新高考適用2024版高考生物一輪總復(fù)習(xí)練案9必修1分子與細(xì)胞第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3講第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理

練案[9]必修1第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3講第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)、光合作用的原理A組一、選擇題1．下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(D)A．色素在提取液中的溶解度不同，導(dǎo)致色素帶的位置不同B．研磨綠葉時(shí)不加CaCO3，則濾紙條上四條色素帶變窄的比例相同C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得到的四條色素帶在濾紙條上自上而下依次變寬D．與成熟葉相比，幼葉作實(shí)驗(yàn)材料得到的葉綠素a、b的條帶較窄解析：利用色素在層析液中的溶解度不同的原理來(lái)分離色素，從而使色素帶的位置不同，A錯(cuò)誤；CaCO3可防止葉綠素被破壞，因此研磨綠葉時(shí)不加CaCO3，則濾紙條上四條色素帶變窄的比例不相同，B錯(cuò)誤；色素帶的寬窄與色素含量相關(guān)，濾紙條從上到下依次是：胡蘿卜素(最窄)、葉黃素、葉綠素a(最寬)、葉綠素b(第2寬)，C錯(cuò)誤；與成熟葉相比，幼葉所含葉綠素(包括葉綠素a和葉綠素b)較少，作實(shí)驗(yàn)材料得到的葉綠素a、b的條帶較窄，D正確。2．生物興趣小組為探究在適度補(bǔ)水條件下某葉片光合色素含量的變化，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表(單位：mg/g)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)組別實(shí)驗(yàn)條件葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素甲自然條件0.370.450.12乙適度補(bǔ)水1.140.530.12A.該實(shí)驗(yàn)為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其中甲組是對(duì)照組，乙組是實(shí)驗(yàn)組B．葉綠素主要吸收藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光和紅光C．光合色素主要存在于綠色植物葉肉細(xì)胞，還可存在于其幼嫩的莖和果實(shí)的部分細(xì)胞D．據(jù)表推測(cè)：其余條件相同且適宜，在適度補(bǔ)水條件下，植物能提高光合速率解析：葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，B錯(cuò)誤。3．(2022·北京朝陽(yáng)一模，5)葉綠素是由谷氨酸分子經(jīng)過(guò)一系列酶的催化作用，在光照條件下形成的。葉綠素a的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，其頭部和尾部分別具有親水性和親脂性。下列分析錯(cuò)誤的是(D)A．葉綠素a分子與催化其合成的酶共有的元素是C、H、O、NB．葉綠素a的元素組成說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽能構(gòu)成復(fù)雜的化合物C．尾部對(duì)于葉綠素a分子在類囊體膜上的固定起重要作用D．葉片變黃一定是光照不足導(dǎo)致葉綠素合成減少造成的解析：催化葉綠素合成的酶為蛋白質(zhì)，其組成元素包括C、H、O、N等，葉綠素的組成元素為C、H、O、N、Mg，A正確；葉綠素a中存在Mg，可說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽能組成復(fù)雜的化合物，B正確；葉綠素a分子尾部具有親脂性，能夠嵌入或插入磷脂雙分子層的內(nèi)部，對(duì)其在類囊體膜上的固定起重要作用，C正確；葉綠素的合成需要光照，光照不足或植物從外界吸收的N、Mg不足都會(huì)導(dǎo)致葉綠素合成不足，葉片黃化，D錯(cuò)誤。4．(2022·北京豐臺(tái)二模，2)如圖所示為菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(B)A．①②都發(fā)生在葉綠體，③④分別發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體B．類囊體膜上的四種色素吸收光的波長(zhǎng)有差異，但都可用于①C．光合速率等于呼吸速率時(shí)，②儲(chǔ)存的能量等于④釋放的能量D．④一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系，③一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系解析：圖中①、②過(guò)程分別代表光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段，發(fā)生場(chǎng)所分別為類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)，③過(guò)程代表細(xì)胞呼吸，發(fā)生場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，④代表ATP水解，可發(fā)生在細(xì)胞的任何部位，A錯(cuò)誤；類囊體薄膜上存在四種光合色素，可吸收不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光用于光合作用，具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能的作用，B正確；光合作用可將能量?jī)?chǔ)存在有機(jī)物中，細(xì)胞呼吸過(guò)程中一部分能量以熱能形式散失，另一部分可轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，故過(guò)程④ATP水解釋放的能量要小于過(guò)程②儲(chǔ)存的能量，C錯(cuò)誤；過(guò)程④ATP水解釋放的能量可用于有機(jī)物的合成(吸能反應(yīng))，過(guò)程③將有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，此過(guò)程為放能反應(yīng)，D錯(cuò)誤。5．(2022·北京東城二模，1)貝日阿托菌利用氧化H2S產(chǎn)生的能量固定CO2，合成有機(jī)物，下列微生物與貝日阿托菌在生態(tài)系統(tǒng)中屬于同一組成成分的是(C)A．乳酸菌 B．大腸桿菌C．藍(lán)細(xì)菌 D．酵母菌解析：貝日阿托菌利用氧化H2S產(chǎn)生的能量固定CO2，合成有機(jī)物，屬于能進(jìn)行化能合成作用的自養(yǎng)型生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于生產(chǎn)者，四個(gè)選項(xiàng)中藍(lán)細(xì)菌能通過(guò)光合作用固定CO2并合成有機(jī)物，為生產(chǎn)者，C正確。6．(2023·揚(yáng)州中學(xué)3月月考)植物葉片的氣孔開(kāi)閉與含葉綠體的保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓有關(guān)，保衛(wèi)細(xì)胞吸水時(shí)氣孔張開(kāi)，失水時(shí)氣孔關(guān)閉。相關(guān)敘述正確的是(B)A．保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體中的ATP白天產(chǎn)生，在夜間消耗B．保衛(wèi)細(xì)胞失水和吸水的過(guò)程中，水分子均可進(jìn)出細(xì)胞C．夏季中午氣孔導(dǎo)度下降導(dǎo)致葉片光合速率下降，對(duì)植物生長(zhǎng)不利D．保衛(wèi)細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，失去了分裂能力和全能性解析：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，生命活動(dòng)每時(shí)每刻都在進(jìn)行，故ATP的產(chǎn)生和消耗也每時(shí)每刻進(jìn)行，A錯(cuò)誤；細(xì)胞失水和吸水是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，既有水分子進(jìn)細(xì)胞，又有水分子出細(xì)胞，當(dāng)進(jìn)入細(xì)胞的水分子數(shù)小于出細(xì)胞的水分子數(shù)時(shí)，細(xì)胞表現(xiàn)為失水；當(dāng)進(jìn)入細(xì)胞的水分子數(shù)大于出細(xì)胞的水分子數(shù)時(shí)，細(xì)胞表現(xiàn)為吸水，B正確；夏季中午氣溫過(guò)高，導(dǎo)致蒸騰作用過(guò)強(qiáng)，為降低蒸騰作用(減少水分的散失)，植物通過(guò)關(guān)閉部分氣孔，保存水分，對(duì)植物生長(zhǎng)有利，C錯(cuò)誤；保衛(wèi)細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，失去了分裂能力，但仍具有全能性，D錯(cuò)誤。二、非選擇題7．(2022·韶關(guān)一模)研究人員發(fā)現(xiàn)一蓮藕突變體植株，其葉綠素含量?jī)H為普通蓮藕植株的56%。如圖表示在25℃時(shí)不同光照強(qiáng)度下該突變體蓮藕植株和普通蓮藕植株的凈光合速率。表中數(shù)據(jù)是某光照強(qiáng)度下測(cè)得的突變體蓮藕植株與普通蓮藕植株相關(guān)生理指標(biāo)，請(qǐng)分析并回答相關(guān)問(wèn)題：品種單位時(shí)間進(jìn)入葉片單位面積的CO2量(mmol·m－2·s－1)胞間CO2濃度(ppm)還原性糖(mg·g－1鮮重)普通蓮藕植株0.102502.72突變體蓮藕植株0.182503.86(1)蓮藕植株葉片中的葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。光照強(qiáng)度為a時(shí)，葉片中合成ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體。(2)當(dāng)光照強(qiáng)度低于a時(shí)，突變體蓮藕植株的凈光合速率低于普通蓮藕植株，推測(cè)引起這種差異主要是由于突變體蓮藕植株葉綠素含量較低，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH少，光合速率低。(3)分析圖表中信息可知，光照強(qiáng)度大于a時(shí)，環(huán)境中的CO2濃度不是(填“是”或“不是”)影響普通蓮藕植株凈光合速率的主要原因，突變體蓮藕植株合成還原性糖較多的原因主要是①充足光照彌補(bǔ)了葉綠素的不足；②葉片吸收CO2的速率較快，暗反應(yīng)效率更高，固定了較多的CO2。(4)為進(jìn)一步探究突變體蓮藕最適宜光照強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)測(cè)定各組數(shù)據(jù)時(shí)往往要采取隨機(jī)取樣、重復(fù)取樣測(cè)定、取平均值等措施(答出兩點(diǎn))，以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度。解析：(1)葉綠體中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光；葉片中合成ATP的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，據(jù)圖可知，光照強(qiáng)度為a時(shí)，凈光合速率大于0，說(shuō)明光合作用和呼吸作用都能進(jìn)行，因此葉片中合成ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體。(2)圖中光照強(qiáng)度低于a時(shí)，突變體蓮藕植株的凈光合速率低于普通蓮藕植株，推測(cè)引起這種差異的主要原因是突變體蓮藕植株的葉綠素含量較低，利用弱光的能力較差，光反應(yīng)形成ATP和NADPH少，光合速率低。(3)據(jù)圖表可知，光照強(qiáng)度大于a時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，普通蓮藕植株凈光合速率仍在增加，因此影響普通蓮藕植株凈光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度，環(huán)境中的CO2濃度不是限制因素；突變體蓮藕植株葉綠素含量?jī)H為普通蓮藕植株的56%，突變體蓮藕植株合成還原性糖較多的原因有兩個(gè)方面：一方面充足的光照彌補(bǔ)了葉綠素的不足；另一方面突變體蓮藕植株暗反應(yīng)效率高，利用CO2的能力強(qiáng)，固定較多CO2。(4)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)，往往存在誤差，為進(jìn)一步探究突變體蓮藕最適宜光照強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)測(cè)定各組數(shù)據(jù)時(shí)往往要采取隨機(jī)取樣、重復(fù)取樣測(cè)定、取平均值等措施，以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度。B組一、選擇題1．卡爾文等人研究了CO2轉(zhuǎn)化為糖的途徑：用放射性14C標(biāo)記的CO2(即14CO2)供小球藻進(jìn)行光合作用，追蹤14C的去向。在不同時(shí)間段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了分析，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是(D)A．光照3秒時(shí)，放射性首先出現(xiàn)在C3中，說(shuō)明CO2可以生成C3B．光照10秒后，將檢測(cè)到六碳糖中含有放射性C．在實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，C3和C5的含量保持相對(duì)穩(wěn)定D．如果突然中斷供應(yīng)CO2，則短時(shí)間內(nèi)C5會(huì)積累，C3的濃度也急劇上升解析：如果突然中斷CO2供應(yīng)，則短時(shí)間內(nèi)C5會(huì)積累，C3的濃度急劇下降，D錯(cuò)誤。2．(2023·重慶一中調(diào)研)如圖表示植物光合作用的某階段，下列相關(guān)敘述正確的是(D)A．該反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體B．無(wú)光條件下，有利于該反應(yīng)的進(jìn)行C．突然中斷CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)C5的量會(huì)減少D．突然中斷光照，短時(shí)間內(nèi)(CH2O)的量會(huì)減少，C3的量會(huì)增多解析：圖示過(guò)程包括了CO2的固定和C3的還原，為光合作用暗反應(yīng)過(guò)程，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，A錯(cuò)誤；無(wú)光條件下，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH不足，暗反應(yīng)會(huì)因NADPH和ATP的缺乏受到限制，B錯(cuò)誤；突然中斷CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)C5的消耗減少，C5的生成不變，C5的量會(huì)增加，C錯(cuò)誤；突然中斷光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH不足，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)C3的還原受阻，而CO2的固定過(guò)程正常進(jìn)行，則(CH2O)的量會(huì)減少，C3的量會(huì)增多，D正確。3．(2022·惠州三模，4)在適宜的光照和溫度條件下，向豌豆植株供應(yīng)14CO2，測(cè)定不同的細(xì)胞間隙CO2濃度下葉肉細(xì)胞中C5的含量，得到如圖所示的結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A．葉肉細(xì)胞中最先出現(xiàn)的含14C的化合物為C3B．A→B，葉肉細(xì)胞吸收CO2速率增加C．B→C，葉片的光合速率等于呼吸速率D．B→C，葉肉細(xì)胞中的酶量限制了光合速率解析：CO2在葉綠體基質(zhì)首先與C5結(jié)合形成C3，因此葉肉細(xì)胞中最先出現(xiàn)的含14C的化合物為C3，A正確；據(jù)圖分析，A→B，隨著CO2濃度增加，C5的相對(duì)含量逐漸減小，說(shuō)明C5與CO2結(jié)合生成C3的速率增加，因此該段葉肉細(xì)胞吸收CO2速率增加，B正確；B→C，葉片葉肉細(xì)胞間的CO2濃度較高，C5相對(duì)含量基本維持不變，表示豌豆植株達(dá)到了CO2飽和點(diǎn)，此時(shí)葉片的光合速率大于呼吸速率，C錯(cuò)誤；B→C達(dá)到了CO2飽和點(diǎn)，由于該實(shí)驗(yàn)是在適宜的光照和溫度條件下進(jìn)行的，因此限制光合速率的因素可能是葉肉細(xì)胞內(nèi)酶的數(shù)量，D正確。4．(2023·河南三門峽高三階段練習(xí))下列關(guān)于高等植物細(xì)胞內(nèi)色素的敘述，錯(cuò)誤的是(B)A．可以用92號(hào)汽油取代層析液分離葉綠體中不同的色素分子B．所有的植物細(xì)胞中都含有4種色素分子C．可以用紙層析法分離紫色洋蔥細(xì)胞液泡中的花青素D．葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光解析：92號(hào)汽油也是脂溶性物質(zhì)的混合液，理論上可取代層析液分離葉綠體中不同的色素分子，A正確；不是所有的植物細(xì)胞中都含有4種色素分子，如根部細(xì)胞中沒(méi)有葉綠體，更不會(huì)含有四種色素分子，B錯(cuò)誤；紫色洋蔥細(xì)胞液泡中的花青素是水溶性的，能用紙層析法分離，只不過(guò)層析液的成分需要改變，C正確；葉綠體中的兩種色素吸收的色光有差異，如葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，D正確。5．(2023·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三階段練習(xí))氣孔的開(kāi)放和關(guān)閉受保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉代謝的調(diào)節(jié)。保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體不能產(chǎn)生ATP，需利用其膜上的NTT載體蛋白運(yùn)入ATP，為淀粉的合成提供能量。保衛(wèi)細(xì)胞將淀粉分解產(chǎn)生的蘋果酸運(yùn)輸?shù)揭号?，以調(diào)節(jié)氣孔狀態(tài)。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是(C)A．淀粉合成過(guò)程消耗的ATP來(lái)自細(xì)胞呼吸B．破壞NTT蛋白，保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體不能合成淀粉C．NTT蛋白不需要與ATP結(jié)合就能完成ATP的跨膜運(yùn)輸D．淀粉的分解使細(xì)胞液滲透壓升高，保衛(wèi)細(xì)胞吸水使氣孔開(kāi)放解析：根據(jù)題意“保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體不能產(chǎn)生ATP”可知，細(xì)胞呼吸可以為淀粉的合成提供ATP，A正確；破壞NTT蛋白，保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體因缺乏ATP不能合成淀粉，B正確；保衛(wèi)細(xì)胞膜上NTT蛋白必須與ATP結(jié)合，才能把ATP運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)，C錯(cuò)誤；淀粉分解產(chǎn)生的蘋果酸運(yùn)輸?shù)揭号?，?xì)胞液滲透壓升高，保衛(wèi)細(xì)胞吸水導(dǎo)致氣孔張開(kāi)，D正確。6．(2022·江蘇連云港高三期中)下圖為“卡爾文循環(huán)”過(guò)程示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是(C)A．該過(guò)程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，只有PEP羧化酶參與B．該過(guò)程是將CO2、ATP和NADH轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿岷送堑膹?fù)雜生化反應(yīng)C．若突然降低CO2濃度，短時(shí)間內(nèi)RuBP的量將增大，3－PGA的量將減少D．該過(guò)程體現(xiàn)了能量從捕獲到儲(chǔ)存為糖分子中化學(xué)能的所有階段解析：圖示表示光合作用的暗反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，有多種酶的參與，A錯(cuò)誤；光合作用的暗反應(yīng)能將CO2、ATP和NADPH轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿岷送堑膹?fù)雜生化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；若突然降低CO2濃度，短時(shí)間內(nèi)RuBP的消耗量減少，生成量不變，故短時(shí)間內(nèi)RuBP的量將增大，短時(shí)間內(nèi)3－PGA生成量減少，消耗量不變，導(dǎo)致3－PGA的量減少，C正確；捕獲光能發(fā)生在光反應(yīng)階段，暗反應(yīng)將光反應(yīng)所產(chǎn)生的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定化學(xué)能，D錯(cuò)誤。二、非選擇題7．(2023·山東濟(jì)南三模)下圖為類囊體薄膜上發(fā)生的光反應(yīng)示意圖，PSⅠ和PSⅡ分別是光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ，是葉綠素和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合體，能吸收利用光能進(jìn)行電子的傳遞，PQ、Cytbf、PC是傳遞電子的蛋白質(zhì)，其中PQ在傳遞電子的同時(shí)能將H＋運(yùn)輸?shù)筋惸殷w腔中，圖中實(shí)線為電子的傳遞過(guò)程，虛線為H＋的運(yùn)輸過(guò)程，ATP合成酶由CF0和CF1兩部分組成，在進(jìn)行H＋順濃度梯度運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)催化ATP的合成。請(qǐng)回答下列問(wèn)題