课时作业(12) 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】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（人教版不定项版）

课时作业（12）　捕获光能的色素和结构及,光合作用的原理 一、选择题 1．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．用幼嫩的菠菜叶实验效果更好 B．可用蒸馏水提取叶片中的色素 C．用无水乙醇分离滤液中的色素 D．加入二氧化硅(石英砂)有利于研磨充分 D　解析：绿叶中色素的提取和分离实验中，应选择富含色素且新鲜的植物叶片，即选用成熟的菠菜叶，A错误；光合色素不溶于水，但溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇、丙酮等提取叶片中的色素，B错误；用无水乙醇提取叶片中的色素，用层析液分离滤液中的色素，C错误；加入二氧化硅(石英砂)有利于研磨充分，D正确。 2．如图所示，图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是(　　) A．图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大 B．图乙所示的结构来自图甲中的③ C．③中含有4种色素，其中叶绿素b含量最多 D．④中含有与光合作用有关的色素，有利于光合作用的进行 B　解析：图甲中生物膜的面积主要靠类囊体堆叠形成基粒而增大，A错误；图乙所示的结构为类囊体薄膜，来自图甲中的③，B正确；③中含有4种色素，其中叶绿素a含量最多，C错误；与光合作用有关的色素分布在③中，D错误。 3．1937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：题述悬浮液中不含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悬浮液有气泡放出，在遮光条件下没有气泡产生，说明氧气是叶绿体在光照的条件下产生的，B正确；实验中，在光照条件下，溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)，说明叶绿体在光照条件下生成的还原剂将Fe3＋还原为Fe2＋，C正确；与恩格尔曼的水绵实验相比，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．(2025·河南郑州模拟)研究人员从菠菜中分离出叶绿体的类囊体，并将其和CETCH循环(一种人工固定CO2的方法体系)一起包裹在类似膜泡的小液滴中，成功研制出了半天然半合成的人造叶绿体，其技术途径如图所示。下列说法错误的是(　　) A．光照越强，CETCH循环的速率就越快 B．可使用差速离心法从菠菜叶肉细胞中分离出叶绿体 C．人造叶绿体的研制体现了结构与功能相适应的原理 D．若上述技术得到广泛应用，则在一定程度上有助于抵消碳排放的影响 A　解析：由题图可知，CETCH循环需要消耗来自光反应的NADPH和ATP，因此在一定光照强度范围内，光照越强，CETCH循环的速率越快，若超过了光饱和点，CETCH循环的速率可能不再随光照的增强而加快，A错误；分离细胞器的方法是差速离心法，，故可使用差速离心法从菠菜叶肉细胞中分离出叶绿体，B正确；根据叶绿体结构特点研制的人造叶绿体可进行光合作用，体现了结构与功能相适应的原理，C正确；CETCH循环能将CO2转化为有机物，在一定程度上可抵消碳排放的影响，D正确。 5．(不定项)某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，4组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的相关分析，正确的是(　　) A．①可能是由于未加CaCO3而得到的实验结果 B．②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果 C．③可能是由于未加SiO2而得到的实验结果 D．①可能是滤液细线触及层析液而得到的实验结果 ABC　解析：①中叶绿素含量明显低于正常值，可能是由于未加CaCO3，部分叶绿素被破坏，A正确；光合色素不溶于水，但能溶于有机溶剂，②中没有色素带，可能是由于用水取代了无水乙醇，B正确；③中所有色素带都偏窄，可能是由于未加SiO2，研磨不充分，提取色素较少，C正确；若是滤液细线触及层析液而得到的实验结果，①中类胡萝卜素不会高于对照组第④组，①中类胡萝卜素含量多可能使用的叶片是发黄的叶片或者不是新鲜的叶片，D错误。 6．(不定项)(2025·河北张家口模拟)如图是某植物细胞进行光合作用的过程，下列有关叙述错误的是(　　) A.光合作用产物 Ⅱ 中的O部分来自水 B．物质 Ⅰ 在暗反应中可充当还原剂，但不能供能 C．若外界中物质 Ⅲ 浓度适当升高，物质 Ⅰ 的含量会暂时降低 D．给植物提供HO，一段时间后放射性会出现在O2中 ABD　解析：光合作用产物 Ⅱ 为光反应阶段水光解产生的氧气，其中的O全部来自水，A错误；物质 Ⅰ 为NADPH，可以在暗反应中充当还原剂，也能为暗反应供能，B错误；若外界中物质 Ⅲ (CO2)浓度升高，C3合成增多，C3转化成有机物时会消耗更多的物质 Ⅰ (NADPH)，而光反应强度暂时不变，因此物质 Ⅰ 的含量会暂时下降，C正确；18O属于稳定同位素，18O2不具有放射性，D错误。 二、非选择题 7．(2025·安徽合肥期中)图1为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图，其中①～④表示相关生理过程；图2表示该植物在最适温度、不同光照强度下净光合速率(用CO2吸收速率表示)的变化，净光合速率是指总光合速率与呼吸速率之差。分析图示，回答下列问题： (1)图1中过程②属于有氧呼吸的第________阶段，过程③发生的场所是________________。 (2)图2中B点时叶肉细胞的总光合作用速率______(填“>”“＝”或“<”)其呼吸作用速率。B点对应的条件下，该植物能完成图1中的生理过程有________(填序号)。 (3)当光照强度突然增大，在其他条件不变的情况下，叶肉细胞中C3含量短时间内会________(填“增加”“不变”或“减少”)。当光照强度为C点对应的值时，限制光合速率不再增加的环境因素主要是________________________________________。 (4)如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4 h，B点对应的条件下6 h，接着放置在C点对应的条件下14 h，则在这24 h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为________mg。 答案：(1)一、二　叶绿体类囊体薄膜 (2)>　①②③④ (3)减少　CO2浓度 (4)260 解析：(1)图1中①表示光合作用的暗反应阶段，②表示有氧呼吸的第一和第二阶段，③表示光合作用的光反应阶段，④表示有氧呼吸的第三阶段。③光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。(2)B点表示该植物的光补偿点，对于该植物来说光合速率和呼吸速率相等，净光合作用为0，但对于叶肉细胞来说，光合速率>呼吸速率。B点对应的条件下，有氧呼吸和光合作用都能进行，即①②③④阶段都能进行。(3)当光照强度突然增大，光反应增强，在其他条件不变的情况下，C3还原为糖类和C5加快，而CO2的固定不变，即C5消耗不变，叶肉细胞中C3含量短时间内会减少。该植物是在最适温度下，C点已达到光饱和点，因此限制光合作用的因素主要是CO2浓度。(4)A点光照强度为0，植物只进行呼吸作用，呼吸速率为5 mg·h－1·cm－2，B点表示光补偿点，光合速率和呼吸速率相等，净光合作用为0，C点时，净光合作用为20 mg·h－1·cm－2。如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4小时，B点对应的条件下6小时，接着放置在C点对应的条件下14小时，这24 h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为14×20＋6×0－4×5＝260 mg。 8．(2025·广东汕尾模拟)为探索杜鹃花属植物叶片对光环境变化的适应及响应机制，科技工作者选用植物甲、乙(均为杜鹃花属)，在长期遮阴培养后将其暴露于全光照下一段时间，并进行相关检测，结果如下表所示： 下图为杜鹃花叶片叶绿体部分结构及相关反应示意图，其中PS Ⅰ (光系统 Ⅰ )和PS Ⅱ (光系统 Ⅱ )均为蛋白质复合体，是叶绿体进行光吸收的功能单位。 请回答下列问题： (1)据上图分析，PS Ⅰ 与PS Ⅱ 分布在____________(填结构名称)上，将其上色素用纸层析法进行分离，利用的原理是____________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)由上表可知，植物________(填“甲”或“乙”)对全光照的适应能力更强，判断依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)PS Ⅱ 吸收光能的分配有三个去路：PS Ⅱ 光化学反应所利用的能量a、PS Ⅱ 调节性热耗散等形式的能量耗散b和非调节性的能量耗散c。c值较大表明PS Ⅱ 光化学反应没有发挥作用，c值过大将对PS Ⅱ 产生结构破坏。科研人员拟从光能分配角度再次验证第(2)小题的结论，请以长期遮阴处理的植物甲、乙为实验材料，设计实验并书写实验思路(检测方法不做要求)。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：(1)类囊体薄膜　不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同 (2)乙　与植物甲相比，植物乙在全光照下，最大光合电子传递效率、光饱和点较遮阴下均有明显升高，PS Ⅱ 最大光能转化效率降低的幅度也较小 (3)选取长期遮阴处理的植物甲、乙，分别测定遮阴条件及全光照条件下植物甲、乙PS Ⅱ 吸收光能的分配去向并进行比较。 解析：(1)由图分析可知，PS Ⅱ 中的光合色素吸收光能后，一方面将水分解为氧气和H＋，同时产生的电子经传递，可用于NADP＋和H＋结合形成NADPH；另一方面，在ATP合成酶的作用下，H＋浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi反应形成ATP。PS Ⅰ 与PS Ⅱ 均作用于光反应过程，发生在叶绿体的类囊体薄膜上；不同光合色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢，据此可利用层析液将不同色素进行分离。(2)分析表中数据可知，与植物甲相比，植物乙在全光照下，最大光合电子传递效率、光饱和点较遮阴下均有明显升高，PS Ⅱ 最大光能转化效率降低的幅度也较小，说明植物乙对全光照的适应能力更强。(3)本题主要通过探究PS Ⅱ 吸收光能的分配去向，验证对光照适应能力越强的植物，PS Ⅱ 光能转化效率也越大，实验材料选取长期遮阴处理的植物甲和乙，分别测定遮阴条件及全光照条件下植物甲、乙PS Ⅱ 吸收光能的分配去向并进行比较。 学科网（北京）股份有限公司 $$