第3章 第14讲 捕获光能的色素与光合作用的原理(Word练习)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 单选）

一、选择题 1．下列关于叶绿体的叙述，正确的是(　　) A．叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积 B．叶绿体基质中NADP＋能形成NADPH C．类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光 D．类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原 解析　叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜，而是类囊体薄膜，A错误；NADP＋形成NADPH的场所是类囊体薄膜，B错误；类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C正确；催化CO2的固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中，D错误 。 答案　C 2．(2024·广州调研)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　　) A．叶绿体中的色素的合成都需要Mg2＋和光照 B．H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生在叶绿体基质中 C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的 解析　只有叶绿素的合成才需要Mg2＋和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。 答案　D 3．(2024·华师一附中期中)如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是(　　) A．实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致色素条带颜色变深 B．实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好 C．色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会缩短四条色素带间的距离 D．与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄 解析　实验研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸钙(保护叶绿素)过少，都会导致色素条带颜色变浅，A错误；实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上，导致实验失败，B错误；色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会使色素溶解在层析液中，看不到四条色素带，C错误。 答案　D 4．(2025·江苏模拟)羽衣甘蓝因其耐寒性和叶色丰富多变的特点，成为冬季重要的观叶植物。将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析正确的是(　　) A．色素4在层析液中的溶解度最大 B．用发黄叶片色素1、2可能缺失 C．缺Mg会影响色素1和2的含量 D．色素5可能存在于植物的液泡中 解析　根据层析的结果，色素1距离起点最远，说明其在层析液中的溶解度最大，A错误；根据在层析液中的层析结果说明色素1、2、3、4依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，发黄叶片缺乏叶绿素，色素3、4可能缺失，B错误；1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，因此它们依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b；镁只参与构成叶绿素，故缺Mg会影响色素3和4的含量，C错误；根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，D正确。 答案　D 5．不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。如图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占利用光能百分比增加，叶绿素a/叶绿素b的值会降低。下列叙述错误的是(　　) A．可以使用无水乙醇提取绿叶中的色素 B．①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光 C．②表示叶绿素a，遮光条件下部分叶绿素a转化成叶绿素b D．③表示叶绿素a，强光条件下部分叶绿素b转化成叶绿素a 解析　色素属于有机物，易溶于有机溶剂无水乙醇中，可以使用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；根据吸收光谱，①只吸收蓝紫光，属于类胡萝卜素，B正确；根据吸收光谱，曲线③表示叶绿素a，②表示叶绿素b，遮光条件下部分叶绿素a转化成叶绿素b，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，强光条件下部分叶绿素b转化成叶绿素a，C错误，D正确。 答案　C 6．(2025·郴州模拟)光合作用原理的探究历程包含了许多科学家的努力，下列相关说法错误的是(　　) A．恩格尔曼以需氧细菌和水绵为材料进行实验。证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 B．鲁宾和卡门通过检测产生O2的相对质量，证明光合作用释放的O2中O来自水 C．希尔和阿尔农发现，ATP和NADPH的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上 D．卡尔文采用14C标记CO2，供小球藻利用，探明了暗反应从C5到C3再到C5的循环过程 解析　恩格尔曼的实验通过观察需氧细菌在水绵表面的分布，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，A正确；鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，用18O分别标记两组实验中的H2O和CO2，证明光合作用产生的O2中的O全部来自H2O，B正确；希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可释放O2，说明离体叶绿体在适当条件下能进行水的光解，阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随，但是不能证明植物光合作用可以合成ATP，因而发现ATP和NADPH的形成发生在光反应过程中，场所为叶绿体类囊体的薄膜上，C正确；卡尔文采用14C标记CO2，供小球藻利用，探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的，即从CO2→C3→有机物，D错误。 答案　D 7．如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。下列叙述错误的是(　　) 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18O 解析　参与光合作用的色素位于图中的A叶绿体的类囊体薄膜上，A正确；③CO2进入叶绿体后，通过固定形成④C3，⑤(CH2O)的形成还需要经过C3的还原，B错误；若突然停止光照，光反应合成的NADPH与ATP减少，参与还原反应的C3减少，B叶绿体基质中④C3的含量会升高，C正确；O2中的O来源于H2O，用18O标记①H2O，可在②O2中检测到18O，D正确。 答案　B 8．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既不需要催化剂也不需要消耗能量 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；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；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；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。 答案　B 9．(2025·滨州模拟)在番茄幼苗叶片上喷施不同浓度的海藻糖(一种非还原性二糖)溶液，探究其在高温环境下(40 ℃处理9天)对植物光合作用的影响，观测并统计叶绿素含量，如表所示。下列叙述正确的是(　　) 含量 海藻糖浓度 0(CK) 0.5%(T0.5) 1.0%(T1.0) 1.5%(T1.5) 叶绿素a 0.78 0.82 1.02* 1.01* 叶绿素b 0.35 0.38 0.36 0.35 注：*表示数据在统计学水平上存在显著差异。 A．可用斐林试剂鉴定海藻糖，产生砖红色沉淀 B．叶绿素a与叶绿素b是重要的光合色素，分布于叶绿体双层膜上 C．T1.0和T1.5处理组显著提高了番茄幼苗各光合色素的含量 D．番茄幼苗在高温逆境下通过利用海藻糖提高了光合作用的能力 解析　海藻糖是一种非还原性二糖，不可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，A错误；叶绿体中的光合色素分布于类囊体薄膜上，B错误；光合色素包括叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素，由表格数据可知，T1.0和T1.5处理组的叶绿素a含量有显著提高，但叶绿素b含量无显著差异，类胡萝卜素含量未测定，C错误；高温环境下，喷施1.0%和1.5%的海藻糖，叶绿素a的含量显著增多，光合作用能力得到提高，D正确。 答案　D 二、非选择题 10．(2024·淄博期末)科学家对光合作用的研究经历了漫长的探索过程： (1)1937年，英国植物学家希尔发现，将叶绿体分离后置于含有一定浓度蔗糖的溶液中，制备成叶绿体悬浮液。若向其中加入适当的“电子受体”如铁盐或其他氧化剂，给予叶绿体一定强度的光照，在没有CO2时就能放出O2，同时电子受体被还原。请回答相关问题： ①希尔反应模拟了叶绿体光合作用中________阶段的部分变化，还原后的电子受体相当于光合作用中的________。 ②希尔反应说明水的光解与糖的合成不是同一个过程，一般情况下，减少CO2供应，绿色植物的光反应速率也会降低，原因是___________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)海洋中的真核藻类，习惯上依颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深。自然状态下，它们都能通过光合作用制造有机物。回答下列问题： ①绿藻叶绿体中的光合色素可对光能进行捕获，吸收的光能主要有两方面用途：一是____________________，二是______________________。 ②CO2是光合作用的原料之一，红藻正常生长过程中，其光合作用固定的CO2来自________________________________(回答2点即可)。 (3)在研究不同光质与光合作用的关系时，恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在M____________光区域(填光的类型)。某同学对好氧细菌聚集在M光区域有如下两种解释：①好氧细菌趋氧引起的；②好氧细菌趋M光区域引起的。请你补充实验排除解释②，要求简要写出实验思路和预期结果。 实验思路：_________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 预期结果：_______________________________________________________________。 解析　(1)①希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化；电子受体由氧化态变为还原态的NADPH，即还原后的电子受体相当于光合作用中的NADPH。②光反应和暗反应彼此制约，若停止CO2供应，暗反应无法进行，不能为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，故减少CO2供应，绿色植物的光反应速率也会降低。(2)①绿藻叶绿体中的光合色素可对光能进行捕获，吸收的光能主要有两方面用途：一是将水分解为O2和NADPH，二是促成ADP和Pi合成ATP。②CO2是光合作用的原料之一，红藻正常生长过程中，其光合作用固定的CO2来自海水环境中的CO2、细胞呼吸释放的CO2。(3)水绵主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，所以恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在M红光和蓝紫光区域；要验证好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域不是好氧细菌趋红光和蓝紫光引起的，可设置如下实验：实验思路：把载有死水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，之后用透过三棱镜的光(M光/红光和蓝紫光)照射临时装片，一段时间后观察装片中好氧细菌分布情况。预测结果：好氧细菌均匀地分布在水绵体表面上。 答案　(1)①光反应　NADPH　②停止CO2供应，暗反应无法进行，不能为光反应提供ADP、Pi和NADP＋ (2)①将水分解为O2和NADPH　促成ADP和Pi合成ATP　②海水环境中的CO2、细胞呼吸释放的CO2 (3)红光和蓝紫　把载有死水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，之后用透过三棱镜的光(M光/红光和蓝紫光)照射临时装片，一段时间后观察装片中好氧细菌分布情况　好氧细菌均匀地分布在死水绵周围 11．(2025·八省联考内蒙古卷)为提高温室反季种植番茄的产量，探究相同光照强度下不同红光与蓝光的比例及光周期(24 h中光/暗时长比例)对光合作用等生理过程的影响，结果如图。回答下列问题： 图1 图2 (1)光合色素吸收、传递光能，在类囊体薄膜上经过一系列转化和电子传递，将能量储存在________、________中。这两种物质在________(填场所)中发挥作用。 (2)实验发现1∶0.8组的光合速率最高，结合图1结果和色素对光的吸收光谱，分析可能的原因是________________________和___________________________________________。 (3)在类囊体薄膜上，光合色素需要与相关蛋白质组成捕光色素蛋白复合体来行使功能。结合图2分析，在适宜的光周期下，细胞中感受光周期的光敏色素吸收________光后，将信号传入________增加________基因的表达，提高叶绿体对光的捕获能力。 (4)在北方某地，冬季日照时长约为10 h。利用上述实验结果，给出对温室种植番茄进行补光增产的关键措施：_________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 解析　(1)光合色素吸收、传递光能，在类囊体薄膜上经过一系列转化和电子传递，即光反应的过程，将能量储存在ATP和NADPH中，这两种物质在暗反应过程中还原C3，该反应发生在叶绿体基质。 (2)由图1可知，各光质比例下，叶绿素相差较大，但类胡萝卜素相差不大，且在红光与蓝光比例为1∶0.8条件下，叶绿素含量最高，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，所以该条件下光合速率最高。 (3)光敏色素主要吸收红光和远红光，在该光质条件下，光敏色素吸收红光，由图2可知，在适宜的光周期下，叶绿素含量显著提升，说明光敏色素吸收红光后，将信号传入细胞核，增加调控叶绿素合成的基因的表达，提高叶绿素含量，从而提高叶绿体对光的捕获能力。 (4)由图2可知，光照在8～12 h时，叶绿素含量相对较低，此时可通过调整光质红光与蓝光比例为1∶0.8，以提升叶绿素含量，从而提高光合速率，达到增产的目的。 答案　(1)ATP　NADPH　叶绿体基质 (2)1∶0.8条件下，叶绿素含量最高　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 (3)红　细胞核　调控叶绿素合成 (4)调整光质红光与蓝光比例为1∶0.8，以提升叶绿素含量，从而提高光合速率，达到增产的目的 学科网（北京）股份有限公司 $$