【备考2026】生物学高考一轮同步基础练--课时规范练14　捕获光能的色素结构、光合作用原理的探索（含解析）

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课时规范练14　捕获光能的色素和结构、光合作用原理的探索
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一　捕获光能的色素
1.(2024·贵州卷)为探究不同光照强度对叶色的影响,取紫鸭跖草在不同光照强度下,其他条件相同且适宜,分组栽培,一段时间后获取各组光合色素提取液,用分光光度法(一束单色光通过溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是 (　　)
A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素
B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法
C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段
2.(2024·广东深圳二模)某兴趣小组合作完成“绿叶中色素的提取和分离”实验,主要步骤包括:色素的提取→滤纸条制备→画滤液细线→色素的分离。下列叙述正确的是(　　)
A.色素的提取:用无水乙醇和层析液进行色素提取
B.滤纸条制备:滤纸条一端剪去两角并在另一端底部画细线
C.画滤液细线:防止滤液细线过粗一般只画一次
D.色素的分离:离滤液细线最远的是橙黄色的条带
3.(2024·山西模拟)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验的叙述,合理的是(　　)
A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
C.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但易出现色素带重叠
D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于叶绿素a、b之间
4.(2024·广东茂名二模)某小组做了“探究叶龄对叶片中光合色素含量的影响”的实验,结果如图,下列叙述错误的是(　　)
A.用纸层析法来分离叶片中的光合色素
B.嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等
C.相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率相等
D.不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大
5.(2024·吉林三模)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用无水乙醇提取叶绿体色素,层析后滤纸条的结果如图(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是 (　　)
A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量增加
B.层析液一般可以用石油醚,原理是溶解度高的色素扩散速度慢
C.色素Ⅰ比色素Ⅳ吸收的可见光的波长长
D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次
考点二　叶绿体的结构与光合作用的探索历程
6.(2024·北京昌平二模)在活性氧的胁迫条件下,蛋白质复合体CDC48参与叶绿体内蛋白质降解的具体过程如图,下列相关叙述错误的是(　　)
A.叶绿体基质及类囊体膜上都含有蛋白质
B.受损伤蛋白质通过自由扩散进入细胞质基质
C.在蛋白酶体参与下,受损伤蛋白质的肽键断裂
D.CDC48相关基因缺失突变导致受损伤蛋白积累　
关键能力提升练
7.(2024·江苏泰州期末)叶绿体内的类囊体薄膜上色素可以分为两类:一类是绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,主要是完成吸收和传递光能的作用;另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a,这种叶绿素a能够捕获光能,并将受光能激发的电子传送给相邻的电子受体。下列相关叙述错误的是(　　)
A.通常用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B.叶黄素和胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光
C.处于特殊状态的叶绿素a实现了光能的转变
D.植物生长过程中缺P会导致光合速率下降
8.(2024·江苏模拟预测)羽衣甘蓝因其耐寒性和叶色丰富多变的特点,成为冬季重要的观叶植物。将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先后置于层析液和蒸馏水中进行层析,过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析正确的是(　　)
A.色素4在层析液中的溶解度最高
B.用发黄叶片色素1、2可能缺失
C.缺Mg会影响色素1和2的含量
D.色素5可能存在于植物的液泡中
9.(多选)(2024·河北张家口模拟)1941年,科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,研究了光合作用中产生的氧气的来源,实验部分过程及结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.18O不具有放射性,是稳定的同位素,可用于示踪物质运行和变化规律
B.另一组实验及结果图应为将O换成H2O,CO2换成C18O2,其余不变
C.该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧部分来自水
D.实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素,没有完整的叶绿体
10.(12分)(2024·河北卷)高原地区蓝光和紫外光较强,常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响,研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率,以及覆膜后幼苗光合色素的含量,结果如下图、下表所示。
覆膜处理 叶绿素含量/(mg·g-1) 类胡萝卜素含量/(mg·g-1)
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
回答下列问题。
(1)如上图所示,三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异,其中　　　光可被位于叶绿体　　　　　　　　　　　上的光合色素高效吸收后用于光反应,进而使暗反应阶段的C3还原转化为　　　和　　　　　。与白膜覆盖相比,蓝膜和绿膜透过的　　　　　　较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比,选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时,可利用　　　　　　作为溶剂。测定叶绿素含量时,应选择红光而不能选择蓝紫光,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)研究表明,覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果,其原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。
参考答案
课时规范练14　捕获光能的色素结构、光合作用原理的探索
必备知识基础练
1.D　解析 提取光合色素加入碳酸钙可以防止叶绿素被破坏,A项正确;由于不同色素在层析液中溶解度不同,因此在滤纸上的扩散速度不同,从而达到分离的效果,这是纸层析法,B项正确;不同光合色素颜色不同,因此光合色素相对含量不同可使叶色出现差异,叶绿素多使叶片呈现绿色,而秋季类胡萝卜素增多使叶片呈现黄色,C项正确;叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光,所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量,D项错误。
2.D　解析 光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇中,常用无水乙醇提取光合色素,A项错误;制备滤纸条时,将干燥的定性滤纸一端剪去两角,并在距此端底部1 cm处用铅笔画一条细横线,B项错误;为保证更多的光合色素沉积在滤液细线处,画滤液细线时,应用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀画一条直的滤液细线,待滤液干后,再重复画一到两次,C项错误;色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,距离滤液细线最远的为溶解度最高的色素,是橙黄色的胡萝卜素,D项正确。
3.C　解析 用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏,A项不合理;该实验中分离色素的方法是纸层析法,可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较各色素的含量,但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量,B项不合理;画滤液细线时要间断画2~3次,即等上一次干了以后再画下一次,若连续多次重复画滤液细线虽可累积更多的色素,但会造成滤液细线过宽,易出现色素带重叠,C项合理;花青素存在于液泡中,溶于水不易溶于有机溶剂,故若得到5条色素带,距离滤液细线最近的色素带为花青素,应在叶绿素b的下方,D项不合理。
4.C　解析 各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素,所以用纸层析法来分离叶片中的光合色素,A项正确;嫩叶中色素总含量为6+2=8,老叶中色素总含量为5+3=8,所以嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等,B项正确;嫩叶与老叶的叶绿素和类胡萝卜素含量都不同,所以相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率不一定相等,C项错误;不同发育阶段叶绿素含量的变化为6→12→5,类胡萝卜素的含量变化为2→4→3,所以不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大,D项正确。
5.A　解析 图示表明强光照下叶绿素带变窄,类胡萝卜素带变宽,说明此时叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量增加,A项正确;层析液由石油醚、丙酮和苯混合而成,原理是溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快,B项错误;色素Ⅰ(胡萝卜素,吸收蓝紫光)比色素Ⅳ(叶绿素b,吸收蓝紫光和红光)吸收的可见光的波长短,C项错误;在分离色素实验中,画滤液细线时,需要重复画线,以增加色素量,应在第一次画线晾干后再重复画一到两次,D项错误。
6.B　解析 叶绿体基质中发生光合作用的暗反应过程,类囊体膜上发生光合作用的光反应过程,两个反应过程中都有相应功能蛋白起作用,结合图示可知,叶绿体基质及类囊体膜上都含有蛋白质,A项正确;据图可知,受损伤蛋白质经蛋白质复合体CDC48作用后,再被蛋白酶体降解,可知受损伤蛋白质由叶绿体进入细胞质基质的方式不是自由扩散,B项错误;在蛋白酶体参与下,受损伤蛋白质被降解,故受损伤蛋白质的肽键断裂,C项正确;依题意,蛋白质复合体CDC48参与叶绿体内蛋白质降解,结合图示,若CDC48相关基因缺失,则细胞中蛋白质复合体CDC48缺失,导致受损伤蛋白质在叶绿体内积累,D项正确。
关键能力提升练
7.B　解析 叶绿体中的色素能溶于有机溶剂,但不溶于水,因此实验中常用无水乙醇提取叶绿体中的色素,A项正确;叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光,B项错误;少数处于特殊状态的叶绿素a能捕获光能,并将光能转换为电能,实现了光能的转变,C项正确;植物生长过程中缺P会影响ATP和NADPH的合成,会导致光合速率下降,所以在生产中应适时追施磷肥,D项正确。
8.D　解析 根据层析的结果,色素1距离起点最远,说明其在层析液中的溶解度最高,A项错误;根据在层析液中的层析结果说明色素1、2、3、4依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,发黄叶片缺乏叶绿素,色素3、4可能缺失,B项错误;Mg只参与构成叶绿素,故缺Mg会影响色素3和4的含量,C项错误;根据在蒸馏水中的层析结果说明,色素5可以溶解在蒸馏水中,推测其可能是存在于植物液泡中的色素,D项正确。
9.BCD　解析 另一组实验及结果图应为将O换成H2O、CO2换成C18O2、18O2换成O2,其余不变,B项错误;该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的O全部来自水,C项错误;小球藻是真核生物,不同于蓝细菌,具有完整的叶绿体,含有叶绿素和类胡萝卜素,D项错误。
10.答案 (1)蓝　类囊体薄膜　C5　(CH2O)　紫外光
(2)无水乙醇　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,选择红光而不选择蓝紫光,可以避免类胡萝卜素对实验结果的影响
(3)高原地区紫外光强烈,覆盖蓝膜后,紫外光透过率较低,可降低紫外光对藏川杨幼苗的伤害;覆盖蓝膜后,蓝光的透过率高,用于光合作用的光多,藏川杨幼苗的光合速率大;覆盖蓝膜后,幼苗叶绿素和类胡萝卜素的含量最高,可以提高藏川杨幼苗对光能的利用率(答出两点即可)
解析 (1)三种不同颜色的光中,能被叶绿体中色素高效吸收的是蓝光,叶绿体中的色素位于类囊体薄膜上;暗反应中C3还原转化为C5和(CH2O)。紫外光会对幼苗产生辐射,由题图可知,蓝膜和绿膜对紫外光的透过率均低于白膜,可更好地减弱幼苗受到的辐射。(2)提取叶绿体中的色素时,可用无水乙醇作为溶剂。通过光吸收值测定叶绿素含量时,选择红光而不选择蓝紫光的原因是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,选择红光可以避免类胡萝卜素对实验结果的影响。(3)由题图可知,覆盖蓝膜后,紫外光的透过率低,可降低紫外光对藏川杨幼苗的伤害,蓝光的透过率高,用于光合作用的光多,藏川杨幼苗的光合速率大;由题表可知,覆盖蓝膜后,幼苗叶绿素和类胡萝卜素的含量最高,可以提高藏川杨幼苗对光能的利用率。
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