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课时同步达标检测题

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

知识点一　捕获光能的色素

[题型一　绿叶中色素的提取和分离]

1．在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是(　　)

A．防止叶绿素被破坏

B．使叶片充分研磨

C．使各种色素充分溶解在无水乙醇中

D．使叶绿素溶解在无水乙醇中

答案　C

解析　加入碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏，A错误；加入二氧化硅的作用是使叶片充分研磨，B错误；无水乙醇能溶解绿叶中的色素(包括叶绿素和类胡萝卜素)，进而提取色素，C正确，D错误。

2．在绿叶中色素的提取和分离实验中，要使色素带清晰又整齐，下列哪项措施与之无关(　　)

A．定性滤纸要干燥

B．剪去滤纸条一端的两角

C．滤液细线要画得细、齐、直

D．盖上培养皿盖

答案　D

解析　定性滤纸要干燥，剪去滤纸条一端的两角，滤液细线要画得细、齐、直，这些都是为了保证同种色素随层析液扩散时速度一致，色素带整齐明显。盖上培养皿盖是为了防止层析液挥发，与色素带清晰、整齐无关。

3．在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因不可能是(　　)

A．未加石英砂，研磨不充分

B．一次加入大量的丙酮提取

C．分次加入少量丙酮提取

D．使用放置数天的菠菜叶

答案　C

解析　实验中收集到的滤液绿色过浅，一方面可能是绿叶放置时间过长，叶绿素分解了或研磨得不充分；另一方面可能是加入的溶剂过多，不会是分次加入少量丙酮提取所致。

4．下列分离叶绿体中色素的装置正确的是(　　)

答案　A

解析　色素分离的方法：画好滤液细线的滤纸条下端要插入层析液中，不要让滤液细线没入层析液中，因为色素易溶于层析液中；要盖上培养皿盖，防止层析液挥发，因为层析液中的丙酮等化学药剂都有毒，且有挥发性，易产生危险(如爆炸)，也会影响色素分离效果。

5．纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条从上至下第三条的色素名称和颜色分别是(　　)

A．叶绿素a、蓝绿色   B．叶绿素b、黄绿色

C．胡萝卜素、橙黄色   D．叶黄素、黄色

答案　A

解析　纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条上第三条色素带(从上至下)的名称和颜色分别是叶绿素a、蓝绿色，A正确；叶绿素b、黄绿色为第四条色素带，B错误；胡萝卜素、橙黄色为第一条色素带，C错误；叶黄素、黄色为第二条色素带，D错误。

6．如图所示为新鲜菠菜叶中4种色素的相对含量及其在滤纸条上的分离情况。下列有关说法不正确的是(　　)

A．4种色素在层析液中溶解度最高的是丁

B．4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中

C．4种色素在层析液中溶解度最高的是甲

D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙

答案　C

解析　据图可知，甲、乙、丙、丁分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，在层析液中溶解度最高的是丁，A正确，C错误；4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中，故可用无水乙醇提取色素，B正确；发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素a和叶绿素b，D正确。

[题型二　色素种类及特点]

7．捕获光能的色素存在于叶绿体中，下列相关说法中，不正确的是(　　)

A．色素种类有4种，分别是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素

B．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光

C．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同

D．叶绿素和类胡萝卜素呈现绿色，故叶子一般呈现绿色

答案　D

解析　叶绿体中色素有两大类，分别是叶绿素和类胡萝卜素，前者又分为叶绿素a、叶绿素b，后者又分为叶黄素、胡萝卜素，A正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B正确；绿叶的色素中叶绿素含量约占3/4，类胡萝卜素含量约占1/4，C正确；叶绿素含量高，呈现绿色，所以叶子一般呈现绿色，类胡萝卜素为黄色，D错误。

8．如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)，则甲、乙两图分别是(　　)

A．类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱

B．叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱

C．叶黄素、叶绿素的吸收光谱

D．叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱

答案　B

解析　由图可知，甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素分子的吸收光谱；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。

知识点二　叶绿体的结构适于进行光合作用

9．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　每个基粒都含有两个以上的类囊体，类囊体由单层膜构成，A、B错误；组成基粒的类囊体之间通过膜状结构相连，C错误；基粒及类囊体扩大了叶绿体内膜的表面积，因此扩大了光合作用的反应面积，D正确。

10．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．①和②具有选择透过性功能

B．③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶

C．③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表示叶绿体的双层膜，它们是具有选择透过性的，③为叶绿体的基粒，其上含有进行光合作用的色素和酶，④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。具有与光合作用有关的酶和光合色素而不具有叶绿体的蓝细菌也能进行光合作用。

11．如图为水绵结构模式图。恩格尔曼进行光合作用实验时，把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束对水绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射，发现水中的需氧细菌明显聚集在叶绿体被光投射处；若将装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位。此实验证明了(　　)

A．氧气是由水分解来的

B．氧气是叶绿体释放出来的

C．光合作用能产生淀粉

D．光合作用需以二氧化碳为原料

答案　B

解析　需氧细菌分布在氧气较多的地方，此实验说明叶绿体在光下进行光合作用放出氧气。

12. 德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入需氧型细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)。他由实验结果得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是(　　)

A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强

B．需氧型细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强

C．需氧型细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强

D．需氧型细菌大量消耗O2，使水绵的光合速率大幅度加快

答案　B

解析　细菌不能进行光合作用，该实验中进行光合作用的是水绵，A错误；该实验的设计思路是需氧型细菌需要O2，水绵光合作用强的部位，产生的O2多，在O2含量多的地方需氧型细菌的数量多，B正确；需氧型细菌聚集多说明光合作用产生的O2多，C错误；水绵光合速率的快慢与需氧型细菌消耗O2的量无明显关系，D错误。

13．下图表示叶绿体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：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②将研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放有________________。

(3)图中步骤③滤纸条剪去两角的目的是____________________________，画滤液细线的要求是________，原因是________________。

(4)图中步骤④中关键应注意________________________，原因是________________________；加盖的目的是____________________；色素带最宽的是________，扩散速度最快的是________。

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)单层尼龙布

(3)防止两侧色素扩散过快使色素带不整齐　细、齐、直　防止色素带重叠

(4)层析液不要触及滤液细线　滤液细线会被层析液溶解，不能分离　防止层析液挥发　叶绿素a　胡萝卜素

解析　(1)研磨时需要加入3种物质：10 mL的无水乙醇，作用是溶解色素；二氧化硅可以增大摩擦力，使细胞和叶绿体破碎，有助于充分研磨；细胞研磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素被破坏，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。

(2)过滤研磨液时，漏斗基部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上，一般用一层尼龙布过滤。

(4)层析时的关键技术是不能让层析液没及滤液细线，否则，滤液细线会被层析液溶解，不能分离；由于层析液有毒，而且可以挥发，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带最宽，扩散速度最快的是胡萝卜素，在色素带的最上层。

14．德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何？________________________，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、类囊体的薄膜上和叶绿体基质中　(3)探究不同颜色的光对光合作用的影响　红光和蓝光

　易错题型　不能正确分析色素提取与分离实验中的问题

15．学生利用菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了下列四种不同的层析结果。下列分析不合理的是(　　)

A．出现甲图所示结果的原因可能是误用蒸馏水作提取液和层析液

B．出现乙图所示结果可能是因为研磨时未加入SiO2

C．丙图是正确操作得到的理想结果

D．出现丁图所示结果可能是因为研磨时未加入CaCO3

答案　C

解析　甲图中没有提取到任何色素，有可能是用蒸馏水作溶剂，而色素不溶于水，A正确；乙图中得到的色素的比例是合适的，但量都较少，可能是因为没有加入SiO2，使研磨不够充分，B正确；丙图中提取的色素含量较高，但叶绿素的含量低于类胡萝卜素的含量，不是理想的结果，C错误；出现丁图所示结果可能是因为研磨时未加入CaCO3，使叶绿素分子受到破坏，D正确。