【新教材】2020-2021学年高中生物人教版必修1课时作业：第5章第4节第1课时捕获光能的色素和结构

【新教材】2020-2021学年高中生物人教版必修1课时作业：第5章第4节第1课时捕获光能的色素和结构

第 5 章 第 4 节 第 1 课时 A 级·基础达标练 一、选择题 1．(2019·北京延庆区高一期末)北方秋季，银杏、黄栌、红枫等树种的叶片由绿变黄或变 红，一时间层林尽染，分外妖娆。低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的色素是( C ) A．叶黄素 B．花青素 C．叶绿素 D．胡萝卜素 解析：决定树叶颜色的是叶绿素和花青素，当叶绿素比较多的时候叶子是深绿色，比较 少的时候是嫩绿色，花青素多了就会发红、发紫。叶绿素的形成主要与光照有关，而北方秋 季，银杏、黄栌等树种的叶片由绿变黄或变红，一时间层林尽染，分外妖娆，说明叶的色素 中最易受低温伤害而被破坏的是叶绿素，故选 C。 2．(2019·陕西富平县高一期末)某同学在进行“叶绿体色素的提取与分离”实验时，进行 了以下操作。该同学的操作中正确的是( D ) A．将新鲜菠菜叶片烘干粉碎后放入研钵中，加入 95%乙醇后直接进行研磨 B．将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端 1 cm 处直接用毛细吸管重复画横线 C．为增强实验效果，将滤液细线画粗些并进行多次重复 D．将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，滤液细线不能浸入层析液 解析：叶片剪碎后，应该加入二氧化硅(研磨充分)、碳酸钙(保护色素)，然后再加入无水 乙醇研磨，A 错误；制备滤纸条后，画滤液细线时应该先用铅笔画线，B 错误；画滤液细线时， 尽量画的又细又直，避免色素带重叠，影响实验观察，C 错误；分离色素时，层析液不能接触 滤液细线，否则会导致实验失败，D 正确。故选 D。 3．(2019·河南平顶山期末)利用乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素后， 将叶绿素 a、叶绿素 b、胡萝卜素、叶黄素和混合液依次点样在滤纸的 1、2、3、4、5 位置(如 下图左所示)，将滤纸点样点以下部分浸入层析液后，最终滤纸条上各色素正确位置应为 ( C ) 解析：叶绿体中的四种色素，在层析液中的溶解度由小到大依次为叶绿素 b＜叶绿素 a＜ 叶黄素＜胡萝卜素。溶解度越大，随层析液在滤纸条上扩散的速率越快，所形成的色素带距 离点样处越远，据此依题意并分析各选项的实验结果可知：滤纸条从下到上的色素名称分别 是：叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、胡萝卜素，C 正确，A、B、D 均错误。 4．下列关于叶绿体色素的叙述，错误的是( D ) A．叶绿素中含有镁元素 B．被叶绿素吸收的光能可用于光合作用 C．绿叶中叶绿素和胡萝卜素的含量不同 D．可利用无水乙醇分离 4 种叶绿体色素 解析：组成叶绿素的化学元素是 C、H、O、N、Mg，A 正确；叶绿素吸收光能用于光合 作用，B 正确；绿叶中色素含量是叶绿素 a＞叶绿素 b＞叶黄素＞胡萝卜素，C 正确；色素溶 于有机溶剂，可用无水乙醇提取色素，分离色素用层析液，D 错误。 5．(2019·江苏省镇江市高一期末)在“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，加入碳酸钙 的目的是( D ) A．溶解色素 B．使研磨更加充分 C．分离色素 D．防止色素被破坏 解析：在绿叶中色素的提取和分离的实验中，溶解色素的是无水乙醇或丙酮，A 错误；实 验中加入二氧化硅的目的是使研磨更加充分，B 错误；分离色素的是层析液，C 错误；加入碳 酸钙的目的是防止色素被破坏，D 正确。 6.(2019·山东省菏泽市高一期末)在提取得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中 央滴一滴色素提取液，再滴适量的层析液，色素随层析液扩散得到如右图所示结果。图中 1、 3 两条色素带依次代表的色素是 ( A ) A．胡萝卜素、叶绿素 a B．叶黄素、叶绿素 b C．叶绿素 b、叶黄素 D．叶绿素 a、胡萝卜素 解析：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b 在层析液溶解度由高到低，故扩散速度逐 渐下降，圆形滤纸最外层的色素带说明相应色素扩散速度最快，最里边的扩散的最慢，所以 1、 2、3、4 四条色素带依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b。综上所述，B、C、D 不符合题意，A 符合题意。故选 A。 7．(2018·湖北省十堰市高一)树叶在秋季由绿色变为橙黄色，其原因主要是( D ) A．叶绿体中的色素被破坏，其他细胞器的颜色显露出来 B．叶绿素的颜色由绿色变成橙黄色 C．原有的色素被破坏，新形成了胡萝卜素 D．叶绿体中的叶绿素含量降低，类胡萝卜素的颜色显露出来 解析：叶绿素不稳定，受温度的影响，容易分解。秋季气温下降，叶绿素的合成受到阻 碍，而其分解却与日俱增，导致其含量降低，为类胡萝卜素在叶片中显露颜色创造了条件。 二、非选择题 8．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 绿色叶片 ――→X 碳酸钙 提取液―→ 过滤液 ―→ 浓缩液 ―→ 叶绿素粗产品 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。 实验组号 叶绿素溶液(mL) 调 pH 至 处理时间(min) 溶液颜色 ① 3.0 Y 10 绿色 ② 3.0 7.0 10 绿色 ③ 3.0 6.0 10 黄绿色 ④ 3.0 5.0 10 黄褐色 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__对人体无害的有机溶剂(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__以 1.0 作为 pH 梯度进行实验__。 (3)若用作食品色素，天然叶绿体色素不适用于__酸性__食品，否则__叶绿素被破坏会造 成食品失绿而影响品质__。 (4)小李想了解叶绿素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。 __纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画滤液细线，③用层析液分离色素，④观 察色素带__。 解析：(1)色素易溶于有机溶剂不溶于水，因此提取食用叶绿素应选用对人体无害的有机 溶剂。 (2)据表中数据可知，pH 梯度为 1.0，因此 Y 的数值为 8.0。 (3)据题中实验结果可知，酸性条件可破坏叶绿素。 (4)检测产品中是否含有其他色素，可利用教材实验的纸层析法。 B 级·合格达标练 一、选择题 1．(2019·北京延庆区高一期末)纸层析法可分离光合色素，以下分离装置示意图中正确的 是( C ) 解析：层析液是由 2 份丙酮和 1 份苯混合而成，具有一定的毒性，但它容易挥发，因此 用橡皮塞塞紧瓶口，A 错误；滤液细线触到层析液，则色素溶解在层析液中，滤纸条上得不到 色素带，B 错误；有滤液细线的一端朝下，并没有触到层析液，则滤纸条上分离出四条色素带， C 正确；滤液细线触到层析液，则色素溶解在层析液中，实验失败，D 错误。 2．(2019·陕西渭南韩城高一期末)下列关于高等植物叶绿体中光合色素的叙述，不正确的 是( D ) A．提取色素研磨时加入少许 CaCO3，可防止叶绿素被破坏 B．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 C．利用层析法可分离 4 种光合色素 D．秋天枫叶变红是叶绿素分解导致的 解析：加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A 正确；用无水乙醇提取叶绿体中的色素，B 正 确；由于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，所以可利用纸层 析法分离 4 种叶绿体色素，C 正确；枫叶在秋天变红，是液泡中花青素显现出的颜色所致，D 错误。故选 D。 3．(2020·吉林省五地六校)科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好 氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是( C ) A．实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中只是为了设置自变量 B．水绵光合作用产生的 O2 能进入细菌的线粒体与[H]结合生成 H2O C．图中细菌分布的差异是水绵不同区域光合作用强度不同造成的 D．水绵叶绿体产生的 ATP 用于各项生命活动 解析：由图可知好氧菌聚集在红光区和蓝紫光区，这是由于叶绿体中的色素能够利用这 两种光进行光合作用产生氧气。实验过程不同颜色的光为自变量，装片需放置在黑暗环境中 是为了设置自变量，而没有空气是为了排除无关变量的影响，A 错；细菌不含有线粒体，因而 B 错；水绵叶绿体产生的 ATP 只能供暗反应使用。 4．下列有关叶绿体的说法正确的是( D ) A．叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同 B．叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中 C．叶绿体的功能不受细胞核调控 D．线粒体产生的 CO2 被叶绿体利用至少需要穿过 4 层磷脂双分子层 解析：叶绿体增大膜面积的方式是类囊体堆叠成基粒，线粒体增大膜面积的方式是内膜 凹陷形成嵴，因此二者增加膜面积的方式不同，A 错误，叶绿体中与光反应有关的酶分布在类 囊体膜上，与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中，B 错误；叶绿体属于“半自主性细胞器”， 其性状既受自身 DNA 的控制又受核 DNA 的控制，C 错误；线粒体产生的 CO2 被同一细胞的 叶绿体利用时穿过的膜层数最少，只需穿过 2 层线粒体膜和 2 层叶绿体膜，共 4 层磷脂双分 子层，D 正确。 5．恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红 光和蓝光区域，该实验能得出的结论主要是( D ) A．好氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸 B．光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体 C．叶绿素主要吸收红光和蓝光 D．叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，释放氧气 解析：该实验中恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌聚集在红 光和蓝光区域，说明红光和蓝光部位有氧气产生，而氧气是光合作用的产物，所以该实验说 明叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，并释放氧气，D 正确。 6．(不定项)(2019·北京东城高一期末)用有机溶剂提取、纸层析法分离叶绿体色素的实验， 能证实的是( ABC ) A．叶绿体色素溶解在有机溶剂中 B．在层析液中叶绿体色素的溶解度是不同的 C．分离得到的 4 种色素中叶绿素 a 的含量最多 D．叶绿体色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上 解析：用有机溶剂能提取色素，说明色素能溶解在有机溶剂中，A 正确；用纸层析法能分 离各种色素，说明色素在层析液中的溶解度不同，B 正确；分离得到的 4 种色素中叶绿素 a 的色素带最宽，说明叶绿素 a 的含量最多，C 正确；该实验的结果能说明色素的种类及各种色 素的溶解度大小，但不能说明叶绿体色素分布在叶绿体的类囊体的薄膜上，D 错误。 7．(不定项)如图表示提取和分离叶绿体色素部分材料和用具，下列叙述正确的是 ( ABC ) 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 的目的是充分研磨，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。 二、非选择题 8．植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷， 会导致植株矮小，叶色暗绿。依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素，试设计实验探究叶 色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。 实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养 液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。 实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。 实验假设：__缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿__。 实验步骤： 第一步：取两个烧杯编号为 A、B，各放入同样数量、__同一品种且长势相近、苗龄相同 __的黄瓜幼苗。 第二步：A 烧杯中加入完全培养液，B 烧杯中加入等量__仅缺磷的完全培养液__，置于相 同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。 第三步：分别从 A、B 两组中选取__等量叶片__，用__无水乙醇__提取叶片色素，用__ 纸层析__法分离色素，观察比较__A、B 两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅 __。 实验结果预测： (1)A、B 两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类 胡萝卜素缺乏所致。 (2)__A 组比 B 组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或 B 组缺少类胡萝卜素色素带)，说 明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致__。 解析：根据题中的实验目的，可确定该实验的假设为：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起 叶色暗绿。利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗，实验时要遵循对照原则和单一变量原则。等到 完全培养液中和缺磷的完全培养液中黄瓜叶片出现颜色差异时进行色素的提取和分离实验， 最终比较色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立。