2024版高考生物一轮复习第3单元课时质量评价9捕获光能的色素和结构及光合作用过程.docx

第三单元细胞的能量供应和利用九捕获光能的色素和结构及光合作用过程(建议用时：40分钟)一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1(2022·湖北卷)某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：g·g-1)，结果如表。下列有关叙述正确的是()植株类型叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素/类胡萝卜素野生型1 2355194194.19突变体1512753701.59突变体2115203790.36A两种突变体的出现增加了物种多样性B突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致D叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色2下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是()A提取色素时加入SiO2的目的是防止研磨中色素被破坏B画滤液细线时要等上一次滤液线干燥后再进行画线C研磨时一次性加入足量无水乙醇的提取效果最好D分离色素时，滤液细线浸入层析液中会导致色素带变浅3下图为叶绿体结构与功能示意图，字母表示叶绿体的结构(A为膜结构)，数字表示有关物质。下列叙述不正确的是()A参与光合作用的色素位于图中的A部分B进入叶绿体后，通过固定形成物质C若突然停止光照，B中的含量会升高D用18O标记，可在中检测到较高放射性4(2022·湖南永州二模)中国科学院天津工业生物技术研究所研究员采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。该途径使用了从自然界动物、植物、微生物等31种不同物种分离出来的62种生物酶催化剂。下列叙述错误的是()A构成淀粉的元素只有C、H、O三种B该技术使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能C该技术能高效地合成淀粉，主要原因是科学家设计合成了全新的更加高效的酶D该技术的机制可能包括利用催化剂将二氧化碳通过一系列的化学反应转化为六碳化合物，再将六碳化合物连接成淀粉5(2022·广东佛山一模)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。在光呼吸中，可以明显地减弱光合作用，降低作物产量，没有ATP或NADPH的生成，是一个消耗能量的过程。光呼吸是植物在长期进化过程中，为了适应环境变化、提高抗逆性而形成的一条代谢途径，具有重要的生理意义。下列说法错误的是()A光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中B正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低C光呼吸会消耗有机物，适当抑制光呼吸可以增加作物产量D光合作用的产物淀粉和蔗糖都可以进入筛管，通过韧皮部运输到植株各处61941年，鲁宾和卡门为了研究光合作用产生的氧气是否来自水，设计了如图甲的装置，得到了图乙所示的氧气中18O百分比的三个实验结果。下列叙述正确的是()A该实验的自变量为18O标记的反应物类型B该装置加 NaHCO3溶液的目的是保持溶液pH的稳定C实验中阀门1必须打开用于收集试管中产生的气体，阀门2要保持关闭D科学家可根据在水与氧气中18O的百分比的一致性得出“氧气来自水”的结论7用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的C3浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述错误的是()A叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质B若a点时突然停止供应CO2，则叶肉细胞中C5浓度将会上升，C3浓度将会下降Cab段含放射性的C3浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽Db点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶绿体基粒不能继续产生NADPH和ATP8自然条件下植物所处的光环境非常复杂，其中强光和弱光都是植物经常遭遇的环境光照强度。将黄瓜盆栽苗分为3个组处理：T1组为持续5 h强光，然后持续5 h弱光；T2组是强光和弱光每3 min更替1次，总时间为10 h；T3为完全弱光处理10 h。处理结束后测量了幼苗干重、叶绿素含量及叶绿素a/b的值等指标，结果如图所示。有关分析正确的是()AT2组较T1组幼苗干重偏低是由于光照强度减弱所致BT2组处理后导致了叶绿素a含量降低较叶绿素b更加明显CT3组叶绿素含量增加但幼苗干重下降与CO2供应不足有关D光照能量相同时，稳定光照比更替频繁光照更有利于幼苗的生长9蓝细菌在光合作用中以H2O作为供氢体，而光合细菌则以H2S作为供氢体进行光合作用。下列叙述错误的是()A二者的光合色素均分布在类囊体的薄膜上B二者的拟核中均含有一个环状的DNA分子C二者均在核糖体上合成光合作用所需的酶D蓝细菌进行光合作用产生O2，但光合细菌不产生O2二、非选择题10(2023·广东惠州模拟)为了适应高温干旱的环境，有些植物的气孔在夜间开放，白天关闭，以一种特殊的方式固定CO2使光合作用效率最大化。下图为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图，请据图回答下列问题：(1)干燥条件下，菠萝叶肉细胞白天能产生CO2的具体部位是_。(2)如上图所示，PEP、OAA、RuBP、PGA、C为菠萝叶肉细胞内的部分代谢物质，能固定CO2的有_，推测进入线粒体的C可能是_。(3)请结合图中CO2的变化途径分析，在长期干旱条件下该植物仍能在白天正常进行光合作用的机制是_。(4)若将一株菠萝置于密闭装置内进行遮光处理，用CO2传感器测定装置中CO2的变化速率，并以此作为测定该植物的呼吸速率的指标，这种做法是否合理，_。原因是_。11(2021·湖南卷)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：(1)图b表示图a中的_结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H和e，光能转化成电能，最终转化为_和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP减少，则图b中电子传递速率会_(填“加快”或“减慢”)。(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。实验项目叶绿体类型叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量(相对值)100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量(相对值)100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。据此分析：叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以_(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_。该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于_，从而提高光反应速率。以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释：_。九捕获光能的色素和结构及光合作用过程1D解析：两种突变体之间并无生殖隔离，仍属于同一物种，故两种突变体的出现体现了遗传多样性，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，突变体2的叶绿素a和叶绿素b的含量比突变体1低，故突变体2比突变体1吸收红光的能力弱，B错误；两种突变体的光合色素含量差异，可能是同一个基因突变方向不同导致的，C错误；野生型的叶绿素与类胡萝卜素的比值为4.19，叶绿素含量较高，叶片呈绿色，突变体的叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降，叶绿素含量少，类胡萝卜素含量相对较高，此时叶片呈黄色，D正确。2B解析：提取色素时需要加入一些特定试剂，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坏，A错误；重复画滤液细线时要等上一次滤液线干燥后再进行画线，B正确；研磨时无水乙醇应分次少量加入，C错误；分离色素时，滤液细线浸入层析液中会导致色素溶解在层析液中，最终滤纸上会得不到色素带，D错误。3B解析：结构A为叶绿体类囊体薄膜，参与光合作用的色素位于图中的A部分，A正确；CO2进入叶绿体后，通过固定形成C3，(CH2O)的形成还需要经过C3还原的过程，B错误；若突然停止光照，光反应合成的NADPH与ATP减少，被还原的C3减少，则B叶绿体基质中C3的含量会升高，C正确；O2中的O来源于H2O，用18O标记H2O，可在O2中检测到较高放射性，D正确。4C解析：淀粉属于多糖，其元素组成只有C、H、O三种，A正确；根据题干“在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成”可知，该技术使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，B正确；据题干信息“该途径使用了从自然界动物、植物、微生物等31种不同物种分离出来的62种生物酶催化剂”可知，该技术中的酶来自自然界中不同生物，C错误；因为该技术首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，联系光合作用的暗反应过程，推测该技术的机制可能包括利用催化剂将二氧化碳通过一系列的化学反应转化为六碳化合物，再将六碳化合物连接成淀粉，D正确。5D解析：C5是暗反应阶段的反应物和产物，暗反应发生在叶绿体基质中，故C5与O2的结合发生在叶绿体基质中，A正确；光照停止，光反应阶段为暗反应阶段提供的ATP和NADPH减少，暗反应速率减慢，消耗的C5减少，C5和O2结合增加，导致CO2释放量增多，CO2又与O2竞争性结合C5，使光呼吸速率减慢，从而使CO2释放量降低，B正确；光呼吸会消耗有机物，降低作物产量，适当抑制光呼吸可以增加作物产量，C正确；光合作用的产物有淀粉和蔗糖，蔗糖可进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处，D错误。6C解析：该实验的自变量为18O标记的H2O的百分比，A错误；该装置加 NaHCO3溶液的目的是给小球藻的光合作用提供CO2，B错误；实验中阀门1必须打开用于收集试管中产生的氧气，阀门2要保持关闭，C正确；可根据在水与氧气中18O的百分比和水与氧气中16O的百分比的一致性得出“氧气来自水”的结论，D错误。 7C解析：叶肉细胞中固定CO2的场所是叶绿体基质，A正确。若a点时突然停止供应CO2，CO2的固定减弱，消耗的C5减少，还原生成的C5暂不变，叶肉细胞中C5浓度将会上升；CO2的固定减弱，生成的C3减少，还原消耗的C3暂不变，C3浓度将会降低，B正确。ab段含放射性的C3浓度相对稳定的原因是14C3的生成和14C3的消耗也相对稳定，C错误。黑暗条件下叶肉细胞不能进行光反应，不能为暗反应提供NADPH和ATP等物质，导致C3还原受阻，其含量上升，D正确。8D解析：T2组和T1组的自变量是强光和弱光更替的频率，而不是光照强度，A错误；T2组叶绿素a/b的值最大，所以叶绿素b含量降低较叶绿素a更加明显，B错误；T3组是一直在弱光条件下处理，所以其幼苗干重下降主要与光照强度降低有关，C错误；比较T1和T2组实验结果可知，稳定的光照有利于幼苗的生长，D正确。9A解析：蓝细菌和光合细菌都属于原核生物，无叶绿体，故无类囊体薄膜，A错误；二者都是原核生物，有拟核，拟核中分布的是环状的DNA，B正确；二者都有核糖体，光合作用所需的酶都是在核糖体上合成的，C正确；蓝细菌进行光合作用产生O2，但光合细菌以H2S作为供氢体进行光合作用，无法产生O2，D正确。10解析：(1)白天产生CO2的途径有两条：一条是苹果酸脱羧产生CO2，一条是由线粒体中的丙酮酸分解产生，因此具体产生部位是细胞质基质和线粒体基质。(2)参与CO2固定的有细胞质基质和叶绿体两个结构。在细胞质基质中，CO2与PEP结合生成OAA；在叶绿体中，CO2与RuBP生成PGA，所以能参与CO2固定的物质有PEP和RuBP。物质C能进入线粒体中被氧化分解，可能是丙酮酸。(3)夜晚吸收的CO2经过一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭时，一方面苹果酸从液泡运出并通过分解提供CO2；另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保证光合作用的正常进行。(4)将菠萝置于密闭装置内进行遮光处理，虽然不能进行光合作用，但菠萝呼吸作用产生CO2的同时也吸收CO2用于合成苹果酸，所以容器内CO2的变化速率不能作为测定该植物呼吸速率的指标。答案：(1)细胞质基质、线粒体基质(2)PEP、RuBP丙酮酸(3)夜晚吸收的CO2经过一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭时，一方面苹果酸从液泡运出并通过分解提供CO2；另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保证光合作用的正常进行(4)不合理菠萝在遮光条件下进行呼吸作用产生CO2的同时也吸收CO2用于合成苹果酸。所以容器内CO2的变化速率不能作为测定该植物呼吸速率的指标11解析：图a表示叶绿体的结构，图b中有水的光解和ATP的生成，表示光合作用的光反应过程。(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜。在光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。(2)比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时；实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体的双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。根据图b可知，ATP的合成依赖于氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合成酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。答案：(1)类囊体NADPH减慢(2)Fecy实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异类囊体上的色素吸收光能ATP的合成依赖于氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合成酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低