2024-2025學(xué)年高中生物第5章細(xì)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(shí)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(xì)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(shí)要求該葉片易研磨,所以C項(xiàng)符合要求。2.在“綠葉中色素的提取和分別”試驗(yàn)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(shí)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(jìn)行研磨。將研磨得到的液體快速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾。將濾液收集到試管中,剛好用棉塞將試管口塞嚴(yán)。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(yàn)中紙層析的結(jié)果,據(jù)圖推斷用作試驗(yàn)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(bǔ)償訓(xùn)練】甲、乙、丙、丁四位同學(xué),以簇新綠色菠菜葉為試驗(yàn)材料,用層析法進(jìn)行綠葉中色素的提取和分別試驗(yàn)時(shí),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(cuò)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?yàn)檠心r(shí)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?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3【解析】選C。綠葉中的色素屬于有機(jī)物,易溶于無水乙醇等有機(jī)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(cuò)誤;丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少,可能是研磨時(shí)未加入CaCO3破壞了葉綠素,因?yàn)榕c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(shí)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(yàn)流程是解答此題的關(guān)鍵?！窘馕觥窟xD。A裝置中的濾液細(xì)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(yàn)者健康,A、B錯(cuò)誤;C裝置中的濾紙條沒有觸及層析液,不能達(dá)到分別色素的目的,C錯(cuò)誤;D裝置中的濾紙條觸及層析液,且濾液細(xì)線沒有沒入層析液中,且裝置進(jìn)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(tái)高一檢測(cè))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(cuò)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(jìn)行了紅光照耀,經(jīng)光汲取測(cè)定和色素層析條帶分析(從上至下)與正常葉片相比,試驗(yàn)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(lán)紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要汲取藍(lán)紫光,所以當(dāng)水稻葉黃素缺失突變體進(jìn)行紅光照耀時(shí),光汲取差異不顯著;對(duì)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(cuò)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(duì)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(lán)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(cuò)誤。二、非選擇題(共15分)8.(2024·銀川高一檢測(cè))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(shí)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(jī)物,含有C、H、O、N、Mg。(2)鎂是葉綠素的組成成分,缺鎂會(huì)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(yàn)”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(yàn)結(jié)果中得到的濾紙條上最寬的色素帶呈藍(lán)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(jī)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(kuò)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?yàn)闊o水乙醇有揮發(fā)性,所以要用杵棒快速研磨,C錯(cuò)誤;試驗(yàn)結(jié)果中得到的濾紙條上最寬的色素帶呈藍(lán)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(yàn)時(shí),為了確定無水乙醇、CaCO3和SiO2的作用,進(jìn)行了4組試驗(yàn)來驗(yàn)證,四組試驗(yàn)結(jié)果如圖所示,第④組是進(jìn)行了正確操作的比照組。下列針對(duì)試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)結(jié)果D.③可能是由于未加SiO2而得到的試驗(yàn)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(cuò)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(yàn)中所加溶劑為水,而不是有機(jī)溶劑無水乙醇,則提取不到葉綠體中的色素,因?yàn)樯夭蝗苡谒?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(cè))線粒體和葉綠體都是與能量代謝有關(guān)的細(xì)胞器。下列相關(guān)敘述錯(cuò)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(xì)胞呼吸則來自有機(jī)物中的化學(xué)能,A正確;兩者進(jìn)行的生命活動(dòng)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(cuò)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(yàn)。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(yàn)材料,試驗(yàn)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(yàn)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(lán)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(jī)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(cuò)誤;研磨葉片時(shí)加CaCO3的作用是防止色素被破壞,假如以“綠葉”為試驗(yàn)材料,試驗(yàn)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(lán)紫光,類胡蘿卜素主要汲取藍(lán)紫光,假如將兩組試驗(yàn)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(cuò)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(cuò)誤。5.如圖是恩格爾曼探討光合作用的相關(guān)試驗(yàn),用極細(xì)光束照耀水綿的①處,發(fā)覺好氧細(xì)菌在此處聚集。下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.細(xì)菌在①處聚集進(jìn)行光合作用B.結(jié)構(gòu)②的色素只有藻藍(lán)素和葉綠素C.該試驗(yàn)說明O2是光合作用的產(chǎn)物D.水綿產(chǎn)生的有機(jī)物可以干脆被細(xì)菌利用【解析】選C。好氧細(xì)菌在①處聚集,這是因?yàn)檫M(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2,A錯(cuò)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(cuò)誤;好氧細(xì)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(yàn)只能說明水綿進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2被細(xì)菌利用,但不能說明產(chǎn)生的有機(jī)物被細(xì)菌利用,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)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(jì)了以下試驗(yàn):制作載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片,用極細(xì)光束照耀水綿,同時(shí)放在顯微鏡下視察。下列關(guān)于該試驗(yàn)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(shí)裝片應(yīng)放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中C.好氧細(xì)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(yàn)【解析】選A。本試驗(yàn)的目的是驗(yàn)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(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,應(yīng)當(dāng)解除空氣干擾;好氧細(xì)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(yàn)。二、非選擇題(共2小題,共30分)6.(12分)(2024·南寧高一檢測(cè))某科研人員探討不同遮光處理對(duì)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(xì)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(shí)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(qǐng)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(shí)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(yàn)可以驗(yàn)證該結(jié)論。你的試驗(yàn)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(qiáng)度的減弱,葉綠素能提高白樺在弱光環(huán)境下的捕光實(shí)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(yàn),通過視察比較濾紙條上藍(lán)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(lán)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(lán)綠色的色素帶寬度的比值大于非遮光組【試驗(yàn)·探究】7.(18分)(實(shí)力挑戰(zhàn)題)通過科學(xué)試驗(yàn)發(fā)覺,土壤中缺磷會(huì)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(jì)試驗(yàn)探究葉色暗綠是否由缺磷造成類胡蘿卜素缺乏所致。試驗(yàn)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(yàn)材料:正常生長(zhǎng)的黃瓜幼苗。(1)試驗(yàn)假設(shè):________________________________________________。

(2)試驗(yàn)步驟:①取兩個(gè)燒杯,分別編號(hào)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,