2024-2025学年高中生物第5章细胞的能量供应和利用4.1捕获光能的色素和结构课时分层作业含解析新人教版必修1

PAGE9-捕获光能的色素和结构(15分钟50分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.从叶绿体中提取色素,选取下列哪一种叶片效果最好 ()A.厚硬似革质的绿色叶片B.苍老、黄绿的叶片C.簇新、细嫩、颜色浓绿的叶片D.多浆汁或有特别气味的绿色叶片【解析】选C。提取叶绿体中的色素,需选择叶绿素含量较多的叶片,同时要求该叶片易研磨,所以C项符合要求。2.在“绿叶中色素的提取和分别”试验中,提取步骤有:①研磨②过滤③加乙醇④加二氧化硅和碳酸钙⑤将绿叶放入研钵。正确的步骤是 ()A.⑤→②→④→③→① B.⑤→④→③→①→②C.④→⑤→③→②→① D.③→②→①→⑤→④【解析】选B。提取绿叶中色素的过程为:称取5g绿叶,剪碎,放入研钵中,同时向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入10mL无水乙醇,进行研磨。将研磨得到的液体快速倒入玻璃漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中,刚好用棉塞将试管口塞严。综上分析,正确的步骤是:⑤将绿叶放入研钵→④加二氧化硅和碳酸钙→③加乙醇→①研磨→3.如图表示叶绿体色素提取分别试验中纸层析的结果,据图推断用作试验材料的叶片颜色为 ()A.红色 B.黄色 C.绿色 D.紫色【解析】选B。从图中可以看出,胡萝卜素、叶黄素明显高于叶绿素a、叶绿素b,故叶片的颜色为黄色。【补偿训练】甲、乙、丙、丁四位同学,以簇新绿色菠菜叶为试验材料,用层析法进行绿叶中色素的提取和分别试验时,由于操作不同,而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是 ()A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C.丙可能是正确操作得到的志向结果D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3【解析】选C。绿叶中的色素属于有机物,易溶于无水乙醇等有机溶剂,难溶于水,所以不能用水作提取液和层析液,A正确;乙中每种色素都有,但含量很少,可能是无水乙醇过多,色素浓度太低导致的,B正确;丙中每种色素都有,但是胡萝卜素和叶黄素含量较多,叶绿素a和叶绿素b含量较少,这不应当是正确操作得到的志向结果,假如操作无误,应当是叶绿素的含量多,C错误;丁中叶绿素a和叶绿素b含量很少,可能是研磨时未加入CaCO3破坏了叶绿素,因为与类胡萝卜素相比,叶绿素更易受到破坏,D正确。4.下图做色素层析分别的正确装置是 ()【解题指南】识记并理解叶绿体中色素的化学性质、分别色素的原理及其试验流程是解答此题的关键。【解析】选D。A装置中的滤液细线没入层析液中,造成色素溶解在层析液中,滤纸条上得不到色素带或色素较少;层析液易挥发,且有毒性,A、B装置没有密封,导致层析液挥发,且影响试验者健康,A、B错误;C装置中的滤纸条没有触及层析液,不能达到分别色素的目的,C错误;D装置中的滤纸条触及层析液,且滤液细线没有没入层析液中,且装置进行了密封,因此滤纸条上能分别得到色素带,D正确。5.(2024·烟台高一检测)如图为叶绿体结构示意图,下列叙述不正确的是()A.①具有选择透过性功能B.汲取光能的色素分布在②上C.与光合作用有关的酶只分布在③中D.具有双层膜【解析】选C。图中①为生物膜,②为类囊体,③为叶绿体基质,生物膜具有选择透过性功能,故A正确;汲取光能的色素分布在类囊体薄膜上,故B正确;类囊体薄膜和叶绿体基质中均有与光合作用有关的酶,故C错误;叶绿体具有双层膜结构,故D正确。6.某探讨组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照耀,经光汲取测定和色素层析条带分析(从上至下)与正常叶片相比,试验结果是 ()A.光汲取差异显著,色素带缺第2条B.光汲取差异不显著,色素带缺第2条C.光汲取差异显著,色素带缺第3条D.光汲取差异不显著,色素带缺第3条【解析】选B。叶绿体中的叶绿素a和b主要汲取蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要汲取蓝紫光,所以当水稻叶黄素缺失突变体进行红光照耀时,光汲取差异不显著;对正常叶片叶绿体中的色素提取后层析的结果,自上而下依次是胡萝卜素带、叶黄素带、叶绿素a带和叶绿素b带,B正确。7.关于叶绿素的叙述,错误的是 ()A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B.被叶绿素汲取的光可用于光合作用C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的汲取峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地汲取绿光【解析】选D。本题考查色素的元素组成和色素对光能的汲取。叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素,A正确;色素的作用是汲取、传递和转化光能,汲取的光能用于光合作用,B正确;叶绿素a比叶绿素b在红光区的汲取峰值高,C正确;植物主要汲取蓝紫光和红光,绿光汲取最少,反射多,所以叶片呈现绿色,D错误。二、非选择题(共15分)8.(2024·银川高一检测)依据所学学问,回答下列问题:(1)氮、磷、镁3种元素中,构成叶绿体中酶的元素是______,构成叶绿体类囊体薄膜的元素是__________,组成叶绿素的元素是________。

(2)缺镁的植物叶片发黄,其缘由是

________________________________。

(3)在提取叶绿体色素的过程中,研磨叶片时通常需加少量的二氧化硅、碳酸钙及适量无水乙醇。二氧化硅的作用是______________;碳酸钙的作用是______________________;无水乙醇的作用是______________。

【解析】(1)叶绿体中酶的本质是蛋白质,其主要的组成元素是C、H、O、N;生物膜的组成元素是C、H、O、N、P等;叶绿素是含镁的有机物,含有C、H、O、N、Mg。(2)镁是叶绿素的组成成分,缺镁会导致叶绿素的合成受阻,因此缺镁的植物叶片发黄。(3)二氧化硅的作用是使研磨更充分;碳酸钙的作用是防止研磨过程中色素被破坏;无水乙醇的作用是提取色素。答案:(1)氮氮和磷氮和镁(2)镁是叶绿素的组成成分,缺镁导致叶绿素的合成受阻(3)使研磨更充分防止研磨过程中色素被破坏提取色素(20分钟50分)一、选择题(共5小题,每小题4分,共20分)1.下列关于“绿叶中色素的提取和分别试验”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别的缘由是不同色素在层析液中的溶解度不同C.在研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后干脆用杵棒渐渐研磨D.试验结果中得到的滤纸条上最宽的色素带呈蓝绿色,最上面的色素带呈橙黄色【解析】选C。叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂(如丙酮、酒精)中,所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素,A正确;叶绿体中色素能够分别的缘由是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度越大,扩散速度越快,B正确;在研钵中加入二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇和绿叶后,因为无水乙醇有挥发性,所以要用杵棒快速研磨,C错误;试验结果中得到的滤纸条上最宽的色素带呈蓝绿色,最上面的色素带呈橙黄色,D正确。2.某同学在做“绿叶中色素的提取和分别”试验时,为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用,进行了4组试验来验证,四组试验结果如图所示,第④组是进行了正确操作的比照组。下列针对试验结果的相关分析不正确的是 ()A.绿叶中的色素都能够溶解在层析液中,四种色素的溶解度相同B.①可能是由于未加CaCO3而得到的试验结果C.②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的试验结果D.③可能是由于未加SiO2而得到的试验结果【解析】选A。绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同,A错误;若未加CaCO3,叶绿素可能被破坏,因而下边的两条色素带比正常的窄,B正确;若试验中所加溶剂为水,而不是有机溶剂无水乙醇,则提取不到叶绿体中的色素,因为色素不溶于水,C正确;若未加SiO2,可能导致研磨不充分,即各种色素的提取量均少于正常水平,D正确。3.(2024·深圳高一检测)线粒体和叶绿体都是与能量代谢有关的细胞器。下列相关叙述错误的是 ()A.两者都能产生ATP,但形成ATP所需能量的来源不同B.线粒体和叶绿体均为双层膜结构,其中所含酶的种类相同C.两者都含有磷脂、DNA和多种酶,而叶绿体中还含有色素D.线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体囊状结构堆叠成基粒【解析】选B。两者都能产生ATP,但形成ATP所需能量的来源不同,光合作用的能源来自光能,细胞呼吸则来自有机物中的化学能,A正确;两者进行的生命活动不同,所以发生的生化反应就不同,酶的种类也不同,B错误;线粒体和叶绿体都含有DNA、RNA、酶,叶绿体中还含有色素,C正确;两者都有增大膜面积的方式,线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体类囊体堆叠形成基粒,D正确。4.某爱好小组选择了簇新菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”,做绿叶中色素的提取和分别试验。色素层析结果如图,下面叙述正确的是 ()A.提取色素的原理是色素在层析液中溶解度不同B.假如以“绿叶”为试验材料,试验中没加碳酸钙也可能出现和“嫩黄叶”相像的结果C.假如将两组试验提取的色素放置在阳光和三棱镜之间,则汲取光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域D.甲为“嫩黄叶”,乙为簇新菠菜的“绿叶”【解析】选B。提取色素的原理是绿叶中的色素不溶于水而溶于有机溶剂,分别色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同,A错误;研磨叶片时加CaCO3的作用是防止色素被破坏,假如以“绿叶”为试验材料,试验中没加碳酸钙也可能出现和“嫩黄叶”相像的结果,B正确;由于叶绿素主要汲取红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要汲取蓝紫光,假如将两组试验提取的色素放置在阳光和三棱镜之间,则汲取光谱最明显的差异出现在红光区域,C错误;簇新菠菜所含叶绿素a和叶绿素b较多,叶绿素a带和叶绿素b带较宽,所以甲为簇新菠菜的“绿叶”,乙为“嫩黄叶”,D错误。5.如图是恩格尔曼探讨光合作用的相关试验,用极细光束照耀水绵的①处,发觉好氧细菌在此处聚集。下列有关叙述正确的是 ()A.细菌在①处聚集进行光合作用B.结构②的色素只有藻蓝素和叶绿素C.该试验说明O2是光合作用的产物D.水绵产生的有机物可以干脆被细菌利用【解析】选C。好氧细菌在①处聚集,这是因为进行光合作用产生O2,A错误;水绵是真核生物,结构②即叶绿体,其所含色素为类胡萝卜素和叶绿素,B错误;好氧细菌集中在①处,由此说明O2是光合作用的产物,C正确;该试验只能说明水绵进行光合作用产生O2被细菌利用,但不能说明产生的有机物被细菌利用,D错误。【补偿训练】为探究叶绿体汲取光能后是否有氧气产生,某学者设计了以下试验:制作载有水绵和好氧细菌的临时装片,用极细光束照耀水绵,同时放在显微镜下视察。下列关于该试验的分析,不正确的是 ()A.在光束照耀到水绵之前,应当加三棱镜将混合光分解成连续光谱B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中C.好氧细菌起指示作用D.水绵的带状叶绿体有利于设置比照试验【解析】选A。本试验的目的是验证叶绿体在光照下能够产生氧气,而与光照的颜色种类没有关系,不用加三棱镜将混合光分解成连续光谱;为了防止空气对试验结果的影响,应当解除空气干扰;好氧细菌分布的密疏,表示了氧气产生的多少;水绵的叶绿体便于视察,有利于设置比照试验。二、非选择题(共2小题,共30分)6.(12分)(2024·南宁高一检测)某科研人员探讨不同遮光处理对白桦光合作用生理特性的影响结果如图。(1)叶片中叶绿素含量是维持植物正常光合作用的主要指标,叶绿素主要存在于白桦叶片的____________(详细部位),通过探讨图中的结果发觉白桦叶绿素含量随____________而增加,提高了白桦在弱光环境下的捕光实力。探讨发觉植物体内的叶绿素处于不断地合成和分解中。请从该角度去说明叶绿素含量增加的缘由:__________________________。

(2)叶绿素b/叶绿素a的比值可作为植物利用弱光实力的推断指标,探讨人员发觉遮光处理提高了白桦叶绿素b/叶绿素a的比值。通过中学课本____________试验可以验证该结论。你的试验依据是________________________________________________________。

【解析】(1)叶绿素主要存在于白桦叶片的叶绿体类囊体薄膜上。叶绿素具有捕获光能的作用,图示横轴表示不同遮光处理,纵轴表示叶绿素含量,从图中分析可知,随着遮光程度的增加,白桦叶绿素含量渐渐增加,这说明随着光照强度的减弱,叶绿素能提高白桦在弱光环境下的捕光实力。植物体内的叶绿素处于不断地合成和分解中,这说明植物体内的叶绿素含量是其合成量与分解量的差值,因此叶绿素含量增加的缘由是叶绿素的合成量改变不大,分解量削减(或叶绿素的合成量增加,分解量改变不大或叶绿素的合成量增加,分解量削减)。(2)通过中学课本绿叶中色素的提取和分别试验,通过视察比较滤纸条上蓝绿色条带(叶绿素a)和黄绿色条带(叶绿素b)的宽度可确定叶绿素a和叶绿素b的含量,从而确定遮光处理是否提高了叶绿素b/叶绿素a的比值。遮光处理提高了白桦叶绿素b/叶绿素a的比值,这说明遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组。答案:(1)叶绿体类囊体薄膜遮光程度的增加叶绿素的合成量改变不大,分解量削减(或叶绿素的合成量增加,分解量改变不大或叶绿素的合成量增加,分解量削减)(2)绿叶中色素的提取和分别遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组【试验·探究】7.(18分)(实力挑战题)通过科学试验发觉,土壤中缺磷会导致植株矮小,叶色暗绿,依据叶色改变推断可能是缺少类胡萝卜素。试设计试验探究叶色暗绿是否由缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。试验所需主要用具、试剂:烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培育液、只缺磷的完全培育液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。试验材料:正常生长的黄瓜幼苗。(1)试验假设:________________________________________________。

(2)试验步骤:①取两个烧杯,分别编号为A、B,各放入____________________________的黄瓜幼苗。

②向A烧杯中加入适量____________________,向B烧杯中加入____________________,置于相同且相宜的条件下培育,