5.4.1捕获光能的色素和结构——高一生物学人教版（2019）必修一课时优化训练（含解析）

5.4.1捕获光能的色素和结构
——高一生物学人教版（2019）必修一课时优化训练
一、单项选择题
1.如图是叶肉细胞中两类色素的吸收光谱，色素A和B分别为（ ）
A.叶黄素、叶绿素 B.胡萝卜素、叶绿素
C.叶绿素、类胡萝卜素 D.叶黄素、类胡萝卜素
2.南宋诗人杨万里在《晓出净慈寺送林子方》一诗中用“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红”描绘了六月西湖的绮丽景色。诗句中“碧”指的是绿色，主要由叶绿体中的光合色素决定，这些色素分布在叶绿体的（ ）
A.类囊体薄膜 B.外膜 C.基质 D.内膜
3.下列关于绿叶中色素提取与分离实验的叙述，正确的是（ ）
A.研磨时加入二氧化硅的目的是防止色素破坏
B.滤纸条上最上端呈黄色的胡萝卜素主要吸收红光
C.收集到的滤液绿色过浅可能是材料放置太久
D.处于滤纸条最下端的叶黄素含量最多
4.某兴趣小组合作完成“绿叶中色素的提取和分离”实验，主要步骤包括：色素的提取→滤纸条制备→画滤液细线→色素的分离。下列叙述正确的是（ ）
A.色素的提取：用无水乙醇和层析液进行色素提取
B.滤纸条制备：滤纸条一端剪去两角并在另一端底部画细线
C.画滤液细线：防止滤液细线过粗一般只画一次
D.色素的分离：离滤液细线最远的是橙黄色的条带
5.在“光合色素的提取与分离”实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（ ）
①未加二氧化硅，研磨不充分
②研磨时末加碳酸钙，色素被破坏
③分次加入少量95%的酒精提取
④使用放置数天发黄的菠菜叶
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
6.下列有关叶绿体的叙述，正确的是（ ）
A.叶绿体是植物细胞的“动力车间”
B.叶绿体中只有叶绿素可吸收光能用于光合作用
C.叶绿体内的基粒，极大地扩展了受光面积
D.植物叶片多呈现绿色是由于叶片中的叶绿体吸收了较多绿光
7.下图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出部分结构的放大图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.图乙所示结构取自图甲中的①或③
B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示的结构上
C.吸收光能的色素分布在①②③的膜上
D.叶绿体以图甲中③的形式扩大膜面积
8.某学习小组在圆形滤纸片圆心处滴加适量色素滤液，进行光合色素的分离，层析后出现2个同心圆，如图所示。导致图示现象出现的原因最可能是（ ）
A.提取色素的材料不合适
B.研磨时未加入碳酸钙
C.研磨前未将叶片烘干
D.层析时加入过多层析液
9.如图为“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料、用具及步骤。下列相关叙述错误的是（ ）
A.图中步骤③画滤液细线时要快速重复画多次
B.图中步骤④加盖的目的是防止层析液挥发
C.若步骤①中物质A能提取色素，则该物质可为无水乙醇
D.若步骤①中物质B可使研磨充分，则该物质为二氧化硅
10.提取菠菜绿叶中光合色素并用纸层析法分离，结果如图。其中甲、乙、丙、丁为4条不同颜色的色素带。下列叙述正确的是（ ）
A.为使色素带更明显，点样时可加大滤液细线宽度
B.菠菜绿叶的新鲜程度可能会影响四种色素带的宽窄比例
C.甲、乙中的色素在层析液中溶解度大于丙、丁中的色素
D.若研磨时未加入SiO2，色素带甲、乙会明显减少，丙、丁不受影响
11.图为某次光合作用色素纸层析实验的结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述错误的是（ ）
A.实验结果说明蓝藻提取液没有叶绿素b
B.层析液可由石油醚、丙酮、苯按一定比例混合而成
C.研磨时加入CaCO3可防止色素被破坏
D.在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
12.为研究高光强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，用石油醚进行纸层析，如图为纸层析的结果。下列叙述正确的是（ ）
A.对照组中黄绿色的色素带Ⅲ代表的色素含量最多
B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照
C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长完全相同
D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次
13.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，其中操作无误的是（ ）
A.将5g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
B.将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1cm处用钢笔画一条横线
C.用毛细吸管吸取少量滤液，沿横线均匀地画出一条细线，待滤液干后，再画一两次
D.将滤纸条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，随后用棉塞塞紧试管口
二、非选择题
14.下图是用新鲜菠菜进行的“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具，据图回答下列问题。
（1）图中步骤①加入研钵内的物质：A为无水乙醇10mL，作用是____________________；B为少许_________，作用是使研磨充分；C为少许________，作用是防止色素被破坏。
（2）图中步骤②将研磨液迅速倒入漏斗中，漏斗基部放有____________________。
（3）图中步骤④得到的色素带最宽的色素名称是______________________________。
15.下列是某小组在完成绿叶中色素的提取和分离实验时所遇到的问题，请分析回答问题：
（1）绿叶中的色素都能溶解于层析液中，它们被分离的原理是____________________________________________________________________，
在滤纸上扩散速度最快的色素是_________________________________。
（2）将5 g新鲜完整的菠菜叶放在研钵中，加入二氧化硅后，迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是______________________________________________________________________。
（3）实验过程中，为防止挥发性物质大量挥发，采取的措施有__________________。
（4）某生物小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，分别选择了新鲜菠菜的“绿叶” “嫩黄叶”做“绿叶中色素的提取和分离”实验，色素层析结果如图所示，请根据实验结果回答问题：
①绿叶组的滤纸条是____________（填字母），判断依据是_____________________________________________________________________________。
②嫩黄叶组的滤纸条是__________（填字母），判断依据是___________________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：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。A曲线在红光区和蓝紫光区各有一个波峰，说明A曲线代表的色素主要吸收蓝紫光和红光，因此A代表叶绿素，B曲线只在蓝茶光区有一个波峰，说明B曲线代表的色素只吸收蓝紫光，因此B代表类胡萝卜素。
2.答案：A
解析：“接天莲叶无穷碧”是指叶片中的绿色色素，它位于叶绿体中，这些色素分布在叶绿体的类囊体薄膜，A正确，BCD错误。
故选A。
3.答案：C
解析：A、研磨时加入二氧化硅有助于研磨充分，加入少许碳酸钙可防止在研磨时色素被破坏，A错误；
B.滤纸条最上端呈橙黄色的胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B错误；
C.放置过久的叶片中的色素部分被氧化分解，所以用放置过久的叶片提取色素时，会导致收集到的滤液绿色过浅，C正确；
D.滤纸条上倒数第二色素带叶绿素a含量最多，D错误。
故选C。
4.答案：D
解析：A、光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，常用无水乙醇提取光合色素，A错误；
B.制备滤纸条时，将干燥的定性滤纸一端剪去两角，并在距此端1cm处用铅笔画一条细横线，B错误；
C.为保证更多的光合色素沉积在滤液细线处，画滤液细线时，应用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画一条直的滤液细线，待滤液干后，再重复画一两次，C错误；
D.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，距离滤液细线最远的为溶解度最大的色素，是橙黄色的胡萝卜素，D正确。
故选D。
5.答案：D
解析：“光合色素的提取与分离”实验应选取新鲜的绿色植物叶片，提取色素时需要加入95%的酒精、二氧化硅和碳酸钙，其中95%的酒精的作用是溶解色素，二氧化硅的作用是使研磨更加充分，碳酸钙的作用是防止色素被破坏。未加二氧化硅，导致研磨不充分，使色素的提取量减少，①正确；未加碳酸钙，色素被破坏，使色素提取量减少，②正确；分次加入少量95%的酒精不影响色素的提取，③错误：放置数天发黄的菠菜叶，叶绿素含量减少，色素提取量也会减少，④正确。
6.答案：C
解析：A、叶绿体具有双层膜结构，内部有许多由类囊体堆叠而成的基粒，光合色素分布在类囊体的薄膜上，A错误；B、叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，4种色素吸收的光波长有差别，但都可用于光合作用，B错误；C、叶绿体内众多的基粒，极大地扩展了受光面积，C正确；D、叶片中的叶绿体吸收绿光最少，绿光被反射出来，使得植物叶片呈现绿色，D错误。故选C。
7.答案：D
解析：题图甲表示叶绿体的结构，①是叶绿体内膜，②是叶绿体外膜，③是类囊体堆叠成的基粒，④是叶绿体基质；题图乙是光合膜。题图乙所示结构是叶绿体光合膜，来自③叶绿体基粒中的类囊体，不来自①叶绿体内膜，A错误；光合作用分光反应阶段和碳反应阶段，光反应的场所是光合膜，与光反应有关的酶分布在题图乙所示的光合膜上，碳反应的场所是叶绿体基质，与碳反应有关的酶分布在叶绿体基质中，B错误；吸收光能的色素分布在③的膜上，C错误；叶绿体内含有大量基粒，每个基粒由很多类囊体堆叠而成，以此增大膜面积，D正确。
8.答案：A
解析：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，而图中只有两条色素带，据图可知，只有胡萝卜素和叶黄素，缺少叶绿素a和叶绿素b，最可能是因为选取的材料不合适，选的是黄色叶片而非绿色叶片，A符合题意。
故选A。
9.答案：A
解析：A、分析题图可知：图中步骤③画滤液细线时，用毛细吸管吸取色素滤液，沿铅笔线均匀画一条滤液细线，待滤液干后再画一到两次，快速画的话，滤液未干，会导致滤液在滤纸上扩散面积增大，不利于层析，A错误；
B.分析题图可知：因层析液有毒且具有挥发性，需加盖或塞棉塞，正如图中步骤④所示，B正确；
C.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，若步骤①中物质A能提取色素，该物质为无水乙醇，C正确；
D.若步骤①中物质B可使研磨充分，那么物质B应为二氧化硅，可使研磨更充分，D正确。
故选A。
10.答案：B
解析：A、点样时滤液细线要细、齐、直，不能太粗，A错误；B、菠菜绿叶的新鲜程度会影响四种色素在滤纸条上色素含量，新鲜的叶片光合色素含量丰富，发黄的叶片色素可能分解，影响实验结果，B正确；C、不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随滤纸条扩散较快，甲、乙中的色素在层析液中溶解度小于丙、丁中的色素，C错误；D、若研磨时未加入SiO2，研磨不充分，色素带甲、乙、丙、丁均会明显减少，D错误。故选B。
11.答案：D
解析：A、由图可知，蓝藻只有两条色素带，不含有叶绿色b，A正确；
B.层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，层析液可由石油醚、丙酮、苯按一定比例混合而成，B正确；
C.由于碳酸钙能中和液泡中的酸性物质，防止色素被破坏，所以研磨绿叶时为防止叶绿素被破坏而加入CaCO3，C正确；
D.层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯，D错误。
故选D。
12.答案：B
解析：A、对照组中蓝绿色的色素带Ⅲ代表的色素含量最多，A错误；
B.强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，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，B正确；
C.色素Ⅲ是叶绿素a、Ⅳ是叶绿素b，叶绿素a和叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长不同，C错误；
D.分离色素时画滤液细线时，重复画线操作应在前一次画线晾干后再进行重复操作，D错误。
13.答案：C
解析：A、将5g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙后再进行研磨，A错误；
B.将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1cm处用铅笔轻轻画一条细线，B错误；
C.用毛细吸管吸取少量滤液，沿横线均匀地画出一条细线，待滤液干后，再画一两次，C正确；
D.将滤纸条有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，不能让滤液细线触或浸入层析液中，D错误。
故选C。
14.答案：（1）提取绿叶中的色素；SiO2；CaCO3
（2）单层尼龙布
（3）叶绿素a
解析：（1）研磨时需要加入3种物质：10 mL的无水乙醇，作用是提取绿叶中的色素；二氧化硅可以增大摩擦力，使研磨充分：细胞研磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素中的镁被氨取代，破坏叶绿素，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。
（2）过滤研磨液时，漏斗基部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上，一般用单层尼龙布过滤。
（3）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，所以叶绿素带最宽。
15.答案：（1）不同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；胡萝卜素
（2）没有加入碳酸钙和无水乙醇，叶绿素分子受到破坏，色素没有溶解在乙醇中被提取出来
（3）迅速研磨，及时用棉塞将试管口塞严或用培养皿盖住小烧杯
（4）①A；叶绿素a带和叶绿素b带较宽
②B；叶绿素a带和叶绿素b带较窄
解析：（1）叶绿体中的各种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，反之则慢，从而使各种色素相互分离：其中扩散速度最快的是胡萝卜素，最慢的是叶绿素b。
（2）在色素的提取过程中，二氧化硅能使研磨更加充分，碳酸钙则可防止色素在研磨过程中被破坏，无水乙醇可以把色素溶解并提取出来。
（3）由于提取液及层析液易挥发，因此在研磨过程中要迅速，滤液收集后，及时用棉塞将试管口塞严，层析时要用培养皿盖住小烧杯。
（4）叶绿素a带（从上至下第3条）和叶绿素b带（从上至下第4条）较宽的是绿叶组，叶绿素a带和叶绿素b带较窄的是嫩黄叶组。