课时冲关13 捕获光能的色素和结构(练习Word版)-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮课时作业（单选）

**基本信息** 聚焦捕获光能的色素与结构，通过实验分析、结构功能关系及数据解读题，系统覆盖色素提取、叶绿体功能及环境影响等核心考点，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| |----|-----------|----------|----------| |基础对点练|5题|实验分析（色素提取）、结构功能判断（CHUP1蛋白与叶绿体定位）|从色素种类/提取实验到叶绿体动态定位，构建“结构-功能-调节”逻辑链| |素养提升练|3题|数据表格解读（突变体色素含量）、实验设计（缺铁对色素影响）|结合环境因素（光照、铁），延伸至光合作用效率及实验探究，体现探究实践与科学思维|

课时冲关13　捕获光能的色素和结构　对应学生用书P371 [基础对点练] 1．叶绿体是一种动态的细胞器，随着光照强度的变化，其位置和分布会发生改变，该过程称为叶绿体定位。CHUP1蛋白能与叶绿体移动有关的肌动蛋白(构成细胞骨架中微丝蛋白的重要成分)相结合，用野生型拟南芥和CHUP1蛋白缺失型拟南芥进行实验，叶绿体的分布情况如图。下列叙述错误的是(　　) A．在强光照射下，叶绿体定位的意义在于叶肉细胞能充分地吸收光能，更多制造有机物 B．若破坏细胞微丝蛋白后叶绿体定位异常，可推测叶绿体定位需要借助细胞骨架进行 C．实验表明，CHUP1蛋白和光强在叶绿体与肌动蛋白结合及其移动定位中起重要作用 D．对同一叶片不同部位设置不同光强照射，根据现象来判断是否发生叶绿体定位 解析：A　[在强光照射下，叶绿体定位是为了避免强光对叶绿体的损伤，而不是充分吸收光能多制造有机物。因为强光可能会破坏叶绿体的结构，影响其功能，所以叶绿体通过移动来减少受强光的伤害，A错误；细胞骨架中的微丝蛋白(与肌动蛋白有关)参与细胞内的物质运输、细胞运动等多种生命活动。若破坏细胞微丝蛋白后叶绿体定位异常，说明叶绿体定位过程需要借助细胞骨架来进行，B正确；从实验来看，野生型拟南芥(有 CHUP1 蛋白)和 CHUP1 蛋白缺失型拟南芥在不同光照下叶绿体分布不同，且光照强度也影响叶绿体分布，这表明 CHUP1 蛋白和光强在叶绿体与肌动蛋白结合及其移动定位中起重要作用，C正确；对同一片叶不同部位设置不同光照照射，观察叶绿体的分布情况，就可以判断是否发生叶绿体定位，D正确。] 2．研究发现，某突变体小麦的类囊体膜蛋白稳定性高于野生型，蔗糖转化酶(催化蔗糖分解为单糖)的活性也高于野生型，且细胞分裂素合成增加。该突变体小麦开花后叶片变黄的速度慢，但籽粒淀粉含量低。叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。下列叙述正确的是(　　) A．类囊体膜蛋白包括光反应所需的酶和光合色素 B．突变体蔗糖转化酶活性大于野生型，蔗糖合成量增加 C．突变体叶片变黄速度慢可能与细胞分裂素增加促进叶绿素合成有关 D．突变体运输到籽粒的蔗糖减少，由蔗糖聚合而成的淀粉减少使产量下降 解析：C　[光合色素化学本质不是蛋白质，A错误；突变体蔗糖转化酶活性大于野生型，可说明突变体中蔗糖分解为单糖效率高于野生型，但不能判断蔗糖合成量的多少，B错误；细胞分裂素可促进叶绿素合成，进而可使突变体叶片变黄速度慢，C正确；蔗糖是一分子葡萄糖和一分子果糖脱水形成，而淀粉的基本组成单位是葡萄糖，因此淀粉不是由蔗糖聚合而成，D错误。] 3．如图所示，测定新鲜菠菜叶片中提取的色素的吸收光谱，下列相关说法正确的是(　　) A．吸收光谱中红光和蓝紫光区域较为明亮，绿光区域较暗 B．若在提取色素时没有加入碳酸钙，则吸收光谱的红光区域会变亮 C．若在提取色素时研磨不充分，则吸收光谱的红光和蓝紫光区域都变暗 D．提取的色素放置一段时间后实验效果变差，主要原因是色素的挥发 解析：B　[叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，对绿光吸收最少，所以吸收光谱中绿光区域较亮，红光和蓝紫光区域较暗，A错误；碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏，若没有加入碳酸钙，叶绿素被破坏，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以吸收光谱的红光区域会变亮，B正确；研磨不充分会使色素提取量减少，吸收的光减少，更多的光会穿过三棱镜，所以吸收光谱的红亮和蓝紫光区域都变亮，C错误；提取的色素放置一段时间后实验效果变差，主要原因是色素被氧化分解，而不是挥发，D错误。] 4．叶绿素分子中的Mg2＋容易被H＋替换，导致其分子结构被破坏，因此在进行光合色素提取和分离的实验中，要使用适量CaCO3对叶绿素进行保护。下列有关叙述错误的是(　　) A．推测叶绿体基质的pH略高于细胞质基质的pH B．以正常生长的红叶李的叶片为材料无法提取和分离到光合色素 C．用缺乏Mg2＋的培养液长期培养植物会使其光合作用能力下降 D．实验中每次画滤液细线都要等上一次所画的滤液细线晾干后再进行 解析：B　[Mg是组成叶绿素的元素，由“叶绿素分子中的Mg2＋容易被H＋替换而导致其分子结构被破坏”可推测，叶绿体中的H＋浓度应较低，pH可能比叶绿体外的pH略高一点，以保证叶绿素结构的稳定性，A正确；正常生长的红叶李可进行光合作用，叶片含有光合色素，能提取和分离到光合色素，B错误；Mg是组成叶绿素的元素，用缺乏Mg2＋的培养液长期培养植物，会让植物的叶绿素合成量不足，导致植物光合作用能力下降，C正确；实验中为了保证滤液细线直、匀、细，且转移到滤纸条上的样液足够多，一般要多次画滤液细线，每次画滤液细线都要等上一次所画的滤液细线晾干后再进行，D正确。] 5．一品红是原产于热带的观赏植物，顶部为红色叶片，下部为绿色叶片，叶片中含有花青素(水溶性，储存在液泡中)和叶绿素等色素，红叶含有较多的花青素，绿叶含有较多的叶绿素。下列叙述正确的是(　　) A．红叶和绿叶均可作为观察质壁分离实验的材料 B．绿叶能进行光合作用，红叶不能进行光合作用 C．可用无水乙醇提取叶片中的叶绿素和花青素 D．叶绿素和花青素都能捕获并转化太阳光能 解析：A　[红叶和绿叶均可作为观察质壁分离实验的材料，因为红叶中的液泡表现为红色，绿叶中有叶绿体，表现为绿色，因而更容易观察质壁分离现象，A正确；叶片中含有花青素(水溶性，储存在液泡中)和叶绿素等色素，红叶含有较多的花青素(意思是含有少量叶绿素)，绿叶含有较多的叶绿素，因此，绿叶和红叶均可进行光合作用，B错误；可用无水乙醇提取叶片中的叶绿素，但不可用无水乙醇提取花青素，因为花青素是水溶性的，C错误；叶绿素能捕获并转化太阳光能，而花青素不能，D错误。] [素养提升练] 6．研究者发现某作物野生型的种子为黄色，纯合突变体种子为白色。正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光(400 μmol·m－2·s－1)和弱光(1 μmol·m－2·s－1)下培养一周，测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) 对比 叶绿素相对含量 类胡萝卜素相对含量 正常光 弱光 正常光 弱光 野生型,18.0,3.0,9.1,2.3 突变型,0.3,2.9,0.1,0.1A.可用层析液分离叶片中的叶绿素和类胡萝卜素 B．突变体中叶绿素合成酶缺失导致叶绿素无法合成 C．推测纯合突变体的形成与类胡萝卜素合成异常有关 D．正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子 解析：B　[叶绿素和类胡萝卜素在层析液中的溶解度不同，因此可用层析液分离叶片中的叶绿素和类胡萝卜素，A正确；由表格数据可知，突变体中有叶绿素的合成，B错误；与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低，且在正常光和弱光条件下均无变化，说明此纯合突变体的形成与类胡萝卜素合成异常有关，C正确；正常光照条件下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，D正确。] 7．当阳生植物受到周围环境遮荫会造成避荫反应(如图1)，自然光被植物滤过后，会出现R(红光)/FR(远红光)的比值降低。研究人员模拟遮荫条件，对番茄植株的避荫反应进行了研究，结果如图2和图3。根据实验结果判断，下列正确的是(　　) 　 　图1　　 　　　　图2　　　　　图3 A．节间距增加是遮荫条件下番茄植株茎伸长速度加快的原因之一 B．被遮荫的下层植物接收的光中，R/FR的比值降低，可能是叶片中叶绿素减少导致的 C．被遮荫的植物发生避荫反应可以降低植物遮荫时的光合作用强度 D．遮荫处理的番茄，用于茎和番茄果实生长的有机物减少 解析：A　[由图3可知，遮荫组节间距比正常光照组大，这说明节间距增加是遮荫条件下番茄植株茎伸长速度加快的原因之一，A正确；因为植物叶片会选择性吸收红光和蓝紫光，不吸收远红光，因此自然光被植物滤过后，遮荫下的叶片R/FR比值降低，B错误；R/FR的变化引起避荫反应，有利于下层植物叶片捕获更多的光能，提高植物遮荫时的光合作用强度，为生长发育提供更多的物质和能量，C错误；遮荫处理的番茄，用于植物生长的有机物增多，而用于果实生长的有机物减少，D错误。] 8．海洋浮游植物光合作用固定的碳量约占全球40%，铁对浮游植物三角褐指藻的光合作用有重要影响。缺铁会导致光系统Ⅱ(PSⅡ系统，能利用从光中吸收的能量裂解水)中的蛋白质含量显著下降。图1是光合作用的某一反应阶段示意图(图中PSⅠ代表光系统Ⅰ，能在相关酶的催化下，把NADP＋还原为NADPH)。据此回答下列问题。 　 　　　图1　　　　　　　　图2 (1)图1所示的反应发生在叶绿体的________________________________________________________________________ 上，图中ATP合成的直接能量来源是________________________________________________________________________。 缺铁导致PSⅡ系统中的蛋白质含量显著下降，使图中电子传递受到影响，从而降低________________________________________________________________________ (选填“ATP”或“NADPH”或“ATP和NADPH”)的合成。 (2)图1所示反应过程中捕光色素的光氧化会产生大量自由基，这些自由基会破坏蛋白质和核酸，而SOD具有清除自由基的作用。图2为铁对三角褐指藻细胞中SOD含量的影响，根据SOD含量的变化结合光合作用暗反应阶段，分析缺铁导致光合作用速率下降的原因是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)缺铁会使三角褐指藻的光合色素含量降低，其中降低最明显的是叶绿素a。请根据所学知识设计实验证明上述结论，写出实验思路和预期结果：________________________________________________________________________。 解析：(1)据图可知，图1可以发生水的光解，故图1为光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，ATP合成的直接能量来源是H＋跨膜运输的电势能；电子传递受影响，可直接影响NADPH的合成，也通过影响水的分解产生的H＋，从而影响ATP的合成。 (2)分析题意，捕光色素的光氧化会产生大量自由基，这些自由基会破坏蛋白质和核酸，而SOD具有清除自由基的作用，结合图2可知，缺铁导致光合作用速率降低，原因为缺铁导致SOD含量下降，自由基积累，破坏暗反应中酶的结构，导致暗反应减弱。 (3)色素易溶于有机溶剂，根据此原理，可利用无水乙醇提取缺铁组和加铁组的光合色素，用层析液和纸层析法分离色素后，比较条带差异。 由于本实验中已知缺铁会使三角褐指藻的光合色素含量降低，其中降低最明显的是叶绿素a，故预期结果：缺铁组比加铁组在滤纸条上蓝绿色色素带的宽度明显变窄，其余三条色素带无明显差异。 答案：(1)类囊体薄膜　H＋的浓度差(或H＋的电势能)　ATP和NADPH (2)缺铁导致SOD含量下降，自由基积累，破坏暗反应中酶的结构，导致暗反应减弱 (3)实验思路：利用无水乙醇提取缺铁组和加铁组的光合色素，用层析液和纸层析法分离色素后，比较条带差异。预期结果：缺铁组比加铁组在滤纸条上蓝绿色色素带的宽度明显变窄，其余三条色素带无明显差异 学科网（北京）股份有限公司 $