新高考适用2024版高考生物一轮总复习练案9必修1分子与细胞第三单元细胞的能量供应和利用第3讲第1课时捕获光能的色素和结构光合作用的原理

这是一份新高考适用2024版高考生物一轮总复习练案9必修1分子与细胞第三单元细胞的能量供应和利用第3讲第1课时捕获光能的色素和结构光合作用的原理，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
练案[9]必修1　第三单元　细胞的能量供应和利用第3讲　第1课时　捕获光能的色素和结构、光合作用的原理A组一、选择题1．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是( D )A．色素在提取液中的溶解度不同，导致色素带的位置不同B．研磨绿叶时不加CaCO3，则滤纸条上四条色素带变窄的比例相同C．实验结果中得到的四条色素带在滤纸条上自上而下依次变宽D．与成熟叶相比，幼叶作实验材料得到的叶绿素a、b的条带较窄解析：利用色素在层析液中的溶解度不同的原理来分离色素，从而使色素带的位置不同，A错误；CaCO3可防止叶绿素被破坏，因此研磨绿叶时不加CaCO3，则滤纸条上四条色素带变窄的比例不相同，B错误；色素带的宽窄与色素含量相关，滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)，C错误；与成熟叶相比，幼叶所含叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)较少，作实验材料得到的叶绿素a、b的条带较窄，D正确。2．生物兴趣小组为探究在适度补水条件下某叶片光合色素含量的变化，进行了相关实验，结果如表(单位：mg/g)，下列说法错误的是( B )组别实验条件叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素甲自然条件0.370.450.12乙适度补水1.140.530.12A.该实验为对照实验，其中甲组是对照组，乙组是实验组B．叶绿素主要吸收蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光C．光合色素主要存在于绿色植物叶肉细胞，还可存在于其幼嫩的茎和果实的部分细胞D．据表推测：其余条件相同且适宜，在适度补水条件下，植物能提高光合速率解析：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B错误。3．(2022·北京朝阳一模，5)叶绿素是由谷氨酸分子经过一系列酶的催化作用，在光照条件下形成的。叶绿素a的分子结构如图所示，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列分析错误的是( D )A．叶绿素a分子与催化其合成的酶共有的元素是C、H、O、NB．叶绿素a的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物C．尾部对于叶绿素a分子在类囊体膜上的固定起重要作用D．叶片变黄一定是光照不足导致叶绿素合成减少造成的解析：催化叶绿素合成的酶为蛋白质，其组成元素包括C、H、O、N等，叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg，A正确；叶绿素a中存在Mg，可说明无机盐能组成复杂的化合物，B正确；叶绿素a分子尾部具有亲脂性，能够嵌入或插入磷脂双分子层的内部，对其在类囊体膜上的固定起重要作用，C正确；叶绿素的合成需要光照，光照不足或植物从外界吸收的N、Mg不足都会导致叶绿素合成不足，叶片黄化，D错误。4．(2022·北京丰台二模，2)如图所示为菠菜叶肉细胞内的部分能量转换过程，下列说法正确的是( B )A．①②都发生在叶绿体，③④分别发生在细胞质基质和线粒体B．类囊体膜上的四种色素吸收光的波长有差异，但都可用于①C．光合速率等于呼吸速率时，②储存的能量等于④释放的能量D．④一般与放能反应相联系，③一般与吸能反应相联系解析：图中①、②过程分别代表光合作用的光反应和暗反应阶段，发生场所分别为类囊体薄膜和叶绿体基质，③过程代表细胞呼吸，发生场所为细胞质基质和线粒体，④代表ATP水解，可发生在细胞的任何部位，A错误；类囊体薄膜上存在四种光合色素，可吸收不同波长的可见光用于光合作用，具有吸收、传递和转换光能的作用，B正确；光合作用可将能量储存在有机物中，细胞呼吸过程中一部分能量以热能形式散失，另一部分可转变为ATP中活跃的化学能，故过程④ATP水解释放的能量要小于过程②储存的能量，C错误；过程④ATP水解释放的能量可用于有机物的合成(吸能反应)，过程③将有机物中稳定的化学能转变为ATP中活跃的化学能，此过程为放能反应，D错误。5．(2022·北京东城二模，1)贝日阿托菌利用氧化H2S产生的能量固定CO2，合成有机物，下列微生物与贝日阿托菌在生态系统中属于同一组成成分的是( C )A．乳酸菌　　　　　 B．大肠杆菌C．蓝细菌  D．酵母菌解析：贝日阿托菌利用氧化H2S产生的能量固定CO2，合成有机物，属于能进行化能合成作用的自养型生物，在生态系统中属于生产者，四个选项中蓝细菌能通过光合作用固定CO2并合成有机物，为生产者，C正确。6．(2023·扬州中学3月月考)植物叶片的气孔开闭与含叶绿体的保卫细胞的渗透压有关，保卫细胞吸水时气孔张开，失水时气孔关闭。相关叙述正确的是( B )A．保卫细胞的叶绿体中的ATP白天产生，在夜间消耗B．保卫细胞失水和吸水的过程中，水分子均可进出细胞C．夏季中午气孔导度下降导致叶片光合速率下降，对植物生长不利D．保卫细胞是高度分化的细胞，失去了分裂能力和全能性解析：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，生命活动每时每刻都在进行，故ATP的产生和消耗也每时每刻进行，A错误；细胞失水和吸水是一个动态过程，既有水分子进细胞，又有水分子出细胞，当进入细胞的水分子数小于出细胞的水分子数时，细胞表现为失水；当进入细胞的水分子数大于出细胞的水分子数时，细胞表现为吸水，B正确；夏季中午气温过高，导致蒸腾作用过强，为降低蒸腾作用(减少水分的散失)，植物通过关闭部分气孔，保存水分，对植物生长有利，C错误；保卫细胞是高度分化的细胞，失去了分裂能力，但仍具有全能性，D错误。二、非选择题7．(2022·韶关一模)研究人员发现一莲藕突变体植株，其叶绿素含量仅为普通莲藕植株的56%。如图表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体莲藕植株和普通莲藕植株的净光合速率。表中数据是某光照强度下测得的突变体莲藕植株与普通莲藕植株相关生理指标，请分析并回答相关问题：品种单位时间进入叶片单位面积的CO2量(mmol·m－2·s－1)胞间CO2浓度(ppm)还原性糖(mg·g－1鲜重)普通莲藕植株0.102502.72突变体莲藕植株0.182503.86(1)莲藕植株叶片中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。光照强度为a时，叶片中合成ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。(2)当光照强度低于a时，突变体莲藕植株的净光合速率低于普通莲藕植株，推测引起这种差异主要是由于突变体莲藕植株叶绿素含量较低，光反应产生的ATP和NADPH少，光合速率低。(3)分析图表中信息可知，光照强度大于a时，环境中的CO2浓度不是(填“是”或“不是”)影响普通莲藕植株净光合速率的主要原因，突变体莲藕植株合成还原性糖较多的原因主要是①充足光照弥补了叶绿素的不足；②叶片吸收CO2的速率较快，暗反应效率更高，固定了较多的CO2。(4)为进一步探究突变体莲藕最适宜光照强度，实验测定各组数据时往往要采取随机取样、重复取样测定、取平均值等措施(答出两点)，以保证实验数据的可信度。解析：(1)叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；叶片中合成ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，据图可知，光照强度为a时，净光合速率大于0，说明光合作用和呼吸作用都能进行，因此叶片中合成ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。(2)图中光照强度低于a时，突变体莲藕植株的净光合速率低于普通莲藕植株，推测引起这种差异的主要原因是突变体莲藕植株的叶绿素含量较低，利用弱光的能力较差，光反应形成ATP和NADPH少，光合速率低。(3)据图表可知，光照强度大于a时，随着光照强度的增加，普通莲藕植株净光合速率仍在增加，因此影响普通莲藕植株净光合速率的主要因素是光照强度，环境中的CO2浓度不是限制因素；突变体莲藕植株叶绿素含量仅为普通莲藕植株的56%，突变体莲藕植株合成还原性糖较多的原因有两个方面：一方面充足的光照弥补了叶绿素的不足；另一方面突变体莲藕植株暗反应效率高，利用CO2的能力强，固定较多CO2。(4)科学实验中的数据，往往存在误差，为进一步探究突变体莲藕最适宜光照强度，实验测定各组数据时往往要采取随机取样、重复取样测定、取平均值等措施，以保证实验数据的可信度。B组一、选择题1．卡尔文等人研究了CO2转化为糖的途径：用放射性14C标记的CO2(即14CO2)供小球藻进行光合作用，追踪14C的去向。在不同时间段对产物进行了分析，下列有关该实验的叙述错误的是( D )A．光照3秒时，放射性首先出现在C3中，说明CO2可以生成C3B．光照10秒后，将检测到六碳糖中含有放射性C．在实验条件不变的情况下，C3和C5的含量保持相对稳定D．如果突然中断供应CO2，则短时间内C5会积累，C3的浓度也急剧上升解析：如果突然中断CO2供应，则短时间内C5会积累，C3的浓度急剧下降，D错误。2．(2023·重庆一中调研)如图表示植物光合作用的某阶段，下列相关叙述正确的是( D )A．该反应的场所是叶绿体的类囊体B．无光条件下，有利于该反应的进行C．突然中断CO2的供应，短时间内C5的量会减少D．突然中断光照，短时间内(CH2O)的量会减少，C3的量会增多解析：图示过程包括了CO2的固定和C3的还原，为光合作用暗反应过程，发生在叶绿体基质中，A错误；无光条件下，光反应产生的ATP和NADPH不足，暗反应会因NADPH和ATP的缺乏受到限制，B错误；突然中断CO2的供应，短时间内C5的消耗减少，C5的生成不变，C5的量会增加，C错误；突然中断光照，光反应产生的ATP和NADPH不足，导致短时间内C3的还原受阻，而CO2的固定过程正常进行，则(CH2O)的量会减少，C3的量会增多，D正确。3．(2022·惠州三模，4)在适宜的光照和温度条件下，向豌豆植株供应14CO2，测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量，得到如图所示的结果。下列叙述错误的是( C )A．叶肉细胞中最先出现的含14C的化合物为C3B．A→B，叶肉细胞吸收CO2速率增加C．B→C，叶片的光合速率等于呼吸速率D．B→C，叶肉细胞中的酶量限制了光合速率解析：CO2在叶绿体基质首先与C5结合形成C3，因此叶肉细胞中最先出现的含14C的化合物为C3，A正确；据图分析，A→B，随着CO2浓度增加，C5的相对含量逐渐减小，说明C5与CO2结合生成C3的速率增加，因此该段叶肉细胞吸收CO2速率增加，B正确；B→C，叶片叶肉细胞间的CO2浓度较高，C5相对含量基本维持不变，表示豌豆植株达到了CO2饱和点，此时叶片的光合速率大于呼吸速率，C错误；B→C达到了CO2饱和点，由于该实验是在适宜的光照和温度条件下进行的，因此限制光合速率的因素可能是叶肉细胞内酶的数量，D正确。4．(2023·河南三门峡高三阶段练习)下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是( B )A．可以用92号汽油取代层析液分离叶绿体中不同的色素分子B．所有的植物细胞中都含有4种色素分子C．可以用纸层析法分离紫色洋葱细胞液泡中的花青素D．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光解析：92号汽油也是脂溶性物质的混合液，理论上可取代层析液分离叶绿体中不同的色素分子，A正确；不是所有的植物细胞中都含有4种色素分子，如根部细胞中没有叶绿体，更不会含有四种色素分子，B错误；紫色洋葱细胞液泡中的花青素是水溶性的，能用纸层析法分离，只不过层析液的成分需要改变，C正确；叶绿体中的两种色素吸收的色光有差异，如叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，D正确。5．(2023·山东省实验中学高三阶段练习)气孔的开放和关闭受保卫细胞中淀粉代谢的调节。保卫细胞的叶绿体不能产生ATP，需利用其膜上的NTT载体蛋白运入ATP，为淀粉的合成提供能量。保卫细胞将淀粉分解产生的苹果酸运输到液泡，以调节气孔状态。下列相关分析错误的是( C )A．淀粉合成过程消耗的ATP来自细胞呼吸B．破坏NTT蛋白，保卫细胞的叶绿体不能合成淀粉C．NTT蛋白不需要与ATP结合就能完成ATP的跨膜运输D．淀粉的分解使细胞液渗透压升高，保卫细胞吸水使气孔开放解析：根据题意“保卫细胞的叶绿体不能产生ATP”可知，细胞呼吸可以为淀粉的合成提供ATP，A正确；破坏NTT蛋白，保卫细胞的叶绿体因缺乏ATP不能合成淀粉，B正确；保卫细胞膜上NTT蛋白必须与ATP结合，才能把ATP运输到细胞内，C错误；淀粉分解产生的苹果酸运输到液泡，细胞液渗透压升高，保卫细胞吸水导致气孔张开，D正确。6．(2022·江苏连云港高三期中)下图为“卡尔文循环”过程示意图，下列相关叙述正确的是( C )A．该过程发生在叶绿体基质，只有PEP羧化酶参与B．该过程是将CO2、ATP和NADH转变为二磷酸核酮糖的复杂生化反应C．若突然降低CO2浓度，短时间内RuBP的量将增大，3－PGA的量将减少D．该过程体现了能量从捕获到储存为糖分子中化学能的所有阶段解析：图示表示光合作用的暗反应，发生在叶绿体基质，有多种酶的参与，A错误；光合作用的暗反应能将CO2、ATP和NADPH转变为二磷酸核酮糖的复杂生化反应，B错误；若突然降低CO2浓度，短时间内RuBP的消耗量减少，生成量不变，故短时间内RuBP的量将增大，短时间内3－PGA生成量减少，消耗量不变，导致3－PGA的量减少，C正确；捕获光能发生在光反应阶段，暗反应将光反应所产生的活跃化学能转化为稳定化学能，D错误。二、非选择题7．(2023·山东济南三模)下图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递，PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，其中PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为H＋的运输过程，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，在进行H＋顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成。请回答下列问题：(1)分析图中电子传递的整个过程可知，最初提供电子的物质为水，最终接受电子的物质为NADP＋。(2)光反应产生的氧气去向是被细胞呼吸消耗或被植物释放出体外。图中用于暗反应的物质是ATP、NADPH。(3)合成ATP依赖于类囊体薄膜两侧的H＋浓度差，图中使膜两侧H＋浓度差增加的过程有水光解产生氢离子、氢离子在膜外与NADP＋结合形成NADPH、PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中。(4)研究发现，叶绿素中含有镁元素，PSⅠ中含铁元素，PC中含铜元素，PSⅡ中含锰元素，由此推测，通过保持三种元素的含量稳定可防止光合作用的效率降低。解析：(1)根据图中所示，水光解后产生氧气、H＋和电子，故最初提供电子的物质为水；水光解后电子将NADP＋还原为NADPH，故最终接受电子的物质为NADP＋。(2)光反应产生的氧气被细胞呼吸利用或被植物释放出体外；光反应产生的NADPH和ATP可用于暗反应C3的还原，故图中用于暗反应的物质是ATP、NADPH。(3)图中水光解产生氢离子，使类囊体腔内氢离子浓度升高，H＋顺浓度梯度运输到叶绿体基质中，而氢离子在叶绿体基质中与NADP＋结合形成NADPH使叶绿体基质中氢离子浓度降低，同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内，这样就保持了叶绿体膜两侧的H＋浓度差。(4)光合作用的三种重要物质中含有锰元素、铁元素、铜元素，若三种元素含量降低，则会使光合速率降低。故应该保持三种元素的含量稳定，以防止光合作用的效率降低。