2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业18　捕获光能的色素和结构

2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业18　捕获光能的色素和结构

课时分层作业(十八) 捕获光能的色素 和结构 (建议用时：40 分钟) 题组一 叶绿体中色素的提取和分离 1．叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素 b 位于层析滤纸的最下端，原因是 ( ) A．相对分子质量最小 B．相对分子质量最大 C．在层析液中的溶解度最小 D．在层析液中的溶解度最大 C [色素分离的原理是根据不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的 随层析液扩散得快，溶解度小的随层析液扩散得慢，层析时不同色素随层析液在 滤纸上的扩散而分离开。] 2．下列关于绿叶中色素的提取与分离实验的叙述，错误的是( ) A．加入 CaCO3 是为了防止色素被破坏 B．加入 SiO2 有利于破坏叶肉细胞 C．加入无水乙醇的目的是溶解色素 D．滤纸条上的滤液细线中色素越少越利于色素分离 D [加入 CaCO3 是为了防止色素被破坏；加入 SiO2 是为了充分研磨；加入 无水乙醇是为了提取色素；色素的量合适才能使分离效果明显。] 3．在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因 不可能是( ) A．未加石英砂，研磨不充分 B．一次加入大量的无水乙醇提取 C．分次加入少量无水乙醇提取 D．使用放置数天的菠菜叶 C [此题考查绿叶中色素的提取和分离。实验中收集到的滤液绿色过浅，一 方面可能是绿叶放置时间过长，叶绿素分解了或研磨的不充分；另一方面可能是 加入的溶剂过多，不会是分次加入少量无水乙醇提取所致。] 4．如图表示绿叶中色素的提取和分离实验中纸层析的结果，据图判断，用作 实验材料的叶片颜色为( ) A．红色 B．黄色 C．绿色 D．紫色 B [本题主要考查绿叶中色素的提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位 置，粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。在绿叶中色素的提取和分离实验中，滤 纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、 胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应 呈黄色，B 选项正确。] 5．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 ② ③ ④ (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：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 叶绿体中色素的种类和作用 6．把叶绿素提取液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱 中变暗的主要区域是( ) A．红光和蓝紫光区域 B．黄光和蓝紫光区域 C．绿光和红光 D．黄光和绿光区 A [叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。] 7．关于叶绿素的叙述，错误的是( ) 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 D [叶绿素主要是叶绿素 a 和叶绿素 b，叶绿素中都含有镁元素，故 A 正确。 叶绿素吸收的光能可用于光合作用，故 B 正确。叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区吸 收峰值不同，叶绿素 a 较高，故 C 正确。植物呈现绿色是由于叶绿素不能吸收绿 光，故 D 错误。] 8．关于叶绿体色素的叙述错误的是( ) 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 D [叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红光和蓝紫光，A 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 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率不同，可用纸层析法对其进行分离，C 正确；乙醇 提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍可以吸收光能。] 题组三 叶绿体的结构和功能 9．吸收光能的色素分布在( ) A．叶绿体的外膜上 B．类囊体的薄膜上 C．叶绿体的内膜上 D．叶绿体的基质中 B [叶绿体中的色素分布在类囊体的薄膜上。] 10．下列关于叶绿体中的类囊体的叙述正确的是( ) A．叶绿体中的一个个基粒就是一个个类囊体 B．全部光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上 C．组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系 D．基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积 D [基粒由类囊体堆叠而成，多个类囊体堆叠成一个基粒，A 错误；类囊体 是由单层膜围成的，叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，B 错误；组成各基粒 的类囊体之间在结构上是相互联系的，C 错误；光反应发生在类囊体薄膜上，基 粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积，D 正确。] 11．分析下图，认识叶绿体的结构和功能，并完成相关问题： (1) 叶 绿 体 是 进 行 光 合 作 用 的 场 所 。 与 光 合 作 用 有 关 的 色 素 在 [ ]____________上。 (2)与线粒 体相 比 较， 在结构 上的 相同 点是 ______________， 不同 点是 ______________________________________________。 (3)结构总是与功能相适应，试分析叶绿体的结构与功能的关系： _______________________________________________________ _____________________________________________________。 [解析] (1)在叶绿体结构中，类囊体薄膜上分布有与光合作用有关的色素。(2) 叶绿体和线粒体均为双层膜细胞器，线粒体内膜形成嵴，叶绿体有囊状结构。(3) 叶绿体膜面积的增大，有利于光合作用的进行。 [答案] (1)2 类囊体薄膜 (2)都有双层膜结构，都有基质 叶绿体内膜光滑，线粒体内膜形成嵴，叶绿 体有囊状结构，线粒体无囊状结构 (3)类囊体和基粒数目多，扩大了受光面积，有利于进行光合作用 12．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，其目的是什么？ _______________________________________________________ _____________________________________________________， 在________光点的细菌特别多。 [解析] (1)白光的光质较为均匀，好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好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)在 C 实验中的自变量是光质，主要有红、 绿、蓝三区，而在红光和蓝光光点的好氧细菌远远多于绿光光点。 [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 13．下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。根据此图并结合所学知识分析， 以下说法中正确的是( ) ①在晚间用大约 550 nm 波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以 增加夜间空气中的氧气浓度 ②在通过纸层析法分离出来的色素带上，胡萝卜素 的印记在最上面 ③土壤中缺乏镁时，420～470 nm 波长的光的利用量显著减少 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ C [由于叶片中各种色素对绿光吸收很少，所以夜间用绿光照射行道树，很 难提高夜间氧气的浓度；四种色素中胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸 上扩散的速率最快；土壤中缺乏镁就会使叶绿素的含量降低，明显降低了对 420～ 470 nm 波长的光的吸收。] 14．下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是( ) A．提取色素时，要加入 SiO2 和 CaCO3 进行充分研磨 B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同 C．实验结果①可说明叶绿素合成需要光照 D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多 B [提取色素时加入 SiO2 是为了研磨充分，而加入 CaCO3 是为了防止色素被 破坏，A 正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同， B 错误；实验结果①色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C 正确；实验结 果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D 正确。] 15．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/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 处理提高了白桦叶绿素 b/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。由题图可知叶绿素含量随 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 理提高了白桦树叶片叶绿素 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)色素的提取和分离 遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素 带宽度的比值大于非遮光组的 对色素分离的不同结果产生的原因分析不清 16．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。 丙图分离出了色素，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。]