课时冲关13 捕获光能的色素和结构（教用版）-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮课时作业（人教版 多选）

高考总复习生物学 课时冲关13捕获光能的色 [基础对点练] 一、单项选择题 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 ( 弱光 强光 弱光 强光 体 体 正常叶肉细胞 CHUP1蛋白缺失的叶肉细胞 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 () ·45 素和结构对应学生用书P371 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 () 被色素吸收后，了色散 余的光 白光光源提取的色素 三棱镜 吸收光诺 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CaC)3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千后再进行，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 ·45 第二单元细胞的能量供应和利用 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] 二、不定项选择题 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(400mol·m2·s1)和弱光(1mol· m·s1)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。下列叙述正确 的是 叶绿素相对含量 类胡萝卜素相对含量 对比 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 0.1 A.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：ACD[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 高考总复习生物学 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，下列错 误的是 ( 口正光员25 口正常亮围 ■遮前组 ■查萌组 10 正常光服 被遮两 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提高植物遮 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：BD[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正确；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。] 三、非选择题 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PS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。 ←1g 光 NADPH NADPH ADPP 17 ATP H.O O H 0.7 234 培养时间加 图1 图2 (1)图1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， ·45 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， 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