2020-2021学年生物新教材人教必修1课时分层作业：5-4-1　捕获光能的色素和结构

2020-2021学年生物新教材人教必修1课时分层作业：5-4-1　捕获光能的色素和结构

课时分层作业(二十) (建议用时：40分钟) 题组一 绿叶中色素的提取和分离 1．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是 ( ) A．应该在研磨叶片后立即加入碳酸钙，防止色素被破坏 B．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线 2～3次 C．若滤液细线全部没入层析液，则无法观察到色素带 D．在层析液中溶解度最高的叶绿素 a在滤纸条上扩散得最快 C [在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验中，应该在研磨叶片之前加入 碳酸钙，防止研磨过程中色素被破坏，A 项错误；在画出一条滤液细线后，要待 滤液干燥后，再重复画线 1～2次，使得滤液细线细、直、齐，而且色素含量较多， B项错误；若滤液细线全部没入层析液，就会溶解到层析液中，则无法观察到色 素带，C项正确；在层析液中溶解度最高的是胡萝卜素，在滤纸条上扩散得最快， D项错误。] 2．在进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验时，不让层析液没及滤液细线 的原因是( ) A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果 B．滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散 C．色素会溶解在层析液中而使实验失败 D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散 C [叶绿体中的各种色素能够溶于有机溶剂，若在层析时，层析液没及滤纸 条上的滤液细线，色素就会溶解在层析液中，导致层析后得不到色素带。] 3．某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、碳 酸钙和二氧化硅的作用，进行了 4组实验来验证，4组实验结果如下图所示，第④ 组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的分析，不正确的是 ( ) A．①可能是未加碳酸钙而得到的实验结果 B．②可能是因用水取代了无水乙醇而得到的实验结果 C．③可能是因未加二氧化硅而得到的实验结果 D．绿叶中的色素都能够溶解在层析液中，4种色素的溶解度相同 D [①组实验结果不理想的原因有可能是未加碳酸钙而使叶绿素被破坏，A 项正确；色素能溶解在无水乙醇中，而不能溶于水，所以用水取代无水乙醇不能 分离出色素带，B项正确；③中色素带较窄，分离出的色素少，原因可能是未加 二氧化硅而使得研磨不充分，C 项正确；绿叶中的色素都能够溶解在层析液中， 但是 4种色素的溶解度不同，D项错误。] 4．下图是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答下 列问题： ① ② ③ ④ (1)图中步骤①加入研钵内的物质为 A.________5～10 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约 3/4的________ 和________分解，从而显示出________和________的颜色。 [解析] (1)研磨时需要加入 3种物质：5～10 mL无水乙醇，作用是溶解色素； 二氧化硅，作用是可以增大摩擦力，以便充分研磨使细胞和叶绿体破碎；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而不能用滤纸，因 为色素可吸附在滤纸上。(3)剪去滤纸两角的作用是防止两边色素扩散过快。画滤 液细线的要求是细、齐、直。(4)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，从而达到分离色素的目的。由于层析液有毒，且可以 挥发，所以要加盖。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)叶绿素不稳定，易分解，而叶黄素和胡萝卜素较稳定，故秋天树叶 会由绿变黄。 [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 题组二 捕获光能的色素 5．下列关于光合色素的叙述，错误的是( ) A．叶绿素 a和叶绿素 b都含碳、氢、氧、氮、镁元素 B．胡萝卜素在提取液中的溶解度最大 C．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光 D．在洋葱管状叶的叶肉细胞中光合色素分布在类囊体薄膜上 B [胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，B项错误。] 6．植物的叶片不透光，多数叶片呈绿色。下列关于高等植物叶绿体中色素的 叙述，错误的是( ) A．植物呈绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光 B．叶绿体中的色素与液泡中的色素性质及功能均不相同 C．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 D．叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区的吸收峰值不同 A [植物呈绿色是由于叶绿体色素对绿光吸收最少，反射最多，A错误；叶 绿体中的色素是脂溶性的，部分色素可吸收、传递和转换光能，液泡中的色素是 水溶性的，不具有利用光能的作用，B正确；构成叶绿素的镁可以由植物的根从 土壤中吸收，C正确；叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区的吸收峰值不同，D正确。] 7．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是 ( ) A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收 400～500 nm波长的光 B．用 450 nm波长的光比 600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度 C．由 550 nm波长的光转为 670 nm波长的光后，叶绿体中 C3的量增加 D．土壤中缺乏镁时，植物对 420～470 nm波长的光的利用量显著减少 C [据图可知，类胡萝卜素主要吸收 400～500 nm波长的光，A正确；用 450 nm波长的光比 600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由 550 nm 波长的光转为 670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强，C3还原加 快，叶绿体中 C3的量将减少，C错误；缺镁时叶绿素合成减少，所以植物对 420 ～470 nm波长范围内的光的利用量显著减少，D正确。] 题组三 叶绿体的结构适于进行光合作用 8．下图为叶绿体结构示意图，下列叙述不正确的是( ) A．1具有选择透过性 B．吸收光能的色素分布在 2上 C．与光合作用有关的酶只分布在 3中 D．叶绿体具有双层膜 C [叶绿体具有双层膜即图示 1，属于生物膜，具有选择透过性；与光合作 用有关的酶，在 2类囊体薄膜上以及 3叶绿体基质中均有分布。] 9．美国科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)研究 光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细 菌会移向氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如下图所 示： A.黑暗中 B．白光下 C．不同颜色的光点下 (1)描述 B情况下细菌的分布情况如何：_____________，如此分布是因为光 合作用释放了________。 (2)该实验证实了光合作用的场所是________，吸收光能的色素和与光合作用 有关的酶分别分布在____________________、________________。 (3)恩格尔曼进行装置 C 的实验的目的是什么？________________，在 ________点的细菌特别多。 [解析] (1)白光的光质较为均匀，需氧细菌主要分布在能进行光合作用产生 O2的叶绿体周围。(2)通过螺旋状的叶绿体与需氧细菌的关系可以看出进行光合作 用的位置在叶绿体上，色素分布在叶绿体的类囊体的薄膜上，而酶有的分布在类 囊体上，有的分布在叶绿体的基质中。(3)C实验中自变量是光质，主要有红、绿、 蓝三区，而在红光和蓝光点的需氧细菌远远多于绿光点的。 [答案] (1)细菌集中在叶绿体周围 O2 (2)叶绿体 类囊体的薄膜上 类囊体上和基质中 (3)找出不同颜色的光对光合作用的影响 红光和蓝光 10．如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲中部分结构放大后的示意图。 下列相关叙述正确的是 ( ) A．图甲所示结构主要通过内膜向内折叠增大膜面积 B．图乙中的光合色素能有效吸收绿光使植物呈绿色 C．图乙所示的膜结构位于图甲结构中的①或③处 D．提取光合色素时常用无水乙醇作为溶剂 D [图甲结构为叶绿体，其主要靠囊状结构堆叠而成的类囊体来增大膜面积， A错误；图乙中的光合色素吸收绿光最少，绿光被反射出来使植物呈绿色，B 错 误；图乙所示膜结构上含有光合色素，所以是图甲中③类囊体薄膜的放大图，C 错误；叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此常用无水乙醇作为 提取试剂，D正确。] 11．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 射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入需氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。 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．需氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C．需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 D．需氧细菌大量消耗 O2，使水绵光合作用速率大幅度加快 B [需氧细菌向 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 合强度。] 12．如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程，相关叙述错误 的是( ) A．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色 B．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域 C．纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同 D．在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大 B [韭菜滤液能分离出橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色四种色素带，而韭黄 滤液只能分离出橙黄色和黄色两种色素带，因此两组实验的结果①中共有色素带 的颜色是黄色和橙黄色，A正确；两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异是 红光区域，B错误；纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不 同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快，C正确；研磨时加碳酸钙主要是防 止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，因此不加碳酸钙对滤液颜色的影响不 大，D正确。] 13．下图为叶绿体中色素吸收光能的情况，以下说法中正确的是 ( ) ①在晚间用绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的 O2浓度 ②据图可知，用波长 400～470 nm的光比用白光更有利于提高光合作用 强度 ③在经过纸层析法分离出来的色素带上，胡萝卜素的色素带在最上面 ④ 一般情况下，光合作用所利用的都是可见光，波长范围是 400～760 nm ⑤土壤 中缺乏镁时，新叶对 620～670 nm波长的光利用量无明显变化 A．②④⑤ B．③④⑤ C．②③④ D．①②⑤ B [植物光合作用几乎不利用绿光，所以用绿光照射达不到增加夜间空气中 的 O2浓度的目的，①错误；波长 400～470 nm的光只是白光的一部分，与白光相 比不利于提高光合作用强度，②错误；胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，因此 在色素带上胡萝卜素的色素带在最上面，③正确；一般情况下，光合作用所利用 的都是波长范围是 400～760 nm的可见光，④正确；镁是组成叶绿素的重要元素， 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，土壤中缺镁时，老叶中的镁元素可以转移到新叶 中，所以新叶对 620～670 nm(主要为红光)波长的光利用量无明显变化，⑤正确。] 14．某科研人员研究不同遮光处理对白桦光合作用生理特性的影响结果如图。 (1)叶片中叶绿素含量是维持植物正常光合作用的主要指标，叶绿素主要存在 于白桦叶片的________________(具体部位)，通过上图的结果发现白桦叶绿素含量 随____________而增加，提高了白桦在弱光环境下的捕光能力。研究发现植物体 内的叶绿素处于不断地合成和分解中。请从该角度去解释叶绿素含量增加的原因： _________________________________。 (2)叶绿素 b/叶绿素 a的值可作为植物利用弱光能力的判断指标，研究人员发 现遮光处理增大了白桦叶绿素 b/叶绿素 a 的值。通过高中课本________________ 实验可以验证该结论。你的实验证据是_____________________________。 [解析] (1)叶绿素分布在叶绿体类囊体的薄膜上。由图读出叶绿素含量随遮 光程度的增加而增加。叶绿素含量的增加，可从叶绿素的合成和分解两个角度分 析。(2)通过色素的提取和分离实验，比较遮光组和全光组叶片色素提取和分离后， 黄绿色色素带(叶绿素 b)与蓝绿色色素带(叶绿素 a)宽度的比值可证明遮光处理增 大了白桦树叶片中叶绿素 b/叶绿素 a的值。 [答案] (1)叶绿体类囊体薄膜 遮光程度的增加 叶绿素的合成量变化不大，分解量减少(或叶绿素的合成量增加，分解量变化 不大或叶绿素的合成量增加，分解量减少) (2)绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素 带宽度的比值遮光组大于非遮光组 对色素分离的不同结果产生的原因分析不清 15．学生利用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各组操 作不同，出现了下列四种不同的层析结果。下列分析不合理的是( ) A．甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液 B．乙可能是因为研磨时未加入 SiO2 C．丙是正确操作得到的理想结果 D．丁可能是因为研磨时未加入 CaCO3 C [本题考查绿叶中色素的提取和分离，考查获取信息的能力和实验能力。 甲的实验结果是没有分离出色素，色素不溶于水，因此推测可能是误用蒸馏水做 提取液和层析液。乙的结果分离出了色素，但含量少，可能是研磨时未加入 SiO2。 丙分离出了色素，但根据四种色素与点样处的距离与正常操作时四种色素的正常 含量不对应。丁的实验结果中胡萝卜素和叶黄素的含量正常，叶绿素的含量很少， 可能是因为研磨时未加入 CaCO3。]