课时作业(14) 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理（Word练习）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

课时作业(14)　捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 一、选择题 1．“草色青青柳色黄，桃花历乱李花香。”下列有关叙述错误的是(　　) A．上述现象是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果 B．桃花和李花花瓣中的色素分布在类囊体薄膜上 C．与绿叶相比，黄叶吸收蓝紫光和红光较少 D．提取光合色素时，加入二氧化硅的作用是使研磨充分 B　解析：植物的生长发育过程，根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，A正确；桃花和李花花瓣中的色素分布在液泡内，B错误；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，与绿叶相比，黄叶含有的叶绿素少，因此黄叶吸收蓝紫光和红光较少，C正确；提取光合色素时，加入二氧化硅的作用是使研磨充分，加入碳酸钙的作用是防止色素被破坏，D正确。 2．下列关于植物细胞中光合色素的说法，正确的是(　　) A．光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上 B．Mg是构成叶绿素所必需的微量元素 C．叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片呈绿色 D．用纸层析法分离色素时，含量多的色素在滤纸上扩散快 A　解析：Mg是构成叶绿素所必需的大量元素，B错误；叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色，C错误；用纸层析法分离色素时，在层析液中溶解度高的色素在滤纸上扩散快，D错误。 3．光合作用的发现是众多科学家不断努力的结果。1937年，英国科学家希尔首次获得了离体叶绿体悬浮液，将此悬浮液(含水，不含CO2)与黄色的高铁(Fe3＋)盐混合，照光后发现叶绿体有气泡放出，溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)。在遮光条件下，则没有气泡产生，也没有颜色变化。下列叙述错误的是(　　) A．实验过程中可以检测到糖类的生成 B．实验表明氧气是叶绿体在光照的条件下产生的 C．溶液颜色变化的原因是叶绿体在光照条件下生成的还原剂将Fe3＋还原为Fe2＋ D．与恩格尔曼的水绵实验相比，希尔的实验排除了细胞内其他结构的影响 A　解析：悬浮液中不含CO2，暗反应无法正常进行，糖类无法生成，A错误；实验现象是在照光后发现叶绿体有气泡放出、在遮光条件下没有气泡产生，说明氧气的产生一定要有光照，B正确；实验在光照条件下，溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)，说明光反应阶段的产物NADPH可以将Fe3＋还原为Fe2＋，C正确；希尔的实验将叶绿体离体，与细胞内其他结构分开，排除了其他结构在光合作用中可能造成的影响，D正确。 4．下列有关叶绿体和线粒体内部分代谢活动的叙述，正确的是(　　) A．叶绿体内：CO2→C3→(CH2O)，线粒体内：C6H12O6→C3→CO2 B．两种细胞器都与能量转化有关，都能产生ATP C.ATP和NADPH在叶绿体中随水的分解而产生，ATP和[H]在线粒体中随水的生成而产生 D．两种细胞器都具有较大的膜面积和相同的酶系统，有利于代谢高效地进行 B　解析：叶绿体中可发生CO2→C3→(CH2O)，在线粒体分解的底物是丙酮酸，不是葡萄糖，线粒体中不会发生C6H12O6→C3→CO2，A错误；ATP和NADPH在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中(有氧呼吸第三阶段)，水的生成过程中生成了ATP，但是没有[H](NADH)产生，C错误；线粒体和叶绿体都具有较大的膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行，但酶系统不同，D错误。 5．将正常生长的绿萝盆栽，由夏季中午炎热环境转移到温度适宜但光照强度相同的环境中培养，短时间内叶绿体会发生的变化是(　　) A．H2O在光下分解速率减弱 B．卡尔文循环减弱 C．ADP/ATP的值下降 D．C3/C5的值上升 D　解析：结合题意可知，光照强度不变，故H2O在光下分解速率不变，A错误；在夏季中午炎热环境中，由于温度过高，植物的气孔关闭，则转移到温度适宜但光照强度相同的环境中，进入细胞的二氧化碳增多，则卡尔文循环增强，B错误；虽然温度变化使酶的活性发生了改变，但是细胞内ATP和ADP的相互转化是时刻不停且动态平衡的，ADP/ATP的值几乎不变，C错误；进入细胞的二氧化碳增多，CO2＋C52C3的过程加快，短时间内C3/C5的值上升，D正确。 6．下图为某植物叶肉细胞光合作用示意图，图中①②③④表示相关物质。将该植物置于正常光照、温度、CO2浓度等条件适宜的环境中，下列相关分析正确的是(　　) A．被色素吸收的光能全部用于③合成ATP B．只有接受ATP和NADPH释放的能量，C3才可被NADPH还原 C．如果突然增加光照强度，则短时间内②含量减少，③的含量增加 D．如果突然增加光照强度，该植物叶肉细胞中C3减少，④含量减少 B　解析：光合作用过程中色素吸收的光能有两方面的用途，一方面参与水的光解和NADPH的形成，另一方面参与ATP合成，A错误；C3只有接受ATP和NADPH释放的能量才可被NADPH还原，B正确；如果突然增加光照强度，光反应增强，则短时间内合成NADPH和ATP增加，②NADP＋和③ADP＋Pi都减少，C错误；若突然增加光照强度，则该植物光反应增强，ATP和NADPH增加，还原更多的C3，所以C3减少，④C5增加，D错误。 7．科研人员做了一个实验：在无光条件下，将离体叶绿体的类囊体放在pH＝4的缓冲液甲中，待叶绿体基质和类囊体腔的pH均达到4时，再转移至pH＝8的缓冲液乙中，并向缓冲液乙中加入ADP和Pi，检测发现反应体系合成了大量的ATP。下列有关分析错误的是(　　) A．H＋以被动运输的方式从类囊体运输到缓冲液乙 B．H＋浓度差产生的势能驱动ADP和Pi结合生成ATP C．在叶绿体的类囊体上，ATP的合成不需要酶的参与 D．在无光条件下，离体叶绿体的类囊体也能合成ATP C　解析：类囊体腔的pH＝4时，缓冲液乙pH＝8，则类囊体腔的H＋浓度高于缓冲液乙中H＋浓度，所以H＋以被动运输的方式从类囊体运输到缓冲液乙，A正确；H＋从类囊体腔运输到缓冲液乙驱动了ADP和Pi合成了大量的ATP，B正确；在叶绿体的类囊体上，ATP的合成需要ATP合成酶的参与，C错误；在无光条件下，通过H＋浓度差的驱动，离体叶绿体的类囊体也能合成ATP，D正确。 8．叶黄素是一种存在于人眼视网膜上的类胡萝卜素，具有抗氧化活性和减少可见光损伤视网膜的功能。下列相关叙述正确的是(　　) A．叶黄素可减少光损伤视网膜与其主要吸收红光有关 B．绿色植物叶肉细胞中的叶黄素主要分布在液泡中 C．在层析液中，叶黄素的溶解度大于叶绿素的 D．秋季叶片变黄主要与叶片不能合成叶绿素有关 C　解析：叶黄素是一种类胡萝卜素，主要吸收可见光中的蓝紫光，A错误；绿色植物叶肉细胞中的叶黄素主要分布在类囊体薄膜上，B错误；叶黄素在滤纸条上的扩散速度比叶绿素快，说明叶黄素在层析液中的溶解度大于叶绿素，C正确；秋季叶片变黄主要与叶绿素的分解增多有关，D错误。 9．（不定项）研究者测定了某植物的普通品种(P0)与变异品种(P1)处于发育期时，果皮中叶绿素和类胡萝卜素的含量（单位：mg·g-1），结果如下表所示。下列相关叙述正确的是(　　) 品种 叶绿素a 叶绿素b 总叶绿素 类胡萝卜素 P0 0.117 0.058 0.175 1.019 P1 0.245 0.137 0.382 1.241 A.叶绿素、类胡萝卜素的组成元素不完全相同 B．叶绿素、类胡萝卜素对红光的吸收能力相同 C．据表可知，品种P1的果皮绿色程度更深些 D．据表可知，适宜光照条件下品种P1果皮的光合作用能力较强 ACD　解析：叶绿素含有镁，类胡萝卜素不含有镁，两者的组成元素不完全相同，A正确；叶绿素对红光的吸收能力强，类胡萝卜素几乎不吸收红光，B错误；品种P1总叶绿素含量占比为0.382÷(0.382＋1.241)≈23.5%，品种P0总叶绿素含量占比为0.175÷(0.175＋1.019)≈14.7%，品种P1叶绿素相对含量占比更大，则颜色更绿，C正确；品种P1的光合色素含量更多，则适宜光照条件下品种P1果皮的光合作用能力较强，D正确。 10．（不定项）我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工路线，流程如下图所示，下列相关分析正确的是(　　) A.①②过程与光反应的过程完全相同，③④过程与暗反应过程完全相同 B．该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储藏于有机物中 C．该过程与光合作用合成淀粉都是在常温常压下进行的较温和的反应 D．步骤①需要催化剂，②③④需要酶催化并消耗能量 BD　解析：分析题图，①②过程模拟暗反应中二氧化碳的固定，③④过程模拟暗反应中C3的还原，A错误；植物光合作用的本质是利用光能将无机物二氧化碳和水转化为有机物，同时将光能转化为有机物中的化学能，图示过程也将二氧化碳和水转化为淀粉，同时储存能量，二者的本质是相同的，B正确；由图可知，①过程是利用催化剂在一定条件下进行的化学反应，反应过程较剧烈，②③④是在酶的催化下完成的，反应较温和，C错误；分析图示可知，图中②③④需要在酶的催化下进行，由小分子聚合成大分子的反应，为吸能反应，需要消耗能量，D正确。 二、非选择题 11．(2024·河北沧州一模)下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化成热能释放。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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(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蛋白能够作为转运蛋白运输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，导致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。 12．(2023·山东日照模拟)植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物消耗和储存部位被称作“库”。研究发现，叶绿体中淀粉积累会导致类囊体膜结构被破坏，保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度。下图为光合产物合成及向“库”运输的过程示意图，下表为去果和留果对叶片光合指标影响的实验结果。 组别 净光合速率/ (μmol·m－2·s－1) 叶片蔗糖含量/ (mg·g－1 FW) 叶片淀粉含量/ (mg·g－1 FW) 留果(对照组) 5.39 30.14 60.61 去果(实验组) 2.48 34.20 69.32 (1)图中光反应产物A表示____________，叶肉细胞中催化磷酸丙糖合成的酶分布于____________。叶肉细胞中合成淀粉的葡萄糖来源于__________________________________。 (2)光合产物从“源”向“库”主要以________形式运输，若该过程受阻导致光反应速率下降，其直接原因是_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)去果处理使________(填“库”或“源”)变小，依据表中数据，从CO2供应的角度分析，去果处理使净光合速率下降的原因是_____________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)ATP、NADPH　叶绿体基质　(叶绿体中)磷酸丙糖合成和(细胞质基质中)蔗糖的水解 (2)蔗糖　蔗糖不能运输到库，使叶片淀粉含量升高，叶绿体中淀粉积累会导致类囊体膜结构被破坏，使光反应速率下降 (3)库　保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度，使CO2吸收减少，暗反应速率下降 解析：(1)图中光反应产物A用于暗反应过程，则光反应产物A为ATP和NADPH；据图分析，叶肉细胞中，磷酸丙糖是暗反应的产物，因此其合成酶分布于叶绿体基质。如题图所示，蔗糖分解可产生葡萄糖，磷酸丙糖也可转化成葡萄糖，提供葡萄糖给叶肉细胞合成淀粉。(2)植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物消耗和储存部位被称作“库”。叶片是“源”，由题图可知，从叶肉细胞输出的是蔗糖，所以光合产物从“源”向“库”主要以蔗糖形式运输。若此运输过程受阻，则蔗糖不能运输到“库”，在叶肉细胞中积累过多，导致叶绿体中淀粉积累，进而会导致类囊体膜结构被破坏，使光反应速率下降。(3)果实是储藏器官，属于“库”，表格数据显示实验组叶片淀粉含量高于对照组，保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度，使得CO2供应减少，抑制暗反应的进行，进而导致光合速率降低，使得净光合速率下降。 学科网（北京）股份有限公司 $$