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课时跟踪检测(十) 光与光合作用
基础对点练——考纲对点·夯基础
考点一 叶绿体中色素的提取和分离
1．(2018·延边质检)下列关于叶绿体色素的叙述，错误的是( )
A．菠菜叶肉细胞内光合色素中含量最多的是叶绿素a
B．叶绿体中色素分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中
C．光合作用过程中叶绿素吸收光能不需要酶的参与
D．叶绿体中色素的提取实验中加入少许CaCO3可避免叶绿素被破坏
解析：叶绿体中的色素只分布在叶绿体的类囊体薄膜上，B错误。
答案：B
2．如图表示新鲜菠菜叶中4种色素的相对含量及其在滤纸上的分离情况，下列分析错误的是( )
A．叶绿体中的四种色素均分布在类囊体薄膜上
B．四种色素均可吸收蓝紫光
C．四种色素在层析液中溶解度最大的是Ⅲ
D．发黄的菠菜叶色素含量显著减少的是Ⅲ和Ⅳ
解析：根据图中显示的4种色素的相对含量及其与滤液细线的距离，可以推知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所指的色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,4种色素在层析液中溶解度最大的是Ⅰ，所以C项错误。叶绿体中的四种色素均分布在类囊体薄膜上；四种叶绿体色素均可吸收蓝紫光；菠菜叶中的叶绿素a(呈蓝绿色)和叶绿素b(呈黄绿色)分解，导致胡萝卜素(呈橙黄色)、叶黄素(呈黄色)的颜色显示出来，发黄的菠菜叶中色素含量显著减少的是Ⅲ和Ⅳ；综上所述，A、B、D三个选项正确。
答案：C
3．在圆形滤纸的中央滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，看到近似同心环状的四个色素圈，排列在最外圈的一个呈( )
A．蓝绿色 B．黄绿色
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C．黄色 D．橙黄色
解析：绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是色素在层析液中的溶解度不同。其中胡萝卜素(橙黄色)在层析液中的溶解度最大，故其扩散速度最快，排列在最外层。
答案：D
考点二 光合作用的过程(Ⅱ)
4．(2018·合肥高三质检)在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。以下哪项科学实验能证明这一假说( )
A．英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验
B．恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光的实验
C．萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验
D．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验
解析：萨克斯证明绿叶在光下可以产生淀粉，说明了光能转化为稳定的化学能，其他实验均无法证明光合作用时能量转化的假说，故C项正确。
答案：C
5．下列变化中，可在叶绿体基质中完成的是( )
①H2O―→[H]＋O2 ②ATP―→ADP＋Pi＋能量 ③C3―→C6H12O6＋C5＋H2O ④CO2＋C5―→C3
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①②③④
解析：叶绿体基质是进行暗反应的场所，主要进行CO2的固定和C3的还原，在该阶段需要消耗光反应产生的[H]和ATP，而①过程是水的光解，发生在叶绿体类囊体薄膜上。
答案：C
6．在光照最强的夏季的中午，绿色植物的光合作用强度反而会降低，此时细胞内C3、C5以及ATP含量的变化依次是( )
A．增加、减少、减少 B．减少、增加、增加
C．减少、增加、减少 D．增加、减少、增加
解析：在光照最强的夏季中午绿色植物光合作用强度降低的主要原因是气孔关闭，CO2供给不足。由于CO2的固定量减少，细胞内C3的合成速率减小，C3含量会减少，同时C5因消耗减少，其含量会增加；而C3含量减少使C3的还原速率降低，ATP因消耗减少，其含量会增加，B项正确。
答案：B
7．(2018·山东潍坊期末)下图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是( )
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A．物质b可能是ADP和Pi
B．物质c直接被还原生成(CH2O)和C5
C．甲中色素不溶于水，只溶于有机溶剂
D．乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行
解析：物质c是CO2，它必须首先与C5结合，形成C3，然后C3被还原成C5和(CH2O)。
答案：B
8．(2018·安徽师范大学附属中学试题)下图为甘蔗某一叶肉细胞内的一系列反应过程，下列说法错误的是( )
A．过程①中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光
B．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]
C．若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加
D．过程②发生在叶绿体基质中，过程③发生在细胞质基质和线粒体中
解析：①过程表示光反应，叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，A正确；过程①表示光反应，水光解产生[H]，用于过程②三碳化合物的还原，故消耗[H]；过程③是细胞呼吸过程，有氧呼吸的第一、二阶段产生[H]，用于第三阶段与氧气发生反应，因此③既产生也消耗[H]，B正确；甘蔗干重增加与否是由植物体的光合作用与细胞呼吸共同决定的，仅叶肉细胞内光合作用大于细胞呼吸，不能判断甘蔗的干重一定会增加，C错误；②过程表示暗反应，只发生在叶绿体基质中；过程③表示甘蔗叶肉细胞进行有氧呼吸，发生在细胞质基质和线粒体中，D正确。
答案：C
提能强化练——考点强化·重能力
9．(2018·唐山一模)某生物小组在适宜条件下用一密闭的无色透明玻璃钟罩培养番茄幼苗，在实验过程中( )
A．叶绿体中C5化合物含量减少
B．装置中O2浓度一直升高
C．净光合速率逐渐减小到0
D．装置中CO2浓度逐渐降低到0
解析：适宜条件下，开始时C3化合物和C5
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化合物应该保持动态平衡，随着CO2量减少，C5量会逐渐增加，A错误；由于条件适宜，光合作用强度>呼吸作用强度，所以在开始的一段时间内O2含量一直上升，一段时间后，当装置内CO2含量降低后，O2浓度就不再增加了，B错误；当CO2含量降低到一定程度，光合作用速率＝呼吸作用速率时，净光合作用速率＝0，C正确；装置中CO2浓度不会是0，因为CO2浓度低到一定程度，光合作用就停止了，而呼吸作用还在进行，D错误。
答案：C
10．(经典模拟)如图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中①②表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是( )
A．过程①表示光反应，过程②的场所是叶绿体基质
B．物质A表示O2，物质B表示CO2
C．过程②能将活跃的化学能转变成稳定的化学能
D．过程②的两个阶段都需要消耗过程①产生的[H]和ATP
解析：由题图可知，过程①②分别表示光反应和暗反应，反应场所分别是类囊体薄膜和叶绿体基质。物质A、B分别表示O2和CO2。光反应能将光能转换成活跃的化学能储存在ATP中，暗反应能将活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在葡萄糖中。过程②包括CO2的固定和C3的还原两个阶段，其中CO2的固定不需要消耗①过程产生的[H]和ATP。
答案：D
11．(2018·北京东城期末)科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表。
实验
组别
光照时
间(s)
放射性物质分布
1
2
大量3磷酸甘油酸(三碳化合物)
2
20
12种磷酸化糖类
3
60
除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等
根据上述实验结果分析，下列叙述不正确的是( )
A．本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段
B．每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质的分布
C．CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类
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D．实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等
解析：CO2是光合作用暗反应阶段的原料，A正确；每组照光后将小球藻进行处理使酶失活，其目的是终止相关的反应，这样测定的数据，才能准确反映光照时间内放射性物质的分布，B正确；在光合作用的暗反应过程中，CO2先进行固定，生成三碳化合物，然后是三碳化合物被还原，从表中可以看出，放射性首先出现在3磷酸甘油酸中，C错误；表中信息显示，光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等，D正确。
答案：C
12．(2018·江淮十校联考)如图表示绿色植物光合作用中的光反应，字母表示物质，其中物质B内含有活跃的化学能。下列有关分析，错误的是( )
A．图中B为NADPH，C为ADP＋Pi
B．构成类囊体薄膜的基本支架为磷脂双分子层
C．光能被吸收并转化成B和ATP中的化学能
D．水在光下分解成A、H＋，其中A将全部释放到空气中
解析：由图可知，B为NADP＋与H＋和e－反应形成的NADPH，C为形成ATP的原料，即ADP和Pi，A项正确；类囊体薄膜为生物膜，其基本支架为磷脂双分子层，B项正确；光能被吸收并转化为化学能，储存于B(NADPH)和ATP中，C项正确；水在光下分解为A(O2)、H＋，其中O2首先被线粒体利用，剩下的才释放到空气中，D项错误。
答案：D
大题冲关练——综合创新·求突破
13．为研究城市环境污染和某植物生命活动的关系，研究者测定了不同污染程度下该植物叶片光合色素的含量，获得的数据处理成下面的柱状图。请分析回答下列问题：
(1)提取叶片中光合色素时常使用________(试剂)研磨法来获取色素，为使________，还可加入少许二氧化硅。
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(2)纸层析法是分离叶片光合色素的简便方法。若研究者用该方法能否获得上述实验数据？为什么？______________________________________。
(3)据图可知，污染程度的加剧使____________________________(色素类型)的含量减少。
(4)污染加剧导致叶片中光合色素含量的变化会直接影响光合作用的________阶段，使其产生的________减少，进而导致叶片中制造有机物的量________。
(5)请用化学反应式来概括光合作用的过程：________________________。
解析：(1)色素能够溶解在有机溶剂中，可以用无水乙醇提取色素，二氧化硅有助于研磨充分。(2)利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带，不能定量分析色素含量。(3)据图可知，污染程度的加剧使叶绿素a和叶绿素b的含量减少，类胡萝卜素含量不变。(4)叶绿素a和叶绿素b的含量减少直接影响光合作用的光反应阶段，光反应产生ATP、[H]减少，叶片中制造有机物的量减少。
答案：(1)无水乙醇(有机溶剂) 研磨更充分 (2)否。利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带，不能定量分析色素 (3)叶绿素(叶绿素a和叶绿素b) (4)光反应 ATP、[H] 减少 (5)CO2＋H2O(CH2O)＋O2
14．(2018·青岛一模)研究小组将生长状况相似的菠菜幼苗均分为A、B两组进行实验探究，A组培养在完全培养液中，B组培养在缺Mg2＋的培养液中，其他条件相同且适宜。一段时间后，持续提供14C标记的CO2进行光合作用，然后检测并比较14C标记的有机化合物的量。请回答下列问题：
(1)该实验的目的是________________________________________________________________________。
(2)B组14C标记的(CH2O)的量比A组低，原因是
________________________________________________________________________。
(3)在检测过程中，发现6 s后有十余种产物含有放射性，而0.5 s内只发现一种产物含有放射性，这种产物最可能是________________________________________________________________________。
(4)实验中的“其他条件”主要是指________(至少答两项)。若在实验过程中突然停止14CO2供应，则此时两组实验中14C5的含量均会________，(CH2O)/C3比值会________。
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解析：(1)该实验的自变量为Mg2＋的有无，说明该实验的目的是探究Mg2＋对植物光合作用的影响。(2)B组由于缺少Mg2＋不利于叶绿素的合成，导致光反应产生的[H]和ATP不足，C3的还原减弱，形成的(CH2O)减少，所以B组14C标记的(CH2O)的量比A组低。(3)根据题干信息可知，提供14C标记的CO2进行光合作用，CO2与C5反应，生成C3,0.5 s内发现的唯一的含放射性的物质应该是C3。(4)实验中的“其他条件”指的是无关变量，如温度、光照、pH等。若在实验过程中突然停止14CO2供应，则消耗的C5也减少，导致两组实验中14C5的含量均升高，C3减少短时间内有机物形成不变，故(CH2O)/C3比值也升高。
答案：(1)探究Mg2＋对植物光合作用的影响
(2)缺少Mg2＋不利于叶绿素的合成，光反应产生的[H]和ATP不足，C3的还原减少，形成(CH2O)减少 (3)C3 (4)温度、光照、pH等(答出两项即可) 升高 升高
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