2024屆 一輪復(fù)習(xí) 人教版 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用過程 作業(yè)

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用過程(建議用時(shí)：40分鐘)一、選擇題：每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)符合題目要求。1．(2022·湖北卷)某植物的2種黃葉突變體表現(xiàn)型相似，測定各類植株葉片的光合色素含量(單位：μg·g-1)，結(jié)果如表。下列有關(guān)敘述正確的是()植株類型葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素葉綠素/類胡蘿卜素野生型12355194194.19突變體1512753701.59突變體2115203790.36A．兩種突變體的出現(xiàn)增加了物種多樣性B．突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強(qiáng)C．兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致D．葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導(dǎo)致突變體的葉片呈黃色D解析：兩種突變體之間并無生殖隔離，仍屬于同一物種，故兩種突變體的出現(xiàn)體現(xiàn)了遺傳多樣性，A錯(cuò)誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，突變體2的葉綠素a和葉綠素b的含量比突變體1低，故突變體2比突變體1吸收紅光的能力弱，B錯(cuò)誤；兩種突變體的光合色素含量差異，可能是同一個(gè)基因突變方向不同導(dǎo)致的，C錯(cuò)誤；野生型的葉綠素與類胡蘿卜素的比值為4.19，葉綠素含量較高，葉片呈綠色，突變體的葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降，葉綠素含量少，類胡蘿卜素含量相對(duì)較高，此時(shí)葉片呈黃色，D正確。2．下列有關(guān)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A．提取色素時(shí)加入SiO2的目的是防止研磨中色素被破壞B．畫濾液細(xì)線時(shí)要等上一次濾液線干燥后再進(jìn)行畫線C．研磨時(shí)一次性加入足量無水乙醇的提取效果最好D．分離色素時(shí)，濾液細(xì)線浸入層析液中會(huì)導(dǎo)致色素帶變淺B解析：提取色素時(shí)需要加入一些特定試劑，加入SiO2的目的是使研磨更充分，加入CaCO3的目的是防止色素被破壞，A錯(cuò)誤；重復(fù)畫濾液細(xì)線時(shí)要等上一次濾液線干燥后再進(jìn)行畫線，B正確；研磨時(shí)無水乙醇應(yīng)分次少量加入，C錯(cuò)誤；分離色素時(shí)，濾液細(xì)線浸入層析液中會(huì)導(dǎo)致色素溶解在層析液中，最終濾紙上會(huì)得不到色素帶，D錯(cuò)誤。3．下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，字母表示葉綠體的結(jié)構(gòu)(A為膜結(jié)構(gòu))，數(shù)字表示有關(guān)物質(zhì)。下列敘述不正確的是()A．參與光合作用的色素位于圖中的A部分B．③進(jìn)入葉綠體后，通過固定形成⑤物質(zhì)C．若突然停止光照，B中④的含量會(huì)升高D．用18O標(biāo)記①，可在②中檢測到較高放射性B解析：結(jié)構(gòu)A為葉綠體類囊體薄膜，參與光合作用的色素位于圖中的A部分，A正確；③CO2進(jìn)入葉綠體后，通過固定形成④C3，⑤(CH2O)的形成還需要經(jīng)過C3還原的過程，B錯(cuò)誤；若突然停止光照，光反應(yīng)合成的NADPH與ATP減少，被還原的C3減少，則B葉綠體基質(zhì)中④C3的含量會(huì)升高，C正確；O2中的O來源于H2O，用18O標(biāo)記①H2O，可在②O2中檢測到較高放射性，D正確。4．(2022·湖南永州二模)中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員采用一種類似“搭積木”的方式，從頭設(shè)計(jì)、構(gòu)建了11步反應(yīng)的非自然固碳與淀粉合成途徑，在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成。該途徑使用了從自然界動(dòng)物、植物、微生物等31種不同物種分離出來的62種生物酶催化劑。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．構(gòu)成淀粉的元素只有C、H、O三種B．該技術(shù)使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能C．該技術(shù)能高效地合成淀粉，主要原因是科學(xué)家設(shè)計(jì)合成了全新的更加高效的酶D．該技術(shù)的機(jī)制可能包括利用催化劑將二氧化碳通過一系列的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為六碳化合物，再將六碳化合物連接成淀粉C解析：淀粉屬于多糖，其元素組成只有C、H、O三種，A正確；根據(jù)題干“在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成”可知，該技術(shù)使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能，B正確；據(jù)題干信息“該途徑使用了從自然界動(dòng)物、植物、微生物等31種不同物種分離出來的62種生物酶催化劑”可知，該技術(shù)中的酶來自自然界中不同生物，C錯(cuò)誤；因?yàn)樵摷夹g(shù)首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成，聯(lián)系光合作用的暗反應(yīng)過程，推測該技術(shù)的機(jī)制可能包括利用催化劑將二氧化碳通過一系列的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為六碳化合物，再將六碳化合物連接成淀粉，D正確。5．(2022·廣東佛山一模)光照條件下，葉肉細(xì)胞中O2與CO2競爭性結(jié)合C5，O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過程稱為光呼吸。在光呼吸中，可以明顯地減弱光合作用，降低作物產(chǎn)量，沒有ATP或NADPH的生成，是一個(gè)消耗能量的過程。光呼吸是植物在長期進(jìn)化過程中，為了適應(yīng)環(huán)境變化、提高抗逆性而形成的一條代謝途徑，具有重要的生理意義。下列說法錯(cuò)誤的是()A．光呼吸中C5與O2結(jié)合的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中B．正常進(jìn)行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片CO2釋放量先增加后降低C．光呼吸會(huì)消耗有機(jī)物，適當(dāng)抑制光呼吸可以增加作物產(chǎn)量D．光合作用的產(chǎn)物淀粉和蔗糖都可以進(jìn)入篩管，通過韌皮部運(yùn)輸?shù)街仓旮魈嶥解析：C5是暗反應(yīng)階段的反應(yīng)物和產(chǎn)物，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，故C5與O2的結(jié)合發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，A正確；光照停止，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供的ATP和NADPH減少，暗反應(yīng)速率減慢，消耗的C5減少，C5和O2結(jié)合增加，導(dǎo)致CO2釋放量增多，CO2又與O2競爭性結(jié)合C5，使光呼吸速率減慢，從而使CO2釋放量降低，B正確；光呼吸會(huì)消耗有機(jī)物，降低作物產(chǎn)量，適當(dāng)抑制光呼吸可以增加作物產(chǎn)量，C正確；光合作用的產(chǎn)物有淀粉和蔗糖，蔗糖可進(jìn)入篩管，再通過韌皮部運(yùn)輸?shù)街仓旮魈?，D錯(cuò)誤。6．1941年，魯賓和卡門為了研究光合作用產(chǎn)生的氧氣是否來自水，設(shè)計(jì)了如圖甲的裝置，得到了圖乙所示的氧氣中18O百分比的三個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列敘述正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)的自變量為18O標(biāo)記的反應(yīng)物類型B．該裝置加NaHCO3溶液的目的是保持溶液pH的穩(wěn)定C．實(shí)驗(yàn)中閥門1必須打開用于收集試管中產(chǎn)生的氣體，閥門2要保持關(guān)閉D．科學(xué)家可根據(jù)在水與氧氣中18O的百分比的一致性得出“氧氣來自水”的結(jié)論C解析：該實(shí)驗(yàn)的自變量為18O標(biāo)記的H2O的百分比，A錯(cuò)誤；該裝置加NaHCO3溶液的目的是給小球藻的光合作用提供CO2，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中閥門1必須打開用于收集試管中產(chǎn)生的氧氣，閥門2要保持關(guān)閉，C正確；可根據(jù)在水與氧氣中18O的百分比和水與氧氣中16O的百分比的一致性得出“氧氣來自水”的結(jié)論，D錯(cuò)誤。7．用14CO2“飼喂”葉肉細(xì)胞，讓葉肉細(xì)胞在光下進(jìn)行光合作用。一段時(shí)間后，關(guān)閉光源將葉肉細(xì)胞置于黑暗環(huán)境中，含放射性的C3濃度的變化情況如圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．葉肉細(xì)胞利用14CO2的場所是葉綠體基質(zhì)B．若a點(diǎn)時(shí)突然停止供應(yīng)CO2，則葉肉細(xì)胞中C5濃度將會(huì)上升，C3濃度將會(huì)下降C．a(chǎn)b段含放射性的C3濃度不變的原因是14D．b點(diǎn)后曲線上升是因?yàn)楹诎禇l件下，葉綠體基粒不能繼續(xù)產(chǎn)生NADPH和ATPC解析：葉肉細(xì)胞中固定CO2的場所是葉綠體基質(zhì)，A正確。若a點(diǎn)時(shí)突然停止供應(yīng)CO2，CO2的固定減弱，消耗的C5減少，還原生成的C5暫不變，葉肉細(xì)胞中C5濃度將會(huì)上升；CO2的固定減弱，生成的C3減少，還原消耗的C3暫不變，C3濃度將會(huì)降低，B正確。ab段含放射性的C3濃度相對(duì)穩(wěn)定的原因是14C3的生成和14C3的消耗也相對(duì)穩(wěn)定，C錯(cuò)誤。黑暗條件下葉肉細(xì)胞不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP等物質(zhì)，導(dǎo)致C3還原受阻，其含量上升，D正確。8．自然條件下植物所處的光環(huán)境非常復(fù)雜，其中強(qiáng)光和弱光都是植物經(jīng)常遭遇的環(huán)境光照強(qiáng)度。將黃瓜盆栽苗分為3個(gè)組處理：T1組為持續(xù)5h強(qiáng)光，然后持續(xù)5h弱光；T2組是強(qiáng)光和弱光每3min更替1次，總時(shí)間為10h；T3為完全弱光處理10h。處理結(jié)束后測量了幼苗干重、葉綠素含量及葉綠素a/b的值等指標(biāo)，結(jié)果如圖所示。有關(guān)分析正確的是()A．T2組較T1組幼苗干重偏低是由于光照強(qiáng)度減弱所致B．T2組處理后導(dǎo)致了葉綠素a含量降低較葉綠素b更加明顯C．T3組葉綠素含量增加但幼苗干重下降與CO2供應(yīng)不足有關(guān)D．光照能量相同時(shí)，穩(wěn)定光照比更替頻繁光照更有利于幼苗的生長D解析：T2組和T1組的自變量是強(qiáng)光和弱光更替的頻率，而不是光照強(qiáng)度，A錯(cuò)誤；T2組葉綠素a/b的值最大，所以葉綠素b含量降低較葉綠素a更加明顯，B錯(cuò)誤；T3組是一直在弱光條件下處理，所以其幼苗干重下降主要與光照強(qiáng)度降低有關(guān)，C錯(cuò)誤；比較T1和T2組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，穩(wěn)定的光照有利于幼苗的生長，D正確。9．藍(lán)細(xì)菌在光合作用中以H2O作為供氫體，而光合細(xì)菌則以H2S作為供氫體進(jìn)行光合作用。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．二者的光合色素均分布在類囊體的薄膜上B．二者的擬核中均含有一個(gè)環(huán)狀的DNA分子C．二者均在核糖體上合成光合作用所需的酶D．藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2，但光合細(xì)菌不產(chǎn)生O2A解析：藍(lán)細(xì)菌和光合細(xì)菌都屬于原核生物，無葉綠體，故無類囊體薄膜，A錯(cuò)誤；二者都是原核生物，有擬核，擬核中分布的是環(huán)狀的DNA，B正確；二者都有核糖體，光合作用所需的酶都是在核糖體上合成的，C正確；藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2，但光合細(xì)菌以H2S作為供氫體進(jìn)行光合作用，無法產(chǎn)生O2，D正確。二、非選擇題10．(2023·廣東惠州模擬)為了適應(yīng)高溫干旱的環(huán)境，有些植物的氣孔在夜間開放，白天關(guān)閉，以一種特殊的方式固定CO2使光合作用效率最大化。下圖為菠蘿葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)干燥條件下，菠蘿葉肉細(xì)胞白天能產(chǎn)生CO2的具體部位是___________________________________________________________________。(2)如上圖所示，PEP、OAA、RuBP、PGA、C為菠蘿葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝物質(zhì)，能固定CO2的有________________，推測進(jìn)入線粒體的C可能是________。(3)請(qǐng)結(jié)合圖中CO2的變化途徑分析，在長期干旱條件下該植物仍能在白天正常進(jìn)行光合作用的機(jī)制是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若將一株菠蘿置于密閉裝置內(nèi)進(jìn)行遮光處理，用CO2傳感器測定裝置中CO2的變化速率，并以此作為測定該植物的呼吸速率的指標(biāo)，這種做法是否合理，______。原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)白天產(chǎn)生CO2的途徑有兩條：一條是蘋果酸脫羧產(chǎn)生CO2，一條是由線粒體中的丙酮酸分解產(chǎn)生，因此具體產(chǎn)生部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。(2)參與CO2固定的有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體兩個(gè)結(jié)構(gòu)。在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，CO2與PEP結(jié)合生成OAA；在葉綠體中，CO2與RuBP生成PGA，所以能參與CO2固定的物質(zhì)有PEP和RuBP。物質(zhì)C能進(jìn)入線粒體中被氧化分解，可能是丙酮酸。(3)夜晚吸收的CO2經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中，白天氣孔關(guān)閉時(shí)，一方面蘋果酸從液泡運(yùn)出并通過分解提供CO2；另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保證光合作用的正常進(jìn)行。(4)將菠蘿置于密閉裝置內(nèi)進(jìn)行遮光處理，雖然不能進(jìn)行光合作用，但菠蘿呼吸作用產(chǎn)生CO2的同時(shí)也吸收CO2用于合成蘋果酸，所以容器內(nèi)CO2的變化速率不能作為測定該植物呼吸速率的指標(biāo)。答案：(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)(2)PEP、RuBP丙酮酸(3)夜晚吸收的CO2經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中，白天氣孔關(guān)閉時(shí)，一方面蘋果酸從液泡運(yùn)出并通過分解提供CO2；另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保證光合作用的正常進(jìn)行(4)不合理菠蘿在遮光條件下進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生CO2的同時(shí)也吸收CO2用于合成蘋果酸。所以容器內(nèi)CO2的變化速率不能作為測定該植物呼吸速率的指標(biāo)11．(2021·湖南卷)圖a為葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖b為葉綠體中某種生物膜的部分結(jié)構(gòu)及光反應(yīng)過程的簡化示意圖。回答下列問題：(1)圖b表示圖a中的________結(jié)構(gòu)，膜上發(fā)生的光反應(yīng)過程將水分解成O2、H＋和e－，光能轉(zhuǎn)化成電能，最終轉(zhuǎn)化為________和ATP中活躍的化學(xué)能。若CO2濃度降低，暗反應(yīng)速率減慢，葉綠體中電子受體NADP＋減少，則圖b中電子傳遞速率會(huì)________(填“加快”或“減慢”)。(2)為研究葉綠體的完整性與光反應(yīng)的關(guān)系，研究人員用物理、化學(xué)方法制備了4種結(jié)構(gòu)完整性不同的葉綠體，在離體條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用Fecy或DCIP替代NADP＋為電子受體，以相對(duì)放氧量表示光反應(yīng)速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目葉綠體類型葉綠體A：雙層膜結(jié)構(gòu)完整葉綠體B：雙層膜局部受損，類囊體略有損傷葉綠體C：雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂葉綠體D：所有膜結(jié)構(gòu)解體破裂成顆?；蚱螌?shí)驗(yàn)一：以Fecy為電子受體時(shí)的放氧量(相對(duì)值)100167.0425.1281.3實(shí)驗(yàn)二：以DCIP為電子受體時(shí)的放氧量(相對(duì)值)100106.7471.1109.6注：Fecy具有親水性，DCIP具有親脂性。據(jù)此分析：①葉綠體A和葉綠體B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，葉綠體雙層膜對(duì)以________(填“Fecy”或“DCIP”)為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用，得出該結(jié)論的推理過程是________________________________________________________________________________________________________________________________________。②該實(shí)驗(yàn)中，光反應(yīng)速率最高的是葉綠體C，表明在無雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于____________________，從而提高光反應(yīng)速率。③以DCIP為電子受體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)葉綠體A、B、C和D的ATP產(chǎn)生效率的相對(duì)值分別為1、0.66、0.58和0.41。結(jié)合圖b對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________