5-4-光合作用与能量转化(第1课时)(分层练)(解析版)

第五章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化（第1课时）基础篇基础篇1.在日光下，植物叶片中的叶绿素（

）A.大量吸收绿光

B.等量吸收不同波长的光

C.主要吸收蓝紫光和绿光

D.主要吸收蓝紫光和红光【答案】D【解析】

试题分析：植物的色素几乎不吸收绿光，A项错误；叶绿素和类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，B、C错误；D项正确。

考点：本题考查叶绿素的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力。2.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），下列有关叙述正确的是（

）

A.甲种色素主要是分布在层析结果滤纸条自上而下的中间2条色素带

B.甲乙分别是：叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱

C.甲乙分别是：叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱

D.乙种色素的含量达总色素的3/4【答案】B【解析】

1、光合色素的种类：包括叶绿素和类胡萝卜素两类。其中叶绿素占色素总量的3/4，包括叶绿素a(蓝绿色）和叶绿素b(黄绿色），主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素占色素总量的1/4，包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），主要吸收蓝紫光。

2、色素分离时滤纸条上自上而下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。

A、甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱，其分布在层析结果滤纸条自上而下的三、四两条色素带，A错误；

B、C、甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱；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，B正确、C错误；

D、乙种色素的含量达总色素的1/4，甲种色素的含量达总色素的3/4，D错误。

故选B。3.为研究光照强度对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，下图为滤纸层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。下列叙述不正确的是（）

A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低

B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照

C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰值的波长不同

D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次【答案】D【解析】

绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。

题图分析：滤纸条从上到下依次是：Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a（最宽）、Ⅳ叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照。

A、根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，A正确；

B、强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照，B正确；

C、色素Ⅲ是叶绿素a、Ⅳ是叶绿素b，叶绿素a和叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长不同，C正确；

D、分离色素画滤液细线时，重复画线操作应在前一次画线晾干后再进行重复操作，并需要细、齐、直，D错误。

故选D。4.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，研磨绿叶不需要加入（）A.乙醇

B.层析液

C.二氧化硅

D.碳酸钙【答案】B【解析】

据题文描述可知：该题考查学生对“绿叶中色素的提取和分离”实验的操作流程的识记和理解能力。

研磨绿叶，属于绿叶中色素的提取环节，其过程是：①称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中；②向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨。用纸层析法分离绿叶中的色素时将用到层析液。综上分析，B正确，A、C、D均错误。5.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无水乙醇中

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，是由于叶绿素合成受阻引起的【答案】C【解析】

叶绿体中的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿体又分为叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素又分为胡萝卜素和叶黄素。光合作用中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。

A、叶绿体中的色素不溶于水，但能够溶解在有机溶剂乙醇中，A正确；

B、构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中以主动运输方式吸收，B正确。

C、通常，可见光会被叶绿体中的色素吸收用于光合作用，而红外光和紫外光不能被叶绿体中的色素吸收，C错误；

D、叶绿素的合成需要光照条件，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引起的，D正确；

故选C。6.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，随层析液在滤纸上扩散最快的色素名称及其颜色是（）A.叶绿素a，蓝绿色

B.叶绿素b，黄绿色

C.叶黄素，黄色

D.胡萝卜素，橙黄色【答案】D【解析】试题分析：色素提取和分离的原理：

（1）各种色素都能溶解在有机溶剂（无水乙醇）中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来．

（2）各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，所以不同色素可以在滤纸上因扩散速度不同而分开，各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带．

叶绿体各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）．所以随层析液在滤纸上扩散最快的色素是胡萝卜素．

故选D。

考点：本题考查色素的提取和分离的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。7.某研究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射光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片相比，实验结果是（

）A.光吸收差异显著，色素带缺第2条

B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条

C.光吸收差异显著，色素带缺第3条

D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条【答案】B【解析】

分离色素利用纸层析法，原理是四种色素在层析液中溶解度不同，溶液度高的扩散速度快，结果从上而下分别是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）。叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。

叶黄素缺失突变体叶片不能合成叶黄素，叶黄素主要吸收蓝紫光，进行红光照射测定光吸收差异不显著，而色素带缺叶黄素这个条带，自上而下位于第2条，ACD错误，B正确。

故选B。8.提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（）A.进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上画线→将实验材料研磨

B.制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→取滤液→再画线

C.将实验材料剪碎、研磨→在滤纸条上画线→制取滤液→进行纸层析

D.将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在滤纸条上画线→进行纸层析【答案】D【解析】

选取材料将材料剪碎，加入提取液进行研磨；然后进行过滤制的滤液；为了保证色素带尽量窄一些，要画滤液线，用毛细吸管画滤液线，最后层析，综上分析，D正确。

故选D。

【点睛】

提取叶绿素的正确方法是先将实验材料剪碎、研磨，过滤制取滤液，然后利用毛细吸管沾到滤液在滤纸条上画线，注意线要画得细、直、齐，最后进行纸层析，注意层析时滤液细线不能浸没在层析液中。9.南宋词人李清照用“绿肥红瘦”来形容海棠花的叶片和花，成为不朽名句。请问此处和“绿”、“红”相关的色素分别位于植物细胞的什么部位（）A.叶绿体和液泡

B.叶绿体和线粒体

C.叶绿体和细胞质

D.细胞核和细胞质【答案】A【解析】

液泡是成熟植物细胞具有的细胞器。单层膜形成的泡状结构；内含细胞液（有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等），其作用为：调节植物细胞内的环境，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺。

叶绿体是植物叶肉细胞中存在的细胞器，其中含有光合色素，叶绿素的存在是叶子表现为绿色，为双层膜结构，是植物细胞进行光合作用的场所；植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。

“绿肥红瘦”中的“绿”的指海棠的叶子，与“绿”相关的色素是叶绿素，分布在叶肉细胞的叶绿体内；“绿肥红瘦”中的“红”是指海棠花，使海棠花呈现红色的是花青素，花青素分布在液泡中，即A正确。

故选A10.某同学在色素的提取和分离实验中，在滤纸中央滴一滴提取液，然后进行纸上层析，得到四个不同颜色的同心圆。其由外向内的第三圈的颜色是（）A.蓝绿色

B.黄绿色

C.黄色

D.橙黄色【答案】A【解析】色素在层析液中溶解度越高，随滤纸条扩散得越远，由外向内的第三圈的色素为叶绿素a，颜色为蓝绿色，A正确。

【点睛】绿叶中色素的提取与分离提升篇提升篇1.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下表所示(“+”表示使用，“－”表示未使用，丙酮可以用来代替无水乙醇)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为（

）

甲乙丙丁丙酮－+++水+－－－CaCO3++－+SiO2+++－A.①②③④

B.②④①③

C.④②③①

D.③②①④【答案】B【解析】

丙酮的作用是提取色素；CaCO3能防止色素被破坏；SiO2使得研磨充分。

色素带的分布：最上端：胡萝卜素（橙黄色），含量最少；其次：叶黄素（黄色），含量较少；次之：叶绿素A（蓝绿色），含量最多；最下端：叶绿素B（黄绿色），含量次之。

甲同学没有加入丙酮，因为色素不溶于水，所以得不到色素带，如图中②；

乙同学操作正确，所以色素带正常，如图中④；

丙同学没加入CaCO3，研磨使色素被破坏，特别是叶绿素含量减少，如图中①；

丁同学没加SiO2，研磨不充分，所有色素含量都少，如图中③。

故选B。2.在提取得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴适量的层析液，色素随层析液扩散得到如下图所示结果。图中1、3两条色素带依次代表的色素是（）

A.胡萝卜素、叶绿素a

B.叶黄素、叶绿素b

C.叶绿素b、叶黄素

D.叶绿素a、胡萝卜素【答案】A【解析】

利用各种光合色素随层析液在滤纸上扩散速度不同从而分离色素。溶解度大的扩散速度快，溶解度小的扩散速度慢。滤纸从外到内依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。

胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b在层析液溶解度由高到低，故扩散速度逐渐下降，圆形滤纸最外层的色素带说明相应色素扩散速度最快，最里边的扩散的最慢，所以1、2、3、4四条色素带依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。

故选A。3.下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行实验的流程。相关叙述错误的是（）

A.纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中溶解度不同

B.两组实验的结果①中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色

C.两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域

D.若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和②差异都不大【答案】C【解析】

叶绿体色素的提取和分离实验：

1、提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。

2、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．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．。

3、各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。

4、结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。

A、分离色素的原理是四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同色素分子可以在滤纸上通过扩散而分开，A正确；

B、光下生长的韭菜，其叶绿体中含有四种色素：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），避光生长的韭黄，其叶绿体内只含有两种色素：胡萝卜素、叶黄素，因此两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色，B正确；

C、叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，因此两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，C错误；

D、镁是叶绿素合成的原料，缺镁会使新的叶绿素分子的合成受阻，但对该色素的提取和分离的实验影响较小，因此若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和②差异都不大，D正确。

故选：C。4.分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。

注：“+”表示加；“－”表示不加。

试回答：

（1）A处理得到的溶液颜色是________，原因是_______________________。

（2）B处理得到的溶液颜色是________，原因是_______________________。

（3）C处理得到的溶液颜色是________，原因是_______________________。处理

A

B

C

SiO2（少量）

+

+

+

CaCO3（少量）

－

+

+

95%乙醇（10毫升）

+

－

+

蒸馏水（10毫升）

－

+

－

【答案】

黄绿色

部分叶绿素受到破坏

几乎无色

叶绿素不溶于水

深绿色

叶绿素溶于乙醇，且有碳酸钙的保护【解析】

叶绿体中色素的提取和分离实验应选取新鲜的绿色植物叶片，提取色素时需要加入无水乙醇（或丙酮）、石英砂和碳酸钙，其中无水乙醇（或丙酮）的作用是溶解色素，石英砂的作用是使研磨更加充分，碳酸钙的作用是防止色素被破坏。

（1）碳酸钙的作用是防止色素被破坏，A中未加CaCO3，导致部分叶绿素被破坏，所以溶液颜色为黄绿色。

（2）B中加入了SiO2和CaCO3，但研磨得到的叶绿素等色素不能溶于蒸馏水中，所以溶液几乎无色。

（3）C中加入了SiO2和CaCO3，研磨出的叶绿素等色素能溶解于有机溶剂酒精中，所以溶液为深绿色。

【点睛】

熟悉绿叶中色素的提取和分离实验的原理与操作方法是解答本题的关键。5.为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图

回答下列问题：

（1）本实验的因变量是________。由图中曲线对比可知，经________处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的________光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行________处理以减少叶绿素的损失。

（2）提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的________。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第________条色素带均明显变窄。

（3）若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定________，可得到叶绿素a的吸收光谱。【答案】

①.叶绿素含量

②.光+0℃

③.红光和蓝紫光

④.遮光

⑤.碳酸钙

⑥.三、四

⑦.吸光率【解析】

色素带在滤纸条上的分布，从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温和光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。

（1）根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温0℃+光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。这将导致叶绿素吸收的蓝紫光和红光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失。

（2）为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的碳酸钙。第4组得到的色素带中，叶绿素含量较少，因此从上到下的第3、4条色素带（叶绿素a、叶绿素b）均明显变窄。

（3）若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定吸光率，可得到叶绿素a的吸收光谱。

【点睛】

本题考查了影响光合作用的环境因素以及色素的提取和分离的实验，要求学生能够结合曲线的分析，确定实验的自变量和因变量，同时判断光照和温度