生物人教版 (2019)一 捕获光能的色素和结构精品课后复习题

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

一、绿叶中色素的提取和分离

1．色素的提取

(1)原理

绿叶中的色素能溶解在有机溶剂——     中。

(2)实验用品及作用[连线]

①无水乙醇　　　　　 a．过滤

②SiO2 b．溶解色素、提取色素

③CaCO3   c．有助于研磨充分

④单层尼龙布 d．防止研磨时色素被破坏

【提示】　                  

(3)实验步骤

取材：称取5 g绿叶，剪碎，放入研钵中

　↓

研磨：

　↓

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

　↓

收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞紧

2．色素的分离

(1)实验原理：绿叶中的色素能溶解在层析液中，但不同的色素的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，绿叶中色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

(2)实验步骤

　↓

③分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条(            的一端朝下)插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口

注意：不能让滤纸条上的滤液细线触及        

　↓

④观察结果：滤纸条上有四条色素带

3．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱

二、叶绿体的结构适于进行光合作用

1．叶绿体的形态：扁平的椭球形或球形。

2．叶绿体的结构模式图

(1)结构

(2)功能：进行光合作用的场所。

(3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在         有光束照射的部位。

3．叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础

(1)叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的           ；

(2)在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。

考点01 绿叶中色素的提取和分离

【典型例题】

某学习小组在进行“绿叶中色素的提取和分离实验”时使用了隔夜的菠菜叶，在规范操作后，提取的色素在滤纸条上的带宽与使用新鲜菠菜叶的学习小组相比有一定的差别，相应的实验结果如图所示。下列有关分析正确的是（       ）

A．该实验方法也适用于植物液泡中色素的提取和分离

B．分离色素时不能让无水乙醇触及滤纸条上的滤液细线

C．滤纸条上色素②呈现蓝绿色，色素④距离滤液细线最远

D．实验说明，叶绿素a和叶绿素b的分子结构不稳定，容易分解

【归纳提升】影响叶绿素合成因素的分析

考点02 光合色素和种类、功能与分布

【典型例题】

为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。下列叙述错误的是（       ）

A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低

B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照

C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同

D．画滤液线时，滤液在点样线上连续画3次

【易错分析】实验现象分析

滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带（如图所示）

①色素带的位置与溶解度有关，四种色素在层析液中溶解度的高低依

次为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b.

②色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。

③色素带的宽窄与色素含量有关，叶绿素a的色素带最宽说明其含量最多。

考点03  叶绿体的结构适于进行光合作用

【典型例题】

．叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是（       ）

A．图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴

B．图乙来自甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子

C．④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP中的化学能

D．恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧

【易错分析】叶绿体、色素与光合作用

(1)并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体。

(2)色素不只是分布于叶绿体中，也可分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。

(3)叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，它进行光合作用的场所是细胞质。

题组A  基础过关练

1．下列关于光合色素的叙述，正确的是(       )

A．都能吸收红光 B．都含有镁元素

C．都溶于有机溶剂 D．都分布在类囊体薄膜

2．南宋诗人杨万里有这样一首诗：“毕竟西湖六月中，风光不与四时同。接天荷叶无穷碧，映日荷花别样红”。那么使荷叶呈现绿色、荷花呈现红色的物质（色素）各分布在（       ）

A．线粒体、高尔基体 B．叶绿体、液泡

C．高尔基体、液泡 D．叶绿体、细胞质基质

3．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验相关操作的叙述，正确的是（       ）

A．用层析液提取绿叶中的色素

B．研磨时加入SiO2，防止色素被破坏

C．用单层尼龙布过滤研磨液

D．研磨时加入CaCO3，有助于研磨充分

4．在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，加入碳酸钙的作用是（       ）

A．有利于研磨充分 B．有利于色素提取

C．有利于色素分离 D．防止色素被破坏

5．下列关于叶绿体与光合作用关系的叙述，错误的是（　　）

A．叶绿体中的色素起吸收和转化光能的作用

B．光反应的酶和色素分布在叶绿体内膜和类囊体薄膜上

C．暗反应的场所是叶绿体基质

D．叶绿体在相同强度的红光和绿光下，光合速率不同

6．图①②是光合作用探索历程中恩格尔曼的实验示意图，下列有关叙述错误的是（       ）

A．实验材料选择了水绵和需氧细菌

B．实验①在没有氧气的黑暗环境下进行

C．整个实验过程中设置了多处对照

D．实验证明了叶绿体中能产生淀粉

7．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：

（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_____点的细菌特别多。

题组B  能力提升练

8．下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是（       ）

A．叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液

B．过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口

C．分离色素时应将滤液细线置于层析液中

D．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同

9．下列对“提取和分离光合色素”实验和“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验的说法，正确的是（       ）

A．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液

B．无黄绿色和蓝绿色的色素带，原因可能为材料是黄化叶片

C．有氧和无氧条件是探究酵母菌呼吸方式这个对比实验的自变量

D．酵母菌呼吸产生的CO2可使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄

10．下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的说法，正确的是（       ）

A．研磨叶片时加碳酸钙的目的是使研磨更加充分

B．色素提取的原理是色素在层析液中的溶解度不同

C．图中条带2最宽，条带4最窄

D．图中1、2、3、4分别表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b

11．德国科学家恩格尔曼利用一极细小光束，照射在水绵上，结果发现有光照且有叶绿体的部位有大量的好氧细菌聚集。该实验不能证明的是（       ）

A．光合作用的过程是在叶绿体上进行的 B．光合作用的过程中有氧气释放出来

C．光合作用的过程中，CO2是必需的原料 D．光合作用的过程中必须要有光照

12．如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．仅破坏结构①，O2能产生

B．③含有色素和酶，④含有酶和核酸

C．有叶绿体的细胞才能进行光合作用

D．叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积

13．农业生产中，对植株幼苗生长早期进行遮光处理一段时间，可以获得黄化苗植株，如韭黄或蒜黄。下列相关叙述错误的是（       ）

A．光照是叶绿素合成的必要条件

B．细胞合成类胡萝卜素不需要光照

C．土壤缺镁不会引起韭菜苗和蒜苗黄化

D．黄化苗在正常光照下的光合效率高于白化苗

14．图甲～丁表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题：

(1)图甲丁中，实验操作步骤的先后顺序是____________（填序号）。

(2)观察图中试剂a、b，其颜色依次是____________。

(3)步骤丙中，滤纸条上出现四条色素带，那么最上面一条色素带的色素名称是________。

(4)在该实验的操作过程中，有同学按下列方法操作，其中不合理的有_______。（在a～d中选择填空）。

 a．用蒸馏水替代无水乙醇提取色素              b．在重弄分研磨叶片后立即加入碳酸钙

 c用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液              d．用铅笔线连续数次画滤液细线

(5)请尝试运用该实验方法，探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化，简要写出实验的主要思路：_______________。

题组C  培优拔尖练

15.下列关于植物细胞叶绿体内光合色素的叙述,正确的是 (　　)

A.胡萝卜素和叶黄素主要吸收红光和蓝紫光

B.叶片呈现绿色的原因是其叶绿素吸收绿光最少,使绿光被反射出来

C.四种光合色素在层析液中的溶解度最小的是胡萝卜素

D.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变

16．下列对“绿叶中色素的提取和分离”实验原理与结果的分析，正确的是（       ）

A．提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分

B．分离色素时，层析液要没过滤液细线，使色素充分溶解

C．纸层析法分离叶绿体中色素，最宽和最窄的色素带分别是黄绿色、橙黄色

D．滤纸条上距滤液细线最近的色素带中的色素在层析液中溶解度最低

17．关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（       ）

A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中

B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收

C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用

D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的

18．恩格尔曼将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，进行局部照光处理，照光的部位聚集大量的好氧细菌。这个实验不能证明（　　）

A．光合作用需要光 B．产生氧需要光

C．光合作用产生的氧来自于水 D．光合作用中氧由叶绿体释放

19．如图是绿色植物光合作用过程中叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱图。据图分析下列叙述正确的是（       ）

A．c为类胡萝卜素，它在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B．叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，而不吸收绿光，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色

C．可根据绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同来提取色素

D．胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，叶绿素b在层析液中的溶解度最小

20.叶绿体是植物进行光合作用的场所,下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是 (　　)

A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内

B.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中

C.CO2的固定过程发生在类囊体的薄膜上

D.光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的

21.探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化，实验的主要思路：称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同实验操作，分别提取和分离色素，观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽。

．植物在低温条件下生长延缓，是制约粮食作物高产、稳产的重要因素。某科研小组研究了轻度低温胁迫和重度低温胁迫对植物的影响，下表表示对照组、轻度低温胁迫组和重度低温胁迫组测得的植物净光合速率、气孔开度及胞间二氧化碳浓度的比较；图1和图2分别表示对照组和低温胁迫下的叶绿素含量，已知叶绿体中只有少量的叶绿素a具有转化光能的作用。据此回答下列问题：

(1)在光合色素提取与分离实验中，滤纸条从上往下第_______条色带是叶绿素a，其颜色为_________叶绿素a主要吸收_________光，用于光反应。

(2)在低温胁迫下，叶绿素b的降解速率_______（填“大于”或“小于”）叶绿素a的，请结合图像从植物对环境的适应角度分析原因是__________________。

(3)研究人员据表中数据推测，重度低温胁迫并不能通过影响气孔开度从而影响光合速率，请写出理由___________________________。

(4)结合题干分析，低温胁迫导致植物净光合速率下降的原因可能是________。