第10講光合作用（第一課時）目錄01模擬基礎練【題型一】色素的提取與分離實驗 【題型二】葉綠體的結構及捕獲光能的色素【題型三】光合作用的過程【題型四】光合作用過程中物質含量的變化分析02重難創新練03真題實戰練題型一色素的提取與分離實驗1．如圖表示利用紙層析法分離新鮮菠菜葉光合色素的示意圖。下列相關敘述正確的是（

）A．①～④對應的色素依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素bB．①和②對應的色素主要吸收藍紫光和紅光C．實驗所用吸水紙的干燥度不影響實驗的結果D．沒有及時加入CaCO3會使各色素帶都明顯變窄2．花青素是一類廣泛存在于植物液泡中的水溶性天然色素，在植物細胞液不同的pH條件下，花青素可使花瓣呈現不同的顏色，目前已知的花青素有20種。實驗室常用乙醇、丙酮、水或混合溶劑提取花青素。光合色素存在于葉綠體中。下列關于光合色素和花青素提取與分離的敘述，錯誤的是（）A．在研磨綠葉、花瓣時均可加入少許SiO2，以提高色素的提取率B．液泡與葉綠體中的色素均可用無水乙醇或水作為溶劑進行提取C．紙層析法能分離光合色素是因為不同色素在層析液中的溶解度不同D．分離光合色素畫濾液細線時，需用吸取濾液的毛細吸管在點樣線上重復畫一到兩次題型二葉綠體的結構及捕獲光能的色素3．葉綠體可能起源于被真核細胞內吞后并與之共生的藍細菌。下圖是核基因編碼葉綠體前體蛋白合成與轉運的過程。下列相關敘述正確的是（

）A．藍細菌與植物病毒在結構上的最大區別是有無以核膜為界限的細胞核B．藍細菌和植物葉肉細胞含有相同的光合色素，都分布在類囊體薄膜上C．葉綠體與藍細菌中遺傳物質都是DNA，葉綠體中能發生轉錄和翻譯，但不能進行DNA復制D．前體蛋白是葉綠體內關鍵酶的組成成分，由此可以判斷葉綠體是半自主細胞器4．葉綠體中的類囊體有兩種存在形式。一種是多個垛疊在一起形成基粒；另一種沒有發生垛疊，貫穿在兩個或兩個以上基粒之間，被稱為基質類囊體，如圖所示。下列敘述錯誤的是（

）A．兩種類囊體相互連接形成了一個連續的膜系統B．兩種類囊體的比例會影響葉綠體對光能的捕獲和轉化C．基粒類囊體的存在可以大大增大受光面積，提高光能利用率D．基質類囊體上鑲嵌有許多酶，是進行光合作用暗反應的場所題型三光合作用的過程5．RuBP羧化/加氧酶縮寫為Rubisco，CO2和O2競爭性與Rubisco結合，當CO2濃度高時，Rubisco催化C3與CO2反應：當O2濃度高時，Rubisco催化C3與O2反應生成磷酸乙醇酸和C1，磷酸乙醇酸經過一系列化學反應，消耗ATP和NADPH，生成CO2和C1，這一過程稱為光呼吸。植物細胞產生的ATP和NADPH過多時會破壞細胞。如圖為小麥葉肉細胞中的部分生理活動過程，大寫字母代表相應的物質。下列敘述合理的是（）A．圖中表示RuBP的是E，其組成元素中含有磷元素B．植物葉肉細胞中，Rubisco發揮作用的場所是葉綠體基質和線粒體內膜C．夏季晴朗的中午出現“午休現象”時，植物光呼吸的強度與通常相比會有所增大D．光呼吸能消耗ATP、NADPH，從而降低暗反應的速率，對農業是非常不利的6．圖1表示某植物光合作用和細胞呼吸過程示意圖，圖2為探究密閉裝置中不同溫度對該植物葉肉細胞光合速率和呼吸速率的影響。下列敘述正確的是（

）A．圖1中產生ATP和[H]的生理過程有①③④B．圖2溫度為t2時，氧氣的去向僅被線粒體利用C．圖2溫度為t3時，葉肉細胞的實際光合速率為20.5mg/hD．圖2溫度為t4時，植物體光合速率小于呼吸速率題型四光合作用過程中物質含量的變化分析7．如圖表示某植物的一個葉肉細胞及其相關生理過程示意圖，下列說法中不正確的是（）A．圖中的葉肉細胞呼吸釋放的CO2量大于光合作用固定的CO2量B．M中NADPH的運動方向是從葉綠體的類囊體到葉綠體的基質C．M、N都有兩層膜，都能產生ATPD．真核細胞中都含有M、N，原核細胞中都不含M、N8．淀粉和蔗糖是葉肉細胞光合作用兩種主要終產物，Pi在二者分配過程中起到了重要訓節作用，其過程如圖所示。下列敘述正確的是（

）

A．磷是生物膜的重要組分，中心體和核糖體不含磷B．CO2形成三碳糖磷酸的過程中，NADPH不供能，只作為還原劑C．若光照驟減，核酮糖-1，5-二磷酸的含量變化短時間內為減少D．若抑制磷酸轉運器的功能，卡爾文循環會馬上停止一、單選題1．某興趣小組為了探究光照對綠葉中色素合成的影響，將韭菜種子分別置于光照和黑暗條件下培養,使其分別發育成韭菜和韭黃，然后提取和分離二者葉片中的色素，結果如圖所示。下列相關敘述正確的是（

）

A．缺鎂的韭菜在光照條件下培養，也可能會發育成韭黃B．實驗結果說明光照是葉綠素和類胡蘿卜素合成的必要條件C．葉綠素主要吸收藍紫光，而類胡蘿卜素主要吸收紅光和藍紫光D．若研磨時未加SiO2則濾紙條上葉綠素的色素帶寬度可能會變寬2．科研人員對獼猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性進行了系列研究。圖1為光合放氧測定裝置示意圖，圖2為不同光照條件下果肉隨時間變化的光合放氧曲線。下列相關敘述錯誤的是（

）A．若適當提高反應液中的NaHCO3濃度，果肉細胞放氧速率可能增大B．圖2測得的放氧速率就是獼猴桃果肉的總光合速率C．15分鐘后O2濃度幾乎不變，最可能的原因是裝置內CO2減少D．果肉光合色素的提取可以用無水乙醇3．利用紫色洋蔥的鱗片葉、管狀葉、根尖等可以進行實驗1（綠葉中色素的提取和分離實驗）、實驗2（植物細胞的吸水和失水實驗）、實驗3（根尖分生區組織細胞的有絲分裂實驗）、實驗4（還原糖的鑒定實驗）等。下列說法正確的是（

）A．用管狀葉進行實驗1時，濾紙條上未出現色素帶，說明管狀葉中不含色素B．用鱗片葉進行實驗2時，細胞發生質壁分離時，水分子通過原生質層是單向的C．用根尖進行實驗3時，在顯微鏡下可觀察到少數細胞內存在牽引染色體的紡錘絲D．用鱗片葉進行實驗4時，制備樣液時需去除鱗片葉外表皮，便于觀察實驗結果4．某同學在做綠葉中色素的提取與分離實驗時，將提取出的色素溶液畫在距圓形濾紙片圓心1cm的圓圈上，將濾紙自圓心折疊后放入燒杯中，一段時間后色素被分離為四個半徑和顏色均不同的同心圓（如圖），下列敘述正確的是（）A．燒杯中X溶液應為一定量的無水乙醇B．不能將濾液細線畫在圓心處，否則色素會溶解到X溶液中使實驗失敗C．為了增加濾紙上的色素含量，應在初次畫線后立馬再重畫2~3次D．實驗得到的四個同心圓（近似圓形）中，最大的一個圓呈藍綠色5．光敏色素有兩種形式：紅光吸收型（Pr）和遠紅光吸收型（Pfr），當植物受到紅光的照射時，Pr會轉化為Pfr；而當植物接受遠紅光的照射時，Pfr則會還原為Pr。如圖是陽生植物和陰生植物在不同遮陰程度下的莖伸長生長速率，相關敘述正確的是（）注:Ptr/總光敏色素表示遮陰程度，該比值越大，表示遮陰程度越小A．光敏色素可用無水乙醇提取，紙層析法進行分離B．植物體內有較高Pr時，陽生植物莖的伸長生長更快C．該過程中光只作為信號影響陰生與陽生植物的生長D．陰生植物莖的伸長生長與遮陰程度沒有相關性，光敏色素不起作用6．為探究十字花科植物羽衣甘藍的葉片中所含色素種類，某興趣小組做了如下的色素分離實驗：將其葉片色素提取液在濾紙上進行點樣，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的層析液中層析分離，然后再置于蒸餾水中進行層析，過程及結果如下圖所示，圖中1、2、3、4、5代表不同類型的色素。分析錯誤的是（

）A．色素1、2、3、4難溶于水，易溶于有機溶劑，色素5易溶于水B．色素5最可能為花青素，葉綠體中類囊體堆疊成基粒增大了其附著面積C．色素1和2主要吸收藍紫光，色素3和4主要吸收藍紫光和紅光D．色素1在層析液中的溶解度最大，其顏色最可能為橙黃色7．光合作用與呼吸作用環環相扣、相互依存，兩者雖然都是為植物的存活而進行服務，但二者又有各自獨立的工作系統。如圖是某植物光合作用和細胞呼吸過程示意圖，Ⅰ~Ⅶ代表物質,①~③代表過程。下列敘述正確的是（）A．甲過程中的Ⅱ物質與乙過程中Ⅵ物質是同一種物質，甲過程中的Ⅲ物質與乙過程中Ⅶ物質不是同一種物質。B．乙過程中①過程與②過程所產生的能量之和多于③過程所產生的能量C．葉肉細胞中甲過程產生的Ⅳ物質多于乙過程所消耗的Ⅳ物質時，植物將生長D．乙過程產生的ATP并不能用于甲過程8．2021年9月24日，我國科學家在國際知名期刊Science上發表重大科技成果，首次對外公布了一種顛覆性的淀粉制備方法，其合成代謝路線如圖所示。下列說法正確的是（

）

A．該技術中C3的合成途徑與植物體內相同B．該技術中水的分解產物與葉綠體中的相同C．水產生的O2可以在線粒體基質中被用于有氧呼吸第三階段D．該技術可解決糧食危機并緩解溫室效應9．光呼吸是植物依賴光能吸收O2并釋放CO2的過程，會損耗25%~30%的光合產物，在干旱、高溫等逆境脅迫下，光合產物損耗可達50%。Rubisco能催化C5與O2結合而發生光呼吸，也能催化C5與CO2結合，這兩種反應的比例取決于O2和CO2的相對含量。光呼吸的過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是（

）

A．葉綠體基質中的能催化CO2的固定B．葉肉細胞中CO2/O2的值降低時，有利于植物積累有機物C．夏季午間植物光反應速率高、氣孔導度低，易發生光呼吸D．抑制光呼吸對提高作物光合效率與作物增產具有重要意義10．同位素標記可用于示蹤物質的運行和變化規律，同位素標記法是探究光合作用和細胞呼吸過程時所用的重要方法之一。下列相關敘述正確的是（）A．利用H218O探究光合作用的過程，可在釋放的O?中檢測到放射性B．利用14CO2探究光合作用的過程，放射性可先后出現在C3和（CH2O）中C．利用C63H12O6，探究有氧呼吸的過程，放射性最終出現在NADH中D．利用H218O探究光合作用和細胞呼吸的過程，生成的（CH2O）中檢測不到18O二、非選擇題11．在早晚弱光及黑暗條件下，無氧呼吸方式對于衣藻生存很重要，無氧呼吸產生的丙酮酸可進一步代謝產生HA（一種弱酸），類囊體腔內的緩沖能力較差，HA進入類囊體腔后，導致類囊體酸化，過程如下圖1所示。回答下列問題：(1)衣藻無氧呼吸產生丙酮酸的過程中發生的能量變化為。衣藻有氧呼吸的場所是。(2)據圖分析，類囊體酸化的關鍵原因是，類囊體腔內pH與呈負相關。(3)現提供：衣藻、KOH、光源（強弱可變）、暗培養箱、氧氣傳感器（可測氧氣含量變化）等材料用具，設計實驗探究類囊體酸化對氧氣釋放情況的影響，寫出實驗思路：。(4)一定范圍內，酶促反應速率與溶液中能接觸到反應物的酶量成正相關，可作為反映酶活性的指標。將大鼠肝細胞懸濁液置于不同濃度的蔗糖溶液中，提取并檢測兩種酸性水解酶的活性，結果如下圖2所示。圖2圖中兩種酸性水解酶可能存在于肝臟細胞的中，檢測出的相對酶活性與膜結構的完整性（填“有關”“無關”或“不一定有關”），用可以提取到較多的水解酶。12．民間自古就有“種豆肥田”的說法，其原因是豆科植物進化出根瘤來容納根瘤菌以進行生物固氮。為研究大豆根瘤形成的機理，科研人員進行了一系列研究。下圖是大豆光合作用產物的形成及運輸和大豆與根瘤菌關系示意圖。分析回答下列問題：(1)與大豆相比，根瘤菌在細胞結構上最顯著的區別是。(2)根瘤菌進行生物固氮時起關鍵作用的是其產生的固氮酶，該酶發揮作用的機制是。所固定的氮元素被豆科植物利用后，除了可以用于合成圖示的氨基酸，進而形成蛋白質外，還可用來合成很多其它的物質，其中由光反應產生并參與暗反應的物質有。(3)為大豆葉片提供C18O2，大豆根中的淀粉出現18O，請寫出元素18O轉移的路徑（用圖中相關物質的名稱及箭頭表示）：。(4)為充分利用大氣這一天然氮庫，科學家將根瘤菌體內與固氮相關的基因轉移到非豆科植物細胞中，期望培育出可進行生物固氮的轉基因作物，中科院王二濤團隊在此領域的研究已取得初步進展。培育進行生物固氮作物的重要意義是（寫出2點）。1．（2023·江蘇·高考真題）下列關于“提取和分離葉綠體色素”實驗敘述合理的是（）A．用有機溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止類胡蘿卜素被破壞B．若連續多次重復畫濾液細線可累積更多的色素，但易出現色素帶重疊C．該實驗提取和分離色素的方法可用于測定綠葉中各種色素含量D．用紅色莧菜葉進行實驗可得到5條色素帶，花青素位于葉綠素a、b之間2．（2023·遼寧·高考真題）花生抗逆性強，部分品種可以在鹽堿土區種植。下圖是四個品種的花生在不同實驗條件下的葉綠素含量相對值（SPAD）（圖1）和凈光合速率（圖2）。回答下列問題：

(1)花生葉肉細胞中的葉綠素包括，主要吸收光，可用等有機溶劑從葉片中提取。(2)鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是。(3)在光照強度為500μmol·m2·s1、無NaCl添加的條件下，LH12的光合速率（填“大于”“等于”或“小于"）HH1的光合速率，判斷的依據是。在光照強度為1500μmolm2·s-1、NaCl添加量為3．0g·kg1的條件下，HY25的凈光合速率大于其他三個品種的凈光合速率，原因可能是HY25的含量高，光反應生成更多的，促進了暗反應進行。(4)依據圖2，在中鹽（2．0g·kg-1）土區適宜選擇種植品種。3．（2023·海南·高考真題）海南是我國火龍果的主要種植區之一、由于火龍果是長日照植物，冬季日照時間不足導致其不能正常開花，在生產實踐中需要夜間補光，使火龍果提前開花，提早上市。某團隊研究了同一光照強度下，不同補光光源和補光時間對火龍果成花的影響，結果如圖。

回答下列問題。(1)光合作用時，火龍果植株能同時吸收紅光和藍光的光合色素是；用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細線為基準，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第條。(2)本次實驗結果表明，三種補光光源中最佳的是，該光源的最佳補光時間是小時/天，判斷該光源是最佳補光光源的依據是。(3)現有可促進火龍果增產的三種不同光照強度的白色光源，設計實驗方案探究成花誘導完成后提高火龍果產量的最適光照強度（簡要寫出實驗思路）。4．（2023·廣東·高考真題）光合作用機理是作物高產的重要理論基礎。大田常規栽培時，水稻野生型（WT）的產量和黃綠葉突變體（ygl）的產量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產量更高，其相關生理特征見下表和圖。（光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。水稻材料葉綠素（mg/g）類胡蘿卜素（mg/g）類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27

分析圖表，回答下列問題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和，葉片主要吸收可見光中的光。(2)光照強度逐漸增加達到2000μmolm-2s-1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，比較兩者的光飽和點，可得yglWT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有較高的光補償點，可能的原因是葉綠素含量較低和。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體，是其高產的原因之一。(4)試分析在0~50μmolm-2s-1范圍的低光照強度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個科學問題。

5．（2023·全國·高考真題）某同學將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產生。回答下列問題。(1)葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細胞中的葉綠體與線粒體等其他細胞器分離，可以采用的方法是（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布上，其中類胡蘿卜素主要吸收（填“藍紫光”“紅光”或“綠光”）。(2)將葉綠體的內膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發現黑暗條件下懸浮液中不能產生糖，原因是。(3)葉片進行光合作用時，葉綠體中會產生淀粉。請設計實驗證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實驗思路和預期結果。6．（2023·浙江·高考真題）葉片是給植物其他器官提供有機物的“源”，果實是儲存有機物的“庫”。現以某植物為材料研究不同庫源比（以果實數量與葉片數量比值表示）對葉片光合作用和光合產物分配的影響，實驗結果見表1。表1項目甲組乙組丙組處理庫源比