高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构第1课时达标测试

第4节　光合作用与能量转化

第1课时　捕获光能的色素和结构

课后篇巩固提升

合格考达标练

1.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,滤纸条上扩散速度最快的是(　　)

A.叶黄素 B.胡萝卜素

C.叶绿素a D.叶绿素b

答案B

解析各色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同,胡萝卜素扩散速度最快。

2.下列关于叶绿体中类囊体的叙述,正确的是(　　)

A.叶绿体中的一个基粒就是一个类囊体

B.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

答案D

解析叶绿体是双层膜结构,膜内有许多个绿色的基粒,基粒和基粒之间充满着基质。每个基粒都含有两个以上的类囊体,类囊体由单层膜构成。叶绿体的基粒之间通过膜状结构相连。基粒及类囊体扩大了光合作用的反应面积。

3.在日光下,植物叶片中的叶绿素(　　)

A.大量吸收绿光

B.等量吸收不同波长的光

C.主要吸收蓝紫光和绿光

D.主要吸收蓝紫光和红光

答案D

解析叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,几乎不吸收绿光。

4.采用新鲜菠菜叶片进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时,下列叙述错误的是(　　)

A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂

B.研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏

C.研磨时添加二氧化硅有助于色素提取

D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散

答案B

解析绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素,A项正确;研磨时加入CaCO3可防止研磨时色素被有机酸破坏,B项错误;研磨时加入少许二氧化硅有助于充分研磨,利于破碎细胞的色素释放,C项正确;画滤液细线时应尽量减少滤液扩散,要求细、直、齐,才有利于色素均匀地分离,D项正确。

5.为证实叶绿体有放氧功能,可利用含有水绵与需氧细菌的临时装片进行实验,装片需要给予一定的条件,这些条件是(　　)

A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

答案B

6.下图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光的曲线图,A和B分别为(　　)

A.叶绿素、类胡萝卜素

B.类胡萝卜素、叶绿素

C.叶黄素、叶绿素a

D.叶绿素a、叶绿素b

答案A

解析据图分析,色素A主要吸收红光和蓝紫光,则色素A表示叶绿素;色素B主要吸收蓝紫光,则色素B代表类胡萝卜素。

7.下图是进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。操作顺序正确的是(　　)

A.乙→丁→甲→丙

B.乙→甲→丁→丙

C.甲→乙→丁→丙

D.乙→丙→甲→丁

答案A

解析据图分析,甲表示画滤液细线,乙表示提取色素,丙表示分离色素,丁表示过滤,则实验操作步骤的先后顺序是乙→丁→甲→丙,A项正确。

8.德国科学家恩格尔曼利用水绵(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。他将水绵放在一张载有需氧细菌悬浮液的玻片上,这些细菌会移往氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况,结果如图所示。

(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　。 

(2)该实验证实了光合作用的场所是　, 

吸收光能的色素和催化反应的酶分别分布在　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)恩格尔曼进行装置C的实验,其目的是什么? 

　　　　　　　　　　　,在　　　　　　　　区域的细菌特别多。 

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、类囊体上和叶绿体基质中　(3)找出不同颜色的光对光合作用的影响　红光和蓝光

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场所为叶绿体,吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,而酶有的分布在类囊体上,有的分布在叶绿体基质中。(3)在C实验中的自变量是光质,主要有红、绿、蓝三区,而在红光和蓝光区域的需氧细菌远远多于绿光区域。

9.回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题。

(1)某同学的操作程序如下。

①将5 g新鲜完整的菠菜叶,放入研钵中,加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨。

②用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画1~2次;

③将画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散。

结果实验失败,请指出其错误所在。

①　。 

② 　。 

③　。 

(2)某兴趣小组的同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”做“绿叶中色素的提取和分离”实验。色素层析结果如图,请根据实验结果填写下表:

(3)秋天,北方树叶大都由绿变黄,其原因是占四种色素总量75%的　　　　　　　和　　　　　　　　分解,从而显示出　　　　　　　　和　　　　　　的颜色。 

答案(1)①应将新鲜的菠菜叶剪碎　②不应连续迅速重复画线,而应待滤液干燥后重复画线　③不应摇晃,以免层析液没及滤液细线

(2)

(3)叶绿素a　叶绿素b　胡萝卜素　叶黄素

解析该题主要考查绿叶中色素的提取和分离实验的操作方法、注意事项、绿叶中色素的种类以及四条色素带在滤纸条上的排列顺序。只要将有关知识进行对照,很容易得出正确答案。

等级考提升练

10.下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.纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同

B.两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色

C.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

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

答案C

解析纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同,溶解度大的色素随层析液在滤纸上的扩散速度快,A项正确;光下生长的韭菜叶绿体中含有四种色素: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),避光生长的韭黄只含有两种色素:胡萝卜素、叶黄素,B项正确;叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,故两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域,C项错误;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,不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大,D项正确。

11.某研究团队获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是(　　)

A.光吸收差异显著,色素带缺第2条

B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条

C.光吸收差异显著,色素带缺第3条

D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条

答案B

解析叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,所以当对水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时,与正常叶片相比光吸收差异不显著;正常叶片叶绿体中的色素提取后层析的结果自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,叶黄素缺失突变体的色素带缺第2条,故B项正确。

12.下图为叶绿体结构示意图,下列有关叶绿体结构与功能的叙述,错误的是(　　)

A.①和②具有选择透过性

B.③上既有光合色素,又有与光合作用有关的酶

C.③上和④中都有与光合作用有关的酶

D.有叶绿体的细胞才能进行光合作用

答案D

解析①②表示叶绿体的外膜和内膜,它们具有选择透过性。③为叶绿体的基粒,其上含有进行光合作用的色素和酶。④为叶绿体基质,也是进行光合作用的场所,也具有与光合作用有关的酶。色素和酶是进行光合作用的必要条件,具有色素和酶而不具有叶绿体的蓝细菌等也可进行光合作用。

13.(多选)科研人员探究了补充蓝光对油桃叶片色素含量的影响,结果如下表。下列分析错误的是(　　)

A.可用无水乙醇提取光合色素

B.蓝光处理使叶绿素a、b的量均增加

C.蓝光使叶绿素a/b的值增加

D.蓝光对叶绿素a合成的作用更显著

答案CD

解析绿叶中的光合色素能溶解在无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取,A项正确;从表中看出,实验组与对照组相比,叶绿素a、叶绿素b的量均增加,B项正确;对照组叶绿素a/b的值是2.3/0.7≈3.29,实验组叶绿素a/b的值是2.6/0.9≈2.89,蓝光使叶绿素a/b的值下降,C项错误;对比实验组与对照组叶绿素a、叶绿素b的增长率,叶绿素a的增长率是(2.6-2.3)/2.3×100%≈13.04%,叶绿素b的增长率是(0.9-0.7)/0.7×100%≈28.57%,可以看出蓝光对叶绿素b合成的作用更显著,D项错误。

14.(多选)下列有关色素的叙述,错误的是(　　)

A.与叶绿素相比,类胡萝卜素主要吸收波长较长的光

B.对智能温室进行补光时,常选用绿光或蓝紫光光源

C.发黄的菠菜叶与正常的菠菜叶相比,叶绿素的含量显著减少

D.秋后,枫树、黄栌等植物叶片变为红色主要与液泡中色素有关

答案AB

解析与叶绿素相比,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光(波长较短的光),A项错误;由于类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此温室进行补光时,常选用红光或蓝紫光光源,可以增加产量,B项错误;菠菜叶发黄是因为叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)含量减少,使胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)的颜色呈现出来,C项正确;秋季枫树、黄栌等植物的叶片变为红色,主要是由叶绿素含量降低,而液泡中的花青素增多导致的,D项正确。

15.下面是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答下列问题。

(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③画滤液细线的要求是　　　　　　　　　。 

(3)图中步骤④中加盖的目的是　　　　　　　　　　　　　;色素带最宽的是　　　　　　　　。 

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)细、齐、直　(3)防止层析液挥发　叶绿素a

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,利于细胞和叶绿体破碎;细胞研磨破碎后会溢出有机酸,为防止叶绿素中的镁被氢取代而破坏叶绿素,研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。(2)滤纸剪去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。(3)由于层析液有毒,而且容易挥发,所以要加盖。色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的,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。