是否积累有机物？_(填“是”或“否”)。(2)与它们各自的前一阶段相比，EC段和DB段叶肉细胞内的C3含量的变化趋势分别是_、_。(3)对应图1中的B点时，图2中应该进行的气体转移途径有_，而对应图1中的DB段，图2中应该进行的气体转移途径有_(以上均用图中字母表示)。(4)如图2所示，在氧气不足条件下，线粒体内丙酮酸氧化分解的速率将会_。适宜光照条件下，光反应产生的并能够为暗反应所利用的能源物质是_，该植物细胞把暗反应产物转变成丙酮酸的场所是_。(5)大棚蔬菜一天中有机物积累量最大是在图1中的_点(用图中字母表示)，若要进一步提高大棚蔬菜的产量，可采取的措施是夜间_。解析：(1)57 h，刚开始可能没有光照，后来光照较弱，蔬菜刚开始可能只进行有氧呼吸，后来有氧呼吸强度大于光合作用强度，该时间段图中气体浓度减小，说明该气体为氧气。图1显示，F点的氧气浓度大于A点的氧气浓度，说明经过一昼夜后大棚内氧气浓度增加，因此，植物体内有有机物的积累。(2)在E点之前就开始进