第3单元 第10课时 捕获光能的色素和结构及探索光合作用的经典实验(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案（创新版）

**基本信息** 聚焦“绿叶中色素提取与分离”实验，以基础操作-原理探究-拓展应用为逻辑链，融合科学思维与探究实践，覆盖实验细节与综合应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验操作|5题|实验选材/步骤/结果分析|从提取原理（无水乙醇作用）到分离结果（色素带顺序），构建操作-现象-原理认知链| |叶绿体功能|3题|结构模式图/经典实验分析|关联类囊体结构与光反应，通过恩格尔曼实验强化结构与功能观| |综合应用|5题|数据表格/光谱图/实验设计|结合希尔反应、膜透过率等拓展，训练实验变量控制与结果推导能力|

限时规范训练 (建议用时：30分钟　满分：45分) (选择题1～12题每题3分，共36分) [A组　基础达标练] 1．(2026·山东烟台模拟)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，错误的是(　　) A．实验选材宜选鲜绿的，光合色素含量高且细胞含水量少的叶片 B．滤纸条自上而下第四条色素带为黄绿色的叶绿素b C．色素提取的原理是四种色素在无水乙醇中的溶解度不同 D．色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关 解析：C　为提高滤液中色素的浓度，实验选材宜选鲜绿的，光合色素含量高且细胞含水量少的叶片，A正确；叶绿素b呈黄绿色，且位于滤纸条的第四条色素带(自上而下)，B正确；光合色素提取的原理是四种色素易溶于有机溶剂无水乙醇，C错误；色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关，溶解度高的随层析液扩散得速度快，D正确。 2．(2025·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 解析：D　光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，常用无水乙醇提取光合色素，A错误；制备滤纸条时，将干燥的定性滤纸一端剪去两角，并在距此端1 cm处用铅笔画一条细横线，B错误；为保证更多的光合色素沉积在滤液细线处，画滤液细线时，应用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画一条直的滤液细线，待滤液干后，再重复画一到两次，C错误；色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，距离滤液细线最远的为溶解度最大的色素，是橙黄色的胡萝卜素，D正确。 3．(2026·湖北武汉模拟)某兴趣小组利用色素的提取和分离技术，设计实验验证：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。下列叙述错误的是(　　) A．提取色素时加入碳酸钙是为了避免色素被破坏 B．将暗处生长的韭菜幼苗等分为两组，一组光照，一组暗处理 C．分离色素时滤液细线不能触及层析液，否则色素会被溶解 D．暗处理组比光照组色素带窄，缺少自下而上的第3、4条色素带 解析：D　在提取绿叶中的色素(如叶绿素)时加入碳酸钙的主要目的是中和细胞内的有机酸，从而保护色素分子不被降解，A正确；根据实验目的可知实验的自变量是光照条件(有无光照)，将暗处生长的韭菜幼苗等分为两组，一组光照，一组暗处理符合实验目的，B正确；若滤液细线触及层析液，滤液细线中的各种光合色素会直接溶解到层析液中，而非通过毛细作用缓慢沿滤纸上升并分离，C正确；叶绿素的合成需要光，叶绿素a、叶绿素b是自上而下的第3、4条色素带，D错误。 4．(2025·河北廊坊三模)某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、沥干、切碎后加入丙酮—无水乙醇混合提取剂，同时加入少量碳酸钙(CaCO3)和二氧化硅(SiO2)进行浸提、研磨、过滤，过滤后采用纸层析法分离光合色素。下列叙述错误的是(　　) A．加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸 B．加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放 C．光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解 D．采用纸层析法分离色素后，滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带 解析：D　加入碳酸钙的目的是中和细胞液的有机酸，防止色素被破坏，使实验现象更加明显，A正确；加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放，B正确；光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解，因为色素在光下易分解，C正确；类胡萝卜素含量少于叶绿素，采用纸层析法分离色素后，叶绿素的条带宽于类胡萝卜素的条带，D错误。 5．(2026·江苏南京模拟)科研人员将某绿色植物叶片色素提取液装入含有碳酸钙粉末的色谱柱中，并用石油醚自上而下淋洗，过程及实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．混合色素可以溶解在石油醚中 B．固定相相当于纸层析法中的滤纸条 C．绿色层的色素主要吸收蓝紫光和红光 D．黄色层的胡萝卜素在石油醚中溶解度最小 解析：D　石油醚作为流动相洗脱色素，说明混合色素能溶解在石油醚中(若不溶解则无法被洗脱)，A正确；纸层析法中，色素在滤纸条上因溶解度差异分离，本实验中“固定相”的作用与纸层析的滤纸条类似，B正确；绿色层主要含叶绿素(叶绿素a、叶绿素b)，叶绿素的吸收光谱主要集中在蓝紫光和红光区域，C正确；层析法的核心原理是色素在流动相(石油醚)中溶解度越大，随流动相移动的速度越快。胡萝卜素在石油醚中溶解度最大(移动最快)，而非“溶解度最小”，D错误。 6．(2026·河南开封模拟)叶绿体结构模式图如图1所示，图2是从图1中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是(　　) A．图1中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴 B．图2来自图1中的③，上面只有色素分子而没有酶分子 C．④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP中的化学能 D．恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 解析：D　图1表示叶绿体结构模式图，叶绿体中类囊体堆叠形成基粒，增大了膜面积，A错误；图2中含有光合色素，来自图1中的③(基粒)，上面除了色素分子外，也有与光合作用有关的酶，B错误；图1中，④为叶绿体基质，光合作用过程中CO2的固定在叶绿体基质中完成，该过程不需要消耗ATP中的能量，C错误；恩格尔曼利用需氧细菌和水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，D正确。 7．(2026·福建福州模拟)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。根据光合作用原理推测，加入的铁盐类似于叶绿体中的(　　) A．NADP＋　　　　 B．ATP C．H＋ D．CO2 解析：A　希尔反应为离体叶绿体在适当(铁盐或其他氧化剂、光照)条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应，铁盐或其他氧化剂相当于光合作用反应阶段中的NADP＋，A符合题意。 8．科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现需氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析错误的是(　　) A．实验过程中装片需放置在黑暗环境中是为了设置自变量 B．需氧细菌聚集多的原因是光合作用制造的有机物多 C．图中细菌分布的差异是水绵在不同区域光合作用强度不同造成的 D．水绵的叶绿体呈螺旋状分布在细胞中有利于实验的进行 解析：B　该实验中光照为自变量，故实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中是为了设置自变量，A正确；需氧细菌聚集多的原因是氧气多，B错误；图中细菌分布的差异是由于水绵在不同区域光合作用强度不同造成的，C正确；水绵的叶绿体呈螺旋状分布在细胞中有利于实验的进行，便于实验结果的观察，D正确。 [B组　能力提升练] 9．(2026·广东肇庆模拟)如图1是绿叶中色素的吸收光谱图，图2是绿叶中色素分离的结果。下列叙述不正确的是(　　) A．图1中②③分别对应图2中条带4和条带3 B．图1中①是类胡萝卜素 C．图2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1中的②③被分解 解析：C　分析图1，①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光；②是叶绿素b，③表示叶绿素a；分析图2，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1中②③分别对应图2中条带4和条带3，A、B正确。图2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。秋天植物叶片变黄是因为图1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。 10．(2025·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 解析：C　各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．(2026·江苏南通模拟)某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述错误的是(　　) A．可将剪碎的叶片放入乙醇中，在低温下浸提2 min B．提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管 C．可用滤纸过滤收集澄清的色素提取液再进行测定 D．实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果 解析：C　将剪碎的叶片放入无水乙醇中，在低温下浸提，A正确；为防止色素降解，提取色素过程中可以用锡箔纸包裹装有色素的试管，避光存放，B正确；滤纸会吸附色素，可用单层尼龙布过滤收集澄清的色素提取液再进行测定，C错误；因为叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，实验中一般用滤液对红光的吸光率计算得出叶绿素含量，故实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果，D正确。 12．(2025·山东聊城三模)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化剂)、蔗糖和缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色，用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲杂草和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如下表所示。下列说法错误的是(　　) 除草剂相对浓度/% 0 5 10 15 20 25 30 品种甲放氧速率相对值 5.0 3.7 2.2 1.0 0 0 0 品种乙放氧速率相对值 5.0 4.4 3.7 3.0 2.2 1.6 1.0 A．希尔反应中加入蔗糖溶液是为了维持渗透压 B．希尔反应中的DCIP相当于NADP＋在光反应中的作用 C．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲叶绿体的类囊体膜的功能较强 D．除草剂浓度为20%时，若向品种甲的希尔反应液中通入CO2，在适宜光照下能检测到糖的生成 解析：D　希尔反应中加入蔗糖溶液是为了维持渗透压，A正确；希尔反应模拟了光合作用中光反应阶段的部分变化，该阶段在叶绿体的类囊体膜中进行，溶液中的DCIP被还原，因此氧化剂DCIP在希尔反应中的作用，相当于NADP＋在光反应中的作用，B正确；据题表分析可知：抑制剂处理影响叶绿体放氧速率，说明抑制剂主要抑制光合作用的光反应阶段，光反应阶段发生在类囊体膜上，与品种乙相比，甲的放氧速率较乙品种慢，即除草剂抑制品种甲叶绿体类囊体膜的功能较强，C正确；除草剂浓度为20%时，若向品种甲的希尔反应溶液中通入CO2，由于该反应中没有NADPH的生成，所以C3不能被还原成糖，在光照条件下不能检测到糖的生成，D错误。 13．(9分)(2024·河北卷，19)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/ (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 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C3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)。 解析：(1)位于叶绿体类囊体薄膜上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光。光反应产生的NADPH和ATP参与暗反应的C3还原过程，使C3转化为(CH2O)和C5。分析图形，蓝膜与绿膜对紫外光的透过率低于白膜，减弱了紫外光对幼苗的辐射。(2)无水乙醇可作为提取光合色素的溶剂。类胡萝卜素和叶绿素都能吸收蓝紫光，而叶绿素还能吸收红光，因此测定叶绿素含量时应选择红光，以避免类胡萝卜素对实验的干扰。(3)分析表格，蓝膜覆盖下藏川杨幼苗的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均高于白膜和绿膜，光合色素含量高，吸收的光能较多，藏川杨幼苗的光合速率较强。分析柱形图，蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于植物进行光合作用；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了对幼苗的伤害，有利于幼苗生长。故覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。 答案：(1)蓝　类囊体薄膜　(CH2O)(或糖类)　C5　紫外光　(2)无水乙醇　叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，而叶绿素还能吸收红光，选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰　(3)蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于藏川杨幼苗进行光合作用；蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡萝卜素的含量均高于白膜和绿膜，藏川杨幼苗光合速率较强；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了对幼苗的伤害 学科网（北京）股份有限公司 $