2020-2021学年生物人教版必修1课后检测：5-4-1捕获光能的色素和结构

2020-2021学年生物人教版必修1课后检测：5-4-1捕获光能的色素和结构

作业时限：30分钟 作业满分：50分 一、选择题(每小题 2分，共 24分) 1．下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片的叙述， 错误的是( D ) A．两种叶片都能吸收蓝紫光 B．两种叶片均含有类胡萝卜素 C．两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素 a D．黄绿色叶片在光反应中不会产生 ATP 解析：两种叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素，二者均吸收蓝紫光， A正确；当叶绿素含量高时呈现绿色，含量少时则呈现类胡萝卜素的 颜色，B正确；叶绿素包括叶绿素 a和叶绿素 b，C正确；黄绿色叶 片在光下时仍能进行光合作用，故在光反应过程中能产生 ATP用于 暗反应，D错误。 2．关于叶绿素的叙述，错误的是( D ) A．叶绿素 a和叶绿素 b都含有镁元素 B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C．叶绿素 a和叶绿素 b在红光区的吸收峰值不同 D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 解析：本题主要考查叶绿素的相关知识。镁是合成叶绿素 a和叶 绿素 b 的必需元素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用 的光反应过程；叶绿素 a和叶绿素 b在红光区的吸收峰值不同；叶绿 素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出去，使植物呈现绿色。 3．关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是 ( B ) A．使用定性滤纸过滤研磨液 B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线 2～3次 D．研磨叶片时，用体积分数为 70%的乙醇溶解色素 解析：本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验 过程中用单层尼龙布过滤研磨液；在滤纸条上画出一条滤液细线后， 待干燥后再重复画线 2～3次；研磨叶片时，用无水乙醇或 95%的乙 醇溶解色素。 4．关于叶绿素提取的叙述，错误的是( C ) A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B．加入少许 CaCO3能避免叶绿素被破坏 C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 解析：叶绿体中的四种色素包括胡萝卜素，它们都溶于无水乙醇， C项错误；菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料，研磨时加入 SiO2(石 英砂)可使叶片研磨更充分；加入少许 CaCO3能避免叶绿素被破坏， 故 A、B、D三项正确。 5．关于叶绿体色素的叙述，错误的是( D ) A．叶绿素 a和 b主要吸收红光和蓝紫光 B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同 C．利用纸层析法可分离 4种叶绿体色素 D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能 解析：叶绿素 a和叶绿素 b主要吸收红光和蓝紫光，A项正确； 叶绿体中叶绿素含量约为 3/4，类胡萝卜素含量约为 1/4，B项正确； 不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，可 用纸层析法对其进行分离，C项正确；乙醇提取的叶绿素只要结构没 有被破坏，仍是可以吸收光能的，D项错误。 6．某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离 实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列 分析错误的是( D ) A．甲可能是因为研磨时未加入 SiO2 B．乙可能是因为研磨时未加入 CaCO3 C．丙可能误用蒸馏水做提取液和层析液 D．丁是正确操作得到的理想结果 解析：色素的提取和分离实验中，SiO2可使菠菜叶研磨充分， CaCO3可防止叶绿素受到破坏，未加入 SiO2和 CaCO3时，会发生甲、 乙图示的现象；丙图中色素含量基本为零，可能是误用蒸馏水做提取 液和层析液的结果，C项正确；丁图显示含量最高的是叶黄素，实际 上正常绿色叶片中叶绿素 a和叶绿素 b含量多，D项错误。 7．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( D ) 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．叶绿体内膜为光反应所需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 解析：蓝藻没有叶绿体，但可以进行光合作用。叶绿体内膜上没 有光反应所需的酶。吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上。叶绿 体内存在的类囊体，极大地扩展了受光面积，D正确。 8．如图表示某同学做“提取和分离叶绿体色素”实验的改进装 置，下列叙述错误的是( D ) A．应向培养皿中倒入层析液 B．应将滤液滴在 a处，而不能滴在 b处 C．实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形) D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色 解析：所有的色素都从 a处向四周扩散，呈橙黄色的胡萝卜素扩 散速度最快，因此在若干个同心圆中，最大的一个圆是橙黄色。 9．如图表示提取和分离叶绿体色素部分材料和用具，下列叙述 错误的是( D ) A．图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3 B．将糨糊状研磨液倒入②的漏斗中，漏斗基部应放一块单层尼 龙布 C．③画滤液细线的要求是细、齐、直 D．④层析结果色素带最宽的是叶绿素 b，扩散最快的是叶黄素 解析：色素提取时加入无水乙醇的目的是溶解色素，加入 SiO2 的目的是使细胞中的色素更容易释放出来，加入 CaCO3的目的是防 止色素被破坏，在过滤时漏斗的基部应放一块单层尼龙布，层析的结 果是叶绿素 a的色素带最宽，扩散最快的是胡萝卜素。 10．下列关于叶绿体、线粒体的结构和功能的叙述中，不正确的 是( C ) A．与真核生物光合作用有关的酶分布在叶绿体的基质和基粒上 B．与真核生物有氧呼吸有关的酶分布在细胞质基质、线粒体的 内膜和基质中 C．线粒体与有氧呼吸有关，需氧型生物的细胞中均有线粒体 D．叶绿体与植物细胞的光合作用有关，但不是所有的植物细胞 都有叶绿体 解析：与真核生物光合作用有关的酶分布在叶绿体的基质和基粒 上，A正确；与真核生物有氧呼吸有关的酶分布在细胞质基质、线粒 体的内膜和基质中，B正确；需氧型原核生物的细胞中不含线粒体， C错误；植物根尖细胞不含叶绿体，D正确。 11．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 ) 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．好氧细菌起指示作用 D．水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验 解析：本实验的目的是验证叶绿体在光照下能够产生氧气，而与 光照的颜色种类没有关系，不用三棱镜将混合光分解成连续光谱；为 了防止空气对实验结果的影响，应该排除空气；好氧细菌的分布密疏， 表示了氧气产生的多少；水绵的带状叶绿体便于观察，有利于设置对 照实验。 12．如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下 说法正确的是( D ) A．色素乙在滤纸上的扩散速度最快 B．提取色素时加入无水乙醇是为了防止叶绿素被破坏 C．水稻在开花时节，叶片中色素含量是(甲＋乙)<(丙＋丁) D．四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最大 解析：图中横坐标表示扩散距离，柱体的高矮表示相应色素含量 多少，根据扩散距离可知，甲表示叶绿素 b，乙表示叶绿素 a，丙表 示叶黄素，丁表示胡萝卜素，其中胡萝卜素扩散速度最快；提取色素 时加入无水乙醇的目的是溶解色素，为了防止研磨过程中叶绿素被破 坏需要加入碳酸钙；水稻开花时，光合作用旺盛，此时叶绿体中叶绿 素(叶绿素 a和叶绿素 b)含量多于类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)含 量；叶绿体中的色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不 同，溶解度大的色素扩散得快，故丁色素在层析液中溶解度最大。 二、非选择题(共 26分) 13．(5分)分别在 A、B、C三个研钵中加入 5 g剪碎的新鲜菠菜 绿叶，并按表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液， 并进行色素分离实验，其中一种溶液色素分离结果如图所示。请回答： 处理 A B C 二氧化硅(少量) ＋ ＋ ＋ 碳酸钙(少量) － ＋ ＋ 无水乙醇(10 mL) ＋ － ＋ 蒸馏水(10 mL) － ＋ － (1)图中乙色素表示叶绿素 a，该图所表示的实验结果属于 C 处 理得到的溶液。 (2)若利用 A处理得到的溶液进行纸层析，得到的实验结果与图 示结果不同(相同/不同)，理由是未加碳酸钙，部分叶绿素被破坏，图 中甲、乙对应色素含量较少。 (3)进行色素分离实验中，层析时关键应注意不要让滤液细线触 及层析液。 解析：横坐标表示色素扩散距离，柱体的高矮表示相应色素含量 多少，该图表示纸层析中不同色素的扩散情况。根据色素含量多少以 及扩散距离情况，可判断甲为叶绿素 b、乙为叶绿素 a、丙为叶黄素、 丁为胡萝卜素。根据上述分析，可联系绿叶中色素的提取和分离的注 意事项。 14．(10分)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李 同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材 料进行如下实验。 Ⅰ.提取叶绿素 Ⅱ.探究 pH对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约 25℃) 下进行实验，方法和结果如下表。 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。 根据所学知识和实验结果，请回答： (1)提取食用叶绿素的 X应该为对人无害的有机溶剂(食用酒精)， 原因是叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响。 (2)表中 Y应该为 8.0，原因是实验中自变量的变化应有规律和应 考虑碱性 pH对叶绿素稳定性的影响。 (3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于酸性食品，否则 会由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质。 (4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检 测方法并写出主要步骤。 答案：纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条；②画色素滤液细 线；③用层析液分离色素；④观察色素带。 解析：叶绿素易溶于有机溶剂，如丙酮或无水乙醇；探究 pH对 叶绿素稳定性的影响时，要有酸性、中性和碱性等不同条件；由表格 信息可知，酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色；可借鉴课本中色素的 分离方法进行色素种类的鉴定。 15．(11分)下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验 流程，分析回答： (1)提取色素时为了研磨充分应加入二氧化硅(SiO2)，纸层析法分 离色素的原理是色素在层析液里的溶解度不同，溶解度大的随层析液 在滤纸条上扩散快。 (2)纸层析法分离色素的“结果①”如图所示，其中共有的色素 带的颜色是橙黄色、黄色，据此能得出的结论是叶绿素的形成需要光。 (3)将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液分别放在阳光与三棱镜 之间，“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。将制得的 韭菜滤液在强光下曝光 1～2 h，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液 的实验结果基本一致，其原因是叶绿素不稳定，在强光下易分解。 (4)每分子叶绿素含有一个Mg2＋，可被 H＋ 、Cu2＋等置换。韭菜 滤液用 5%的 HCl 处理一段时间后，其颜色与研磨时未加碳酸钙 (CaCO3)的颜色相似，呈黄褐色。实验室常用含 Cu2＋的试剂处理叶片， 可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因是铜代叶 绿素比叶绿素稳定。 解析：(1)在提取绿色叶片中的色素时要在研钵中加无水乙醇、 碳酸钙、石英砂，各色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同，从而分 离色素；溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。(2)滤纸 条从上到下依次是胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素 a(最宽)、叶绿 素 b，据图可知，共有的色素带的颜色是橙黄色、黄色；根据实验流 程图可知，韭黄和韭菜的区别是生长过程中是否有光照，根据实验结 果可以看出，韭黄的色素带缺少叶绿素，故可推断叶绿素的形成需要 光照。(3)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，所以韭菜和韭黄色素滤液的吸收光谱最明显的差异出现在红光区 域；韭菜滤液在强光下曝光 1～2 h后，再重复上述实验，其结果与 韭黄滤液的实验结果基本一致，说明叶绿素不稳定，在强光下易分解。 (4)叶绿素能被酸性物质破坏，所以加入 5% HCl后，其颜色与研磨 时未加碳酸钙的颜色相似。通过铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的 绿色可推测，铜代叶绿素比叶绿素稳定。