2024-2025學(xué)年高中生物第5章細胞的能量供應(yīng)和利用4.1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)課時分層作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGE9-捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)(15分鐘50分)一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.從葉綠體中提取色素,選取下列哪一種葉片效果最好 ()A.厚硬似革質(zhì)的綠色葉片B.蒼老、黃綠的葉片C.簇新、細嫩、顏色濃綠的葉片D.多漿汁或有特別氣味的綠色葉片【解析】選C。提取葉綠體中的色素,需選擇葉綠素含量較多的葉片,同時要求該葉片易研磨,所以C項符合要求。2.在“綠葉中色素的提取和分別”試驗中,提取步驟有:①研磨②過濾③加乙醇④加二氧化硅和碳酸鈣⑤將綠葉放入研缽。正確的步驟是 ()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】選B。提取綠葉中色素的過程為:稱取5g綠葉,剪碎,放入研缽中,同時向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣,再加入10mL無水乙醇,進行研磨。將研磨得到的液體快速倒入玻璃漏斗中進行過濾。將濾液收集到試管中,剛好用棉塞將試管口塞嚴。綜上分析,正確的步驟是:⑤將綠葉放入研缽→④加二氧化硅和碳酸鈣→③加乙醇→①研磨→3.如圖表示葉綠體色素提取分別試驗中紙層析的結(jié)果,據(jù)圖推斷用作試驗材料的葉片顏色為 ()A.紅色 B.黃色 C.綠色 D.紫色【解析】選B。從圖中可以看出,胡蘿卜素、葉黃素明顯高于葉綠素a、葉綠素b,故葉片的顏色為黃色?！狙a償訓(xùn)練】甲、乙、丙、丁四位同學(xué),以簇新綠色菠菜葉為試驗材料,用層析法進行綠葉中色素的提取和分別試驗時,由于操作不同,而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯誤的是 ()A.甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液B.乙可能是因為研磨時加入無水乙醇過多C.丙可能是正確操作得到的志向結(jié)果D.丁可能是因為研磨時未加入CaCO3【解析】選C。綠葉中的色素屬于有機物,易溶于無水乙醇等有機溶劑,難溶于水,所以不能用水作提取液和層析液,A正確;乙中每種色素都有,但含量很少,可能是無水乙醇過多,色素濃度太低導(dǎo)致的,B正確;丙中每種色素都有,但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多,葉綠素a和葉綠素b含量較少,這不應(yīng)當(dāng)是正確操作得到的志向結(jié)果,假如操作無誤,應(yīng)當(dāng)是葉綠素的含量多,C錯誤;丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少,可能是研磨時未加入CaCO3破壞了葉綠素,因為與類胡蘿卜素相比,葉綠素更易受到破壞,D正確。4.下圖做色素層析分別的正確裝置是 ()【解題指南】識記并理解葉綠體中色素的化學(xué)性質(zhì)、分別色素的原理及其試驗流程是解答此題的關(guān)鍵?！窘馕觥窟xD。A裝置中的濾液細線沒入層析液中,造成色素溶解在層析液中,濾紙條上得不到色素帶或色素較少;層析液易揮發(fā),且有毒性,A、B裝置沒有密封,導(dǎo)致層析液揮發(fā),且影響試驗者健康,A、B錯誤;C裝置中的濾紙條沒有觸及層析液,不能達到分別色素的目的,C錯誤;D裝置中的濾紙條觸及層析液,且濾液細線沒有沒入層析液中,且裝置進行了密封,因此濾紙條上能分別得到色素帶,D正確。5.(2024·煙臺高一檢測)如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖,下列敘述不正確的是()A.①具有選擇透過性功能B.汲取光能的色素分布在②上C.與光合作用有關(guān)的酶只分布在③中D.具有雙層膜【解析】選C。圖中①為生物膜,②為類囊體,③為葉綠體基質(zhì),生物膜具有選擇透過性功能,故A正確;汲取光能的色素分布在類囊體薄膜上,故B正確;類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中均有與光合作用有關(guān)的酶,故C錯誤;葉綠體具有雙層膜結(jié)構(gòu),故D正確。6.某探討組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進行了紅光照耀,經(jīng)光汲取測定和色素層析條帶分析(從上至下)與正常葉片相比,試驗結(jié)果是 ()A.光汲取差異顯著,色素帶缺第2條B.光汲取差異不顯著,色素帶缺第2條C.光汲取差異顯著,色素帶缺第3條D.光汲取差異不顯著,色素帶缺第3條【解析】選B。葉綠體中的葉綠素a和b主要汲取藍紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要汲取藍紫光,所以當(dāng)水稻葉黃素缺失突變體進行紅光照耀時,光汲取差異不顯著;對正常葉片葉綠體中的色素提取后層析的結(jié)果,自上而下依次是胡蘿卜素帶、葉黃素帶、葉綠素a帶和葉綠素b帶,B正確。7.關(guān)于葉綠素的敘述,錯誤的是 ()A.葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素B.被葉綠素汲取的光可用于光合作用C.葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的汲取峰值不同D.植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地汲取綠光【解析】選D。本題考查色素的元素組成和色素對光能的汲取。葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素,A正確;色素的作用是汲取、傳遞和轉(zhuǎn)化光能,汲取的光能用于光合作用,B正確;葉綠素a比葉綠素b在紅光區(qū)的汲取峰值高,C正確;植物主要汲取藍紫光和紅光,綠光汲取最少,反射多,所以葉片呈現(xiàn)綠色,D錯誤。二、非選擇題(共15分)8.(2024·銀川高一檢測)依據(jù)所學(xué)學(xué)問,回答下列問題:(1)氮、磷、鎂3種元素中,構(gòu)成葉綠體中酶的元素是______,構(gòu)成葉綠體類囊體薄膜的元素是__________,組成葉綠素的元素是________。

(2)缺鎂的植物葉片發(fā)黃,其緣由是

________________________________。

(3)在提取葉綠體色素的過程中,研磨葉片時通常需加少量的二氧化硅、碳酸鈣及適量無水乙醇。二氧化硅的作用是______________;碳酸鈣的作用是______________________;無水乙醇的作用是______________。

【解析】(1)葉綠體中酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),其主要的組成元素是C、H、O、N;生物膜的組成元素是C、H、O、N、P等;葉綠素是含鎂的有機物,含有C、H、O、N、Mg。(2)鎂是葉綠素的組成成分,缺鎂會導(dǎo)致葉綠素的合成受阻,因此缺鎂的植物葉片發(fā)黃。(3)二氧化硅的作用是使研磨更充分;碳酸鈣的作用是防止研磨過程中色素被破壞;無水乙醇的作用是提取色素。答案:(1)氮氮和磷氮和鎂(2)鎂是葉綠素的組成成分,缺鎂導(dǎo)致葉綠素的合成受阻(3)使研磨更充分防止研磨過程中色素被破壞提取色素(20分鐘50分)一、選擇題(共5小題,每小題4分,共20分)1.下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分別試驗”的敘述不正確的是 ()A.可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素B.葉綠體中色素能夠分別的緣由是不同色素在層析液中的溶解度不同C.在研缽中加入二氧化硅、碳酸鈣和綠葉后干脆用杵棒漸漸研磨D.試驗結(jié)果中得到的濾紙條上最寬的色素帶呈藍綠色,最上面的色素帶呈橙黃色【解析】選C。葉綠體中的色素都能溶解于有機溶劑(如丙酮、酒精)中,所以可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素,A正確;葉綠體中色素能夠分別的緣由是不同色素在層析液中的溶解度不同,溶解度越大,擴散速度越快,B正確;在研缽中加入二氧化硅、碳酸鈣、無水乙醇和綠葉后,因為無水乙醇有揮發(fā)性,所以要用杵棒快速研磨,C錯誤;試驗結(jié)果中得到的濾紙條上最寬的色素帶呈藍綠色,最上面的色素帶呈橙黃色,D正確。2.某同學(xué)在做“綠葉中色素的提取和分別”試驗時,為了確定無水乙醇、CaCO3和SiO2的作用,進行了4組試驗來驗證,四組試驗結(jié)果如圖所示,第④組是進行了正確操作的比照組。下列針對試驗結(jié)果的相關(guān)分析不正確的是 ()A.綠葉中的色素都能夠溶解在層析液中,四種色素的溶解度相同B.①可能是由于未加CaCO3而得到的試驗結(jié)果C.②可能是由于用水取代了無水乙醇而得到的試驗結(jié)果D.③可能是由于未加SiO2而得到的試驗結(jié)果【解析】選A。綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同,A錯誤;若未加CaCO3,葉綠素可能被破壞,因而下邊的兩條色素帶比正常的窄,B正確;若試驗中所加溶劑為水,而不是有機溶劑無水乙醇,則提取不到葉綠體中的色素,因為色素不溶于水,C正確;若未加SiO2,可能導(dǎo)致研磨不充分,即各種色素的提取量均少于正常水平,D正確。3.(2024·深圳高一檢測)線粒體和葉綠體都是與能量代謝有關(guān)的細胞器。下列相關(guān)敘述錯誤的是 ()A.兩者都能產(chǎn)生ATP,但形成ATP所需能量的來源不同B.線粒體和葉綠體均為雙層膜結(jié)構(gòu),其中所含酶的種類相同C.兩者都含有磷脂、DNA和多種酶,而葉綠體中還含有色素D.線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)堆疊成基?！窘馕觥窟xB。兩者都能產(chǎn)生ATP,但形成ATP所需能量的來源不同,光合作用的能源來自光能,細胞呼吸則來自有機物中的化學(xué)能,A正確;兩者進行的生命活動不同,所以發(fā)生的生化反應(yīng)就不同,酶的種類也不同,B錯誤;線粒體和葉綠體都含有DNA、RNA、酶,葉綠體中還含有色素,C正確;兩者都有增大膜面積的方式,線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,葉綠體類囊體堆疊形成基粒,D正確。4.某愛好小組選擇了簇新菠菜的“綠葉”“嫩黃葉”,做綠葉中色素的提取和分別試驗。色素層析結(jié)果如圖,下面敘述正確的是 ()A.提取色素的原理是色素在層析液中溶解度不同B.假如以“綠葉”為試驗材料,試驗中沒加碳酸鈣也可能出現(xiàn)和“嫩黃葉”相像的結(jié)果C.假如將兩組試驗提取的色素放置在陽光和三棱鏡之間,則汲取光譜最明顯的差異出現(xiàn)在藍紫光區(qū)域D.甲為“嫩黃葉”,乙為簇新菠菜的“綠葉”【解析】選B。提取色素的原理是綠葉中的色素不溶于水而溶于有機溶劑,分別色素的原理是色素在層析液中的溶解度不同,A錯誤;研磨葉片時加CaCO3的作用是防止色素被破壞,假如以“綠葉”為試驗材料,試驗中沒加碳酸鈣也可能出現(xiàn)和“嫩黃葉”相像的結(jié)果,B正確;由于葉綠素主要汲取紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要汲取藍紫光,假如將兩組試驗提取的色素放置在陽光和三棱鏡之間,則汲取光譜最明顯的差異出現(xiàn)在紅光區(qū)域,C錯誤;簇新菠菜所含葉綠素a和葉綠素b較多,葉綠素a帶和葉綠素b帶較寬,所以甲為簇新菠菜的“綠葉”,乙為“嫩黃葉”,D錯誤。5.如圖是恩格爾曼探討光合作用的相關(guān)試驗,用極細光束照耀水綿的①處,發(fā)覺好氧細菌在此處聚集。下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.細菌在①處聚集進行光合作用B.結(jié)構(gòu)②的色素只有藻藍素和葉綠素C.該試驗說明O2是光合作用的產(chǎn)物D.水綿產(chǎn)生的有機物可以干脆被細菌利用【解析】選C。好氧細菌在①處聚集,這是因為進行光合作用產(chǎn)生O2,A錯誤;水綿是真核生物,結(jié)構(gòu)②即葉綠體,其所含色素為類胡蘿卜素和葉綠素,B錯誤;好氧細菌集中在①處,由此說明O2是光合作用的產(chǎn)物,C正確;該試驗只能說明水綿進行光合作用產(chǎn)生O2被細菌利用,但不能說明產(chǎn)生的有機物被細菌利用,D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】為探究葉綠體汲取光能后是否有氧氣產(chǎn)生,某學(xué)者設(shè)計了以下試驗:制作載有水綿和好氧細菌的臨時裝片,用極細光束照耀水綿,同時放在顯微鏡下視察。下列關(guān)于該試驗的分析,不正確的是 ()A.在光束照耀到水綿之前,應(yīng)當(dāng)加三棱鏡將混合光分解成連續(xù)光譜B.臨時裝片應(yīng)放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中C.好氧細菌起指示作用D.水綿的帶狀葉綠體有利于設(shè)置比照試驗【解析】選A。本試驗的目的是驗證葉綠體在光照下能夠產(chǎn)生氧氣,而與光照的顏色種類沒有關(guān)系,不用加三棱鏡將混合光分解成連續(xù)光譜;為了防止空氣對試驗結(jié)果的影響,應(yīng)當(dāng)解除空氣干擾;好氧細菌分布的密疏,表示了氧氣產(chǎn)生的多少;水綿的葉綠體便于視察,有利于設(shè)置比照試驗。二、非選擇題(共2小題,共30分)6.(12分)(2024·南寧高一檢測)某科研人員探討不同遮光處理對白樺光合作用生理特性的影響結(jié)果如圖。(1)葉片中葉綠素含量是維持植物正常光合作用的主要指標(biāo),葉綠素主要存在于白樺葉片的____________(詳細部位),通過探討圖中的結(jié)果發(fā)覺白樺葉綠素含量隨____________而增加,提高了白樺在弱光環(huán)境下的捕光實力。探討發(fā)覺植物體內(nèi)的葉綠素處于不斷地合成和分解中。請從該角度去說明葉綠素含量增加的緣由:__________________________。

(2)葉綠素b/葉綠素a的比值可作為植物利用弱光實力的推斷指標(biāo),探討人員發(fā)覺遮光處理提高了白樺葉綠素b/葉綠素a的比值。通過中學(xué)課本____________試驗可以驗證該結(jié)論。你的試驗依據(jù)是________________________________________________________。

【解析】(1)葉綠素主要存在于白樺葉片的葉綠體類囊體薄膜上。葉綠素具有捕獲光能的作用,圖示橫軸表示不同遮光處理,縱軸表示葉綠素含量,從圖中分析可知,隨著遮光程度的增加,白樺葉綠素含量漸漸增加,這說明隨著光照強度的減弱,葉綠素能提高白樺在弱光環(huán)境下的捕光實力。植物體內(nèi)的葉綠素處于不斷地合成和分解中,這說明植物體內(nèi)的葉綠素含量是其合成量與分解量的差值,因此葉綠素含量增加的緣由是葉綠素的合成量改變不大,分解量削減(或葉綠素的合成量增加,分解量改變不大或葉綠素的合成量增加,分解量削減)。(2)通過中學(xué)課本綠葉中色素的提取和分別試驗,通過視察比較濾紙條上藍綠色條帶(葉綠素a)和黃綠色條帶(葉綠素b)的寬度可確定葉綠素a和葉綠素b的含量,從而確定遮光處理是否提高了葉綠素b/葉綠素a的比值。遮光處理提高了白樺葉綠素b/葉綠素a的比值,這說明遮光組濾紙條上黃綠色的色素帶寬度與藍綠色的色素帶寬度的比值大于非遮光組。答案:(1)葉綠體類囊體薄膜遮光程度的增加葉綠素的合成量改變不大,分解量削減(或葉綠素的合成量增加,分解量改變不大或葉綠素的合成量增加,分解量削減)(2)綠葉中色素的提取和分別遮光組濾紙條上黃綠色的色素帶寬度與藍綠色的色素帶寬度的比值大于非遮光組【試驗·探究】7.(18分)(實力挑戰(zhàn)題)通過科學(xué)試驗發(fā)覺,土壤中缺磷會導(dǎo)致植株矮小,葉色暗綠,依據(jù)葉色改變推斷可能是缺少類胡蘿卜素。試設(shè)計試驗探究葉色暗綠是否由缺磷造成類胡蘿卜素缺乏所致。試驗所需主要用具、試劑:燒杯、漏斗、試管、研缽、完全培育液、只缺磷的完全培育液、無水乙醇、SiO2、CaCO3、層析液等。試驗材料:正常生長的黃瓜幼苗。(1)試驗假設(shè):________________________________________________。

(2)試驗步驟:①取兩個燒杯,分別編號為A、B,各放入____________________________的黃瓜幼苗。

②向A燒杯中加入適量____________________,向B燒杯中加入____________________,置于相同且相宜的條件下培育,