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2019年高中生物 第五章 細胞的能量供應和利用 5.4.1 捕獲光能的色素和結構課時同步練習 新人教版必修1 1．吸收光能的色素分布在(　　) A．葉綠體的外膜上 B．類囊體的薄膜上 C．葉綠體的內(nèi)膜上 D．葉綠體的基質(zhì)中 答案：選B　葉綠體中的色素分布在類囊體的薄膜上。 2．如圖是葉片中兩類色素的吸收光譜，試判定甲和乙分別為何種色素(　　) A．葉綠素a、葉綠素b B．類胡蘿卜素、葉綠素 C．葉黃素、葉綠素a D．葉綠素、類胡蘿卜素 答案：選D　根據(jù)圖中曲線可知，甲有兩個吸收峰，分別位于藍紫光區(qū)和紅光區(qū)，乙只有一個吸收峰，位于藍紫光區(qū)，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。所以，甲為葉綠素，乙為類胡蘿卜素。 3．將新鮮菠菜綠葉中的色素用無水乙醇提取，經(jīng)層析液分離，結果如圖所示。以下敘述正確的是(　　) A．色素帶1為葉綠素b B．色素帶4為橙黃色 C．色素帶3、色素帶4中的色素主要吸收紅色和藍光 D．色素帶1中的色素在層析液中的溶解度最小 答案：選C　色素帶自上而下，依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉錄素a和葉綠素b。葉綠素主要吸收紅光和藍光。 4．用菠菜葉進行“綠葉中色素的提取和分離”的實驗，濾液經(jīng)層析后，色素帶在濾紙條上的分布順序是(　　) 答案：選A　由于四種色素在層析液中的溶解度不同，造成其擴散速度不同。溶解度最大的是胡蘿卜素，它擴散的距離最遠，其次是葉黃素，而葉綠素的溶解度小，所以葉綠素a和葉綠素b分別擴散在第三和第四條色素帶上。 5．下列關于葉綠素提取的敘述，錯誤的是(　　) A．菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料 B．加入少許CaCO3 能避免葉綠素被破壞 C．用乙醇提取的葉綠體色素中無胡蘿卜素 D．研磨時加入石英砂可使葉片研磨更充分 答案：選C　菠菜綠葉含大量的色素，易于研磨，是提取色素的良好材料。加入少許CaCO3的目的是中和液泡破壞后釋放的酸性物質(zhì)，防止研磨中色素被破壞。葉綠體中的色素有葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素等，四種色素均溶于乙醇。研磨時加石英砂的目的是使研磨更充分。 6．陽光通過三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜。如將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間，連續(xù)光譜中就會出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應位于(　　) A．綠光區(qū) B．紅光區(qū)和綠光區(qū) C．藍紫光區(qū)和綠光區(qū) D．紅光區(qū)和藍紫光區(qū) 答案：選D　葉綠體的色素包括葉綠素a、葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素，這些色素對不同光質(zhì)的光吸收不同：葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光；葉黃素和胡蘿卜素主要吸收藍紫光。所以該光譜通過葉綠素后，紅光、藍紫光被大量吸收，不能透射而形成黑色條帶。 7．如圖表示葉綠體色素提取和分離實驗中紙層析的結果，據(jù)圖判斷用作實驗材料的葉片顏色為(　　) A．紅色 B．黃色 C．綠色 D．紫色 答案：選B　在葉綠體色素提取和分離實驗中，濾紙條上的四條色素帶距點樣處的距離由近及遠分別是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。由圖可知，葉綠素含量比類胡蘿卜素含量少，因此用作實驗材料的葉片應為黃色。 8．如圖為葉綠體結構示意圖，下列有關葉綠體結構與功能的敘述，錯誤的是(　　) A．①和②具有選擇透過性功能 B．③上既有光合色素又有與光合作用有關的酶 C．③和④中都有與光合作用有關的酶 D．有葉綠體的細胞才能進行光合作用 答案：選D?、佗诒硎救~綠體的雙層膜，具有選擇透過性，③為葉綠體的基粒，其上含有進行光合作用的色素和酶，④為葉綠體基質(zhì)，也是進行光合作用的場所，也具有與光合作用有關的酶，所以色素和與光合作用有關的酶是進行光合作用的條件。藍藻無葉綠體也能進行光合作用。 【能力題組】 9．某班學生完成對新鮮菠菜葉進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于各組操作不同，出現(xiàn)了以下四種不同的層析結果。下列分析錯誤的是(　　) A．甲可能是因為研磨時未加入SiO2 B．乙可能是因為研磨時未加入CaCO3 C．丙可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液 D．丁是正確操作得到的理想結果 答案：選D　色素的提取和分離實驗中，SiO2有助于菠菜葉研磨充分，CaCO3可防止葉綠素受到破壞，未加入SiO2和CaCO3時，會發(fā)生甲、乙圖所示的現(xiàn)象；丙圖中色素含量基本為零，可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液的結果；丁圖顯示含量最高的是葉黃素，而新鮮綠色葉片中葉綠素a和葉綠素b多。 10．在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學對相關試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實驗結果依次應為(　　) 甲 乙 丙 丁 無水乙醇 － ＋ ＋ ＋ 水 ＋ － － － CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④ 答案：選B　由表可知，甲同學加的溶劑為水，而不是有機溶劑無水乙醇，色素不溶于水，因而提取不到葉綠體中的色素，所得結果應為②；乙同學的操作正確，所得結果應為④，即自上而下依次出現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，且葉綠素a和葉綠素b的含量較多；丙同學盡管使用了有機溶劑無水乙醇，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，葉綠素可能會被破壞，因而下邊的兩條色素帶比正常的窄，應為①；丁同學未加SiO2，可能研磨不充分，導致各種色素的提取量均少于正常水平，應為③。 11．如圖為水稻新鮮綠葉的四種光合色素在濾紙上分離的情況，以下說法正確的是(　　) A．在分離色素時加入碳酸鈣的目的是防止濾液揮發(fā) B．在收獲季節(jié)，水稻葉片中色素含量是(甲＋乙)＜(丙＋丁) C．四種色素都能溶解在層析液中，乙色素的溶解度最大 D．四種色素中，丙和丁主要吸收紅光 答案：選B　依柱狀圖中擴散距離可推知，甲為葉綠素b，乙為葉綠素a，丙為葉黃素，丁為胡蘿卜素。在提取色素時，加入碳酸鈣的目的是防止研磨過程中葉綠素被破壞；在水稻的收獲季節(jié)，葉綠素(甲＋乙)的含量小于類胡蘿卜素(丙＋丁)的含量；丁色素在層析液中的溶解度最大，故擴散距離最遠；葉綠素(甲＋乙)主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素(丙＋丁)主要吸收藍紫光。 12．顏色變化常作為生物實驗結果觀察的一項重要指標，下面是一些學生在實驗中遇到的問題，其中的錯誤操作或想法是(　　) ①用滴管在花生子葉薄片上滴加蘇丹Ⅲ染液，發(fā)現(xiàn)滿視野都呈現(xiàn)橘黃色，于是滴1～2滴50%鹽酸洗去浮色 ②取新鮮的菠菜葉片，加入少許SiO2和丙酮，研磨液呈黃綠色，于是判斷是菠菜葉用量太少 ③在用紙層析法分離葉綠體中色素的結果中，藍綠色帶最寬，可判斷為葉綠素a含量最多 ④乳酸菌、酵母菌和藍藻的細胞內(nèi)都有核糖體和染色體 ⑤測定綠色植物的呼吸作用時需在暗處進行，可避免光合作用對實驗結果的影響 A．①②④⑤ B．①②④ C．②③④⑤ D．①③⑤ 答案：選B　花生子葉需要做成切片、染色、漂洗后在顯微鏡下觀察；提取葉綠體中各種色素是時需要加入少許SiO2和CaCO3，漏加CaCO3使研磨液呈現(xiàn)黃綠色；乳酸菌和藍藻是原核生物，沒有染色體。 13．美國科學家恩格爾曼利用一種綠藻(這種綠藻具有呈螺旋狀的葉綠體)研究光對光合作用的效應。他將該種綠藻放在一張載有細菌懸浮液的玻片上，這些細菌會移向氧濃度高的區(qū)域。他觀察細菌在不同光照下的分布情況，結果如下圖所示： (1)描述B情況下細菌的分布情況如何：___________________________________， 如此分布是因為光合作用釋放了________。 (2)該實驗證實了光合作用的場所是________，吸收光能的色素和催化反應的酶分別分布在______________、______________。 (3)恩格爾曼進行裝置C的實驗，其目的是什么？________________________，在________光點的細菌特別多。 答案：(1)白光的光質(zhì)較為均勻，好氧細菌主要分布在能進行光合作用產(chǎn)生O2的葉綠體周圍。(2)通過螺旋狀的葉綠體與好氧細菌的關系可以看出進行光合作用的場所為葉綠體，色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，而酶有的分布在類囊體上，有的分布在葉綠體的基質(zhì)中。(3)在C實驗中的自變量是光質(zhì)，主要有紅、綠、藍三區(qū)，而在紅光和藍光光點的好氧細菌遠遠多于綠光光點。 答案：(1)細菌集中分布在葉綠體周圍　O2　(2)葉綠體　類囊體的薄膜上　類囊體上和基質(zhì)中　(3)找出不同顏色的光對光合作用的影響　紅光和藍光 14．下列是某小組在完成綠葉中色素的提取和分離實驗時所遇到的問題，請分析回答問題： (1)綠葉中的色素都能溶解于層析液中，它們被分離的原理是________________________________________________________________________， 在濾紙上擴散速度最快的色素是________。 (2)將5 g新鮮完整的菠菜葉放在研缽中，加入二氧化硅后，迅速研磨成糊狀，發(fā)現(xiàn)糊狀的研磨液呈現(xiàn)淺綠色，其原因是_______________________________________。 (3)實驗過程中，為防止揮發(fā)性物質(zhì)大量揮發(fā)，采取的措施有_______________________。 (4)某生物小組同學想探究蔬菜不同葉片在葉綠素含量上的區(qū)別，分別選擇了新鮮菠菜的“綠葉”、“嫩黃葉”做“綠葉中色素的提取和分離”實驗，色素層析結果如圖所示，請根據(jù)實驗結果回答問題： ①綠葉組的濾紙條是____________(填字母)，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________。 ②嫩黃葉組的濾紙條是________(填字母)，判斷依據(jù)是 ________________________________________________________________________。 答案：(1)葉綠體中的各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。其中擴散速度最快的是胡蘿卜素，最慢的是葉綠素b。(2)在色素的提取過程中，二氧化硅能使研磨更加充分，碳酸鈣則可防止色素在研磨過程中被破壞，無水乙醇可以把色素溶解并提取出來。(3)由于提取液及層析液易揮發(fā)，因此在研磨過程中要迅速，濾液收集后，要及時用棉塞將試管口塞嚴，層析時要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯。(4)藍綠色的葉綠素a帶和黃綠色的葉綠素b帶較寬的是綠葉組，藍綠色的葉綠素a帶和黃綠色的葉綠素b帶較窄的是嫩黃葉組。 答案：(1)不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快　胡蘿卜素　(2)沒有加入碳酸鈣和無水乙醇，葉綠素分子受到破壞，色素沒有溶解在乙醇中被提取出來　(3)迅速研磨，及時用棉塞將試管口塞嚴或用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯　(4)A　葉綠素a帶和葉綠素b帶較寬　B　葉綠素a帶和葉綠素b帶較窄 15．中國的飲食講究“色香味”，顏色會影響消費。小李同學擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。 Ⅰ.提取葉綠素： Ⅱ.探究 pH 對葉綠素穩(wěn)定性的影響： 取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25 ℃)下進行實驗，方法和結果如表所示。 實驗組號 葉綠素溶 液(mL) 調(diào) pH 至 處理時間 (min) 溶液顏色 ① 3.0 Y 10 綠色 ② 3.0 7.0 10 綠色 ③ 3.0 6.0 10 黃綠色 ④ 3.0 5.0 10 黃褐色 注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。 根據(jù)所學知識和實驗結果，請回答： (1)提取食用葉綠素的X應該為____________，原因是 ________________________________________________________________________。 (2)表中Y應該為__________，原因是_________________________________。 (3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于______食品，否則____________________________________。 (4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請你提供檢測方法并寫出主要步驟。 ________________________________________________________________________。 答案：(1)色素不溶于水，只溶于有機溶劑。但是有機溶劑大多有毒，所以應選擇對人體無害的有機溶劑。(2)分析題中表格不難得出Y等于8.0，原因是pH是該實驗的自變量，④到①pH逐漸增大且相鄰兩組的pH相差1，所以①組的pH應該為8.0。(3)從表中信息可知，酸性條件下天然葉綠素色素容易被破壞造成食品失綠而影響品質(zhì)。(4)該葉綠素粗產(chǎn)品來自植物，檢測其中是否含有其他色素可用紙層析法。 答案：(1)對人體無害的有機溶劑(無水乙醇)　葉綠素溶于有機溶劑和應考慮溶劑對人體的影響　(2)8.0　實驗中自變量的變化應有規(guī)律和應考慮堿性pH對葉綠體穩(wěn)定性的影響　(3)酸性　葉綠素會被破壞造成食品失綠而影響品質(zhì)　(4)紙層析法，其主要步驟：①制備濾紙條；②畫色素液細線；③用層析液分離色素；④觀察色素帶