2020秋高一生物人教版必修1 第5章 第4节 第1课时 捕获光能的色素和结构 课时作业 7页

[基础测试] 知识点一 捕获光能的色素和结构 1.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作： ①将 5 g 新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨 ②将 预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端 1 cm 处用钢笔画一条横线 ③为增强 实验效果，将滤液细线画粗些 ④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入 层析液中，让滤液细线浸入层析液中 该同学操作有误的是( ) A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 答案 D 解析 相关操作中，正确的做法是：①提取绿叶中的色素时，在将 5 g 新鲜菠 菜叶片剪碎放入研钵中后，应加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入 10 mL 无水乙 醇，进行迅速、充分地研磨；②制作滤纸条时，应将预备好的滤纸条一端剪去两 角，在距这一端底部 1 cm 处用铅笔画一条细的横线，而不是用钢笔；③画滤液细 线时，为确保色素带分离整齐、不重叠，应保证滤液细线细、直、齐，为增强实 验效果，应重复画线使滤液细线处积累较多色素；④分离色素时，应将滤纸条画 有滤液细线的一端朝下，略微斜靠着烧杯的内壁，轻轻插入层析液中，随后盖上 培养皿盖，为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中，不能让滤液细线触及层析 液。 2．下列有关“叶绿体色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是( ) A．加入碳酸钙防止滤液挥发 B．用 NaCl 溶液提取叶片中的色素 C．用无水乙醇或丙酮分离色素 D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨 答案 D 解析 “叶绿体色素的提取和分离”的实验中加入碳酸钙的目的是保护叶绿 素，防止叶绿素被破坏，A 错误；在“叶绿体色素的提取和分离”实验中应该用 无水乙醇或丙酮提取色素，而用层析液来分离色素，B、C 错误；在“叶绿体色素 的提取和分离”实验中加入二氧化硅的目的是使研磨更充分，D 正确。 3．如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”的实验改进装置，下面与 之有关的叙述中，错误的是( ) A．应将色素滤液滴在 a 处，而不能滴在 b 处 B．应向培养皿中倒入层析液 C．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色 D．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形) 答案 C 解析 为了防止色素溶解在层析液中，应将色素滤液滴在 a 处，而不能滴在 b 处，A 正确；培养皿中倒入层析液分离色素，B 正确；实验得到的四个同心圆中， 最小的一个圆呈黄绿色，然后向外依次是蓝绿色、黄色、橙黄色，C 错误，D 正确。 4．下列关于叶绿体内光合色素的描述，正确的是( ) A．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变 B．一般情况下叶绿体色素中含量最多的是叶绿素 a C．层析液中溶解度最大的光合色素是叶绿素 a D．叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片一般呈现绿色 答案 B 解析 植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例是变化的，如叶片衰老后， 叶绿素的含量降低，类胡萝卜素的含量升高，A 错误；一般情况下叶绿体色素中 含量最多的是叶绿素 a，B 正确；层析液中溶解度最大的光合色素是胡萝卜素，C 错误；叶绿素对绿光吸收最少，大量的绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色，D 错误。 5．如图是叶片中两类色素的吸收光谱，试判定甲和乙分别为何种色素( ) A．叶绿素 a、叶绿素 b B．类胡萝卜素、叶绿素 C．叶黄素、叶绿素 a D．叶绿素、类胡萝卜素 答案 D 解析 根据图中曲线可知，甲有两个吸收峰，分别位于蓝紫光区和红光区， 乙只有一个吸收峰，位于蓝紫光区，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，甲为叶绿素，乙为类胡萝卜素。 6. 将长势相同的四株植物，分别置于不同颜色的玻璃罩内，在同一环境中， 接受相同水肥和光照，经过一段时间后，长势最好和最差的依次是( ) ①红色透明罩 ②绿色透明罩 ③蓝色透明罩 ④无色透明罩 A．④③ B．②① C．④② D．③① 答案 C 解析 无色透明罩可允许各种颜色的单色光透过，而有色透明罩只允许与透 明罩颜色相同的一种单色光透过。在白光下，植物长势最好，在绿光下植物长势 最差。 知识点二 叶绿体的结构适于进行光合作用 7.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实 验，装片需要给予一定的条件，这些条件是( ) A．光照、有空气、临时装片中无 NaHCO3 稀溶液 B．光照、无空气、临时装片中有 NaHCO3 稀溶液 C．黑暗、有空气、临时装片中无 NaHCO3 稀溶液 D．黑暗、无空气、临时装片中有 NaHCO3 稀溶液 答案 B 解析 要设计证明叶绿体有放氧功能，首先明确叶绿体只有在光下才能释放 O2，C、D 排除；若有空气，好氧菌将均匀分布，无法观察到好氧菌分布于产氧的 部位，NaHCO3 溶液用来维持 CO2 的浓度。 8．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( ) 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．叶绿体内膜为光合作用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 答案 D 解析 蓝细菌没有叶绿体，但可以进行光合作用，A 错误；吸收光能的四种 色素分布在类囊体薄膜上，B 错误；叶绿体类囊体膜为光合作用的酶提供了附着位 点，C 错误；叶绿体内存在的类囊体，极大地扩展了受光面积，D 正确。 [能力提升] 9. 为研究高光强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，右图为纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙 述错误的是( ) 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 图中色素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b。据图所示，强光照下叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，A 正确；强光照 下类胡萝卜素含量上升是应激反应，有利于抵御强光照，这是适应环境的结果，B 正确；色素Ⅲ、Ⅳ分别是叶绿素 a 和叶绿素 b，吸收光谱的吸收峰波长分别是 425 nm、465 nm，C 正确；提取叶绿体中的色素后，画滤液线时，滤液在点样线上多 画几次，以利于积累较多的色素，实验效果明显，D 错误。 10．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)，其余操作 均正常，他们所得的实验结果依次应为( ) 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ 水 ＋ － － － CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④ 答案 B 解析 由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂无水乙醇，色素不 溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确， 应为④，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a 和叶绿素 b，且叶绿素 a 和叶绿素 b 的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂无水乙醇，可以提取到色素， 但由于未加 CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄， 应为①；丁同学未加 SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常 水平，应为③。 11．下面是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答： (1)图中步骤①加入研钵内的物质为：A________10 mL，作用是________； B________ 少 许 ， 作 用 是 使 研 磨 充 分 ； C________ 少 许 ， 作 用 是 __________________________________________________________________。 (2)图中步骤②将研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放有________________。 (3)图中步骤③剪去两角的作用是________________________，画滤液细线的 要求是____________________。 (4)图中步骤④中加盖的目的是______________；色素带最宽的是________， 扩散速度最快的是________。 (5)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量 3/4 的________ 和________分解，从而显示出________和________的颜色。 答案 (1)无水乙醇 溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 防止叶绿素被破坏 (2)单层尼龙布 (3)防止色素带扩散不整齐 细、齐、直 (4)防止层析液挥发 叶绿素 a 胡萝卜素 (5)叶绿素 a 叶绿素 b 胡萝卜素 叶黄素 解析 (1)研磨时需要加入 3 种物质：10 mL 无水乙醇，作用是溶解色素；二 氧化硅可以增大摩擦力、充分研磨，使细胞和叶绿体破碎；细胞研磨破碎后，会 溢出有机酸，为防止叶绿素被破坏，研磨时需要加入少许碳酸钙来中和有机酸。 (2)过滤研磨液时，漏斗基部通常使用单层尼龙布过滤细叶脉和 SiO2 等。 (3)剪去滤纸两角的作用是防止滤纸两边色素扩散过快，色素带不整齐。画滤 液细线的要求是细、齐、直。 (4)4 种色素在层析液中溶解度不同导致各种色素在滤纸条上的扩散速度不同， 胡萝卜素在层析液中溶解度最高，扩散最快。由于层析液有毒，且可以挥发，所 以要加盖。色素带的宽度不同是由各种色素含量不同造成的，且色素的含量越多， 色素带越宽。一般植物叶片中叶绿素 a 含量最多，所以叶绿素 a 的色素带最宽。 (5)叶绿素包括叶绿素 a 和叶绿素 b，不稳定，在低温下易分解，而叶黄素和胡 萝卜素较稳定，故秋天树叶由绿变黄。 12．为研究城市环境污染和某植物生命活动的关系，研究者测定了不同污染 程度下该植物叶片光合色素的含量，获得的数据处理成下面的柱状图。请分析回 答下列问题： (1)提取叶片中光合色素时常使用_______________(试剂)研磨法来获取色素， 为使________________，还可加入少许二氧化硅。 (2)纸层析法是分离叶片光合色素的简便方法。若研究者用该方法能否获得上 述实验数据？为什么？________________________________________。 (3)据图可知，污染程度的加剧使________(色素类型)的含量减少。 答案 (1)无水乙醇(有机溶剂) 研磨更充分 (2)否。利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带，不能定量分析色素 (3)叶绿素(叶绿素 a 和叶绿素 b) 13．(2019·四川成都七中月考)(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿 体色素的提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色 的色素带为________。 (2)该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色 素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩 后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的________可判断条带的色素种类。 (3)实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这 是叶片中某些色素降解所致，丙同学则认为这是某些色素含量增加所致。根据所 学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确？将实验步骤补充完 整。 第一步：从预留的叶片中挑选出足量的、________、________的________叶 片和________叶片为实验材料。 第二步：在________条件下，再次进行_______________________实验。 第三步：测定和记录实验结果，比较这两种叶片各种色素的________和 ________，得出结论。 答案 (1)叶绿素 b (2)吸收光谱 (3)份量相等 大小相近 已变黄 正常 相同 叶绿体色素的提取和分离 种 类 含量 解析 (1)在滤纸条上层析出的色素带从上到下依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄 素(黄色)、叶绿素 a(蓝绿色)、叶绿素 b(黄绿色)。 (2)不同的色素吸收不同波长的光，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。所以通过分析色素溶液的吸收光谱可判断条带的色素种类。 (3)欲探究叶片变黄的原因，可以提取出发黄叶片和正常叶片中的相关色素， 测定色素的含量和种类并进行比较，从而得出结论，实验中一定要遵循对照原则 和单一变量原则等。