新教材高三一轮复习检测卷(10)　绿叶中色素的提取、分离和光合作用的基本过程（含解析）

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新教材高三一轮复习检测卷
( 十 )　绿叶中色素的提取、分离和光合作用的基本过程
一、单项选择题
1．(2020·晋中一模)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
解析：选A　二者都属于原核生物，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，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。
2．(2020·东莞市模拟)卡尔文等用14CO2供小球藻光合作用，探明CO2中的碳转化成有机物碳的途径，叙述错误的是(　　)
A．用同位素标记的化合物，化学性质不会改变
B．该实验的自变量是时间
C．长时间给小球藻提供14CO2，14C3含量大于14C5
D．用C18O2供小球藻光合作用，也可达到实验目的
解析：选D　同位素标记的化合物，化学性质不会改变，A正确；该实验的自变量是时间，B正确；长时间给小球藻提供14CO2，14C3含量大于14C5，C正确；用C18O2供小球藻光合作用，只能探明CO2中的氧转化成有机物氧的途径，D错误。
3．(2020·冀州区校级一模)为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是(　　)
　　　二氧化硅
叶绿素种类　　　 颗粒大小(目)
0 20 50 100 200
叶绿素a(mg/g) 0.25 0.53 0.61 0.48 0.47
叶绿素b(mg/g) 0.16 0.08 0.09 0.11 0.12
A.提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂
B．加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益
C．据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多
D．若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小
解析：选B　色素提取的原理是叶绿素可以溶于有机溶剂，A正确；加入二氧化硅会使叶绿素b的含量减少，故对叶绿素b的提取无益，加入二氧化硅使叶绿素a的含量增加，对叶绿素a的提取有益，B错误；分析数据可知，二氧化硅为20目时，叶绿素总量为0.53＋0.08＝0.61，二氧化硅为50目时，叶绿素总量为0.61＋0.09＝0.70，二氧化硅为100目时，叶绿素总量为0.48＋0.11＝0.59，二氧化硅为200目时，叶绿素总量为0.47＋0.12＝0.59，对比可知二氧化硅为50目时叶绿素总量最高，C正确；碳酸钙可保护叶绿素，防止叶绿素在酸性条件下被分解，若未加入碳酸钙，二氧化硅可提取的叶绿素变少，表中数据均减小，D正确。
4．(2020·德州二模)Rubisco是催化C5和CO2反应的酶，O2能和CO2竞争该酶的活性部位，当O2浓度高时，Rubisco和O2结合影响暗反应的进行，导致光合作用速率降低。下列说法不正确的是(　　)
A．Rubisco基因可在叶肉细胞中表达
B．抑制Rubisco和O2的结合不利于植物的生长
C．植物体内Rubisco分布在叶绿体基质中
D．Rubisco的催化功能具有专一性
解析：选B　叶绿体的暗反应中CO2的固定需要Rubisco的催化，所以叶肉细胞有相应的基因表达，才能保证暗反应的顺利进行，A正确；O2会与CO2竞争Rubisco的活性部位，当O2与Rubisco结合减少时，Rubisco与CO2的结合增多，增多CO2的固定量，有利于暗反应的进行，有利于光合作用的进行，有利于植物的生长，B错误；Rubisco催化暗反应中CO2的固定，暗反应进行的场所是叶绿体基质，C正确；每一种酶只能催化一种或一类化学反应，具有专一性，D正确。
5．(2020·昌平区二模)如图表示类囊体膜上的电子传递过程及百草枯和敌草隆两种除草剂的作用机制，相关说法正确的是(　　)
A．两种除草剂需混合使用才可起到除草的作用
B．两种除草剂都通过阻断光反应过程起到除草作用
C．两种除草剂都只对杂草起作用，对农作物不起作用
D．两种除草剂都既可阻断植物代谢也可阻断动物代谢
解析：选B　两种除草剂单独使用也可起到除草的作用，A错误；两种除草剂能阻断光合电子传递链，阻断光反应起到除草的作用，B正确；两种除草剂既对杂草起作用，也对农作物起作用，C错误；从题中信息无法判断两种除草剂是否能阻断动物代谢，D错误。
6．(2020·商洛模拟)我国科学家发现，当有稻瘟病菌入侵水稻时，在光照条件下，水稻体内的LHCB5蛋白第24位的苏氨酸就会发生磷酸化，加速向叶绿体中积累，经过一系列的变化，会诱发活性氧的产生。在活性氧作用下，叶绿体内专门的抗稻瘟病基因表达后，水稻抗稻瘟病的能力会提高，下列有关叙述错误的是(　　)
A．阴雨连绵、光照不足的天气更易暴发稻瘟病
B．抗稻瘟病基因经转录、翻译形成LHCB5蛋白
C．叶绿体内的蛋白质不都由叶绿体基因控制合成
D．LHCB5蛋白的功能变化与它的结构变化有关
解析：选B　LHCB5蛋白第24位的苏氨酸发生磷酸化需要光照条件，阴雨连绵、光照不足的天气LHCB5蛋白发生磷酸化受阻，活性氧产生的少，抗稻瘟病基因表达量少，所以水稻更易暴发稻瘟病，A正确；LHCB5蛋白不属于抗稻瘟病基因的产物，抗稻瘟病基因经转录、翻译形成抗稻瘟病的蛋白，B错误；叶绿体是半自主复制的细胞器，叶绿体内的蛋白质不都由叶绿体基因控制合成，也有受细胞核基因控制形成的，C正确；蛋白质的结构决定功能，故LHCB5蛋白的功能变化与它的结构变化有关，D正确。
7．(2020·全国一模)叶绿体的类囊体是光反应的场所，某学者利用在pH 8.0条件下提取的类囊体做了如下实验：①将类囊体悬浮于无缓冲作用的溶液中，照光后类囊体内溶液的pH下降；
②在黑暗中，将类囊体悬浮于pH 4.0的含有ADP和Pi的某种有机酸溶液中，类囊体腔内的pH变为4.0且类囊体内外均无ATP的合成；
③在实验②结束后，将悬浮液的pH迅速调整到8.0，悬浮液中有ATP的生成。下列分析不合理的是(　　)
A．照光时类囊体内的H＋来自光反应中水的光解
B．类囊体内H＋的跨膜转运不需要蛋白质的协助
C．光照条件下，类囊体内H＋的浓度高于叶绿体基质
D．H＋由类囊体进入叶绿体基质时能驱动ATP的合成
解析：选B　“将类囊体悬浮于无缓冲作用的溶液中，照光后类囊体内溶液的pH下降”，即H＋的浓度上升，说明照光时类囊体内的H＋来自光反应中水的光解，且水的光解发生在类囊体膜内侧，A正确；在本实验操作及实验结果中，没有涉及H＋的跨膜转运是否需蛋白质协助的内容。H＋透过类囊体膜并推动ATP的合成是需要蛋白质起作用的，B错误；光照条件下，类囊体内H＋的浓度上升，使其浓度高于叶绿体基质，H＋由类囊体进入叶绿体基质会推动ATP的合成，C正确；“在实验②结束后，将悬浮液的pH迅速调整到8.0，悬浮液中有ATP的生成”，说明H＋由类囊体进入叶绿体基质时能驱动ATP的合成，D正确。
8．(2020·长春市质检)光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是(　　)
A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小
B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加
C．突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小
D．突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小
解析：选B　突然中断CO2供应导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加，C3含量减少，A错误；突然中断CO2供应使C3含量减少，进而使ATP和NADPH含量增多，所以ATP/ADP比值增加，B正确；突然将红光改变为绿光后光能利用率降低，ATP和NADPH含量减少，进而使C3含量增多、C5含量减少，C错误；突然将绿光改变为红光后光能利用率提高，ATP和NADPH含量增加，ATP/ADP比值增加，D错误。
9.实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和pH 7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某种除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更明显
B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强
C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
解析：选B　由分析希尔反应基本过程可知，该溶液未添加二氧化碳或碳酸氢根离子，因此该过程仅进行光反应，不进行碳(暗)反应。此外测试的溶液中仅含叶绿体，不含线粒体，因此放氧速率即为光反应速率。显然颜色变化越快，说明水的分解速率较快，即光反应速率较快，说明除草剂的抑制效果不明显；该反应主要涉及光反应，故可猜测除草剂主要抑制类囊体膜的功能，而且从图上可看出品种甲的放氧速率下降比较快，所以除草剂对甲的抑制作用比较强；该过程不涉及碳(暗)反应，甲、乙叶绿体中均无三碳糖产生；当除草剂浓度为零时，可以从图中看出两个品种的放氧速率相同。
二、不定项选择题
10．在光合作用的探究历程中，人们利用离体的叶绿体进行实验，逐渐探明了水的光解和NADPH的产生过程，如图所示(e－为负电子)。下列分析正确的是(　　)
A．过程①的完成与叶绿体中的色素无关
B．过程②发生在类囊体膜上并伴随着能量的转换
C．过程①②均可以发生在所有的自养生物体内
D．NADPH进入叶绿体基质中并参与C3还原的反应
解析：选BD　过程①是水在光下分解，需要叶绿体色素分子吸收的光能并转化为电能，A错误；过程②是NADPH形成，发生在类囊体膜上并将色素分子吸收的光能转化为活跃的化学能，B正确；一些进行化能合成作用的自养生物可能不能进行过程①②，C错误；NADPH进入叶绿体基质并参与C3的还原，D正确。
11．(2020·山东模拟)叶肉细胞位于上、下表皮之间，细胞内含有大量的叶绿体，是植物进行光合作用的主要部位。如图表示某叶肉细胞内的部分能量转换过程，下列有关叙述错误的是(　　)
A．不同叶片在过程①中吸收利用光的比例都是相同的
B．过程②在叶绿体基质中完成，需要NADPH供氢以及酶的催化
C．过程③释放的能量主要来自线粒体内膜，大部分贮存于ATP中
D．能量可通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
解析：选AC　不同叶片在过程①光反应中吸收利用光的比例是不同的，主要取决于叶片中色素的含量，A错误；过程②暗反应发生在叶绿体基质中，需要NADPH供氢以及酶的催化，B正确；过程③有氧呼吸释放的能量主要来自线粒体内膜上进行的第三阶段，大部分以热能的形式散失，C错误；能量可通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，D正确。
12．用含有不同浓度的Cu2＋培养液培养某植物幼苗，测得该植物叶绿素含量的变化如表所示。下列相关分析错误的是(　　)
Cu2＋浓度(μmol/L) 0 1 10 100 1 000
叶绿素含量(mg/g FW) 叶绿素a 2.0 2.3 2.2 2.0 1.4
叶绿素b 0.4 0.5 0.5 0.5 0.4
A.随着Cu2＋浓度的增大，叶绿素含量呈现出逐渐增加的趋势
B．Cu2＋浓度为100 μmol/L时，Cu2＋促进叶绿素a和叶绿素b的合成
C．当Cu2＋浓度为1 000 μmol/L时，可推测该植物幼苗光合作用减弱
D．测定叶绿素a和叶绿素b的含量，要提取、分离色素后再做定量分析
解析：选AB　由表格数据可知，随着Cu2＋浓度的增大，叶片中的叶绿素含量先稍增加，然后逐渐减少，A错误；当Cu2＋浓度为100 mol/L时，叶绿素a的含量与空白对照组相同，都是2.0 mg/g FW，说明此浓度Cu2＋没有促进叶绿素a的合成，B错误；当Cu2＋浓度为1 000 μmol/L时，叶绿素含量下降，可推测该植物幼苗光合作用减弱，C正确；测定叶绿素a和叶绿素b含量时，需要提取、分离色素后再做定量分析，D正确。
三、非选择题
13．(2020·南通三模)香菜是一种耐盐碱的经济作物。为探究不同盐浓度对香菜叶绿素含量的影响，南通某中学生物兴趣小组利用两种方法提取色素并测定叶绿素含量，过程如图1。请回答：
(1)方法A中，加石英砂的目的是____________，同时还应添加一定量的___________以防止叶绿素被破坏。
(2)方法A、B中，研磨后需静置一段时间的原因是______________，获得的滤液和上清液应用________(试剂)定容后测定并计算叶绿素含量。
(3)经分光光度计测定，不同盐浓度对香菜叶绿素含量的影响如图2。
①实验中盐浓度范围设置的依据是________________________。
②结果表明，提取色素较好的方法是________结合实验过程分析，可能的原因有______________________、____________________________________________。
解析：(1)方法A中，加石英砂的目的是有助于研磨，使研磨更充分，同时还应添加一定量的碳酸钙以防止研磨过程中叶绿素被破坏。(2)方法A、B中，研磨后需静置一段时间的原因是使色素充分溶解在提取液中，以便于充分提取色素。另外，获得的滤液和上清液应用提取剂定容后测定并计算叶绿素含量。(3)①由柱形图及题意分析可知，实验中盐浓度范围应是盐碱地的盐浓度，以便使结果更加真实可靠。②结果表明方法B得到的叶绿素含量始终高于方法A，因此提取色素较好的方法是方法B；分析其原因可能与以下因素有关：a液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿素；b温度低能降低叶绿素的分解；c时间短能降低叶绿素的分解；d离心能减少叶绿素的损失等。
答案：(1)有助于研磨充分　碳酸钙(CaCO3)　(2)充分提取色素　提取剂　(3)①盐碱地的盐浓度　②方法B　液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿素　温度低能降低叶绿素的降解(或时间短能降低叶绿素的降解，或离心能减少叶绿素的损失)
14．(2020·淄博三模)实验室中，用不同频率的闪光(Hz＝光照－黑暗交替次数/s，光照和黑暗的持续时间相等)照射某植物叶片，在其他条件适宜时，测得叶片的光合速率(CO2μmol·m－2·s－1)变化如图。据图回答下列问题：
(1)光照时，植物叶肉细胞中色素的作用是__________________，这个过程发生在_________________(场所)。
(2)在频闪的黑暗阶段，该植物能合成有机物，这表明光合作用过程中有些反应可以在黑暗条件下进行，这些反应包括________________________________。
(3)闪光频率较低时，随着闪光频率的增加，黑暗阶段的光合速率__________。当闪光频率大于1 Hz后，光照条件下的光合速率和黑暗条件下的光合速率相等，表明此时光照条件下产生的________________能完全满足________________________________________。
解析：(1)植物叶肉细胞内叶绿体的类囊体薄膜上含有光合色素，在光照条件下能吸收、传递和转化光能。(2)光合作用暗反应的过程包括CO2的固定和C3化合物的还原，能够在黑暗条件下进行。(3)由图示可知，闪光频率较低时，随着闪光频率的增加，黑暗阶段的光合速率逐渐增大，当闪光频率大于1 Hz后，光照条件下的光合速率和黑暗条件下的光合速率相等，表明此时光照条件下产生的ATP、NADPH能完全满足黑暗条件下暗反应对ATP和NADPH的需求。
答案：(1)吸收、传递和转化光能　叶绿体的类囊体薄膜上
(2)CO2的固定和C3化合物的还原　(3)增大　ATP、NADPH　黑暗条件下暗反应对ATP和NADPH的需求