课时跟踪检测（九） 光合作用与能量转换

PAGE第1页共9页课时跟踪检测（九）光合作用与能量转换一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是()A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用解析：选B光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。2．为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是()二氧化硅颗粒大小(目)02050100200叶绿素a/(mg/g)0.250.530.610.480.47叶绿素b/(mg/g)0.160.080.090.110.12A．提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂B．加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益C．据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多D．若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小解析：选B色素提取的原理是光合色素可以溶于有机溶剂，A正确；由表中数据可知，加入二氧化硅后，叶绿素a的含量增加，而叶绿素b的含量减少，所以加入二氧化硅对叶绿素b的提取无益，对叶绿素a的提取有益，B错误；由表格数据可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素a和叶绿素b的总量最多，C正确；碳酸钙可保护叶绿素，防止叶绿素在酸性条件下被分解，若叶片研磨时未加入碳酸钙，则提取的叶绿素变少，表中数据均减小，D正确。3．(2021·晋中一模)蓝藻在光合作用中以H2O作为供氢体，而光合细菌则以H2S作为供氢体进行光合作用。下列叙述错误的是()A．二者的光合色素均分布在类囊体的薄膜上B．二者的拟核中均含有一个环状的DNA分子C．二者均在核糖体上合成光合作用所需的酶D．蓝藻进行光合作用产生O2，但光合细菌不产生O2解析：选A蓝藻和光合细菌都属于原核生物，无叶绿体，故无类囊体薄膜，有拟核，拟核中分布的是环状的DNA，A错误、B正确；二者都有核糖体，光合作用所需的酶都是在核糖体上合成，C正确；蓝藻含有藻蓝素和叶绿素，可以进行光合作用产生O2，但光合细菌以H2S作为供氢体进行光合作用，无法产生O2，D正确。4．叶绿体的类囊体是光反应的场所，某学者利用在pH8.0条件下提取的类囊体做了如下实验：①将类囊体悬浮于无缓冲作用的溶液中，照光后类囊体内溶液的pH下降；②在黑暗中，将类囊体悬浮于pH4.0的含有ADP和Pi的某种有机酸溶液中，类囊体腔内的pH变为4.0且类囊体内外均无ATP的合成；③在实验②结束后，将悬浮液的pH迅速调整到8.0，悬浮液中有ATP的生成。下列分析不合理的是()A．照光时类囊体内的H＋来自光反应中水的光解B．类囊体内H＋的跨膜运输不需要蛋白质的协助C．光照条件下类囊体内H＋的浓度高于叶绿体基质D．H＋由类囊体进入叶绿体基质时能驱动ATP的合成解析：选B“将类囊体悬浮于无缓冲作用的溶液中，照光后类囊体内溶液的pH下降”，即H＋的浓度上升，说明照光时类囊体内的H＋来自光反应中水的光解，且水的光解发生在类囊体膜内侧，A正确。在本实验操作及实验结果中，没有涉及H＋的跨膜运输是否需蛋白质协助的信息，实际上H＋透过类囊体膜并推动ATP的合成是需要蛋白质起作用的，B错误。光照条件下，类囊体内H＋的浓度上升，使其浓度高于叶绿体基质，C正确。“在实验②结束后，将悬浮液的pH迅速调整到8.0，悬浮液中有ATP的生成”，说明H＋由类囊体进入叶绿体基质时能驱动ATP的合成，D正确。5.实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某种除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是()A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更明显B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生(CH2O)D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲解析：选B单位时间内溶液的颜色变化越快，说明水的分解速率比较快，即光反应速率比较快，则除草剂的抑制效果越不明显；该反应主要涉及光反应，故可猜测除草剂主要抑制类囊体膜的功能，从图上可看出品种甲的放氧速率下降比较快，所以除草剂对甲的抑制作用比较强；该过程不涉及暗反应，甲、乙叶绿体中均无(CH2O)产生；当除草剂浓度为零时，从图中可以看出两个品种的放氧速率相同。6．下列关于农业生产措施及作用的叙述，错误的是()选项措施作用A适当增大温室昼夜温差增强白天光合作用，降低夜晚呼吸作用，有机物积累多B合理密植增大光合作用面积，提高作物的单位面积产量C增施农家肥促进作物吸收有机营养物质和光合作用所需的CO2D适时适度松土促进作物根系对无机盐的吸收并避免水土流失解析：选C适当增大温室昼夜温差，增强白天光合作用，有机物的合成增多，降低夜晚呼吸作用，有机物的消耗减少，因此有机物积累多，A正确；合理密植能增大光合作用面积，提高作物的单位面积产量，B正确；增施农家肥能够促进作物吸收矿质元素和光合作用所需的CO2，农家肥不能为作物提供有机营养物质，作物必须通过光合作用才能获得有机营养物质，C错误；适时适度松土能够促进根细胞吸收氧气，进行有氧呼吸，释放大量能量，促进作物根系对无机盐的吸收并避免水土流失，D正确。7．(2021·太原一模)植物的光补偿点是指该植物光合作用吸收的二氧化碳量与呼吸作用释放的二氧化碳量相等时的光照强度。某兴趣小组利用多支装有等量水、水草和某种中性指示剂(中性时无色，偏碱性时呈蓝色，弱酸性时呈黄色)的试管，分别用不同强度的光照处理，测定该水草的光补偿点。下列说法正确的是()A．该实验中可以用一定浓度的NaHCO3溶液代替水溶液B．试管中颜色的变化是实验的自变量C．不同温度条件下水草的光补偿点相同D．无颜色变化的试管所接受的光照强度即该水草的光补偿点解析：选D如果用一定浓度的NaHCO3溶液代替水溶液，由于NaHCO3为碱性溶液，会影响实验现象的观察，所以不能代替水溶液，A错误；试管中颜色的变化是实验的因变量，B错误；温度既可以影响光合酶的活性也可以影响呼吸酶的活性，温度不同，光合作用吸收二氧化碳量与细胞释放二氧化碳量相等时的光照强度不同，C错误；无颜色变化，说明水草光合速率等于呼吸速率，此时光照强度即该水草的光补偿点，D正确。8.某研究小组在透明的密闭温室里，进行水稻种子萌发及幼苗发育的研究，实验测得温室中氧气浓度的变化情况如图所示。下列说法错误的是()A．水稻种子萌发时往往需要加水浸泡，促进种子的新陈代谢B．种子萌发时，种子堆中的温度会升高C．水稻种子在第10天开始进行光合作用D．种子萌发17天以后，限制温室内氧气浓度增加的外界因素主要是CO2浓度解析：选C种子的含水量增多，会促进新陈代谢，所以水稻种子萌发时往往需要加水浸泡，A正确；种子萌发时，细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，会使种子堆中的温度升高，B正确；据图分析，第10天温室内氧气浓度最低，此点水稻幼苗的光合速率等于呼吸速率，水稻光合作用开始时间早于第10天，C错误；在第17天左右温室内的光合速率又等于呼吸速率，故种子萌发17天以后影响光合作用的主要因素是CO2浓度，D正确。9．龙须菜是生活在近海海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，实验结果如图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法错误的是()A．实验中的自变量为光照强度和CO2浓度B．高光照强度下光反应速率快从而龙须菜生长较快C．增加光照强度或CO2浓度均能提高龙须菜的生长速率D．选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素解析：选C实验研究了高光和低光、CO2浓度0.03%和0.1%条件下的龙须菜相对生长速率和相对光反应速率，自变量为光照强度和CO2浓度，因变量为龙须菜相对生长速率和相对光反应速率，A正确；据图可知，高光下龙须菜相对生长速率和相对光反应速率较高，推测高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快，B正确；据图可知，各组CO2浓度为0.1%时的数据均不高于0.03%时的数据，故增加CO2浓度并不能提高龙须菜的生长速率，C错误；不同的光照强度和CO2浓度对生长速率的影响不同，所以选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素，D正确。10．香菜是一种耐盐碱的经济作物。为探究不同盐浓度对香菜叶绿素含量的影响，某中学生物兴趣小组利用两种方法提取色素并测定叶绿素含量，过程如图1。请回答下列问题：(1)方法A中，加石英砂的目的是____________________，同时还应添加一定量的________________以防止叶绿素被破坏。(2)方法A、B中，研磨后需静置一段时间的原因是________________，获得的滤液和上清液应用________(填试剂)定容后测定并计算叶绿素含量。(3)经分光光度计测定，不同盐浓度对香菜叶绿素含量的影响如图2。①实验中盐浓度范围设置的依据是________________________________________。②结果表明，提取色素较好的方法是________，结合实验过程分析，可能的原因有______________________________、________________________________________。解析：(1)方法A中，加石英砂的目的是有助于研磨，使研磨更充分，同时还应添加一定量的碳酸钙以防止研磨过程中叶绿素被破坏。(2)方法A、B中，研磨后需静置一段时间的原因是使色素充分溶解在提取剂中，以便于充分提取色素。另外，获得的滤液和上清液应用提取剂定容后测定并计算叶绿素含量。(3)①由柱形图及题意分析可知，实验中盐浓度范围应是盐碱地的盐浓度，以便使结果更加真实可靠。②结果表明方法B得到的叶绿素含量始终高于方法A，因此提取色素较好的方法是方法B。分析其原因可能与以下因素有关：液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿素，温度低能降低叶绿素的分解，时间短能降低叶绿素的分解，离心能减少叶绿素的损失等。答案：(1)有助于研磨充分碳酸钙(CaCO3)(2)充分提取色素提取剂(3)①盐碱地的盐浓度②方法B液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿素温度低能降低叶绿素的降解(或时间短能降低叶绿素的降解，或离心能减少叶绿素的损失)11.间作可提高土地利用率，但作物之间又存在着激烈的竞争。研究小组研究甲、乙两种作物的间作效果，在一定的CO2和温度条件下(CO2为大气中的浓度，温度为20℃，该温度是当地白天的平均气温，光合作用和呼吸作用有关酶的最适温度都高于20℃)，测得甲、乙两种植物光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的情况如图所示(甲、乙表示单作情况下，甲′、乙′(1)甲、乙两植物中更适合在树荫处生存的是__________，判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若在某一时刻将实验温度适当降低，则此时P/R值可能保持不变吗？________，判断的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知当地昼夜时长大体相等，请分析甲、乙两植物是否适合间作？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)光合速率与呼吸速率的比值(P/R)为1时，表示光合速率与呼吸速率相等，即P/R值为1时，所对应的光照强度为光补偿点，分析题图可知，乙植物的光补偿点小于甲植物，在弱光条件下比甲植物更有利于生存，所以甲、乙两植物中更适合在树荫处生存的是乙。(2)实验的温度为20℃，但光合作用和呼吸作用有关酶的最适温度都高于20℃，若在某一时刻将实验温度适当降低，则光合速率和呼吸速率都会降低，当二者降低幅度(百分比)相同时，P/R值保持不变。(3)若要保证植物生长，需要保证植物白天积累有机物的量大于晚上呼吸消耗有机物的量，在昼夜时长大体相等的情况下，需要保证白天的光合速率大于呼吸速率的二倍，植物才能正常生长，由图可知，若二者间作，对甲植物影响不大(P/R＞3)，但是乙植物白天的P/答案：(1)乙P/R值为1时，所对应的光照强度为光补偿点，乙植物的光补偿点小于甲植物，在弱光条件下比甲植物更有利于生存(2)可能温度降低后，光合和呼吸速率都降低，当降低幅度(百分比)相同时，P/R值不变(3)不适合，若二者间作，对甲植物影响不大，但是乙植物白天的P/R值稍大于1，白天积累的有机物太少，晚上呼吸作用还要消耗能量，植株不能正常生长二、强化迁移能力，突出创新性和应用性12．(2021·聊城一模)研究发现，水稻Ef­cd基因的表达可使水稻的氮吸收能力、叶绿素代谢水平及光合作用相关基因的表达显著增强，从而使水稻成熟期提早7～20天，且会产生不同程度的增产效果。下列相关叙述错误的是()A．Ef­cd基因中含有4种脱氧核苷酸、4种含氮碱基B．Ef­cd基因可能通过促进叶绿素的分解而使水稻增产C．Ef­cd基因有可能促进了叶绿体中与光合作用有关酶的合成D．Ef­cd基因有可能促进了根细胞膜上NHeq\o\al(＋,4)或NOeq\o\al(－,3)载体数量的增加解析：选BEf­cd基因中含有4种脱氧核苷酸、4种含氮碱基(A、C、G、T)，A正确；Ef­cd基因可能通过提高叶绿素的代谢水平而使水稻增产，B错误；根据题干信息“水稻Ef­cd基因的表达可使水稻的氮吸收能力、叶绿素代谢水平及光合作用相关基因的表达显著增强”可知，Ef­cd基因有可能促进了叶绿体中与光合作用有关酶的合成，C正确；水稻Ef­cd基因的表达可使水稻的氮吸收能力增强，这说明Ef­cd基因有可能促进了根细胞膜上NHeq\o\al(＋,4)或NOeq\o\al(－,3)载体数量的增加，D正确。13．在光合作用的探究历程中，人们利用离体的叶绿体进行实验，逐渐探明了水的光解和[H]的产生过程，如图所示(e－为负电子)。下列分析正确的是()A．过程①的完成与叶绿体中的色素无关B．过程②发生在叶绿体基质中并伴随着能量的转换C．过程①②均可以发生在所有的自养型生物体内D．NADPH进入叶绿体基质中并参与C3还原的反应解析：选D过程①是水的光解，需要叶绿体色素分子吸收的光能并转化为电能，A错误；过程②是NADPH的形成，发生在类囊体薄膜上并将色素分子吸收的光能转化为活跃的化学能，B错误；一些进行化能合成作用的自养生物可能不能进行①②过程，C错误；NADPH进入叶绿体基质并参与C3的还原，D正确。14．用含有不同浓度的Cu2＋培养液培养某植物幼苗，测得该植物叶绿素含量的变化如表所示。下列相关分析错误的是()Cu2＋浓度/(μmol/L)01101001000叶绿素含量/(mg/gFW)叶绿素a2.02.32.22.01.4叶绿素b0.40.50.50.50.4A．随着Cu2＋浓度的增大，叶绿素含量呈现出先增加后减少的趋势B．Cu2＋浓度为100μmol/L时，Cu2＋促进叶绿素a和叶绿素b的合成C．当Cu2＋浓度为1000μmol/L时，可推测该植物幼苗光合作用减弱D．测定叶绿素a和叶绿素b的含量，要提取、分离色素后再做定量分析解析：选B由表格数据可知，随着Cu2＋浓度的增大，叶片中的叶绿素含量先稍增加，然后逐渐减少，A正确；当Cu2＋浓度为100mol/L时叶绿素a的含量与空白对照组相同，都是2.0mg/gFW，说明此浓度Cu2＋没有促进叶绿素a的合成，B错误；当Cu2＋浓度为1000μmol/L时，叶绿素含量下降，可推测该植物幼苗光合作用减弱，C正确；测定叶绿素a和叶绿素b含量时，需要提取、分离色素后再做定量分析，D正确。15．(2020·德州二模)为研究低温胁迫对水稻生长的影响，科研人员进行相关研究，结果如下表所示。请回答下列问题：培养条件光合色素/(mg/L)气孔导度/(μmol·m－2·s－1)光合速率/(μmol·m－2·s－1)胞间CO2浓度/(μL/L)3处理8.90.13－0.35454.5正常培养260.30.5316注：气孔导度指气孔的开放程度。(1)低温下光合色素的含量降低，影响了光合作用的进行，叶片中光合色素吸收光能的用途是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；此外，低温胁迫下水稻光合速率降低的原因还有______________________________。(2)低温胁迫下水稻叶片胞间CO2浓度比正常培养条件下高，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)植物抵抗低温胁迫的能力与膜透性的变化有关，可用电导法测定，相对电导值与植物抵抗低温胁迫的能力成反比。为了提高水稻抵抗低温胁迫的能力，科研人员对水稻进行抗寒驯化，结果如图所示：①据图分析可知，抗寒驯化对水稻抵抗低温胁迫能力的影响是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________