高中生物沪科版 (2019)必修1《分子与细胞》第四节 光能的捕获、转换和储存同步练习题

【精品】第四节光能的捕获、转化和储存-2优质练习

一．单项选择

1．科研人员探究补充蓝光对平谷大桃叶片色素含量的影响，结果如下表。下列分析不正确的是（    ）

A．用无水乙醇提取叶绿素，层析液分离叶绿素

B．蓝光处理使叶绿素a．b含量都增加

C．蓝光对叶绿素b合成的作用更显著

D．蓝光处理使叶绿素a/b的比值增加

2．如图甲是叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图，图丙是叶绿体中光合色素的分离色素带，图丁是德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）和一种需氧细菌，研究光对光合作用的效应。下列相关叙述正确的是（    ）

A．图乙中的光合色素来自图甲中的④

B．从上往下分布于图丙色素带的第三条色素带是图乙光合色素中的叶黄素，呈黄色

C．图甲叶绿体适应光合作用增大膜面积主要靠内膜向内折叠成基粒而成

D．装置丁的实验目的是探究不同颜色的光对光合作用的影响

3．下列关于植物细胞中色素的叙述，正确的是（    ）

A．色素都可以吸收光能，参与光合作用

B．可用无水乙醇分离叶绿体中的色素

C．叶绿体中的色素绝大多数分布在叶绿体内膜上

D．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光

4．叶绿素是由谷氨分子经过一系列酶的催化作用，在光照条件下形成的。下图为 叶绿素a的分子结构式，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性特点。下列分析正确的是（    ）

A．叶绿素a和叶黄素都能吸收红光用于光合作用

B．叶绿素a在层析液中的溶解度大于胡萝卜素

C．组成叶绿素a分子的化学元素有大量元素和微量元素

D．尾部对于叶绿素a分子在类囊体薄膜上的固定起重要作用

5．苏轼《赠刘景文》“一年好景君须记，最是橙黄橘绿时”，关于液泡和叶绿体中的色素的叙述正确的是   （    ）

A．都能参与光合作用     B．溶解性不同

C．叶绿体色素都含镁     D．液泡中都有色素

6．用无水乙醇提取绿叶中的色素得到色素提取液，再以红色．蓝色和绿色激光笔分别照射试管中的色素提取液，发现只有绿色激光能透过提取液。下列有关叙述正确的是（    ）

A．可以换用等量蒸馏水提取色素

B．用无水乙醇提取色素的原因是无水乙醇是良好的色素层析液

C．将上述色素提取液置于光下可以进行光合作用产生氧气

D．根据题意可知，光合色素可以吸收红光和蓝光

7．下列有关绿叶中色素的提取和分离实验，叙述错误的是（　　）

A．可以用无水乙醇提取绿叶中的色素 B．层析液液面应高于滤液细线

C．加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏 D．加入二氧化硅有助于充分研磨

8．表是生物科学史上一些经典实验的叙述，其中“方法与现象”和“观点或结论”相匹配的是（    ）

A. A B. B C. C D. D

9．下列有关“绿叶中色素的提取和分离实验”的叙述，错误的是（    ）

A．在研磨过程中需加入二氧化硅，其目的是防止色素被破坏

B．若层析液触及滤液细线，则滤纸条上不会得到色素带

C．胡萝卜素在层析液中溶解度最高，在滤纸上扩散得最快

D．若实验操作正确，则分离后滤纸条上有四条色素带

10．在科学家对生命科学的探索历程中，下列哪一项叙述不准确（　　）

A．希尔发现离体叶绿体在适当条件下，可以发生水的光解并产生氧气

B．阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随

C．恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用产生了淀粉

D．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性

11．下列关于探索光合作月原理的部分实验叙述，错误的是（    ）

A．希尔反应实验的悬浮液中有H2O无CO2，表明水的光解与糖的合成不是同一反应

B．鲁宾和卡门用同位素18O同时标记CO2和H2O，证明光合作用释放的O2来自水

C．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程，总是与水的光解相伴随

D．卡尔文用14C标记14CO2，探明了CO2中碳转化为有机物中碳的途径

12．进行生物实验时正确选择实验材料和方法是得出正确结论的前提。下列有关实验材料或方法的选择，正确的是（　　）

A．鲁宾和卡门研究光合作用中O2来源——放射性同位素标记法

B．利用废旧物品制作的真核细胞模型——物理模型

C．提取并研究细胞膜的化学成分——鸡的成熟红细胞

D．观察叶绿体——人口腔上皮细胞

13．1941年，美国的鲁宾(S． Ruben)和卡门(M． Kamen)运用同位素标记法，分别向小球藻提供含18O的水和含18O的CO2，进行了一系列实验，最终证明光合作用释放的O2来自于（    ）

A．H2O B．CO2 C．C6H12O6 D．H2O和CO2

14．下列实验过程中，研究方法与其他几项不同的是（　　）

A．科学家研究分泌蛋白的合成与分泌过程 B．鲁宾和卡门研究光合作用中氧气的来源

C．卡尔文研究光合作用暗反应过程 D．科学家研究小鼠细胞和人细胞融合实验

15．下列关于生物实验及技术的叙述错误的是（    ）

A．质壁分离及复原可用于鉴别成熟的植物细胞是否死亡

B．同位素示踪技术可用于探究光合作用释放的氧气中氧元素的来源

C．荧光标记的人．鼠细胞融合实验证明细胞膜具有流动性

D．唾液能促使淀粉水解，证明酶只能在活细胞中发挥功能

16．叶绿素a和叶绿素b主要吸收（    ）

A．绿光和红光 B．红光和蓝紫光 C．蓝紫光和绿光 D．黄光和橙光

17．叶绿体色素在光合作用中起吸收光能的作用，其中类胡萝卜素主要吸收（    ）

A．红橙光 B．蓝紫光

C．绿光 D．红绿光和蓝紫光

18．“有收无收在于水，收多收少在于肥”，下列关于水和无机盐对农作物的作用的叙述，错误的是（    ）

A．水是光合作用的原料，缺水引起气孔关闭

B．磷在维持叶绿体膜的结构和功能上具有重要作用

C．含Mg的叶绿素分布叶绿体内膜上，可以吸收光能

D．细胞内蛋白质和光合酶的合成需要氮肥供氮

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

叶绿体色素的提取和分离实验：

（1）提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。

（2）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。

（3）各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。

（4）结果：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（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。

解答：

A．叶绿素可以溶解于无水乙醇，故用无水乙醇提取叶绿素；不同色素在层析液中溶解度不同，可以随层析液的扩散而分离，故用层析液分离叶绿素，A正确；

B．从表格数据可以得知，实验组与对照组相比，叶绿素a和叶绿素b的含量都增加，B正确；

C．蓝光处理后，叶绿素b增加了0.2，约增加29%；叶绿素a增加了0.3，约增加13%，所以蓝光对叶绿素b合成的作用更显著，C正确；

D．对照组叶绿素a/b的比值是2.3/0.7=3.29；蓝光处理后叶绿素a/b的比值是2.89，蓝光处理使叶绿素a/b的比值下降，D错误。

2．【答案】D

【解析】

绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）．石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）．叶黄素（黄色）．叶绿素a（蓝绿色）．叶绿素b（黄绿色）。

解答：

A．题图甲中的③是类囊体，题图乙含有光合色素，光合色素分布在类囊体薄膜上，所以题图乙所示的结构来自题图甲中的③，A错误；

B．从上往下分布于图丙色素带的第二条色素带是图乙光合色素中的叶黄素，呈黄色，B错误；

C．图甲是叶绿体，主要通过大量的类囊体堆叠成基粒来增大膜面积，C错误；

D．在丁实验中的自变量是光质，主要有红．绿．蓝三区，而在红光和蓝光区域的需氧细菌远远多于绿光区域。因此装置丁的实验目的是探究不同颜色的光对光合作用的影响，D正确。

故选D。

3．【答案】D

【解析】

叶绿体中的色素有4种，胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素吸收蓝紫光，叶绿素可以吸收红光和蓝紫光；叶绿体中色素提取的原理是：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂中。

解答：

A．叶绿体中色素都可以吸收光能，参与光合作用，但是液泡中的色素不能吸收光能，参与光合作用，A错误；

B．可用无水乙醇提取叶绿体中的色素，B错误；

C．叶绿体中的色素都分布在叶绿体类囊体薄膜上，C错误；

D．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，D正确。

4．【答案】D

【解析】

5．【答案】B

【解析】

光和色素色素的分布．功能及特性（1）分布：基粒片层结构的薄膜（类囊体膜）上，（2）功能：吸收光能．传递光能（四种色素）．转化光能。包括叶绿素a．叶绿素b．叶黄素和胡萝卜素。

液泡是具有单层膜的细胞器，含有细胞液，细胞液具有很高的浓度，含有水．无机盐．氨基酸．蛋白质等。

解答：

A．液泡中的色素不参与光合作用，A错误；

B．叶绿体中的色素不溶于水，溶于有机溶剂，而液泡中的色素是花青素，是水溶性，B正确；

C．叶绿体中只有叶绿素有镁，C错误；

D．洋葱鳞片叶内表皮细胞是无色的，液泡中无色素，D错误。

6．【答案】D

【解析】

由于叶绿体中的色素不溶于水，所以利用无水乙醇或丙酮等有机溶剂提取绿叶中的色素，然后用纸层析法分离所提取的色素。光合色素包含叶绿素和类胡萝卜素，色素的作用是吸收．传递和转化光能，光合色素主要吸收红光和蓝紫光。

解答：

AB．光合色素易溶于有机溶剂（如无水乙醇）．不溶于水，故不可以换用等量蒸馏水提取色素，AB错误；

C．光合作用光反应的发生不只需要光合色素，还需要酶，C错误；

D．光合色素可以吸收红光和蓝紫光，D正确。

7．【答案】B

【解析】

叶绿体色素的提取和分离实验：

①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素；

②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢；

③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏；

④结果：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（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。

解答：

A．叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂（如酒精）中，所以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；

B．层析液液面不能高于滤液细线，否则会导致色素溶解到层析液中，使实验失败，B错误；

C．加入少许碳酸钙的目的是保护色素，可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，C正确；

D．二氧化硅能破坏细胞结构，所以研磨时加入二氧化硅有助于研磨得充分，D错误。

8．【答案】A

【解析】A．施莱登观察到植物通过细胞分裂产生新细胞，施旺观察到动物受精卵分裂产生新细胞，因此利用不完全归纳法得出结论：所有细胞都来源于先前存在的细胞，A正确；

B．单侧光照射下，金丝雀虉草胚芽鞘向光弯曲生长，去尖端的胚芽鞘不生长也不弯曲，说明胚芽鞘的向光生长与尖端有关，B错误；

C．将载有水绵和好氧细菌的装片置于黑暗且缺氧的环境中，用极细光束照射后，细菌集中于有光照的部位，说明光合作用的场所是叶绿体，且光合作用能产生氧气，C错误；

D．将活的R型肺炎双球菌与加热杀死的S型肺炎双球菌混合后注入小鼠体内，小鼠体内出现活的S型菌，说明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌，D错误。

故选A。

9．【答案】A

【解析】

叶绿体色素的提取和分离实验：

①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。

②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。

③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。

④结果：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（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。

解答：

A．在研磨过程中需加入二氧化硅，其目的是使研磨更充分，A错误；

B．若层析液触及滤液细线，滤液细线中的色素会溶解在层析液中，无法通过纸层析法分离，则滤纸条上不会得到色素带，B正确；

C．胡萝卜素在层析液中溶解度最高，在滤纸上随层析液扩散得最快，C正确；

D．实验成功后的结果应该可以清晰看到滤纸条上有四条色素带，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（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关，D正确。

10．【答案】C

【解析】

恩格尔曼：证明叶绿体是进行光合作用的场所，并从叶绿体放出氧气，植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光。

希尔：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解产生O？（希尔反应）。

阿尔农：在光照下叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随。

解答：

A．希尔发现离体叶绿体在适当条件（光照）下，可以发生水的光解并产生氧气，同时能使Fe3+变成Fe2+，A正确；

B．阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随，B正确；

C．恩格尔曼以水绵为实验材料，证明叶绿体是光合作用的场所，并从叶绿体放出氧气，植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光，C错误；

D．巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性，D正确。

故选C。

11．【答案】B

【解析】

光合作用的发现历程：
（1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气；
（2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能；
（3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉；
（4）恩格尔曼采用水绵．好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体；
（5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水；
（6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。

解答：

A．离体叶绿体在适当条件下发生水的光解．产生氧气的化学反应称为希尔反应。希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，A正确；

B．鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记CO2和水，进行实验证明光合作用释放的O2来自水，B错误；

C．阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，C正确；

D．卡尔文通过追踪检测14C标记的二氧化碳，探明了CO2的中碳在光合作用过程中转化为有机物中的碳的途径，D正确。

故选B。

12．【答案】B

【解析】

模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述，模型构建是生物学教学．研究和学习的一种重要方法，模型包括物理模型．概念模型和数学模型。
 

解答：

A．鲁宾和卡门研究光合作用过程中氧气的来源时，用18O分别标记H2O和CO2，18O不属于放射性元素，A错误；

B．模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述，模型构建是生物学教学．研究和学习的一种重要方法，利用废旧物品制作的真核细胞模型属于物理模型，B正确；

C．鸡细胞的成熟的红细胞含有细胞核和各种细胞器，存在内膜系统的干扰，因此一般不用公鸡的成熟红细胞提取细胞膜，C错误；

D．人体细胞无叶绿体，不能用人口腔上皮细胞观察叶绿体，D错误。

故选B。

13．【答案】A

【解析】

1941年，鲁宾和卡门利用18O进行了两组对比实验：第一组为植物提供H2O 和C18O2，第二组为相同植物提供H218O 和CO2。在其他条件相同情况下，分析出第一组释放的氧气全部为O2，第二组全部为18O2，根据同位素的走向可有力地证明了植物释放的O2来自于H2O。

解答：

由分析可知，鲁宾和卡门运用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，A正确，BCD错误。

故选A。

14．【答案】D

【解析】

15．【答案】D

【解析】

16．【答案】B

【解析】

叶绿体中色素有类胡萝卜素和叶绿素两大类，类胡萝卜素包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），主要吸收蓝紫光；叶绿素包括叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），主要吸收红光和蓝紫光。

解答：

叶绿体色素包括叶绿素a．叶绿素b．叶黄素和胡萝卜素，其中叶绿素a．叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B正确。

17．【答案】B

【解析】

叶绿体中的色素分为叶绿素．类胡萝卜素，叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素分为胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。

解答：

根据分析，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。

18．【答案】C

【解析】