2026届高考生物一轮基础复习训练14 捕获光能的色素和结构（有解析）

2026届高考生物一轮基础复习训练14
捕获光能的色素和结构
一、单选题
1.（2025·辽宁抚顺模拟）叶黄素是一种存在于人眼视网膜上的类胡萝卜素，具有抗氧化活性和减少可见光损伤视网膜的功能。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 叶黄素可减少光损伤视网膜与其主要吸收蓝紫光有关
B. 绿色植物叶肉细胞中的叶黄素主要分布在类囊体膜上
C. 在层析液中，叶黄素的溶解度大于叶绿素的
D. 秋季叶片变黄主要与叶片不能合成叶绿素有关
2.以新鲜菠菜叶为材料进行绿叶中色素的提取和分离实验，某小组得到如图所示结果。下列关于该结果的分析，正确的是（　　）
A. 是正确操作后得到的理想结果
B. 可能是研磨时未加入导致
C. 可能是研磨时未加入导致
D. 可能是提取时加入过量的无水乙醇
3.（2025·山东青岛月考）如图为叶绿体中色素吸收光能的情况。根据此图并结合所学知识分析，以下说法正确的是（　　）
A. 土壤中缺镁时，420～470 nm波长的光的利用量显著减少
B. 由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体光合作用强度减弱
C. 用450 nm左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度
D. 可利用无水乙醇提取绿叶中的色素，且若将提取的色素滤液置于不同波长的光下产生的量不同
4.（2024·广东高考3题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　）
A. 选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B. 研磨时用水补充损失的提取液
C. 将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D. 用过的层析液直接倒入下水道
5.（2024·贵州高考3题）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
6.（2023·全国乙卷2题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是（　　）
A. 氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B. 叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C. 用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D. 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
7.（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
8.（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
9.（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
10.（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
11.（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
12.（2025·宁夏石嘴山高三阶段练习）下列有关叶绿体的叙述，正确的是（　　）
A. 叶绿体是植物细胞的“动力车间”
B. 叶绿体中只有叶绿素可吸收光能用于光合作用
C. 叶绿体内的基粒，极大地扩展了受光面积
D. 植物叶片多呈现绿色是由于叶片中的叶绿体吸收了较多绿光
13.(2024·广东清远一模)紫苏叶片是紫苏合成有机物的主要器官。紫苏叶片呈紫色与其细胞内含有的花青素有关。花青素易溶于水、乙醇等极性溶剂中。某同学欲提取紫苏叶片中的色素，下列操作错误的是(　　)
A．实验材料应选取新鲜的紫苏叶片
B．研磨叶片时添加二氧化硅有助于研磨充分
C．研磨叶片时需要添加蒸馏水以溶解叶片中的各种色素
D．研磨液需经单层尼龙布过滤后收集滤液
14.（2025·重庆乌江新高考协作体模拟）下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的小实验，你认为哪一个结果有科学性错误（　　）
A. 叶绿素的无水乙醇提取液放在自然光源和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察连续光谱中变暗（或出现暗带）的区域是红光和蓝紫光区
B. 在温暖晴朗的一天下午，在某植物向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱色，用碘液处理后做成切片，在显微镜下观察被染成蓝色的结构是叶绿体
C. 高倍镜下观察叶绿体在细胞质基质中能向光集中移动，强光下以较小的侧面对向光
D. 在天气晴朗的一天的上午10时左右，用钻有直径为1 cm左右小孔的锡铂纸将田间一株植物的叶片夹住，下午2时左右取下这片叶，用酒精隔水加热脱色，用碘液处理，小孔处照光的部位成蓝色，而被锡铂纸遮住的部分则呈白色或灰色
15.（2025·哈尔滨市1、6、9中期末）下图表示甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，相关叙述正确的是（　　）
A. 过程①中类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光
B. 过程②产生的同时，还会产生
C. 过程③释放的能量大部分储存在中
D. 过程④一般与放能反应相联系
二、非选择题
16.（2024·河北高考19题）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，结果如图、表所示。
覆膜处理 叶绿素含量/（） 类胡萝卜素含量/（）
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）。
17.（2024·东北三省三校第一次联考）PSⅡ是类囊体膜上的光合色素蛋白复合体，能吸收光能并将水分解，是光反应中光能吸收和转化的关键因素。为研究PSⅡ在光能吸收和转化中的作用，研究人员取某植物幼苗若干，均分成5组，分别用相同强度的红光（R）、黄光（Y）、蓝光（B）、紫外光（UV）等单光质和白光（W）五种LED光源照射30天后，检测不同处理条件下的光合色素的含量，以及值和值，结果如下：
LED 不同光质对光合色素含量的影响
处理 叶绿素( mg/g干重) 类胡萝卜素(mg/g干重)
R 369.19 100.44
Y 274.50 100.76
B 681.91 129.76
UV 988.35 206.14
W 381.75 92.34
注：值表示PSⅡ吸收光能后转化光能的最大效率；值表示PSⅡ吸收光能后转化为化学能的效率。
据所学知识和实验结果回答问题：
(1) 检测光合色素含量时，用______提取绿叶中的色素。PSⅡ利用自身的光合色素吸收光能，将水分解为2和______，并释放两个电子，用于______的合成。
(2) 采用LED光源处理植物幼苗而不用普通光源，原因是______。据表可知，与白光对照组（W组）相比，______光能够显著提高幼苗中叶绿素的含量。
(3) 据图2可知，与W组相比，经过四种单光质处理后， 光更有利于该植物合成有机物，判断依据是： 。
(4) 植物吸收的光能只有3条去路：光合作用、叶绿素荧光和热。与W组相比，在黄光（Y）条件下，值较大，但值却较小，植物将以______形式耗散掉多余的光能，否则强光将对植物产生伤害。
一、单选题
答案：D
解析：
A项：叶黄素属于类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，可减少蓝紫光对视网膜的损伤，A正确。
B项：绿色植物叶肉细胞中，光合色素（包括叶黄素）主要分布在类囊体膜上，B正确。
C项：纸层析法中，色素溶解度越高，扩散速度越快。叶黄素位于滤纸条上方，溶解度大于叶绿素（叶绿素a、b位于下方），C正确。
D项：秋季叶片变黄是因为叶绿素分解速度大于合成速度，类胡萝卜素相对稳定，并非不能合成叶绿素，D错误。
答案：B
解析：
理想结果中，色素带从上到下应为：胡萝卜素（橙黄）、叶黄素（黄）、叶绿素a（蓝绿）、叶绿素b（黄绿），且叶绿素a和b的带宽应最宽。图中叶绿素带变窄，可能是研磨时未加，导致叶绿素被破坏，B正确。
A项：图示叶绿素带异常，不是理想结果，A错误。
C项：未加会导致研磨不充分，所有色素带均变窄，C错误。
D项：加入过量无水乙醇会导致色素浓度低，所有色素带颜色变浅，D错误。
答案：A
解析：
A项：镁是叶绿素的组成元素，缺镁会导致叶绿素合成减少。叶绿素主要吸收420～470 nm（蓝紫光）和640～670 nm（红光），因此缺镁时420～470 nm波长的光利用量显著减少，A正确。
B项：670 nm波长的光被叶绿素吸收更多，转为该波长后光合作用强度应增强，B错误。
C项：白光包含多种波长，光合作用效率高于单一波长的光（如450 nm），C错误。
D项：色素提取后若脱离类囊体结构，无法进行光反应产生，D错误。
答案：C
解析：
A项：应选择新鲜程度相同的叶片，避免无关变量干扰，A错误。
B项：色素不溶于水，研磨时需用无水乙醇提取，不能用水补充，B错误。
C项：两组滤纸条置于同一烧杯层析，可保证层析条件一致，C正确。
D项：层析液含有机溶剂，需回收处理，不能直接倒入下水道，D错误。
答案：D
解析：
A项：碳酸钙可防止研磨时叶绿素被破坏，A正确。
B项：纸层析法利用色素在层析液中溶解度差异分离色素，B正确。
C项：光合色素含量比例不同导致叶色差异（如叶绿素多呈绿色，类胡萝卜素多呈黄橙色），C正确。
D项：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，但类胡萝卜素也吸收蓝紫光，因此测定叶绿素含量时应选择红光（避免类胡萝卜素干扰），D错误。
答案：D
解析：
A项：叶绿素含、、、、，和是重要元素，A正确。
B项：光合色素均分布于类囊体薄膜上，B正确。
C项：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确。
D项：色素在层析液中溶解度越高，扩散速度越快，D错误。
答案：D
解析：
A项：提取色素用无水乙醇，层析液用于分离色素，A错误。
B项：滤纸条一端剪去两角（避免边缘效应），滤液细线画在剪去两角的一端，B错误。
C项：滤液细线需重复画2～3次（每次晾干后再画），以增加色素量，C错误。
D项：胡萝卜素溶解度最高，扩散最远，呈橙黄色，D正确。
答案：C
解析：
A项：加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，类胡萝卜素较稳定，A错误。
B项：该实验可分离色素并比较含量相对高低，但无法直接测定绝对含量，B错误。
C项：多次画滤液细线可累积色素，但过度重叠会导致条带模糊，C正确。
D项：花青素存在于液泡中，不溶于有机溶剂，无法通过该实验提取分离，D错误。
答案：C
解析：
A项：光合色素分离常用纸层析法，A正确。
B项：据图可知，嫩叶与老叶的叶绿素+类胡萝卜素总含量相等，B正确。
C项：嫩叶叶绿素含量高于老叶，类胡萝卜素含量低于老叶，而叶绿素是主要的光吸收色素，因此相同光照下嫩叶光合速率更高，C错误。
D项：叶绿素含量随叶龄变化幅度大于类胡萝卜素，D正确。
答案：A
解析：
A项：滤纸条上Ⅰ（胡萝卜素）、Ⅱ（叶黄素）、Ⅲ（叶绿素a）、Ⅳ（叶绿素b），强光下Ⅲ、Ⅳ条带变窄，Ⅰ、Ⅱ条带变宽，说明叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，A正确。
B项：层析液原理是溶解度高的色素扩散快，B错误。
C项：Ⅰ（类胡萝卜素）主要吸收蓝紫光（短波长），Ⅳ（叶绿素b）主要吸收红光和蓝紫光，红光波长更长，因此Ⅳ吸收的光波长更长，C错误。
D项：滤液细线需重复画2～3次，以增加色素量，D错误。
答案：B
解析：
A项：叶绿体基质含酶（蛋白质），类囊体膜含光合色素和酶（蛋白质），A正确。
B项：受损伤蛋白质为大分子，通过CDC48协助进入细胞质基质，不属于自由扩散，B错误。
C项：蛋白酶体可水解蛋白质，断裂肽键，C正确。
D项：CDC48缺失会导致损伤蛋白无法降解而积累，D正确。
答案：C
解析：
A项：线粒体是“动力车间”，叶绿体是“养料制造车间”，A错误。
B项：叶绿素和类胡萝卜素均可吸收光能，B错误。
C项：基粒由类囊体堆叠而成，极大扩展了受光面积，C正确。
D项：叶片呈绿色是因为叶绿体反射绿光较多，吸收较少，D错误。
答案：C
解析：
A项：新鲜叶片色素含量高，适合作为材料，A正确。
B项：可使研磨更充分，B正确。
C项：光合色素不溶于水，需用无水乙醇提取，蒸馏水会导致色素无法溶解，C错误。
D项：研磨液需过滤除去残渣，用单层尼龙布（纱布孔径太大，会残留杂质），D正确。
答案：D
解析：
A项：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此连续光谱中这两个区域变暗，A正确。
B项：光合作用产物淀粉在叶绿体中合成，碘液染色后叶绿体呈蓝色，B正确。
C项：叶绿体可向光移动，强光下以侧面对光减少吸收，避免损伤，C正确。
D项：上午10时到下午2时，遮光部分无法光合作用，但可能存在之前合成的淀粉，不会呈白色，D错误。
答案：B
解析：
过程①为光反应（光能→ATP），②为暗反应（还原），③为水解，④为合成。
A项：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光，A错误。
B项：暗反应中还原生成和，B正确。
C项：水解（过程③）释放的能量大部分以热能散失，少部分用于生命活动，C错误。
D项：合成（过程④）一般与放能反应相联系，D错误。
二、非选择题
答案：
(1) 蓝、紫；类囊体薄膜；（）；；紫外光
(2) 无水乙醇；蓝紫光可被叶绿素和类胡萝卜素共同吸收，而红光主要被叶绿素吸收，选择红光可减少类胡萝卜素的干扰
(3) 蓝膜下幼苗叶绿素和类胡萝卜素含量最高，光吸收能力强；蓝膜透过的紫外光少，可减轻辐射伤害
解析：
(1) 光合色素主要吸收蓝紫光和红光，其中蓝紫光和紫外光在高原较强。光反应在类囊体薄膜进行，还原生成和。据图可知，蓝膜和绿膜对紫外光的透过率低于白膜，可减弱辐射。
(2) 色素溶于无水乙醇，故用其提取。蓝紫光被所有光合色素吸收，红光主要被叶绿素吸收，因此测叶绿素含量选红光可排除类胡萝卜素干扰。
(3) 表格显示蓝膜组色素含量最高，且蓝膜透过紫外光少，故更利于生长。
答案：
(1) 无水乙醇；和电子；和
(2) LED光源可提供单一波长的光，避免其他光质干扰；紫外（UV）
(3) 蓝（B）；蓝光处理下值最高，说明PSⅡ转化光能为化学能的效率最高，更有利于有机物合成
(4) 叶绿素荧光和热
解析：
(1) 色素提取用无水乙醇。PSⅡ分解水产生、、电子，电子参与和合成。
(2) LED光源的优势是光质单一，可控制变量。表格中UV组叶绿素含量（988.35）显著高于白光组（381.75）。
(3) 反映光能转化为化学能的效率，B组该值最高，最利于有机物合成。
(4) 黄光下（最大效率）高，但（实际转化效率）低，多余光能通过荧光和热耗散。