2025届高考生物一轮复习 ：捕获光能的色素和结构

2025届高考生物一轮复习： 捕获光能的色素和结构 （2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是 ( ) A. ATP B. NADP⁺ C. NADH D. DNA D解析:蓝细菌内由两层膜组成的片层结构可以进行光合作用和呼吸作用。光合作用光反应能产生ATP,消耗NADP+,呼吸作用能产生NADH,A、B、C不符合题意:DNA主要存在于蓝细菌拟核区域，D符合题意。 （2024·广东·高考真题）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 C 解析:选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误:提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误:两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确;用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。 （2024·河北高考真题）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。 蓝光 类囊体薄膜 C5 糖类 紫外光 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 （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。 （2024·河北高考真题）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。 （2） ①. 无水乙醇 ②. 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 （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_______________________。 （2024·河北高考真题）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。 （3）覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 （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）。 高考考点1　绿叶中的色素的提取和分离 7 考点情境 研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。 实验思路 将部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，部分置于黑暗条件下培养(乙组)。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，比较滤纸条上的色素带。 预期结果 甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致;甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带，乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带。 实验思路: 预期结果: 1 绿叶中色素的提取和分离 (1)实验原理 有机溶剂(如无水乙醇) 溶解度 色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液扩散得快。 （可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠，除去乙醇中水分） 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 1 绿叶中色素的提取和分离 (2)实验步骤 A1 A2 A3 C2 二氧化硅 碳酸钙 B 单层尼龙布 C1 ★用棉塞将试管口塞严 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 滤纸、纱布会吸收色素 防止溶剂挥发和色素分子被氧化 10 A (2)实验步骤 干燥的定性滤纸 1cm 铅笔线 为什么要剪去两角？ 减少边缘效应，使层析液在滤纸条上扩散均匀。 B 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 (2)实验步骤 A1 A2 A2 ★要求：细、直、齐 注意：待滤液干后，再画一两次。使分离色素带清晰 B 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 (2)实验步骤 A2 A3 A3 A1 A2 为何滤液细线不能触及层析液？ （防止色素溶解在层析液中） 为何要盖上培养皿？ （防止层析液挥发，因其易挥发且有毒） 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 (3)实验结果 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 叶绿素 类胡萝卜素 （3/4） （1/4） [提醒]　①胡萝卜素含量最少，所以色素带最窄；但其在层析液中溶解度最大所以扩散最快。 ②胡萝卜素和叶黄素之间的距离最远。 ③叶绿素a的含量最多，所以该色素带最宽。 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 正常分离 未加碳酸钙 未加无水乙醇 未加二氧化硅 4.实验结果异常分析 圆形滤纸打孔 色素提取液 笔帽 滤液细线 棉线 (灯芯) 蘸取 盖 穿过中间孔 盖 层析液 结果 色素分离的改进 —— 灯芯法 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 避免了滤液细线触及层析的易错步骤 1 2 3 4 6 5 层析 16 高考考点2　捕获光能的色素和结构 17 一、绿叶中色素 正常分离 扩散快慢 即____________ ②宽窄 即________ 溶解度大小 含量多少 ③颜色 1 2 3 4 1 2 3 4 黄绿色 蓝绿色 黄色 橙黄色 色素的颜色是由其反射的光所决定 阳光 (白光) 阳光是由不同波长的光组合成的复合光， 在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带称为光谱。 400 760 波长/nm 在色素溶液与阳光之间，放置一块三棱镜。分别让不同颜色的光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光谱。 阳光 (白光) ① 光合色素的吸收光谱 （4）吸收光谱 A.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 B.叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同 C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光 P一99，学科交叉：叶绿体中的色素只吸收 ，而对红外光和紫外光等不吸收。 可见光 光合色素功能：吸收、传递（四种色素）、转化光能（只有少数特殊状态的叶绿素a） 光合色素的功能 叶绿素a:C55H72O5N4Mg 叶绿素b:C55H70O6N4Mg 胡萝卜素：C40H56 叶黄素：C40H56O2 5.影响叶绿素合成的三大因素 叶绿素不稳定，易分解。 总结2：植物色素 比较项目 光合色素 细胞液色素 存在部位 叶绿体 液泡 溶解性 脂溶性 水溶性 代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素 颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫 颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色 红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。 胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。 正常绿色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 叶色变黄 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄 叶色变红 秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色 总结2：植物色素 【2023年湖北卷】高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是( ) A.呼吸作用变强，消耗大量养分 B.光合作用强度减弱，有机物合成减少 C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 答案：D解析：呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成农作物减产，A正确；温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度降低，有机物合成减少，B正确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细胞呼吸过程中产生，D错误。 【2023年全国乙卷】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 解析：叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿体中吸收光能的色素（叶绿素和类胡萝卜素）分布在类囊体薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，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，C正确；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，D错误。 【2023年全国甲卷】某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。 （1）叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是_________（答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布在_________上，其中类胡萝卜素主要吸收_________（填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。 （1）差速离心法；类囊体薄膜（或基粒）；蓝紫光 $$