1、课时提升作业捕获光能的色素和结构(30分钟100分)一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)1.李明进行绿叶中色素分离实验时,用圆形滤纸替换条形滤纸,并在滤纸圆心处滴一滴色素提取液进行层析,结果形成近似同心的四个色素环,由圆心向外处于第三圈色素环的颜色为()A.蓝绿色B.黄绿色C.黄色D.橙黄色【解析】选C。由题意及色素在层析液中溶解度可知,处于第三圈的色素为叶黄素,其颜色为黄色。2.(2018龙岩高一检测)关于光合色素提取和分离实验的叙述,正确的是()A.菠菜绿叶可被用作色素提取的材料,在使用前用清水浸泡清洗,提取效果会更好B.加入少许CaCO3能避免类胡萝卜素被破坏C.色素分离的原理是
2、色素易溶解于层析液D.用某一叶黄素缺失突变体水稻叶片进行实验,分离色素时(从上往下)第二条色素带缺失【解析】选D。由于色素不溶于水,用水清洗绿叶不影响实验结果,A错误;加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏,B错误;色素分离的原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,C错误;用某一叶黄素缺失突变体水稻叶片进行实验,分离色素时(从上往下)第二条色素带缺失,D正确。3.(2016全国卷)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
3、片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的【解析】选C。本题主要考查叶绿体中色素的性质、作用与色素合成的条件。A项,叶绿体中的色素能够溶于有机溶剂无水乙醇中,故正确。B项,镁是合成叶绿素的原材料,由根从土壤中吸收,故正确。C项,叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光进行光合作用,故错误。D项,叶绿素的合成需要光照,无光环境中叶绿素不能合成,表现为黄化现象,故正确。【补偿训练】关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作,正确的是()A.使用定性滤纸过滤研磨液B.研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素C.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析D.将滤液细线接触层析液使色素分离【解析】选C。应使用单层尼龙布过滤研磨液
4、,而不是使用定性滤纸,A错误;研磨叶片时,用无水乙醇或丙酮溶解色素,B错误;将干燥处理过的定性滤纸条剪成长条,用于层析,C正确;滤液细线不能触及层析液,否则色素会溶解在层析液中,D错误。4.(2018厦门高一检测)下列关于叶绿素的描述错误的是()A.土壤中缺少镁时,植物细胞中的叶绿素含量会下降B.叶绿素只能利用可见光进行光合作用C.在植物的叶绿体和液泡中都含有叶绿素D.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光【解析】选C。镁是组成叶绿素的重要元素,因此土壤中缺少镁时,植物细胞中的叶绿素含量会下降,A正确;叶绿素只能吸收可见光,因此其只能利用可见光进行光合作用,B正确;叶绿素只分布在叶绿体中,液泡中不含叶绿素
5、,C错误;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,D正确。5.大棚种植西兰花能够让我们在寒冷的冬季也能享受其美味。为了增加其产量,大棚内照明灯的颜色和大棚的塑料薄膜颜色选择最好的组合为()A.蓝紫光或红光、无色透明B.蓝紫光或红光、黄色透明C.白光、黄色透明D.白光、无色透明【解析】选A。由于照明灯的功率是一定的,所以在相同的功率下,用蓝紫光或红光的照明灯,植物利用光能的效率最高;由于太阳光是一定的,所以用无色透明的塑料薄膜,植物获得光能更多。6.下列关于生长在同一植株上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.
6、黄绿色叶片不能进行光合作用【解析】选D。绿色叶片和黄绿色叶片中均含有类胡萝卜素和叶绿素,只是含量不同,类胡萝卜素能吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,A正确;当叶绿素含量高时,呈现叶绿素的颜色,含量低时则呈现类胡萝卜素的颜色,两种叶片均含有类胡萝卜素,B正确;绿色叶片和黄绿色叶片中均含有类胡萝卜素和叶绿素,叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,C正确;在光照条件下,黄绿色叶片能进行光合作用,D错误。【补偿训练】为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生,某学者设计了以下实验:制作载有水绵和好氧细菌的临时装片,用极细光束照射水绵,同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析,不正确的是()A.在光束照射到水
7、绵之前,应该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.用好氧细菌起指示作用D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件【解析】选A。该实验的自变量是光的有无,而不是光的波长,A错误;实验设计的巧妙之一是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排除了环境中光线和氧的影响,从而确保实验能够正常地进行,B正确;实验设计的巧妙之二是实验材料选择好氧细菌可以确定释放氧气多的部位,C正确;水绵不仅具备细而长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中,便于设置叶绿体有无光照,D正确。7.(2018潍坊高一检测)下列有关叶绿体和线粒体的叙述,正确的是() A.二者内膜都能向内折叠增
8、加膜面积B.二者基质都含有少量核酸和大量的酶C.二者都能合成ATP且都用于各项生命活动D.二者都含多种色素【解析】选B。线粒体通过内膜向内折叠增加膜面积,叶绿体通过类囊体堆叠成基粒增大膜面积,A错误;叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶,线粒体基质中含有与细胞呼吸有关的酶,二者都是半自主性细胞器,基质中都含有少量核酸,B正确;叶绿体和线粒体都能合成ATP,叶绿体产生的ATP用于有机物的合成,线粒体产生的ATP可以用于各项生命活动,C错误;叶绿体含有色素,线粒体不含色素,D错误。8.(2017海南高考改编)将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是 A.离体叶绿体在自
9、然光下能产生氧气B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D.若将叶绿体置于绿光下,则不会有氧气产生【解析】选A。叶绿体是光合作用的场所,在自然光下,叶绿体能进行光合作用产生氧气,A正确;叶绿体中的光合色素能吸收红光,因此会产生氧气,B错误;叶绿体中的光合色素能吸收蓝紫光,因此会产生氧气,C错误;叶绿体中的色素吸收绿光最少,但仍可吸收绿光进行光合作用释放氧气,D错误。二、非选择题(共2小题,共30分)9.(15分)叶绿素是植物细胞内参与光合作用的重要色素,请回答下列相关问题: (1)叶绿素等光合色素分布在叶绿体的_上,与糖类相比,叶绿素分子中特有的元
10、素是_。(2)将绿叶中提取的色素溶液放在光源和分光镜之间,在光谱中可以看到明显变暗的区域是_。分离色素所依据的原理是_,使用的方法是_。(3)植物种子在黑暗中萌发形成的幼苗,节间特别长,叶子很小,呈黄色或黄白色,即“黄化现象”。从光合色素形成所需要的环境条件方面进行分析,“黄化现象”说明了_。【解析】(1)与光合作用有关的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,叶绿素与糖类相比含有氮元素和镁元素。(2)叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光,所以将绿叶中提取的色素溶液放在光源和分光镜之间,在光谱中红光和蓝紫光区域明显变暗;叶绿体色素分离的原理是不同的色素在层析液中的溶解度不同,使用的方法是纸层析法。(3)由题
11、意可知,叶绿素的形成需要光,类胡萝卜素的形成可以不需要光。答案: (1)类囊体薄膜氮(N)、镁(Mg)(2)红光和蓝紫光不同的色素在层析液中的溶解度不同纸层析法(3)叶绿素的形成需要光,类胡萝卜素的形成可以不需要光10.(15分)植物较长时间在黑暗中生长,会出现节间特别长,侧枝不发育,叶子很小,呈黄色或者黄白色,即“黄化现象”。有人做了如下实验:将花菜豆幼苗在暗处放置了78天,使之黄化后,每天给予如下光照,比较其恢复正常形态的情况,结果如下: 光强光照时间结果2 880 lx(弱光)0.5 h无论光照时间的长短,都能逐渐恢复正常形态。光照4 h和12 h后,形成很多叶绿素2 h4 h12 h4
12、 000 lx(强光)1 min光照10 min和30 min时,恢复正常形态的程度与上述光照4 h和12 h差不多,但是不能形成叶绿素4 min10 min30 min根据上述实验,回答下列问题:(1)该实验的目的是_。(2)较长时间在黑暗中生长的植物叶片呈黄色或黄白色,原因是_。(3)从实验结果可以看出,叶绿素的形成和从黄化恢复正常形态的原因是不同的:从黄化恢复正常状态与_有密切关系,而叶绿素的形成则与_有密切关系。(4)由此进一步推出,从黄化恢复正常形态与植物的光合作用有关吗?_,原因是_。【解析】(1)根据题表信息可以知道:自变量是光照强度以及光照时间,所以该实验的目的是研究光对叶绿素
13、合成及黄化植物恢复过程的影响。(2)较长时间在黑暗中生长的植物叶片呈黄色或黄白色,说明植物叶片中不含叶绿素,原因是无光条件下不能合成叶绿素。(3)根据表格中的结果:弱光下无论光照时间的长短,都能逐渐恢复正常形态;强光下光照10 min和30 min时,恢复正常形态的程度与弱光下光照4 h和12 h差不多,可以看出从黄化恢复正常形态与光照强度有关,而叶绿素的形成则与光照时间有关(时间短了无法形成叶绿素)。(4)由实验结果可知,在强光下,可以从黄化恢复正常形态,但不能合成叶绿素,则此时植物并不能进行光合作用,所以从黄化恢复正常形态与植物的光合作用无关。答案:(1)研究光对叶绿素合成及黄化植物恢复过
14、程的影响(2)无光条件下,叶绿素不能合成,但能合成类胡萝卜素(3)光照强度光照时间(4)无关由实验结果可知,在强光下,黄化植物可以恢复正常形态,但不能合成叶绿素,即此时植物并不能进行光合作用1.(6分)(2018广元高一检测)某同学用无水乙醇提取高光强下(实验组)绿叶中的色素,并进行纸层析得到了4条不同颜色的色素带,但蓝绿色带和黄绿色带都变窄。下列说法正确的是()A.高光强下的提取液的绿色比正常光强下的更深B.强光照可能抑制叶绿素的合成C.4种色素在层析液中溶解度最大的是叶绿素b,最小的是胡萝卜素D.操作中如果滤液细线触及层析液,会缩短得到四条色素带的时间【解析】选B。蓝绿色带对应的是叶绿素a
15、,黄绿色带对应的是叶绿素b,在强光下蓝绿色带和黄绿色带都变窄,说明强光会导致叶绿素分解,因此高光强下的提取液的绿色比正常光强下的更浅,A错误、B正确;4种色素在层析液中溶解度最大的是胡萝卜素,最小的是叶绿素b,C错误;操作中如果滤液细线触及层析液,会导致色素溶于层析液,可能会得不到四条色素带,D错误。2.(6分)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,结果如图所示。下列叙述正确的是() A.本实验的自变量是叶绿素含量B.由图中曲线可知,经低温和暗处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显C.纸层析分离上述叶片色素提取液,第4组由上到下第一二条色素带会明显变窄D.若在光照、
16、低温条件下,适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失【解题关键】(1)图示信息:曲线1与曲线2相比,自变量为光照;曲线1与曲线4相比,自变量为温度。(2)关键信息:叶绿素的合成受光照和温度影响。【解析】选D。由曲线可知,本实验的自变量为光照强度、温度,因变量为叶绿素含量,A错误;对比图中曲线可知,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,B错误;纸层析分离叶片色素提取液,第4组叶绿素含量较少,因此由上到下第三、四条色素带会明显变窄,C错误;曲线4与其他曲线对比可知,若在光照、低温条件下,适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失,D正确。【补偿训练】学生利用新
17、鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了下列四种不同的层析结果。下列分析不合理的是()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未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3【解析】选C。甲图中没有提取到任何色素,有可能是用蒸馏水作溶剂,而色素不溶于水;乙图中得到色素的比例是合适的,但量都较少,说明可能是没有加入SiO2,使研磨不够充分;丙图中提取色素的含量较高,但叶绿素的含量低于类胡萝卜素的含量,说明该材料有可能是发黄的叶片;丁图中有可能是破坏了叶绿素,导致叶绿素的含量下降。【实验探究】3.(18分)(2017江苏
18、学考真题)图甲丁表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题: (1)图甲丁中,实验操作步骤的先后顺序是_(填序号)。(2)观察图中试剂a、b,其颜色依次是_。(3)步骤丙中,滤纸条上出现四条色素带,那么最上面一条色素带的色素名称是_。(4)在该实验的操作过程中,有同学按下列方法操作,其中不合理的有_(在ad中选择填空)。a.用蒸馏水替代无水乙醇提取色素b.在充分研磨叶片后立即加入碳酸钙c.用定性滤纸替代纱布过滤研磨液d.沿铅笔线连续数次画滤液细线(5)请尝试运用该实验方法,探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化,简要写出实验的主要思路: _。【解析
19、】(1)据图分析,甲表示画滤液细线,乙表示研磨、提取色素,丙表示分离色素,丁表示过滤,则实验操作步骤的先后顺序是乙、丁、甲、丙。(2)图中试剂a表示无水乙醇,b表示层析液,二者都无色。(3)步骤丙表示分离色素,最上面一条色素带的色素名称为胡萝卜素。(4)蒸馏水属于无机溶剂,不能提取色素;加入碳酸钙、二氧化硅、无水乙醇后才能研磨叶片;用定性滤纸替代纱布过滤研磨液,则大量滤液被吸收;沿铅笔线画滤液细线时,需待滤液干后再画下一次。(5)探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化,其变量应为不同叶龄的菠菜叶片,进行相同实验操作,分别提取和分离色素,观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽。答案:(1)乙、丁、甲、丙(2)无色、无色(3)胡萝卜素(4)a、b、c、d(5)称取相同质量的不同叶龄菠菜叶,进行相同实验操作,分别提取和分离色素,观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽