人教版 (2019)必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构精品同步测试题

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1. 运用结构与功能观,说出叶绿体的结构与功能相适应。
2. 采用分析与比较的方法,说出叶绿体中色素的种类及功能。
3. 利用实验,探究绿叶中色素提取与分离的方法。
目标一、 绿叶中色素的提取和分离
1. 实验原理
无水乙醇 溶解度 溶解度
2. 实验流程
（1） 提取绿叶中的色素
① 取材：称取④5 g 绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。
② 研磨：向研钵中放入少许⑤二氧化硅和碳酸钙，再加入5∼10 mL ⑥无水乙醇，迅速、。
③过滤：漏斗基部放一块，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。
④ 收集：用试管收集滤液，及时用⑦棉塞将试管口塞严。
（2） 制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端，并在距这一端底部⑧1 cm 处用铅笔画一条细的横线。
（3） 画滤液细线→要细、齐、直
用⑨毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。待⑩滤液干后，再重画⑪一到两次。
（4） 分离绿叶中的色素
将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有⑫滤液细线的一端朝下）轻轻中，随后用棉塞塞紧试管口。
（5）观察结果——试管内滤纸条上有四条色素带，如下图所示：
3．色素的吸收光谱
(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。
(2)色素的吸收光谱
4.判断下列相关表述的正误
(1)不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关。(√)
(2)分离结束后,滤纸条上的颜色自上而下依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色。(×)
(3)叶绿体中构成基粒的类囊体扩展了捕获光能的膜面积。(√)
(4)所有植物细胞都有叶绿体。(×)
(5)植物叶片之所以呈现绿色,是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。(×)
任务一 分析实验过程及结果
(一)色素的提取
阅读教材P98的“探究·实践”，回答相关问题：
1．已知色素存在于叶片的叶绿体中，提取色素时要破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。在酸性条件下，叶绿素分子卟啉环中的镁离子可以被氢离子取代，导致叶绿素被破坏。试分析色素提取时加入碳酸钙的作用是什么？
色素提取时，研磨叶片会导致液泡中的有机酸释放出来，破坏叶绿素，碳酸钙可以中和酸性物质，保护叶绿素。
2．研磨时应注意什么？原因是什么？
研磨时要迅速、充分。这样可以保证色素释放得更加充分且挥发量少。
3．过滤时漏斗基部的尼龙布能否用滤纸替代？原因是什么？
不能。因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。
4．某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，请结合实验步骤分析可能的原因有哪些？
(1)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出来。(2)称取绿叶过少或加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小。(3)未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏。
(二)色素的分离
1．制备滤纸条时为什么要减去两角？
减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线，防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。
2．滤液细线的画线原则是什么？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？
画滤液细线的原则是细、直、齐。待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的含量。
3．为何滤液细线不能触及层析液？
防止色素溶解在层析液中。
4．滤纸条上色素带的分布情况说明了什么？
滤纸条上的色素带分布说明了绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散得快慢也不同。同时由于 4 种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。
(三)结合色素的吸收光谱分析实际问题
1．冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？
无色。因为太阳光由七色光组成，所以用无色薄膜，植物可以获得更多的光能。
2．阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？
选择蓝紫光和红光。因为在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。
1．采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，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CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C．研磨时添加石英砂有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
2．实验材料的选择和不同的处理方式往往对实验结果有很大的影响。下列对叶绿体中色素的提取和分离实验的叙述，错误的是( )
A．若选择衰老的叶片为实验材料，结果最下方的两条色素带宽度变窄
B．若在研磨时没有加入二氧化硅，结果各条色素带均会变窄、颜色变浅
C．若层析时滤液细线触及层析液，会使滤纸条上无色素带或颜色变浅
D．若采用92号汽油作层析液层析，会使滤纸条上色素带的位置颠倒
3．某生物兴趣小组对教材中色素提取和分离的实验步骤进行了改进，采用水浴法提取叶绿体中的色素，主要操作如下图所示。下列叙述错误的是( )
eq \x(\a\al(取菠菜叶,片，剪碎后,加入小烧杯))⇒eq \x(\a\al(加入少量,无水乙醇,和碳酸钙))⇒eq \x(\a\al(水浴加热，,用玻璃棒,搅拌))⇒eq \x(\a\al(过滤,分离,滤液))⇒eq \x(\a\al(用纸层,析法分,离色素))
A．加入碳酸钙的作用是防止色素被破坏
B．可以用蒸馏水代替无水乙醇提取叶绿体中的色素
C．水浴加热，用玻璃棒搅拌可加快色素的溶解
D．用纸层析法分离色素时，画好的滤液细线不能触及层析液
拓展延伸 长句特训 与高考接轨
（1） 能否用层析法提取液泡中的色素？不能。理由是液泡中的色素主要是花青素，花青素易溶于水，在有机溶剂中溶解度低，提取液中几乎不含花青素。
（2） 若滤纸条上下面两条色素带较浅，最可能的原因是①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏；②实验材料（如泛黄的叶片）中叶绿素的含量较少。
目标二、 叶绿体的结构和功能及恩格尔曼的实验
（一）叶绿体的结构和功能
1.结构:
(1)形态:一般呈扁平的椭球形或球形。
(2)结构:
2.功能:进行光合作用的场所。
（二）、恩格尔曼的实验
1.实验方法和现象:
2.实验结论:恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。结合其他的实验证据,科学家们得出叶绿体是光合作用的场所这一结论。
任务二 分析叶绿体的功能
1．实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点是：水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。
2．为何要除去小室中原有的空气？
选用没有空气的环境，可排除空气中氧气的干扰。
3．在黑暗中用极细光束照射水绵有何巧妙之处？
用极细光束照射，使叶绿体形成有光和无光部位，相当于一组对比实验。
4．为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？
和黑暗条件下用极细光束照射进行对照，进一步明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。
5．由此实验能得出什么结论？
叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
6．在恩格尔曼的第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？
这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放较多氧气，适于需氧细菌在此区域分布。
7．综合上述分析，你认为叶绿体具有什么功能？
叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。
1. 为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和需氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，错误的是( )
A. 在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱
B. 临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C. 需氧细菌起指示作用
D. 水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
2. [2023·湖南长沙高一检测]下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。下列相关叙述正确的是( )
A. 图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大
B. 图乙所示的结构来自图甲中的③
C. ③中的叶绿素在液泡中也有，不能进行光合作用
D. ATP的合成场所只有叶绿体
拓展延伸 长句特训 与高考接轨
（1） 红叶谷生态旅游文化区，每至深秋时节，树叶变红，成为一道亮丽的风景线。试从叶片色素的种类和含量角度分析，秋天树叶变红的原因是秋天天气转凉，气温降低，叶片中的叶绿素含量下降，液泡中花青素的颜色逐渐凸显出来，此季节花青素接近红色。
（2） 研究发现温度和光照都会影响叶绿素的合成，请简单设计实验，探究温度和光照对叶绿素合成的影响。（写出实验思路即可）选取相同的某种植物叶片平均分为四组，分别进行光照和低温、黑暗和低温、光照和室温、黑暗和室温处理，每隔一段时间检测叶绿素的含量。
实验
实验方法
现象
实验一
把载有水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内,在黑暗中用极细的光束照射水绵
细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中
实验二
把装置放在光下
细菌分布在叶绿体所有受光的部位
实验三
用透过三棱镜的光照射水绵临时装片
细菌聚集在红光和蓝紫光区域