人教版 (2019)必修1《分子与细胞》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一 捕获光能的色素和结构第1课时当堂检测题

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基础过关练
题组一 绿叶中色素的提取、分离及功能
1.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,以下主要步骤操作正确的是( )
A.图中a、b分别表示层析液和体积分数为70%的乙醇
B.步骤②采用定性滤纸过滤,可提高滤液中光合色素的含量
C.步骤③在滤纸条上连续画2~3次滤液细线,分离色素效果更好
D.步骤④将试管固定于铁架台上,可防止b液晃动而触及滤液细线
2.(2024江苏徐州四校联考)下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是( )
A.实验结果①观察到的色素条带数目相同,颜色深浅不同
B.实验结果②表明韭菜中提取到的色素吸收光的种类更多
C.提取色素时一次性加入大量的无水乙醇,会导致收集到的滤液绿色过浅
D.色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同
3.(2024天津五十四中期末)如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法不正确的是( )
A.丙、丁两种色素主要吸收蓝紫光
B.四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇
C.四种色素在层析液中溶解度最大的是乙
D.若用发黄的菠菜叶进行该实验,则甲、乙色素带会变窄
4.关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是( )
A.被叶绿体中色素吸收的光能可用于光合作用
B.绿叶中叶绿素含量约为类胡萝卜素的3倍
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.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例会发生变化
5.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,请回答下列问题:
图1
(1)甲同学选用新鲜菠菜的绿色叶片进行实验,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 。从上到下,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,在色素溶液与阳光之间放置一块三棱镜,通过分析色素溶液的 来判断色素带上色素的种类。
(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。实验最终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)。
题组二 叶绿体的结构适合进行光合作用
6.德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的吸收光谱。他将三棱镜产生的散射光投射到丝状水绵上,并在水绵悬液中放入需氧细菌,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紫光区最强。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.需氧细菌聚集多的地方,O2浓度高,水绵光合作用强
C.需氧细菌聚集多的地方,产生的有机物多,水绵光合作用强
D.需氧细菌大量消耗O2,使水绵的光合速率大幅度加快
7.(2024山西临汾阶段测试)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.与光合作用有关的酶都位于④中
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③上
8.研究表明:强光照射下,为了减少光对叶绿体的损伤,叶绿体在细胞中的位置会发生改变。弱光照射下,为了增加光的吸收,叶绿体在细胞中的位置也会发生调整。图甲为叶肉细胞中叶绿体的分布情况,图乙为扁平椭球形叶绿体的示意图。下列推测错误的是( )
图甲
图乙
A.强光照射下,叶绿体会移动到叶肉细胞的B侧
B.弱光照射下,叶绿体会移动到叶肉细胞的A侧
C.弱光照射下,叶绿体的扁平面侧与光照方向平行
D.强光照射下,叶绿体的扁平面侧与光照方向平行
能力提升练
题组 捕获光能的色素及结构
1.(2024北京人大附中期末)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用无水乙醇提取色素,进行纸层析,如图为纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是( )
A.提取色素时加CaCO3的目的是使研磨更充分
B.色素Ⅱ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长有差异
C.高光强导致该植物胡萝卜素的含量降低
D.叶绿素含量增加可能有利于该植物抵御高光强
2.(易错题)(2024云南大理月考)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
3.(不定项)(2024吉林长春外国语学校期中)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,不正确的是 ( )
A.缺少微量元素镁时,①②的合成都会受到影响
B.利用纸层析法分离色素时,②应位于滤纸条的最下端
C.与①②不同,类胡萝卜素主要吸收红光
D.弱光下①的相对含量增加有利于植物对弱光的利用
4.(2024黑龙江哈尔滨实验中学开学考)某同学用薄层层析硅胶板代替定性滤纸,采用薄层层析法对绿叶中色素进行分离。薄层层析硅胶板板面纯白平整,均匀细密,层析所得色素斑点清晰,分离效果较纸层析法更明显。下列叙述错误的是( )
A.该方法与纸层析法遵循相同的分离原理
B.若硅胶板上未出现色素斑点,可能是分离色素时点样处触及层析液
C.实验待测植物种类不同,四种色素斑点在硅胶板上的排列顺序不同
D.点样时无需画滤液细线,只需将滤液点在点样处即可,降低了点样难度
答案与分层梯度式解析
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
基础过关练
1.D 利用无水乙醇(a)提取色素;色素可溶解在层析液中,利用层析液(b)分离色素,A错误。滤纸易吸附色素,步骤②可采用单层尼龙布过滤,B错误。画滤液细线时,应待第一次画的滤液干后,再重画一到两次,不是连续画线,C错误。若b液触及滤液细线,滤液细线上的色素可溶解到层析液中而不能在滤纸上扩散,D正确。
2.A 叶绿素的合成需要光照,韭菜光下生长,韭黄避光生长,分别对韭菜和韭黄提取色素,分离得到的色素带如图所示,可知A错误。
与韭菜相比,韭黄缺少叶绿素,韭黄中提取到的色素吸收光的种类少于韭菜,B正确。提取色素时一次性加入大量的无水乙醇,会导致提取液浓度太低,收集到的滤液绿色过浅,C正确。由于不同色素在层析液中的溶解度不同,所以各种色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同,据此可将不同色素分开,D正确。
3.C 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故用无水乙醇提取绿叶中的色素,B正确。色素在层析液中的溶解度越大,随层析液在滤纸上扩散得越快(与滤液细线的距离越远),分析如下图,可知A、D正确,C错误。
4.C 光合色素的功能是吸收、传递、转化光能,被叶绿体中色素吸收的光能可用于光合作用,A正确;绿叶中的色素为叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素约占3/4,类胡萝卜素约占1/4,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,红外光和紫外光不属于可见光,C错误;植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例是会发生变化的,如秋天叶子变黄,叶绿素分解,色素比例明显改变,D正确。
5.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)图1所示分离色素的方法为纸层析法;分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。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。(2)不同色素吸收光的种类不同,因此可以通过分析色素溶液的吸收光谱来判断色素带上色素的种类,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)将提取到的滤液滴在滤纸中央(a处),棉线灯芯下端应浸没在层析液中。棉线灯芯吸取层析液到达点样处,色素在层析液中的溶解度越大,在滤纸上扩散得越快,得到的圆越大。实验最终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。如下图所示:
6.B 题述实验的设计思路:水绵光合作用强的部位,产生的O2多,在O2含量多的地方需氧细菌的数量多,B正确。
7.D 植物细胞不都含有叶绿体,如根尖细胞不含叶绿体,A错误;与光合作用有关的酶位于③基粒和④基质中,B错误;同线粒体不一样,叶绿体的内膜没有明显扩大,叶绿体的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的类囊体薄膜上,D正确。
8.C 分析不同光照条件下叶绿体的运动和意义:
能力提升练
1.B 提取色素时加CaCO3可防止研磨中色素被破坏,A错误;Ⅱ(叶黄素)主要吸收蓝紫光,Ⅳ(叶绿素b)主要吸收蓝紫光和红光,B正确;据题图可知,高光强导致Ⅰ(胡萝卜素)、Ⅱ(叶黄素)含量增加,Ⅲ(叶绿素a)、Ⅳ(叶绿素b)的含量减少,推测类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御高光强,C、D错误。
2.B 利用无水乙醇可提取色素;CaCO3可防止叶绿素被破坏;SiO2可使研磨更充分,增加色素含量。
3.ABC 由题图可判断,①是叶绿素b,②是叶绿素a。元素镁是叶绿素的重要组成成分,故缺少镁时,叶绿素b和叶绿素a的合成都会受到影响,但镁是大量元素,A错误;利用纸层析法分离色素时,叶绿素b(①)位于滤纸条最下端,B错误;叶绿素b和叶绿素a(①②)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,C错误;根据题干信息可知,弱光下叶绿素a通过“叶绿素循环”向叶绿素b转化,使①的相对含量增加,以适应弱光环境,增强对光能的利用,D正确。
4.C 题述方法与纸层析法遵循相同的分离原理,即不同色素都能溶解在层析液中,但不同的色素溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸或薄层层析硅胶板上扩散得快,反之则慢,A正确;若分离色素时点样处触及层析液,色素溶解于层析液中会导致硅胶板上不出现色素斑点,B正确;不同植物中四种色素经过层析后在硅胶板上的排列顺序相同,C错误;与纸层析法相比,题述方法点样时无需画滤液细线,只需将滤液点在点样处即可,降低了点样难度,D正确。甲
乙
丙
丁
无水乙醇
-
+
+
+
水
+
-
-
-
CaCO3
+
+
-
+
SiO2
+
+
+
-
1.D
2.A
3.C
4.C
6.B
7.D
8.C
强光照射
弱光照射
叶绿体
运动
移动到叶肉细胞的B侧;
叶绿体的扁平面侧与光照方向平行
移动到叶肉细胞的A侧;
叶绿体的扁平面侧与光照方向垂直
意义
保证光合作用吸收光能的同时避免强光对叶绿体造成伤害,A、D正确
增加对光的吸收,有利于光合作用,B正确,C错误
1.B
2.B
3.ABC
4.C
甲
乙
丙
丁
操作
未加无水乙醇
操作正确
未加CaCO3
未加SiO2
实验
结果
提取液中无色素,对应②
得到正常色素带,对应④
叶绿素含量减少,叶绿素对应的2条色素带比正常的色素带窄,对应①
叶片研磨不充分,各种色素的含量均减少,对应③