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高中生物学人教2019必修一同步练习5.4.1 捕获光能的色素和结构
一、单选题
1．（2022高一下·江门期中）下列关于叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A．叶绿体中的色素能够溶解在无水乙醇中
B．叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上
C．类胡萝卜素主要吸收红光进行光合作用
D．叶绿体中不同的色素在层析液中的溶解度不同
2．（2022高一下·三明期中）“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，在滤纸条上随层析液扩散最慢的色素是（ ）
A．叶黄素 B．叶绿素a C．胡萝卜素 D．叶绿素b
3．（2022高一下·凤阳月考）下列关于叶绿体的色素叙述错误的是（）
A．矿质元素能影响叶绿素的合成
B．提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂
C．低温条件下色素合成受阻
D．黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在
4．（2022高一下·长春月考）下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，下列叙述正确的是（ ）
A．甲、乙、丙、丁依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
B．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
C．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是（甲＋乙）<（丙＋丁）
D．提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分
5．（2022高一下·潜山月考）下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述正确的是（ ）
A．划线次数过少可能导致得到的滤纸条上的色素较浅
B．在研磨绿叶时加入少许二氧化硅可以防止色素被破坏
C．可使用单层滤纸代替单层尼龙布过滤研磨液制取滤液
D．利用不同的色素在无水乙醇中的溶解度不同可以分离色素
6．（2021高一上·长春期末）下列关于高等植物叶绿体中光合色素的叙述，不正确的是（ ）
A．提取色素研磨时加入少许CaCO3,可防止叶绿素被破坏
B．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
C．利用纸层析法可分离4种光合色素
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
7．（2021高一上·长春期末）下图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置图，层析后得到不同的色素带，能主要吸收红光的色素带是（ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
8．（2021高一上·双鸭山期末）下列关于“绿叶中色素的提取与分离”实验，叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中的色素可溶解在有机溶剂中
B．充分研磨叶片后加入碳酸钙，防止色素被破坏
C．分离色素时滤液细线可触及层析液
D．叶绿素a的色素带最宽且在层析液中溶解度最大
9．（2021高一上·哈尔滨期末）下图为叶绿体亚显微结构图，下列关于其结构与功能的叙述，正确的是（ ）
A．①和②上有光合色素
B．NADpH在③上产生，在④中消耗
C．在光学显微镜下能观察到③的结构
D．光能转变为稳定的化学能在③上进行
10．（2022高一上·鞍山期末）叶绿素主要吸收的光是（ ）
A．蓝紫光和红光 B．红光
C．蓝紫光 D．红外光
11．（2021高一上·丹东期末）苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素（呈现红色）。某探究小组用无水乙醇提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上色素带由上到下，叙述正确的是（ ）
A．第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光
B．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大
C．第三条色素带对应的色素是呈现黄绿色的叶绿素b
D．如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为红色
12．（2021高三上·黑龙江期末）“结构和功能相适应”是生物学的基本观点之一。下列有关叙述错误的是（ ）
A．叶绿体中基粒类囊体结构可扩大生物膜面积，有利于提高光合作用的速率
B．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，有利于细胞生命活动的高效进行
C．根尖成熟区的细胞具有中央大液泡，有利于根吸收水分
D．线粒体内、外膜在功能上的差异主要与膜蛋白和磷脂的种类和数量有关
13．（2022高一上·松原期末）下列关于叶绿体内色素提取和分离实验的说法，不正确的是（ ）
A．实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体
B．在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止色素被破坏
C．色素分离后在滤纸条上形成的4条色素带，从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色
D．色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小
14．（2022高一上·乾安期末）下图是某学生用新鲜菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，得到的结果。下列有关这一结果的分析，正确的是（ ）
A．在研磨时加入了过量的无水乙醇
B．滤液细线触及到了层析液
C．c代表的光合色素呈蓝绿色
D．研磨时没有加入碳酸钙
15．（2021高一上·辽源期末）某同学在显微镜下观察了菠菜的叶肉细胞，发现这些叶肉细胞中都有叶绿体，下列有关叶绿体的叙述正确的是（ ）
A．绿色植物的所有细胞中均含叶绿体
B．具有叶绿体的生物一定是真核生物
C．叶绿体是光合作用的唯一场所
D．叶绿体具有4层磷脂双分子层
二、综合题
16．（2021高一下·民勤开学考）下面是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答：
（1）图中步骤①加入研钵内的物质为：A 10
mL，作用是 ；B 少许，作用是使研磨充分；C 少许，作用是 。
（2）图中步骤③画滤液细线的要求是 。
（3）图中步骤④中加盖的目的是 ；色素带最宽的是 。
17．（2021高二下·山东期末）持续低温胁迫会对植物组织造成损伤，甚至导致植物死亡。研究发现植物对低温有一定适应性，不同植物品种耐寒性各有差异。以下是对细胞内各种膜与抗寒性关系的一些研究结果。
（1）低温条件下，植物细胞膜会发生相变，从流动的液晶态转变为固化的凝胶态，其结构特点，会发生的变化为 。已知不饱和脂肪酸的熔点较低，由此推测细胞膜中不饱和脂肪酸含量越高，细胞膜的相变温度 （填“越高”或“越低”）。
（2）对菠菜叶绿体的冻害实验观测发现，冻害首先破坏叶绿体的膜结构，然后导致ATP合成酶失活。叶绿体的膜结构包括 ，ATP合成酶失活会直接造成 （填“光反应"或“暗反应"）停止。
（3）柑橘抗寒锻炼过程中，抗寒品种细胞内线粒体数量增多，体积增大，内嵴增多，而抗寒较弱品种不发生这种变化，从结构与功能相适应的角度分析，这种变化的意义是
（4）研究发现，当植物无法抵抗严寒时，会引起内质网及高尔基体小泡的液泡化，核糖体从粗面内质网上释放出来，内质网及高尔基体上的ATP水解酶被激活。请分析这些变化对植物的危害 。
18．（2021高一下·电白期中）马铃薯的块茎富含优质淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素和维生素等营养物质，是全球第四大重要的粮食作物。请回答下列问题：
（1）发芽的马铃著块茎含有还原糖，可用 试剂来检测马铃薯块茎中的还原糖。在水浴加热条件下，还原糖能与该试剂反应生成 沉淀。
（2）将马铃薯块茎放入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，此时细胞液浓度 （大于、小于、等于）蔗糖溶液浓度，细胞失水而发生质壁分离现象。将经高温处理后的马铃薯细胞放入较高浓度的NaCl溶液中，细胞不会发生质壁分离现象，原因是 。
（3）常用 （填试剂名称）来提取马铃薯叶片中的色素，光合色素吸收的光能发生在光合作用 阶段。
（4）在“过氧化氢酶与Fe3＋催化H2O2分解为H2O和O2实验”中，某同学用马铃薯片代替肝脏研磨液，结果发现加入马铃薯片的试管比加入Fe3＋的试管产生的O2的速度快很多，实验结果说明酶具有 （专一性、高效性、温和性）。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，A正确；
B、叶绿体中色素参与光反应，分布在类囊体的薄膜上，B正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光进行光合作用，C错误；
D、叶绿体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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，所以用层析法来分离四种色素，D正确。
故答案为：C。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】叶绿体中色素分离的实验结果：
所以“绿叶中色素的提取和分离”实验中，溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快的是橙黄色的胡萝卜素；溶解度最低，在滤纸条上扩散速度最慢的是黄绿色的叶绿素b。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
3．【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、Mg是合成叶绿素的主要元素，A正确；
B、提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮(相似相溶)，形成色素液，层析液的作用是溶解并分离不同色素，这是两个不同的过程，B错误；
C、低温会降低酶的活性进而影响色素的合成，C正确；
D、黄化苗因缺光而不能产生叶绿素，所以变黄，但其他色素存在，D正确。
故答案为：B。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
4．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】 A、根据扩散的距离可判断，甲、乙、丙、丁依次表示叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，A错误；
B、四种色素都能溶解在层析液中，丁色素（胡萝卜素）的溶解度最大，B错误；
C、水稻在收获时节呈黄色，主要是叶绿素含量小于类胡萝卜素含量，即(甲+乙)<(两＋丁)，C正确；
D、提取色素时加入碳酸钙是为了保护色素，加入的二氧化硅是为了研磨充分，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、叶绿体中的色素：
①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。
②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。
2、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：
① 无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。
② 层析液用于分离色素。
③二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。
④碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
5．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、划线次数过少可能导致得到的滤纸条上的色素较浅，待滤液干后，再重画一到两次，A正确；
B、在研磨绿叶时加入少许二氧化硅使研磨充分，加入碳酸钙可以防止色素被破坏，B错误；
C、研磨后使用单层尼龙布过滤研磨液，能更快的得到色素提取液，若用单层滤纸会导致色素带颜色变浅，C错误；
D、利用不同的色素在层析液中的溶解度不同可以分离色素，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
6．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、加入少许碳酸钙可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，叶绿体中的叶绿素分子不稳定，很容易被破坏，A正确；
B、提取叶绿体中的色素用的是无水乙醇，因为叶绿体中的色素属于有机物，所以能够溶解在有机溶剂乙醇中，B正确；
C、不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，溶解度越高，扩散也快，所以可用纸层析法对其进行分离，C正确；
D、植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、实验原理:
①叶绿体色素提取的原理:叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素。
②色素分离原理: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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
2、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用来来制造有机物，绿色光几乎不吸收，所以绿叶反射绿色光，所以叶子在人眼看来是绿色的。
7．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】图中滤纸条上的四条色素带①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素 b，叶绿素的色素带是③④，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以得到不同的色素带中，能吸收红光的色素带是叶绿素a和叶绿素b对应的条带③和④，综上，C正确，ABD 错误。
故选答案为：C。
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验:
①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快:溶解度小，扩散速度慢.
③各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分:碳酸钙:防止研磨中色素被破坏.
④结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)，色素带的宽窄与色素含量相关.
2、色素的作用:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
3、根据题意和图示分析可知:滤纸条上的四条色素带①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
8．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，如无水乙醇中，A正确；
B、提取色素时，应该在研磨叶片前加入碳酸钙，防止色素被破坏，B错误；
C、分离色素时，若滤液细线触及层析液，色素就会溶解到层析液中，不会在滤纸条上得到分离的色素带，C错误；
D、叶绿素a含量最多，故其色素带最宽，但溶解度最高的是胡萝卜素，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
9．【答案】B
【知识点】叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、光合色素分布在类囊体薄膜上，①外膜和②内膜上没有光合色素，A错误；
B、NADpH为光反应的产物，用于暗反应C3的还原，光反应在③基粒上进行，暗反应在④叶绿体基质中进行，因此NADpH在③上产生，在④中消耗，B正确；
C、③为基粒，属于亚显微结构，在光学显微镜下能观察不到③的结构 ，C错误；
D、光反应将光能转变为ATP中活跃的化学能，在③基粒上进行，暗反应将ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能，在④叶绿体基质中进行，D错误。
故答案为：B。
【分析】叶绿体是植物细胞中由双层膜围成的能进行光合作用的椭圆形或圆形细胞器，内含叶绿素，故含叶绿体的细胞大多呈绿色，一些果实在成熟过程中，叶绿体可转变为有色体，使果实呈现各种颜色。
10．【答案】A
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】根据分析可知，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，并能将吸收的光能进行传递和转化，即A正确。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
11．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、结合分析可知，第二条色素带为黄色，对应的色素是叶黄素，其主要吸收蓝紫光，A正确；
B、层析结果会出现4条色素带，第1条为橙黄色的胡萝卜素，第2条为黄色的叶黄素，第3条为蓝绿色的叶绿素a，第4条为黄绿色的叶绿素b，溶解度大的随层析液扩散速度快，溶解度小的扩散速度慢，所以第4条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小，B错误；
C、第三条色素带对应的色素是呈现蓝绿色的叶绿素a，C错误；
D、如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为橙黄色，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
12．【答案】D
【知识点】细胞膜的成分；细胞的生物膜系统；叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、叶绿体中基粒类囊体结构可扩大生物膜面积，附着有较多的光合色素和酶，有利于提高光反应的速率，A正确；
B、细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，有利于细胞生命活动的高效进行，B正确；
C、根尖成熟区的细胞具有中央大液泡，有利于根吸收水分，C正确；
D、线粒体内、外膜在功能上的差异主要与膜蛋白的种类和数量有关，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、各种生物膜在结构和化学组成上大致相同，在结构和功能上具有一定的联系性。内质网是生物膜的转化中心，内质网膜与核膜、细胞膜以及线粒体膜（代谢旺盛时）直接相连，可直接相互转换；与高尔基体膜无直接联系，可以以“出芽”的方式形成囊泡进行转换。
2、细胞膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种类越多。
3、叶绿体中基粒堆叠形成类囊体，扩大了生物膜面积，其上附着较多的光合色素和酶，有利于提高光合作用速率。
13．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体，使得色素释放出来，A正确；
B、研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，B正确；
C、滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），C正确；
D、色素带的宽度反映了色素的含量，D错误。
故答案为：D。
【分析】叶中色素的提取和分离实验原理：①提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。②分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。
14．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、新鲜菠菜叶中的叶绿素的含量多于类胡萝卜素，过量的无水乙醇会导致色素提取液的浓度降低，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，A错误；
B、滤液细线触及到了层析液会使色素直接溶解在层析液中，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，B错误；
C、c代表的光合色素是叶黄素，呈黄色，C错误；
D、研磨时没有加入碳酸钙会导致叶绿素被破坏，提取的叶绿素少，即图中b（叶绿素a）、a（叶绿素b）会减少，D正确。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠的原因分析：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
(3)滤纸条看不见色素带的原因分析
①忘记画滤液细线或没有提取出色素。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
15．【答案】B
【知识点】叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、绿色植物的叶肉细胞含有叶绿体，而根部细胞没有叶绿体，A错误；
B、叶绿体存在于高等植物中，具有叶绿体的细胞一定是真核细胞，B正确；
C、含有光和色素就可以进行光合作用，光和色素不一定在叶绿体中，如蓝细菌的光和色素，C错误；
D、叶绿体时双层膜结构细胞器，含有2层磷脂双分子层，D错误。
故答案为：B。
【分析】叶绿体存在于植物细胞中的双层膜结构细胞器，是植物细胞进行光合作用的场所；植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
16．【答案】（1）无水乙醇；溶解色素；二氧化硅；碳酸钙；防止色素被破坏
（2）细、齐、直
（3）防止层析液挥发；叶绿素a
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】(1)研磨时需要加入3种物质:10mL无水乙醇，作用是溶解色素；二氧化硅可以增大摩擦力，利于细胞和叶绿体破碎；细胞研磨破碎后会溢出有机酸，为防止叶绿素中的镁被氢取代而破坏叶绿素，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。
(2)滤纸剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快。画滤液细线的要求是细、齐、直。
(3)由于层析液有毒，而且容易挥发，所以要加盖。色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的，含量越多，色素带越宽，一般植物叶片中叶绿素a含量最多，所以叶绿素a的色素带最宽。
【分析】 1、提取光合色素：
用天平称取5 g绿色叶片，剪碎，放入研钵中。向研钵中放入少量二氧化硅和碳酸钙，加入10 mL无水乙醇（也可用丙酮），迅速、充分地研磨。在玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，将漏斗插入试管。将研磨液倒入漏斗，及时用棉塞塞严盛有滤液的试管。
试剂作用及注意事项： ①剪碎和加二氧化硅的作用：利于研磨充分。
②加入碳酸钙的原因：防止色素破坏。研磨时会破坏溶酶体，溶酶体里面的有机酸会流出来而色素中有Mg，碳酸钙能和酸反应，防止酸和镁反应，破坏了色素。
③加入无水乙醇（丙酮）的原因：光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中，可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。
④迅速研磨：防止乙醇挥发和色素的破坏。
⑤单层尼龙布的作用：过滤、去除杂质。
⑥用棉塞塞严的原因：防止乙醇（丙酮）挥发、提取液变少、变干。
2、分离光合色素：
将适量的层析液（分离液）倒入试管，将滤纸条画线一端朝下，轻轻插入层析液中，迅速塞紧试管口。
试剂作用及注意事项：①适量的层析液：保证足量用于色素的分离，防止层析液浸没滤液线，也防止空气污染（层析液易挥发、有毒），避免试剂的浪费。
②层析液的作用：色素可溶于层析液中，不同的色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度低的色素在滤纸上扩散得慢。这样，最终不同的色素会在扩散过程中分离开来。
③注意不要让层析液触及滤液线。接触后会使大量滤液溶于层析液中，导致实验失败。
④塞紧试管口的原因：层析液易挥发，且具一定的毒性。
17．【答案】（1）细胞膜的流动性减弱；越低
（2）外膜、内膜、类囊体薄膜；光反应
（3）线粒体是细胞呼吸的主要场所，线粒体数量增多，体积增大，内峰增多有利于提高细胞呼吸强度，增加细胞的热量和能量供应，以抵抗低温带来的影响
（4）影响蛋白质的合成、加工、运输过程；引起细胞内ATP的含量减少，导致生物合成速度降低甚至停止
【知识点】细胞膜的结构特点；其它细胞器及分离方法；叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】（1）从流动的液态转变为固化的凝胶肽，则细胞膜的流动性会减弱。不饱和脂肪酸的熔点较低，细胞膜中脂肪酸链的不饱和程度越高，细胞膜的相变温度越低。
（2）叶绿体为双层膜结构，内部含有类囊体薄膜堆叠而成的基粒，则叶绿体的膜结构包括外膜、内膜、类囊体薄膜。ATP合成酶失活直接影响ATP的合成，ATP的合成发生在光反应，则ATP合成酶失活会直接造成光反应停止。
（3）线粒体是细胞呼吸的主要场所，线粒体数量增多，体积增大，内峰增多有利于提高细胞呼吸强度，增加细胞的热量和能量供应，柑橘抗寒锻炼过程中，抗寒品种细胞内线粒体数量增多，体积增大，内嵴增多，其意义就是抵抗低温带来的影响。
（4）核糖体是合成蛋白质的场所，内质网和高尔基体与蛋白质的加工和运输有关，当遇到严寒时，内质网及高尔基体小泡液泡化，核糖体从粗面内质网上释放出来，内质网及高尔基体上的ATP水解酶被激活，会影响蛋白质的合成、加工、运输过程；引起细胞内ATP的含量减少，导致生物合成速度降低甚至停止。
【分析】1、生物膜的流动镶嵌模型：细胞膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂，磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，组成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，蛋白质分子大都是可以运动的，因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
2、叶绿体：只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形，双层膜结构。基粒上有色素，基质和基粒中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。含少量的DNA、RNA。
3、线粒体普遍存在于真核细胞，是进行有氧呼吸和形成ATP的主要场所。线粒体有内外两层膜，内膜向内折叠形成峭，这是线粒体增大膜面积的方式，峭的周围充满了液态的基质。在线粒体的内膜上和基质中，有许多种与有氧呼吸有关的酶。
4、分泌蛋白的合成与分泌过程：在分泌蛋白合成与分泌过程中，分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行初步的加工后“出芽“形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合，这样内质网膜转化为高尔基体膜；高尔基体再加工后，也“出芽“形成囊泡，囊泡与细胞膜融合，这样高尔基体膜就转化为细胞膜。所以分泌蛋白合成与分泌过程中，内质网膜面积减少，细胞膜面积增多，高尔基体膜面积先增大后减少，即几乎不变。
18．【答案】（1）斐林；砖红色
（2）小于；高温处理使原生质层失去选择透过性
（3）无水乙醇；光反应
（4）高效性
【知识点】检测还原糖的实验；酶的特性；叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原
【解析】解答】（1）用斐林试剂来检测还原糖，在水浴加热条件下，还原糖能与该试剂反应生成砖红色沉淀。（2）将马铃薯块茎放入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，此时细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，细胞失水而发生质壁分离现象。将经高温处理后的马铃薯细胞放入较高浓度的NaCl溶液中，细胞不会发生质壁分离现象，因为只有活细胞能够发生质壁分离和复原。(3)色素能溶解在有机溶剂中，常用无水乙醇提取色素。光合色素吸收的光能主要用于光反应中水的光解和ATP的合成。(4)用马铃薯片代替肝脏研磨液，结果发现加入马铃薯片的试管比加入Fe3＋的试管产生的O2的速度快很多，实验结果说明酶具有高效性。
【分析】（1）斐林试剂在生物实验中主要用于鉴定还原糖，与还原糖在加热条件下会形成砖红色沉淀。（2）成熟的植物细胞在外界溶液浓度高的条件下，液泡水分外渗，原生质层与细胞壁脱离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到液泡中，使原生质层慢慢地恢复原状，植物细胞逐渐发生质壁分离复原。（3）酶的特性高效性、专一性，作用条件温和。
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高中生物学人教2019必修一同步练习5.4.1 捕获光能的色素和结构
一、单选题
1．（2022高一下·江门期中）下列关于叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A．叶绿体中的色素能够溶解在无水乙醇中
B．叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上
C．类胡萝卜素主要吸收红光进行光合作用
D．叶绿体中不同的色素在层析液中的溶解度不同
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，A正确；
B、叶绿体中色素参与光反应，分布在类囊体的薄膜上，B正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光进行光合作用，C错误；
D、叶绿体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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，所以用层析法来分离四种色素，D正确。
故答案为：C。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2．（2022高一下·三明期中）“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，在滤纸条上随层析液扩散最慢的色素是（ ）
A．叶黄素 B．叶绿素a C．胡萝卜素 D．叶绿素b
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】叶绿体中色素分离的实验结果：
所以“绿叶中色素的提取和分离”实验中，溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快的是橙黄色的胡萝卜素；溶解度最低，在滤纸条上扩散速度最慢的是黄绿色的叶绿素b。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
3．（2022高一下·凤阳月考）下列关于叶绿体的色素叙述错误的是（）
A．矿质元素能影响叶绿素的合成
B．提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂
C．低温条件下色素合成受阻
D．黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在
【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、Mg是合成叶绿素的主要元素，A正确；
B、提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮(相似相溶)，形成色素液，层析液的作用是溶解并分离不同色素，这是两个不同的过程，B错误；
C、低温会降低酶的活性进而影响色素的合成，C正确；
D、黄化苗因缺光而不能产生叶绿素，所以变黄，但其他色素存在，D正确。
故答案为：B。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
4．（2022高一下·长春月考）下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，下列叙述正确的是（ ）
A．甲、乙、丙、丁依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
B．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
C．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是（甲＋乙）<（丙＋丁）
D．提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】 A、根据扩散的距离可判断，甲、乙、丙、丁依次表示叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，A错误；
B、四种色素都能溶解在层析液中，丁色素（胡萝卜素）的溶解度最大，B错误；
C、水稻在收获时节呈黄色，主要是叶绿素含量小于类胡萝卜素含量，即(甲+乙)<(两＋丁)，C正确；
D、提取色素时加入碳酸钙是为了保护色素，加入的二氧化硅是为了研磨充分，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、叶绿体中的色素：
①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。
②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。
2、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：
① 无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。
② 层析液用于分离色素。
③二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。
④碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
5．（2022高一下·潜山月考）下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述正确的是（ ）
A．划线次数过少可能导致得到的滤纸条上的色素较浅
B．在研磨绿叶时加入少许二氧化硅可以防止色素被破坏
C．可使用单层滤纸代替单层尼龙布过滤研磨液制取滤液
D．利用不同的色素在无水乙醇中的溶解度不同可以分离色素
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、划线次数过少可能导致得到的滤纸条上的色素较浅，待滤液干后，再重画一到两次，A正确；
B、在研磨绿叶时加入少许二氧化硅使研磨充分，加入碳酸钙可以防止色素被破坏，B错误；
C、研磨后使用单层尼龙布过滤研磨液，能更快的得到色素提取液，若用单层滤纸会导致色素带颜色变浅，C错误；
D、利用不同的色素在层析液中的溶解度不同可以分离色素，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
6．（2021高一上·长春期末）下列关于高等植物叶绿体中光合色素的叙述，不正确的是（ ）
A．提取色素研磨时加入少许CaCO3,可防止叶绿素被破坏
B．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
C．利用纸层析法可分离4种光合色素
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、加入少许碳酸钙可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，叶绿体中的叶绿素分子不稳定，很容易被破坏，A正确；
B、提取叶绿体中的色素用的是无水乙醇，因为叶绿体中的色素属于有机物，所以能够溶解在有机溶剂乙醇中，B正确；
C、不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，溶解度越高，扩散也快，所以可用纸层析法对其进行分离，C正确；
D、植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、实验原理:
①叶绿体色素提取的原理:叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素。
②色素分离原理: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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
2、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用来来制造有机物，绿色光几乎不吸收，所以绿叶反射绿色光，所以叶子在人眼看来是绿色的。
7．（2021高一上·长春期末）下图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置图，层析后得到不同的色素带，能主要吸收红光的色素带是（ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】图中滤纸条上的四条色素带①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素 b，叶绿素的色素带是③④，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以得到不同的色素带中，能吸收红光的色素带是叶绿素a和叶绿素b对应的条带③和④，综上，C正确，ABD 错误。
故选答案为：C。
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验:
①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快:溶解度小，扩散速度慢.
③各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分:碳酸钙:防止研磨中色素被破坏.
④结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)，色素带的宽窄与色素含量相关.
2、色素的作用:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
3、根据题意和图示分析可知:滤纸条上的四条色素带①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
8．（2021高一上·双鸭山期末）下列关于“绿叶中色素的提取与分离”实验，叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中的色素可溶解在有机溶剂中
B．充分研磨叶片后加入碳酸钙，防止色素被破坏
C．分离色素时滤液细线可触及层析液
D．叶绿素a的色素带最宽且在层析液中溶解度最大
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，如无水乙醇中，A正确；
B、提取色素时，应该在研磨叶片前加入碳酸钙，防止色素被破坏，B错误；
C、分离色素时，若滤液细线触及层析液，色素就会溶解到层析液中，不会在滤纸条上得到分离的色素带，C错误；
D、叶绿素a含量最多，故其色素带最宽，但溶解度最高的是胡萝卜素，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
9．（2021高一上·哈尔滨期末）下图为叶绿体亚显微结构图，下列关于其结构与功能的叙述，正确的是（ ）
A．①和②上有光合色素
B．NADpH在③上产生，在④中消耗
C．在光学显微镜下能观察到③的结构
D．光能转变为稳定的化学能在③上进行
【答案】B
【知识点】叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、光合色素分布在类囊体薄膜上，①外膜和②内膜上没有光合色素，A错误；
B、NADpH为光反应的产物，用于暗反应C3的还原，光反应在③基粒上进行，暗反应在④叶绿体基质中进行，因此NADpH在③上产生，在④中消耗，B正确；
C、③为基粒，属于亚显微结构，在光学显微镜下能观察不到③的结构 ，C错误；
D、光反应将光能转变为ATP中活跃的化学能，在③基粒上进行，暗反应将ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能，在④叶绿体基质中进行，D错误。
故答案为：B。
【分析】叶绿体是植物细胞中由双层膜围成的能进行光合作用的椭圆形或圆形细胞器，内含叶绿素，故含叶绿体的细胞大多呈绿色，一些果实在成熟过程中，叶绿体可转变为有色体，使果实呈现各种颜色。
10．（2022高一上·鞍山期末）叶绿素主要吸收的光是（ ）
A．蓝紫光和红光 B．红光
C．蓝紫光 D．红外光
【答案】A
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】根据分析可知，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，并能将吸收的光能进行传递和转化，即A正确。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
11．（2021高一上·丹东期末）苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素（呈现红色）。某探究小组用无水乙醇提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上色素带由上到下，叙述正确的是（ ）
A．第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光
B．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大
C．第三条色素带对应的色素是呈现黄绿色的叶绿素b
D．如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为红色
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、结合分析可知，第二条色素带为黄色，对应的色素是叶黄素，其主要吸收蓝紫光，A正确；
B、层析结果会出现4条色素带，第1条为橙黄色的胡萝卜素，第2条为黄色的叶黄素，第3条为蓝绿色的叶绿素a，第4条为黄绿色的叶绿素b，溶解度大的随层析液扩散速度快，溶解度小的扩散速度慢，所以第4条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小，B错误；
C、第三条色素带对应的色素是呈现蓝绿色的叶绿素a，C错误；
D、如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为橙黄色，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
12．（2021高三上·黑龙江期末）“结构和功能相适应”是生物学的基本观点之一。下列有关叙述错误的是（ ）
A．叶绿体中基粒类囊体结构可扩大生物膜面积，有利于提高光合作用的速率
B．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，有利于细胞生命活动的高效进行
C．根尖成熟区的细胞具有中央大液泡，有利于根吸收水分
D．线粒体内、外膜在功能上的差异主要与膜蛋白和磷脂的种类和数量有关
【答案】D
【知识点】细胞膜的成分；细胞的生物膜系统；叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、叶绿体中基粒类囊体结构可扩大生物膜面积，附着有较多的光合色素和酶，有利于提高光反应的速率，A正确；
B、细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，有利于细胞生命活动的高效进行，B正确；
C、根尖成熟区的细胞具有中央大液泡，有利于根吸收水分，C正确；
D、线粒体内、外膜在功能上的差异主要与膜蛋白的种类和数量有关，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、各种生物膜在结构和化学组成上大致相同，在结构和功能上具有一定的联系性。内质网是生物膜的转化中心，内质网膜与核膜、细胞膜以及线粒体膜（代谢旺盛时）直接相连，可直接相互转换；与高尔基体膜无直接联系，可以以“出芽”的方式形成囊泡进行转换。
2、细胞膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种类越多。
3、叶绿体中基粒堆叠形成类囊体，扩大了生物膜面积，其上附着较多的光合色素和酶，有利于提高光合作用速率。
13．（2022高一上·松原期末）下列关于叶绿体内色素提取和分离实验的说法，不正确的是（ ）
A．实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体
B．在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止色素被破坏
C．色素分离后在滤纸条上形成的4条色素带，从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色
D．色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体，使得色素释放出来，A正确；
B、研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，B正确；
C、滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），C正确；
D、色素带的宽度反映了色素的含量，D错误。
故答案为：D。
【分析】叶中色素的提取和分离实验原理：①提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。②分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。
14．（2022高一上·乾安期末）下图是某学生用新鲜菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，得到的结果。下列有关这一结果的分析，正确的是（ ）
A．在研磨时加入了过量的无水乙醇
B．滤液细线触及到了层析液
C．c代表的光合色素呈蓝绿色
D．研磨时没有加入碳酸钙
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、新鲜菠菜叶中的叶绿素的含量多于类胡萝卜素，过量的无水乙醇会导致色素提取液的浓度降低，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，A错误；
B、滤液细线触及到了层析液会使色素直接溶解在层析液中，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，B错误；
C、c代表的光合色素是叶黄素，呈黄色，C错误；
D、研磨时没有加入碳酸钙会导致叶绿素被破坏，提取的叶绿素少，即图中b（叶绿素a）、a（叶绿素b）会减少，D正确。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠的原因分析：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
(3)滤纸条看不见色素带的原因分析
①忘记画滤液细线或没有提取出色素。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
15．（2021高一上·辽源期末）某同学在显微镜下观察了菠菜的叶肉细胞，发现这些叶肉细胞中都有叶绿体，下列有关叶绿体的叙述正确的是（ ）
A．绿色植物的所有细胞中均含叶绿体
B．具有叶绿体的生物一定是真核生物
C．叶绿体是光合作用的唯一场所
D．叶绿体具有4层磷脂双分子层
【答案】B
【知识点】叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、绿色植物的叶肉细胞含有叶绿体，而根部细胞没有叶绿体，A错误；
B、叶绿体存在于高等植物中，具有叶绿体的细胞一定是真核细胞，B正确；
C、含有光和色素就可以进行光合作用，光和色素不一定在叶绿体中，如蓝细菌的光和色素，C错误；
D、叶绿体时双层膜结构细胞器，含有2层磷脂双分子层，D错误。
故答案为：B。
【分析】叶绿体存在于植物细胞中的双层膜结构细胞器，是植物细胞进行光合作用的场所；植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
二、综合题
16．（2021高一下·民勤开学考）下面是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答：
（1）图中步骤①加入研钵内的物质为：A 10
mL，作用是 ；B 少许，作用是使研磨充分；C 少许，作用是 。
（2）图中步骤③画滤液细线的要求是 。
（3）图中步骤④中加盖的目的是 ；色素带最宽的是 。
【答案】（1）无水乙醇；溶解色素；二氧化硅；碳酸钙；防止色素被破坏
（2）细、齐、直
（3）防止层析液挥发；叶绿素a
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】(1)研磨时需要加入3种物质:10mL无水乙醇，作用是溶解色素；二氧化硅可以增大摩擦力，利于细胞和叶绿体破碎；细胞研磨破碎后会溢出有机酸，为防止叶绿素中的镁被氢取代而破坏叶绿素，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。
(2)滤纸剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快。画滤液细线的要求是细、齐、直。
(3)由于层析液有毒，而且容易挥发，所以要加盖。色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的，含量越多，色素带越宽，一般植物叶片中叶绿素a含量最多，所以叶绿素a的色素带最宽。
【分析】 1、提取光合色素：
用天平称取5 g绿色叶片，剪碎，放入研钵中。向研钵中放入少量二氧化硅和碳酸钙，加入10 mL无水乙醇（也可用丙酮），迅速、充分地研磨。在玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，将漏斗插入试管。将研磨液倒入漏斗，及时用棉塞塞严盛有滤液的试管。
试剂作用及注意事项： ①剪碎和加二氧化硅的作用：利于研磨充分。
②加入碳酸钙的原因：防止色素破坏。研磨时会破坏溶酶体，溶酶体里面的有机酸会流出来而色素中有Mg，碳酸钙能和酸反应，防止酸和镁反应，破坏了色素。
③加入无水乙醇（丙酮）的原因：光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中，可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。
④迅速研磨：防止乙醇挥发和色素的破坏。
⑤单层尼龙布的作用：过滤、去除杂质。
⑥用棉塞塞严的原因：防止乙醇（丙酮）挥发、提取液变少、变干。
2、分离光合色素：
将适量的层析液（分离液）倒入试管，将滤纸条画线一端朝下，轻轻插入层析液中，迅速塞紧试管口。
试剂作用及注意事项：①适量的层析液：保证足量用于色素的分离，防止层析液浸没滤液线，也防止空气污染（层析液易挥发、有毒），避免试剂的浪费。
②层析液的作用：色素可溶于层析液中，不同的色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度低的色素在滤纸上扩散得慢。这样，最终不同的色素会在扩散过程中分离开来。
③注意不要让层析液触及滤液线。接触后会使大量滤液溶于层析液中，导致实验失败。
④塞紧试管口的原因：层析液易挥发，且具一定的毒性。
17．（2021高二下·山东期末）持续低温胁迫会对植物组织造成损伤，甚至导致植物死亡。研究发现植物对低温有一定适应性，不同植物品种耐寒性各有差异。以下是对细胞内各种膜与抗寒性关系的一些研究结果。
（1）低温条件下，植物细胞膜会发生相变，从流动的液晶态转变为固化的凝胶态，其结构特点，会发生的变化为 。已知不饱和脂肪酸的熔点较低，由此推测细胞膜中不饱和脂肪酸含量越高，细胞膜的相变温度 （填“越高”或“越低”）。
（2）对菠菜叶绿体的冻害实验观测发现，冻害首先破坏叶绿体的膜结构，然后导致ATP合成酶失活。叶绿体的膜结构包括 ，ATP合成酶失活会直接造成 （填“光反应"或“暗反应"）停止。
（3）柑橘抗寒锻炼过程中，抗寒品种细胞内线粒体数量增多，体积增大，内嵴增多，而抗寒较弱品种不发生这种变化，从结构与功能相适应的角度分析，这种变化的意义是
（4）研究发现，当植物无法抵抗严寒时，会引起内质网及高尔基体小泡的液泡化，核糖体从粗面内质网上释放出来，内质网及高尔基体上的ATP水解酶被激活。请分析这些变化对植物的危害 。
【答案】（1）细胞膜的流动性减弱；越低
（2）外膜、内膜、类囊体薄膜；光反应
（3）线粒体是细胞呼吸的主要场所，线粒体数量增多，体积增大，内峰增多有利于提高细胞呼吸强度，增加细胞的热量和能量供应，以抵抗低温带来的影响
（4）影响蛋白质的合成、加工、运输过程；引起细胞内ATP的含量减少，导致生物合成速度降低甚至停止
【知识点】细胞膜的结构特点；其它细胞器及分离方法；叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】（1）从流动的液态转变为固化的凝胶肽，则细胞膜的流动性会减弱。不饱和脂肪酸的熔点较低，细胞膜中脂肪酸链的不饱和程度越高，细胞膜的相变温度越低。
（2）叶绿体为双层膜结构，内部含有类囊体薄膜堆叠而成的基粒，则叶绿体的膜结构包括外膜、内膜、类囊体薄膜。ATP合成酶失活直接影响ATP的合成，ATP的合成发生在光反应，则ATP合成酶失活会直接造成光反应停止。
（3）线粒体是细胞呼吸的主要场所，线粒体数量增多，体积增大，内峰增多有利于提高细胞呼吸强度，增加细胞的热量和能量供应，柑橘抗寒锻炼过程中，抗寒品种细胞内线粒体数量增多，体积增大，内嵴增多，其意义就是抵抗低温带来的影响。
（4）核糖体是合成蛋白质的场所，内质网和高尔基体与蛋白质的加工和运输有关，当遇到严寒时，内质网及高尔基体小泡液泡化，核糖体从粗面内质网上释放出来，内质网及高尔基体上的ATP水解酶被激活，会影响蛋白质的合成、加工、运输过程；引起细胞内ATP的含量减少，导致生物合成速度降低甚至停止。
【分析】1、生物膜的流动镶嵌模型：细胞膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂，磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，组成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，蛋白质分子大都是可以运动的，因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
2、叶绿体：只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形，双层膜结构。基粒上有色素，基质和基粒中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。含少量的DNA、RNA。
3、线粒体普遍存在于真核细胞，是进行有氧呼吸和形成ATP的主要场所。线粒体有内外两层膜，内膜向内折叠形成峭，这是线粒体增大膜面积的方式，峭的周围充满了液态的基质。在线粒体的内膜上和基质中，有许多种与有氧呼吸有关的酶。
4、分泌蛋白的合成与分泌过程：在分泌蛋白合成与分泌过程中，分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行初步的加工后“出芽“形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合，这样内质网膜转化为高尔基体膜；高尔基体再加工后，也“出芽“形成囊泡，囊泡与细胞膜融合，这样高尔基体膜就转化为细胞膜。所以分泌蛋白合成与分泌过程中，内质网膜面积减少，细胞膜面积增多，高尔基体膜面积先增大后减少，即几乎不变。
18．（2021高一下·电白期中）马铃薯的块茎富含优质淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素和维生素等营养物质，是全球第四大重要的粮食作物。请回答下列问题：
（1）发芽的马铃著块茎含有还原糖，可用 试剂来检测马铃薯块茎中的还原糖。在水浴加热条件下，还原糖能与该试剂反应生成 沉淀。
（2）将马铃薯块茎放入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，此时细胞液浓度 （大于、小于、等于）蔗糖溶液浓度，细胞失水而发生质壁分离现象。将经高温处理后的马铃薯细胞放入较高浓度的NaCl溶液中，细胞不会发生质壁分离现象，原因是 。
（3）常用 （填试剂名称）来提取马铃薯叶片中的色素，光合色素吸收的光能发生在光合作用 阶段。
（4）在“过氧化氢酶与Fe3＋催化H2O2分解为H2O和O2实验”中，某同学用马铃薯片代替肝脏研磨液，结果发现加入马铃薯片的试管比加入Fe3＋的试管产生的O2的速度快很多，实验结果说明酶具有 （专一性、高效性、温和性）。
【答案】（1）斐林；砖红色
（2）小于；高温处理使原生质层失去选择透过性
（3）无水乙醇；光反应
（4）高效性
【知识点】检测还原糖的实验；酶的特性；叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原
【解析】解答】（1）用斐林试剂来检测还原糖，在水浴加热条件下，还原糖能与该试剂反应生成砖红色沉淀。（2）将马铃薯块茎放入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，此时细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，细胞失水而发生质壁分离现象。将经高温处理后的马铃薯细胞放入较高浓度的NaCl溶液中，细胞不会发生质壁分离现象，因为只有活细胞能够发生质壁分离和复原。(3)色素能溶解在有机溶剂中，常用无水乙醇提取色素。光合色素吸收的光能主要用于光反应中水的光解和ATP的合成。(4)用马铃薯片代替肝脏研磨液，结果发现加入马铃薯片的试管比加入Fe3＋的试管产生的O2的速度快很多，实验结果说明酶具有高效性。
【分析】（1）斐林试剂在生物实验中主要用于鉴定还原糖，与还原糖在加热条件下会形成砖红色沉淀。（2）成熟的植物细胞在外界溶液浓度高的条件下，液泡水分外渗，原生质层与细胞壁脱离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到液泡中，使原生质层慢慢地恢复原状，植物细胞逐渐发生质壁分离复原。（3）酶的特性高效性、专一性，作用条件温和。
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