光合作用與能量轉化（第1課時） 捕獲光能的色素和結構 高一上學期生物人教版必修1+

第4節(jié)光合作用與能量轉化第1課時捕獲光能的色素和結構一、必備知識基礎練1.(2024廣東廣州高一期末)如圖是紙層析法分離葉綠體中色素的裝置,層析后得到①②③④四種不同的色素帶,其中主要吸收紅光和藍紫光的是()A.①② B.②③ C.①④ D.③④2.(2024福建福州高一期末)下列關于葉綠體色素的敘述,正確的是()A.色素提取的原理是四種色素在無水乙醇中的溶解度不同B.色素在濾紙上的擴散速度與其在層析液中溶解度呈正相關C.用白光照射提取液,透過提取液的主要是藍紫光和紅光D.提取的色素溶液,給予適宜的光照后可觀察到氧氣產(chǎn)生3.(2024山東威海高一期末)綠葉中的色素具有吸收、傳遞和轉化光能的作用,實驗室中可用紙層析法分離出各種色素。下列說法正確的是()A.利用綠葉中的色素能溶于無水乙醇的原理可實現(xiàn)色素的分離B.向研缽中加入CaCO3可使研磨更加充分C.濾紙條最上面的兩種色素主要吸收藍紫光和紅光D.可根據(jù)濾紙條上呈現(xiàn)的色素帶寬窄來比較各種色素含量的多少4.(多選)如圖為“綠葉中色素的提取和分離”實驗的部分材料、用具及步驟。下列相關敘述正確的是()A.圖中步驟③畫濾液細線時要快速重復畫多次B.圖中步驟④加蓋的目的是防止層析液揮發(fā)C.若步驟①中物質A能提取色素,則該物質可為95%酒精D.若步驟①中物質B可使研磨充分,則該物質為二氧化硅5.圖甲是葉綠體結構示意圖,圖乙是葉綠體中色素的分離結果(①②代表葉綠體結構,A~D代表4種色素),下列敘述錯誤的是()A.圖甲的①中含有光合色素B.圖乙的A、B所示色素主要吸收藍紫光C.捕獲光能的色素位于圖甲的①上D.分離色素的原理是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同6.葉綠體中的類囊體分為基粒類囊體和基質類囊體,二者的區(qū)別在于前者含有較多的光合色素以及形成了堆疊的基粒(如圖所示)。下列關于類囊體的敘述,正確的是()A.類囊體屬于葉綠體內(nèi)膜的一部分B.據(jù)圖推測基質類囊體吸收光的能力強于基粒類囊體C.從結構上分析,類囊體堆疊形成基粒的意義與線粒體中形成嵴的意義類似D.類囊體不屬于細胞器,類囊體薄膜也不屬于生物膜系統(tǒng)7.科學家恩格爾曼利用水綿和需氧細菌等做了如下實驗。甲組:把載有水綿和需氧細菌的臨時裝片放在無空氣的黑暗環(huán)境中,再用極細光束照射水綿。乙組:將載有水綿和需氧細菌的臨時裝片完全暴露在光下。丙組:用透過三棱鏡的光照射載有水綿和需氧細菌的臨時裝片。下列關于上述實驗的分析,錯誤的是()A.選擇水綿和需氧細菌作為實驗材料的優(yōu)點是便于觀察和確定釋放氧氣的部位B.將臨時裝片置于沒有空氣的黑暗環(huán)境中的目的是消耗完水綿中的有機物C.丙組的實驗結果可以證明水綿進行光合作用主要利用的是紅光和藍紫光D.設置乙組實驗的目的是對甲組實驗結果進行進一步驗證8.在電子顯微鏡下,我們可清晰地觀察到細胞內(nèi)的各種結構。下圖為兩種細胞器的亞顯微結構模式圖,回答下列問題。AB(1)細胞器A、B的名稱分別是、。

(2)樟樹莖表皮細胞含圖中的細胞器(填字母),其功能是。

(3)細胞器A中(填序號)含大量色素和酶。

二、能力素養(yǎng)提升練9.環(huán)境因素的改變可影響葉綠體中色素的種類和含量,而葉綠體中色素的種類與含量又直接影響光合速率。下列敘述正確的是()A.在無光條件下培育的韭菜葉片中不含任何色素,無法進行光合作用B.溫度降低導致葉綠素含量下降的唯一原因是葉綠素的合成能力降低C.提取光合色素時需要在水中將植物葉片充分研磨以利于各種色素的釋放D.光合色素對不同波長光的吸收能力不同,且每種色素都不能吸收所有波長的光10.(多選)對菠菜葉中提取的色素進行紙層析,以色素擴散距離為橫坐標,光合色素的含量為縱坐標,繪制圖示如下,下列敘述正確的是()A.色素帶最寬的是乙,丁色素的溶解度最高B.四種色素中,丙和丁主要吸收紅光和藍紫光C.實驗結果表明,不同色素帶的寬度是相同的D.提取色素時,加入少許碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞11.植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關葉綠體中色素的敘述,錯誤的是()A.氮元素和鎂元素是構成葉綠素分子的重要元素B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高,隨層析液在濾紙上擴散得越慢D.用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液,其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰12.(2023海南高考)火龍果是長日照植物,冬季日照時間不足導致其不能正常開花,在生產(chǎn)實踐中需要夜間補光,使火龍果提前開花,提早上市。某團隊研究了同一光照強度下,不同補光光源和補光時間對火龍果成花的影響,結果如圖?；卮鹣铝袉栴}。(1)光合作用時,火龍果植株能同時吸收紅光和藍光的光合色素是;用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中,以濾液細線為基準,按照自下而上的次序,該光合色素的色素帶位于第條。

(2)本次實驗結果表明,三種補光光源中最佳的是,該光源的最佳補光時間是h/d,判斷該光源是最佳補光光源的依據(jù)是

。

(3)現(xiàn)有可促進火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強度的白色光源,設計實驗方案探究成花誘導完成后提高火龍果產(chǎn)量的最適光照強度(簡要寫出實驗思路)。

參考答案1.D分離色素原理:各色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同,從而分離色素,溶解度高,擴散速度快;溶解度低,擴散速度慢。圖中的①②③④分別表示胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b,其中主要吸收紅光和藍紫光的是③④。2.B光合色素提取的原理是色素易溶于有機溶劑無水乙醇,A項錯誤;光合色素在濾紙上的擴散速度與其在層析液中溶解度呈正相關,B項正確;光合色素主要吸收藍紫光和紅光,用白光照射提取液,大部分藍紫光和紅光都被色素吸收了,C項錯誤;只有光合色素不能發(fā)生光合作用產(chǎn)生氧氣,D項錯誤。3.D利用綠葉中的色素能溶于無水乙醇的原理可實現(xiàn)色素的提取,而分離色素利用的是各色素在層析液中的溶解度不同,A項錯誤;向研缽中加入CaCO3可防止研磨過程中破壞色素,B項錯誤;濾紙條最上面的兩種色素是胡蘿卜素和葉黃素,統(tǒng)稱為類胡蘿卜素,主要吸收的是藍紫光,C項錯誤;從濾紙條上色素帶的寬窄可以判斷出綠葉中各色素的含量多少,D項正確。4.BD圖中步驟③畫濾液細線時,畫好一條濾液細線后,待濾液干后,再重畫一到兩次,A項錯誤;層析液容易揮發(fā),圖中步驟④加蓋的目的是防止層析液揮發(fā),B項正確;色素能溶解于有機溶劑,若步驟①中物質A能提取色素,則該物質可為無水乙醇,C項錯誤;二氧化硅能促進研磨,若步驟①中物質B可使研磨充分,則該物質為二氧化硅,D項正確。5.D圖甲的①是基粒,由類囊體堆疊而成,含有光合色素,A項正確;圖乙的A為胡蘿卜素,B為葉黃素,主要吸收藍紫光,B項正確;捕獲光能的色素位于圖甲的①類囊體膜上,C項正確;分離色素的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同,D項錯誤。6.C葉綠體內(nèi)膜是緊貼在葉綠體外膜內(nèi)側的結構,類囊體不屬于葉綠體內(nèi)膜,A項錯誤;基粒中的類囊體發(fā)生堆疊,增加了光合色素的附著面積,即吸收光的面積更大,吸光能力強于基質類囊體,B項錯誤;類囊體堆疊形成基粒與線粒體中形成嵴都是為了增大膜面積,C項正確;類囊體薄膜屬于細胞器膜,因此屬于生物膜系統(tǒng),D項錯誤。7.B需氧細菌會聚集在氧氣多的部位,水綿具有葉綠體,且在細胞中呈螺旋帶狀分布,選擇水綿和需氧細菌作為實驗材料的優(yōu)點是便于觀察和確定釋放氧氣的部位,A項正確;將臨時裝片置于沒有空氣的黑暗環(huán)境中可以排除自然光和空氣中的氧氣對實驗的干擾,B項錯誤;丙組的實驗結果為需氧細菌集中分布在紅光和藍紫光照射的區(qū)域,可知水綿進行光合作用主要利用的是紅光和藍紫光,C項正確;乙組實驗是對甲組實驗結果的進一步驗證,證明光合作用發(fā)生在葉綠體的受光部位,D項正確。8.答案(1)葉綠體線粒體(2)B細胞能量代謝中心和有氧呼吸的主要場所(3)③解析(1)據(jù)圖可知,A中含有類囊體等結構,是葉綠體;B具有雙層膜結構,且內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴,為線粒體。(2)樟樹莖表皮細胞含圖中的細胞器是線粒體,對應圖B;線粒體是細胞的“動力車間”,是細胞能量代謝中心和有氧呼吸的主要場所。(3)細胞器A中①為外膜,②為內(nèi)膜,③是類囊體薄膜,④為葉綠體基質,其中③類囊體薄膜是光反應的場所,含大量色素和酶。9.D葉綠素的合成需要光照,在無光條件下培育的韭菜葉片中不含葉綠素,但是有其他色素,可以進行光合作用,A項錯誤;溫度降低導致葉綠素含量下降的原因除了葉綠素的合成能力降低,低溫下葉綠素也容易分解,B項錯誤;光合色素溶解于有機溶劑,故提取光合色素時需要在無水乙醇中將植物葉片充分研磨以利于各種色素的釋放,C項錯誤;光合色素對不同波長光的吸收能力不同,且每種色素都不能吸收所有波長的光,會對某些波長的光吸收較為明顯,如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,D項正確。10.AD分析圖可知,色素含量最多的是乙,所以色素帶最寬的是乙,丁擴散距離最遠,所以丁色素的溶解度最高,A項正確;丙表示葉黃素,丁表示胡蘿卜素,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光,B項錯誤;不同色素的含量是不同的,所以不同色素帶的寬度是不相同的,C項錯誤;提取色素時,加入碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞,D項正確。11.C葉綠素的元素組成是C、H、O、N、Mg,故氮元素(N)和鎂元素(Mg)是構成葉綠素分子的重要元素,A項正確;葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上,B項正確;各色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同,葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高,隨層析液在濾紙上擴散得越快,C項錯誤;類胡蘿卜素(包括葉黃素和胡蘿卜素)主要吸收藍紫光,故不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液,其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰,D項正確。12.答案(1)葉綠素(或葉綠素a和葉綠素b)一條和第二(2)紅光+藍光6不同的補光時間條件下,紅光+藍光光源組平均花朵數(shù)均最多(3)將長勢相同的火龍果植株均分為三組,成花誘導完成后,經(jīng)不同光照強度的白光處理相同時間到果實成熟時(其他條件相同且適宜),分別測量每組的火龍果產(chǎn)量,產(chǎn)量最高的組別的光線對應最適光照強度。解析(1)火龍果植株能同時吸收紅光和藍光的光合色素是葉綠素a和葉綠素b,二者統(tǒng)稱為葉綠素。用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中,以濾液細線為基準,按照自下而上的次序,該光合色素的色素帶位于第一條和第二條。(2)根據(jù)實驗結