2024版新教材高考生物全程一轮总复习课后定时检测案10光合作用一

课后定时检测案10　光合作用(一)

[基础巩固练]——学业水平一、二

考点一　色素的提取和分离

1．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是(　　)

A．提取液呈绿色是由于含有的叶绿素a和叶绿素b较多

B．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高

C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小

D．滤纸条上没有色素带，说明实验材料可能为黄化叶片

2．[2023·黑龙江实验中学高三阶段测试]提取新鲜菠菜叶的叶绿体色素，用圆形滤纸层析法分离色素，实验装置如图。正确的层析结果是(深色圈表示色素环)(　　)

A． B.

C． D.

3.

[经典高考]如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是(　　)

A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素

B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液

C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作

D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b

考点二　光合作用过程(Ⅱ)

4．下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是(　　)

A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能

B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a

C．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与

D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用

5．[经典高考]光反应在叶绿体类囊体上进行，在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色，该反应过程中(　　)

A．需要ATP提供能量

B．DCIP被氧化

C．不需要光合色素参与

D．会产生氧气

6．[2023·福建厦门湖滨中学阶段检测]光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应来实现。下列对于改变反应条件而引起相关变化的说法中，正确的是(　　)

A．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小

B．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大

C．突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小

D．突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小

7．如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析，错误的是(　　)

A．物质b可能是ADP和Pi

B．物质c直接被还原生成(CH2O)和C5

C.甲中色素不溶于水，只溶于有机溶剂

D.乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行

8．[2021·重庆卷]图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜

B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH

C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应

D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节

[提能强化练]——学业水平三、四

9．[2023·湖北省武汉高三质量检测]在光合作用过程中可产生大量H＋，当H＋通过ATP合成酶时，可以使ADP＋Pi合成ATP，为了研究光合作用过程中ATP产生的原理，科学家分离出类囊体进行了以下实验，如图所示。下列分析错误的是(　　)

A．实验模拟了光合作用光反应阶段的部分过程

B．实验应在黑暗中进行，以避免类囊体产生了H＋

C．当类囊体膜两侧存在H＋浓度差时，就能合成ATP

D．推测光合作用过程中产生的大量H＋主要集中在类囊体腔

10．[2020·浙江7月]将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是(　　)

A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率

B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大

C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似

D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A～B段对应的关系相似

11．[2023·烟台期中](不定项) 玉米叶肉细胞中有一种酶，通过一系列反应将CO2泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，保证卡尔文循环顺利进行，这种酶被形象地称为“CO2泵”，下列相关叙述错误的是(　　)

A.A→B的过程还需要光反应提供的NADH、ATP等物质的参与

B．抑制“CO2泵”的活性，短时间内维管束鞘细胞中B的含量增加

C．晴朗的夏季11：00时，温度升高玉米维管束鞘细胞光合作用速率会明显下降

D．可用纸层析法分别分离玉米叶肉细胞、维管束鞘细胞中的色素并比较色素的含量和种类差别

12．[2023·烟台三模](不定项)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。下列叙述正确的是(　　)

A．①、②过程模拟暗反应中CO2的固定，③、④过程模拟C3的还原

B．步骤①需要催化剂，②、③、④既不需要催化剂也不需消耗能量

C．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存于有机物中

D．该体系与植物光合作用固定的CO2量相等时，植物体内淀粉的积累量较低

13．[2023·潍坊一模](不定项)叶面积系数是指单位土地面积上的叶面积总和，它与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图1所示。图2为来自树冠不同层的甲、乙两种叶片的净光合速率变化图解。下列说法错误的是(　　)

A.a点后群体干物质积累速率变化对于合理密植有重要指导意义

B．a～b段群体光合速率增加量大于群体呼吸速率增加量

C．c点时甲、乙两种叶片固定CO2的速率相同

D．甲净光合速率最大时所需光照强度高于乙，可判断甲叶片来自树冠上层

[大题冲关练]——综合创新·求突破

14．[2022·河北卷]某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题：

(1)从叶片中分离叶绿体可采用__________法。

(2)经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是______________________________________(写出两点即可)。

(3)白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少__________________。

(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于________中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于________中的基因编码。

15．[2022·辽宁卷]浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：

Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定

(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和____________。在细胞中，这些光合色素分布在______________________________。

(2)测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。

数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定

(3)研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。

酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。

粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和________。研磨时加入缓冲液的主要作用是______________稳定。离心后的________为粗酶液。

(4)酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。

在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为________μmol·m－2·s－1(填具体数字)，强光照会________浒苔乙酶Y的活性。

课后定时检测案10

1．解析：叶绿体色素中绿色的叶绿素含量占到3/4，所以提取液呈绿色；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方；色素带的宽窄反映了色素含量的多少；用黄化叶片进行绿叶中色素的提取与分离实验时，仍然会有胡萝卜素和叶黄素两条色素带。

答案：A

2．解析：在植物叶绿体中，各色素的含量从多至少依次是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素；溶解度从大到小依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以滤纸上从外至内依次是：胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)。

答案：A

3．解析：研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，加入过量不会破坏叶绿素，A错误；层析液由有机溶剂配制而成，B错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D正确。

答案：D

4．解析：光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。

答案：B

5．解析：此过程不需要ATP提供能量，A错误；光反应过程产生的[H]将DCIP还原，由蓝色变为无色，B错误；光反应过程需要光合色素的参与，C错误；光反应过程水分解产生了氧气，D正确。

答案：D

6．解析：突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，A错误；突然中断CO2供应，导致C3含量减少，进而使ATP和[H]含量增多，所以暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和[H]含量减少，进而使C3含量增大、C5含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值增大，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提高，ATP和[H]含量增加，ATP/ADP的值增大，D错误。

答案：B

7．解析：物质c是CO2，它必须首先与C5结合，形成C3，然后C3被还原成(CH2O)和C5。

答案：B

8．解析：水光解产生O2，场所是在叶绿体的类囊体膜的内侧，若被有氧呼吸利用，而氧气在线粒体内膜上被利用，氧气从叶绿体类囊体膜开始，再穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，穿过线粒体的两层膜，所以至少要穿过5层膜，A错误；光反应中NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH，然后在暗反应过程中被消耗，B正确；由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢，色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；电子(e－)在类囊体薄膜上的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。

答案：A

9．解析：该实验分离出类囊体研究光合作用过程中ATP产生的原理，类囊体是光合作用光反应的场所，A正确；在光照条件下，类囊体中会发生水的光解，产生H＋，对实验造成影响，故需要在黑暗环境中进行，B正确；根据题干可知，实验中改变类囊体内外的pH，使得ATP开始合成，说明类囊体内外存在H＋浓度差，能够促进ATP的合成，但这只是合成ATP的条件之一，C错误；由题图分析可知，促进ATP合成时，类囊体腔内pH低于类囊体外，故可推测光合作用过程中产生的大量H＋主要集中在类囊体腔，D正确。

答案：C

10．解析：测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏，导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响暗反应速率，蔗糖合成一直较少，C错误；若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似，D错误。

答案：A

11．解析：A→B的过程表示三碳化合物的还原，需要光反应提供的NADPH、ATP等物质的参与，A错误；A表示三碳化合物，B表示五碳化合物，抑制“CO2泵”的活性，维管束鞘细胞中CO2含量降低，导致CO2的固定受阻，消耗的五碳化合物减少，而三碳化合物的还原生成五碳化合物仍正常进行，所以在短时间内，维管束鞘细胞中B五碳化合物的含量增加，B正确；晴朗的夏季11：00时，玉米光合作用速率不仅没有下降，反而有所上升，原因是玉米叶肉细胞内有“CO2泵”，仍可以维持维管束鞘细胞内较高的CO2浓度，此时光照强度增强，光合作用速率增加，C错误；不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同可分别分离玉米叶肉细胞、维管束鞘细胞中的色素，并比较色素的含量和种类差别，D正确。

答案：AC

12．解析：①、②、③、④过程是光合作用暗反应的模拟过程，①②过程模拟的是CO2的固定，③④模拟三碳化合物的还原，A正确；步骤③、④的顺利进行，需要多种酶的催化，需要消耗能量，如ATP和NADPH的化学能，B错误；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，图示过程也是利用光能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，C正确；在与植物光合作用固定的CO2量相等时，该体系由于没有呼吸消耗淀粉，因此淀粉的积累量较高，D正确。

答案：ACD

13．解析：由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均上升，当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，据此可以看出过度密植会导致产量下降，因而图示的研究对于合理密植具有重要指导意义，A正确；a～b段群体光合速率增加量小于群体呼吸速率增加量，因而当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，B错误；c点时甲、乙两种叶片净光合速率相等，均为零，此时光合速率等于呼吸速率，但两种叶片的呼吸速率不同，因此，此时甲、乙两种叶片固定CO2的速率不同，C错误；由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：甲叶片位于树冠上层，D正确。

答案：BC

14．解析：(1)叶绿体属于细胞器，根据不同细胞器的密度不同，可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。(2)光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP，该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与，据题意可知，白化期叶绿体内部结构解体，叶绿体类囊体薄膜减少，且白化过程中叶绿素等光合色素减少，光反应减慢，故白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。(3)白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失，利于植物的生存。(4)叶绿体属于半自主性细胞器，其中蛋白质的合成主要受到细胞核基因的编码，合成后经特定机制完成跨膜运输；其余蛋白质由叶绿体中的基因编码。

答案：(1)差速离心　(2)叶绿体内部结构解体；光合色素减少　(3)水分的散失　(4)细胞核　叶绿体

15．解析：(1)浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。(3)粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。(4)分析题图数据，在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m－2·s－1，中午时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。

答案：(1)类胡萝卜素　叶绿体的类囊体薄膜

(2)下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光

(3)酶变性　维持pH　上清液

(4)1800　抑制