新教材2023年高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化（课件+夯基提能作业）新人教版必修1

第5章　第4节　第1课时

A　级·基础达标练

一、选择题

1．如图为某种细胞器的结构模式图，下列叙述错误的是（　D　）

A．结构①的基本支架是磷脂双分子层

B．结构②的选择透过性与蛋白质种类和数量有关

C．结构③的膜表面积大，有利于实现能量转换

D．结构④中能完成葡萄糖的彻底氧化分解

解析：结构①是叶绿体的外膜，其基本支架是磷脂双分子层，A正确；结构②是叶绿体内膜，具有选择透过性，这种特性与膜上的蛋白质种类和数量有关，B正确；结构③为叶绿体基粒，是光合作用光反应的场所，由类囊体堆叠而成，增大了基粒的膜面积，有利于实现能量转换，C正确；结构④为叶绿体基质，可完成光合作用的暗反应阶段，葡萄糖彻底氧化分解是呼吸作用中在细胞质基质和线粒体中完成的，D错误。故选D。

2．（2022·江苏省镇江市高一质检）在“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，加入碳酸钙的目的是（　D　）

A．溶解色素 B．使研磨更加充分

C．分离色素 D．防止色素被破坏

解析：在绿叶中色素的提取和分离的实验中，溶解色素的是无水乙醇或丙酮，A错误；实验中加入二氧化硅的目的是使研磨更加充分，B错误；分离色素的是层析液，C错误；加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏，D正确。

3．下列关于“光合色素的提取与分离”实验的叙述，正确的是（　C　）

A．过滤研磨液时，须在漏斗基部放一块单层纱布

B．制备滤纸条时，须在滤纸条两端各画一条细的横线

C．滤纸条插入层析液时，滤液细线须高于层析液液面

D．层析分离色素时，滤纸条须润湿后紧贴试管内壁

解析：过滤研磨液时，在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，A错误；制备滤纸条：将一张预先干燥过的定性滤纸剪成长10 cm、宽1 cm的纸条，在距滤纸条一端1 cm处用铅笔画一条细的横线，B错误；滤纸条插入层析液时，滤液细线须高于层析液液面，防止色素溶于层析液中，C正确；层析分离色素时，要保证滤纸条上面部分干燥，D错误。故选C。

4．（2021·辽宁辽河油田第一高级中学高一期末）下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是（　C　）

A．甲、乙、丙、丁依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b

B．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大

C．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是（甲＋乙）<（丙＋丁）

D．提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分

解析：甲、乙、丙、丁依次表示叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，A错误；四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最大，B错误；水稻在收获时节，叶绿素含量较低，所以（甲＋乙）＜（丙＋丁），C正确；提取色素时加入二氧化硅为了研磨充分，加入碳酸钙为了保护色素，D错误。故选C。

5．（2021·辽宁高二期末）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，由于操作不同，出现了以下三种不同的层析结果。下列叙述正确的是（　B　）

A．提取色素的原理是不同的色素在层析液中的溶解度不同

B．出现甲、乙结果的可能原因分别是研磨时未加SiO2和未加CaCO3

C．丙是正确操作得到的理想结果

D．扩散最快的是叶黄素，它主要吸收蓝紫光

解析：提取色素的原理是色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素，A错误；二氧化硅能使研磨得充分，色素释放出来，所以甲可能是因为研磨时未加入SiO2而导致色素相对含量低；碳酸钙能防止研磨中色素尤其是叶绿素被破坏，乙中显示叶绿素含量较低，所以乙可能是因为研磨时未加入CaCO3而导致叶绿素被破坏，B正确；绿叶中的四种色素含量依次是：叶绿素a >叶绿素b >叶黄素>胡萝卜素，丙图不符合，C错误；依据分离原理，溶解度大，扩散速度快，扩散最快的是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，D错误。故选B。

6．（2021·四川广安高一期末）下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。据图分析下列叙述错误的是（　C　）

A．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示

B．叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，而绿光吸收量最少被反射出来，所以叶片呈绿色

C．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的

解析：由于光反应产生的[H]和ATP能用于暗反应，暗反应要吸收CO2，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，A正确；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素和类胡萝卜素基本不吸收绿光，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，几乎不吸收红光，所以几乎不能利用红光来合成光反应中的ATP，C错误；640～660 nm波长主要是红光区域，该区域的光可被叶绿素吸收利用，因此叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。故选C。

二、非选择题

7．（2022·广西钦州高一期末）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，请根据问题回答：

（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（左）图所示。甲同学分离色素的方法是纸层析法，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。从上到下数，叶黄素位于第2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，浓缩后分别放在阳光和三棱镜之间，通过分析色素溶液的吸收光谱（对不同波长的光被吸收的情况）来判断色带上色素种类。

（3）丙同学对甲同学“绿叶中色素的分离”实验进行改进，实验装置如上图（右）所示，该同学应将提取到的滤液滴在a处（填“a”或“b”），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叶绿素b（填色素的名称）。

解析：（1）分离色素使用的方法为纸层析法；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，最后出现不同位置的色素带，故滤纸条上色素带的位置不同主要取决于色素在层析液中溶解度的大小。由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以叶黄素位于第2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，浓缩后分别放在阳光和三棱镜之间，通过分析色素溶液的吸收光谱来判断色带上色素种类，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。（3）丙同学应将提取到的滤液滴在滤纸中央的地方，即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。

B　级·合格达标练

一、选择题

1．（2021·吉林省五地六校）科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是（　C　）

A．实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中只是为了设置自变量

B．水绵光合作用产生的O2能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2O

C．图中细菌分布的差异是水绵不同区域光合作用强度不同造成的

D．水绵叶绿体产生的ATP用于各项生命活动

解析：由图可知好氧菌聚集在红光区和蓝紫光区，这是由于叶绿体中的色素能够利用这两种光进行光合作用产生氧气。实验过程不同颜色的光为自变量，装片需放置在黑暗环境中是为了设置自变量，而没有空气是为了排除无关变量的影响，A错；细菌不含有线粒体，因而B错；水绵叶绿体产生的ATP只能供暗反应使用，D错。

2．迁移率是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标，可用于色素的鉴定。以新鲜菠菜绿叶为材料进行色素的提取和分离实验，得到下表结果。下列相关叙述，错误的是（　D　）

注：迁移率＝色素移动距离/层析液移动距离

A．可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠代替无水乙醇

B．新鲜菠菜绿叶的色素提取液呈绿色主要是由于存在色素3、4

C．4种色素在层析液中的溶解度由大到小依次是色素1、2、3、4

D．迁移率为0.95和0.53的色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光

解析：绿叶中色素的提取和分离实验中，如果没有无水乙醇，可以用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠作为提取液，A正确；色素提取液呈绿色主要是由于含有叶绿素a和叶绿素b，两者在层析液中的溶解度较低，扩散距离较近，可对应表中的3、 4，B正确；各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，则4种色素在层析液中的溶解度由大到小依次是色素1、2、3、4，C正确；迁移率为0.95和0.53的色素分别对应胡萝卜素和叶黄素，两者主要吸收可见光中的蓝紫光，D错误。故选D。

3．研究发现，兔子吃的草中有叶黄素，但叶黄素仅在兔子的脂肪组织中积累而不在肌肉组织中积累。发生这种选择性积累的原因是叶黄素易溶于脂溶性物质，不溶于水。下列说法正确的是（　D　）

A．叶黄素不在肌肉中积累说明肌细胞中不含有脂肪

B．叶黄素属于光合色素，主要吸收红光和蓝紫光

C．脂肪是参与构成动物细胞膜的重要成分

D．脂肪是良好的储能物质，细胞可通过分解脂肪获能

解析：叶黄素不在肌肉中积累说明肌细胞中含有的脂肪较少，因为叶黄素属于脂溶性物质，A错误；叶黄素属于光合色素，属于类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，B错误；胆固醇是动物细胞膜的重要成分，而脂肪是细胞中主要的储能物质，C错误；脂肪是细胞中良好的储能物质，细胞可通过分解脂肪获取能量，供给生命活动所需，D正确。故选D。

4．下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），下列有关叙述正确的是（　B　）

A．甲种色素主要是分布在层析结果滤纸条自上而下的中间2条色素带

B．甲乙分别是：叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱

C．甲乙分别是：叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱

D．乙种色素的含量达总色素的3/4

解析：甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱，其分布在层析结果滤纸条自上而下的三、四两条色素带，A错误；甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱；乙图的吸收光谱主要在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱，B正确、C错误；乙种色素的含量达总色素的1/4，甲种色素的含量达总色素的3/4，D错误。故选B。

5．（不定项）如图表示提取和分离叶绿体色素部分材料和用具，下列叙述正确的是（　ABC　）

A．图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3

B．将糨糊状研磨液倒入②的漏斗中，漏斗基部应放一块单层尼龙布

C．③画滤液细线的要求是细、齐、直

D．④层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素

解析：色素提取时加入无水乙醇的目的是溶解色素，加入SiO2的目的是充分研磨，加入CaCO3的目的是防止色素被破坏，在过滤时漏斗的基部应放一块单层尼龙布，层析的结果是叶绿素a的色素带最宽，扩散最快的是胡萝卜素。

6．（不定项）用有机溶剂提取、纸层析法分离叶绿体色素的实验，能证实的是（　ABC　）

A．叶绿体色素溶解在有机溶剂中

B．在层析液中叶绿体色素的溶解度是不同的

C．分离得到的4种色素中叶绿素a的含量最多

D．叶绿体色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上

解析：用有机溶剂能提取色素，说明色素能溶解在有机溶剂中，A正确；用纸层析法能分离各种色素，说明色素在层析液中的溶解度不同，B正确；分离得到的4种色素中叶绿素a的色素带最宽，说明叶绿素a的含量最多，C正确；该实验的结果能说明色素的种类及各种色素的溶解度大小，但不能说明叶绿体色素分布在叶绿体的类囊体的薄膜上，D错误。

二、非选择题

7．植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿。依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素，试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。

实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。

实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。

实验假设：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿。

实验步骤：

第一步：取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、同一品种且长势相近、苗龄相同的黄瓜幼苗。

第二步：A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量仅缺磷的完全培养液，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。

第三步：分别从A、B两组中选取等量叶片，用无水乙醇提取叶片色素，用纸层析法分离色素，观察比较A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅。

实验结果预测：

（1）A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。

（2）A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深（或B组缺少类胡萝卜素色素带），说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致。

解析：根据题中的实验目的，可确定该实验的假设为：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿。利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗，实验时要遵循对照原则和单一变量原则。等到完全培养液中和缺磷的完全培养液中黄瓜叶片出现颜色差异时进行色素的提取和分离实验，最终比较色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立。