捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)及光合作用的原理(時(shí)間：30分鐘)限時(shí)練11一、選擇題1.(2025·山東棗莊模擬)如圖是某同學(xué)用無(wú)水乙醇分別提取正常光照和強(qiáng)光照下某種植物等量葉片中的光合色素，然后用層析液進(jìn)行紙層析得到的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列相關(guān)敘述正確的是(

)DA.實(shí)驗(yàn)研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸鈣過(guò)少，都會(huì)導(dǎo)致色素條帶顏色變深B.實(shí)驗(yàn)中對(duì)研磨液過(guò)濾時(shí)，采用濾紙過(guò)濾，實(shí)驗(yàn)效果更好C.色素分離過(guò)程中如果濾液細(xì)線觸及層析液，會(huì)縮短四條色素帶間的距離D.與正常光照下相比，該植物強(qiáng)光照下葉片會(huì)發(fā)黃解析實(shí)驗(yàn)研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸鈣(保護(hù)葉綠素)過(guò)少，都會(huì)導(dǎo)致色素條帶顏色變淺，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中對(duì)研磨液過(guò)濾時(shí)，若采用濾紙過(guò)濾，會(huì)使色素吸附在濾紙上，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，B錯(cuò)誤；色素分離過(guò)程中如果濾液細(xì)線觸及層析液，會(huì)使色素溶解在層析液中，則看不到四條色素帶，C錯(cuò)誤。A.實(shí)驗(yàn)研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸鈣過(guò)少，都會(huì)導(dǎo)致色素條帶顏色變深B.實(shí)驗(yàn)中對(duì)研磨液過(guò)濾時(shí)，采用濾紙過(guò)濾，實(shí)驗(yàn)效果更好C.色素分離過(guò)程中如果濾液細(xì)線觸及層析液，會(huì)縮短四條色素帶間的距離D.與正常光照下相比，該植物強(qiáng)光照下葉片會(huì)發(fā)黃2.(2025·湖北武漢模擬)如圖為葉綠體的局部結(jié)構(gòu)示意圖，①②指示相應(yīng)結(jié)構(gòu)。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(

)CA.①上分布著多種光合色素，可用無(wú)水乙醇將它們分離開(kāi)B.在有光的條件下，①可為②提供ATP和NADHC.光照突然增強(qiáng)，②中C5含量會(huì)上升，C3含量會(huì)下降D.①可以增大葉綠體的膜面積，用于附著固定CO2的酶解析無(wú)水乙醇可提取光合色素，但不能分離色素，A錯(cuò)誤；在有光的條件下，①可為②提供ATP和NADPH，不能提供NADH，B錯(cuò)誤；光照突然增強(qiáng)，類囊體膜上產(chǎn)生更多的ATP和NADPH，用于還原C3，生成C5，②中C5含量會(huì)上升，C3含量會(huì)下降，C正確；①可以增大葉綠體的膜面積，但固定CO2的酶存在于葉綠體基質(zhì)中，不在類囊體膜上，D錯(cuò)誤。A.①上分布著多種光合色素，可用無(wú)水乙醇將它們分離開(kāi)B.在有光的條件下，①可為②提供ATP和NADHC.光照突然增強(qiáng)，②中C5含量會(huì)上升，C3含量會(huì)下降D.①可以增大葉綠體的膜面積，用于附著固定CO2的酶3.(2025·河北張家口模擬)如圖是某植物細(xì)胞進(jìn)行光合作用的過(guò)程，下列有關(guān)敘述正確的是(

)CA.光合作用產(chǎn)物Ⅱ中的O部分來(lái)自水B.物質(zhì)Ⅰ在暗反應(yīng)中可充當(dāng)還原劑，但不能供能C.若外界中物質(zhì)Ⅲ濃度適當(dāng)升高，物質(zhì)Ⅰ的含量會(huì)暫時(shí)降低D.給植物提供H218O，一段時(shí)間后放射性會(huì)出現(xiàn)在O2中解析光合作用產(chǎn)物Ⅱ?yàn)楣夥磻?yīng)階段水光解產(chǎn)生的氧氣，其中的O全部來(lái)自水，A錯(cuò)誤；物質(zhì)Ⅰ為NADPH，可以在暗反應(yīng)中充當(dāng)還原劑，也能為暗反應(yīng)供能，B錯(cuò)誤；若外界中物質(zhì)Ⅲ(CO2)濃度升高，C3合成增多，C3轉(zhuǎn)化成有機(jī)物時(shí)會(huì)消耗更多的物質(zhì)Ⅰ(NADPH)，因此物質(zhì)Ⅰ的含量會(huì)暫時(shí)下降，C正確；18O屬于穩(wěn)定同位素，不具有放射性，D錯(cuò)誤。A.光合作用產(chǎn)物Ⅱ中的O部分來(lái)自水B.物質(zhì)Ⅰ在暗反應(yīng)中可充當(dāng)還原劑，但不能供能C.若外界中物質(zhì)Ⅲ濃度適當(dāng)升高，物質(zhì)Ⅰ的含量會(huì)暫時(shí)降低D.給植物提供H218O，一段時(shí)間后放射性會(huì)出現(xiàn)在O2中4.(2025·山東煙臺(tái)模考)科學(xué)家從菠菜中分離出類囊體，將其與多種輔因子和多樣化的還原酶一起包裹在油包水滴中，構(gòu)建出如圖所示能實(shí)現(xiàn)CO2的連續(xù)轉(zhuǎn)化且可編輯的人工光合細(xì)胞。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)BA.人工光合細(xì)胞膜應(yīng)該由單層磷脂分子組成B.需持續(xù)加入多種輔因子，為CO2轉(zhuǎn)化提供能量和還原劑C.通過(guò)改變還原酶的種類能實(shí)現(xiàn)可定制的CO2轉(zhuǎn)化D.與菠菜葉肉細(xì)胞相比，人工光合細(xì)胞更有利于有機(jī)物積累解析人工光合細(xì)胞膜外面是油里面是水，磷脂分子的頭部親水，尾部疏水，排布為單層磷脂分子比較穩(wěn)定，A正確；ATP和NADPH可由光反應(yīng)提供，由圖可知，多種輔因子可循環(huán)再生，B錯(cuò)誤；酶具有專一性，故通過(guò)改變還原酶的種類能實(shí)現(xiàn)可定制的CO2轉(zhuǎn)化，從而得到不同的有機(jī)物，C正確；菠菜葉肉細(xì)胞需要進(jìn)行消耗有機(jī)物的細(xì)胞呼吸，而人工光合細(xì)胞能夠只進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用，能夠更有效地積累有機(jī)物，D正確。A.人工光合細(xì)胞膜應(yīng)該由單層磷脂分子組成B.需持續(xù)加入多種輔因子，為CO2轉(zhuǎn)化提供能量和還原劑C.通過(guò)改變還原酶的種類能實(shí)現(xiàn)可定制的CO2轉(zhuǎn)化D.與菠菜葉肉細(xì)胞相比，人工光合細(xì)胞更有利于有機(jī)物積累5.(2025·河北承德模擬)2021年，我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種下圖所示的人造淀粉合成代謝路線(ASAP)，在高密度氫能的作用下，成功將CO2和H2轉(zhuǎn)化為淀粉。ASAP由11個(gè)核心反應(yīng)組成，依賴許多不同生物來(lái)源的工程重組酶。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)BA.該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATPB.人工合成淀粉同樣需要CO2的固定和C3的再生，最終將C6合成淀粉C.ASAP代謝路線有助于減少農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響D.大量工程重組酶的制備是該項(xiàng)技術(shù)走向工業(yè)化可能面臨的難題解析該反應(yīng)器需要高能氫以及ATP還原C3，故該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATP，A正確；人工合成淀粉同樣需要CO2的固定，但不需要C3的再生，B錯(cuò)誤；由題意可知，ASAP代謝路線無(wú)需植物光合作用可直接合成淀粉，有助于減少農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響，C正確；由題可知，該反應(yīng)器需要不同生物來(lái)源的工程重組酶，大量工程重組酶的制備是該項(xiàng)技術(shù)走向工業(yè)化最可能面臨的難題，D正確。A.該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATPB.人工合成淀粉同樣需要CO2的固定和C3的再生，最終將C6合成淀粉C.ASAP代謝路線有助于減少農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響D.大量工程重組酶的制備是該項(xiàng)技術(shù)走向工業(yè)化可能面臨的難題6.(2025·江西高三質(zhì)檢)光合作用光反應(yīng)可分為原初反應(yīng)、電子傳遞和光合磷酸化。原初反應(yīng)中光能經(jīng)色素的吸收和傳遞后使PSⅠ和PSⅡ上發(fā)生電荷分離產(chǎn)生高能電子，高能電子推動(dòng)著類囊體膜上的電子傳遞。電子傳遞的結(jié)果是一方面引起水的裂解以及NADP＋的還原；另一方面建立跨膜的H＋濃度梯度，啟動(dòng)光合磷酸化形成ATP。光反應(yīng)的部分過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)AA.原初反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了光能到化學(xué)能的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程B.類囊體膜內(nèi)外H＋濃度梯度的形成與水的裂解、質(zhì)體醌的轉(zhuǎn)運(yùn)以及NADP＋的還原有關(guān)C.圖中H＋通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入葉綠體基質(zhì)D.光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原解析根據(jù)題干“原初反應(yīng)中光能經(jīng)色素的吸收和傳遞后使PSⅠ和PSⅡ上發(fā)生電荷分離產(chǎn)生高能電子”可知，原初反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了光能到電能的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，A錯(cuò)誤；類囊體膜內(nèi)外H＋濃度梯度的形成(即基質(zhì)中的H＋濃度低，類囊體腔中的H＋濃度高)與水的裂解、質(zhì)體醌的轉(zhuǎn)運(yùn)以及NADP＋的還原有關(guān)，B正確；由圖可知，葉綠體基質(zhì)中的H＋濃度低，類囊體腔中的H＋濃度高，即H＋從類囊體腔進(jìn)入葉綠體基質(zhì)屬于順濃度梯度運(yùn)輸，且需要載體蛋白，故圖中H＋通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，C正確。A.原初反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了光能到化學(xué)能的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程B.類囊體膜內(nèi)外H＋濃度梯度的形成與水的裂解、質(zhì)體醌的轉(zhuǎn)運(yùn)以及NADP＋的還原有關(guān)C.圖中H＋通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入葉綠體基質(zhì)D.光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原7.(不定項(xiàng))(2025·山東聊城?？?實(shí)驗(yàn)中常用希爾反應(yīng)來(lái)測(cè)定除草劑對(duì)雜草光合作用的抑制效果。希爾反應(yīng)基本過(guò)程：將黑暗中制備的離體葉綠體加到含有DCIP(氧化劑)、蔗糖和緩沖液的溶液中并照光。水在光照下被分解，產(chǎn)生氧氣等，溶液中的DCIP被還原，顏色由藍(lán)色變成無(wú)色，用不同濃度的某除草劑分別處理品種甲雜草和品種乙雜草的離體葉綠體并進(jìn)行希爾反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)AD除草劑相對(duì)濃度/%051015202530品種甲放氧速率相對(duì)值5.03.72.21.0000品種乙放氧速率相對(duì)值5.04.43.73.02.21.61.0A.希爾反應(yīng)中加入蔗糖溶液為該反應(yīng)提供能量B.希爾反應(yīng)中的DCIP相當(dāng)于NADP＋在光反應(yīng)中的作用C.與品種乙相比，除草劑抑制品種甲葉綠體的類囊體薄膜的功能較強(qiáng)D.除草劑濃度為20%時(shí)，若向品種甲的希爾反應(yīng)液中通入CO2，在適宜光照下能檢測(cè)到糖的生成解析希爾反應(yīng)中加入蔗糖溶液是為了維持滲透壓，A錯(cuò)誤；希爾反應(yīng)模擬了光合作用中光反應(yīng)階段的部分變化，該階段在葉綠體的類囊體薄膜中進(jìn)行，溶液中的DCIP被還原，因此氧化劑DCIP在希爾反應(yīng)中的作用，相當(dāng)于NADP＋在光反應(yīng)中的作用，B正確；抑制劑處理影響葉綠體放氧速率，說(shuō)明抑制劑主要抑制光合作用的光反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段發(fā)生在類囊體薄膜上，甲的放氧速率較乙品種慢，即除草劑抑制品種甲葉綠體的類囊體薄膜的功能較強(qiáng)，C正確；除草劑濃度為20%時(shí)，若向品種甲的希爾反應(yīng)溶液中通入CO2，由于該反應(yīng)中沒(méi)有NADPH的生成，所以C3不能被還原成糖，在適宜光照條件下不能檢測(cè)到糖的生成，D錯(cuò)誤。二、非選擇題8.(2025·山東菏澤模擬)光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)、Cb6/f和光系統(tǒng)Ⅰ(PSⅠ)等結(jié)構(gòu)形成線性電子傳遞和環(huán)式電子傳遞兩條途徑，兩條途徑在光反應(yīng)過(guò)程中均產(chǎn)生ATP。親環(huán)素蛋白C37調(diào)控電子傳遞效率，提高植物對(duì)強(qiáng)光的適應(yīng)性(如圖)。在強(qiáng)光下，C37缺失會(huì)導(dǎo)致電子傳遞受阻產(chǎn)生大量活性氧，活性氧積累使葉綠素降解增加，活性氧積累到一定量使細(xì)胞凋亡。回答下列問(wèn)題：(1)①光合色素吸收光能后，將水分解為O2和H＋，同時(shí)產(chǎn)生電子；電子經(jīng)過(guò)電子傳遞鏈，最終與________結(jié)合形成NADPH。強(qiáng)光環(huán)境會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)中C3含量________。環(huán)式電子傳遞與線性電子傳遞相比，NADPH/ATP的比值________(填“較大”“較小”或“相等”)。NADP＋降低較?、诟鶕?jù)題干信息，對(duì)強(qiáng)光下植物光合電子傳遞鏈調(diào)控機(jī)制的理解，說(shuō)法正確的有________。A.強(qiáng)光下，C37僅調(diào)控光合電子傳遞鏈中的線性電子傳遞過(guò)程B.強(qiáng)光下，C37通過(guò)與Cb6/f結(jié)合，提高Cb6/f到PSⅠ的電子傳遞效率C.C37缺失使電子傳遞受阻，進(jìn)而降低活性氧的含量，可導(dǎo)致植物葉片變黃D.C37缺失突變體轉(zhuǎn)入高表達(dá)的C37基因，可降低強(qiáng)光下的細(xì)胞凋亡率BD(2)現(xiàn)有分離得到的野生型和C37缺失突變體的類囊體，根據(jù)題干光反應(yīng)機(jī)制，簡(jiǎn)要寫出鑒定這兩種類囊體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

取強(qiáng)光下的野生型和C37缺失突變體的類囊體，提取、分離色素，比較色素帶上葉綠素條帶的寬度，條帶寬的為野生型的類囊體，反之為C37缺失突變體的類囊體解析

(1)①在葉綠體類囊體上的光合色素吸收光能后，一方面將水分解為O2和H＋，同時(shí)產(chǎn)生的電子經(jīng)傳遞，最終與NADP＋結(jié)合形成NADPH；強(qiáng)光環(huán)境會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)中C3含量降低；線性電子傳遞中，電子經(jīng)PSⅡ、Cb6/f