光合作用的原理和应用
一、选择题
1．下图示叶绿体的亚显微结构示意图，有关说法不正确的是( )
A．1与2均有选择透过性
B．与光合作用有关的酶全都分布在3上
C．光反应是在3上进行的
D．暗反应是在4中进行的
答案：B
2．下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．无氧和零下低温环境均有利于水果的保鲜
B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当升高温度，可提高作物产量
答案：C
3．在下列有关光合作用的叙述中，正确的是( )
A．光反应不需要酶，暗反应需要多种酶
B．光反应消耗ATP，暗反应还原CO2
C．光反应固定CO2，暗反应还原CO2
D．光反应消耗水，暗反应消耗ATP
答案：D
解析：光合作用是一系列酶促反应过程，不管是光反应还是暗反应，都需要酶的参与。光反应主要将H2O光解生成O2和[H]并产生ATP，暗反应则是CO2的固定，及利用光反应产生的[H]和ATP合成有机物。
4．在光合作用中，不需要酶参与的过程是( )
A．CO2的固定 B．叶绿素吸收光能
C．三碳化合物的还原 D．ATP的形成
答案：B
解析：光合作用包括了一系列生化反应，这些生化反应大多都需酶的参与，物质的合成都是在相应酶的催化作用下迅速完成的，在光反应阶段也有酶的参与。但叶绿素分子不需酶的参与就能够接受光能被激发放出高能电子，经过电子的一系列传递把光能变成电能，再形成活跃的化学能。叶绿素分子吸收光能的过程不需酶参与。
5．下图表示研究NaHCO3溶液浓度影响光合作用速率的实验，下列说法错误的是( )
A．将整个装置放在光下，毛细管内的红色液滴会向左移动
B．将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴是否移动，可以证明光是光合作用的必要条件
C．当NaHCO3溶液浓度不变时，在B内加入少量蠕虫，对红色液滴移动不产生明显影响
D．为使实验更具说服力，应将伊尔藻置于蒸馏水中(不含NaHCO3) 的烧杯中
答案：C
6．将生长状况相同的轮藻分成4等份，在不同的温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其重量的变化，得到如下数据。由此得出的结论错误的是( )
组别
一
二
三
四
温度(℃)
27
28
29
30
暗处理后的重量变化(mg)
－1
－2
－3
－1
光照后与暗处理前的重量变化(mg)
＋3
＋3
＋3
＋1
A．轮藻催化呼吸作用的酶的最适温度约为29℃
B．第三组轮藻释放的氧气量最多
C．第四组轮藻光合作用制造的有机物总量为2mg
D．四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度
答案：C
7．将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5 min测定一次小室中的CO2浓度，结果如图所示。对此实验叙述正确的是( )
A．此实验可用于验证A植物比B植物具有更强的固定CO2的能力
B．当CO2浓度约为0.8 mmol/L时，A、B两植物的光合作用强度相等
C．30 min以后，两种植物叶片光合作用强度都与呼吸作用强度相等
D．若A植物在第5 min时光照突然降低，C5含量将增加
答案：C
8．一位科学工作者用含14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，其转移的途径是( )
A．CO2→叶绿素→ATP
B．CO2→三碳化合物→ATP
C．CO2→三碳化合物→葡萄糖
D．CO2→叶绿素→葡萄糖
答案：C
解析：CO2参与光合作用的暗反应，先是CO2与C5化合物反应生成2分子三碳化合物，三碳化合物再被还原为葡萄糖，所以14C先出现在三碳化合物中，再出现在葡萄糖中。
9．当正常进行光合作用的叶肉细胞得不到CO2供应时，下列物质中会迅速增多的是( )
A．ADP B．三碳化合物
C．五碳化合物 D．氧气
答案：C
解析：CO2参与光合作用的暗反应，CO2与叶绿体中原有的五碳化合物反应生成2分子三碳化合物，CO2供应不足，五碳化合物就会过剩，因此五碳化合物增多。
10．将一棵重约0.2kg的柳树，栽培于肥沃的土壤中，两年后连根挖出，称其干重达11kg，增加的物质，主要来源于( )
A．土壤中的矿质元素 B．土壤中的水分
C．大气中的氧气 D．大气中的CO2
答案：D
解析：植物干重的增加主要的是有机物，有机物是植物进行光合作用暗反应的产物，因此来源于大气中的CO2。
11．光合作用与化能合成作用的相似点是( )
A．都以太阳能作为能源
B．都需要环境中的物质氧化释放能量
C．都能将无机物转变成有机物
D．都是高等生物的代谢类型
答案：C
12．某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是(多选)( )
遮光比例(%)
叶绿素a/b
叶绿素含量(mg/g)
净光合速率(μmol·m－2·s－1
植株干重(g)
0
4.8
2.1
8.0
7.5
10
5.3
2.3
9.6
9.9
30
5.2
2.4
8.9
9.2
50
4.4
2.6
5.2
7.2
70
4.1
2.9
2.7
4.8
90
3.3
3.0
0
3.2
A.适当的遮光处理，可提高其干重
B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C．叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标
D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用
答案：AC
13．硝化细菌之所以被归为化能自养型生物，其根据是( )
A．它能将氨合成为亚硝酸和硝酸
B．它能以亚硝酸和硝酸作为自身的组成物质，并储存能量
C．它能利用化学能合成有机物
D．它能把氢氧化物所释放的化学能合成ATP，直接用于生命活动
答案：C
解析：硝化细菌能将氨氧化成亚硝酸和硝酸，并利用这一氧化过程中释放的化学能将无机物合成有机物。正因为它能利用化学能合成有机物，因此将硝化细菌归为化能自养型生物中。
14．在下列有关光合作用的叙述中，不正确的是( )
A．水的分解发生在叶绿体囊状结构的薄膜上
B．光反应和暗反应中都有许多酶参与
C．温度降到0℃，仍有植物能进行光合作用
D．NADP＋在暗反应中起还原作用，并将能量转移到糖类分子中
答案：D
解析：叶绿体片层结构薄膜上分布着光反应所需要的各种光合色素和酶，是光反应的场所；整个暗反应中需要多种酶参与催化；由于生物的多样性和适应性特征，使得某些植物在温度降到0℃时， 仍能进行光合作用；NADPH在暗反应中起还原作用，并将能量转移到糖类分子中。
15．关于光合作用和化能合成作用的叙述，正确的是( )
①与异养生物有关 ②都将CO2和水合成为有机物 ③都属自养生物的营养方式 ④合成有机物所利用能量相同
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
答案：C
解析：光合作用和化能合成作用都是生物体将CO2和水合成为有机物的生理过程。这种营养方式属自养，自然与异养生物无关，但光合作用的动力是光能，而化能合成作用的能源是体外无机物氧化释放出的化学能。
二、非选择题
16．为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必须的原料”，某同学制定了下列实验方案：
(1)实验目的(略)
(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
①用玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。
②将上述植物及装置放在暗室饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。
③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
④取一片叶，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
⑤将已脱色的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘—碘化钾溶液，检测有无淀粉特异颜色反应出现。
该实验未设置对照实验不能得出结论，对照组的做法是：
a．装置同题干中的①步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的同种一株植物代替装置中的植物，用一杯__________代替__________溶液；
b．将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的__________，暗室内装有__________色安全灯；
c．重复题干中步骤___________________________________；
预测实验结果：实验组经上述处理后叶片呈__________色；对照组经上述处理后叶片呈__________色。
答案：a.NaHCO3 NaOH b．淀粉 绿色 c．③④⑤ 不变色 蓝色
17．光合作用之谜是经过众多科学家的不懈努力才解开的，以下资料是科学家探究光合作用过程的部分实验，请根据材料回答问题：
材料1：1864年，萨克斯做了一个实验：他把绿叶先在暗处放置24个小时，然后，让叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，将叶片放在隔水加热的酒精中脱色，再用碘蒸汽处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。
(1)他把绿叶先在暗处放置24个小时的目的是：_______________________________。
(2)该实验的结论是：___________________________________________________。
材料2：1883年，恩吉尔曼把一些好氧并能运动的细菌放入盛有一条丝状绿藻的溶液中并制成装片，放在没有空气和黑暗的环境中，然后用极细的光束照射丝状绿藻，发现细菌只向叶绿体被光照射到的部位集中；再将棱镜产生的连续的不同波长的光投射到丝状绿藻上，发现好氧细菌主要集中在某些光区。
(3)好氧细菌只向被光照射到的叶绿体部位集中，说明光合作用场所在__________。好氧细菌主要集中在__________光区域。
(4)科学家发现的光合作用可用下列图解表示，据图回答：
图中①为__________，②为__________。若突然停止光照，则三碳化合物的含量短时间内将 __________(填“上升”、“下降”、“不变”)。
答案：(1)消耗掉叶片中的淀粉 (2)叶片在光下能产生淀粉 (3)叶绿体 红光和蓝紫 (4)O2 ATP 上升
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