第4单元 第11课时 捕获光能的色素和结构(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案

**基本信息** 聚焦捕获光能的色素与结构，通过实验操作、原理应用、图表分析等题型，构建从色素提取分离到功能应用的知识逻辑链，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验操作与原理|3题（1/3/8）|考查试剂选择、操作规范及实验结论|从提取分离实验（无水乙醇/层析液）到操作失误分析（滤液细线触及层析液），构建实验方法论| |色素功能与光谱|4题（2/4/5/6）|结合吸收光谱、环境因素分析色素作用|从色素种类（叶绿素/类胡萝卜素）到吸收光谱特性，推导环境对色素含量的影响（遮光/温度）| |叶绿体结构与功能|1题（7）|对比线粒体与叶绿体结构差异|通过双层膜结构分析，体现结构与功能相适应的生命观念| |实验探究与数据|3题（9/10/11）|含表格数据、曲线分析及实验设计|从SiO₂颗粒大小对提取量影响到叶龄与色素含量关系，培养科学探究与数据处理能力|

限时规范训练(11)　捕获光能的色素和结构 (建议用时：20分钟　满分：40分) (选择题1～10题每题3分，共30分) 1．(2026·湖南长沙模拟)龟背竹叶形奇特，色浓而富有光泽，观赏性好，且可以净化室内空气，是一种理想的室内植物。下列叙述正确的是(　　) A．可以用无水乙醇分离龟背竹叶片中的各种色素 B．连续降温使龟背竹叶片变黄是因为所有光合色素都被破坏 C.若分离色素时滤液细线触及层析液，滤纸条上能看到淡色素带 D．叶肉细胞中的光合色素在叶绿体基质中不存在 解析：D　可以用层析液分离龟背竹叶片中的各种光合色素，可用无水乙醇提取各种光合色素，A错误；连续降温使龟背竹叶片变黄是因为叶绿素含量减少，类胡萝卜素含量相对增多，B错误；若滤纸条上的滤液细线触及层析液，滤液细线上的色素溶解在层析液中，则不能分离得到色素带，C错误；叶肉细胞中的光合色素在叶绿体类囊体薄膜上，在叶绿体基质中不存在，D正确。 2．(2026·河南开封模拟)从一种海藻中提取到一种红色色素，下列哪个现象最能够支持该色素与光合作用有关的假说(　　) A．该红色色素的吸收光谱与叶绿素的相似 B．该红色色素也在陆生植物中被发现 C．该红色色素的吸收光谱与该海藻光合作用吸收光谱相似 D．该红色色素含有镁元素 解析：C　该红色色素的吸收光谱与叶绿素不相似，因为该红色色素不吸收红光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，A不符合题意；该红色色素也在陆生植物中被发现，不能支持该红色色素与光合作用有关，B不符合题意；该红色色素的吸收光谱与该海藻的光合作用吸收光谱相似，可推测该红色色素吸收的光可能用于光合作用，C符合题意；该红色色素含有镁元素，不能支持该红色色素与光合作用有关，D不符合题意。 3．(2026·安徽淮南模拟)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”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 解析：C　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不合理；画滤液细线时要间断画1～2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不合理。 4．(2026·河北邢台模拟)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。下列相关叙述正确的是(　　) A．叶黄素可减少光损伤视网膜与其主要吸收红光有关 B．绿色植物叶肉细胞中的叶黄素主要分布在液泡中 C．在层析液中，叶黄素的溶解度大于叶绿素 D．秋季叶片变黄主要与叶片不能合成叶绿素有关 解析：C　叶黄素是一种类胡萝卜素，主要吸收可见光中的蓝紫光，A错误；绿色植物叶肉细胞中的叶黄素主要分布在类囊体薄膜上，B错误；叶黄素在滤纸条上的扩散速度比叶绿素快，说明叶黄素在纸层析液中的溶解度大于叶绿素，C正确；秋季叶片变黄主要与叶绿素的分解增多有关，D错误。 5．(2026·安徽芜湖模拟)西兰花被誉为“蔬菜皇冠”。大棚种植西兰花让我们在寒冷的冬季也能享受其美味。为了增加其产量，大棚内照明灯的颜色和大棚塑料薄膜的颜色最好的组合为(　　) A．蓝紫光或红光、无色透明 B．蓝紫光或红光、黄色透明 C．白光、黄色透明 D．白光、绿色透明 解析：A　由于照明灯的功率是一定的，所以在相同的功率下，用蓝紫光或红光的灯泡，植物利用的效率最高；由于太阳光是一定的，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得各种颜色的光就越多，植物生长越好，因此为了增加其产量，大棚内照明灯的颜色和大棚塑料薄膜的颜色最好的组合为蓝紫光或红光、无色透明，A符合题意。 6．(2026·河南洛阳模拟)不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。如图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占利用光能百分比增加，叶绿素a/叶绿素b的值会降低。下列叙述错误的是(　　) A．可以使用无水乙醇提取绿叶中的色素 B．①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光 C．②表示叶绿素a，遮光条件下部分叶绿素a转化成叶绿素b D．③表示叶绿素a，强光条件下部分叶绿素b转化成叶绿素a 解析：C　色素属于有机物，易溶于有机溶剂无水乙醇，可以使用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；根据吸收光谱，①只吸收蓝紫光，属于类胡萝卜素，B正确；根据吸收光谱，曲线③表示叶绿素a，②表示叶绿素b，遮光条件下部分叶绿素a转化成叶绿素b，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，强光条件下部分叶绿素b转化成叶绿素a，C错误，D正确。 7．(2026·江苏宿迁模拟)下图为某真核细胞内两种具有双层膜细胞器的结构(部分)示意图，有关分析错误的是(　　) A．图1表示线粒体，其内膜向内腔折叠，增大了膜面积 B．图2表示叶绿体，其内具有少量的DNA和RNA C．图1、2中内、外膜化学成分无明显差异 D．图1、2代表的细胞器均与能量转化有关 解析：C　图1表示线粒体，内膜向内折叠形成嵴，增大了膜面积，可以附着与有氧呼吸有关的酶，A正确。图2表示叶绿体，属于半自主性细胞器，其内具有少量的DNA和RNA，B正确。线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，含有与有氧呼吸有关的酶，与线粒体外膜的成分有明显差异；而叶绿体的内外膜成分相似，C错误。图1表示线粒体，图2表示叶绿体，图1、2代表的细胞器均与能量转化有关，D正确。 8．(2026·贵州毕节模拟)恩格尔曼利用需氧细菌和水绵为材料，探究叶绿体的功能。下列有关恩格尔曼实验的叙述，错误的是(　　) A．水绵具有螺旋带状叶绿体，便于实验观察 B．恩格尔曼的实验直接证明叶绿体吸收光能用于光合作用放氧 C．将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在充满空气的小室内，进行实验 D．用透过三棱镜的光照射临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域 解析：C　水绵具有螺旋带状叶绿体，用极细的光束可将叶绿体分为实验组和对照组，便于实验观察，A正确；用极细的光束照射水绵的叶绿体，发现好氧细菌集中分布在照光部位，所以恩格尔曼的实验直接证明叶绿体吸收光能用于光合作用放氧，B正确；为排除空气中氧气的干扰，将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在无空气的小室内，进行实验，C错误；用透过三棱镜的光照射临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，因为光合色素主要吸收红光和蓝紫光，D正确。 9．(2026·山东济宁模拟)叶绿素是绿色植物进行光合作用需要的重要色素。为研究二氧化硅颗粒大小对叶绿素提取量的影响，某生物兴趣小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列叙述正确的是(　　) 叶绿素种类 二氧化硅颗粒大小/目 0 20 50 100 200 叶绿素a/(mg/g) 0.25 0.53 0.61 0.48 0.47 叶绿素b/(mg/g) 0.16 0.08 0.09 0.11 0.12 注：目值越大颗粒越细小。 A．叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，不吸收绿光 B．叶绿素a、b位于菠菜叶肉细胞的叶绿体内膜上 C．二氧化硅可以提高叶绿素b在无水乙醇中的溶解度 D．实验数据中，50目的二氧化硅最有利于叶绿素的提取 解析：D　叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，对绿光吸收很少，不是不吸收，A错误；叶绿素a、b位于菠菜叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上，不是叶绿体内膜，B错误；二氧化硅的作用是使研磨更充分，从而提高叶绿素的提取量，而不是提高叶绿素b在无水乙醇中的溶解度，C错误；从实验数据来看，50目的二氧化硅对应的叶绿素a和叶绿素b的提取量相对较高，所以50目的二氧化硅最有利于叶绿素的提取，D正确。 10．(2026·广东茂名模拟)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 解析：C　各种光合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正确；嫩叶中色素含量为6＋2＝8，老叶中色素含量为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正确。 11．(10分)(2026·湖南邵阳模拟)叶绿体色素吸收特定波长光的能量后，从基态跃迁至激发态，但激发态不稳定，通过发射荧光回到基态，这些荧光组成的光谱称为发射光谱。类胡萝卜素分子吸收的光能可传递给叶绿素分子，导致类胡萝卜素的发射光谱强度减弱，能量传递效率与色素分子间的距离有关。图中A～D是叶绿素、类胡萝卜素及分子间能量传递的光谱学分析的实验结果。回答下列问题： (1)研究表明，少数的处于特殊状态的叶绿素a接受了叶绿体中其他色素传来的光能而受到激发，丢失电子并最终从水中获取电子导致水的光解。这里所说的其他色素是指全部的叶黄素、全部的胡萝卜素以及____________________________。 (2)比较图A与图B，图A中曲线b是______________(填“叶绿素”或“类胡萝卜素”)的__________(填“发射”或“吸收”)光谱。 (3)图C是以454 nm的激发光分别诱导1×10-4 mol/L类胡萝卜素的苯溶液、5×10-7 mol/L叶绿素的苯溶液、1×10-4 mol/L类胡萝卜素＋5×10-7 mol/L叶绿素的苯溶液产生的发射光谱。图中曲线g对应______________________(填“类胡萝卜素”“叶绿素”或“类胡萝卜素＋叶绿素”)的发射光谱。 (4)图C实验的叶绿素＋类胡萝卜素的混合液中，保持类胡萝卜素的浓度为1×10-4 mol/L，依次增加叶绿素浓度，以454 nm的光对混合液进行激发，分别检测叶绿素和类胡萝卜素的发射光谱，得到图D中的曲线j(叶绿素)和曲线k(类胡萝卜素)，据此可知，色素间能量传递效率与分子间距离的关系是____________________________________。 解析：(1)叶绿体中的色素包括：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，根据题意，少数的处于特殊状态的叶绿素a接受了叶绿体中其他色素传来的光能而受到激发，丢失电子并最终从水中获取电子导致水的光解，故其他色素是指全部的叶黄素、全部的胡萝卜素以及全部的叶绿素b和大部分的叶绿素a。(2)类胡萝卜素不吸收红光，b曲线吸光度大于d曲线，所以图A中曲线b是叶绿素的发射光谱。(3)图C是以454 nm的激发光分别诱导1×10-4 mol/L类胡萝卜素的苯溶液、5×10-7 mol/L叶绿素的苯溶液、1×10-4 mol/L类胡萝卜素＋5×10-7 mol/L叶绿素的苯溶液产生的发射光谱，因类胡萝卜素分子吸收的光能可以传递给叶绿素分子，导致类胡萝卜素的发射光谱强度减弱，叶绿素分子的发射光谱强度增强，所以图中发射光谱e为叶绿素、f为类胡萝卜素、g为类胡萝卜素＋叶绿素。(4)图C实验的叶绿素＋类胡萝卜素的混合液中，保持类胡萝卜素的浓度为1×10-4 mol/L，依次增加叶绿素浓度，以454 nm的光对混合液进行激发，分别检测叶绿素和类胡萝卜素的发射光谱，得到图D中的曲线j(叶绿素)和曲线k(类胡萝卜素)，由横坐标为叶绿素的浓度，叶绿素浓度越大，叶绿素分子和类胡萝卜素分子的距离越小，叶绿素的吸光度越大，说明分子间距离越小，色素间能量传递效率越高，故两者之间呈负相关。 答案：(1)全部的叶绿素b和大部分的叶绿素a　(2)叶绿素　发射　(3)类胡萝卜素＋叶绿素　(4)两者之间呈负相关 学科网（北京）股份有限公司 $