2025届高考生物一轮总复习《捕获光能的色素和结构及光合作用过程 》练习卷

捕获光能的色素和结构及光合作用过程 一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。 1．1941年，鲁宾和卡门为了研究光合作用产生的氧气是否来自水，设计了如图甲的装置，得到了图乙所示的氧气中18O百分比的三个实验结果。下列叙述正确的是(　　) A．该实验的自变量为18O标记的反应物类型 B．该装置加 NaHCO3溶液的目的是保持溶液pH的稳定 C．实验中阀门1必须打开用于收集试管中产生的气体，阀门2要保持关闭 D．科学家可根据在水与氧气中18O的百分比的一致性得出“氧气来自水”的结论 2．自然条件下植物所处的光环境非常复杂，其中强光和弱光都是植物经常遭遇的环境光照强度。将黄瓜盆栽苗分为3个组处理：T1组为持续5 h强光，然后持续5 h弱光；T2组是强光和弱光每3 min更替1次，总时间为10 h；T3为完全弱光处理10 h。处理结束后测量了幼苗干重、叶绿素含量及叶绿素a/b的值等指标，结果如图所示。有关分析正确的是(　　) A．T2组较T1组幼苗干重偏低是由于光照强度减弱所致 B．T2组处理后导致了叶绿素a含量降低较叶绿素b更加明显 C．T3组叶绿素含量增加但幼苗干重下降与CO2供应不足有关 D．光照能量相同时，稳定光照比更替频繁光照更有利于幼苗的生长 3．(2023·广东茂名模拟)为研究光照与黑暗交替处理对花生叶片叶绿体中的ATP和ADP含量变化的影响。某研究小组测定的实验结果如下图所示。结合图中结果分析，下列叙述错误的是(　　) A．光照0～5 min，叶肉细胞中发生了ADP与ATP之间的相互转化 B．光照5～20 mim，叶绿体中的ATP含量基本稳定，说明ATP与ADP转化逐渐停止 C．黑暗20～30 min，暗反应继续进行导致叶绿体中ATP和ADP的含量呈相反变化 D．光暗交替处理30 min，光暗条件对叶绿体中ADP与ATP转化过程的影响较大 4．在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果应依次为(　　) 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④ 5．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是(　　) A．提取色素时加入SiO2的目的是防止研磨中色素被破坏 B．画滤液细线时要等上一次滤液线干燥后再进行画线 C．研磨时一次性加入足量无水乙醇的提取效果最好 D．分离色素时，滤液细线浸入层析液中会导致色素带变浅 6．(2023·湖南永州二模)中国科学院天津工业生物技术研究所研究员采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。该途径使用了从自然界动物、植物、微生物等31种不同物种分离出来的62种生物酶催化剂。下列叙述错误的是(　　) A．构成淀粉的元素只有C、H、O三种 B．该技术使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能 C．该技术能高效地合成淀粉，主要原因是科学家设计合成了全新的更加高效的酶 D．该技术的机制可能包括利用催化剂将二氧化碳通过一系列的化学反应转化为六碳化合物，再将六碳化合物连接成淀粉 7．某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：μg·g-1)，结果如表。下列有关叙述正确的是(　　) 植株类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素 野生型 1 235 519 419 4.19 突变体1 512 75 370 1.59 突变体2 115 20 379 0.36 A．两种突变体的出现增加了物种多样性 B．突变体2比突变体1吸收红光的能力更强 C．两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致 D．叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色 8．下图为叶绿体结构与功能示意图，字母表示叶绿体的结构(A为膜结构)，数字表示有关物质。下列叙述不正确的是(　　) A．参与光合作用的色素位于图中的A部分 B．③进入叶绿体后，通过固定形成⑤物质 C．若突然停止光照，B中④的含量会升高 D．用18O标记①，可在②中检测到较高放射性 9．(2024·广东佛山一模)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。在光呼吸中，可以明显地减弱光合作用，降低作物产量，没有ATP或NADPH的生成，是一个消耗能量的过程。光呼吸是植物在长期进化过程中，为了适应环境变化、提高抗逆性而形成的一条代谢途径，具有重要的生理意义。下列说法错误的是(　　) A．光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中 B．正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低 C．光呼吸会消耗有机物，适当抑制光呼吸可以增加作物产量 D．光合作用的产物淀粉和蔗糖都可以进入筛管，通过韧皮部运输到植株各处 10．用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的C3浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质 B．若a点时突然停止供应CO2，则叶肉细胞中C5浓度将会上升，C3浓度将会下降 C．ab段含放射性的C3浓度不变的原因是消耗殆尽 D．b点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶绿体基粒不能继续产生NADPH和ATP 11．蓝细菌在光合作用中以H2O作为供氢体，而光合细菌则以H2S作为供氢体进行光合作用。下列叙述错误的是(　　) A．二者的光合色素均分布在类囊体的薄膜上 B．二者的拟核中均含有一个环状的DNA分子 C．二者均在核糖体上合成光合作用所需的酶 D．蓝细菌进行光合作用产生O2，但光合细菌不产生O2 12.下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜 B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节 二、非选择题 13．(2023·广东惠州模拟)为了适应高温干旱的环境，有些植物的气孔在夜间开放，白天关闭，以一种特殊的方式固定CO2使光合作用效率最大化。下图为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图，请据图回答下列问题： (1)干燥条件下，菠萝叶肉细胞白天能产生CO2的具体部位是___________________________________________________________________。 (2)如上图所示，PEP、OAA、RuBP、PGA、C为菠萝叶肉细胞内的部分代谢物质，能固定CO2的有________________，推测进入线粒体的C可能是________。 (3)请结合图中CO2的变化途径分析，在长期干旱条件下该植物仍能在白天正常进行光合作用的机制是________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)若将一株菠萝置于密闭装置内进行遮光处理，用CO2传感器测定装置中CO2的变化速率，并以此作为测定该植物的呼吸速率的指标，这种做法是否合理，______。原因是______________________________________________________ ___________________________________________________________________。 14．图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题： (1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。 (2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。 实验项目 叶绿体类型 叶绿体A：双层膜结构完整 叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤 叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂 叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段 实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量(相对值) 100 167.0 425.1 281.3 实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量(相对值) 100 106.7 471.1 109.6 注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。 据此分析： ①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于____________________，从而提高光反应速率。 ③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释：_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 捕获光能的色素和结构及光合作用过程 一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。 1．1941年，鲁宾和卡门为了研究光合作用产生的氧气是否来自水，设计了如图甲的装置，得到了图乙所示的氧气中18O百分比的三个实验结果。下列叙述正确的是(　　) A．该实验的自变量为18O标记的反应物类型 B．该装置加 NaHCO3溶液的目的是保持溶液pH的稳定 C．实验中阀门1必须打开用于收集试管中产生的气体，阀门2要保持关闭 D．科学家可根据在水与氧气中18O的百分比的一致性得出“氧气来自水”的结论 C　 2．自然条件下植物所处的光环境非常复杂，其中强光和弱光都是植物经常遭遇的环境光照强度。将黄瓜盆栽苗分为3个组处理：T1组为持续5 h强光，然后持续5 h弱光；T2组是强光和弱光每3 min更替1次，总时间为10 h；T3为完全弱光处理10 h。处理结束后测量了幼苗干重、叶绿素含量及叶绿素a/b的值等指标，结果如图所示。有关分析正确的是(　　) A．T2组较T1组幼苗干重偏低是由于光照强度减弱所致 B．T2组处理后导致了叶绿素a含量降低较叶绿素b更加明显 C．T3组叶绿素含量增加但幼苗干重下降与CO2供应不足有关 D．光照能量相同时，稳定光照比更替频繁光照更有利于幼苗的生长 D　 3．(2023·广东茂名模拟)为研究光照与黑暗交替处理对花生叶片叶绿体中的ATP和ADP含量变化的影响。某研究小组测定的实验结果如下图所示。结合图中结果分析，下列叙述错误的是(　　) A．光照0～5 min，叶肉细胞中发生了ADP与ATP之间的相互转化 B．光照5～20 mim，叶绿体中的ATP含量基本稳定，说明ATP与ADP转化逐渐停止 C．黑暗20～30 min，暗反应继续进行导致叶绿体中ATP和ADP的含量呈相反变化 D．光暗交替处理30 min，光暗条件对叶绿体中ADP与ATP转化过程的影响较大 B 4．在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果应依次为(　　) 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④ B 5．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是(　　) A．提取色素时加入SiO2的目的是防止研磨中色素被破坏 B．画滤液细线时要等上一次滤液线干燥后再进行画线 C．研磨时一次性加入足量无水乙醇的提取效果最好 D．分离色素时，滤液细线浸入层析液中会导致色素带变浅 B　 6．(2023·湖南永州二模)中国科学院天津工业生物技术研究所研究员采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。该途径使用了从自然界动物、植物、微生物等31种不同物种分离出来的62种生物酶催化剂。下列叙述错误的是(　　) A．构成淀粉的元素只有C、H、O三种 B．该技术使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能 C．该技术能高效地合成淀粉，主要原因是科学家设计合成了全新的更加高效的酶 D．该技术的机制可能包括利用催化剂将二氧化碳通过一系列的化学反应转化为六碳化合物，再将六碳化合物连接成淀粉 C　 7．某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：μg·g-1)，结果如表。下列有关叙述正确的是(　　) 植株类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素 野生型 1 235 519 419 4.19 突变体1 512 75 370 1.59 突变体2 115 20 379 0.36 A．两种突变体的出现增加了物种多样性 B．突变体2比突变体1吸收红光的能力更强 C．两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致 D．叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色 D　 8．下图为叶绿体结构与功能示意图，字母表示叶绿体的结构(A为膜结构)，数字表示有关物质。下列叙述不正确的是(　　) A．参与光合作用的色素位于图中的A部分 B．③进入叶绿体后，通过固定形成⑤物质 C．若突然停止光照，B中④的含量会升高 D．用18O标记①，可在②中检测到较高放射性 B　 9．(2024·广东佛山一模)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。在光呼吸中，可以明显地减弱光合作用，降低作物产量，没有ATP或NADPH的生成，是一个消耗能量的过程。光呼吸是植物在长期进化过程中，为了适应环境变化、提高抗逆性而形成的一条代谢途径，具有重要的生理意义。下列说法错误的是(　　) A．光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中 B．正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低 C．光呼吸会消耗有机物，适当抑制光呼吸可以增加作物产量 D．光合作用的产物淀粉和蔗糖都可以进入筛管，通过韧皮部运输到植株各处 D　 10．用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的C3浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质 B．若a点时突然停止供应CO2，则叶肉细胞中C5浓度将会上升，C3浓度将会下降 C．ab段含放射性的C3浓度不变的原因是消耗殆尽 D．b点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶绿体基粒不能继续产生NADPH和ATP C　 11．蓝细菌在光合作用中以H2O作为供氢体，而光合细菌则以H2S作为供氢体进行光合作用。下列叙述错误的是(　　) A．二者的光合色素均分布在类囊体的薄膜上 B．二者的拟核中均含有一个环状的DNA分子 C．二者均在核糖体上合成光合作用所需的酶 D．蓝细菌进行光合作用产生O2，但光合细菌不产生O2 A　 12.下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜 B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节 A 二、非选择题 13．(2023·广东惠州模拟)为了适应高温干旱的环境，有些植物的气孔在夜间开放，白天关闭，以一种特殊的方式固定CO2使光合作用效率最大化。下图为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图，请据图回答下列问题： (1)干燥条件下，菠萝叶肉细胞白天能产生CO2的具体部位是___________________________________________________________________。 (2)如上图所示，PEP、OAA、RuBP、PGA、C为菠萝叶肉细胞内的部分代谢物质，能固定CO2的有________________，推测进入线粒体的C可能是________。 (3)请结合图中CO2的变化途径分析，在长期干旱条件下该植物仍能在白天正常进行光合作用的机制是________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)若将一株菠萝置于密闭装置内进行遮光处理，用CO2传感器测定装置中CO2的变化速率，并以此作为测定该植物的呼吸速率的指标，这种做法是否合理，______。原因是______________________________________________________ ___________________________________________________________________。 答案：(1)细胞质基质、线粒体基质　(2)PEP、RuBP　丙酮酸　(3)夜晚吸收的CO2经过一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭时，一方面苹果酸从液泡运出并通过分解提供CO2；另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保证光合作用的正常进行　(4)不合理　菠萝在遮光条件下进行呼吸作用产生CO2的同时也吸收CO2用于合成苹果酸。所以容器内CO2的变化速率不能作为测定该植物呼吸速率的指标 14．图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题： (1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。 (2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。 实验项目 叶绿体类型 叶绿体A：双层膜结构完整 叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤 叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂 叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段 实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量(相对值) 100 167.0 425.1 281.3 实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量(相对值) 100 106.7 471.1 109.6 注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。 据此分析： ①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于____________________，从而提高光反应速率。 ③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释：_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 答案：(1)类囊体　NADPH　减慢　(2)①Fecy　实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异 ②类囊体上的色素吸收光能　③ATP的合成依赖于氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合成酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低 学科网（北京）股份有限公司 $$