2020版生物同步新导练人教必修一精练：第5章　第4节　第1课时　捕获光能的色素和结构

2020版生物同步新导练人教必修一精练：第5章　第4节　第1课时　捕获光能的色素和结构

第 5 章 第 4 节 第 1 课时 捕获光能的色素和结构 一、选择题 1．把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用 极细的光束照射水绵，通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照 射的部位。该实验证明了( ) A．叶绿体能产生营养物质 B．光合作用产生淀粉 C．光合作用释放的 O2 来自水 D．叶绿体是光合作用的场所 解析：选 D 好氧细菌集中在被光束照射的叶绿体附近，说明叶绿体产生 O2，即进行了光合作用，所以叶绿体是进行光合作用的场所。 2．如图为叶绿体结构示意图，下列有关叶绿体结构与功能的叙述错误的是 ( ) A．①和②具有选择透过性 B．③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶 C．③和④上都有与光合作用有关的酶 D．有叶绿体的细胞才能进行光合作用 解析：选 D ①②表示叶绿体的双层膜，它们具有选择透过性，③为叶绿体 的基粒，其上分布着进行光合作用的色素和酶，④为基质，也是进行光合作用的 场所，也具有与光合作用有关的酶。色素和与光合作用有关的酶是进行光合作用 的必要条件，具有上述条件而不具有叶绿体的蓝藻也可进行光合作用。 3．将叶绿体色素滤液放在自然光源和三棱镜之间，从棱镜的另一侧，观察 连续光谱中明显变暗的区域是( ) A．红光和蓝紫光区 B．黄光和蓝紫光区 C．红光和绿光区 D．黄光和绿光区 解析：选 A 叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光。 4．用菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验，滤液经层析后，色 素带在滤纸条上的分布顺序是( ) 解析：选 A 由于四种色素在层析液中溶解度不同，造成其扩散速度不同。 溶解度最大的是胡萝卜素，它扩散的距离最远，其次是叶黄素，而叶绿素的溶解 度小，所以叶绿素 a 和叶绿素 b 分别位于第三和第四条色素带上。 5．澳大利亚生物学家从蓝藻中提取到了一种被称为叶绿素 f 的新叶绿素， 它能够吸收红光和红外光进行光合作用。下列有关叙述正确的是( ) A．叶绿素 f 主要分布在蓝藻叶绿体的类囊体薄膜上 B．叶绿素 f 能够吸收红光和红外光，扩大了可利用的太阳能的范围 C．叶绿素 f 具有与叶绿素 a 和叶绿素 b 相同的吸收光谱 D．用纸层析法分离蓝藻细胞中的色素将获得 5 条色素带 解析：选 B 叶绿素 f 能吸收红外光扩大了可利用太阳能的范围；蓝藻是原 核生物，无叶绿体；叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红光和蓝紫光，与叶绿素 f 的 吸收光谱不完全相同；蓝藻除了含叶绿素 f 外还含藻蓝素，但不含类胡萝卜素， 用纸层析法分离不会得到 5 条色素带。 6．提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的 是( ) A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B．色素始终在滤纸条上，是因为色素不溶于层析液 C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素 a 和叶绿素 b 且多于类胡萝卜素 D．胡萝卜素处于滤纸条最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高 解析：选 C 未见色素带，其原因是操作失误，若是黄化叶片，则会出现胡 萝卜素和叶黄素的色素带，A 错误；叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙 醇、层析液等中，色素始终在滤纸条上，原因是滤液细线没有接触到层析液中， 而不是色素不溶于层析液，B 错误；由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈 现绿色，所以，提取液呈绿色，C 正确；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不 同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，如胡萝卜素在层析液(而不是提取 液)中扩散得最快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，如叶绿素 b，D 错误。 7．如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。 下列说法不正确的是( ) A．叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上 B．四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇 C．四种色素在层析液中溶解度最大的是甲 D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙 解析：选 C 据图可知，甲、乙、丙、丁分别是叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄 素、胡萝卜素，层析液中溶解度最大的是丁；叶绿体中的四种色素分布在类囊体 薄膜上；四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇，故可用无水乙醇提取色素；发黄 菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素。 8．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 解析：选 B 无空气是排除空气中 O2 的干扰，NaHCO3 溶液提供 CO2，光是 进行光合作用的必要条件。 9．某同学在做提取绿叶中色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色。 分析产生该结果的原因不可能是( ) A．研磨不充分，色素未能充分提取出来 B．乙醇加入量太多，稀释了色素提取液 C．乙醇加入量太少，色素未提取出来 D．未加碳酸钙粉末，叶绿素分子已被破坏 解析：选 C 提取液呈淡绿色的原因可能有：一是选取的叶片含色素少；二 是研磨不充分，色素未能充分提取出来；三是提取液太多，使色素提取液浓度降 低；四是未加碳酸钙，造成研磨过程中叶绿素分子被破坏。故不可能的是 C。 10．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的 是( ) A．类胡萝卜素主要吸收 400～500 nm 波长的光 B．用 450 nm 波长的光比 600 nm 波长的光更有利于提高光合作用强度 C．由 550 nm 波长的光转为 670 nm 波长的光后，光合作用强度减弱 D．土壤中缺乏镁时，植物对 420～470 nm 波长的光的利用量显著减少 解析：选 C 根据题图可知，当波长从 550 nm 变为 670 nm 后，色素吸收的 光能增多，导致光合作用强度增强。 11．1880 年生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将 三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观 察细菌的聚集情况(如图所示)，他得出光合作用强度在红光区和蓝紫光区最强。 这个实验的思路是( ) A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B．好氧细菌聚集多的地方，O2 浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射 下植物光合作用强 C．好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照 射下植物光合作用强 D．聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物——O2，使水绵的光合作用速率 加快，则该种光有利于光合作用 解析：选 B 好氧菌代谢类型为异养需氧型，不能进行光合作用，A 错误； 水绵光合作用产生氧气，光合作用强的区域产生 O2 浓度高，好氧细菌生存条件 适宜，聚集多，B 正确；好氧菌集中的地方，只能说明氧气浓度高，不能说明水 绵光合作用产生的有机物多，C 错误；水绵主要吸收红光和蓝紫光，进行光合作 用释放氧气，使好氧细菌集中在两区域，D 错误。 12．将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如下图所示，若干天后，与丙 盆相比，甲、乙两盆麦苗的长势是( ) A．甲、乙、丙三盆麦苗长势相近 B．甲与丙长势相近，乙比丙长势差 C．乙与丙长势相近，甲比丙长势差 D．甲、乙长势都比丙好 解析：选 C 由于色素对绿光吸收最少，所以甲植株长势最差。色素主要吸 收蓝紫光和红光，所以乙和丙长势相似。 二、非选择题 13．美国科学家恩格尔曼利用一种水绵(具有呈螺旋状的叶绿体)，研究光对 光合作用的效应。他将水绵放在一张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移向 氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如下图所示： (1)描述 B 情况下细菌的分布情况如何？________________________，如此 分布是因为光合作用释放________。 (2)该实验证实了光合作用的场所是________，吸收光能的色素和催化反应 的酶分别分布在________________________、________________________。 (3)恩格尔曼进行装置 C 的实验，其目的是________________________，在 ________________光点的细菌特别多。 解析：(1)白光的光质较为均匀，好氧细菌主要分布在能进行光合作用产生 O2 的叶绿体周围。(2)通过螺旋状的叶绿体与好氧细菌的关系可以看出进行光合 作用的位置在叶绿体上，色素分布在叶绿体的类囊体的薄膜上，而酶有的分布在 类囊体上，有的分布在叶绿体的基质中。(3)在 C 实验中的自变量是光质，主要 有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光光点的好氧细菌远远多于绿光光点。 答案：(1)细菌集中在叶绿体周围 O2 (2)叶绿体 类囊体的薄膜上 类囊体上和基质中 (3)探究不同颜色的光对光合作用的影响 红光和蓝光 14．为了研究叶绿素合成所需的条件，有人设计了如下实验： 实验步骤： ①配制培养基：1 号(含蔗糖、水、植物必需的各种矿质元素等)、2 号(不含 Mg，其他成分与 1 号相同)。 ②小麦种子用清水浸泡后消毒，在无菌条件下，将种子的胚剥离，去掉胚乳。 ③在无菌条件下，将胚接种在培养基上。培养两周后，观察幼苗的颜色。如 表所示： 组别 项目 甲 乙 丙 丁 培养基 1 号 2 号 1 号 1 号 培养瓶 数目 5 5 5 5 每瓶接 种数目 10 10 10 10 培养 条件 光照 16 h/d 25 ℃ 光照 16 h/d 25 ℃ 黑暗 25 ℃ 光照 16 h/d 10 ℃ 请分析回答下列问题： (1)实验中为何不采用完整种子萌发的方法，而是去掉胚乳，将胚接种在不 同的培养基上萌发？________________________________________________。 (2)培养基中的各种矿质元素以离子形式被胚细胞吸收，其吸收具有 ________性。 (3)上表包含了多组对照实验，请写出各组实验相应的结论： ①甲组与乙组对照表明______________________________________。 ②甲组与丙组对照表明______________________________________。 ③甲组与丁组对照表明_____________________________________。 解析：(2)培养基中的各种矿质元素以离子形式被胚细胞吸收，其吸收具有 选择性。(3)由实验结果可知，甲组为对照组，与其他三组相比较。甲组与乙组 的培养基不同，所以含有合成叶绿素的原料不同，即是否含有 Mg，Mg 是合成 叶绿素必需的元素，细胞对 Mg 的吸收具有选择性。甲组与丙组相比较不同的是 有无光照，在没有光照的条件下，不能形成叶绿素，所以光照是合成叶绿素必需 的条件；甲组与丁组相比较不同的是温度，甲的温度较为适宜，而丁组的温度较 低，所以合成的叶绿素较少。 答案：(1)种子的胚乳中可能含有一定量的 Mg，会影响实验结果 (2)选择 (3)①Mg 是合成叶绿素所必需的元素 ②叶绿素的合成需要光照 ③叶绿 素的合成需要适宜的温度 15．如图为“绿叶中色素的提取和分离”的过程简图。请据图回答： (1)分别在 A、B、C 三个研钵中加入 5 g 剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所 示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色、几 乎无色。试回答： 处理 A B C 二氧化硅(少量) ＋ ＋ ＋ 碳酸钙(少量) － ＋ ＋ 无水乙醇(10 mL) ＋ － ＋ 蒸馏水(10 mL) － ＋ － 注：“＋”表示加，“－”表示不加。 ①A 处理得到的溶液颜色是________，原因是________________________。 ②B 处理得到的溶液颜色是________，原因是________________________。 ③C 处理得到的溶液颜色是________，原因是________________________。 (2)图中步骤 c 画滤液细线的要求是___________________________。 (3)图中步骤 d 关键应注意______________________________________； 加盖的目的是________________________。 (4)色素分离的结果是：相邻色素带间距离最宽的是________________和 ________，它们的颜色分别是________和________，它们主要吸收________光。 解析：通过比较可知，A 中未加 CaCO3，色素中的部分叶绿素受到破坏，所 以溶液颜色为黄绿色；B 中加入了 SiO2 和 CaCO3，但研磨出的叶绿素等色素不 能溶解于蒸馏水中，故溶液几乎无色；C 中加入了 SiO2 和 CaCO3，研磨出的叶 绿素等色素能溶解于有机溶剂无水乙醇中，故溶液为深绿色。由实验结果可知： 相邻色素带间距离最宽的是胡萝卜素和叶黄素。 答案：(1)①黄绿色 部分叶绿素受到破坏 ②几乎无色 叶绿体色素不溶 于水 ③深绿色 大量叶绿体色素溶于无水乙醇中 (2)细、直、齐，并且干燥后重复一两次 (3)不要让滤液细线触及层析液 防止层析液挥发 (4)胡萝卜素 叶黄素 橙黄色 黄色 蓝紫