2019-2020学年高一上学期生物人教版必修一习题：第5章 第4节 第1课时 捕获光能的色素和结构 课时精练

2019-2020学年高一上学期生物人教版必修一习题：第5章 第4节 第1课时 捕获光能的色素和结构 课时精练

[基础对点] 知识点一 捕获光能的色素 1.下列有关“叶绿体色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是( ) A．加入碳酸钙防止滤液挥发 B．用 NaCl 溶液提取叶片中的色素 C．用无水酒精或丙酮分离色素 D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨 答案 D 解析 “叶绿体色素的提取和分离”的实验中加入碳酸钙的目的是保护叶绿 素，防止色素被破坏，A 错误；在“叶绿体色素的提取和分离”实验中应该用无 水酒精或丙酮提取色素，而用层析液来分离色素，B、C 错误；在“叶绿体色素的 提取和分离”实验中加入二氧化硅的目的是使研磨更充分，D 正确。 2．如图是对菠菜叶片叶绿体色素分离的结果示意图。下列相关分析正确的是 ( ) A．a 的操作目的是方便层析液的吸附 B．b 选用铅笔细线能够促进色素的层析 C．如果 c、d 带宽减小一定是忘记添加碳酸钙 D．色素 f 在层析液中的溶解度最大 答案 D 解析 图中 a 的操作即剪去滤纸条的两角，其目的是防止层析液在滤纸条两 边扩散过快，导致得到的色素带不整齐，A 错误；b 选用铅笔细线能够使得滤液细 线画得细而直，得到的色素带比较整齐，便于观察，B 错误；c、d 带对应的色素 分别为叶绿素 b、叶绿素 a，二者带宽减小说明滤液中叶绿素含量减少，原因可能 是忘记添加碳酸钙，也可能是材料不新鲜，叶绿素含量少，C 错误；色素 f 是胡萝 卜素，在层析液中的溶解度最大，扩散最快，位于滤纸条的最上方，D 正确。 3．秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是由于花青素增多而叶绿素含量降 低所致，实验小组对此进行实验验证：用无水乙醇提取叶片中色素，用层析液进 行分离，结果滤纸条上出现四条色素带，靠近层析液的两条色素带非常窄，有关 推断不合理的是( ) A．变窄的是叶黄素和叶绿素 a B．低温叶绿素容易被破坏 C．滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素不溶于无水乙醇 D．叶绿素易溶于无水乙醇 答案 A 解析 叶绿体中色素分离实验中色素带由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、 叶绿素 a、叶绿素 b，因此变窄的两条色素带是叶绿素 a 和叶绿素 b，A 错误；秋 天叶片变黄是因为低温破坏了叶绿素，B 正确；如果花青素溶于有机溶剂，则滤纸 条上会有花青素，所以滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素不溶于无水乙醇， C 正确；提取和分离色素的依据是相关色素易溶于有机溶剂—无水乙醇，D 正确。 4.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，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列 叙述错误的是( ) 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 D 解析 图中色素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b。据图所示，强光照下叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，A 正确；强光照 下类胡萝卜素含量上升是应激反应，有利于抵御强光照，这是适应环境的结果，B 正确；色素Ⅲ、Ⅳ分别是叶绿素 a 和叶绿素 b，吸收光谱的吸收峰波长分别是 425 nm、465 nm，C 正确；提取叶绿体中的色素后，画滤液线时，滤液在点样线上多 画几次，以利于积累较多的色素，实验效果明显，D 错误。 5．如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”的实验改进装置，下面与 之有关的叙述中，错误的是( ) A．应将色素滤液滴在 a 处，而不能滴在 b 处 B．应向培养皿中倒入层析液 C．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色 D．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形) 答案 C 解析 为了防止色素溶解在层析液中，应将色素滤液滴在 a 处，而不能滴在 b 处，A 正确；培养皿中倒入层析液分离色素，B 正确；实验得到的四个同心圆中， 最小的一个圆呈黄绿色，然后向外依次是蓝绿色、黄色、橙黄色，C 错误，D 正确。 6．如图是叶片中两类色素的吸收光谱，试判定甲和乙分别为何种色素( ) A．叶绿素 a、叶绿素 b B．类胡萝卜素、叶绿素 C．叶黄素、叶绿素 a D．叶绿素、类胡萝卜素 答案 D 解析 根据图中曲线可知，甲有两个吸收峰，分别位于蓝紫光区和红光区， 乙只有一个吸收峰，位于蓝紫光区，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，甲为叶绿素，乙为类胡萝卜素。 7．将长势相同的四株植物，分别置于不同颜色的玻璃罩内，在同一环境中， 接受相同水肥和光照，经过一段时间后，长势最好和最差的依次是( ) ①红色透明罩 ②绿色透明罩 ③蓝色透明罩 ④无色透明罩 A．④③ B．②① C．④② D．③① 答案 C 解析 无色透明罩可允许各种颜色的单色光透过，而有色透明罩只允许与透 明罩颜色相同的一种单色光透过。在白光下，植物长势最好，在绿光下植物长势 最差。 知识点二 叶绿体的结构和功能 8.叶绿体是光合作用的主要场所，下列关于叶绿体的叙述，正确的是( ) A．没有叶绿体的细胞就不能进行光合作用 B．吸收光能的四种色素分布在基质中 C．叶绿体内膜为光合作用的酶提供了附着位点 D．叶绿体内存在的类囊体，极大地扩展了受光面积 答案 D 解析 蓝藻没有叶绿体，但可以进行光合作用，A 错误；吸收光能的四种色 素分布在类囊体薄膜上，B 错误；叶绿体类囊体膜为光合作用的酶提供了附着位点， C 错误；叶绿体内存在的类囊体，极大地扩展了受光面积，D 正确。 9．关于叶绿体的叙述，正确的是( ) A．叶绿体中的色素主要分布在叶绿体基质中 B．与光合作用有关的酶只分布在叶绿体基质中 C．高倍显微镜下可以看到叶绿体含有两层膜 D．叶绿体内部有许多由囊状结构堆叠而成的基粒 答案 D 解析 叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，A 错误；与光合作用有关的酶 分布于叶绿体基质和类囊体薄膜上，B 错误；叶绿体的两层膜是亚显微结构，不能 在高倍显微镜下看到，C 错误。 10．1880 年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他 将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌 的聚集情况(如下图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是 ( ) A．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B．好氧细菌聚集多的地方，O2 浓度高，水绵光合作用强 C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 D．好氧细菌大量消耗 O2，使水绵光合作用增强，则该种光有利于光合作用 答案 B 解析 好氧细菌向 O2 浓度高的地方集结，据此可推断光合作用的放氧部位和 光合作用强度。 [能力提升] 11．下列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．叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上 C．通常情况下，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 叶绿体中的色素能够溶解在乙醇等有机溶剂中，A 正确；叶绿体中的 色素分布在类囊体的薄膜上，B 正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见 光，可见光不包括红外光和紫外光，C 错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的 植物幼苗因没有光照，叶绿素合成受阻，类胡萝卜素的颜色显现出来，最终叶片 呈黄色，D 正确。 12．为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制 作载有水绵和好氧性细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下 观察。下列关于该实验的分析，不正确的是( ) A．在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱 B．临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中 C．用好氧性细菌起指示作用 D．水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件 答案 A 解析 该实验的自变量是光的有无，并不是光的波长，没有必要将混合光分 解，A 错误；将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和 氧的影响，从而确保实验能够正常地进行，B 正确；实验材料选择好氧细菌可以确 定释放氧气多的部位，起指示作用，C 正确；水绵不仅具备细而长的带状叶绿体， 而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于设置叶绿体有无光照，D 正确。 13．下面是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答： (1)图中步骤①加入研钵内的物质为：A________10 mL，作用是________； B________ 少 许 ， 作 用 是 使 研 磨 充 分 ； C________ 少 许 ， 作 用 是 ___________________。 (2)图中步骤②将研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放有________________。 (3)图中步骤③剪去两角的作用是________________________，画滤液细线的 要求是____________________。 (4)图中步骤④中加盖的目的是______________；色素带最宽的是________， 扩散速度最快的是________。 (5)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量 3/4 的________ 和________分解，从而显示出________和________的颜色。 答案 (1)无水乙醇 溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 防止色素被破坏 (2)单层尼龙布 (3)防止色素带扩散不整齐 细、齐、直 (4)防止层析液挥发 叶绿素 a 胡萝卜素 (5)叶绿素 a 叶绿素 b 胡萝卜素 叶黄素 解析 (1)研磨时需要加入 3 种物质：10 mL 无水乙醇，作用是溶解色素；二 氧化硅可以增大摩擦力，使细胞和叶绿体破碎以便充分研磨；细胞研磨破碎后， 会溢出有机酸，为防止叶绿素被破坏，研磨时需要加入少许碳酸钙来中和有机酸。 (2)过滤研磨液时，漏斗基部通常使用单层尼龙布过滤细叶脉和 SiO2 等。 (3)剪去滤纸两角的作用是防止滤纸两边色素扩散过快，色素带不整齐。画滤 液细线的要求是细、齐、直。 (4)由于层析液有毒，且可以挥发，所以要加盖。4 种色素在层析液中溶解度不 同导致各种色素在滤纸条上的扩散速度不同，胡萝卜素在层析液中溶解度高，扩 散最快。色素带的宽度不同是由各种色素含量不同造成的，且色素的含量越多， 色素带越宽。一般植物叶片中叶绿素 a 含量最多，所以叶绿素 a 的色素带最宽。 (5)叶绿素包括叶绿素 a 和叶绿素 b，不稳定，在低温下易分解，而叶黄素和胡 萝卜素较稳定，故秋天树叶由绿变黄。 14．植物较长时间在黑暗中生长，会出现节间特别长，侧枝不发育，叶子很 小，呈黄色或者黄白色，即“黄化现象”。有人做了如下实验：将花菜豆幼苗在 暗处放置了 7～8 天，使之黄化后，每天给予如下光照，比较其恢复正常形态的情 况，结果如下： 根据上述实验，回答下列问题： (1)该实验的目的是__________________________________ __________________________________。 (2) 较 长 时 间 在 黑 暗 中 生 长 的 植 物 叶 片 呈 黄 色 或 黄 白 色 ， 原 因 是 ______________________________。 (3)从实验结果可以看出，叶绿素的形成和从黄化恢复正常形态的原因是不同 的：从黄化恢复正常形态与________有密切关系，而叶绿素的形成则与________ 有密切关系。 (4)由此进一步推出，从黄化恢复正常形态与植物的光合作用有关吗？ ________，原因是__________________________________ __________________________________ __________________________________。 答案 (1)研究光对叶绿素合成及黄化植物恢复过程的影响 (2)无光条件下，叶绿素不能合成，但能合成类胡萝卜素 (3)光照强度'光照时间 (4)无关'由实验结果可知，在强光下，黄化植物可以恢复正常形态，但不能合 成叶绿素，即此时植物并不能进行光合作用 解析 (1)根据题表信息可以知道：自变量是光照强度以及光照时间，所以该 实验的目的是研究光对叶绿素合成及黄化植物恢复过程的影响。 (2)较长时间在黑暗中生长的植物叶片呈黄色或黄白色，说明植物叶片中不含 叶绿素，原因是无光条件下不能合成叶绿素。 (3)根据表格中的结果：弱光下无论光照时间的长短，都能逐渐恢复正常形态； 强光下光照 10 min 和 30 min 时，恢复正常形态的程度与弱光下光照 4 h 和 12 h 差 不多，可以看出从黄化恢复正常形态与光照强度有关，而叶绿素的形成则与光照 时间有关(时间短了无法形成叶绿素)。 (4)由实验结果可知，在强光下，可以从黄化恢复正常形态，但不能合成叶绿 素，则此时植物并不能进行光合作用，所以从黄化恢复正常形态与植物的光合作 用无关。