第3单元 第3讲 捕获光能的色素和结构及光合作用原理(Word练习)-【金版新学案】2027年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（单选）

**基本信息** 以色素实验与光合作用原理为核心，通过真题与模拟题系统覆盖从实验操作到过程机制的知识链条，强化结构与功能观及科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |捕获光能的色素和结构|3题（含2025山东卷等）|实验操作与原理分析|从色素提取分离实验到吸收光谱及结构功能的内在关联| |光合作用的原理|7题（含2026广东肇庆模拟等）|过程机制与调节应用|从光反应暗反应过程到物质运输与代谢调节的逻辑推导|

课时作业10　捕获光能的色素和结构及光合作用原理 (时间：40分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－6题每小题4分，共24分) 一、捕获光能的色素和结构 1.(2025·山东卷)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是(　　) A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95％乙醇替代 答案：B 解析：光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸，水分会影响层析液在滤纸条上扩散，从而影响色素的分离，A正确；提取光合色素可以使用新鲜的绿叶，B错误；重复画线前需等待滤液细线干燥，否则会导致滤液细线变粗，最终导致分离的色素条带不清晰，C正确；提取光合色素一般用无水乙醇，若没有无水乙醇，可以用加入适量无水碳酸钠的95％乙醇替代，D正确。 2.(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 答案：D 解析：提取光合色素时，加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确；由于不同色素在层析液中的溶解度不同，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黄色，C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错误。 3.(2026·广东肇庆模拟)如图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述不正确的是(　　) A.图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3 B.图甲中①是类胡萝卜素 C.图乙的实验可以用无水乙醇进行色素的提取和分离 D.秋天植物叶片变黄主要是因为图甲中的②③被分解 答案：C 解析：分析图甲，①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，②表示叶绿素b，③表示叶绿素a；分析图乙，条带1是胡萝卜素，条带2是叶黄素，条带3是叶绿素a，条带4是叶绿素b。图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3，A、B正确。图乙的实验可以用无水乙醇进行色素的提取，采用纸层析法用层析液进行色素的分离，C错误。②表示叶绿素b，③表示叶绿素a，秋天植物叶片变黄是因为图甲中的②③被分解，叶黄素和胡萝卜素成为主要成分，所以最终叶片变黄，D正确。 二、光合作用的原理 4.(2026·内蒙古巴彦淖尔模拟)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类胡萝卜素无关 B.过程②发生在类囊体的薄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.蓝细菌进行光合作用时，NADPH进入叶绿体基质中并参与C3还原的反应 答案：B 解析：过程①是水在光下分解，需要叶绿体中的色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)吸收光能，A错误；过程②是NADPH的形成，发生在类囊体膜上，同时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型生物不能进行①②过程，C错误；蓝细菌是原核生物，细胞内没有叶绿体，其C3还原也在细胞质中进行，NADPH无需进入叶绿体基质，D错误。 5.(2026·广东湛江模拟)下列科学家的实验证据不支持“叶绿体能吸收光能用于光合作用并释放氧气”这一实验结论的是(　　) A.黑暗中，需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中 B.用透过三棱镜的光照射水绵临时装片时需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域 C.在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下释放氧气 D.叶绿体合成ATP的过程与水分解产生氧气的过程始终相伴随 答案：D 解析：黑暗中需氧细菌聚集在叶绿体被光束照射的部位，说明光能被叶绿体吸收并用于产生氧气，支持结论，A不符合题意；需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明叶绿体色素吸收特定光能用于光合作用产生氧气，支持结论，B不符合题意；离体叶绿体在光照下释放氧气，直接证明叶绿体独立完成光反应产生氧气，支持结论，C不符合题意；叶绿体合成ATP的过程与水分解产生氧气的过程始终相伴随，但是此过程不能说明该过程吸收光能，故叶绿体合成ATP的过程与水分解产生氧气的过程始终相伴随不支持上述结论，D符合题意。 6.(2026·福建福州模拟)PSⅡ是由叶绿体色素和蛋白质构成的光合复合体，D1是PSⅡ的核心蛋白，在光反应中发挥重要作用。高温或强光会造成叶绿体内活性氧(ROS)大量积累。ROS不仅会损伤D1蛋白，而且会抑制D1蛋白的合成，从而使光合速率下降。下列说法错误的是(　　) A.光合复合体PSⅡ具有将光能转化为有机物中稳定化学能的作用 B.高温或强光下光反应为暗反应提供的ATP、NADPH可能减少 C.增强D1蛋白基因的表达有助于提高植物对高温或强光胁迫的耐受能力 D.减少叶绿体内ROS的积累，有助于提高农作物产量 答案：A 解析：PSⅡ在光反应中参与水的光解，将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，而有机物中稳定的化学能是在暗反应(卡尔文循环)中形成的，A错误；高温或强光导致ROS积累，损伤D1蛋白并抑制其合成，使PSⅡ功能受损，光反应生成的ATP和NADPH减少，B正确；增强D1蛋白基因表达可促进D1蛋白合成，修复被ROS破坏的PSⅡ结构，从而提高植物对胁迫的耐受能力，C正确；减少ROS积累可保护D1蛋白，维持PSⅡ的正常功能，进而保障光反应和暗反应的进行，提高农作物产量，D正确。 (7－8题每小题5分，共10分) 7.(2026·湖北恩施模拟)羧酶体是蓝细菌等自养细菌细胞内特有的一种蛋白质封闭多面体结构，内部含有Rubisco(催化CO2固定的关键酶)和碳酸酐酶(催化HC转化为CO2)。下列关于羧酶体的叙述，正确的是(　　) A.羧酶体的蛋白质外壳需在内质网和高尔基体中加工成熟 B.蓝细菌通过羧酶体固定CO2，需消耗线粒体产生的ATP C.碳酸酐酶可提高羧酶体内的CO2浓度，进而提升CO2的固定效率 D.蓝细菌能进行光合作用是因为羧酶体具有与叶绿体完全相同的功能 答案：C 解析：羧酶体的蛋白质外壳由蓝细菌的核糖体合成，而蓝细菌为原核生物，无内质网和高尔基体，蛋白质加工直接在细胞质基质中完成，A错误；蓝细菌无线粒体，其ATP来源于光合作用(光反应)和细胞质基质中的呼吸作用，B错误；碳酸酐酶催化HC转化为CO2，提高羧酶体内CO2浓度，Rubisco酶催化CO2固定，底物浓度升高可加快反应速率，C正确；羧酶体仅参与CO2固定(类似叶绿体基质中的暗反应)，而蓝细菌的光反应依赖细胞膜上的光合结构，叶绿体功能包含光反应和暗反应，两者并非完全相同，D错误。 8.(2026·河南郑州模拟)下图表示植物细胞光合作用及淀粉与蔗糖合成的调节过程，a～d表示物质。夜间细胞质基质Pi浓度较高，促进磷酸转运体顺浓度将Pi从细胞质基质运入叶绿体，同时将磷酸丙糖运出叶绿体。下列叙述正确的是(　　) A.夜间叶绿体基质Pi浓度的改变，减少淀粉产生 B.叶绿体基质中的CO2可以被光反应产生的b和NADPH还原 C.若突然停止光照，短时间内磷酸丙糖含量将升高 D.降低磷酸转运体的活性可促进蔗糖合成，从而降低CO2固定速率 答案：A 解析：依据题干信息，夜间细胞质基质Pi浓度较高，促进磷酸转运体顺浓度将Pi从细胞质基质运入叶绿体，同时将磷酸丙糖运出叶绿体，即反应物磷酸丙糖浓度降低，反应速度减慢，淀粉生成量减少，A正确；叶绿体基质中的C3可以被光反应产生的b(ATP和NADPH)还原，CO2参与的是CO2的固定过程，B错误；若突然停止光照，则光反应不再产生b(ATP和NADPH)，进而导致C3的还原速率降低，d(C5)和磷酸丙糖的生成量减少，而CO2的固定速率不变，即C5的消耗量不变，所以，C5的含量降低，综上，若突然停止光照，短时间内d含量将降低，磷酸丙糖含量将降低，C错误；磷酸转运体活性较高时，可促进磷酸丙糖转运出叶绿体，用于合成蔗糖，从而提高暗反应中CO2的固定速率，降低磷酸转运体的活性，会使蔗糖的合成速率降低，进而降低暗反应CO2的固定速率，D错误。 9.(13分)(2025·山东济宁一模)淀粉和蔗糖是西瓜叶片光合作用的两种主要产物。如图是其叶肉细胞中光合作用的示意图，磷酸丙糖转运体(TPT)能将卡尔文循环中的磷酸丙糖(TP)不断运到叶绿体外，同时将释放的Pi运回叶绿体基质。回答下列问题： (1)TP在叶绿体内的合成场所是　　　　，其去向有　　　　　　　　　　　　。植物体内糖类化合物主要以　　　　形式长距离运输。 (2)TPT运输物质严格遵循1∶1反向交换原则，即一分子物质运入，另一分子物质以相反的方向运出。将离体的叶绿体悬浮于介质中，并给予适宜条件，若5 min后人为降低介质中Pi的浓度，则叶绿体中淀粉的合成会　　　　(填“增加”“减少”或“无明显变化”)，原因是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)科研人员给予植物24小时持续光照，测得叶肉细胞中淀粉积累量的变化如图2所示，CO2吸收量和淀粉降解产物麦芽糖的含量变化如图3所示。据图3分析，图2中12～24 h淀粉积累量无明显增加的原因是　　　　　　　。 答案：(1)叶绿体基质　生成蔗糖、淀粉和C5　蔗糖　(2)增加　介质中Pi浓度降低，TP输出减少，有利于淀粉的合成　(3)淀粉的合成与降解以相似速率同时发生 解析：(1)TP是卡尔文循环产生的，该过程的场所是叶绿体基质。据图1分析，TP去向有生成蔗糖、淀粉和C5。植物体内糖类化合物主要以蔗糖的形式长距离运输。(2)TPT运输物质严格遵循1∶1反向交换的原则，若介质中Pi浓度降低，TP从叶绿体输出减少，有利于TP在叶绿体基质中合成淀粉，所以叶绿体中淀粉的合成会增加。(3)据图3分析，12～24 h时CO2吸收速率保持相对稳定，但麦芽糖含量明显增加，说明淀粉一方面在不断合成，一方面降解成麦芽糖，所以12～24 h淀粉积累量无明显增加的原因是淀粉的合成与降解以相似速率同时发生。 10.(13分)(2026·九江模拟)蔗糖和淀粉是绿色植物光合作用的重要产物，二者都是由在卡尔文循环中产生的磷酸丙糖转化而成，其合成过程如下图所示。其中磷酸转运体(TPT)在将磷酸丙糖运到细胞质基质的同时可将无机磷酸(Pi)运入叶绿体，且这种转运严格遵循1∶1的反向交换原则。请分析回答下列问题： (1)C3转变成为磷酸丙糖需要光反应阶段提供　　　　　　　　　　　　，白天淀粉的合成与蔗糖的合成都需要磷酸丙糖。由图可知，当细胞质基质中Pi浓度降低时，会 　　　　　　　　磷酸丙糖从叶绿体中运出，从而　　　　淀粉在叶绿体内的合成，说明叶肉细胞内淀粉合成和蔗糖合成呈　　　　(填“正相关”“负相关”或“不相关”)。因此在生产中要提高甘蔗的品质，可以采取　　　　　　　　　　　　　　　　的措施。 (2)研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入马铃薯植株，该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上，可将胞外蔗糖水解。蔗糖酶会导致叶肉细胞外　　　　　　　　　　含量升高，进而被叶肉细胞吸收，可　　　　(填“促进”或“抑制”)光合作用的进行。结果发现，转基因植物会出现严重的短根、短茎现象。上述现象说明光合作用产物是以蔗糖形式运输到非光合部位，与淀粉相比，这种运输形式的优点是　　　　 　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)NADPH和ATP　限制(抑制)　促进　负相关　适量增施无机磷肥　(2)葡萄糖和果糖　抑制　相对分子质量小且溶于水，有利于运输 解析：(1)C3转变成为磷酸丙糖需要光反应阶段提供NADPH和ATP。因为磷酸丙糖和Pi严格遵循1∶1的反向交换原则，细胞质基质中的Pi水平降低会导致磷酸丙糖运出量减少，促进磷酸丙糖通过ADPG途径形成淀粉增多，因此淀粉合成和蔗糖合成呈负相关。甘蔗中富含蔗糖，因此在生产中要提高甘蔗的品质，即提高蔗糖的产量，可适量增施无机磷肥，以促进磷酸丙糖的外运。(2)蔗糖酶可将蔗糖水解为葡萄糖和果糖，因此蔗糖酶会导致叶肉细胞外葡萄糖和果糖含量升高，被叶肉细胞吸收后，通过转运蛋白运至叶绿体内，导致淀粉的含量增加，从而抑制光合作用进行。与淀粉相比，蔗糖是非还原糖，较稳定，是小分子且溶于水，因而常以蔗糖作为运输物质。 学科网（北京）股份有限公司 $