光能的捕获
1.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ）
A.叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上
B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
解析：叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上，光合作用所必需的酶分布在基粒的基质中和囊状结构的薄膜上。
答案：A
2.把叶绿体色素的提取液放在自然光源和三棱镜之间，当光源通过后，从镜的另一侧观察光谱的颜色变化，变暗的区域主要是（ ）
A.红光和蓝紫光 B.绿光
C.黄光 D.红黄蓝三色光
解析：自然光在通过三棱镜后可以出现红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色连续光谱，哪种单色光被吸收后，该区域就显暗。叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，绿光吸收最少。
答案：A
3.提取叶绿体中的色素，最常用的溶剂是（ ）
A.蒸馏水 B.甲醇 C.丙酮 D.乙醇
解析：叶绿体中的色素都是不溶于水、易溶于有机溶剂的有机物，常用的提取剂为丙酮，也可溶于甲醇、乙醇、石油醚等。
答案：C
4.在圆形滤纸的中央，点上叶绿体色素的提取液进行层析，随着层析液从滤纸的中央向周围扩散，形成四个色素环带，排在最里圈的色素呈（ ）
A.橙黄色 B.黄绿色 C.蓝绿色 D.黄色
解析：由于四种色素分子的极性不同，与组成滤纸的纤维素分子的亲和力不同，故随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，出现了四种色素的分离（分子极性越小，扩散速度越快）。
答案：D
5.用纸层析法分离叶绿体中的色素，色素带最宽的是（ ）
A.叶绿素a B.叶绿素b
C.胡萝卜素 D.叶黄素
解析：如果对实验结果熟悉，很容易知道第三条色素带最宽，呈蓝绿色，是叶绿素a。如果没做过实验，也可以推测，叶绿素约占全部色素的四分之三，其中叶绿素a约为叶绿素b的3倍。
答案：A
6.用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，色素带从上至下，依次为（ ）
A.叶绿素b―胡萝卜素―叶黄素―叶绿素a
B.叶绿素a―叶绿素b―胡萝卜素―叶黄素
C.叶黄素―叶绿素a―叶绿素b―胡萝卜素
D.胡萝卜素―叶黄素―叶绿素a―叶绿素b
解析：四种色素在石油醚中的溶解度不同，所以扩散的速度也不同。从上至下，依次为胡萝卜素（橙黄色）――叶黄素（黄色）――叶绿素a（蓝绿色）――叶绿素b（黄绿色）。
答案：D
7.玉米的叶肉细胞里，都具有色素的一组细胞器是（ ）
A.叶绿体和液泡 B.叶绿体和高尔基体
C.线粒体和液泡 D.有色体和核糖体
解析：叶绿体内有叶绿素和类胡萝卜素，液泡内有花青素，而线粒体、高尔基体、核糖体中不含有这些色素。
答案：A
8.（2004年广东高考题）光合作用暗反应阶段中直接利用的物质是（ ）
A.O2和C3化合物 B.叶绿体色素
C.H2O和O2 D.NADPH和ATP
解析：光合作用的暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。二氧化碳的固定是：叶片从外界吸收的二氧化碳，在酶的作用下与五碳化合物结合形成两个三碳化合物的过程；三碳化合物的还原是：三碳化合物在ATP和多种酶的作用下，被ATP和NADPH还原，再经过一系列复杂的变化形成糖类。题目所给的选项中，O2是光反应的产物，H2O是光反应过程中的原料，叶绿素有吸收、传递和转化光能的作用，C3化合物、ATP和NADPH是在暗反应阶段中直接利用的物质。
答案：D
9.（2004年广东高考题）（多选）在光合作用的暗反应中发生的反应过程有（ ）
A.CO2的固定，O2的释放
B.CO2的固定，糖的生成
C.H2O的分解，O2的释放
D.CO2的固定，产物（C3化合物）的还原
解析：暗反应过程包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。H2O的分解和O2的释放发生于光反应。
答案：BD
10.（2004年广西高考题）光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（ ）
A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应
解析：由于叶绿体的类囊体膜上具有色素和与光反应有关的酶，所以光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的。在叶绿体的基质中含有与暗反应有关的酶，暗反应是在叶绿体的基质中进行的。
答案：D
11.（2004年江苏高考题）在光合作用过程中，不属于暗反应的是（ ）
A.CO2与五碳化合物结合
B.三碳化合物接受ATP释放的能量
C.H2O的氢传递NADP+
D.NADPH的氢传递给三碳化合物
解析：H2O的氢传递NADP+发生于光反应过程中。
答案：C
12.（2004年江苏高考题）胡萝卜素和叶黄素在光合作用中的作用是（ ）
A.传递光能、传送电子
B.传递光能、转变光能
C.吸收光能、转变光能
D.吸收光能、传递光能
解析：叶绿体中色素的作用是：（1）吸收和传递光能：叶绿体类囊体薄膜上的色素可以分为两类：一类具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素a，及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。（2）使光能转化成电能：另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，这种叶绿素a不仅能够吸收光能，还使光能转换成电能。
答案：D
13.（2004年江苏高考题）（多选）在植物细胞中，下列过程不需要酶参与的是（ ）
A.O2进出细胞
B.光合作用中CO2的固定
C.细胞质壁分离与复原
D.叶绿素a被激发失去电子
解析：活细胞中大部分的化学反应是在酶的催化作用下进行的。O2进出细胞属于自由扩散，不需要酶的参与。细胞质壁分离与复原不涉及细胞内的化学反应，也不需要酶的参与。叶绿素a由于接收光能而被激发失去电子，此过程也不需要酶的参与。
答案：ACD
14.具有光化学活性，既是光能的“捕捉器”，又是光能的“转换器”的色素是（ ）
A.类胡萝卜素
B.全部叶绿素
C.部分特殊状态的叶绿素b
D.部分特殊状态的叶绿素a
解析：部分特殊状态的叶绿素a能够吸收光能（“捕捉器”）和其他色素传递来的光能，并能够将光能转换成电能（“转换器”）。
答案：D
15.叶绿素吸收光能被激发后，能够失去电子，再得到电子。最终电子受体和最终电子供体分别是（ ）
A.NADP+和水 B.ATP和H2O
C.水、NADP+ D.H2O和O2
解析：叶绿素a失去的电子经过一系列的电子传递物质的传递，最终传递给NADP+（辅Ⅱ），失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂，能够通过电子传递物质，最终从水分子中夺取电子，水分子为最终电子供体。
答案：A
16.关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（ ）
A.植物细胞内的色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类
B.所有植物细胞中都只含有四种色素
C.叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收和传递光能
D.有的植物细胞的液泡中也含有一定量的色素
解析：植物细胞中的色素从功能方面可分为光合色素和非光合色素。光合色素主要分布在叶绿体中，包括叶绿素和类胡萝卜素两大类，共四种（叶绿素a、b、胡萝卜素和叶黄素）。非光合色素如花青素，全部分布在液泡的细胞液中。光合色素都可以吸收、传递光能，只有极少数处于特殊状态的叶绿素a可以转换光能为电能。
答案：B
17.光反应阶段，光能被吸收、传递和转换，最终以活跃的化学能的形式贮存在哪些化合物中（ ）
①ATP ②C6H12O6 ③NADPH ④NADP+
A.只有① B.只有② C.①和③ D.②和④
解析：随着光能转换成电能，NADP+得到两个电子和一个氢离子，并将一部分电能转变成活跃的化学能贮存在NADPH（还原型辅酶Ⅱ）中；与此同时，叶绿体利用光能转换成的另一部分电能，将ADP和Pi转化成ATP，这一部分电能则转换成活跃的化学能贮存在ATP中。
答案：C
18.施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，正确的是（ ）
A.促进植物对水吸收 B.提高了温室内CO2的浓度
C.提高了光照强度 D.矿质元素含量高
解析：在温室内施用农家肥，能提高光合作用的效率，其原因有二：一是提供了矿质元素，但其中矿质元素不一定含量高，用它与化肥比较显然含量要低得多；其二是含有有机物，农家肥中含有家畜的排泄物，以及未消化吸收的有机物，这些有机物被土壤中的分解者分解后，一方面将其中的矿质元素归为无机界，另一方面将其转化为CO2和H2O等，也归为无机界。
答案：B
19.大棚内栽培蔬菜、水果等，需适时补充CO2以提高植物光合作用产量，请提出几条补充CO2的途径。
答案：二氧化碳气体的产生涉及物理、化学、生物三门学科。
物理法：置干冰于大棚内。
化学法：可用NH4HCO3与稀H2SO4反应等过程产生。
生物法：可放一筐小动物或放很多正在萌发的种子等。
20.生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增加，主要限制因素是（ ）
A.呼吸作用和暗反应 B.光反应
C.暗反应 D.呼吸作用
解析：光合作用过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。光反应的进行必须在光下才能完成，并且在一定范围内随着光照强度的增加而增强。暗反应在有光、无光的条件下都可以进行。但是暗反应的进行必须由光反应为其不断提供ATP和NADPH。生长于较弱光照下的植物，由于它们的光反应较弱，通过光反应生成的NADPH和ATP较少，此时即使提高反应所需的CO2的浓度，暗反应由于缺少能量和还原剂的供应，暗反应也不会加强，光合作用的速率并未随之增加。所以说，限制光合作用速度增加的主要因素是光反应。
答案：B
21.在做植物实验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（ ）
A.红光灯 B.绿光灯 C.白炽灯 D.蓝光灯
解析：叶绿体中色素的功能是吸收可见的太阳光用于光合作用。其中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。这些色素对绿光的吸收很少，在绿光下植物光合作用的强度很低。故应选用绿光灯。
答案：B
22.将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。
（1）当CO2浓度突然降至极低水平时，发现植物叶片中的五碳化合物含量突然上升。这是因为_______________________________，缺少时，植物体内的五碳化合物不能__________。
解析：见第（2）小题解析
答案：与CO2结合生成三碳化合物，且三碳化合物还原后，又能形成五碳化合物
（2）如果在降低CO2浓度的同时，停止光照，则不出现上述五碳化合物上升现象。这是因为暗反应所必需的________供应不足，使________不能形成五碳化合物。
解析：光合作用是一个非常复杂的过程。总的说来，可以分为光反应和暗反应两个阶段。适宜的光照条件是光反应所必需的。在光反应阶段中，叶绿体利用吸收的光能，首先将水分解成氧和氢。其中的氧，以分子状态释放出去，其中的氢，是活泼的还原剂，是暗反应所必需的。在光反应阶段中，叶绿体还利用所吸收的光能，在酶的作用下，使ADP和磷酸结合，形成ATP，ATP也是暗反应所必需的。暗反应阶段不需要光，可以在黑暗中进行，但需要光反应阶段不断地为其提供NADPH和ATP。在暗反应阶段中，先进行二氧化碳的固定，即一个二氧化碳分子与一个五碳化合物分子结合，形成两个三碳化合物分子。三碳化合物在ATP和许多酶的作用下，被氢还原，然后经过一系列复杂的变化形成葡萄糖，另有一些则又形成五碳化合物。
通过以上对光合作用过程的分析可知，植物体内CO2浓度突然降至极低水平时，暗反应中CO2的固定由于缺乏原料而停止进行，也就不能形成三碳化合物。如果在降低CO2浓度的同时，停止光照，则光反应阶段停止，暗反应阶段所需的ATP和ANDPH不再生成，则三碳化合物不能被还原，并进一步形成葡萄糖和五碳化合物，所以此时五碳化合物不再上升。
答案：NADPH和ATP 三碳化合物
23.某科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是（ ）
A.二氧化碳→叶绿素→ADP
B.二氧化碳→叶绿体→ATP
C.二氧化碳→乙醇→糖类
D.二氧化碳→三碳化合物→糖类
解析：CO2是光合作用的原料，用于暗反应最终被还原成葡萄糖。暗反应分为两大阶段：CO2的固定和还原阶段。1分子CO2首先和1分子五碳化合物反应生成2分子三碳化合物（固定阶段），三碳化合物再利用光反应准备的两个条件：NADPH和ATP最终还原成葡萄糖。由此可见，14C转移的途径应是从CO2经三碳化合物最终到葡萄糖中。
答案：D
24.下图是利用小球藻进行光合作用的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量的比是（ ）
A.1∶2 B.8∶9
C.2∶1 D.9∶8
解析：通过对光合作用过程的分析可知，A、B均代表光反应所释放的氧气，氧气来源于参加反应的水，因为A物质的相对分子质量为32，B物质的相对分子质量为36，则两者的相对分子质量之比为8∶9。
答案：B
25.光合作用产生的有机物（C6H12O6），其中的碳来自反应物中的________，氧来自________，氢来自________；光合作用释放出的氧气来自反应物中的________。
解析：光合作用的原料只有二氧化碳和水，产生的氧气中的氧全部来自参加反应的水，所以其中的碳来自反应物中的二氧化碳，氧来自二氧化碳，氢来自水；光合作用释放出的氧气来自反应物中的水。
答案：二氧化碳 二氧化碳 水 水
26.剑桥大学的希尔将分离出来的叶绿体加到草酸高铁钾盐溶液中，经过光照以后放出氧气、同时草酸高铁被还原：
4Fe3+＋2H2O 4Fe2+＋4H+＋O2↑
请问，希尔实验的重要意义是什么？它是否就是光反应？
解析：叶绿体在光下分解水并放出氧气的反应被称为希尔反应。此过程中，在放氧的同时，氢也传递给一定的受体，并在叶绿体的基质中用于还原三碳化合物（磷酸甘油酸），这是暗反应的一部分。此过程虽然利用了光能，但是没有进行光合磷酸化（ADP与Pi结合形成ATP的过程）反应，无ATP生成。
答案：希尔反应不能说就是光反应。它主要是说明了光合作用的氧气的来源是水分子的分解。
27.对某种植物作如下处理：（甲）持续光照十分钟，（乙）光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟，若其他条件不变，则甲、乙两种情况下植物所制造的有机物的总量是（ ）
A.甲多于乙 B.甲少于乙
C.甲和乙相等 D.无法确定
解析：光反应的速度比暗反应的速度快，当光照时，光反应产生的[H]和ATP用于暗反应后还有剩余，进入黑暗时期还可以供给暗反应利用，因而此时还可进行暗反应，故植物在乙情况下比在甲情况下进行暗反应的时间长，制造的有机物多。
答案：B