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课时训练

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[随堂检测]1．从新鲜的菠菜叶片中提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的原因是(　　)A．加入的石英砂太多B．没有加入碳酸钙C．用脱脂棉过滤不彻底D．一次加入过多无水乙醇答案：B2．(2020·河北冀州中学段考)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．提取色素时，要加入二氧化硅和碳酸钙进行充分研磨B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C．实验结果①可说明叶绿素的合成需要光照D．实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多解析：选B。提取色素时加入二氧化硅是为了研磨得更充分，而加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，A正确；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，B错误；实验结果①色素带不同，可说明叶绿素的合成需要光照，C正确；实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多，D正确。3．下图为新鲜菠菜叶中4种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列有关说法不正确的是(　　)A．叶绿体中的4种色素分布在类囊体薄膜上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解析：选C。叶绿体中的4种色素分布在类囊体薄膜上，故A正确。4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中，因此可用无水乙醇提取色素，故B正确。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，层析液中溶解度最高的是丁(胡萝卜素)，故C错误。发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素，即甲和乙，故D正确。4．将A、B、C、D四盆长势均匀的植物置于阳光下，A添加红色光照，B添加绿色光照，C隔红色滤光片，D隔绿色滤光片(如下图所示)。经过一段时间后，各盆植物中长势最好的是(　　)答案：A5．下图为叶绿体结构示意图，下列叙述不正确的是(　　)A．1具有选择透过性B．吸收光能的色素分布在2上C．与光合作用有关的酶只分布在3中D．叶绿体具有双层膜解析：选C。图中1表示叶绿体外膜，2是叶绿体类囊体，3是叶绿体基质。叶绿体是由双层膜构成的，它们具有选择透过性；吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和基质中。6．(必修1 P99图5－12改编)结合下图色素的吸收光谱回答以下问题：(1)叶绿素对________________光的吸收量大。(2)类胡萝卜素对________光的吸收量大。(3)叶绿素对________吸收量较少，所以叶片呈现绿色。答案：(1)红光和蓝紫　(2)蓝紫　(3)绿光[课时作业]A　合格性考试1．下列关于绿叶中色素的提取与分离实验的叙述，错误的是(　　)A．加入碳酸钙是为了防止色素被破坏B．加入二氧化硅有利于破坏叶肉细胞C．加入无水乙醇的目的是溶解色素D．滤纸条上的滤液细线中色素越少越利于色素分离解析：选D。碳酸钙是用来防止色素被破坏的；二氧化硅是为了研磨充分；无水乙醇是用于提取色素的有机溶剂；色素的含量合适才能使分离效果明显。2．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是(　　)A．可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素B．叶绿体中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同C．研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理D．滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠解析：选C。叶绿体中色素不溶于水而溶于有机溶剂无水乙醇，因此可用无水乙醇提取色素；分离色素利用了各种色素在层析液中的溶解度的不同，随层析液在滤纸条上扩散速度不同而停留在不同位置上；提取色素研磨时，需要向研钵内加入少量的二氧化硅、碳酸钙、5～10 mL无水乙醇及绿叶，并迅速、充分研磨；在滤纸条上画滤液细线时，一定要使滤液细线细、直、齐，防止层析后色素带重叠。3．下列关于生长在同一植株上的绿色叶片和黄绿色叶片的叙述，错误的是(　　)A．两种叶片都能吸收蓝紫光B．两种叶片中均含有类胡萝卜素C．两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素aD．黄绿色叶片的叶绿体中只含有叶绿素b解析：选D。叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素，二者均能吸收蓝紫光，A正确。当叶绿素含量高时呈现绿色，含量低时则呈现类胡萝卜素的颜色，B正确。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，C正确。黄绿色叶片中还含有胡萝卜素、叶黄素和叶绿素a，D错误。4．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，下列措施与之无关的是(　　)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、均匀D．盖上培养皿盖解析：选D。使色素带清晰、整齐的措施有定性滤纸要干燥，剪去滤纸条一端的两角，画滤液细线要画得细、齐、直、均匀，不让层析液触及滤液细线，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。5．植物进行光合作用时，光能的吸收发生在叶绿体的(　　)A．内膜上　　　　　　 B．基质中C．类囊体薄膜上  D．外膜上答案：C6．下列关于叶绿体色素的叙述，错误的是(　　)A．叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素的含量不同C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能解析：选D。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占3/4，类胡萝卜素约占1/4。利用层析液可分离4种叶绿体色素。提取的叶绿体色素仍可吸收光能，但叶绿体结构被破坏，导致不能进行完整的光合作用。7．(2020·哈尔滨高一检测)叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下列关于叶绿体及色素的叙述，错误的是(　　)A．植物细胞都有叶绿体，叶绿素普遍分布于植物的每个细胞中B．与光合作用有关的酶分布于类囊体和基质中C．叶绿体内有许多类囊体，极大地扩大了受光面积D．叶绿体中的色素分布于类囊体上，且都吸收蓝紫光答案：A8．下图是绿叶中色素的提取和分离过程图解，根据所学知识回答下列问题：(1)图一是色素的提取，其中甲过程按a、b、c依次加入5 g 绿叶、二氧化硅和碳酸钙少许、10 mL____________； 加入 c的作用是____________。(2)图一中乙过程是过滤得到含有色素的滤液，其中用的是单层尼龙布而不是纱布，原因是____________________________________________________。(3)图二中戊是沿铅笔细线画出含色素的滤液细线e，要求画出的e要__________，在画线时要待干燥后再画下一次，重复1～2次。(4)图二中己是纸层析法分离色素的步骤，其中h是__________，g和f的位置关系是________________。解析：(1)除向研钵中加入绿叶、二氧化硅和碳酸钙外，还应加入能溶解并提取色素的无水乙醇。(2)单层尼龙布过滤效果好，而纱布具有吸收色素的能力，会导致色素含量降低。(3)画滤液细线时要注意画得细、直、齐，这样在色素分离时现象才能明显。(4)图二中己是纸层析分离，由于色素易溶于层析液，所以不能让层析液没及滤液细线。答案：(1)无水乙醇　溶解色素　(2)纱布对色素的吸收性强，会遗失部分色素，导致色素含量降低　(3)细、直、齐　(4)层析液　g不能没及f9．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，结果如下图所示，分析回答下列问题：(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)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。解析：(1)白光的光质较为均匀，需氧细菌主要分布在能进行光合作用产生O2的叶绿体周围。(2)色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而酶有的分布在类囊体上，有的分布在叶绿体基质中。(3)在C实验中的自变量是光质，主要有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光区域的需氧细菌远远多于绿光区域。答案：(1)细菌分布在叶绿体所有受光的部位　O2(2)叶绿体的类囊体薄膜上　类囊体上和叶绿体基质中(3)找出不同颜色的光对光合作用的影响　红光和蓝光B　等级性考试10．(2020·河南周口高一检测)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)，则图甲、乙分别是(　　)A．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解析：选B。由图观察可知，图甲吸收光谱在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素分子的吸收光谱；图乙吸收光谱只在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱。11．下列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叶绿素合成受阻引起的解析：选C。叶绿体中的色素易溶于有机溶剂如乙醇、丙酮中，A项正确；镁是叶绿素的组成元素，植物中的矿质元素主要由根从土壤中吸收，B项正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光(波长范围大约是390～760 nm)，而红外光是波长大于760 nm 的光，紫外光是波长小于390 nm的光，C项错误；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，从而使叶片表现出类胡萝卜素的黄色，D项正确。12．下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。根据此图并结合所学知识分析，以下说法正确的是(　　)①在晚间用大约550 nm波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度②在通过纸层析法分离出来的色素带上，胡萝卜素的印记在最上面③土壤中缺镁时，420～470 nm波长的光的利用量显著减少A．①②　　　　　　　　 B．①③C．②③  D．①②③解析：选C。由于叶片中各种色素对绿光吸收很少，所以夜间用绿光照射行道树，很难提高夜间氧气的浓度；四种色素中胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸上扩散的速率最快；土壤中缺镁就会使叶绿素的含量降低，明显降低了对420～470 nm波长的光的吸收。13．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、药品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图中的(　　)试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋水＋－－－碳酸钙＋＋－＋二氧化硅＋＋＋－A．①②③④  B．②④①③C．④②③①  D．③②①④解析：选B。无水乙醇用于溶解绿叶中的色素，甲同学未加无水乙醇，其滤纸条上应无色素带；碳酸钙能够防止研磨时叶绿素被破坏，丙同学未加碳酸钙，其滤纸条上叶绿素a、叶绿素b对应的色素带应较窄；二氧化硅能够使研磨更充分，丁同学未加二氧化硅，其滤纸条上的四种色素带均应较窄；乙同学操作正确，其滤纸条上的色素带应为正常的④分布。14．植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述不正确的是(　　)A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．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答案：A15．为验证叶绿素合成所需的条件，有人设计了如下实验：a．配制培养基：1号(含蔗糖、水、植物必需的各种矿质元素等)，2号(不含Mg，其他成分与1号相同)。b．小麦种子用清水浸泡后消毒，在无菌条件下，将种子的胚剥离，去掉胚乳(因为胚乳中含Mg)。c．在无菌条件下，将胚接种在培养基上。培养两周后，观察幼苗的颜色。如下表所示： 甲乙丙丁培养基1号2号1号1号培养基数目5555每个培养基接种胚的数目10101010培养条件光照16 h/d、25 ℃？黑暗、25 ℃光照16 h/d、10 ℃实验结果(幼苗颜色)绿色黄色黄色黄绿色请分析回答下列问题：(1)在该实验设计中，为什么每组用5个培养基，且每个培养基中接种10粒种子的胚？___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙组的培养条件很可能是_______________________________________。(3)甲组起____________________作用，通过实验可得出结论：叶绿素的合成需要____________________________________________。解析：(1)设计实验时，要设置多个重复实验，以免因偶然因素导致实验出现较大误差。(2)实验应遵循单一变量原则，由题干及表格中的实验结果可推知，甲、乙为一组对照实验，实验变量为培养基中是否含Mg，则其他变量应一致，即乙的培养条件应与甲相同，为光照16 h/d、25 ℃。(3)根据表格中的实验处理可知，甲组起到对照作用，通过实验可得出叶绿素的合成需要Mg、光照和适宜的温度。答案：(1)如果样本数量过少，会因为偶然因素而影响实验结果(2)光照16 h/d、25 ℃(3)对照　Mg、光照和适宜的温度