第3单元 第5课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理（课时作业）-【优化探究】2027年高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

该高中生物学高考复习课件聚焦光合作用专题，依据高考评价体系梳理了色素提取分离、光暗反应过程、影响因素等核心考点，通过广东各地模拟题分析，明确色素带分析、过程图解解读等高频考查方向，归纳实验探究、曲线分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于真题训练与素养融合，如以色素分离实验题为例，用结构与功能观（生命观念）解析胡萝卜素扩散速率与含量关系，通过卡尔文循环探究题培养科学思维，针对滤液细线触及层析液等易错点提供答题技巧，助力学生掌握得分关键，为教师高效复习教学提供实用指导。

课时 巩固提高 1 1.(2026·广东湛江模拟)龟背竹叶形奇特，绿色浓且富有光泽，观赏性好， 且可以净化室内空气，是一种理想的室内植物。兴趣小组对龟背竹叶中 的色素进行提取和分离。下列叙述正确的是(　　) A.连续降温使龟背竹叶片变黄的原因是光合色素遇冷全部分解 B.可以用体积分数为95%的乙醇分离龟背竹叶片中的光合色素 C.分离色素时滤纸条上橙黄色色素带宽度小，但扩散速度最快 D.若滤液细线触及层析液，则滤纸条上还能看到两条色素带 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C 2 解析：连续降温使龟背竹叶片变黄的原因是叶绿素遇冷分解，类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)较稳定，未被全部分解，因此叶片呈现类胡萝卜素的黄色，A错误；不同光合色素在层析液中的溶解度不同，因此可用层析液分离叶片中的光合色素，B错误；橙黄色色素带为胡萝卜素，其溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快，但因含量较少，色素带宽度最小，C正确；若滤纸条上的滤液细线触及层析液，则滤液细线上的色素将溶解在层析液中，不能分离得到色素带，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 2.(2026·广东东莞模拟)如图甲是绿叶 中色素的吸收光谱图，图乙表示绿叶 中色素分离的结果。下列叙述不正确 的是(　　) A.图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3 B.图甲中①主要吸收蓝紫光 C.图乙中的条带4在层析液中的溶解度最大 D.秋天植物叶片变黄主要是因为图甲中的②③被分解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C 4 解析：分析图甲，①表示类胡萝卜素， 主要吸收蓝紫光，②表示叶绿素b， ③表示叶绿素a，分析图乙，条带1是 胡萝卜素，条带2是叶黄素，条带3是 叶绿素a，条带4是叶绿素b，图甲中 ②和③分别对应图乙中条带4和条带3，A正确；图甲 中①为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，不吸收红光， B正确；图乙中的条带1扩散距离最远，溶解度最大， C错误；②表示叶绿素b，③表示叶绿素a，秋天植物 叶片变黄是因为叶绿素b和叶绿素a被分解，叶黄素和 胡萝卜素成为主要成分，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 3.下列关于光合作用探究历程中几位科学家研究方法及结论的叙述，正 确的是(　　) A.希尔利用离体叶绿体的实验探明了光合作用中氧气的来源 B.鲁宾和卡门采用放射性同位素标记法证明氧气中的氧全部来自水 C.阿尔农发现叶绿体在光照下可合成ATP，该过程与CO2的固定相伴随 D.卡尔文向小球藻提供14CO2，光照一段时间后，14C3先于14C5出现 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D 6 解析：希尔利用离体叶绿体在无CO2条件下进行实验，证明水的光解可以产生氧气，但未明确氧气中的氧全部来自水(鲁宾和卡门实验才最终确定)，A错误；鲁宾和卡门使用同位素标记法(O和C18O2)研究光合作用中氧气的来源，但18O是稳定同位素，而非放射性同位素，B错误；阿尔农发现叶绿体在光照下合成ATP，该过程总是与水的光解相伴随，C错误；卡尔文实验中，14CO2首先与C5结合生成C3(CO2的固定)，因此14C会先出现在C3中，随后在C5再生时才会出现，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 4.如图为某绿色植物光合作用的过程简图， 其中①②表示相关过程，A、B、C、D表 示光合作用中的某些物质。下列说法不正 确的是(　　) A.光合作用的产物只有淀粉 B.物质A表示氧气，物质B表示二氧化碳 C.物质C是光反应为暗反应提供的ATP和NADPH D.①过程表示光反应，场所在叶绿体的类囊体薄膜上 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 8 解析：光合作用的产物除了淀粉等糖类外， 还有氧气等，A错误；①表示光反应阶段， 完成水的光解产生氧气(A)，②表示暗反应 阶段，B表示二氧化碳，B正确；①光反应 阶段产生的ATP和NADPH(C)用于②暗反应阶段中三碳化合物的还原，C正确；①表示光反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9 5.(2026·广东东莞模拟)科研人员利用“间 隙光”(光照20秒、黑暗20秒交替进行)处理 叶肉细胞一段时间，检测叶肉细胞O2释放速 率和CO2吸收速率，部分实验结果如图所示。 下列叙述错误的是(　　) A.在AB段，产生O2的部位是类囊体薄膜 B.在CD段，光合作用强度等于呼吸作用强度 C.在DE段，暗反应仍能利用ATP、NADPH D.在EF段，叶绿体能利用CO2参与暗反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B 10 解析：在AB段有光照，植物进行光合作用 光反应产生O2，光反应的场所是类囊体薄 膜，A正确；在CD段，O2释放速率大于0， 即净光合速率大于0，说明光合作用强度大 于呼吸作用强度，B错误；在DE段，虽然 处于黑暗状态，但光反应产生的ATP、 NADPH在黑暗中还能维持一段时间的暗 反应，C正确；在EF段，CO2吸收速率下降但仍大于0，故此时叶绿体能利用CO2参与暗反应，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6.(2026·广东汕头模拟)某同学将从菠菜叶中分离得到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液自然光照射后产生了糖。下列相关叙述错误 的是(　　) A.可用差速离心法将叶肉细胞中的叶绿体与其他细胞器分离 B.若将缓冲液置于密闭环境中，一段时间后糖类生成量会减少 C.将叶绿体的内膜和外膜破坏后，其他条件不变，一段时间后不能产生糖 D.若改用绿光照射该缓冲液，短时间内C3含量会增加 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C 12 解析：差速离心法通过不同离心速度分离细胞器，A正确；密闭环境中CO2供应逐渐不足，导致C3还原减少，糖类生成量减少，B正确；破坏叶绿体内膜和外膜后，若类囊体膜完整，光反应仍可进行，基质中的酶释放到缓冲液中仍能催化暗反应，糖类仍可生成，C错误；绿叶中的色素对绿光吸收少，光反应减弱，ATP和NADPH减少，短时间内C3因还原受阻而积累，含量增加，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 7.CAM植物白天气孔关闭，夜晚打开， 以适应干旱环境。如图表示其部分 代谢途径，相关叙述不正确的是(　　) A.卡尔文循环的场所是叶绿体类囊体薄膜 B.白天气孔关闭可减少水分散失 C.催化过程①和过程②所需的酶不同 D.夜晚气孔开放以便储存更多CO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 14 解析：据题图可知，卡尔文循环即光合作用的暗反应阶段，CAM植物进行暗反应的场所是叶绿体基质，A错误；CAM植物白天关闭气孔，能减少水分散失以适应干旱环境，B正确；过程①是将CO2转化为C4，②是CO2固定，酶具有专一性，因此催化过程①和过程②所需的酶不同，C正确；在夜晚气孔开放可吸收CO2，合成苹果酸储存在液泡中，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 8.(2026·广东广州模拟)在光合作用 的光反应中，叶绿素吸收的光能会 被转化成电子进行传递。电子从光 系统Ⅱ(PSⅡ)转移到光系统Ⅰ(PSⅠ)，最 终生成NADPH。除此之外，PSⅡ还 负责光合生物中H2O的光依赖性氧 化，同时释放O2和质子(H＋)，质子可以推动ATP合成，过程如图所示。 下列相关叙述错误的是(　　) A.PSⅡ具有吸收利用光能，并进行电子传递的作用 B.破坏PSⅡ会影响光反应中O2的释放和ATP的合成 C.若降低B侧的H＋浓度，则有利于光反应过程中产生ATP D.通过光合电子传递链，光能可转化到NADPH和ATP中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C 16 解析：据图可知，类囊体薄膜上的 PSⅡ具有吸收利用光能，并进行电 子传递的作用，A正确；由题意可 知，PSⅡ负责光合作用过程中H2O的 光解，同时释放O2和质子(H＋)，质 子可以推动ATP合成，因此破坏PSⅡ会影响光反应过程中O2的释放和ATP的合成，B正确；降低B侧的H＋浓度会减小类囊体膜两侧H＋浓度差，不利于H＋顺浓度运输到膜外，不利于ATP的合成，C错误；叶绿素接受光的照射后被激发，在PSⅡ发生H2O的光解，释放势能高的e－，e－的最终供体是H2O，通过光合电子传递链，光能最终转化为ATP和NADPH中的化学能，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 17 9.磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生 的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输 到细胞质基质的主要形式。如图为某植 物光合作用产物的合成与运输示意图。 下列相关说法正确的是(　　) A.a可表示的物质是ATP，它也可以在叶 绿体基质中合成 B.叶绿体基质中的CO2能直接被NADPH还原 C.磷酸丙糖是暗反应产物，在细胞质基质中合成淀粉 D.若图中表示的磷酸转运器活性受抑制，会导致光合速率下降 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D 18 解析：题图中a表示的物质是光反应为 暗反应提供的NADPH和ATP，在叶绿 体类囊体薄膜上合成，A错误；叶绿体 基质中的CO2先与C5结合形成C3，再被 NADPH还原，B错误；由题图可知， 磷酸丙糖合成淀粉的过程在叶绿体基 质中进行，C错误；若磷酸转运器活性受抑制，则不能将磷酸丙糖运出叶绿体和将磷酸运入叶绿体，造成叶绿体中光合作用产物积累和缺少磷酸，导致光合作用速率降低，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 10.(2026·广东广州模拟)中国科学家通过耦合化学催化和生物催化模块体系，成功构建了人工合成淀粉的反应器：在无细胞系统中，以CO2和电解产生的氢气为原料，通过11步催化反应合成淀粉。理论上1 m3体积的人工合成淀粉反应器相当于5亩土地种植玉米的淀粉产量。该突破性成果为推进“碳达峰”和“碳中和”目标的实现，提供了一种新的技术路线。回答下列问题。 (1)构建人工光合系统时，加入从菠菜中分离的类囊体膜，并加入足量 NADP＋、ADP等物质。其中，类囊体膜的作用是__________________ ________________________________。  解析：类囊体膜上有捕获光能的色素和参与光反应的酶，是进行光反应阶段的场所。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 光能的色素和参与光反应的酶 类囊体膜上有捕获 20 (2)从光合速率的角度分析，该系统与叶肉细胞相比能够更有效积累有机物的原因是___________________________________。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 无细胞系统，不存在呼吸作用消耗 解析：分析题意，该系统在无细胞系统中，以CO2和电解产生的氢气为原料，通过11步催化反应合成淀粉，由此可知该系统与叶肉细胞相比能够更有效积累有机物的原因是无细胞系统，不存在呼吸作用消耗。 21 (3)NO是生物体内一种重要的信号调节分子，在植物响应逆境胁迫的应答中能发挥重要的作用。研究者以玉米幼苗为实验材料进行了如图所示实验并测定相关数据(注：D1蛋白与光合色素结合形成复合体，用于吸 收、传递和转换光能)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 22 本实验的目的是_____________________________________________。对比A和B两组实验可知，干旱胁迫下玉米幼苗的净光合速率会下降，原因可能是________________________________________________________ _________________________________________________________。  人工合成途径由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景，由此推测该技术对我国农业生产的重要意义是________ ___________________________________________________________________________(答出1点即可)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 探究NO对干旱胁迫条件下玉米幼苗光合作用的影响 叶片气孔导度降低，CO2的吸收量减少，暗反应速率下降；D1蛋白相对含量下降，吸收、传递和转换光能受阻，光反应速率下降 地和淡水；解决粮食危机，提高粮食安全水平；避免农药、化肥等对环境的污染 节约耕 23 解析：分析题意和题图可知，本实 验的自变量为是否进行干旱处理和 干旱条件是否施加NO，因变量为 气孔导度(相对值)、D1蛋白相对含 量和CO2吸收速率(相对值)，由此 可知，本实验的目的是探究NO对 干旱胁迫条件下玉米幼苗光合作用的影响。对比A、B两组实验结果可知，干旱胁迫下叶片气孔导度降低，CO2的吸收量减少，暗反应速率下降，并且D1蛋白相对含量下降，吸收、传递和转换光能受阻，光反应速率下降，所以干旱胁迫下玉米幼苗的净光合速率会下降。人工合成途径对环境中水的依赖程度较低，故该技术对我国农业生产的重要意义是节约耕地和淡水；解决粮食危机，提高粮食安全水平；避免农药、化肥等对环境的污染等。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 24 $