1、课时作业11能量之源光与光合作用时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题6分，共60分)1植物光合作用离不开色素，下列关于高等植物细胞内色素的叙述，正确的是()A植物细胞内的色素有4种B植物细胞内的色素都可以参与光合作用C植物细胞内的色素都可以吸收和传递光能D植物细胞内的色素与植物的颜色也有关系解析：植物细胞中的色素，从功能上可分为光合色素和非光合色素。光合色素主要分布在叶绿体中，包括叶绿素和类胡萝卜素两大类，共4种(叶绿素a、b，胡萝卜素和叶黄素)；非光合色素如花青素，全部分布在液泡的细胞液中。光合色素都可以吸收、传递光能，只有极少数的处于特殊状态的叶绿素a可以将光能转换为电能。光合色
2、素和非光合色素的颜色导致植物不同的器官呈现不同的颜色。答案：D2某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析不正确的是()A叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C实验24天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D实验24天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的解析：由图示曲线信息可知，实验条件下，随干旱时间的延长叶片的光合速率呈下降趋势；对比甲、乙图示可知，叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降；由于24天光
3、合速率下降早于叶绿素含量下降，因此，光合速率的下降不是叶绿素含量下降引起的；实验条件下，随时间推移，植物缺水严重、叶片失水、气孔关闭，导致CO2吸收减少，使光合速率下降。答案：C3(2012山东潍坊一模)如图曲线表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如曲线的变化。下列分析合理的是A与y点相比较，x点时叶绿体中C3化合物含量低B在y点时，适当升高温度可导致曲线由变为C制约x点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D制约z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度解析：x点时，光照强度较弱，光反应提供的H和ATP较少，C3化合物的
4、浓度较y点时高，A项不正确；题目中提到已是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B项不正确；制约x点的光合作用因素是光照强度，C项不正确；在适宜温度下和同等光照强度条件下，提高CO2浓度可大幅度提高光合作用速率，D项正确。答案：D4(2013济南二模)将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份，在不同的温度下分别暗处理1h，再光照1 h(光照强度相同)，测其重量变化，得到如下的数据。以下说法错误的是()组别1234温度()27282930暗处理后的重量变化(mg)1231光照后和暗处理前的重量变化(mg)3331A.轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29B第三组轮藻光合作用产生的氧气量最多C第
5、四组轮藻2 h合成的有机物总量为2 mgD四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度解析：暗处理后重量变化代表1 h呼吸消耗有机物量，光处理后和暗处理前的重量变化值加2 h的呼吸消耗等于光处理1 h合成的有机物总量，故轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29；第三组轮藻合成有机物总量最多，光合产氧量也最大；第四组轮藻2 h合成有机物总量为3mg；四个组中的轮藻的光合作用强度都大于呼吸作用强度。答案：C5(2013海淀区期末)Calvin等人研究光合作用时进行了以下实验：在某种绿藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间后从培养液中提取并分析放射性物质。预测实验结果是()A光照时间越长，固定产生
6、的三碳化合物越多B在一定时间内光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多C无论光照时间长短，放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体膜上D只要给予光照，放射性就会出现在H中解析：本题利用放射性同位素标记考查光合作用过程。光合作用的暗反应过程中固定产生的三碳化合物会被还原。放射性物质应分布在叶绿体的基质中。H是光反应阶段产生的，而二氧化碳是用于暗反应阶段的。答案：B6历经一个半世纪，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，相关叙述正确的是()A普里斯特利指出了植物更新空气和光在这个过程起关键作用B萨克斯的实验中，叶片暗处放置几小时的目的是消耗掉叶片中的营养
7、物质C恩格尔曼的实验中，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标记CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2解析：普里斯特利指出了植物更新空气，并不知道光在这个过程起关键作用；恩格尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来，并不能定量分析光合作用生成的氧气量；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，用18O标记CO2属于对照组。答案：B7下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是()A光合作用和细胞呼吸的第一阶段都有丙酮酸的产生B光合作用产生的ATP有一部分用于细胞呼吸C光合作用进行的同时不一
8、定都伴随着细胞呼吸的进行D光合作用和细胞呼吸都有水分的参与解析：光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，而丙酮酸的形成在细胞呼吸的第一阶段，与光合作用无关；光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应；生物体生命活动的每一时刻都需要能量，其能量来自于细胞的呼吸作用，因此光合作用进行的同时一定伴随着细胞呼吸的进行；水作为原料参与光合作用的光反应阶段，而细胞呼吸中水参与有氧呼吸的第二阶段。答案：D8若下图中装置甲与装置乙敞口培养相同数量的小球藻，光照强度对小球藻产生氧气量的影响绘制成曲线如图(净氧量光合作用产生的氧气量细胞呼吸消耗的氧气量)。据图分析，下列叙述不正确的是()AP处净氧量为负值，是因为小球藻不进
9、行光合作用，且细胞呼吸消耗氧气BQ处净氧量为零，是因为Q处小球藻不进行光合作用C甲与乙两管净氧量差异的原因是乙管小球藻叶绿素合成受阻，影响光合作用D由图可知，光照强度可影响光合作用强度解析：由图可知：Q处的光强条件下，小球藻的光合作用释放出的氧气等于小球藻有氧呼吸消耗的氧气。答案：B9(2013苏北四市二次联考)如图是H随化合物在生物体内转移的过程，下面对其分析不正确的是()A产生的H可在过程中将三碳化合物还原BH经转移到水中，其过程需氧气参与C能形成ATP的过程有D长在向阳坡上的小麦比背阳坡上的小麦过程旺盛解析：是光反应过程中水的光解，产生的H可在过程即暗反应中将三碳化合物还原；是有氧呼吸过
10、程中H与氧生成水的过程，故H经转移到水中，其过程需氧气参与；能形成ATP的过程为呼吸作用过程和光反应过程，故图中能形成ATP；长在向阳坡上的小麦比背阳坡上的小麦光反应即过程旺盛。答案：C10(2013海淀模拟)将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中，研究在10、20 的温度条件下，分别置于5 klx、10 klx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如下图所示(横坐标为时间，单位：小时)。对以上结果分析正确的是，该叶片()A20 时的呼吸速率是10 时的4倍B在10 、5 klx的光照下，每小时光合作用产生的氧气量是3 mgC在5 klx光照下，10 时积累的有机物比20 时少D在20
11、 、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是6 mg解析：20 时的呼吸速率是10 时的2倍；在10 、5 klx的光照下，每小时光合作用产生的氧气量是3 mg0.5 mg3.5 mg；在5 klx光照、10 条件时放出的氧气量为3 mg，而在5 klx光照、20 条件时放出的氧气量仅为2 mg，说明在5 klx光照、10 条件时积累的有机物比20 时要多；在20 、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是5 mg1 mg6 mg。答案：D二、非选择题(共40分)11(10分)(2013潍坊、东营、淄博、滨洲四市联考)如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图。代表物质，代表过程
12、。据图回答下列问题。(1)将该植物由光下突然置于黑暗中，甲图中的C3的含量将_，C5的含量将_。(2)与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比，乙图特有的步骤是_(填数字)，这些过程发生在_中。(3)若用18O标记甲图中的H2O，则在细胞呼吸产物中能首先测到放射性的物质是_，甲、乙两图中不同数字代表同一物质的标号是_。(4)根据上图写出根吸收无机盐离子所需能量的形成过程：光能_用于吸收无机盐离子的能量。解析：(1)将植物由光下突然置于黑暗环境中，光反应停止，不能合成H和ATP，C3还原过程减慢，C3含量增多，C5含量减少。(2)乙图表示有氧呼吸过程，马铃薯块茎在缺氧条件下进行无氧呼吸，与无氧呼吸相比
13、，有氧呼吸特有的阶段是第二、三阶段，即乙图中的过程，分别发生在线粒体基质中和线粒体内膜上。(3)甲图中的HO通过光解产生18O2，在有氧呼吸第三阶段与H结合生成HO。甲、乙两图分别表示光合作用和有氧呼吸，其中、分别表示NADPH、O2、CO2、(CH2O)、H、O2、CO2，、都表示O2，、都表示CO2。答案：(1)增多减少(2)线粒体的基质和内膜(或线粒体)(3)水与、与(4)活跃的化学能葡萄糖等有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能12(20分)(2013沈阳六校联诊)为研究CO2浓度及氮素肥料对植物光合作用的影响，某科研小组以小麦为研究对象，在盆栽条件下，利用人工气候室分别设置两种CO
14、2浓度和两种施氮量的实验处理，实验材料分为四组，每一组种植10盆。在小麦抽穗期选择晴天，用光合作用测定仪于上午8：3011：30连续7天进行光合速率的测定。结果如图所示，请回答相关问题。(1)从本实验的结果可知，最有利于小麦光合作用的条件组合是_。CO2主要通过影响光合作用的_过程来影响光合速率。N是光合作用中许多重要物质的组成成分，如果某同学要测定施氮后叶片的叶绿素含量， 可取叶片1克放入研钵中，加入二氧化硅研磨，同时加入一定量的_用于提取色素，提取色素后用一定方法测定。(2)本实验过程中测定光合速率每天选定8：3011：30这一时间段是为了控制_等无关变量，题意中可减少实验误差的措施还有_
15、。(3)若要利用该装置研究施氮量为200 mgkg1的氮肥对植物呼吸作用的影响，该装置需要在_条件下测定。(4)从上述实验分析，在大气CO2浓度增大的条件下，若想更有效地提高小麦的产量，可以采取的措施是_。目前温室效应问题产生的主要原因是人类过多使用化石燃料，从物质循环角度看，化石燃料中的碳首先是通过生态系统中_的光合作用而进人生物群落的，从能量流动角度看，化石燃料中的能量是各营养级中不能被下一个营养级利用、也不被_利用的能量。解析：(1)从图中不难看出，最佳组合是高大气CO2浓度和200 mgkg1施氮量。CO2浓度主要影响光合作用的暗反应过程中CO2的固定。叶绿体中的色素难溶于水易溶于有机
16、溶剂，提取时所用的试剂是丙酮或无水乙醇。(2)影响光合作用的因素有很多，为了使该实验结果更加准确，应控制其他条件相同且适宜，如光照强度和温度。每一组种植10盆是为了减少实验误差。(3)研究植物的呼吸作用，一般在黑暗条件下测定。(4)该实验研究的是CO2的浓度和氮肥对光合作用的影响，增大CO2浓度的条件下，适量施用氮肥，能更有效地提高小麦产量。大气中的碳元素先通过生产者的光合作用进入生物群落，动植物的遗体变成化石燃料，再通过燃烧回到大气。每一营养级都有一部分未被利用的能量，这部分能量不会被下一营养级利用，也不会被分解者利用，储存在化石燃料中。答案：(1)高大气CO2浓度和200 mgkg1施氮量
17、暗反应丙酮(或无水乙醇)(2)光照强度、温度每一组种植10盆(3)黑暗(4)适当施用氮肥生产者分解者探究点解答教材的延伸实验题pH对叶绿素稳定性的影响13(10分)(2011广东卷)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。. 提取叶绿素. 探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 )下进行实验，方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液(mL)调pH至处理时间(min)溶液颜色3.0Y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成
18、黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的X应该为_，原因是_。(2)表中Y应该为_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。命题人透析：(1)利用教材原理解答延伸式实验教材原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，因此各种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同而分离。原理应用：利用纸层析法检测叶绿素产品时，若只有叶绿素，则滤纸条上只有两条色素带(叶绿素a和叶绿素b)，若含有其他色素则滤纸条上含有多条色素带。(2)明确题干信息抓准自变量题意明确提出：“探究pH对叶绿素稳定性
19、的影响”，显然告诉我们实验的自变量是“pH”；据表中信息可以看出因变量是色素的“颜色”；本实验采用设计pH梯度进行定量探究。分析表格可知，组的pH相差1.0，可推断pH梯度值是1.0，因此实验组的pH应是8.0。为保证实验结果准确性，不同实验组叶绿素溶液的量及处理时间都要严格遵循等量原则和单一变量原则。(3)“绿色”食用色素的使用要求分析表格数据可知：当pH小于6.0时，叶绿素被破坏变成黄褐色，导致叶绿素溶液颜色发生改变。因此在使用叶绿素做食品色素时，一定要控制好pH，不能低于6.0。答案：(1)对人体无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0以1.0作为pH梯度进行实验(3)酸性由于叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质(4)纸层析法，其主要步骤：制备滤纸条，画滤液细线，用层析液分离色素，观察色素带。阅卷人点评：(与15题中问题序号对应)一、得分要点(1)必须体现对人体无害、有机溶剂。(2)必须是“8.0”、必须体现“pH梯度”。(3)体现“pH小于6.0”或“酸性”即可、能够表明“叶绿素被破坏”即可。(4)“层析法”或“纸层析法”。二、失分案例(1)错答为“二氧化硅”、“使研磨充分”等；答错原因是未注意“提取”这个关键信息。(2)错答成“8”、“缺少碱性条件”。(3)第二问易错答为“酸性使叶绿素变性失活”。(4)错答为“萃取法”。