2024人教版(2019)高中生物学必修1练习题--第4节　第1课时　捕获光能的色素和结构（含解析）

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2024人教版高中生物学必修1
第1课时　捕获光能的色素和结构
A级 必备知识基础练
1.[2023黑龙江哈九中高一期中]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.由图可知,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,叶绿体吸收利用的光能减少
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
2.下图表示新鲜菠菜绿叶中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.色素丙和色素丁主要吸收红光
B.色素乙在层析液中的溶解度最高
C.发黄的菠菜中色素甲和乙的含量会明显下降
D.提取色素时加入SiO2的目的是防止色素被破坏
3.把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间,在光谱中可以看到最强的吸收区在(　　)
A.绿光区
B.红光和蓝紫光区
C.红光区
D.黄橙光区
4.下图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置,下列与之有关的叙述,错误的是(　　)
A.应向培养皿中倒入层析液
B.应将滤液滴在a处,而不能滴在b处
C.实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)
D.实验得到的若干个同心圆中,最小的一个圆呈橙黄色
5.[2023贵州铜仁高一期末]将在黑暗中放置一段时间的小球藻均分为4组,置于不同的试管中,在其余相同且适宜的条件下,按下表进行实验。其中有机物积累最少的试管是(　　)
试管编号 ① ② ③ ④
光照 白光 蓝光 红光 绿光
A.① B.②
C.③ D.④
6.将培养有水绵的培养皿置于黑暗中一段时间,并阻止氧气进入,此时只有厌氧细菌生长,当水绵被通过分光镜获得的单色光光束照射时(如图),藻丝上厌氧细菌聚集最多的部位是(　　)
A.1、3 B.2、3
C.3、4 D.1、4
7.叶绿体是细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。下列相关叙述正确的有(　　)
①借助高倍显微镜可观察菠菜叶表皮细胞中叶绿体的形态和分布　②光学显微镜下,所有植物细胞中的叶绿体都呈扁平的椭球形或球形　③叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜的基本支架都是磷脂双分子层　④叶绿体双层膜以及大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积　⑤叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,因此可用纸层析法提取
A.一项 B.二项
C.三项 D.四项
8.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时,进行了以下操作:①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中,加入无水乙醇后直接进行研磨;②将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线;③为增强实验效果,将滤液细线画粗些;④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是(　　)
A.① B.①②
C.①②③ D.①②③④
9.如图表示叶绿体的亚显微结构示意图,请据图回答下列问题。
(1)写出下列结构的名称:1　　　　;2　　　　;3　　　　;4 　　　　。
(2)叶绿体中吸收光能的色素主要有　　　　和　　　　两大类,它们分布在[　]　　　　。
(3)有些蔬菜大棚内长时间开着红色或蓝色光的灯,这主要是因为叶绿体中的　　　　　　　　　(填色素名称)主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。　　　　和　　　　主要吸收蓝紫光。
(4)叶绿体内部具有巨大的膜面积是因为叶绿体内存在大量的　　　　　　　和　　　　　　　。
B级 能力素养提升练
10.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得到的实验结果依次应为(　　)
试剂 甲 乙 丙 丁
无水乙醇 - + + +
水 + - - -
CaCO3 + + - +
SiO2 + + + -
A.①②③④ B.②④①③
C.④②③① D.③②①④
11.[多选]为研究光照强度对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用无水乙醇提取叶绿体色素,用层析液进行纸层析,如图是滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(　　)
A.色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收蓝紫光和红光
B.条带位置反映色素在层析液中溶解度高低
C.增加类胡萝卜素有利于该植物抵御强光照
D.推测幼苗叶片中叶绿素的合成不需要光照
12.图1表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程,请分析回答下列问题。
图1
图2
(1)提取色素时为了研磨充分应加入　　　　,纸层析法分离色素的原理是　　　　　　　。
(2)纸层析法分离色素的“结果①”如图2所示,其中共有的色素带的颜色是　　　　　　　,据此能得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间,“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在　　　　光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光1~2 h,再重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,其原因是　　　　　　　　　　　　　　。
第1课时　捕获光能的色素和结构
1.C　由图可知,由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体吸收利用的光能增多,C项错误。
2.C　丁为胡萝卜素,丙为叶黄素,二者主要吸收蓝紫光,A项错误;四种色素都能溶解在层析液中,丁(胡萝卜素)的溶解度最高,原因是它在滤纸上扩散得最快,B项错误;由于叶绿素不稳定,容易分解,所以在发黄的菠菜叶中含量显著减少的是甲(叶绿素b)和乙(叶绿素a),C项正确;提取色素时加入少许SiO2是为了研磨充分,加入碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏,D项错误。
3.B　叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,故把新鲜叶绿素溶液放在光源和分光镜之间,在光谱中可以看到最强的吸收区在红光区域和蓝紫光区域。
4.D　色素在滤纸上的扩散速度取决于其在层析液中的溶解度,胡萝卜素扩散速度最快,扩散得到的同心圆最大。在改进的装置中,a处应滴加滤液,层析液加入培养皿中,层析液沿灯芯向上扩散,到达a点后沿圆形滤纸扩散,得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形),最大的一个圆是橙黄色。圆形滤纸上四个同心圆由外到内的顺序和滤纸条上由上到下的顺序一致。
5.D　白光中含有七色光,叶片中与光合作用有关的色素主要吸收红光和蓝紫光,吸收绿光最少,故④号试管中光合速率最低,合成的有机物最少。在其余相同且适宜的条件下,①②③④四支试管的呼吸速率相同,故有机物积累量最少是④号试管。
6.B　叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,红光的波长最长,蓝紫光的波长最短。因此在图中1、4部位的光合作用较强,产生的氧气较多,在图中2、3部位的光合作用较弱,产生的氧气较少,而厌氧细菌生长的部位是光合作用最弱的部位,故藻丝上厌氧细菌聚集最多的部位是2、3。
7.A　菠菜叶表皮细胞中不含叶绿体,①错误;水绵的叶绿体呈带状,②错误;叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜都属于生物膜,生物膜的基本支架都是磷脂双分子层,③正确;叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积,叶绿体内膜与外膜上不含色素,④错误;纸层析法用于色素的分离,提取叶绿体中的色素应用无水乙醇等有机溶剂,⑤错误。
8.D　将5 g新鲜完整的菠菜叶,剪去主叶脉,剪碎,放入研钵中,加入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入5~10 mL无水乙醇,迅速、充分地研磨,①错误;将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1 cm处用铅笔画一条细的横线,不能用钢笔画线,②错误;用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,为增强实验效果,待滤液干燥后,可将滤液细线重复画一到两次,但是不能画得太粗,③错误;将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,但是滤液细线不能浸入层析液中,④错误。
9.答案 (1)叶绿体外膜　叶绿体内膜　基粒　叶绿体基质
(2)叶绿素　类胡萝卜素　3　基粒
(3)叶绿素a和叶绿素b　叶黄素　胡萝卜素
(4)光合色素　与光合作用有关的酶
解析 (1)据图可知,1为叶绿体外膜,2为叶绿体内膜,3是由类囊体堆叠形成的基粒,4是叶绿体基质。(2)叶绿体中吸收光能的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素两大类,分布在3基粒上。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素包括叶黄素和胡萝卜素。(3)叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(4)叶绿体是进行光合作用的场所,它内部的巨大膜表面上不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶。
10.B　甲同学由于没有加入无水乙醇,所以提取液中不会出现色素,色素分离的结果是②;乙同学操作正确,色素分离后得到四条正常的色素带,与④情况相符;丙同学由于未加CaCO3,所以叶绿素含量减少,所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄,对应①;丁同学由于未加SiO2,导致叶片研磨不充分,最终导致各种色素的含量均减少,对应③。
11.ABC　Ⅲ是叶绿素a、Ⅳ是叶绿素b,二者主要吸收可见光中的红光和蓝紫光,A项正确;层析的原理是不同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条上的扩散速度快(位于滤纸条上方),反之则慢,故条带位置反映色素在层析液中溶解度高低,B项正确;从条带结果看,强光照和正常光照相比,叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量增加,可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照,C项正确;幼苗叶片中叶绿素的合成需要光照,D项错误。
12.答案 (1)二氧化硅(SiO2)　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
(2)橙黄色、黄色　叶绿素的形成需要光
(3)红　叶绿素不稳定,在强光下易分解
解析 (1)在提取绿叶中的色素时要在研钵中加无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅,各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素,溶解度高,扩散速度快;溶解度低,扩散速度慢。(2)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,据图可知,图2中共有的色素带的颜色是橙黄色、黄色,说明叶绿素的形成需要光。(3)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,由于韭黄色素滤液中缺少叶绿素,所以它们吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。韭菜滤液在强光下曝光1~2 h后,由于叶绿素不稳定,会被分解,所以重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致。
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