2027届高考生物一轮复习练习 第12讲　第一课时　捕获光能的色素和结构、光合作用原理的探索

**基本信息** 聚焦光合作用基础模块，以实验操作、结构功能、科学史为逻辑主线，通过真题模拟题结合，强化科学思维与探究实践能力。 **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|4题（含1多选）|实验操作分析（提取分离步骤、试剂作用）|从色素提取实验操作到色素性质，构建实验技能与物质基础认知| |叶绿体的结构|2题|结构功能判断（膜系统、类囊体垛叠）|由叶绿体亚显微结构推导功能，体现结构与功能观| |光合作用探索历程|3题（含1多选）|科学史实验探究（希尔反应、卡尔文循环等）|以经典实验为线索，还原光合作用原理的发现过程| |关键能力突破|2题|跨模块综合应用（实验数据处理、迁移判断）|整合色素、结构、实验知识，提升综合分析能力|

第12讲　光合作用 第一课时　捕获光能的色素和结构、光合作用原理的探索 (单项选择题每小题2分,多项选择题每小题3分) 必备知识基础练 考点一　捕获光能的色素 1.(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 2.下列关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的叙述,正确的是(　　) A.选择木本植物的蜡质叶片有利于研磨和细胞中色素的释放 B.颗粒较大的二氧化硅可能吸附较多的色素从而减少提取量 C.为了保证分离效果,只能在滤纸条的一面连续画滤液细线 D.为加快滤纸条上色素间相互分离,应在密闭的实验室中进行 3.关于绿叶中色素的提取和分离实验,下列叙述正确的是(　　) A.提取色素时加入少许SiO2有助于充分研磨,加入CaCO3可防止叶绿素被破坏 B.把新鲜滤液放在光源和分光镜之间,观察到最强吸光区是红外光和蓝紫光 C.溶解度大的色素与滤纸结合能力更强 D.分离色素时需充分层析30 min后,方可取出滤纸条观察色素带 4.(多选)(2025·宿迁四模)如图所示,某同学用薄层层析硅胶板对菠菜绿叶中的色素进行分离。薄层层析硅胶板板面纯白平整,均匀细密,层析所得色素斑点清晰,分离效果好。下列叙述正确的有(　　) A.该方法与纸层析法遵循的原理相同 B.分离色素时为减少层析液挥发,应该关闭门窗,减少空气流动 C.若提取时没有添加碳酸钙,硅胶板上可能只出现上方两个色素斑点 D.四种色素斑点从上往下颜色顺序为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色 考点二　叶绿体的结构 5.叶绿体是细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。下列相关叙述正确的是(　　) A.借助高倍显微镜可观察菠菜叶表皮细胞中叶绿体的形态和分布 B.光学显微镜下,所有植物细胞中的叶绿体都呈扁平的椭球形或球形 C.叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜的基本支架都是磷脂双分子层 D.叶绿体双层膜以及大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积 6.叶绿体中紧密垛叠的类囊体被称为基粒类囊体,而与基粒相连的非垛叠的膜则被称为基质类囊体。下列叙述错误的是(　　) A.类囊体基粒膜区和基质膜区相互连接形成一个连续的膜系统 B.垛叠区与非垛叠区的比例会影响叶绿体对光能的捕获和利用 C.类囊体垛叠形成基粒扩展了受光面积,可提高光能的利用率 D.基质类囊体不含有光合色素,是光合作用暗反应进行的场所 考点三　光合作用的探索历程 7.1937年,英国植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气,这就是著名的希尔反应。下列叙述错误的是(　　) A.希尔反应让当时的科学界认识到光合作用产生的O2很可能不来源于CO2 B.光合作用中的NADPH与希尔反应中的铁盐,作用是类似的 C.希尔的实验可以说明水的光解与糖的合成并不是同一个反应 D.光合作用并非整个过程都直接需要光照 8.卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中,然后在培养后不同时间(0.5 s、3 s、10 s等)将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞,最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定,实验结果如图。下列相关分析不正确的是(　　) A.用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰 B.用热乙醇处理的目的是终止光合作用 C.推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸 D.可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 9.(多选)1941年,美国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。下列叙述正确的有 (　　) 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中的氧全部来自水 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 关键能力突破练 10.(2025·江苏模拟)[跨课时·实验综合]利用所学的高中生物学知识,判断下列实验操作或结果错误的是(　　) A.紫色月季叶中色素用有机溶剂层析,水溶性的紫色花青素离滤液细线最近 B.使用血细胞计数板调查培养液中的酵母菌种群密度时,不必选择油镜观察、计数 C.在用高倍显微镜观察叶绿体实验中,可直接用黑藻小叶制成临时装片 D.使用灭菌成功的无碳培养基进行自生固氮菌的分离培养 11.纸层析法分离叶绿体色素时,迁移率(Rf)可用于各色素的鉴定,迁移率=色素移动距离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中色素层析结果(部分数据)。下列叙述正确的是(　　) 项目 溶剂 色素1 色素2 色素3 色素4 实验组1 7.8 ? ? 1.9 ? 实验组2 8.2 ? ? 1.5 ? 实验组3 8.0 ? ? 1.4 ? 平均移动 距离(cm) 8.0 7.6 ? ? 0.8 迁移率(Rf) 无 0.95 0.53 ? 0.10 A.色素3的迁移率(Rf)为0.2,若植物体缺镁,该色素含量会增加 B.在层析液中的溶解度最小的是色素1,在滤纸条上扩散速度最快的是色素4 C.能够吸收蓝紫光的只有色素1和色素2,能够吸收红光的只有色素3和色素4 D.该实验所用的层析液中包含苯、丙酮、石油醚等成分 参考答案 1.B 2.B　解析 选择木本植物的蜡质叶片不利于研磨,也不利于细胞中色素的释放,A项错误;二氧化硅能够吸附色素,颗粒较大吸附较多,从而使提取的色素量减少,B项正确;滤液细线要画得细、齐、直,连续画滤液细线会导致滤液细线变粗,要待滤液干后再画,C项错误;为减少吸入层析液中有毒性的挥发性物质,分离色素这一步应在通风好的条件下进行,D项错误。 3.A　4.ACD 5.C　解析 菠菜叶表皮细胞中不含叶绿体,A项错误;水绵的叶绿体呈螺旋带状,B项错误;叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积,D项错误。 6.D　解析 基质类囊体不含有光合色素,光合作用暗反应进行的场所是叶绿体的基质,不是基质类囊体,D项错误。 7.B　解析 希尔反应中悬浮液中没有CO2,所以光合作用产生的O2很可能不来源于CO2,A项正确;希尔反应中的铁盐是氧化剂,这与氧化型辅酶Ⅱ作用是类似的,而不是还原型辅酶Ⅱ,B项错误;希尔的实验中没有合成糖的原料CO2,但能进行水的光解,说明水的光解与糖的合成并不是同一个反应,C项正确;光合作用的暗反应阶段有无光照均可进行,D项正确。 8.D　解析 该实验可通过放射性出现的先后顺序来推测暗反应的过程,D项错误。 9.AC　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;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.D 11.D　解析 根据实验1、2、3三组数据可求出,色素3平均移动距离为(1.9+1.5+1.4)÷3=1.6(cm),溶剂平均移动距离为(7.8+8.2+8.0)÷3=8.0(cm),所以Rf值为1.6÷8.0=0.2,根据Rf的大小可知,色素3是叶绿素a,其化学元素组成有镁元素,若植物体缺镁,该色素含量会减少,A项错误;根据Rf的大小可知,色素1移动距离最远,扩散速度最快,在层析液中溶解度最大,B项错误;根据Rf的大小可知,色素1是胡萝卜素,色素2是叶黄素,色素3是叶绿素a,色素4是叶绿素b,叶绿素(3和4)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素(1和2)主要吸收蓝紫光,C项错误;该实验所用的层析液由20份在60~90 ℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成,D项正确。 6 学科网（北京）股份有限公司 $