课下巩固精练卷(13) 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理(Word练习)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 不定项版）

[课下巩固精练卷(十三)]__捕获光能的色素和结构及光合作用的原理 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点 较易题 中档题 较难题 捕获光能的色素 1、2 9 － 叶绿体的结构和功能 － 8、9 10 光合作用的原理 3、4 5、6、7、9 11 (非选择题) 一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.为探究月季紫红叶片中的色素种类和性质，某实验小组使用不同的试剂作为层析液对该叶片色素提取物进行分离，结果如图。以下分析错误的是(　　) A.甲组的实验结果说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大 B.光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的分离 C.分析甲、乙组实验结果可排除紫红色素属于类胡萝卜素的可能性 D.分析丙组实验结果可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素 解析：选B。甲组色素分离效果较好，各种色素区别较明显，说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大，A正确。光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的提取，B错误。甲组胡萝卜素明显分离开来，同时紫红色素存在于滤液细线的位置；乙组实验结果也表现为紫红色素处于滤液细线位置，而此时的胡萝卜素却没有分离开来，两组实验结果说明紫红色素不属于类胡萝卜素，C正确。丙组实验的层析液为水，此时紫红色素分离开来，说明该色素为水溶性色素，因此，可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素，D正确。 2.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　) A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D.叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 解析：选A。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A错误；通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值，以光的波长为横坐标，吸收光能的百分比为纵坐标，可以绘制叶绿素的吸收光谱，B正确；光合作用速率可用CO2的吸收速率来表示，以光的波长为横坐标，以CO2的吸收速率为纵坐标，绘图可得到光合作用的作用光谱，C正确；叶绿素可吸收红光和蓝紫光，640～660 nm波长的光为红光，叶片在该波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。 3.(2023·山西大同模拟)卡尔文为了探明暗反应中碳原子的转移途径，给植物提供14CO2，当反应进行至第5 s时，14C出现在一种C5和一种C6中；当缩短时间到0.5 s时，14C出现在一种C3中。下列相关叙述错误的是(　　) A.用14C标记CO2的目的是追踪CO2中的碳原子 B.卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径 C.若适当延长反应时间，则会检测到更多种含14C的化合物 D.该实验研究暗反应，因此应该在黑暗环境中进行该实验 解析：选D。该实验中用14C标记CO2的目的是追踪CO2中的碳原子，便于根据放射性检测碳原子的转移途径，A正确；卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径，在不同的时间点检测，能探明碳元素的转移途径，B正确；若适当延长反应时间，则14C会转移到更多的中间产物中，C正确；该实验研究暗反应，但暗反应的进行需要光反应提供NADPH和ATP，因此该实验要在光照条件下进行，D错误。 4.1937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 解析：选A。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。 5.(2023·辽宁鞍山模拟)Rubisco普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中，它是光呼吸(细胞在有光、高O2、低CO2情况下发生的生化反应)中不可缺少的加氧酶，也是卡尔文循环中固定CO2最关键的羧化酶。Rubisco的具体作用过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A.据图可推测，玉米、大豆叶片中消耗O2的场所有叶绿体基质和线粒体内膜 B.在夏季天气晴朗的中午，大豆叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会下降 C.在CO2/O2的值高时，RuBP与CO2结合发生反应进而形成糖类 D.在CO2/O2的值低时，光呼吸可消耗NADPH以免NADPH对叶绿体造成损伤 解析：选B。玉米、大豆叶片中通过有氧呼吸消耗O2的场所是线粒体内膜，通过光呼吸消耗O2的场所在叶绿体基质，A正确；在夏季天气晴朗的中午，往往会发生气孔关闭，从而使CO2通过气孔量减少，由题意知细胞在有光、高O2、低CO2情况下光呼吸强度升高，B错误；由卡尔文循环推知RuBP为五碳化合物，在CO2/O2的值高时，Rubisco能以五碳化合物(RuBP)为底物，使其结合CO2发生羧化，进而形成糖类，C正确；由图可知，在CO2/O2的值低时，RuBP结合O2发生光呼吸，光呼吸会消耗多余的ATP、NADPH，同时产生CO2作为暗反应的原料，以免NADPH对叶绿体造成损伤，D正确。 6.光合作用的卡尔文循环可分为羧化、还原和再生3个阶段，如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A.RuBP是一种五碳化合物 B.图中羧化表示CO2的固定过程 C.CO2浓度突然降低，PGA/RuBP的值减小 D.卡尔文循环的3个阶段均直接受光反应影响 解析：选D。在羧化阶段，RuBP与CO2结合，而光合作用过程中CO2与五碳化合物结合生成三碳化合物，故RuBP为一种五碳化合物，A正确；在羧化阶段，RuBP与CO2结合，表示CO2的固定过程，B正确；当CO2浓度突然降低时，CO2的固定过程受阻，RuBP的量会增加，PGA的量会减少，故PGA/RuBP的值减小，C正确；光反应产生NADPH和ATP应用于暗反应，即卡尔文循环中的还原和再生2个阶段直接受光反应的影响，而羧化不直接受光反应的影响，D错误。 7.如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是(　　) A.图中物质甲转变成乙一定需要消耗光反应提供的ATP B.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件一定是降低了光照强度 C.Ⅱ阶段物质甲上升一定是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累 D.若改变的环境条件是降低CO2浓度，则Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段的低 解析：选D。由图可知，在Ⅰ阶段适宜的条件下，物质乙的相对浓度约为物质甲的两倍，因此图中物质甲为C5，物质乙是C3，C5转变成C3的过程为CO2的固定，该过程不需要消耗光反应提供的ATP，A错误；图中Ⅱ阶段若降低CO2的浓度，CO2的固定减少，C3的合成降低，去路暂时不变，导致C3含量下降，C5含量上升，也符合图中曲线，B错误；叶绿体中NADPH和ATP的积累会导致C3的还原受阻，C5的合成减少，进而导致C5的含量降低，C错误；若降低CO2浓度，则光饱和点也将降低，Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段的低，D正确。 8.(2024·福建南平模拟)叶绿素是由谷氨酸分子经过一系列酶的催化作用，在光照条件下合成的。叶绿素a的分子结构如图所示，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列分析错误的是(　　) A.叶绿素a分子与催化其合成的酶共有的元素是C、H、O、N B.叶绿素a分子的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物 C.尾部对于叶绿素a分子在类囊体膜上的固定起重要作用 D.叶片变黄一定是光照不足导致叶绿素合成减少造成的 解析：选D。酶的化学本质是蛋白质或RNA，其化学元素组成都含有C、H、O、N，由图可知，叶绿素a分子也含有C、H、O、N元素，A正确；由图可知，叶绿素a分子中含有Mg，Mg属于无机盐，B正确；叶绿素a分子的尾部具有亲脂性，而生物膜的基本骨架由磷脂双分子层构成，故叶绿素a分子的尾部有利于固定在类囊体膜上，C正确；叶片变黄不一定是叶绿素合成减少造成的，也有可能是温度下降，胡萝卜素合成增加导致的，还有可能是叶绿素降解加快或叶黄素等类胡萝卜素合成增加等原因造成的，D错误。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有一个或多个选项符合题目要求。 9.已知植物合成叶绿素和Rubisco(暗反应中催化CO2固定的关键酶)都需要消耗氮元素。某植物突变体中叶绿素含量仅为野生型的49%，研究人员探究了不同氮肥水平对该植物野生型和突变体叶片中Rubisco含量的影响，结果如图所示。下列说法错误的是(　　) A.相比野生型，突变体更倾向于将氮元素用于合成Rubisco B.本实验的自变量是不同氮肥水平，因变量是类囊体薄膜上Rubisco的含量 C.对野生型和突变型光合色素分别提取与分离，滤纸条上色素带的宽度与位置存在差异 D.Rubisco在植物细胞内仅起催化作用，能利用ATP与NADPH提供的能量将CO2固定为C3 解析：选BCD。由图可知，在不同的氮肥水平下，突变体的Rubisco含量均高于野生型，A正确；本实验的自变量是不同氮肥水平和植物种类，因变量是叶绿体基质中Rubisco的含量，B错误；色素带的宽度与色素含量有关，对野生型和突变型光合色素分别提取与分离后，滤纸条上仅色素带的宽度存在差异，色素带的位置不存在差异，C错误；Rubisco催化C5固定CO2不需要利用ATP和NADPH提供的能量，D错误。 10.在适宜条件下对黄瓜施以不同氮含量的肥料，测定不同生育期叶片中叶绿素含量，结果如表所示。由数据可知，下列推测或叙述正确的是(　　) 氮含量/(kg·hm－2) 叶绿素含量/(mg·g－1) 苗期 开花坐果期 盛果期 末果期 100 3.38 7.30 9.52 7.12 180 3.38 7.53 11.37 7.88 360 3.48 8.06 12.31 8.34 540 3.54 7.23 11.48 9.62 A.叶片中叶绿素含量常用来表征作物的生长状况 B.叶绿素含量随着生育期的推进呈现先增加后减少的趋势 C.肥料中氮含量越高，越有利于黄瓜叶片中叶绿素的形成 D.盛果期叶绿素含量较高可能与有机物在果实中积累有关 解析：选ABD。叶片中叶绿素含量与光合作用有关，叶片中叶绿素含量是反映作物生长的重要指标，A正确；由表中数据可知，叶绿素含量随着发育期的推进呈现先增加后减少的趋势，B正确；由表格数据可知，在一定范围内，随着肥料中氮含量的增加，叶片中叶绿素的含量增加，但当氮含量超过一定浓度后，叶绿素的含量反而减少，并不能说肥料中氮含量越高，越有利于黄瓜叶片中叶绿素的形成，C错误；盛果期叶绿素含量较高，光合作用合成的有机物较多，这可能与有机物在果实中积累有关，D正确。 三、非选择题：本题共1小题，共15分。 11.(15分)图1是番茄叶肉细胞的光合作用过程示意图，磷酸丙糖转运器的活性受光的调节，适宜光照条件下，其活性较高。实验小组将长势相同的番茄幼苗分成若干组，分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜)，暗处理1 h，再光照1 h，测其干重变化，得到图2所示的结果。回答下列有关问题： (1)光合色素在层析液中溶解度最低的是__________________。(1分) (2)番茄叶肉细胞中能够发生在叶肉细胞生物膜上的气体交换是________(填选项)。(2分) A.O2的产生 B.CO2的产生 C.O2的消耗 D.CO2的消耗 (3)由图1分析可知，C3被还原为磷酸丙糖后，下一步利用的去向是____________________________________。通常情况下，Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1∶1反向交换方式进行转运。当环境条件由适宜光照转为较强光照时，短时间内磷酸丙糖的转运速率会__________(填“升高”或“降低”)，更有利于__________(填“淀粉”或“蔗糖”)的合成。(7分) (4)由图2可知，在适宜光照条件下，若该幼苗处于32 ℃时，叶绿体产生的O2去向是__________。通常在高温条件下，植物光合作用强度会降低，这主要受到植物气孔限制作用和非气孔限制作用的影响。植物非气孔限制作用是指植物叶片温度不断升高，导致________________________，最终使叶片的光合作用能力减弱。(5分) 解析：(1)纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，其中光合色素在层析液中溶解度最低的是叶绿素b。(2)番茄叶肉细胞中能够发生在叶肉细胞生物膜上的气体交换是发生在叶绿体类囊体薄膜上O2的产生以及线粒体内膜上O2的消耗，故选AC。(3)由图1可知，C3被还原为磷酸丙糖后，磷酸丙糖的去向有三处：转化为C5；合成淀粉；运出叶绿体，在细胞质基质合成蔗糖。因为磷酸丙糖转运器的活性受光的调节，适宜光照条件下，其活性较高，当环境条件由适宜光照转为较强光照时，短时间内磷酸丙糖的转运速率会降低；由于叶绿体内磷酸丙糖的积累使其浓度升高，从而促进淀粉合成；另外由细胞质基质转入叶绿体的Pi减少，促进磷酸丙糖向产生Pi和淀粉的方向进行，更有利于淀粉的合成。(4)32 ℃时，暗处理1 h后的重量变化是－4 mg，说明呼吸速率是4 mg·h－1，光照1 h后与暗处理前的变化是0 mg，说明此条件下光合速率是8 mg·h－1，光合速率与呼吸速率的数量关系为光合速率是呼吸速率的2倍，则此时叶绿体产生的O2去向包括被线粒体内膜利用和释放到外界；温度影响酶的活性，植物非气孔限制作用是指植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性降低，最终使叶片的光合作用能力减弱。 答案：(1)叶绿素b　(2)AC　(3)转化为C5或合成淀粉和蔗糖　降低　淀粉　(4)被线粒体内膜利用和释放到外界　相关酶的活性降低 学科网（北京）股份有限公司 $$