2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章細(xì)胞中能量的轉(zhuǎn)換和利用第2節(jié)第1課時(shí)解開光合作用之謎葉綠體與光能的捕獲課時(shí)分層作業(yè)含解析蘇教版必修1

PAGE8-解開光合作用之謎葉綠體與光能的捕獲(建議用時(shí)：40分鐘)題組一解開光合作用之謎1．在生命科學(xué)發(fā)展過(guò)程的經(jīng)典試驗(yàn)中，未用到同位素標(biāo)記法的是()A．薩克斯證明光合作用的產(chǎn)物中有淀粉B．卡爾文發(fā)覺(jué)的卡爾文循環(huán)C．光合作用產(chǎn)物O2中氧原子的來(lái)源D．分泌蛋白的合成與運(yùn)輸A[薩克斯利用天竺葵證明葉片在光下能產(chǎn)生淀粉是將植物葉片的一部分曝光、另一部分遮光，即“半葉法”，該試驗(yàn)沒(méi)有用同位素標(biāo)記法，A符合題意。]2．現(xiàn)有四個(gè)試驗(yàn)裝置，若要分別驗(yàn)證綠色植物產(chǎn)生O2須要光以及O2是由綠色植物釋放的，則應(yīng)選用的試驗(yàn)組合是()A．②③和①② B．①②和①③C．②④和①③ D．②③和③④A[試驗(yàn)中肯定要遵循比照原則和單一變量原則，要驗(yàn)證綠色植物產(chǎn)生O2須要光，單一變量應(yīng)是光的有無(wú)，應(yīng)選用的試驗(yàn)組合是②③；要驗(yàn)證O2是由綠色植物釋放的，單一變量是綠色植物的有無(wú)，應(yīng)選用的試驗(yàn)組合是①②。]題組二葉綠體與光能的捕獲3．如圖是葉片中兩類色素的汲取光譜，試判定甲和乙分別為何種色素()A．葉綠素a、葉綠素bB．類胡蘿卜素、葉綠素C．葉黃素、葉綠素aD．葉綠素、類胡蘿卜素D[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。]4．為證明葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片進(jìn)行試驗(yàn)，裝片須要賜予肯定的條件，這些條件是()A．光照、有空氣、臨時(shí)裝片中無(wú)NaHCO3稀溶液B．光照、無(wú)空氣、臨時(shí)裝片中有NaHCO3稀溶液C．黑暗、有空氣、臨時(shí)裝片中無(wú)NaHCO3稀溶液D．黑暗、無(wú)空氣、臨時(shí)裝片中有NaHCO3稀溶液B[水綿中的葉綠體通過(guò)光合作用釋放氧氣，光合作用須要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可供應(yīng)CO2，裝片中不能有空氣，否則好氧細(xì)菌勻稱分布，無(wú)法依據(jù)好氧細(xì)菌的聚集狀況來(lái)確定葉綠體是否有放氧功能。]5．(多選)葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，其內(nèi)有關(guān)結(jié)構(gòu)中分布著光合色素及有關(guān)的酶。下列關(guān)于葉綠體及色素的敘述中錯(cuò)誤的是()A．植物細(xì)胞都有葉綠體，葉綠體普遍分布在植物體的全部細(xì)胞中B．葉綠素在高等植物體內(nèi)有兩種，葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色C．同線粒體一樣，葉綠體的內(nèi)膜極大地?cái)U(kuò)展了受光面積D．葉綠體中的色素只汲取紅光和藍(lán)紫光進(jìn)行光合作用ACD[植物見光的綠色部位的細(xì)胞才有葉綠體，A錯(cuò)誤；葉綠素包括兩種，葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色，B正確；葉綠體的類囊體極大地?cái)U(kuò)展了受光面積，C錯(cuò)誤；葉綠體中的色素主要汲取紅光和藍(lán)紫光進(jìn)行光合作用，D錯(cuò)誤。]6．恩格爾曼用極細(xì)的光束照耀到載有水綿和好氧細(xì)菌的載玻片上(下左圖)，將裝片(下右圖)暴露在光下，結(jié)果如下圖所示。關(guān)于該試驗(yàn)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．本試驗(yàn)結(jié)論是葉綠體在光照下可產(chǎn)氧B．水綿和好氧細(xì)菌試驗(yàn)前要進(jìn)行饑餓處理C．光照的部位是該試驗(yàn)的自變量D．真空和黑暗是試驗(yàn)的兩個(gè)無(wú)關(guān)變量B[好氧細(xì)菌聚集在帶狀葉綠體四周說(shuō)明光合作用的過(guò)程中有氧氣釋放出來(lái)，A正確；水綿和好氧細(xì)菌試驗(yàn)前不須要進(jìn)行饑餓處理，B錯(cuò)誤；題述試驗(yàn)的自變量是水綿的光照部位，C正確；光照部位是題述試驗(yàn)的自變量，試驗(yàn)設(shè)計(jì)的奇妙之一是將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境中，解除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保試驗(yàn)?zāi)軌蛘５剡M(jìn)行，真空和黑暗是試驗(yàn)的兩個(gè)無(wú)關(guān)變量，D正確。]7．下圖1表示葉綠素分子以其側(cè)鏈插入生物膜結(jié)構(gòu)中，圖2表示用分光光度計(jì)測(cè)定的葉綠素a分子對(duì)不同光的汲取值。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖1所示的生物膜為________。(2)葉綠素a主要汲取________________光。(3)有同學(xué)認(rèn)為僅依據(jù)汲取光譜圖并不能推斷哪些波長(zhǎng)的光對(duì)光合作用最有效(由在不同波長(zhǎng)光的作用下的光合效率繪制成的圖像稱為作用光譜)。請(qǐng)用以下試驗(yàn)材料用具進(jìn)行探究。試驗(yàn)材料及用具：水綿、好氧并可以游動(dòng)的細(xì)菌、三棱鏡、白色光源、顯微鏡等。試驗(yàn)原理：①水綿在光照條件下可以進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣。②________________________________________________________。試驗(yàn)步驟：①取一些好氧并可以游動(dòng)的細(xì)菌放在含有一條水綿的溶液中，制成臨時(shí)裝片。②將臨時(shí)裝片置于________的環(huán)境中。③將________的光投射到一段水綿上。④視察水綿不同部位聚集的好氧細(xì)菌的多少。圖3試驗(yàn)結(jié)果及分析：依據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，某同學(xué)畫出了水綿的作用光譜與葉綠素a汲取光譜曲線，如圖3所示：兩者是否完全吻合？________，其緣由可能是____________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)圖1上面有葉綠素，應(yīng)是類囊體膜。(2)由圖2可知葉綠素a主要汲取藍(lán)紫光和紅光。(3)試驗(yàn)原理：水綿在光照條件下可以進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，而好氧細(xì)菌會(huì)聚集在氧氣含量高的部位，可以依據(jù)其聚集程度來(lái)推斷氧氣釋放速率即光合效率。試驗(yàn)步驟：臨時(shí)裝片應(yīng)放置在黑暗且無(wú)空氣的環(huán)境中，然后將通過(guò)三棱鏡的光投射到一段水綿上，視察水綿的聚集部位。試驗(yàn)結(jié)果與分析：由試驗(yàn)結(jié)果可知兩者不完全吻合，因?yàn)樵谌~綠體中參加光合作用的色素除葉綠素a外，還有葉綠素b等其他色素，作用光譜反映的是這些光合色素共同作用的結(jié)果。[答案](1)類囊體膜(2)紅光和藍(lán)紫(3)試驗(yàn)原理：②好氧細(xì)菌會(huì)聚集在氧氣含量高的部位，可以依據(jù)其聚集程度來(lái)推斷氧氣釋放速率即光合效率試驗(yàn)步驟：②黑暗無(wú)空氣③通過(guò)三棱鏡試驗(yàn)結(jié)果及分析：不完全吻合參加光合作用的色素除葉綠素a外，還有葉綠素b等其他色素，作用光譜反映的是這些光合色素共同作用的結(jié)果題組三提取和分別葉綠體中的光合色素8．下列關(guān)于“提取和分別葉綠體中的光合色素”試驗(yàn)的敘述，正確的是()A．應(yīng)當(dāng)在研磨葉片后馬上加入碳酸鈣，防止色素被破壞B．在畫出一條濾液細(xì)線后緊接著重復(fù)畫線2～3次C．若濾液細(xì)線全部沒(méi)入層析液，則無(wú)法視察到色素帶D．在層析液中溶解度最高的葉綠素a在濾紙條上擴(kuò)散得最快C[在進(jìn)行“提取和分別葉綠體中的光合色素”試驗(yàn)中，應(yīng)當(dāng)在研磨葉片之前加入碳酸鈣，防止研磨過(guò)程中色素被破壞，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在畫出一條濾液細(xì)線后，要待濾液干燥后，再在同一位置重復(fù)畫溶液細(xì)線，使得濾液細(xì)線細(xì)、直、齊，而且色素含量較多，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若濾液細(xì)線全部沒(méi)入層析液，就會(huì)溶解到層析液中，則無(wú)法視察到色素帶，C項(xiàng)正確；在層析液中溶解度最高的是胡蘿卜素，在濾紙條上擴(kuò)散得最快，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]9．某同學(xué)在做“提取和分別葉綠體中的光合色素”試驗(yàn)時(shí)，為了確定無(wú)水乙醇、碳酸鈣和二氧化硅的作用，進(jìn)行了4組試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，4組試驗(yàn)結(jié)果如下圖所示，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)果的分析，不正確的是()A．①可能是未加碳酸鈣而得到的試驗(yàn)結(jié)果B．②可能是因用水取代了無(wú)水乙醇而得到的試驗(yàn)結(jié)果C．③可能是因未加二氧化硅而得到的試驗(yàn)結(jié)果D．綠葉中的色素都能夠溶解在層析液中，4種色素的溶解度相同D[①組試驗(yàn)結(jié)果不志向的緣由有可能是未加碳酸鈣而使葉綠素分子被破壞，A項(xiàng)正確；色素能溶解在無(wú)水乙醇中，而不能溶于水，所以用水取代無(wú)水乙醇不能分別精彩素帶，B項(xiàng)正確；③中色素帶較窄，分別出的色素少，緣由可能是未加二氧化硅而使得研磨不充分，C項(xiàng)正確；綠葉中的色素都能夠溶解在層析液中，但是4種色素的溶解度不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]10．請(qǐng)回答下列有關(guān)“提取和分別葉綠體中的光合色素”試驗(yàn)的問(wèn)題：(1)甲同學(xué)利用簇新的玉米綠色葉片進(jìn)行試驗(yàn)，在濾紙上出現(xiàn)了四條清楚的色素帶，其中呈黃綠色的色素帶為________________________。(2)該同學(xué)變更層析液組成后接著進(jìn)行試驗(yàn)，濾紙條上只出現(xiàn)了黃、綠兩條色素帶。他用刀片裁出帶有色素帶的濾紙條，用乙醚分別溶解條帶上的色素，濃縮后用一分析儀器檢測(cè)，通過(guò)分析色素溶液的____________來(lái)推斷條帶的色素種類。(3)乙同學(xué)在試驗(yàn)過(guò)程中將畫有濾液細(xì)線的濾紙條(已重復(fù)幾次畫線)插入層析液，幾分鐘后取出視察，發(fā)覺(jué)濾紙條上無(wú)色素分帶現(xiàn)象，而用同一濾液做試驗(yàn)的丙同學(xué)的濾紙條上卻色素分帶明顯。乙同學(xué)試驗(yàn)失敗的緣由可能是________________________________________________________________________。(4)若選用在缺Mg的養(yǎng)分液中長(zhǎng)期培育的玉米葉片作試驗(yàn)材料，層析后濾紙條上只出現(xiàn)了兩條色素帶，其緣由是______________________________________________________________________。(5)試驗(yàn)結(jié)束幾天后，乙、丙兩同學(xué)發(fā)覺(jué)部分預(yù)留葉片已變黃。乙同學(xué)認(rèn)為這是由葉片中某些色素降解造成的，丙同學(xué)則認(rèn)為是某些色素含量增加所致。依據(jù)所學(xué)學(xué)問(wèn)，如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)來(lái)推斷乙、丙兩個(gè)同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)葉綠素b呈黃綠色。(2)不同色素溶液的汲取光譜不同，以此可區(qū)分不同的色素。(3)若層析液觸及濾液細(xì)線，則色素會(huì)溶解在層析液中，濾紙條上不能得到色素帶。(4)缺Mg將導(dǎo)致無(wú)法合成葉綠素，但卻不影響類胡蘿卜素的合成。(5)可通過(guò)比較色素帶的有無(wú)和寬度來(lái)推斷。[答案](1)葉綠素b(2)汲取光譜(3)層析液觸及濾液細(xì)線(4)缺Mg植物不能合成葉綠素(5)從預(yù)留的葉片中選擇出足量的、重量相等、大小相近的已變黃的葉片和綠色鮮嫩的葉片為試驗(yàn)材料，在相同條件下，再次進(jìn)行葉片中色素的提取和分別試驗(yàn)，測(cè)定和記錄試驗(yàn)結(jié)果，比較這兩種葉片中各種色素的組成及含量后，得出結(jié)論11．(多選)如圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙是圖甲中部分結(jié)構(gòu)放大后的示意圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖甲所示結(jié)構(gòu)主要通過(guò)內(nèi)膜向內(nèi)折疊增大膜面積B．圖乙中的光合色素能有效汲取綠光使植物呈綠色C．圖乙所示的膜結(jié)構(gòu)位于圖甲結(jié)構(gòu)中的①或③處D．提取光合色素時(shí)常用無(wú)水乙醇作為溶劑ABC[圖甲結(jié)構(gòu)為葉綠體，其主要靠囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成的類囊體來(lái)增大膜面積，A錯(cuò)誤；圖乙中的光合色素汲取綠光最少，綠光被反射出來(lái)使植物呈綠色，B錯(cuò)誤；圖乙所示膜結(jié)構(gòu)上含有光合色素，所以是圖甲中③類囊體膜的放大圖，C錯(cuò)誤；葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中，因此常用無(wú)水乙醇作為提取溶劑，D正確。]12．如圖為簇新菠菜葉中4種色素的相對(duì)含量及在濾紙條上的分別狀況。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．4種色素在層析液中溶解度最高的是丁B．4種色素均可溶于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中C．4種色素在層析液中溶解度最高的是甲D．發(fā)黃菠菜葉中色素含量顯著削減的是甲和乙C[本題以柱狀圖為載體，考查色素的提取和分別試驗(yàn)，解答本題的關(guān)鍵是理解光合色素的提取和分別試驗(yàn)的原理。據(jù)圖可知，甲、乙、丙、丁分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，層析液中溶解度最高的是丁，A正確、C錯(cuò)誤；4種色素均可溶于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中，故可用無(wú)水乙醇溶解色素，B正確；發(fā)黃菠菜葉中色素含量顯著削減的是葉綠素a(乙)和葉綠素b(甲)，D正確。]13．下圖是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的試驗(yàn)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是()恩格爾曼的試驗(yàn)示意圖薩克斯的試驗(yàn)示意圖A．兩試驗(yàn)均需進(jìn)行“黑暗”處理，以消耗細(xì)胞中原有的淀粉B．兩試驗(yàn)均須要光的照耀C．兩試驗(yàn)中只有恩格爾曼的試驗(yàn)設(shè)置了比照D．兩試驗(yàn)均可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣B[兩試驗(yàn)均需進(jìn)行“黑暗”處理，但恩格爾曼的試驗(yàn)并非為了消耗細(xì)胞中原有的淀粉，而是為了用極微細(xì)的光束照耀，A錯(cuò)誤；兩試驗(yàn)均須要光的照耀，B正確；兩試驗(yàn)中均設(shè)置了比照試驗(yàn)，薩克斯的試驗(yàn)中光照部分和遮光部分形成比照，C錯(cuò)誤；恩格爾曼的試驗(yàn)可證明光合作用的產(chǎn)物有氧氣，薩克斯的試驗(yàn)證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉，D錯(cuò)誤。]14．如圖表示某生物愛好小組利用韭菜宿根進(jìn)行的試驗(yàn)流程，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．兩組試驗(yàn)的結(jié)果①中共有色素帶的顏色是黃色和橙黃色B．兩組試驗(yàn)的結(jié)果②中汲取光譜最明顯的差異出現(xiàn)在藍(lán)紫光區(qū)域C．紙層析法分別色素的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同D．在做提取韭黃色素的試驗(yàn)時(shí)，不加碳酸鈣對(duì)濾液顏色的影響不大B[韭菜色素濾液能分別出橙黃色、黃色、藍(lán)綠色和黃綠色，而韭黃色素濾液只能分別出橙黃色和黃色，因此兩組試驗(yàn)的結(jié)果①中共有色素帶的顏色是黃色和橙黃色，A正確；兩組試驗(yàn)的結(jié)果②中汲取光譜最明顯的差異是紅光區(qū)域，B錯(cuò)誤；紙層析法分別色素的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，C正確；研磨時(shí)加碳酸鈣主要是防止葉綠素分子被破壞，韭黃中不含葉綠素，因此不加碳酸鈣對(duì)濾液顏色的影響不大，D正確。]15．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(guò)上圖的結(jié)果發(fā)覺(jué)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(jué)植物體內(nèi)的葉綠素處于不斷的合成和分解中。請(qǐng)從該角度去說(shuō)明葉綠素含量增加的緣由：_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)葉綠素b/葉綠素a的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(jué)遮光處理增大了白樺葉綠素b/葉綠素a的值。通過(guò)中學(xué)課本________________試驗(yàn)可以驗(yàn)證該結(jié)論。你的試驗(yàn)證據(jù)是____________________________________________________________________________________________________。[解析](1)葉綠素分布在葉綠體類囊體膜上。由圖讀出葉綠素含量隨遮光程度的增加而增加。葉綠素含量的增加，可從葉綠素的合成和分解兩個(gè)角度分析。(2)通過(guò)光合色素的提取和分別試驗(yàn)，比較遮光組和全光組葉片色素提取和分別后，