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2024苏教版新教材高中生物必修1
第二节 光合作用——光能的捕获和转换
第一课时 解开光合作用之谜、叶绿体与光能的捕获
基础过关练
题组一 解开光合作用之谜
1.(2021江苏徐州合格性考试模拟)如图所示,某植物绿叶先经光照24小时,然后脱色、用碘处理,结果被锡箔覆盖的部位不呈蓝色,而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验证明( )
①光合作用需要叶绿素
②光合作用需要光
③光合作用释放出氧气
④光合作用制造淀粉
A.①④ B.②④ C.①③ D.②③
2.(2021江苏苏州木渎高级中学月考)下表为鲁宾和卡门利用同位素标记法研究光合作用的实验记录,据表判断甲、乙分别是( )
组号 提供的物质 产生的气体 备注
Ⅰ H2O和C18O2 甲 其他 条件 相同
Ⅱ O和CO2 乙
A.18O2、18O2 B.O2、O2
C.18O2、O2 D.O2、18O2
题组二 叶绿体与光能的捕获
3.(2021江苏宿迁沭阳中学调研)下列关于光合色素的叙述正确的是( )
A.叶绿体中的色素有四种,其中叶绿素a含量最大
B.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光
C.所有植物细胞内都含有4种光合色素
D.光合色素存在于叶绿体的内膜上
4.如图为用分光光度计测定叶片中两类色素A和B吸收不同波长光的曲线图,请判定A和B分别为( )
A.叶绿素a、类胡萝卜素
B.类胡萝卜素、叶绿素b
C.叶黄素、叶绿素a
D.叶绿素a、叶绿素b
5.恩格尔曼用水绵和好氧细菌进行实验,现象分别如图。有关说法不正确的是( )
图1
图2
A.选择水绵为材料,其叶绿体呈螺旋带状分布是重要原因之一
B.选择好氧细菌是为了证明光合作用是否有氧气产生
C.图1可以证明叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气
D.图2可以证明叶绿体主要吸收蓝紫光和红光用于光合作用
题组三 提取和分离叶绿体中的光合色素
6.在叶绿体色素的提取和分离实验中,收集到的滤液绿色过浅,其原因可能是( )
①未加石英砂,研磨不充分
②一次加入大量的无水乙醇提取
③分次加入少量无水乙醇提取
④使用放置数天的菠菜叶
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
7.(2020江苏无锡期末)下列用新鲜菠菜叶进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是( )
A.选材不同,四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同
B.画滤液细线时应迅速地重复画线,保证滤纸条上有足量的色素
C.即使叶片剪碎不够充分,也可以提取出4种光合色素
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随层析液挥发而消失
8.(2022江苏徐州歌风中学学情检测改编)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是( )
A.水稻在收获时节,叶片中色素含量是(甲+乙)<(丙+丁)
B.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
C.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大
D.四种色素中,丙和丁主要吸收红光
9.(2021江苏徐州一中学情调研)图甲~丁表示用新鲜菠菜叶进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题:
(1)图甲~丁中,实验操作步骤的先后顺序是 。
(2)步骤丙中,滤纸条上出现四条色素带,那么最上面一条色素带的色素名称是 。
(3)在该实验的操作过程中,有同学按下列方法操作,其中不合理的有 。
a.用蒸馏水替代无水乙醇提取色素
b.在充分研磨叶片后立即加入碳酸钙
c.用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液
d.沿铅笔线连续数次画滤液细线
(4)请尝试运用该实验方法,探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化,简要写出实验的主要思路:
。
能力提升练
题组 综合分析光合色素及其提取和分离
1.(2022江苏常州前黄中学学情检测)为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用层析液进行纸层析,下图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是( )
A.色素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均可溶于无水乙醇
B.强光照有利于该植物叶绿素的合成
C.色素Ⅰ、Ⅱ主要吸收蓝紫光和红光
D.色素Ⅳ在层析液中溶解度最大
2.(2021江苏连云港赣榆调研)高等植物的光合作用依赖光合色素。在不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。如图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,正确的是( )
A.图中①和②分布在叶绿体的内膜上
B.利用纸层析法分离色素时,②应位于滤纸条的最下端
C.植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光
D.弱光下①的相对含量增加有利于植物对弱光的利用
3.(2021江苏淮安高中协作体联考)如图表示“色素的分离”实验改进装置(培养皿中的层析液刚好触及棉线的b点,色素滤液滴于a点,色素在定性滤纸上随层析液从a点向四周扩散),下列有关叙述错误的是( )
A.绿叶中的不同光合色素在层析液中的溶解度不同
B.色素圈呈黄绿色的是叶绿素b,主要吸收红光和蓝紫光
C.实验结果应为得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)
D.实验得到的多个同心圆中,最小的一个圆呈橙黄色
4.(2021江苏扬州高邮中学调研)如图表示某实验的流程,相关叙述错误的是( )
A.该实验表明植物叶绿体中叶绿素的合成需要光照
B.两组实验的结果①中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色
C.两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异是蓝紫光区域
D.若在缺镁条件下完成该实验,两组实验的结果①和②差异不大
答案全解全析
基础过关练
1.B 2.D 3.A 4.A 5.B 6.D 7.C 8.A
1.B “被锡箔覆盖的部位”缺乏光没有进行光合作用,无法制造淀粉,因此用碘处理后不呈蓝色;“不被锡箔覆盖的部位”能进行光合作用制造淀粉,因此用碘处理后呈蓝色。该实验证明:②光合作用需要光、④光合作用制造淀粉。
2.D 光合作用中产生的氧气来自水,组Ⅰ中的水未被18O标记,则产生的氧气是O2。组Ⅱ中的水被18O标记,则产生的氧气是18O2。
3.A 叶绿体中的色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素,其中叶绿素a含量最大,A正确;类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,B错误;植物根尖细胞无光合色素,C错误;植物中,光合色素分布在叶绿体中的类囊体膜上,D错误。
4.A 据题图分析,色素A吸收波峰为红光和蓝紫光,则色素A表示叶绿素;色素B吸收波峰只有蓝紫光,则色素B代表类胡萝卜素,故选A。
5.B 恩格尔曼选择水绵进行实验,水绵的叶绿体呈螺旋带状分布,便于观察,是选材的重要原因之一,A正确;实验通过观察好氧细菌的分布来确定氧气产生的位置,B错误;图1中好氧细菌集中分布在有光束照射的叶绿体部位,可以证明叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气,C正确;图2好氧细菌多集中分布在红光和蓝紫光区域,故可以证明叶绿体主要吸收蓝紫光和红光用于光合作用,D正确。
6.D ①未加石英砂,研磨不充分,会使色素的提取量减少,①符合题意;②一次加入大量的无水乙醇,会使色素提取液浓度降低,②符合题意;③分次加入少量无水乙醇不影响色素的提取,③不符合题意;④放置数天的菠菜叶叶片发黄,叶绿素含量减少,收集到的滤液绿色过浅,④符合题意。
7.C 选材不同不会影响色素带在滤纸条上的排列顺序,A错误;画滤液细线时,应待滤液干后再重画,B错误;叶片剪碎不够充分,但色素没有被破坏,故仍可以提取出4种光合色素,只是色素带颜色可能较浅,C正确;滤纸上的色素带不会随层析液挥发而消失,D错误。
8.A 根据扩散距离可知,甲、乙、丙、丁分别为叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。成熟水稻的叶片是黄色的,其中类胡萝卜素含量高于叶绿素,A正确;碳酸钙的作用是防止叶绿素分子被破坏,B错误;四种色素中,乙色素含量最高,丁色素溶解度最大,C错误;丙和丁主要吸收蓝紫光,D错误。
方法技巧
巧记四条色素带的顺序(由上到下)及颜色
胡(胡萝卜素)黄(叶黄素)a(叶绿素a)b(叶绿素b)向前走,橙(橙黄)黄蓝(蓝绿)黄(黄绿)颜色留。胡萝卜素最“纤细”,叶绿素a最“宽厚”。
9.答案 (1)乙→丁→甲→丙 (2)胡萝卜素 (3)abcd (4)称取相同质量的不同叶龄菠菜叶,进行相同实验操作,分别提取和分离色素,观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽
解析 (1)据题图分析,甲表示画滤液细线,乙表示研磨、提取色素,丙表示分离色素,丁表示过滤,则实验操作步骤的先后顺序是乙→丁→甲→丙。(2)步骤丙表示分离色素,滤纸条上出现的最上面的一条色素带是胡萝卜素。(3)蒸馏水属于无机溶剂,不能提取色素,a错误;加入碳酸钙、二氧化硅、无水乙醇后才能研磨叶片,b错误;不能用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液,c错误;沿铅笔线画一条滤液细线,吹干后方可再画滤液细线,d错误。(4)探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化,该实验的自变量为不同叶龄菠菜叶,因变量为色素的种类和含量,结合实验原则,实验的主要思路见答案。
能力提升练
1.A 2.D 3.D 4.C
1.A 叶绿体中的色素都溶于有机溶剂无水乙醇,A正确;强光照和正常光照相比,叶绿素含量较低,说明强光照不利于该植物叶绿素的合成,B错误;色素Ⅰ、Ⅱ分别为胡萝卜素和叶黄素,它们主要吸收蓝紫光,C错误;色素Ⅳ在层析液中溶解度最小,D错误。
2.D 结合光谱曲线图分析,①代表的是叶绿素b,②代表的是叶绿素a。在植物细胞中,图中两种色素分布在叶绿体的类囊体膜上,A错误;利用纸层析法分离色素时,叶绿素b应位于滤纸条的最下端,B错误;植物叶片呈现绿色是由于光合色素吸收绿光最少,大部分绿光被反射出来,C错误;由题可知,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,叶绿素b的相对含量增加,叶绿素a/叶绿素b的值降低,有利于植物对弱光的利用,D正确。
3.D 实验得到的多个同心圆中,最小的一个圆呈黄绿色,是叶绿素b,D错误。
4.C 由图中信息可知,植物叶绿体中叶绿素的合成需要光照,A正确;两组实验的结果①中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色,分别是叶黄素和胡萝卜素,B正确;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,所以两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异是红光区域,C错误;镁是叶绿素合成的必需元素,若在缺镁条件下完成该实验,两组实验的结果①和②差异不大,D正确。
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