高中生物2015-2024年10年高考真题专题分类汇编-专题6光合作用考点1捕获光能的色素与结构

第第页专题6光合作用考点1捕获光能的色素与结构(2024广东，3，2分)银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是()A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B.研磨时用水补充损失的提取液C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析D.用过的层析液直接倒入下水道【答案】C【解析】应选择新鲜程度一致的叶片混合研磨，A错误；提取液是无水乙醇，加水补充会使乙醇浓度降低，不利于色素的提取，B错误；层析液中含有有毒的挥发性物质，应妥善处理，D错误。(2024北京，12，2分)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是()A.用花瓣细胞观察质壁分离现象B.用花瓣大量提取叶绿素C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养【答案】B【解析】成熟的花瓣细胞中含有中央液泡，可用于观察质壁分离现象；月季插条易生根，可用于探索生长素促进其插条生根的最适浓度；幼嫩茎段分裂能力强可作为外植体进行植物组织培养，A、C、D不符合题意。“光谱”月季花瓣细胞中不含叶绿素，B符合题意。(2024贵州，3，3分)为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法(一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是()A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段【答案】D【解析】叶绿素和类胡萝卜素均能吸收蓝紫光，故测定叶绿素的含量时不可使用蓝紫光波段，D错误。(2023全国乙，2，6分)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是()A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢【答案】D【解析】叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg，因此氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确；叶绿素和类胡萝卜素属于光合色素，均存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，B正确；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，因此用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，D错误。易混易错叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，胡萝卜素由C、H组成，叶黄素由C、H、O组成；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。(2023江苏，12，2分)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是()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.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C.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【答案】B【解析】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错误；若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但会使滤液细线过宽，分离后滤纸上易出现色素带重叠，B正确；该实验分离色素后，滤纸条上色素带的宽窄只能比较各种色素相对含量的多少，但不能测定各种色素的具体含量，C错误；花青素易溶于水而不易溶于石油醚等有机溶剂，若得到5条色素带，距离滤液细线最近的应为花青素，即在叶绿素b的下方，D错误。(2022浙江1月选考，2，2分)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是()A.基部成熟叶片是最佳观察材料B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形D.不同条件下叶绿体的位置不变【答案】C【解析】黑藻幼嫩叶片薄，适宜作为“观察叶绿体”活动的材料，A错误；黑藻叶肉细胞有中央液泡，叶绿体分布在液泡的周边，B错误；叶绿体的位置可随光照强度和方向的改变而改变，D错误。(2022湖北，12，2分)某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：μg·g-1)，结果如表。下列有关叙述正确的是 ()植株类型叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素/类胡萝卜素野生型12355194194.19突变体1512753701.59突变体2115203790.35A.两种突变体的出现增加了物种多样性B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C.两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色【答案】D【解析】两种突变体的出现增加了遗传(基因)多样性，但仍为同一物种，A错误；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，由表中两种突变体的叶绿素、类胡萝卜素的含量可判断，突变体1比突变体2吸收红光的能力更强，B错误；根据题干信息可知，两种黄叶突变体的表现型相似，表中两种突变体的光合色素含量有差异，不能确定是由不同基因的突变所致，C错误；分析表中数据可知，与野生型相比，黄叶突变体的叶绿素与类胡萝卜素的比值都大幅度下降，由此可推断，叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅度下降可导致突变体的叶片呈黄色，D正确。解题关键解答本题的前提条件是要明确光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类，前者主要吸收红光和蓝紫光，而后者主要吸收蓝紫光。(2022江苏，5，2分)下列有关实验方法的描述合理的是()A.将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液B.适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象C.检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应D.用溴麝香草酚蓝(水)溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式【答案】B【解析】胡萝卜素属于脂溶性物质，应用有机溶剂提取，而非用水提取，A错误；黑藻叶片含有叶绿体和中央液泡，用适当浓度蔗糖溶液处理，可以叶绿体的运动为标志观察到细胞质的流动，一段时间后可观察到质壁分离现象，B正确；双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应不需要加热，C错误；溴麝香草酚蓝溶液可用来检测CO2，检测酒精可用酸性重铬酸钾溶液，颜色变化为由橙色变为灰绿色，D错误。(2021北京，13，2分)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学实验，叙述错误的是()A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNAC.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质【答案】C【解析】肝细胞里含过氧化氢酶，A正确；DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，B正确；不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢，即依据溶解度的差异对光合色素进行纸层析分离，C错误；蛋白质含肽键，与双缩脲试剂反应呈紫色，D正确。(2021天津，6，4分)孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是()A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA【答案】C【解析】紫色洋葱鳞片叶外表皮可以用来观察细胞的质壁分离和复原现象；洋葱鳞片叶可以用来粗提取DNA；洋葱根尖分生区可以用来观察植物细胞有丝分裂。由于洋葱鳞片叶没有叶绿体，因此不能用来提取和分离叶绿体中的色素，故选C。(2021辽宁，5，2分)下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是()选项实验名称观察指标A探究植物细胞的吸水和失水细胞壁的位置变化B绿叶中色素的提取和分离滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄C探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌培养液的浑浊程度D观察根尖分生组织细胞有丝分裂纺锤丝牵引染色体的运动【答案】B【解析】探究植物细胞的吸水和失水实验中，应观察原生质层与细胞壁的位置关系，A错误；探究酵母菌细胞呼吸的方式，应检测CO2和酒精，可观察石灰水的浑浊程度，C错误；观察有丝分裂实验，主要观察染色体的形态、数目和位置，观察的细胞是死细胞，看不到纺锤丝牵引染色体的运动，D错误。(2020江苏单科，6，2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是()A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散【答案】B【解析】叶绿体色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，故可以用无水乙醇提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入应CaCO3，其可以中和酸性物质，防止叶绿素被破坏，B错误；研磨时添加石英砂(SiO2)有助于对菠菜叶的充分研磨，易于提取色素，C正确；在滤纸条上画滤液细线时，要用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，吹干后，再重复画若干次，画滤液细线时要细且齐，若滤液扩散会导致细线不齐，可能出现色素带重叠现象，D正确。(2019海南单科，9，2分)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是()A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B.红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用【答案】B【解析】本题通过对光合色素及其相关知识的考查体现了生命观念中的物质与能量观、结构与功能观。光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段产生的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。(2017天津理综，5，6分)叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是()A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.用水做层析液观察花青苷的色素带C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目【答案】D【解析】本题考查绿叶中色素的提取与分离、细胞有丝分裂等相关知识。叶绿体色素为脂溶性，可溶于有机溶剂如无水乙醇，A可达到目的；花青苷为水溶性，类比叶绿体色素的分离方法，可用水做层析液观察花青苷的色素带，B可达到目的；质壁分离和复原实验可用于探究细胞的吸水和失水，C可达到目的；细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂过程中形成染色体，而表皮细胞无分裂能力，细胞中无染色体，D符合题意。易错警示染色质与染色体是同种物质在细胞不同时期的两种不同形态。在细胞分裂过程中，染色质丝螺旋缠绕，成为染色体；在细胞分裂末期，染色体解螺旋恢复为染色质状态，而无分裂能力的细胞中不出现染色体。(2017课标全国Ⅲ，3，6分)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的【答案】A【解析】类胡萝卜素主要吸收蓝紫光基本不吸收红光，A错误；不同光合色素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会影响暗反应阶段对CO2的利用，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；640~660nm波长的光属于红光区，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。(2016课标全国Ⅱ，4，6分)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的【答案】C【解析】叶绿体中的色素是有机物，可溶解在有机溶剂乙醇中，A正确；Mg2+是参与构成叶绿素的成分，可由植物的根从土壤中吸收，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用，C错误；叶绿素的合成需要光照，黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的，D正确。(2016四川理综，3，6分)下列有关实验操作或方法所导致结果的描述，不正确的是()A.用纸层析法分离色素时，若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠B.用葡萄制作果醋时，若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质C.提取胡萝卜素时，若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低D.调查人群中色盲发病率时，若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高【答案】B【解析】用纸层析法分离叶绿体色素时，滤液细线要画得细而直，若滤液细线画得过粗，可能会导致色素带出现重叠，A项正确；用葡萄制作果醋时，所用微生物为需氧型的醋酸杆菌，在发酵过程中装置不能密封，B项错误；酒精是水溶性有机溶剂，而石油醚为水不溶性有机溶剂，石油醚可充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，所以用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低，C项正确；调查人群中色盲发病率时，应在人群中随机调查，若只在患者家系中调查，将会导致所得结果偏高，D项正确。(2016江苏单科，17，2分)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B.即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C.为获得10mL提取液，研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失【答案】B【解析】应该在研磨叶片前加入碳酸钙，A项错误；即使菜叶剪碎不够充分，叶绿体色素也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素，B项正确；鲜菠菜中含有较多水分，因此不能为获得10mL提取液而一次性加入10mL乙醇，C项错误；层析完毕后，叶绿素条带不会随溶剂挥发而消失，D项错误。易错警示(1)叶绿体色素的提取和分离过程中加入的试剂的作用：①SiO2，为了研磨充分；②CaCO3，防止叶绿素被破坏；③无水乙醇，溶解色素；④层析液，用于分离各种色素。(2)叶绿体中的色素不会随层析液挥发。(2015江苏单科，21，3分)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)()A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次【答案】ABC【解析】分析正常光照和强光照下的不同色素带宽度可以发现，强光导致了叶绿素含量降低、类胡萝卜素含量升高，这可能与类胡萝卜素可以抵御强光照有关，A、B正确；叶绿素a的吸收波长更广一些，C正确；为增加色素带的色素含量，画滤液细线时，滤液应在点样线上重复画几次，D错误。审题方法本题的关键是对题图的分析，通过对图解的分析找出强光照下与正常光照下移栽幼苗光合色素滤纸层析结果的不同之处，理解色素带宽窄与色素的含量及强光照的关系；同时结合已学相关知识对各选项作出准确分析判断。(2022辽宁，22，10分)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和。在细胞中，这些光合色素分布在。

(2)测定三个样品的叶绿素含量，结果见表。样品叶绿素a(mg·g-1)叶绿素b(mg·g-1)上层0.1990.123中层0.2280.123下层0.6840.453数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为。

Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定(3)研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。图1粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和。研磨时加入缓冲液的主要作用是稳定。离心后的为粗酶液。

(4)酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。图2在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为μmol·m-2·s-1(填具体数字)，强光照会浒苔乙酶Y的活性。

【答案】(1)类胡萝卜素类囊体薄膜(2)下层光照弱，浒苔通过增加叶绿素含量，以提高对光能的利用率(3)高温变性维持酸碱度(pH)上清液(4)1800抑制【解析】(1)高等植物的光合色素包括叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)。在细胞中，光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上。(2)“藻席”下层光照弱，弱光环境中的植物可通过增加叶绿素含量来提高对光能的利用率，以此来适应环境。(3)酶Y的化学本质为蛋白质，强酸、强碱及高温均会对其空间结构、活性产生影响，故粗酶液制备过程需保持低温(防止酶降解和高温变性)，研磨时加缓冲液主要是为了维持酸碱度稳定。破碎后的细胞碎片质量大于蛋白质，离心处理后，蛋白质应分布在上清液。(4)图2显示浒苔甲酶Y在12：00时活性最高，对应的光照强度为1800μmol·m-2·s-1。而浒苔乙酶Y的活性在弱光环境下更高，说明强光可抑制浒苔乙酶Y的活性。(2020浙江7月选考，27，7分)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：(1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞，可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸从另一侧吸水，重复几次后，可根据是否发生现象来判断。

(2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的。

(3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段，切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时，经染色后，有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时，通常选用处于有丝分裂_______期细胞的染色体，原因是_______。

【答案】(1)质壁分离(2)黄移动速率吸收光谱(3)轻压盖玻片中中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究【解析】(1)分析本题中的信息可知，本小题考查的是质壁分离实验的应用，结合所学的质壁分离知识，可直接作答。当洋葱外表皮细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中时，由于蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，因此活细胞会失水而发生质壁分离，即原生质层与细胞壁分离，故可根据是否发生质壁分离来判断细胞死活。(2)由于碳酸钙可以防止叶绿素被破坏，因此未加碳酸钙的甲组的提取液中叶绿素会因破坏而减少，提取液因类胡萝卜素的含量相对增多而偏黄色。不同光合色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，因而随层析液在滤纸条上移动的速率不同，据此特点可将4种光合色素分离。叶绿素a对不同波长光的吸收率不同，因而可绘制出该色素的吸收光谱。(3)制作植物根尖细胞有丝分裂临时装片的流程是解离→漂洗→染色和制片，制片时在载玻片上加一盖玻片，用手指轻压盖玻片