課時(shí)作業(yè)11能量之源光與光合作用時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題6分，共60分)1植物光合作用離不開色素，下列關(guān)于高等植物細(xì)胞內(nèi)色素的敘述，正確的是()A植物細(xì)胞內(nèi)的色素有4種B植物細(xì)胞內(nèi)的色素都可以參與光合作用C植物細(xì)胞內(nèi)的色素都可以吸收和傳遞光能D植物細(xì)胞內(nèi)的色素與植物的顏色也有關(guān)系解析：植物細(xì)胞中的色素，從功能上可分為光合色素和非光合色素。光合色素主要分布在葉綠體中，包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類，共4種(葉綠素a、b，胡蘿卜素和葉黃素)；非光合色素如花青素，全部分布在液泡的細(xì)胞液中。光合色素都可以吸收、傳遞光能，只有極少數(shù)的處于特殊狀態(tài)的葉綠素a可以將光能轉(zhuǎn)換為電能。光合色素和非光合色素的顏色導(dǎo)致植物不同的器官呈現(xiàn)不同的顏色。答案：D2某研究性學(xué)習(xí)小組采用盆栽實(shí)驗(yàn)，探究土壤干旱對(duì)某種植物葉片光合速率的影響。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)土壤水分充足，然后實(shí)驗(yàn)組停止?jié)菜?，?duì)照組土壤水分條件保持適宜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)分析不正確的是()A葉片光合速率隨干旱時(shí)間延長(zhǎng)而呈下降趨勢(shì)B葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降C實(shí)驗(yàn)24天，光合速率下降是由葉片葉綠素含量下降引起的D實(shí)驗(yàn)24天，光合速率下降可能是由葉片內(nèi)CO2濃度下降引起的解析：由圖示曲線信息可知，實(shí)驗(yàn)條件下，隨干旱時(shí)間的延長(zhǎng)葉片的光合速率呈下降趨勢(shì)；對(duì)比甲、乙圖示可知，葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降；由于24天光合速率下降早于葉綠素含量下降，因此，光合速率的下降不是葉綠素含量下降引起的；實(shí)驗(yàn)條件下，隨時(shí)間推移，植物缺水嚴(yán)重、葉片失水、氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致CO2吸收減少，使光合速率下降。答案：C3(2012·山東濰坊一模)如圖曲線表示黃豆在適宜溫度、CO2濃度為0.03%的環(huán)境中光合作用速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。在y點(diǎn)時(shí)改變某條件，結(jié)果發(fā)生了如曲線的變化。下列分析合理的是A與y點(diǎn)相比較，x點(diǎn)時(shí)葉綠體中C3化合物含量低B在y點(diǎn)時(shí)，適當(dāng)升高溫度可導(dǎo)致曲線由變?yōu)镃制約x點(diǎn)時(shí)光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量D制約z點(diǎn)時(shí)光合作用的因素可能是二氧化碳濃度解析：x點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度較弱，光反應(yīng)提供的H和ATP較少，C3化合物的濃度較y點(diǎn)時(shí)高，A項(xiàng)不正確；題目中提到已是在適宜溫度下，如果再提高溫度，會(huì)降低光合作用速率，B項(xiàng)不正確；制約x點(diǎn)的光合作用因素是光照強(qiáng)度，C項(xiàng)不正確；在適宜溫度下和同等光照強(qiáng)度條件下，提高CO2濃度可大幅度提高光合作用速率，D項(xiàng)正確。答案：D4(2013·濟(jì)南二模)將生長(zhǎng)狀況相同的輪藻葉片分成4等份，在不同的溫度下分別暗處理1h，再光照1 h(光照強(qiáng)度相同)，測(cè)其重量變化，得到如下的數(shù)據(jù)。以下說法錯(cuò)誤的是()組別1234溫度()27282930暗處理后的重量變化(mg)1231光照后和暗處理前的重量變化(mg)3331A.輪藻細(xì)胞內(nèi)呼吸酶的最適溫度約為29B第三組輪藻光合作用產(chǎn)生的氧氣量最多C第四組輪藻2 h合成的有機(jī)物總量為2 mgD四個(gè)組中的輪藻光合作用強(qiáng)度都大于呼吸作用強(qiáng)度解析：暗處理后重量變化代表1 h呼吸消耗有機(jī)物量，光處理后和暗處理前的重量變化值加2 h的呼吸消耗等于光處理1 h合成的有機(jī)物總量，故輪藻細(xì)胞內(nèi)呼吸酶的最適溫度約為29；第三組輪藻合成有機(jī)物總量最多，光合產(chǎn)氧量也最大；第四組輪藻2 h合成有機(jī)物總量為3mg；四個(gè)組中的輪藻的光合作用強(qiáng)度都大于呼吸作用強(qiáng)度。答案：C5(2013·海淀區(qū)期末)Calvin等人研究光合作用時(shí)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：在某種綠藻培養(yǎng)液中通入14CO2，再給予不同的光照時(shí)間后從培養(yǎng)液中提取并分析放射性物質(zhì)。預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是()A光照時(shí)間越長(zhǎng)，固定產(chǎn)生的三碳化合物越多B在一定時(shí)間內(nèi)光照時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的放射性物質(zhì)的種類越多C無論光照時(shí)間長(zhǎng)短，放射性物質(zhì)都會(huì)分布在葉綠體的類囊體膜上D只要給予光照，放射性就會(huì)出現(xiàn)在H中解析：本題利用放射性同位素標(biāo)記考查光合作用過程。光合作用的暗反應(yīng)過程中固定產(chǎn)生的三碳化合物會(huì)被還原。放射性物質(zhì)應(yīng)分布在葉綠體的基質(zhì)中。H是光反應(yīng)階段產(chǎn)生的，而二氧化碳是用于暗反應(yīng)階段的。答案：B6歷經(jīng)一個(gè)半世紀(jì)，經(jīng)過許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物，在下面幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)敘述正確的是()A普里斯特利指出了植物更新空氣和光在這個(gè)過程起關(guān)鍵作用B薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，葉片暗處放置幾小時(shí)的目的是消耗掉葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)C恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)中，定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量D魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，用18O標(biāo)記CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于H2O而不是CO2解析：普里斯特利指出了植物更新空氣，并不知道光在這個(gè)過程起關(guān)鍵作用；恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明氧氣由葉綠體釋放出來，并不能定量分析光合作用生成的氧氣量；魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于H2O而不是CO2，用18O標(biāo)記CO2屬于對(duì)照組。答案：B7下列關(guān)于植物光合作用和細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是()A光合作用和細(xì)胞呼吸的第一階段都有丙酮酸的產(chǎn)生B光合作用產(chǎn)生的ATP有一部分用于細(xì)胞呼吸C光合作用進(jìn)行的同時(shí)不一定都伴隨著細(xì)胞呼吸的進(jìn)行D光合作用和細(xì)胞呼吸都有水分的參與解析：光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，而丙酮酸的形成在細(xì)胞呼吸的第一階段，與光合作用無關(guān)；光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)；生物體生命活動(dòng)的每一時(shí)刻都需要能量，其能量來自于細(xì)胞的呼吸作用，因此光合作用進(jìn)行的同時(shí)一定伴隨著細(xì)胞呼吸的進(jìn)行；水作為原料參與光合作用的光反應(yīng)階段，而細(xì)胞呼吸中水參與有氧呼吸的第二階段。答案：D8若下圖中裝置甲與裝置乙敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，光照強(qiáng)度對(duì)小球藻產(chǎn)生氧氣量的影響繪制成曲線如圖(凈氧量光合作用產(chǎn)生的氧氣量細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量)。據(jù)圖分析，下列敘述不正確的是()AP處凈氧量為負(fù)值，是因?yàn)樾∏蛟宀贿M(jìn)行光合作用，且細(xì)胞呼吸消耗氧氣BQ處凈氧量為零，是因?yàn)镼處小球藻不進(jìn)行光合作用C甲與乙兩管凈氧量差異的原因是乙管小球藻葉綠素合成受阻，影響光合作用D由圖可知，光照強(qiáng)度可影響光合作用強(qiáng)度解析：由圖可知：Q處的光強(qiáng)條件下，小球藻的光合作用釋放出的氧氣等于小球藻有氧呼吸消耗的氧氣。答案：B9(2013·蘇北四市二次聯(lián)考)如圖是H隨化合物在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的過程，下面對(duì)其分析不正確的是()A產(chǎn)生的H可在過程中將三碳化合物還原BH經(jīng)轉(zhuǎn)移到水中，其過程需氧氣參與C能形成ATP的過程有D長(zhǎng)在向陽坡上的小麥比背陽坡上的小麥過程旺盛解析：是光反應(yīng)過程中水的光解，產(chǎn)生的H可在過程即暗反應(yīng)中將三碳化合物還原；是有氧呼吸過程中H與氧生成水的過程，故H經(jīng)轉(zhuǎn)移到水中，其過程需氧氣參與；能形成ATP的過程為呼吸作用過程和光反應(yīng)過程，故圖中能形成ATP；長(zhǎng)在向陽坡上的小麥比背陽坡上的小麥光反應(yīng)即過程旺盛。答案：C10(2013·海淀模擬)將某種綠色植物的葉片，放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究在10、20 的溫度條件下，分別置于5 klx、10 klx光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用。結(jié)果如下圖所示(橫坐標(biāo)為時(shí)間，單位：小時(shí))。對(duì)以上結(jié)果分析正確的是，該葉片()A20 時(shí)的呼吸速率是10 時(shí)的4倍B在10 、5 klx的光照下，每小時(shí)光合作用產(chǎn)生的氧氣量是3 mgC在5 klx光照下，10 時(shí)積累的有機(jī)物比20 時(shí)少D在20 、10 klx光照下，每小時(shí)光合作用產(chǎn)生的氧氣量是6 mg解析：20 時(shí)的呼吸速率是10 時(shí)的2倍；在10 、5 klx的光照下，每小時(shí)光合作用產(chǎn)生的氧氣量是3 mg0.5 mg3.5 mg；在5 klx光照、10 條件時(shí)放出的氧氣量為3 mg，而在5 klx光照、20 條件時(shí)放出的氧氣量?jī)H為2 mg，說明在5 klx光照、10 條件時(shí)積累的有機(jī)物比20 時(shí)要多；在20 、10 klx光照下，每小時(shí)光合作用產(chǎn)生的氧氣量是5 mg1 mg6 mg。答案：D二、非選擇題(共40分)11(10分)(2013·濰坊、東營(yíng)、淄博、濱洲四市聯(lián)考)如圖是某植物光合作用和細(xì)胞呼吸過程示意圖。代表物質(zhì)，代表過程。據(jù)圖回答下列問題。(1)將該植物由光下突然置于黑暗中，甲圖中的C3的含量將_，C5的含量將_。(2)與馬鈴薯塊莖細(xì)胞在缺氧時(shí)的代謝相比，乙圖特有的步驟是_(填數(shù)字)，這些過程發(fā)生在_中。(3)若用18O標(biāo)記甲圖中的H2O，則在細(xì)胞呼吸產(chǎn)物中能首先測(cè)到放射性的物質(zhì)是_，甲、乙兩圖中不同數(shù)字代表同一物質(zhì)的標(biāo)號(hào)是_。(4)根據(jù)上圖寫出根吸收無機(jī)鹽離子所需能量的形成過程：光能_用于吸收無機(jī)鹽離子的能量。解析：(1)將植物由光下突然置于黑暗環(huán)境中，光反應(yīng)停止，不能合成H和ATP，C3還原過程減慢，C3含量增多，C5含量減少。(2)乙圖表示有氧呼吸過程，馬鈴薯塊莖在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，與無氧呼吸相比，有氧呼吸特有的階段是第二、三階段，即乙圖中的過程，分別發(fā)生在線粒體基質(zhì)中和線粒體內(nèi)膜上。(3)甲圖中的HO通過光解產(chǎn)生18O2，在有氧呼吸第三階段與H結(jié)合生成HO。甲、乙兩圖分別表示光合作用和有氧呼吸，其中、分別表示NADPH、O2、CO2、(CH2O)、H、O2、CO2，、都表示O2，、都表示CO2。答案：(1)增多減少(2)線粒體的基質(zhì)和內(nèi)膜(或線粒體)(3)水與、與(4)活躍的化學(xué)能葡萄糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能12(20分)(2013·沈陽六校聯(lián)診)為研究CO2濃度及氮素肥料對(duì)植物光合作用的影響，某科研小組以小麥為研究對(duì)象，在盆栽條件下，利用人工氣候室分別設(shè)置兩種CO2濃度和兩種施氮量的實(shí)驗(yàn)處理，實(shí)驗(yàn)材料分為四組，每一組種植10盆。在小麥抽穗期選擇晴天，用光合作用測(cè)定儀于上午8：3011：30連續(xù)7天進(jìn)行光合速率的測(cè)定。結(jié)果如圖所示，請(qǐng)回答相關(guān)問題。(1)從本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可知，最有利于小麥光合作用的條件組合是_。CO2主要通過影響光合作用的_過程來影響光合速率。N是光合作用中許多重要物質(zhì)的組成成分，如果某同學(xué)要測(cè)定施氮后葉片的葉綠素含量， 可取葉片1克放入研缽中，加入二氧化硅研磨，同時(shí)加入一定量的_用于提取色素，提取色素后用一定方法測(cè)定。(2)本實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)定光合速率每天選定8：3011：30這一時(shí)間段是為了控制_等無關(guān)變量，題意中可減少實(shí)驗(yàn)誤差的措施還有_。(3)若要利用該裝置研究施氮量為200 mg·kg1的氮肥對(duì)植物呼吸作用的影響，該裝置需要在_條件下測(cè)定。(4)從上述實(shí)驗(yàn)分析，在大氣CO2濃度增大的條件下，若想更有效地提高小麥的產(chǎn)量，可以采取的措施是_。目前溫室效應(yīng)問題產(chǎn)生的主要原因是人類過多使用化石燃料，從物質(zhì)循環(huán)角度看，化石燃料中的碳首先是通過生態(tài)系統(tǒng)中_的光合作用而進(jìn)人生物群落的，從能量流動(dòng)角度看，化石燃料中的能量是各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中不能被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用、也不被_利用的能量。解析：(1)從圖中不難看出，最佳組合是高大氣CO2濃度和200 mg·kg1施氮量。CO2濃度主要影響光合作用的暗反應(yīng)過程中CO2的固定。葉綠體中的色素難溶于水易溶于有機(jī)溶劑，提取時(shí)所用的試劑是丙酮或無水乙醇。(2)影響光合作用的因素有很多，為了使該實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，應(yīng)控制其他條件相同且適宜，如光照強(qiáng)度和溫度。每一組種植10盆是為了減少實(shí)驗(yàn)誤差。(3)研究植物的呼吸作用，一般在黑暗條件下測(cè)定。(4)該實(shí)驗(yàn)研究的是CO2的濃度和氮肥對(duì)光合作用的影響，增大CO2濃度的條件下，適量施用氮肥，能更有效地提高小麥產(chǎn)量。大氣中的碳元素先通過生產(chǎn)者的光合作用進(jìn)入生物群落，動(dòng)植物的遺體變成化石燃料，再通過燃燒回到大氣。每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有一部分未被利用的能量，這部分能量不會(huì)被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用，也不會(huì)被分解者利用，儲(chǔ)存在化石燃料中。答案：(1)高大氣CO2濃度和200 mg·kg1施氮量暗反應(yīng)丙酮(或無水乙醇)(2)光照強(qiáng)度、溫度每一組種植10盆(3)黑暗(4)適當(dāng)施用氮肥生產(chǎn)者分解者探究點(diǎn)解答教材的延伸實(shí)驗(yàn)題pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響13(10分)(2011·廣東卷)中國(guó)的飲食講究“色香味”，顏色會(huì)影響消費(fèi)。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長(zhǎng)很快的入侵植物水葫蘆為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。. 提取葉綠素. 探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25 )下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方法和結(jié)果如下表。實(shí)驗(yàn)組號(hào)葉綠素溶液(mL)調(diào)pH至處理時(shí)間(min)溶液顏色3.0Y10綠色3.07.010綠色3.06.010黃綠色3.05.010黃褐色注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)回答：(1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為_，原因是_。(2)表中Y應(yīng)該為_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于_食品，否則_。(4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請(qǐng)你提供檢測(cè)方法并寫出主要步驟。命題人透析：(1)利用教材原理解答延伸式實(shí)驗(yàn)教材原理：不同色素在層析液中的溶解度不同，因此各種色素隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度不同而分離。原理應(yīng)用：利用紙層析法檢測(cè)葉綠素產(chǎn)品時(shí)，若只有葉綠素，則濾紙條上只有兩條色素帶(葉綠素a和葉綠素b)，若含有其他色素則濾紙條上含有多條色素帶。(2)明確題干信息抓準(zhǔn)自變量題意明確提出：“探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響”，顯然告訴我們實(shí)驗(yàn)的自變量是“pH”；據(jù)表中信息可以看出因變量是色素的“顏色”；本實(shí)驗(yàn)采用設(shè)計(jì)pH梯度進(jìn)行定量探究。分析表格可知，組的pH相差1.0，可推斷pH梯度值是1.0，因此實(shí)驗(yàn)組的pH應(yīng)是8.0。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性，不同實(shí)驗(yàn)組葉綠素溶液的量及處理時(shí)間都要嚴(yán)格遵循等量原則和單一變量原則。(3)“綠色”食用色素的使用要求分析表格數(shù)據(jù)可知：當(dāng)pH小于6.0時(shí)，葉綠素被破壞變成黃褐色，導(dǎo)致葉綠素溶液顏色發(fā)生改變。因此在使用葉綠素做食品色素時(shí)，一定要控制好pH，不能低于6.0。答案：(1)對(duì)人體無害的有機(jī)溶劑(食用酒精)葉綠素溶于有機(jī)溶劑和應(yīng)考慮溶劑對(duì)人體的影響(2)8.0以1.0作為pH梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(3)酸性由于葉綠素被破壞會(huì)造成食品失綠而影響品質(zhì)(4)紙層析法，其主要步驟：制備濾紙條，畫濾液細(xì)線，用層析液分離色素，觀察色素帶。閱卷人點(diǎn)評(píng)：(與15題中問題序號(hào)對(duì)應(yīng))一、得分要點(diǎn)(1)必須體現(xiàn)對(duì)人體無害、有機(jī)溶劑。(2)必須是“8.0”、必須體現(xiàn)“pH梯度”。(3)體現(xiàn)“pH小于6.0”或“酸性”即可、能夠表明“葉綠素被破壞”即可。(4)“層析法”或“紙層析法”。二、失分案例(1)錯(cuò)答為“二氧化硅”、“使研磨充分”等；答錯(cuò)原因是未注意“提取”這個(gè)關(guān)鍵信息。(2)錯(cuò)答成“8”、“缺少堿性條件”。(3)第二問易錯(cuò)答為“酸性使葉綠素變性失活”。(4)錯(cuò)答為“萃取法”。