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练习题

捕获光能的色素和结构

题组一　捕获光能的色素

1．下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，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．分离色素时塞紧试管口是为了防止层析液的挥发

D．滤纸条上的滤液细线中的色素越少越有利于色素分离

答案　D

解析　色素的量合适才能使分离效果明显，故D错误。

2．下列分离叶绿体中色素的装置，正确的是(　　)

答案　A

解析　在放置滤纸条时，一定注意的是滤液细线不能没入层析液中；层析液易挥发一定要加盖。

3．下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的操作，正确的是(　　)

A．使用干燥的定性滤纸过滤后收集滤液

B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析

C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次

D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素

答案　B

解析　过滤时应该采用尼龙布，A错误；在画出一条滤液细线后待其干后再重复画线1～2次，C错误；研磨叶片时，用无水乙醇溶解色素，D错误。

4．科研人员发现了一种色素缺失的豌豆变异植株，提取其色素并进行了纸层析分离，结果如下图(图中数字代表正常植株的色素带位置)。以下关于该变异植株的叙述正确的是(　　)

A．缺失叶绿素b，植株对蓝紫光、红光的吸收能力减弱

B．缺失胡萝卜素，植株对蓝紫光的吸收能力减弱

C．缺失叶绿素a，植株对红光的吸收能力减弱

D．缺失叶黄素，植株对蓝紫光的吸收能力减弱

答案　D

解析　据题意并分析图示可知，①是胡萝卜素、③是叶绿素a、④是叶绿素b；图中缺失的是叶黄素。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。该变异植株缺失叶黄素，因此对蓝紫光的吸收能力减弱，D正确。

5．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是(　　)

A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光

B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度

C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能减少

D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少

答案　C

解析　由图可知，由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能增多，C错误。

6.利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素后，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)，当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确位置应为(　　)

答案　B

解析　在层析液中四种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，反之则慢，因此将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素依次点样在滤纸的1、2、3、4，从低到高依次是1、2、3、4。混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。故选B。

题组二　叶绿体的结构适于进行光合作用

7．如图为叶绿体亚显微结构模式图，下列关于其结构与功能的叙述正确的是(　　)

A．叶绿体分布在植物体的所有细胞中

B．叶绿素在高等植物体内主要有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色

C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积

D．吸收光能的色素都分布在①外膜上

答案　B

解析　植物细胞不都含有叶绿体，如根部细胞不含叶绿体，A错误；叶绿素在高等植物体内主要有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，B正确；同线粒体不一样，叶绿体的内膜没有扩大受光面积，而是叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒，极大地扩展了受光面积，C错误；吸收光能的色素都分布在③类囊体薄膜上，D错误。

8．恩格尔曼用极细的光束照射载有水绵和需氧细菌的临时装片①，将临时装片②暴露在光下，结果如图所示。下列关于该实验的叙述错误的是(　　)

A．实验开始前，临时装片都要先进行通气处理

B．该对照实验可以证明叶绿体是进行光合作用的场所

C．临时装片中的需氧细菌的聚集位置说明光合产物中有氧气

D．用透过三棱镜的光束照射临时装片①，会得到与该图示不同的结果

答案　A

解析　实验开始前，临时装片都要先进行隔绝空气处理，A错误。

9．在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是(　　)

①加入的提取液太多　②用体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠代替无水乙醇　③研磨时没有加入碳酸钙　④研磨时没有加入二氧化硅　⑤取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少　⑥画滤液细线的次数少　⑦使用放置数天的菠菜叶

A．①③⑦   B．②④⑤

C．①③④⑤⑥⑦   D．②③④⑤⑥

答案　C

解析　加入的提取液太多，色素的比例小，则色素带颜色较浅，①正确；体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠可以代替无水乙醇，不会导致色素带颜色较浅，②错误；研磨时没有加入CaCO3，使部分色素被破坏，③正确；研磨时没有加入SiO2，导致研磨不充分，色素没有充分提取，④正确；取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少，绿叶中所含色素少，⑤正确；在画滤液细线时，应等滤液干燥后再重画一到两次，画滤液细线次数太少，会使滤纸上的色素量少，也会导致滤纸条上色素带颜色较浅，⑥正确；使用放置数天的菠菜叶，使部分色素被破坏，叶中所含色素少，⑦正确。

10．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得到的实验结果依次应为(　　)

A．①②③④   B．②④①③

C．④②③①   D．③②①④

答案　B

解析　甲同学由于没有加入无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到四条正常的色素带，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应③。

11.甲、乙两同学进行绿叶中色素的提取和分离实验。如图为纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素带)。下列叙述正确的是(　　)

A．画滤液细线时，滤液在点样线上可以连续画1～2次

B．色素Ⅲ、Ⅳ在层析液中的溶解度大于Ⅰ、Ⅱ

C．乙同学结果异常，原因可能是用的叶片是老叶

D．色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收蓝紫光

答案　C

解析　画滤液细线时，待滤液干后，再画下一次，如此重复1～2次，A错误；色素Ⅰ、Ⅱ 在层析液中的溶解度大于Ⅲ、Ⅳ，B错误；乙同学的实验结果中叶绿素a和叶绿素b的色素带明显窄很多，说明叶片中这两种色素含量少，有可能用的是老叶，C正确；色素Ⅲ、Ⅳ分别是叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，D错误。

12．如图是利用新鲜的菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验，滤液经层析后，色素带在滤纸条上的分布情况，下列说法正确的是(　　)

A．①是叶黄素，②是胡萝卜素，它们都是类胡萝卜素

B．③是叶绿素b，其含量最多

C．④的溶解度最高，扩散速度最慢

D．菠菜叶如果摆放时间过长，实验中③④色素带宽度会变窄

答案　D

解析　不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，可推断出：①是胡萝卜素，②是叶黄素，A错误；③是叶绿素a，其含量最多，B错误；菠菜叶如果摆放时间过长，叶绿素会被破坏，实验中③④色素带会变窄，D正确。

13．秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是由于花青素增多而叶绿素含量降低所致，实验小组对此进行实验验证：用无水乙醇提取叶片中色素，用层析液进行分离，结果滤纸条上出现四条色素带，靠近层析液的两条色素带非常窄，下列有关推断不合理的是(　　)

A．变窄的是叶黄素和叶绿素a

B．低温下叶绿素容易被破坏

C．滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素为水溶性色素

D．叶绿素易溶于无水乙醇

答案　A

解析　绿叶中色素的分离实验中，色素带由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此变窄的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，A不合理。

14．下面是甲、乙、丙三位同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的过程，请据图回答下列问题：

(1)甲同学选用新鲜菠菜的绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，如图1所示。甲同学分离色素的方法是________，滤纸条上色素带位置的不同主要取决于___________。从上往下数，叶黄素位于第________条色素带。

(2)乙同学改变甲同学所用层析液组成后继续进行实验，在滤纸条上出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出含色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一光学分析仪器检测，通过分析色素溶液的____________来判断色素带上的色素种类。

(3)丙同学对甲同学所做的“绿叶中色素的分离”实验进行改进，实验装置如图2所示。该同学应将提取到的滤液滴在________(填“a”或“b”)处，棉线灯芯下端应浸没在________中。实验结果得到四个不同颜色的同心圆，排列在最内侧的色素是____________(填色素的名称)。

答案　(1)纸层析法　色素在层析液中溶解度的大小　2　(2)吸收光谱　(3)a　层析液　叶绿素b

解析　(1)甲同学分离色素用的是纸层析法；色素在层析液中的溶解度不同，其随着层析液在滤纸上扩散的速度不同，因此滤纸条上色素带位置的不同主要取决于色素在层析液中溶解度的大小。从上往下数，叶黄素位于第2条色素带。(3)丙同学应将提取到的滤液滴在a处，棉线灯芯下端应浸没在层析液中。实验结果得到四个不同颜色的同心圆，排列在最内侧的色素是溶解度最小的叶绿素b。

15．图1表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程，请分析回答下列问题：

(1)提取色素时为了研磨充分应加入________，纸层析法分离色素的原理是________________

_______________________________________________________________________________。

(2)纸层析法分离色素的“结果①”如图2所示，其中共有的色素带的颜色是____________，据此能得出的结论是__________________________。

(3)将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间，“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在________光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光1～2 h，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，其原因是___________________________________

_______________________________________________________________________________。

(4)每分子叶绿素含有一个Mg2＋，可被H＋、Cu2＋等置换。韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加________的颜色相似，呈现黄褐色。实验室常用含Cu2＋的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因是____________________。

答案　(1)二氧化硅(SiO2)　色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快　(2)橙黄色、黄色　叶绿素的形成需要光　(3)红　叶绿素不稳定，在强光下易分解　(4)碳酸钙(CaCO3)　铜代叶绿素比叶绿素稳定

解析　(1)在提取绿叶中的色素时要在研钵中加无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅，各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度高，扩散速度快；溶解度低，扩散速度慢。(2)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，据图可知，图2中共有的色素带的颜色是橙黄色、黄色，说明叶绿素的形成需要光。(3)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，由于韭黄色素滤液中缺少叶绿素，所以它们吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。韭菜滤液在强光下曝光1～2 h后，由于叶绿素不稳定，会被分解，所以重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致。