高三生物二轮复习练习：光合作用与能量转化

光合作用与能量转化练习一、选择题1．某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，4组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的相关分析不正确的是()A．①可能是由于未加CaCO3而得到的实验结果B．②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果C．③可能是由于未加SiO2而得到的实验结果D．①可能是滤液细线触及层析液而得到的实验结果2．通常情况下，光合作用依赖叶绿素a来收集、转化可见光，用于光合作用。研究发现某些蓝细菌在近红外光环境下生长时，含有叶绿素a的光合系统会失效，而含有叶绿素f的光合系统会启动。进一步研究发现，叶绿素f能吸收、转化红外光，用于光合作用。下列有关叙述正确的是()A．培养蓝细菌研究光合作用时，需提供葡萄糖作为碳源B．叶绿素f主要分布在蓝细菌叶绿体类囊体薄膜上C．叶绿素f能够吸收、转化红外光，体现了蓝细菌对环境的适应D．在正常光照条件下，蓝细菌会同时吸收可见光和红外光进行光合作用3．1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，实验部分过程及结果如图所示。下列叙述正确的是()A．18O具有放射性，是不稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律B．另一组实验及结果图应为：将Heq\o\al(18,2)O换成H2O，CO2换成C18O2，其余不变C．该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自水D．实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，没有完整的叶绿体4．植物学家希尔发现：离体的叶绿体中加入“氢接受者”，如二氯酚吲哚酚(DCPIP)，光照条件下依然能释放氧气，蓝色氧化状态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2。为了验证该过程，研究者在密闭条件下进行如表实验。下列实验分析不合理的是()溶液种类A试管B试管C试管D试管叶绿体悬浮液1mL—1mL—DCPIP0.5mL0.5mL0.5mL0.5mL0.5mol/L蔗糖溶液4mL5mL4mL5mL光照条件光照光照黑暗黑暗上层液体颜色无色蓝色蓝色蓝色注：“—”表示未加入A．实验结束后A组试管叶绿体中有(CH2O)产生B．使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是避免叶绿体吸水涨破C．A与C的比较可以说明光照是氢产生的条件D．设置B和D试管是为了说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色5．叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是()A．叶绿体中色素的合成都需要Mg2+和光照B．H2O在光下分解为H＋和O2的过程发生在叶绿体基质中C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的6．如图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统，下列叙述错误的是()A．光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能全部储存在ATP中B．在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATPC．自然界中能进行光合作用的生物，一定都具备吸收、传递和转化光能的能力D．有些生物可以进行光合作用但不具备PSⅡ和PSⅠ系统结构7．卡尔文将14CO2通入盛有小球藻的密闭器皿中，给予充足的光照培养，然后追踪14C去向，最终探明CO2中碳转化为有机物的路径。下列有关叙述正确的是()A．研究碳的转移路径可在黑暗条件下进行B．14CO2在转化为有机物的过程中需要NADPH和ATP的参与C．小球藻的叶绿体基粒可以完成CO2转化为有机物的过程D．14CO2中的碳在小球藻内的转移路径是14CO2→乙醇→有机物8．如图是生活在适宜环境中的某植物光合作用部分过程图解，其中A、B、C、D表示四种化合物，a、b表示两个生理过程，下列叙述错误的是()A．突然增加CO2浓度，叶肉细胞内化合物A将会减少B．突然增强光照，叶肉细胞内化合物B将增加C．化合物C有较强的还原性D．化合物D是储存着能量的有机物9．植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如图所示。下列叙述正确的是()A．植物光合作用和人工合成淀粉过程中所需的酶都是在细胞内合成的B．植物光合作用与人工合成淀粉新途径中，能量转换方式和还原剂作用对象都相同C．CO2→有机C1→C3中间体的过程需光反应提供NADPH和ATPD．与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉过程积累的淀粉的量等于植物积累的淀粉的量10．硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，有关叙述正确的是()A．硝化细菌是原核生物，也是自养生物，所以细胞内有类似叶绿体的结构B．硝化细菌合成有机物过程中的能量来源与光合作用相同C．该过程需要在具有NH3和O2存在的条件下才可以进行D．与植物光合作用不同的是该过程是将NH3和O2直接转化成有机物二、非选择题11．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，将获得的数据进行处理，得到相关的柱状图。请分析回答下列问题。(1)叶绿体内部类囊体的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素，还有许多进行光合作用所必需的。(2)据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素含量，其中叶绿素b含量变化的程度（填“大于”“小于”或“等于”）叶绿素a。(3)叶绿体内有众多的和，极大地扩展了受光面积。12．如图是绿色植物光合作用的过程示意图，A～G代表物质，反应Ⅰ、Ⅱ为光合作用的两个阶段。已知图中PSBS是一种类囊体膜蛋白，类囊体腔内的H＋浓度改变后，被激活的PSBS能抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放。回答下列问题。(1)绿色植物通过光合作用，将叶绿体中色素吸收的光能最终转化为（填能量形式）储存在图中的（填字母）中。(2)反应Ⅱ发生的场所是。光照充足时对大棚中的作物使用CO2发生器，短时间内叶肉细胞中C5的含量将（填“升高”或“下降”）。(3)H＋通过Z蛋白外流的同时促进了ATP的合成，因此Z蛋白的功能有，B为。(4)据图分析，光照过强会导致类囊体腔内pH（填“升高”或“下降”），该刺激激活PSBS后，可避免叶绿体结构被破坏；但光合作用产生的有机物会减少，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13．光合作用机理是作物高产的重要理论基础，我国木薯主要种植在广西、广东、海南和云南等地，且多为贫瘠易旱的坡地，块根富含淀粉，是工业淀粉原料之一。叶片光合产物的形成及输出是影响木薯品质的重要因素。如图为木薯叶片光合作用示意图，酶a为暗反应的关键酶，酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶，A～G代表物质。回答下列问题。(1)据图分析，物质A是，酶a催化的过程是，酶b催化光合产物转化为淀粉和蔗糖的场所分别是________________________________________________________________________。(2)高温胁迫（40℃以上）主要影响木薯暗反应中酶a的活性，推测在高温胁迫条件下，图中E的含量在短时间内的变化趋势是（填“上升”“下降”或“基本不变”），原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（从来源和去向两个角度阐释）。(3)温室效应导致全球气候变化日益加剧，环境胁迫对作物生长、发育和产量形成的不利影响日益显著。研究表明，木薯对高温胁迫和干旱胁迫比较敏感，在干旱、高温（40℃以上）的环境下生长会受到抑制，请设计简要实验思路进行验证：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)种植木薯须进行人工植株调整，平衡营养生长和生殖生长。研究表明，选择疏松的土壤种植木薯有利于其根系生长，主要原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________（答出1点即可）。答案：1．D解析：①中叶绿素含量明显低于正常值，可能是由于未加CaCO3，部分叶绿素被破坏，A正确；光合色素不溶于水，但能溶于有机溶剂，②中没有色素带，可能是由于用水取代了无水乙醇不能获得色素，B正确；③中所有色素带都偏窄，可能是由于未加SiO2，研磨不充分，提取色素较少，C正确；若是滤液细线触及层析液而得到的实验结果，①中类胡萝卜素不会高于对照组④，①中类胡萝卜素含量多可能使用的叶片是发黄的叶片或者不是新鲜的叶片，D错误。2．C解析：蓝细菌是自养生物，不从外界吸收葡萄糖，培养蓝细菌研究光合作用时，不需要提供葡萄糖作为碳源，A错误；蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，B错误；某些蓝细菌在近红外光环境下生长时，含有叶绿素f的光合系统会启动，叶绿素f能吸收、转化红外光，用于光合作用，体现了蓝细菌对环境的适应，C正确；在正常光照条件下，蓝细菌光合作用依赖叶绿素a来收集、转化可见光，用于光合作用，不能吸收红外光，D错误。3．C解析：18O不具有放射性，是稳定的同位素，A错误；另一组实验及结果图应为：将Heq\o\al(18,2)O换成H2O、CO2换成C18O2、18O2换成O2，其余不变，B错误；该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自水，C正确；小球藻是真核生物，具有完整的叶绿体，含有叶绿素和类胡萝卜素，D错误。4．A解析：据表分析，蓝色氧化状态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2，无NADPH还原C3，实验结束后A组试管中叶绿体无(CH2O)产生，A错误；叶绿体是具膜细胞器，使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是避免叶绿体吸水涨破，B正确；A（有光照）与C（无光照）比较（其他条件均相同）可以说明光照是氢产生的条件，C正确；设置B和D试管是为了说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色，D正确。5．D解析：叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，类胡萝卜素的合成不需要Mg2+，A错误；H2O在光下分解为H＋和O2的过程属于光反应，发生在类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定过程发生在叶绿体基质中，C错误；淀粉是光合作用暗反应的产物，是在叶绿体基质中合成的，D正确。6．A解析：光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中，A错误；由图可知，在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATP，B正确；自然界中能进行光合作用的生物，一定具有吸收、传递和转化光能的能力，否则无法利用光能，C正确；由图可知，PSⅡ和PSⅠ分布在叶肉细胞的类囊体膜上，自然界中能进行光合作用的生物，不一定具有叶绿体，如蓝细菌，故可进行光合作用的生物不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统，D正确。7．B解析：C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，不能在黑暗条件下研究碳的转移路径，A错误；C3的还原需要光反应提供NADPH和ATP，因此，14CO2在转化为有机物的过程中需要NADPH和ATP的参与，B正确；CO2转化为有机物的过程是在叶绿体基质中完成的，C错误；14CO2中的碳在小球藻内的转移路径是14CO2→14C3→有机物，D错误。8．B解析：A表示C5，突然增加CO2浓度，CO2的固定加快，消耗的C5增多，但短时间内C3的还原不变，产生C5的速率不变，故叶肉细胞内化合物A将会减少，A正确；B表示C3，突然增强光照，光反应加快，C3的还原过程加快，短时间内C3的来源不变，最终导致C3的含量减少，B错误；C表示NADPH，具有较强的还原性，C正确；D为糖类，是储存着能量的有机物，D正确。9．A解析：酶是活细胞产生的，题图所示合成淀粉过程中所需的酶来自生物体内，是在细胞内合成的，A正确。光合作用中能量转换过程为光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能，还原剂作用对象为C3；人工合成淀粉新途径中能量转换过程为光能→电能→有机物中稳定的化学能，还原剂作用对象为CO2，B错误。人工合成淀粉新途径中由CO2→有机C1→C3中间体的过程，与绿色植物叶肉细胞内CO2的固定过程类似，不需要光反应提供NADPH和ATP，C错误。在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合成糖类相等，而人工合成淀粉的过程中没有呼吸作用消耗糖类，因此人工合成淀粉过程中积累的淀粉量更多，D错误。10．C解析：硝化细菌是原核生物，能够进行化能合成作用，所以是自养生物，但细胞内不具有类似叶绿体的结构，A错误；光合作用的能量来源于光能，化能合成过程不需要色素吸收光能，而是利用化学反应释放出的化学能，所以硝化细菌合成有机物过程中的能量来源与光合作用不相同，B错误；硝化细菌是需氧自养型菌，其能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3，可见该过程需要在具有NH3和O2存在条件下才可以进行，C正确；硝化细菌和光合作用一样，也是将CO2、H2O合成糖类，D错误。11．(1)酶(2)降低大于(3)类囊体基粒解析：(1)叶绿体是光合作用的主要场所，叶绿体内部类囊体的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素，还有许多光合作用所必需的酶。(2)据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素a、叶绿素b的含量都逐渐下降，而叶绿素a与叶绿素b的比值是增加的，所以叶绿素b含量变化的程度大于叶绿素a。(3)叶绿体内有众多的类囊体和基粒，极大地扩展了受光面积。12．(1)稳定的化学能F(2)叶绿体基质下降(3)运输(H＋)和催化（ATP合成）ADP和Pi(4)下降被激活的PSBS能抑制电子在类囊体膜上的传递，水的光解被抑制，导致NADPH和ATP合成量下降，C3的还原减少，所以光合作用产生的有机物减少解析：(1)光合作用包括光反应和暗反应过程，该过程中光能最终被转化为稳定的化学能储存在F（糖类等有机物）中。(2)暗反应在叶绿体基质中进行；二氧化碳是暗反应的原料，光照充足时大棚使用CO2发生器后，CO2的浓度升高，C5的消耗速率增加，合成速率不变，故短时间内C5的含量下降。(3)H＋通过Z蛋白外流的同时促进了ATP的合成，因此Z蛋白能够作为载体蛋白运输H＋，并作为ATP合成酶催化ATP合成，B是ADP和Pi。(4)据图分析，光照过强会导致水光解量增加，产生的H＋增加，类囊体腔内pH下降；类囊体腔内的H＋浓度改变会激活PSBS，导致电子在类囊体膜上的传递受到抑制，水的光解被抑制，NADPH和ATP合成量下降，C3的还原减少，因此光合作用产生的有机物会减少。13．(1)水(H2O)C