第3講光合作用與能量轉(zhuǎn)化A組基礎(chǔ)鞏固練1.2021年，我國(guó)科學(xué)家在人工合成淀粉方面取得原創(chuàng)性突破——在世界上首次在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成。下列敘述正確的是()A.人工合成淀粉只需要二氧化碳作原料B.用淀粉酶可將人工合成的淀粉水解為葡萄糖和果糖C.人工合成淀粉為推進(jìn)“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了新技術(shù)途徑D.可用斐林試劑來(lái)檢驗(yàn)是否產(chǎn)生淀粉【答案】C【解析】人工合成淀粉和植物光合作用過(guò)程相似，需要二氧化碳和水作原料，A錯(cuò)誤；用淀粉酶可將人工合成的淀粉水解為麥芽糖，麥芽糖在麥芽糖酶的作用下水解為葡萄糖，B錯(cuò)誤；人工合成淀粉可利用空氣中二氧化碳，減緩溫室效應(yīng)，為推進(jìn)“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了新技術(shù)途徑，C正確；淀粉不是還原糖，不可用斐林試劑來(lái)檢驗(yàn)，D錯(cuò)誤。2.我國(guó)科學(xué)家模擬植物光合作用，設(shè)計(jì)了一條利用二氧化碳合成淀粉的人工路線，流程如圖所示。下列相關(guān)分析正確的是()A.①②過(guò)程與光反應(yīng)過(guò)程完全相同，③④過(guò)程與暗反應(yīng)過(guò)程完全相同B.該過(guò)程與植物光合作用的本質(zhì)都是將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)藏于有機(jī)物中C.該過(guò)程與光合作用合成淀粉都是在常溫常壓下進(jìn)行的較溫和的反應(yīng)D.步驟①需要催化劑，②③④既不需要催化劑也不需消耗能量【答案】B【解析】分析題圖，①②過(guò)程模擬暗反應(yīng)中二氧化碳的固定，③④過(guò)程模擬暗反應(yīng)中C3的還原，A錯(cuò)誤；植物光合作用的本質(zhì)是利用光能將無(wú)機(jī)物二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能，圖示過(guò)程也將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為淀粉，同時(shí)儲(chǔ)存能量，二者的本質(zhì)是相同的，B正確；由圖可知，①過(guò)程是利用催化劑在一定條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程較劇烈，②③④過(guò)程是在酶的催化下完成的，反應(yīng)較溫和，C錯(cuò)誤；分析圖示可知，圖中②③④需要在酶的催化下進(jìn)行，由小分子聚合成大分子的反應(yīng)，為吸能反應(yīng)，同時(shí)需要消耗能量，D錯(cuò)誤。3.科學(xué)家提取出植物細(xì)胞中的葉綠體，將葉綠體膜破壞后，分離出基質(zhì)和基粒，用來(lái)研究光合作用過(guò)程(如下表，表中“+”表示“有”或“添加”，“-”表示“無(wú)”或“不添加”)。下列條件下能產(chǎn)生葡萄糖的是()選項(xiàng)場(chǎng)所光照CO2ATPNADPHC5A基質(zhì)-+-++B基粒++--+C基質(zhì)和基粒-+---D基質(zhì)和基粒++--+【答案】D【解析】葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng)階段，暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，A錯(cuò)誤。葉綠體的基粒只能進(jìn)行光反應(yīng)階段，而葡萄糖的產(chǎn)生必須在葉綠體基質(zhì)中，B錯(cuò)誤。光合作用產(chǎn)生葡萄糖的過(guò)程一定需要光照，C錯(cuò)誤。葉綠體的基粒進(jìn)行光反應(yīng)階段：水的光解產(chǎn)生NADPH與氧氣、ATP。葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng)階段：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機(jī)物，D正確。4.(2023年天津薊州高二期末)下圖表示測(cè)定金魚藻光合作用強(qiáng)度的密閉實(shí)驗(yàn)裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測(cè)O2量的變化。已知光飽和點(diǎn)是指植物光合速率達(dá)到最大時(shí)的最小光照強(qiáng)度。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用提供CO2B.單色光照射時(shí)，相同光照強(qiáng)度下一定時(shí)間內(nèi)用紅光比用綠光測(cè)到的O2量多C.氧氣傳感器測(cè)到的O2量是金魚藻光合作用產(chǎn)生的O2量D.若干相同裝置拆去濾光片，給予不同光照強(qiáng)度，可探究該植物光飽和點(diǎn)【答案】C【解析】加入NaHCO3溶液是為了給光合作用提供CO2，A正確；色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光吸收最少，因此單色光照射時(shí)，相同光照強(qiáng)度下一定時(shí)間內(nèi)用紅光比用綠光測(cè)到的O2量多，B正確；氧氣傳感器測(cè)到的O2量是金魚藻凈光合作用產(chǎn)生的O2量，即總光合作用產(chǎn)生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值，C錯(cuò)誤；拆去濾光片，改變光照強(qiáng)度，并將所得數(shù)據(jù)繪制成曲線可推知其光飽和點(diǎn)，D正確。5.為探究月季紫紅葉片中的色素種類和性質(zhì)，某實(shí)驗(yàn)小組使用不同的試劑作為層析液對(duì)該葉片色素提取物進(jìn)行分離，結(jié)果如圖，以下分析錯(cuò)誤的是()A.甲組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明在該組層析液中各種色素的溶解度差異較大B.光合色素易溶于無(wú)水乙醇，因此無(wú)水乙醇適用于光合色素的分離C.分析甲、乙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可排除紫紅色素屬于類胡蘿卜素的可能性D.分析丙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)紫紅色素可能是位于液泡的水溶性色素【答案】B【解析】甲組色素分離效果較好，各種色素區(qū)別較明顯，說(shuō)明在該組層析液中各種色素的溶解度差異較大，A正確；光合色素易溶于無(wú)水乙醇，因此無(wú)水乙醇適用于光合色素的提取，B錯(cuò)誤；甲組胡蘿卜素明顯分離開(kāi)來(lái)，同時(shí)紫紅色存在于濾液細(xì)線的位置，同時(shí)乙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表現(xiàn)為紫紅色處于濾液細(xì)線位置，而此時(shí)的胡蘿卜素卻沒(méi)有分離開(kāi)來(lái)，兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明紫紅色素不屬于類胡蘿卜素，C正確；丙組實(shí)驗(yàn)的層析液是水，此時(shí)紫紅色素分離開(kāi)來(lái)，說(shuō)明該色素為水溶性色素，因此，可推測(cè)紫紅色素可能是位于液泡的水溶性色素，D正確。6.分析下列甲、乙、丙三圖，說(shuō)法正確的是()A.若圖甲曲線表示的是喜陰植物的光合速率受光照強(qiáng)度的影響，則喜陽(yáng)植物的曲線與此比較，b點(diǎn)向左移，c點(diǎn)向左移B.圖乙中，溫度等于T4℃時(shí)，長(zhǎng)期處于該溫度下植物也可以生長(zhǎng)C.若圖丙代表兩類色素的吸收光譜，則f代表類胡蘿卜素D.若圖甲為植物在正常培養(yǎng)液中培養(yǎng)所得結(jié)果，現(xiàn)移入缺鎂培養(yǎng)液中培養(yǎng)，則b點(diǎn)右移，c點(diǎn)左移【答案】D【解析】由于陰生植物適宜生活在較低光照條件下，因此光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)均低于陽(yáng)生植物，因此陽(yáng)生植物的曲線與此比較，b點(diǎn)和c點(diǎn)均向右移，A錯(cuò)誤；圖乙中兩曲線交點(diǎn)處表示總光合速率等于呼吸速率，凈光合速率為0，長(zhǎng)期處于該溫度下植物不能生長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，而類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，因此圖丙中f代表葉綠素，e代表類胡蘿卜素，C錯(cuò)誤；圖甲中，b點(diǎn)表示光合速率等于呼吸速率，鎂元素是合成葉綠素的重要元素，缺鎂時(shí)，葉綠素的合成受阻，光合速率降低，要想光合速率等于呼吸速率，只能增大光照強(qiáng)度，因此b點(diǎn)向右移，c點(diǎn)向左移，D正確。7.德國(guó)馬普研究所人員在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文，宣布成功制造了人造葉綠體，并利用光和該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了CO2到有機(jī)物的轉(zhuǎn)化(如圖所示)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.TEM模塊具有吸收和轉(zhuǎn)換光能的作用B.CETCH循環(huán)模塊需要TEM模塊生成的NADPH來(lái)還原CO2C.在同等條件下人造葉綠體可能比植物葉肉細(xì)胞積累的有機(jī)物更多D.若人造葉綠體得以廣泛運(yùn)用，一定程度上可以抵消碳排放，實(shí)現(xiàn)“碳中和”【答案】B【解析】分析題圖，TEM模塊模擬光反應(yīng)階段，CETCH循環(huán)模塊模擬暗反應(yīng)階段，故TEM模塊具有吸收和轉(zhuǎn)換光能的作用，并生成NADPH和ATP，還原C3，但不能直接還原CO2，A正確，B錯(cuò)誤；同等條件下，植物葉肉細(xì)胞在進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物的同時(shí)也進(jìn)行了呼吸作用，消耗了一部分有機(jī)物，而人造葉綠體只進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物，所以在同等條件下人造葉綠體可能比植物葉肉細(xì)胞積累的有機(jī)物更多，C正確；人造葉綠體只吸收CO2，不會(huì)進(jìn)行呼吸作用，不能產(chǎn)生二氧化碳，若得以廣泛運(yùn)用，一定程度上可以抵消碳排放，實(shí)現(xiàn)碳中和，D正確。B組能力提升練8.(2023年北京海淀統(tǒng)考期末)研究者在溫度、濕度適宜，CO2氣體供給充足的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)定了楊樹(shù)在不同光照強(qiáng)度下的凈光合速率和氣孔開(kāi)放程度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)分析不正確的是()A.光照強(qiáng)度在0~500μmol·m-2·s-1，凈光合速率上升最快B.光照強(qiáng)度在0~500μmol·m-2·s-1，凈光合速率上升主要由光照強(qiáng)度增加所致C.氣孔開(kāi)放程度增大可能有助于凈光合速率提高D.當(dāng)光照強(qiáng)度超過(guò)2000μmol·m-2·s-1，限制凈光合速率上升的主要原因是CO2吸收不足【答案】D【解析】據(jù)圖可知，光照強(qiáng)度在0~500μmol·m-2·s-1，凈光合速率曲線斜率最大，上升最快，A正確；光照強(qiáng)度在0~500μmol·m-2·s-1，氣孔開(kāi)放程度變化不明顯，凈光合速率上升主要由光照強(qiáng)度增加所致，B正確；氣孔開(kāi)放程度增大有利于二氧化碳進(jìn)入，可能有助于凈光合速率提高，C正確；曲線在溫度、濕度適宜，CO2氣體供給充足的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得，當(dāng)光照強(qiáng)度超過(guò)2000μmol·m-2·s-1，氣孔開(kāi)放程度增加明顯時(shí)，凈光合速率改變較小，故限制凈光合速率上升的主要原因不是CO2吸收不足，D錯(cuò)誤。9.科研人員檢測(cè)晴朗天氣下，露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測(cè)結(jié)果繪制成下圖。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.光照強(qiáng)度增大是導(dǎo)致ab段、lm段Pn增加的主要原因B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關(guān)閉C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱D.適時(shí)澆水、增施農(nóng)家肥是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施【答案】B【解析】早晨太陽(yáng)出來(lái)后光照強(qiáng)度不斷增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A正確；大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太陽(yáng)出來(lái)后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因?yàn)榄h(huán)境溫度過(guò)高導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，不能吸收CO2，B錯(cuò)誤；15h以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是由光照強(qiáng)度逐漸減弱導(dǎo)致的，C正確；適時(shí)澆水從而避免植物因缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，增施農(nóng)家肥從而增加CO2濃度是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施，D正確。10.(2023年廣東深圳市高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè))我國(guó)數(shù)千年農(nóng)耕史從未間斷，智慧的勞動(dòng)人民總結(jié)出許多農(nóng)作經(jīng)驗(yàn)，口口相傳。下列關(guān)于農(nóng)諺的分析錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)農(nóng)諺作用或者原理A追肥在雨前，一夜長(zhǎng)一拳肥料中的礦質(zhì)元素溶解在雨水中能更好地被植物的根系吸收B勤除草，谷粒飽減少雜草與農(nóng)作物之間對(duì)陽(yáng)光、CO2和空間等資源的競(jìng)爭(zhēng)C稻如鶯色紅(水稻盈實(shí))，全得水來(lái)供水分越充分，越能促進(jìn)水稻的光合作用，提高產(chǎn)量D六月不熱，五谷不結(jié)谷物成熟結(jié)籽需要適宜的溫度，溫度過(guò)低會(huì)降低產(chǎn)量【答案】C【解析】礦質(zhì)元素大多數(shù)是以離子形式被植物吸收的，所以施肥的同時(shí)往往適當(dāng)澆水是因?yàn)榈V質(zhì)元素溶解在水中容易被植物吸收，A正確；農(nóng)田雜草和農(nóng)作物都是植物，需要進(jìn)行光合作用，農(nóng)田雜草過(guò)多會(huì)與農(nóng)作物競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光和CO2，以及土壤中的礦質(zhì)元素等，使農(nóng)作物的光合作用下降，從而降低產(chǎn)量，B正確；細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)都在水溶液中進(jìn)行，同時(shí)水分是光合作用的原料，“所以稻如鶯色紅(水稻盈實(shí))，全得水來(lái)供”說(shuō)明水的重要性，但是水分不能太多，若太多則導(dǎo)致水稻根部缺乏氧氣，進(jìn)行無(wú)氧呼吸，導(dǎo)致?tīng)€根，最終影響產(chǎn)量，C錯(cuò)誤；水稻和谷子生長(zhǎng)至成熟需要一定的時(shí)間，民諺“六月不熱，五谷不結(jié)”，表明谷物成熟結(jié)籽需要適宜的溫度，溫度過(guò)低會(huì)降低產(chǎn)量，D正確。C組壓軸培優(yōu)練11.(2023年廣東廣州校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))將長(zhǎng)勢(shì)相同、數(shù)量相等的甲、乙兩個(gè)品種的大豆幼苗分別置于兩個(gè)相同的密閉透明玻璃罩內(nèi)，在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養(yǎng)，定時(shí)測(cè)定玻璃罩內(nèi)CO2的含量，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：(1)該實(shí)驗(yàn)的探究目的是。

(2)30~45min期間，乙品種大豆幼苗的葉肉細(xì)胞光合作用速率(填“>”“<”或“=”)呼吸作用速率，原因是___________________。(3)甲、乙植株固定CO2的能力強(qiáng)的是植株，據(jù)圖判斷依據(jù)是__________________。(4)某同學(xué)摘出一些甲的葉片，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有部分葉片已變黃。他判斷這可能是葉片中某些色素降解，或者是某些色素含量增加造成的。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷以上觀點(diǎn)(寫出實(shí)驗(yàn)思路)：___________________。【答案】(1)不同大豆品種和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響(2)>30~45min期間，密閉透明玻璃罩內(nèi)CO2的含量保持穩(wěn)定，說(shuō)明乙品種大豆幼苗葉肉細(xì)胞光合作用速率=葉肉細(xì)胞呼吸作用速率+非光合器官呼吸作用速率，所以葉肉細(xì)胞光合作速率大于呼吸作用速率(3)乙玻璃罩中乙比甲的CO2濃度下降得快，且剩余量更少(4)取等量的已變黃的葉片和尚未變黃的葉片為實(shí)驗(yàn)材料，在相同條件下，進(jìn)行葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，測(cè)定并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較這兩種葉片的各種色素的組成及含量【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)的自變量是不同品種的大豆和培養(yǎng)時(shí)間，因變量是密閉玻璃罩內(nèi)CO2的含量變化，因此，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同大豆品種和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。(2)30~45min期間，兩個(gè)玻璃罩內(nèi)CO2的含量均不再發(fā)生變化，說(shuō)明此時(shí)植物細(xì)胞呼吸釋放CO2的量與其光合作用消耗CO2的量相等，但對(duì)于乙品種大豆幼苗的葉肉細(xì)胞來(lái)說(shuō)，其光合作用速率大于呼吸作用速率，因?yàn)橐移贩N大豆幼苗葉肉細(xì)胞光合作用制造的有機(jī)物還需要滿足自身其他非光合器官呼吸作用對(duì)有機(jī)物的消耗，即乙品種大豆幼苗葉肉細(xì)胞光合作用速率=葉肉細(xì)胞呼吸作用速率+非光合器官呼吸作用速率，所以葉肉細(xì)胞光合作速率大于呼吸作用速率。(3)圖中顯示，與甲曲線相比，乙曲線CO2含量下降得更快、更多，這說(shuō)明乙植株比甲植株的光合能力更強(qiáng)，固定CO2的能力強(qiáng)。(4)某同學(xué)摘除一些甲的葉片，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有部分葉片已變黃。他判斷這可能是葉片中某些色素降解，或者是某些色素含量增加造成的。檢測(cè)色素含量的方法可用色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)，其具體的實(shí)驗(yàn)思路為取等量的已變黃的葉片和尚未變黃的葉片為實(shí)驗(yàn)材料，在相同條件下，進(jìn)行葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，測(cè)定并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較這兩種葉片的各種色素的組成及含量，進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)論。12.某植物上有白斑和綠色兩種葉片。在該植物上選取不同的葉片測(cè)定其生理過(guò)程，如圖1所示，甲、乙中的葉片生長(zhǎng)狀況相同，丙、丁中的葉片生長(zhǎng)狀況相同，丙進(jìn)行遮光處理，給丁提供一定濃度的14CO2。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：(1)要利用該植物做綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，選擇圖1中________(填“甲”或“丁”)裝置中的葉片比較合適，一般常用的提取色素的試劑是。

(2)在相同且適宜的條件下，分別對(duì)甲、乙兩裝置中的葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，用碘蒸氣處理葉片，結(jié)果只有乙裝置內(nèi)葉片上編號(hào)④的部位變成藍(lán)色，此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。

(3)圖2是在適宜的光照條件下，改變通入14CO2的濃度測(cè)定的葉片中葡萄糖、C5和C3三種化合物的變化情況的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。①圖2中曲線a、b、c分別表示的含量變化。

②若在1%CO2濃度條件下，某一時(shí)刻突然增加光照，則短時(shí)間內(nèi)曲線b表示的物質(zhì)在細(xì)胞中的變化情況是________，產(chǎn)生這種變化的原因是。

③圖2中在0~5min內(nèi)，曲線a、b中的14C量保持不變，形成的兩曲線平行的原因是___________________?！敬鸢浮?1)丁無(wú)水乙醇(2)葉片進(jìn)行光合