光合作用与能量转化（第1课时） 捕获光能的色素和结构 高一上学期生物人教版必修1+

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一、必备知识基础练1.(2024广东广州高一期末)如图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置,层析后得到①②③④四种不同的色素带,其中主要吸收红光和蓝紫光的是()A.①② B.②③ C.①④ D.③④2.(2024福建福州高一期末)下列关于叶绿体色素的叙述,正确的是()A.色素提取的原理是四种色素在无水乙醇中的溶解度不同B.色素在滤纸上的扩散速度与其在层析液中溶解度呈正相关C.用白光照射提取液,透过提取液的主要是蓝紫光和红光D.提取的色素溶液,给予适宜的光照后可观察到氧气产生3.(2024山东威海高一期末)绿叶中的色素具有吸收、传递和转化光能的作用,实验室中可用纸层析法分离出各种色素。下列说法正确的是()A.利用绿叶中的色素能溶于无水乙醇的原理可实现色素的分离B.向研钵中加入CaCO3可使研磨更加充分C.滤纸条最上面的两种色素主要吸收蓝紫光和红光D.可根据滤纸条上呈现的色素带宽窄来比较各种色素含量的多少4.(多选)如图为“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料、用具及步骤。下列相关叙述正确的是()A.图中步骤③画滤液细线时要快速重复画多次B.图中步骤④加盖的目的是防止层析液挥发C.若步骤①中物质A能提取色素,则该物质可为95%酒精D.若步骤①中物质B可使研磨充分,则该物质为二氧化硅5.图甲是叶绿体结构示意图,图乙是叶绿体中色素的分离结果(①②代表叶绿体结构,A~D代表4种色素),下列叙述错误的是()A.图甲的①中含有光合色素B.图乙的A、B所示色素主要吸收蓝紫光C.捕获光能的色素位于图甲的①上D.分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同6.叶绿体中的类囊体分为基粒类囊体和基质类囊体,二者的区别在于前者含有较多的光合色素以及形成了堆叠的基粒(如图所示)。下列关于类囊体的叙述,正确的是()A.类囊体属于叶绿体内膜的一部分B.据图推测基质类囊体吸收光的能力强于基粒类囊体C.从结构上分析,类囊体堆叠形成基粒的意义与线粒体中形成嵴的意义类似D.类囊体不属于细胞器,类囊体薄膜也不属于生物膜系统7.科学家恩格尔曼利用水绵和需氧细菌等做了如下实验。甲组:把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境中,再用极细光束照射水绵。乙组:将载有水绵和需氧细菌的临时装片完全暴露在光下。丙组:用透过三棱镜的光照射载有水绵和需氧细菌的临时装片。下列关于上述实验的分析,错误的是()A.选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点是便于观察和确定释放氧气的部位B.将临时装片置于没有空气的黑暗环境中的目的是消耗完水绵中的有机物C.丙组的实验结果可以证明水绵进行光合作用主要利用的是红光和蓝紫光D.设置乙组实验的目的是对甲组实验结果进行进一步验证8.在电子显微镜下,我们可清晰地观察到细胞内的各种结构。下图为两种细胞器的亚显微结构模式图,回答下列问题。AB(1)细胞器A、B的名称分别是、。

(2)樟树茎表皮细胞含图中的细胞器(填字母),其功能是。

(3)细胞器A中(填序号)含大量色素和酶。

二、能力素养提升练9.环境因素的改变可影响叶绿体中色素的种类和含量,而叶绿体中色素的种类与含量又直接影响光合速率。下列叙述正确的是()A.在无光条件下培育的韭菜叶片中不含任何色素,无法进行光合作用B.温度降低导致叶绿素含量下降的唯一原因是叶绿素的合成能力降低C.提取光合色素时需要在水中将植物叶片充分研磨以利于各种色素的释放D.光合色素对不同波长光的吸收能力不同,且每种色素都不能吸收所有波长的光10.(多选)对菠菜叶中提取的色素进行纸层析,以色素扩散距离为横坐标,光合色素的含量为纵坐标,绘制图示如下,下列叙述正确的是()A.色素带最宽的是乙,丁色素的溶解度最高B.四种色素中,丙和丁主要吸收红光和蓝紫光C.实验结果表明,不同色素带的宽度是相同的D.提取色素时,加入少许碳酸钙可防止研磨中色素被破坏11.植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述,错误的是()A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越慢D.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰12.(2023海南高考)火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如图。回答下列问题。(1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是;用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第条。

(2)本次实验结果表明,三种补光光源中最佳的是,该光源的最佳补光时间是h/d,判断该光源是最佳补光光源的依据是

。

(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源,设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。

参考答案1.D分离色素原理: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。图中的①②③④分别表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,其中主要吸收红光和蓝紫光的是③④。2.B光合色素提取的原理是色素易溶于有机溶剂无水乙醇,A项错误;光合色素在滤纸上的扩散速度与其在层析液中溶解度呈正相关,B项正确;光合色素主要吸收蓝紫光和红光,用白光照射提取液,大部分蓝紫光和红光都被色素吸收了,C项错误;只有光合色素不能发生光合作用产生氧气,D项错误。3.D利用绿叶中的色素能溶于无水乙醇的原理可实现色素的提取,而分离色素利用的是各色素在层析液中的溶解度不同,A项错误;向研钵中加入CaCO3可防止研磨过程中破坏色素,B项错误;滤纸条最上面的两种色素是胡萝卜素和叶黄素,统称为类胡萝卜素,主要吸收的是蓝紫光,C项错误;从滤纸条上色素带的宽窄可以判断出绿叶中各色素的含量多少,D项正确。4.BD图中步骤③画滤液细线时,画好一条滤液细线后,待滤液干后,再重画一到两次,A项错误;层析液容易挥发,图中步骤④加盖的目的是防止层析液挥发,B项正确;色素能溶解于有机溶剂,若步骤①中物质A能提取色素,则该物质可为无水乙醇,C项错误;二氧化硅能促进研磨,若步骤①中物质B可使研磨充分,则该物质为二氧化硅,D项正确。5.D图甲的①是基粒,由类囊体堆叠而成,含有光合色素,A项正确;图乙的A为胡萝卜素,B为叶黄素,主要吸收蓝紫光,B项正确;捕获光能的色素位于图甲的①类囊体膜上,C项正确;分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,D项错误。6.C叶绿体内膜是紧贴在叶绿体外膜内侧的结构,类囊体不属于叶绿体内膜,A项错误;基粒中的类囊体发生堆叠,增加了光合色素的附着面积,即吸收光的面积更大,吸光能力强于基质类囊体,B项错误;类囊体堆叠形成基粒与线粒体中形成嵴都是为了增大膜面积,C项正确;类囊体薄膜属于细胞器膜,因此属于生物膜系统,D项错误。7.B需氧细菌会聚集在氧气多的部位,水绵具有叶绿体,且在细胞中呈螺旋带状分布,选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点是便于观察和确定释放氧气的部位,A项正确;将临时装片置于没有空气的黑暗环境中可以排除自然光和空气中的氧气对实验的干扰,B项错误;丙组的实验结果为需氧细菌集中分布在红光和蓝紫光照射的区域,可知水绵进行光合作用主要利用的是红光和蓝紫光,C项正确;乙组实验是对甲组实验结果的进一步验证,证明光合作用发生在叶绿体的受光部位,D项正确。8.答案(1)叶绿体线粒体(2)B细胞能量代谢中心和有氧呼吸的主要场所(3)③解析(1)据图可知,A中含有类囊体等结构,是叶绿体;B具有双层膜结构,且内膜向内折叠成嵴,为线粒体。(2)樟树茎表皮细胞含图中的细胞器是线粒体,对应图B;线粒体是细胞的“动力车间”,是细胞能量代谢中心和有氧呼吸的主要场所。(3)细胞器A中①为外膜,②为内膜,③是类囊体薄膜,④为叶绿体基质,其中③类囊体薄膜是光反应的场所,含大量色素和酶。9.D叶绿素的合成需要光照,在无光条件下培育的韭菜叶片中不含叶绿素,但是有其他色素,可以进行光合作用,A项错误;温度降低导致叶绿素含量下降的原因除了叶绿素的合成能力降低,低温下叶绿素也容易分解,B项错误;光合色素溶解于有机溶剂,故提取光合色素时需要在无水乙醇中将植物叶片充分研磨以利于各种色素的释放,C项错误;光合色素对不同波长光的吸收能力不同,且每种色素都不能吸收所有波长的光,会对某些波长的光吸收较为明显,如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,D项正确。10.AD分析图可知,色素含量最多的是乙,所以色素带最宽的是乙,丁扩散距离最远,所以丁色素的溶解度最高,A项正确;丙表示叶黄素,丁表示胡萝卜素,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,B项错误;不同色素的含量是不同的,所以不同色素带的宽度是不相同的,C项错误;提取色素时,加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏,D项正确。11.C叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg,故氮元素(N)和镁元素(Mg)是构成叶绿素分子的重要元素,A项正确;叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,B项正确;各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越快,C项错误;类胡萝卜素(包括叶黄素和胡萝卜素)主要吸收蓝紫光,故不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰,D项正确。12.答案(1)叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b)一条和第二(2)红光+蓝光6不同的补光时间条件下,红光+蓝光光源组平均花朵数均最多(3)将长势相同的火龙果植株均分为三组,成花诱导完成后,经不同光照强度的白光处理相同时间到果实成熟时(其他条件相同且适宜),分别测量每组的火龙果产量,产量最高的组别的光线对应最适光照强度。解析(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b,二者统称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第一条和第二条。(2)根据实验结