1、第11讲能量之源光与光合作用课时训练知能提升 限时式检测 梯级式提升 (时间:40分钟分值:90分)测控导航表知识点题号及难易度1.光合作用的发现历程62.叶绿体结构及绿叶中色素的提取与分离2,53.光合作用的过程和场所 1,3,8(中),104.光合作用的影响因素及应用4,7,115.综合考查9(中),12(中)一、选择题:本大题共9小题,每小题5分,共45分。1.利用小球藻培养液进行光合作用实验时,发现在其中加入抑制暗反应的药物后,在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。原因主要是(B)A.叶绿素吸收光能的效率下降B.H的积累,水的光解减慢C.ATP合成所需的酶的活性受到抑制D.暗反应中生成
2、的水减少,使得光反应的原料不足解析:光照条件相同,光反应速率基本不变,故叶绿素分子吸收光能的速率不变,ATP合成酶的活性不变;加入抑制暗反应的药物后,暗反应减弱,消耗的三碳化合物、H、ATP减少,剩余的H、ATP、三碳化合物增多,故H积累,水的光解减慢。2.(2014广东六校第一次联考)关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,不正确的是(D)A.二氧化硅有助于研磨得充分B.用毛细吸管吸取少量滤液,画在滤纸条一端C.滤纸条插入时应注意滤液细线不能触及层析液D.叶绿素a的色素带最宽,溶解度最高解析:本题以叶绿体色素的提取和分离为载体,考查实验分析判断、综合运用知识的能力。二氧化硅使研磨更充分,以
3、提取更多色素;毛细吸管吸取少量滤液在滤纸条的一端画色素线,要画23次,且要细、齐、直,要在色素线干后再画;滤纸条上的色素细线不能没过层析液的液面,否则叶绿体色素会溶解在层析液中;叶绿素a含量最多,色素带最宽,但胡萝卜素在层析液中溶解度最高,在滤纸条上扩散速度最快,在滤纸条的最上端。3.(2014辽宁实验中学阶段性测试)离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时,如果突然中断CO2气体的供应,短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物及细胞中ATP的相对含量的变化是(B)A. 上升、下降、上升B. 下降、上升、上升C.下降、上升、下降D. 上升、下降、下降解析:突然中断CO2气体的供应,导致消耗的C5
4、化合物减少,所以C5化合物的含量在短时间内上升;而C3化合物的来源减少,所以短时间内C3化合物的含量下降;C3化合物的含量下降,消耗的ATP和H减少,所以短时间内ATP的含量上升。4.图甲、乙是一定条件下测得的某植物叶片净光合速率变化曲线。下列叙述正确的是(D)A.a点条件下,适当提高温度,净光合速率减小B.b点条件下,适当增强光照,净光合速率增大C.c点条件下,适当提高温度,净光合速率增大D.d点条件下,适当增强光照,净光合速率增大解析:本题考查植物的光合作用的基本知识。a点为光补偿点,在该条件下,适当提高温度,净光合速率将增大;结合甲图知,在b点条件下,适当增强光照,净光合速率将保持不变;
5、c点条件下,适当提高温度,将导致酶的活性下降,这样植物的净光合速率将下降;d点条件下,适当增强光照,光反应增强,植物的净光合速率增大。5.苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外,液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。某探究小组用90%的乙醇提取苋菜叶片中的色素,然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上色素带由上到下(B)A.第一条色素带对应的色素是叶黄素B.第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光C.第三条色素带对应的色素是呈现红色的花青素D.第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小解析:本题考查色素的提取与分离实验。层析结果会出现5条色素带,第1条为橙黄色的胡萝卜素,第2条为黄色的叶
6、黄素,以上两种色素主要吸收蓝紫光,第3条为蓝绿色的叶绿素a,第4条为黄绿色的叶绿素b,以上两种色素主要吸收红光和蓝紫光,因为花青素溶于水,提取时如使用90%的乙醇可提取到花青素,同时根据花青素不溶于有机溶剂的特性和色素分离的原理,纸层析时,滤液细线上的花青素几乎不发生扩散,所以第5条应为红色的花青素。6.(2014衡水模拟)某植物(其叶片如图一所示)放在黑暗中两天后,根据图二所示,处理其中一块叶片。然后将整株植物置于阳光下4小时,取该叶片经酒精脱色处理后,滴加碘液(棕黄色)显色,下列有关该实验结果和现象的描述正确的是(D)实验后的结果显示出X为蓝色,Y为棕黄色W和X两部分对照实验能证明光合作用
7、需要叶绿素X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要水Y和木塞夹着的叶片部分对照实验能证明光合作用需要光A.B.C.D.解析:绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体,条件是适宜的光照、CO2和水。W部分缺少叶绿素,不能吸收和转化光能;Y部分缺少CO2,木塞部分缺少CO2和光,因而都不能进行光合作用;只有X部分条件充分且适宜,能进行光合作用,因此项正确。7.(2014浙江宁波四中高三一模)如图表示某地一昼夜某植物吸收或释放CO2量的变化曲线,则下列说法不正确的是(A)A.bc段CO2吸收量下降是因为光反应阶段受抑制,影响了植物的光合作用B.该植物一昼夜中,有机物净积累量在e点时最多C.b点对应的光照强度
8、可能不是光合作用最适光照强度D.a点时植物光合作用吸收的CO2量可能与e点时不同解析:本题考查影响光合作用的因素及光合作用在实践中的应用。bc段气温过高导致植物气孔关闭,暗反应受抑制,影响植物的光合作用;在ae段光合作用强度大于呼吸作用强度,在e点时有机物净积累量最大;图中b点净光合速率最大,但b点之后因为气温过高,气孔关闭限制了光合速率,故b点对应的光照强度可能不是光合作用的最适光照强度,在光合作用的最适温度下不断增大光照强度才可确定该植物光合作用的最适光照强度;a点和e点时光合速率与呼吸速率相等,但a、e时刻的呼吸速率可能不同,在两个时间点光合作用吸收的 CO2量可能不同。8.(2013四
9、川成都一诊)下列物质转化过程会发生在人体内的是(D)A.H2O中的O转移到O2中B.CO2中的C转移到C6H12O6中C.C6H12O6中的H转移到C2H5OH中D.O2中的O转移到H2O和CO2中解析:光合作用的光反应阶段H2O中的O转移到O2中,暗反应阶段CO2中的C转移到C6H12O6中,但人体不能进行光合作用。人体无氧呼吸的产物是乳酸不是酒精,在无氧呼吸中C6H12O6中的H可以转移到乳酸中。人体内,在有氧呼吸第三阶段O2中的O转移到H2O中,这些H2O再参与有氧呼吸第二阶段时其中的O可转移到CO2中。9.(2014南京盐城第一次模拟)某生物兴趣小组就影响植物光合作用的因素进行了研究,
10、获得如下图所示的实验结果。下列有关分析正确的是(D)A.该实验表明,温度、光照强度和CO2浓度都会影响植物光合作用的强度B.当光照强度大于7时,该植物在15 和25 的环境中合成有机物的速率相同C.随着温度的升高,该植物的呼吸速率逐渐增强D.该植物可在较低温度、较弱光照的环境中快速生长解析:图中影响光合作用的因素只涉及温度和光照强度,并没有CO2浓度。当光照强度大于7时,该植物在15 和25 的环境中积累有机物的速率相同,但是25 呼吸速率较大,所以25 时合成有机物的速率较大。随着温度的升高,该植物的呼吸速率先增大后减小。二、非选择题:本大题共3小题,共45分。10.(2013四川资阳一诊)
11、(15分)如图所示,甲表示植物光合作用强度与光照强度之间的关系;乙表示某绿色植物某些代谢过程中物质的变化,、分别表示不同的代谢过程;图丙表示在种植有植物的密闭玻璃温室中,二氧化碳浓度随光照强度变化而变化的情况;丁表示在最适温度下,麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度的关系。(1)图甲三种植物中最适合间作的两种是;叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是。(2)图乙中中产生的O2参与的第阶段;进行的场所是。(3)从图丙曲线变化分析,图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为。(4)图丁中,如果温度上升5 ,b点将向(填 “上”、“下”,“左”、“右”)方移动。解析:(1)三种植物中为强光照植物,为弱光
12、照植物,两种植物对光的需求差异最大,最适于间作。a点为光补偿点,此时产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,b点只进行细胞呼吸,此时产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,只有线粒体一种细胞器,在a、b点时都可以产生ATP。(2)图乙中、分别表示光反应、暗反应和有氧呼吸,光反应产生的O2参与有氧呼吸第三阶段,暗反应的场所是叶绿体基质。(3)丙图的纵轴表示二氧化碳浓度,当二氧化碳浓度的变化量为0(即曲线斜率为0)时,光合速率与呼吸速率相等,这样的点有b、c。(4)丁图曲线是在最适温度下得到的,若温度上升5 ,相关酶活性将降低,因此最大催化速率(b点)减小。答案:(1)和线粒体(2) 三叶绿体
13、基质(3)b、c (4)下11.(2013四川成都二诊)(15分)据华阳国志等史籍记载,荔枝在四川的栽种已有两千多年的历史。(1)如图表示荔枝叶片在光照充足的条件下,温度对光合作用和呼吸作用速率的影响。在荔枝的叶肉细胞中,光合作用产生O2的场所是,呼吸作用消耗O2的场所是。光合作用过程中的H来自化合物,有氧呼吸(以葡萄糖为呼吸底物)过程中的H来自化合物。图中M点时叶片中有机物的积累量为零。荔枝叶片处于此条件下6小时内,叶肉细胞中叶绿体内产生的O2总量(选填“大”、“小”或“等”)于线粒体中消耗的O2总量,叶绿体内产生的ATP总量(选填“大”、“小”或“等”)于线粒体中产生的ATP总量。在406
14、0 范围内,随着温度上升,呼吸作用和光合作用的变化速率不同,其主要原因是 。(2)荔枝叶片在发育过程中,其净光合速率及相关指标变化见下表。叶片发育情况叶面积(最大面积的%)总叶绿体色素含量mg/(gfw)气孔相对开放度(%)净光合速率molCO2/(m2s)A新叶展开前19未测未测-2.8B新叶展开中871.1551.6C新叶展开完成1002.9912.7D新叶已成熟10011.11005.8如果用纸层析法分离叶绿体中的色素,在滤纸条上得到的四条色素带中,最底端的呈色,这种色素主要吸收光。叶片A的净光合速率小于0,其原因是 ;叶片C比D的净光合速率低,最主要的原因是 。解析:(1)O2是光反应
15、的产物,其产生场所是叶绿体类囊体薄膜。有氧呼吸第三阶段消耗O2,发生场所是线粒体内膜。光合作用过程中的H来自水的光解,有氧呼吸过程中的H产生于第一、二阶段,两个阶段的反应物为葡萄糖和水。M点时叶片中有机物的积累量为零,即光合速率等于呼吸速率,此时叶肉细胞中叶绿体内产生的O2总量等于线粒体中消耗的O2总量。线粒体消耗的葡萄糖量等于叶绿体产生的葡萄糖量,但有氧呼吸过程中葡萄糖内的能量并没有全部转移至ATP中,还有一部分以热能形式散失了,因此叶绿体内产生的ATP总量大于线粒体中产生的ATP总量。温度变化影响酶活性,在4060 范围内,随着温度上升,光合速率比呼吸速率降低更快,说明催化呼吸作用的酶更耐
16、高温。(2)在滤纸条最底端的色素是叶绿素b,呈黄绿色,叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,净光合速率小于0,说明实际光合速率小于呼吸速率。据表可知,叶片C、D最主要的差异在于叶片C的总叶绿素含量低,因此叶片C光反应弱,净光合速率低。答案:(1)叶绿体类囊体薄膜线粒体内膜水葡萄糖和水等大催化呼吸作用的酶更耐高温(2)黄绿红光和蓝紫实际光合速率小于呼吸速率总叶绿体色素含量低导致光能吸收不足12.(2013四川成都七中热身)(15分)甲、乙两图分别为在低光照强度和高光照强度条件下,A、B两种不同CO2浓度对某种螺旋藻(一种蓝藻)生长影响的曲线。请据图分析回答:(1)据图
17、概括本实验探究的是 。在干重增大时,螺旋藻释放氧气的体积会 。(2)图中(填“A”或“B”)表示高浓度CO2条件下测量的结果,原因是 。 (3)图甲中,CO2浓度对干重增加的影响(填“明显”或“不明显”),出现此现象的原因是限制干重的增加。科研人员为研究氧气浓度与光合作用的关系,测定了烟草叶片在25 时,不同氧气浓度下的光合作用速率(以CO2的吸收速率为指标),部分数据见下表。请分析回答:氧气浓度2%20%CO2的吸收速率mg/(hcm2)239(4)O2浓度由2%增大为20%时,烟草叶片吸收CO2的速率大幅下降,推测这种变化与增强有关,还可能与的变化有关。(5)为了探究O2浓度对光合作用是否
18、构成影响,在上表所获得数据的基础上,还要测定黑暗条件下对应的呼吸速率。假设在25 ,氧浓度为2%时,呼吸速率为Xmg/(hcm2) ,氧浓度为20%时,呼吸速率为Ymg/(hcm2) 。如果23+X9+Y,说明 。解析:(1)据图可知,实验的自变量为不同光照强度和不同CO2浓度,因变量螺旋藻的生长情况则反映了螺旋藻的光合作用强度,因此本实验的目的是探究不同光照强度和不同CO2浓度对(螺旋藻)光合作用强度的影响。干重增大,说明光合作用强于细胞呼吸,螺旋藻释放氧气的体积会增大。(2)图中A曲线在B曲线上方,说明CO2浓度较高,有利于螺旋藻光合作用合成有机物,使干重增加更快。(3)图甲中,两曲线差别
19、很小,说明CO2浓度对干重增加的影响不明显,这是因为光照强度较低,限制了光合作用。(4)烟草叶片吸收CO2的速率取决于光合速率、呼吸速率及两者间的差值,O2浓度增大后呼吸作用增强,可为光合作用提供更多的CO2;此外,O2是光合作用的产物,O2浓度的变化还可能影响光合速率。(5)总光合速率=呼吸速率+ CO2吸收速率,若23+X9+Y,说明O2浓度为2%时的光合速率大于O2浓度为20%时的光合速率,即氧气浓度增大抑制光合作用。答案:(1)不同光照强度、不同CO2浓度对(螺旋藻)光合作用强度的影响增加(或增大)(2)A在光照强度足够时,高浓度的CO2能明显提高光合作用强度(或光照强度足够时,CO2
20、供应充足有利于合成有机物,增加干重,叙述合理即可)(3)不明显光照强度(4)呼吸作用光合作用(5)氧气浓度增大抑制光合作用【教师备用】1.现有a、b、c三种灯泡,其发出光波的波长与光辐射强度的关系如图甲所示,现需从中选择一种灯泡用于温室中给植物补光,期望最大限度地增加光合作用的强度。为此某同学设计了图乙所示的实验装置。(注:叶绿体中的色素主要吸收430450 nm的蓝紫光和640660 nm的红光)。据此分析不正确的是(D)A.a灯泡与图甲中曲线对应B.b灯泡与图甲中曲线对应C.c灯泡与图甲中曲线对应D.温室中选择c灯泡能最大限度地增加光合作用强度解析:由题意和题图可看出,图乙中装置中光合作用
21、最强,装置中光合作用最弱,即b灯泡照射最有利于光合作用,应对应图甲中的曲线,a灯泡照射不利于光合作用,应对应图甲中的曲线,c灯泡与图甲中曲线对应,温室中选择b灯泡能最大限度地增加光合作用强度。2.叶绿体中色素能够溶解在有机溶剂乙醇中,因此实验室中用无水乙醇提取叶绿体中的色素。能否用丙酮作为溶剂替代无水乙醇呢? 请完善实验,探究丙酮是否可以作为提取叶绿体中色素的有机溶剂,并对实验中存在的问题进行分析。 (1)材料用具:新鲜的绿色叶片,干燥的定性滤纸,尼龙布,丙酮,无水乙醇,层析液,二氧化硅,碳酸钙等。 (2)方法步骤: 提取绿色叶片中的色素。 a.取两个研钵分别编号为1、2。 b.分别向两个研钵
22、中加入 。c.向1号研钵中加入适量的无水乙醇,均进行充分研磨。d.将研磨液过滤到试管中,并及时用棉塞塞紧试管口。 制备滤纸条。 将干燥处理的定性滤纸剪成两个长10 cm,宽1 cm的长条,在距一端1 cm处用圆珠笔画线并剪去两角。 点样。 分别用毛细吸管吸取少量滤液,分别在两条滤纸条上沿横线均匀地画滤液细线,紧接着重复画12次。 分离叶绿体中的色素。 将层析液2 mL倒入两支编号为1、2的大试管中。然后,将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,并让层析液没及滤液细线。(3)观察实验结果。 (4)结果预测及分析: 2号滤纸条与1号出现一致色素带,并分离明显,则说明 ; ,则说明 ;2号
23、滤纸条无色素带,1号滤纸条色素带分离明显 。 (5)请纠正方法步骤中的错误。 纠正一: ; 纠正二: ; 纠正三: 。解析:本题考查实验设计能力及结果预测与分析能力。要探究丙酮是否可以作为溶剂替代无水乙醇就应设计实验以丙酮作溶剂提取叶绿体中的色素,并与以无水乙醇作溶剂提取叶绿体中的色素的分离效果作比较。实验设计要遵循单一变量原则,即只有提取液不同,而其他都应相同。结果有三种可能情况,即a与对照组基本一样;b比对照组效果差;c得不到分离的色素带。改错方面考查对实验注意问题的掌握。 答案:(2)b.5 g剪碎的绿色叶片、少许二氧化硅和碳酸钙c.向2号研钵中加入等量的丙酮(4)丙酮可以作为提取叶绿体中色素的有机溶剂2号滤纸条与1号相比,现象不如1号明显丙酮作为提取叶绿体中色素的有机溶剂效果不佳丙酮不能作为提取叶绿体中色素的有机溶剂(5)纠正一:制备滤纸条时,应改为用铅笔画线并编号1、2纠正二:点样时,应干燥后重复画滤液细线12次纠正三:分离叶绿体中色素时,一定不要让层析液没及滤液细线
