1、捕获光能的色素和结构一、选择题(每小题2分，共24分)1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(D)A两种叶片都能吸收蓝紫光B两种叶片均含有类胡萝卜素C两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素aD黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP解析：两种叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素，二者均吸收蓝紫光，A正确；当叶绿素含量高时呈现绿色，含量少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；黄绿色叶片在光下时仍能进行光合作用，故在光反应过程中能产生ATP用于暗反应，D错误。2关于叶绿素的叙述，错误的是(D)A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可用于光合作用C叶绿
2、素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光解析：本题主要考查叶绿素的相关知识。镁是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用的光反应过程；叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同；叶绿素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出去，使植物呈现绿色。3关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是(B)A使用定性滤纸过滤研磨液B将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23次D研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析：本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液；在滤纸
3、条上画出一条滤液细线后，待干燥后再重复画线23次；研磨叶片时，用无水乙醇或95%的乙醇溶解色素。4.(2019江苏卷，17)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是(D)A研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b解析：研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素，A错误；层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92号汽油代替，B错误；层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯，C错误；由图可知，蓝细菌只有两条色素
4、带，不含有叶黄素和叶绿素b，D正确。5关于叶绿体色素的叙述，错误的是(D)A叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同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：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，A项正确；叶绿体中叶绿素含量约为3/4，类胡萝卜素含量约为1/4，B项正确；不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离，C项正确；乙醇提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍是可以吸收光能的，D项错误。6某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果
5、。下列分析错误的是(D)A甲可能是因为研磨时未加入SiO2B乙可能是因为研磨时未加入CaCO3C丙可能误用蒸馏水做提取液和层析液D丁是正确操作得到的理想结果解析：色素的提取和分离实验中，SiO2可使菠菜叶研磨充分，CaCO3可防止叶绿素受到破坏，未加入SiO2和CaCO3时，会发生甲、乙图示的现象；丙图中色素含量基本为零，可能是误用蒸馏水做提取液和层析液的结果，C项正确；丁图显示含量最高的是叶黄素，实际上正常绿色叶片中叶绿素a和叶绿素b含量多，D项错误。7叶绿体是光合作用的主要场所，下列关于叶绿体的叙述，正确的是(D)A没有叶绿体的细胞就不能进行光合作用B吸收光能的四种色素分布在基质中C叶绿体
6、内膜为光反应所需的酶提供了附着位点D叶绿体内存在的类囊体，极大地扩展了受光面积解析：蓝细菌没有叶绿体，但可以进行光合作用。叶绿体内膜上没有光反应所需的酶。吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上。叶绿体内存在的类囊体，极大地扩展了受光面积，D正确。8如图表示某同学做“提取和分离叶绿体色素”实验的改进装置，下列叙述错误的是(D)A应向培养皿中倒入层析液B应将滤液滴在a处，而不能滴在b处C实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)D实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色解析：所有的色素都从a处向四周扩散，呈橙黄色的胡萝卜素扩散速度最快，因此在若干个同心圆中，最大的一个圆是橙黄色。9如图表示
7、提取和分离叶绿体色素部分材料和用具，下列叙述错误的是(D)A图加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3B将糨糊状研磨液倒入的漏斗中，漏斗基部应放一块单层尼龙布C画滤液细线的要求是细、齐、直D层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素解析：色素提取时加入无水乙醇的目的是溶解色素，加入SiO2的目的是使细胞中的色素更容易释放出来，加入CaCO3的目的是防止色素被破坏，在过滤时漏斗的基部应放一块单层尼龙布，层析的结果是叶绿素a的色素带最宽，扩散最快的是胡萝卜素。10下列关于叶绿体、线粒体的结构和功能的叙述中，不正确的是(C)A与真核生物光合作用有关的酶分布在叶绿体的基质和基粒上B与真
8、核生物有氧呼吸有关的酶分布在细胞质基质、线粒体的内膜和基质中C线粒体与有氧呼吸有关，需氧型生物的细胞中均有线粒体D叶绿体与植物细胞的光合作用有关，但不是所有的植物细胞都有叶绿体解析：与真核生物光合作用有关的酶分布在叶绿体的基质和基粒上，A正确；与真核生物有氧呼吸有关的酶分布在细胞质基质、线粒体的内膜和基质中，B正确；需氧型原核生物的细胞中不含线粒体，C错误；植物根尖细胞不含叶绿体，D正确。11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)A在光束照射到水绵之前，应该加
9、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对照实验解析：本实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；为了防止空气对实验结果的影响，应该排除空气；好氧细菌的分布密疏，表示了氧气产生的多少；水绵的带状叶绿体便于观察，有利于设置对照实验。12如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是(D)A色素乙在滤纸上的扩散速度最快B提取色素时加入无水乙醇是为了防止叶绿素被破坏C水稻在开花时节，叶片中色素含量是(甲乙)(丙丁)D四种色素都能溶解在层析液中，
10、丁色素的溶解度最大解析：图中横坐标表示扩散距离，柱体的高矮表示相应色素含量多少，根据扩散距离可知，甲表示叶绿素b，乙表示叶绿素a，丙表示叶黄素，丁表示胡萝卜素，其中胡萝卜素扩散速度最快；提取色素时加入无水乙醇的目的是溶解色素，为了防止研磨过程中叶绿素被破坏需要加入碳酸钙；水稻开花时，光合作用旺盛，此时叶绿体中叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)含量多于类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)含量；叶绿体中的色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素扩散得快，故丁色素在层析液中溶解度最大。二、非选择题(共26分)13(5分)分别在A、B、C三个研钵中加入5 g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按表所示添加
11、试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，并进行色素分离实验，其中一种溶液色素分离结果如图所示。请回答：处理ABC二氧化硅(少量)碳酸钙(少量)无水乙醇(10 mL)蒸馏水(10 mL)(1)图中乙色素表示叶绿素a，该图所表示的实验结果属于C处理得到的溶液。(2)若利用A处理得到的溶液进行纸层析，得到的实验结果与图示结果不同(相同/不同)，理由是未加碳酸钙，部分叶绿素被破坏，图中甲、乙对应色素含量较少。(3)进行色素分离实验中，层析时关键应注意不要让滤液细线触及层析液。解析：横坐标表示色素扩散距离，柱体的高矮表示相应色素含量多少，该图表示纸层析中不同色素的扩散情况。根据色素含量多少以及扩散距离
12、情况，可判断甲为叶绿素b、乙为叶绿素a、丙为叶黄素、丁为胡萝卜素。根据上述分析，可联系绿叶中色素的提取和分离的注意事项。14(10分)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。.提取叶绿素.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 )下进行实验，方法和结果如下表。注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的X应该为对人体无害的有机溶剂(食用酒精)，原因是叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响。(2)表中Y应该为8.0，原因是实验中
13、自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于酸性食品，否则会由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。答案：纸层析法，其主要步骤：制备滤纸条；画色素滤液细线；用层析液分离色素；观察色素带。解析：叶绿素易溶于有机溶剂，如丙酮或无水乙醇；探究pH对叶绿素稳定性的影响时，要有酸性、中性和碱性等不同条件；由表格信息可知，酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色；可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。15(11分)下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程，分析回
14、答：(1)提取色素时为了研磨充分应加入二氧化硅(SiO2)，纸层析法分离色素的原理是色素在层析液里的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸条上扩散快。(2)纸层析法分离色素的“结果”如右图所示，其中共有的色素带的颜色是橙黄色、黄色，据此能得出的结论是叶绿素的形成需要光。(3)将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液分别放在阳光与三棱镜之间，“结果”吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光12 h，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，其原因是叶绿素不稳定，在强光下易分解。(4)每分子叶绿素含有一个Mg2，可被H、Cu2等置换。韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后，其
15、颜色与研磨时未加碳酸钙(CaCO3)的颜色相似，呈黄褐色。实验室常用含Cu2的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因是铜代叶绿素比叶绿素稳定。解析：(1)在提取绿色叶片中的色素时要在研钵中加无水乙醇、碳酸钙、石英砂，各色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同，从而分离色素；溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。(2)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，据图可知，共有的色素带的颜色是橙黄色、黄色；根据实验流程图可知，韭黄和韭菜的区别是生长过程中是否有光照，根据实验结果可以看出，韭黄的色素带缺少叶绿素，故可推断叶绿素的形成需要光照。(3)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，所以韭菜和韭黄色素滤液的吸收光谱最明显的差异出现在红光区域；韭菜滤液在强光下曝光12 h后，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，说明叶绿素不稳定，在强光下易分解。(4)叶绿素能被酸性物质破坏，所以加入5% HCl后，其颜色与研磨时未加碳酸钙的颜色相似。通过铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色可推测，铜代叶绿素比叶绿素稳定。