课时微练9 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理(Word练习)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中生物学高考一轮总复习（多选版）

课时微练(九)　捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 1.(2024·烟台模拟)铁氰化钾试剂不能透过叶绿体膜;研究人员将涨破的叶绿体置于不含CO2的铁氰化钾溶液中,在光下释放氧气,同时黄色的铁氰化钾因被还原而褪色。下列叙述错误的是(　　) A.用盐酸处理叶绿体膜后,铁氰化钾可进入叶绿体 B.该实验说明水的光解和糖的合成相关联 C.该实验模拟了光反应的物质变化过程 D.推测黄色铁氰化钾褪色是NADPH的作用 解析　盐酸是强酸,会破坏叶绿体的膜,使铁氰化钾进入叶绿体,A项正确;该实验只说明水的光解,没有体现糖的合成,无法判断他们之间的联系,B项错误;该实验模拟了光反应的物质变化过程,产生还原性氢还原黄色的铁氰化钾,C项正确;黄色的铁氰化钾因被还原而褪色,NADPH具有还原作用,推测黄色铁氰化钾褪色是NADPH的作用,D项正确。 答案　B 2.如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图,下列有关叙述不正确的是 (　　) A.①和②均为选择透过性膜 B.③上分布着与光反应有关的色素和酶,这些色素对绿光吸收最少 C.③上所含色素均含Mg2+,故缺Mg2+时这些色素都无法合成 D.在③上形成的产物NADPH和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量 解析　①和②分别为叶绿体的外膜和内膜,膜结构均具有选择透过性,A项正确;③为类囊体,其上分布着与光反应有关的色素和酶,这些色素对绿光吸收最少,所以叶片一般为绿色,B项正确;叶绿素中含Mg2+,胡萝卜素、叶黄素中不含Mg2+,C项错误;在类囊体上形成的产物NADPH和ATP进入④(叶绿体基质)中为暗反应提供物质和能量,D项正确。 答案　C 3.为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力,科学家在黑暗条件下进行了如下实验,下列有关分析正确的是 (　　) A.黑暗的目的是与光照作对照 B.pH=4的缓冲溶液模拟的是叶绿体基质的环境 C.ADP和Pi形成ATP后进入类囊体腔内 D.类囊体膜两侧的pH差是叶绿体形成ATP的动力 解析　黑暗处理的目的是避免光照对ATP的合成产生干扰,A项错误;pH=4的缓冲溶液模拟的是叶绿体类囊体内部的环境,B项错误;ADP与Pi在类囊体薄膜上形成ATP,ATP形成后进入叶绿体基质,C项错误;分析实验结果可知,转移类囊体至pH=8的缓冲溶液中立即加入ADP和Pi有ATP产生,而平衡之后加入ADP和Pi无ATP产生,说明叶绿体中ATP形成的动力来自类囊体膜两侧的pH差,D项正确。 答案　D 4.如图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。下列有关说法正确的是(　　) A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上 B.利用纸层析法分离色素时,用到了无水乙醇或体积分数为75%乙醇+无水碳酸钠 C.③是叶绿素a,位于从上至下第三个条带,且条带最宽 D.叶片呈现绿色是因为①②③完全不吸收绿光 解析　题图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱,其中①为类胡萝卜素,②为叶绿素b,③为叶绿素a,它们分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A项错误;利用纸层析法分离色素时,用的是层析液,提取色素时可用无水乙醇或体积分数为95%乙醇+无水碳酸钠,B项错误;③是叶绿素a,叶绿素a位于从上至下第三个条带,且条带最宽(含量最多),C项正确;叶片呈现绿色是因为②(叶绿素b)、③(叶绿素a)吸收绿光很少,绿光被反射出来,而不是完全不吸收绿光,D项错误。 答案　C 5.如图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中a~g为物质,①~⑥为反应过程)。下列叙述错误的是(　　) A.图中e物质为还原型辅酶Ⅱ B.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解 C.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c中 D.在g物质供应充足时,突然停止光照,C3的含量将迅速下降 解析　题图中e物质为还原型辅酶Ⅱ,即NADPH,A项正确;题图中①表示水分的吸收,③表示水的光解,B项正确;题图中a物质为光合色素,主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c(ATP)中,C项正确;在CO2供应充足时,突然停止光照,光反应产生的ATP和NADPH减少,C3的消耗量减少,而生成量不变,故短时间内,C3的含量将迅速上升,D项错误。 答案　D 6.(2024·江西三校联考)某植物的光合作用在条件1中达到稳定后,突然改变影响光合作用的某种环境因素使其处于条件2中,测得其叶绿体内C3和C5相对含量的变化趋势如图所示。下列有关分析正确的是(　　) A.条件1→条件2可能是突然降低了光照强度 B.在光合作用过程中,物质a转变成物质b需要消耗NADPH和 ATP C.当暗反应速率在条件2中达到稳定后,b的分子数依然大于a的分子数 D.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体中b的量/a的量的值减小 解析　根据暗反应的特点,可判断a为C5,b为C3,根据两种物质的含量变化可推知改变的条件不可能是突然降低了光照强度,A项错误;在光合作用过程中,物质a转变成物质b的过程为CO2的固定,不需要消耗NADPH和ATP,B项错误;分析可知,当暗反应速率在条件2中达到稳定后,b的分子数依然大于a的,C项正确;突然将红光改变为绿光,叶绿体吸收的光能减少,生成的ATP和NADPH减少,C3的还原速率降低,会暂时引起叶绿体中b的量/a的量的值增大,D项错误。 答案　C 二、选择题:本题共2小题,在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求 7.如图为某植物细胞内某生物膜上发生的生理过程,实线代表H+的运输路径,虚线代表电子的传递路径。请据图分析,下列说法正确的是(　　) A.该生物膜为叶绿体的类囊体薄膜,B侧为叶绿体基质 B.膜A侧的pH低于B侧 C.复合物Ⅱ运输H+和ATP合成酶运输H+的方式分别为协助扩散和主动运输 D.若图中的O2用18O标记,一段时间后在CO2中能检测到18O 解析　由题图可知,该生物膜B侧可以发生H++O2→H2O的反应,且同时有ATP的生成,故应为有氧呼吸的第三阶段,B侧为线粒体基质,A项错误;由题图可知,H+从A侧运往B侧需要ATP合成酶的协助,且不需要消耗ATP,属于协助扩散,据此可以推测为顺浓度梯度运输,则膜A侧的H+高,其pH低于B侧,B项正确;H+的浓度A侧>B侧,则复合物Ⅱ运输H+从B侧到A侧属于逆浓度梯度运输,为主动运输,ATP合成酶运输H+的方式为协助扩散,C项错误;若图中的O2用18O标记,则会在H2O中检测到18O,该O参与呼吸作用第二阶段,一段时间后在CO2中能检测到18O,D项正确。 答案　BD 8.植物进行光合作用时,CO2与C5结合后被RuBP羧化酶(Rubisco)催化生成1分子不稳定的C6化合物,并立即分解为2分子C3化合物。Rubisco在催化反应前必须被激活,CO2可与Rubisco的活性中心结合使其与Mg2+结合而被活化,光照时叶绿体基质中的H+和Mg2+浓度升高也可提升Rubisco的活性。下列分析错误的是(　　) A.CO2既是Rubisco的底物,又是活性调节物,低浓度CO2可使C5含量减少 B.增强光照时,叶绿体基质中Rubisco对C5的亲和力增强,C3合成速率加快 C.激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程需光反应提供ATP和NADPH D.对正常进行光合作用的植物停止光照后,C3的消耗速率将会降低,生成速率将增加 解析　CO2与C5结合后能被RuBP羧化酶催化,而且CO2可与Rubisco的活性中心结合使其与Mg2+结合而被活化,故CO2既是Rubisco的底物,又是活性调节物;低浓度CO2会使二氧化碳固定速率减慢,消耗的C5减少,而C3还原生成C5的速率不变,故C5含量会增多,A项错误。增强光照时叶绿体基质中的H+和Mg2+浓度升高使Rubisco的活性增强,进而对CO2与C5结合后的催化效率更高,生成C6化合物更快,C3合成速率加快,B项正确。激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程不需光反应提供ATP和NADPH,NADPH、ATP用于暗反应阶段的C3的还原过程,C项错误。对正常进行光合作用的植物停止光照后,光反应停止,无NADPH、ATP生成,暗反应速率降低,C3的消耗速率将会降低,生成速率短时间内不变,D项错误。 答案　ACD 三、非选择题 9.图1所示为马齿苋紧密排列的叶肉细胞和维管束鞘细胞,维管束鞘细胞的叶绿体中不含基粒。马齿苋叶肉细胞的叶绿体中,PEP可利用低浓度的 CO2,在酶的催化下将CO2连接到PEP上,形成四碳酸(C4),这种固定 CO2的方式称为C4途径,C4从叶肉细胞转运到维管束鞘细胞的叶绿体中,分解释放出的CO2参与正常的C3途径,如图 2所示。回答下列问题: 图1 图2 (1)马齿苋叶肉细胞中的叶绿素分布在__________上,马齿苋光合作用暗反应的场所是_______________________________________________,维管束鞘细胞不能进行光反应的原因是__________。 (2)马齿苋光反应合成的ATP可被__________(填“叶肉细胞”或“维管束鞘细胞”)中的叶绿体用于C3的还原。若从马齿苋叶肉细胞中提取叶绿体,置于正常光照环境中,发现NADPH的含量在短时间内上升,产生该变化趋势的原因是_______________________________________________。 (3)某农业大棚中同时种植了苋菜(C4植物)与菠菜(C3植物),由于工作人员工作失误,未及时通风,导致大棚中 CO2浓度降低,__________(填“苋菜”或“菠菜”)的生长受影响更大,判断的理由是_______________________________________________。 (4)科学家推测 C4植物叶肉细胞不能合成淀粉是由于缺少三羧酸酶系。为探究上述猜想,实验小组的同学提取了马齿苋叶肉细胞的叶绿体基质,均分为两等份后,向其中一份中加入一定量的一定浓度的 NADPH、ATP溶液,另一份中加入_______________________________________________。通入一定量CO2,一段时间后,加入__________,观察溶液颜色变化。 解析　(1)马齿苋叶肉细胞中的叶绿素分布在叶绿体类囊体薄膜(或基粒)上,马齿苋光合作用暗反应的场所是叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体,维管束鞘细胞不能进行光反应的原因是维管束鞘细胞的叶绿体中不含基粒。(2)光反应合成的ATP可被维管束鞘细胞中的叶绿体用于C3的还原。若从马齿苋叶肉细胞中提取叶绿体,置于正常光照环境中,发现NADPH的含量在短时间内上升,产生该变化趋势的原因是马齿苋叶肉细胞中叶绿体在有光时,可进行光反应产生NADPH,而与暗反应有关的酶主要位于维管束鞘细胞的叶绿体中,叶肉细胞叶绿体中不进行C3的还原,不消耗NADPH,故短时间内叶肉细胞中NADPH的含量会上升。(3)未及时通风导致大棚中CO2浓度降低,菠菜的生长受影响更大,判断的理由是当CO2浓度下降后,苋菜中的PEP可利用低浓度CO2进行光合作用,低浓度CO2条件下菠菜光合作用受抑制,故其生长受影响更大。(4)科学家推测C4植物叶肉细胞不能合成淀粉是由于缺少三羧酸酶系,为探究上述猜想,实验小组的同学提取了马齿苋叶肉细胞的叶绿体基质,均分为两等份后,向其中一份中加入一定量的一定浓度的NADPH、ATP溶液,另一份中加入等量一定浓度的NADPH、ATP和三羧酸酶系。通入一定量CO2,一段时间后,加入碘液观察溶液是否变蓝。 答案　(1)叶绿体类囊体薄膜(或基粒)　叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体　维管束鞘细胞的叶绿体中不含基粒　(2)维管束鞘细胞　马齿苋叶肉细胞中的叶绿体在有光时,可进行光反应产生NADPH,而与暗反应有关的酶主要分布在维管束鞘细胞的叶绿体中,叶肉细胞叶绿体中不进行C3的还原,不消耗NADPH,故短时间内叶肉细胞中NADPH的含量会上升　(3)菠菜　当CO2浓度降低后,苋菜中的PEP可利用低浓度CO2进行光合作用,低浓度CO2条件下菠菜光合作用受抑制,其生长受影响更大　(4)等量一定浓度的NADPH、ATP和三羧酸酶系　碘液 10.(科学探究)甲醛是家装的主要污染物,对动植物细胞均有毒害作用。科研人员为提高室内观赏植物天竺葵吸收甲醛的能力,将酵母菌的DAS蛋白基因和DAK蛋白基因导入天竺葵的叶绿体中,转基因后甲醛同化途径如图所示。请回答下列问题: (1)图中物质①是__________。 (2)转基因天竺葵同化甲醛的两条途径:①甲醛→__________→淀粉;②甲醛→__________→淀粉。 (3)据图分析,DAS基因和DAK基因转化成功会对光合作用__________过程产生直接影响。 (4)为了进一步测定转基因天竺葵同化甲醛的能力,研究人员取生长良好、株龄和长势一致的天竺葵,置于含相同浓度甲醛的玻璃容器中胁迫处理24 h,同时以未放入天竺葵的空容器和容器外的天竺葵为对照,测定容器内的甲醛浓度和叶片的气孔导度,结果如图所示。 ①实验结果表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵__________,其主要原因是__________基因成功表达,增加了甲醛的同化途径。 ②转基因天竺葵在18:00至次日8:00时段内吸收甲醛的能力明显降低,结合甲醛转化途径,分析其原因可能是_______________________________________________。 ③实验结果表明天竺葵在有甲醛环境中气孔导度会发生明显变化,其意义是_______________________________________________。 解析　(1)题图中物质①是参与暗反应三碳化合物(C3)还原过程的产物,则①是ADP、Pi、NADP+,可被光反应重新利用。(4)①由容器内剩余甲醛浓度曲线图可知,随着时间的延长,放置天竺葵的容器内甲醛浓度均下降,放置转基因天竺葵的容器内甲醛浓度下降得更明显,表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵的更强。结合题干信息分析可知,转基因天竺葵的叶绿体中导入了酵母菌的DAS基因和DAK基因,两种基因成功表达可使转基因天竺葵的叶绿体中存在DAS酶和DAK酶,增加了甲醛的同化途径。②在当日18:00至次日8:00时段内,天竺葵光合作用弱,产生的5⁃磷酸木酮糖少,转基因天竺葵吸收甲醛的能力明显降低。③结合曲线图分析可知,甲醛浓度较高时,天竺葵气孔导度较低,这样可以减少空气中甲醛进入植物体内,避免甲醛对植物细胞的伤害。 答案　(1)ADP、Pi、NADP+　(2)3⁃磷酸甘油醛　二羟丙酮→磷酸二羟丙酮　(3)暗反应　(4)①强　DAS基因和DAK　②此时段天竺葵光合作用弱,产生的5⁃磷酸木酮糖少　③减少甲醛的吸收,降低甲醛对植物细胞的毒害 学科网（北京）股份有限公司 $$