備戰(zhàn)2025屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)第3單元細(xì)胞的代謝課時規(guī)范練13光合作用的色素和原理-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

考點(diǎn)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)
1.下列有關(guān)“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新改進(jìn)的說法,不合理的是( )
A.設(shè)計一個對照實(shí)驗(yàn),一組在研磨前加CaCO3,另一組不加,然后按規(guī)定步驟研磨、層析、觀察現(xiàn)象,可探究加與不加CaCO3對實(shí)驗(yàn)的影響
B.秋季使用黃色或紅色葉片作實(shí)驗(yàn)材料可以證明葉片中不含葉綠素
C.把濾液細(xì)線畫寬一點(diǎn)進(jìn)行層析可以探究濾液細(xì)線的寬度對實(shí)驗(yàn)的影響
D.用不同量的綠葉做實(shí)驗(yàn),可探究實(shí)驗(yàn)中綠葉的量是否需要準(zhǔn)確稱量及綠葉純度對實(shí)驗(yàn)的影響
2.(2024·廣東廣州統(tǒng)考)韭菜完全在黑暗中生長,因無陽光供給,不能合成葉綠素,就會變成黃色,稱之為“韭黃”。提取并分離韭黃葉片葉綠體中的色素,與正常韭菜葉相比,層析結(jié)果只有兩條色素帶。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果分析的敘述,錯誤的是( )
A.可用無水乙醇提取葉綠體中的色素
B.提取葉綠體中的色素時加入SiO2可增強(qiáng)研磨效果
C.分離葉綠體中的色素利用的是不同色素在層析液中的溶解度不同
D.與正常韭菜葉相比,韭黃層析結(jié)果中出現(xiàn)的兩條色素帶靠近濾液細(xì)線
3.海洋中的藻類,習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻,它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.三種海藻的顏色與其吸收光的情況無關(guān),與自身含有的不同色素種類有關(guān)
B.探究三種藻類所含的色素種類,可通過層析后的色素帶的寬窄來判斷
C.三種海藻在海水中的分布不同,可能與不同海藻的吸收光譜不同有關(guān)
D.三種海藻中僅綠藻含有光合作用所需的酶和色素,可以進(jìn)行光合作用
考點(diǎn)二光合作用的原理和基本過程
4.下列有關(guān)科學(xué)史和科學(xué)研究方法的敘述,正確的是( )
A.恩格爾曼用水綿進(jìn)行實(shí)驗(yàn),定量分析了水綿光合作用生成的O2量
B.希爾制取離體葉綠體懸液并加入鐵鹽,光照后發(fā)現(xiàn)有氧氣釋放
C.魯賓和卡門用同位素示蹤的方法證明了光合作用釋放的氧氣來自CO2
D.卡爾文等用小球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最終探明了碳的轉(zhuǎn)移途徑:CO2→C5→(CH2O)
5.(2024·湖南婁底統(tǒng)考)為探究葉綠體在光下利用ADP和Pi合成ATP的動力,科學(xué)家在黑暗條件下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn),有關(guān)分析正確的是( )
A.黑暗的目的是與光照作對照
B.pH=4的緩沖液模擬的是葉綠體基質(zhì)的環(huán)境
C.ADP和Pi形成ATP后進(jìn)入類囊體腔內(nèi)
D.類囊體膜兩側(cè)的pH差是葉綠體形成ATP的動力
6.(2023·山東煙臺期末)將小球藻置于缺O(jiān)2、缺CO2的條件下,進(jìn)行5~10 min光照處理,立刻移向黑暗環(huán)境中供給14CO2,小球藻合成了(14CH2O)。下列敘述正確的是( )
A.在缺O(jiān)2、缺CO2的條件下光照會導(dǎo)致葉綠體中NADPH減少
B.移向黑暗環(huán)境中供給14CO2后小球藻會向細(xì)胞外釋放O2
C.供給14CO2后葉綠體中14C3含量先增加后逐漸減少為0
D.該實(shí)驗(yàn)不能證明小球藻利用光能和利用CO2的場所不同
7.為研究光照與黑暗交替處理對花生葉片葉綠體中的ATP和ADP含量變化的影響。某研究小組測定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。結(jié)合圖中結(jié)果分析,下列敘述錯誤的是( )
A.光照0~5 min,葉肉細(xì)胞中發(fā)生了ADP與ATP之間的相互轉(zhuǎn)化
B.光照5~20 min,葉綠體中的ATP含量基本穩(wěn)定,說明ATP與ADP轉(zhuǎn)化逐漸停止
C.黑暗20~30 min,暗反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行導(dǎo)致葉綠體中ATP和ADP的含量呈相反變化
D.光暗交替處理30 min,光暗條件對葉綠體中ADP與ATP轉(zhuǎn)化過程的影響較大
8.(2024·廣東汕頭統(tǒng)考)卡爾文循環(huán)中,Rubisc催化CO2和RuBP反應(yīng)生成六碳化合物。黑暗條件下的Rubisc無活性,在光下會發(fā)生如圖所示的活化過程。
下列敘述正確的是( )
A.Rubisc活化酶催化Rubisc與RuBP結(jié)合
B.Rubisc無活性的原因是不能與底物結(jié)合
C.Rubisc與Mg2+結(jié)合后能吸收光能
D.Rubisc的激活需要CO2參與
關(guān)鍵能力提升練
1.某研究小組用四種不同的方法對歐李葉片中的光合色素進(jìn)行提取,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列分析錯誤的是( )
A.研磨法提取時使用碳酸鈣可以防止色素被破壞
B.不同提取劑的提取效果會受到提取方法的影響
C.丙酮和乙醇的混合液提取光合色素的效果最佳
D.四種提取色素的方法都涉及細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞
2.葉片光合產(chǎn)物的產(chǎn)生、輸出和轉(zhuǎn)化是植物生命活動的重要組成部分,相關(guān)過程如圖。下列敘述錯誤的是( )
A.磷酸丙糖有3個去向,用于合成蔗糖、淀粉和C5
B.若細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Pi濃度很低,給予正常光照和飽和CO2,則淀粉的合成會減少
C.若磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)器活性受抑制,會導(dǎo)致光合速率下降
D.在小麥灌漿期增施磷肥,有利于小麥的生長和提高產(chǎn)量
3.綠色植物進(jìn)行光合作用可以合成淀粉,我國科學(xué)家成功設(shè)計出了一條無綠色植物參與,利用二氧化碳和水合成淀粉的路線(如圖所示),其中①過程是利用無機(jī)催化劑催化完成的,②③④過程則是在酶的催化下完成的。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A.消耗等量的CO2,上述路徑比植物體內(nèi)積累的淀粉多
B.圖中水電解形成的產(chǎn)物與水光解形成的產(chǎn)物是相同的
C.圖中②過程所用酶與植物體內(nèi)CO2固定所用酶相同
D.上述路徑的本質(zhì)是將光能轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中活躍的化學(xué)能
4.研究者利用密閉的裝置在適宜的光照、溫度和pH等條件下,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(初始懸浮液中無CO2,草酸鐵是一種氧化劑)。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A.③組不產(chǎn)生O2可能是因?yàn)槠淙~綠體中缺乏氧化劑
B.④組與②組對照,說明葉綠體產(chǎn)生O2不一定需要CO2
C.①組與②組對照,說明小球藻光合作用產(chǎn)生O2的場所是葉綠體
D.②組與③組對照,說明葉綠體產(chǎn)生的O2來源于CO2
5.(2024·廣東深圳統(tǒng)考)已知植物合成葉綠素和Rubisc(暗反應(yīng)中催化CO2固定的關(guān)鍵酶)都需要消耗氮元素。某植物突變體中葉綠素含量僅為野生型的49%,研究人員探究了不同氮肥水平對該植物野生型和突變體葉片中Rubisc含量的影響,結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是( )
A.相比野生型,突變體更傾向于將氮元素用于合成Rubisc
B.本實(shí)驗(yàn)的自變量是不同氮肥水平,因變量是類囊體薄膜上Rubisc的含量
C.分別提取與分離野生型和突變體的光合色素,濾紙條上色素帶的寬度與位置存在差異
D.Rubisc在植物細(xì)胞內(nèi)僅起催化作用,能利用ATP與[H]提供的能量將CO2固定為C3
6.CO2濃度增加會對植物光合作用速率產(chǎn)生影響。研究人員以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作為實(shí)驗(yàn)材料,分別進(jìn)行三種不同實(shí)驗(yàn)處理,甲組提供大氣CO2濃度(375 μml/ml),乙組提供CO2濃度倍增環(huán)境(750 μml/ml),丙組先在CO2濃度倍增的環(huán)境中培養(yǎng)60 d,測定前一周恢復(fù)為大氣CO2濃度。整個生長過程保證充足的水分供應(yīng),選擇晴天上午測定各組的光合作用速率。下列相關(guān)敘述不正確的是( )
A.CO2濃度倍增的環(huán)境能夠提高本實(shí)驗(yàn)中作物的光合作用速率
B.突然倍增CO2濃度,暗反應(yīng)過程中C3化合物含量短時間內(nèi)會增加
C.丙組的光合作用速率比甲組低的原因可能是固定CO2的酶含量升高
D.CO2濃度倍增實(shí)驗(yàn)作物的光合作用速率并未倍增,可能與光反應(yīng)有關(guān)
7.(2023·江蘇蘇州三模)下圖甲表示在一定光照強(qiáng)度下輪葉黑藻(一種沉水植物)葉肉細(xì)胞的部分代謝過程,其中a、b、c、d代表不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu),①~⑤代表不同的物質(zhì);圖乙是輪葉黑藻細(xì)胞光合作用相關(guān)過程示意圖(有研究表明,水中CO2濃度降低能誘導(dǎo)輪葉黑藻光合途徑由C3途徑向C4途徑轉(zhuǎn)變,而且兩條途徑在同一細(xì)胞中進(jìn)行)。請回答下列問題。
甲
乙
(1)圖甲所給的結(jié)構(gòu)中,能夠產(chǎn)生⑤的結(jié)構(gòu)有 (用字母表示),K+從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸速率受的限制。
(2)圖乙中催化過程①和過程④固定CO2的酶分別為PEPC、Rubisc,其中與CO2親和力較高的是 ;過程②消耗的NADPH主要來源于結(jié)構(gòu)A中進(jìn)行的過程;丙酮酸產(chǎn)生的場所除了圖示③以外還可能還有 (寫名稱)。
答案：
必備知識基礎(chǔ)練
1.B 解析探究加與不加CaCO3對實(shí)驗(yàn)的影響實(shí)驗(yàn)中,自變量為是否加CaCO3,因此一組在研磨前加CaCO3,另一組不加,然后按規(guī)定步驟研磨、層析、觀察現(xiàn)象,A項正確;植物細(xì)胞葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素,而葉片呈紅色是因?yàn)橐号葜泻谢ㄇ嗨?與是否含有葉綠素?zé)o關(guān),B項錯誤;把濾液細(xì)線畫寬一點(diǎn)進(jìn)行層析,與正常寬度做對比,可以探究濾液細(xì)線的寬度對實(shí)驗(yàn)的影響,C項正確;用不同量的綠葉做實(shí)驗(yàn),可探究實(shí)驗(yàn)中綠葉的量是否需要準(zhǔn)確稱量及綠葉純度對實(shí)驗(yàn)的影響,D項正確。
2.D 解析葉綠體中的色素易溶于有機(jī)溶劑中,可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素,A項正確;提取色素時加入SiO2使研磨充分,可增強(qiáng)研磨效果,B項正確;分離色素用的是紙層析法,利用的是不同色素在層析液中的溶解度不同,C項正確;韭黃中只含胡蘿卜素和葉黃素,這兩種色素在層析液中的溶解度高,都遠(yuǎn)離濾液細(xì)線,D項錯誤。
3.C 解析海藻的顏色與其吸收光的情況和自身含有的不同色素種類都有關(guān),A項錯誤。探究三種藻類所含的色素含量,可通過層析后的色素帶的寬窄來判斷,B項錯誤。光在海水中的穿透性由淺到深越來越弱,最淺處光最強(qiáng),有紅光也有藍(lán)紫光,有利于綠藻進(jìn)行光合作用,所以淺層生長著綠藻;往下一些紅光穿透性不強(qiáng),被海水吸收,能被利用進(jìn)行光合作用的只剩藍(lán)紫光,褐藻可吸收藍(lán)紫光,所以中層生長著褐藻;再往下,藍(lán)紫光也被吸收一部分,所以深層生長著紅藻。因此三種海藻在海水中的分布不同,可能與不同海藻的吸收光譜不同有關(guān),C項正確。三種海藻都含有光合作用所需的酶和色素,都可以進(jìn)行光合作用,D項錯誤。
4.B 解析恩格爾曼用水綿進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明了光合作用的場所是葉綠體,A項錯誤;希爾制取離體葉綠體懸液并加入鐵鹽,光照后發(fā)現(xiàn)水的光解有氧氣釋放,B項正確;魯賓和卡門用同位素示蹤的方法證明了光合作用釋放的氧氣來自H2O,C項錯誤;卡爾文等用小球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用同位素標(biāo)記法最終探明了碳的轉(zhuǎn)移途徑:CO2→C3→(CH2O),D項錯誤。
5.D 解析實(shí)驗(yàn)在黑暗中進(jìn)行的目的是避免光照對ATP合成的影響,A項錯誤;pH=4的緩沖液模擬的是類囊體腔的環(huán)境,B項錯誤;ADP和Pi形成ATP后進(jìn)入葉綠體基質(zhì),C項錯誤;由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出,pH平衡前,加入ADP和Pi能夠產(chǎn)生ATP,而平衡后加入ADP和Pi后不能產(chǎn)生ATP,說明葉綠體中ATP形成的原動力來自類囊體膜兩側(cè)的H+濃度差,即pH差,D項正確。
6.D 解析在缺O(jiān)2、缺CO2的條件下,給予光照條件葉肉細(xì)胞中會進(jìn)行光反應(yīng),因此,不會導(dǎo)致葉綠體中NADPH減少,A項錯誤;移向黑暗環(huán)境中供給14CO2后小球藻會吸收CO2進(jìn)行一段時間的暗反應(yīng)過程,此時由于缺乏光照條件,故不會進(jìn)行光反應(yīng)向細(xì)胞外釋放O2,B項錯誤;供給14CO2后葉綠體中14C3含量先增加而后逐漸減少并趨于穩(wěn)定,但不會減少到0,C項錯誤;該實(shí)驗(yàn)沒有場所作為單一變量的對照實(shí)驗(yàn),因此,不能證明小球藻利用光能和利用CO2的場所不同,D項正確。
7.B 解析圖中ATP和ADP含量變化曲線顯示,在開始光照的0~5min,ATP含量迅速上升,而ADP含量迅速下降,依據(jù)二者之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,葉綠體中發(fā)生了ADP+Pi+能量→ATP的轉(zhuǎn)化過程,A項正確;在有光照的條件下,葉綠體內(nèi)將持續(xù)進(jìn)行光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程,葉綠體類囊體膜捕獲光能后利用ADP和Pi為原料持續(xù)合成ATP,合成的ATP也會持續(xù)供給暗反應(yīng)三碳化合物(C3)還原過程,光照5~20min,曲線顯示葉綠體中ATP含量基本穩(wěn)定,說明ATP與ADP的持續(xù)轉(zhuǎn)化已維持在一定的速率下,即葉綠體中的ATP與ADP轉(zhuǎn)化持續(xù)進(jìn)行,并未停止,B項錯誤;黑暗20~30min,因無光照,光反應(yīng)停止,無法持續(xù)合成ATP,而暗反應(yīng)在停止光照的短暫時間內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行,會繼續(xù)消耗ATP,同時產(chǎn)生ADP,從而導(dǎo)致了ATP和ADP的含量呈相反變化,C項正確;曲線顯示,在光暗交替處理30min內(nèi),ATP與ADP含量變化較大,說明光暗條件對葉綠體中ADP與ATP轉(zhuǎn)化過程的影響較大,D項正確。
8.D 解析 Rubisc活化酶催化Rubisc釋放出RuBP,而不是與RuBP結(jié)合,A項錯誤;結(jié)合題圖可知,Rubisc的激活需要CO2和Mg2+的參與,其無活性的原因不是不能與底物結(jié)合,B項錯誤,D項正確;植物細(xì)胞的Rubisc參與暗反應(yīng),故植物細(xì)胞的Rubisc位于葉綠體基質(zhì)中,Rubisc與Mg2+結(jié)合后不能吸收光能,C項錯誤。
關(guān)鍵能力提升練
1.C 解析碳酸鈣可以中和有機(jī)酸,防止色素被破壞,A項正確;不同提取劑對于光合色素的提取量不同,所以提取效果會受到提取方法的影響,B項正確;根據(jù)圖表可知,丙酮和乙醇的混合液提取光合色素的量在干樣浸提法中較少,所以其效果不算最佳,C項錯誤;色素位于細(xì)胞內(nèi),想提取色素必須破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),所以四種提取色素的方法都涉及細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞,D項正確。
2.B 解析結(jié)合題圖可知,磷酸丙糖有3個去向,用于合成蔗糖、淀粉和C5,A項正確;若細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Pi濃度很低,給予正常光照和飽和CO2,則有利于磷酸丙糖脫去磷酸合成淀粉,據(jù)此可推測,淀粉的合成會增多,B項錯誤;若磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)器活性受抑制,會導(dǎo)致磷酸丙糖滯留在葉綠體中,導(dǎo)致葉肉細(xì)胞中光合產(chǎn)物積累,因而導(dǎo)致光合速率下降,C項正確;在小麥灌漿期增施磷肥,能促進(jìn)光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運(yùn)過程,進(jìn)而有利于小麥的光合作用,促進(jìn)小麥的生長和提高產(chǎn)量,D項正確。
3.A 解析植物通過細(xì)胞呼吸會消耗淀粉,上述過程是人工模擬淀粉的生成,不進(jìn)行細(xì)胞呼吸,因此兩者消耗等量的CO2,上述路徑積累的淀粉多,A項正確;水光解形成的產(chǎn)物是O2、H+和電子,而水電解形成的產(chǎn)物是O2和H2,B項錯誤;①②過程分別是CO2與H2反應(yīng)生成甲醛,而后由甲醛縮合成為C3化合物,與植物體的暗反應(yīng)中CO2的固定過程不相同,所用酶也不同,C項錯誤;上述路徑并未形成含活躍化學(xué)能的有機(jī)物,因此該路徑的本質(zhì)是將光能轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能,D項錯誤。
4.D 解析比較③④組,③組不含有氧化劑——草酸鐵,無CO2的產(chǎn)生,可推測③組不產(chǎn)生O2可能是因?yàn)槠淙~綠體中缺乏氧化劑,A項正確;④組與②組對照,區(qū)別為CO2和草酸鐵,④組無CO2,說明葉綠體產(chǎn)生O2不一定需要CO2,B項正確;①組與②組對照,①組的實(shí)驗(yàn)材料為小球藻懸浮液,②組的實(shí)驗(yàn)材料為葉綠體懸浮液,兩組均進(jìn)行光合作用,有O2的產(chǎn)生,說明小球藻光合作用產(chǎn)生O2的場所是葉綠體,C項正確;②組與③組對照,③組無CO2,沒有進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2,說明葉綠體進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2的條件必須含有CO2,不能說明葉綠體產(chǎn)生的O2來源于CO2,D項錯誤。
5.A 解析由圖可知,在每一個氮濃度下,突變體的Rubisc含量均高于野生型,相比野生型,突變體更傾向于將氮元素用于合成Rubisc,A項正確;本實(shí)驗(yàn)的自變量是不同氮肥水平和植物種類,因變量是葉綠體基質(zhì)中Rubisc的含量,B項錯誤;色素帶的寬度與色素含量有關(guān),濾紙條上僅色素帶的寬度存在差異,色素帶的位置相同,C項錯誤;Rubisc催化CO2固定不需要消耗能量,D項錯誤。
6.C 解析由甲組和乙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較可知,隨著CO2濃度的增加,乙組作物的光合作用速率比甲組的光合作用速率更大,即隨著CO2濃度的增加,作物的光合作用速率隨之提高,A項正確;突然倍增CO2濃度,二氧化碳的固定速率加快,短時間內(nèi)C3化合物的還原不變,故C3化合物含量短時間內(nèi)會增加,B項正確;甲組和丙組比較可知,作物長期處于高CO2濃度條件下有可能會使固定CO2的酶的活性降低或者數(shù)量減少,C項錯誤;當(dāng)CO2濃度倍增時,光合速率并沒有倍增,其限制因素可能是光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的ATP和NADPH不足,故可能與光反應(yīng)有關(guān),D項正確。
7.答案 (1)a、b、d 能量及載體蛋白數(shù)量
(2)PEPC 光反應(yīng) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
解析 (1)圖甲中的④代表丙酮酸,在圖乙所給的結(jié)構(gòu)中,能夠產(chǎn)生⑤ATP的結(jié)構(gòu)有a葉綠體、b線粒體、d細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),K+從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞的方式屬于主動運(yùn)輸,其跨膜運(yùn)輸速率受能量及載體蛋白數(shù)量的限制。
(2)圖乙中催化過程①和過程④固定CO2的酶分別為PEPC、Rubisc,其中與CO2親和力較高的是PEPC;過程②消耗的NADPH主要來源于結(jié)構(gòu)A,即葉綠體類囊體薄膜中進(jìn)行的光反應(yīng)過程;丙酮酸產(chǎn)生的場所除了圖示③以外還可能還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),該處通過有氧呼吸的第一階段產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)
組別
①
②
③
④
實(shí)驗(yàn)
材料
小球藻
懸浮液
葉綠體
懸浮液
葉綠體
懸浮液
葉綠體
懸浮液
提供的
物質(zhì)
H2O、CO2
H2O、CO2
H2O
H2O、草酸鐵
是否產(chǎn)
生O2
是
是
否
是

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