课时分层作业(14) 解开光合作用之谜 叶绿体与光能的捕获
题组一 解开光合作用之谜
1．在生命科学发展过程的经典实验中，未用到同位素标记法的是( )
A．萨克斯证明光合作用的产物中有淀粉
B．卡尔文发现的卡尔文循环
C．光合作用产物O2中氧原子的来源
D．分泌蛋白的合成与运输
2．现有四个实验装置，若要分别验证绿色植物产生O2需要光以及O2是由绿色植物释放的，则应选用的实验组合是( )
A．②③和①② B．①②和①③
C．②④和①③ D．②③和③④
题组二 叶绿体与光能的捕获
3．下列有关植物细胞内色素的叙述，正确的是( )
A．类胡萝卜素主要分布在液泡，叶绿素主要分布在叶绿体
B．光合色素对绿光吸收最少，大部分绿光被反射，因而叶片呈现绿色
C．叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素b主要吸收蓝紫光
D．绿色的叶片细胞中只含有叶绿素，发黄的叶片中只含有类胡萝卜素
4．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时玻片进行实验，玻片需要给予一定的条件，这些条件是( )
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
5．(多选)叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，其内有关结构中分布着光合色素及有关的酶。下列关于叶绿体及色素的叙述中错误的是( )
A．植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中
B．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色
C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积
D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用
6．恩格尔曼用极细的光束照射到载有水绵和好氧细菌的载玻片上(下左图)，将玻片(下右图)暴露在光下，结果如图所示。下列关于该实验的说法错误的是( )
A．本实验结论是叶绿体在光照下可产生氧气
B．水绵和好氧细菌实验前要进行饥饿处理
C．光照的部位是该实验的自变量
D．真空和黑暗是实验的两个无关变量
题组三 提取和分离叶绿体中的光合色素
7．下列关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的叙述，正确的是( )
A．应该在研磨叶片后立即加入碳酸钙，防止色素被破坏
B．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次
C．若滤液细线全部没入层析液，则无法观察到色素带
D．在层析液中溶解度最高的叶绿素a在滤纸条上扩散得最快
8．利用新鲜的菠菜叶进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”的实验，色素带在滤纸条上的分布情况如图所示，下列叙述正确的是( )
A．提取时未加入碳酸钙对a、b两种色素影响更大
B．分离过程中应让滤液细线浸没到层析液中进行分离
C．分离色素的原理是不同色素在蒸馏水中溶解度不同
D．菠菜叶如果放置时间过长，实验中c、d色素带会变窄
9．(多选)如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲中部分结构放大后的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A．图甲所示结构主要通过内膜向内折叠增大膜面积
B．图乙中的光合色素能有效吸收绿光使植物呈绿色
C．图乙所示的膜结构位于图甲结构中的①处
D．提取光合色素时常用无水乙醇作为溶剂
10．“霜叶红于二月花”，植物叶子呈现的颜色是各种色素的综合表现，色素主要存在于液泡和叶绿体中，叶绿体中的色素主要包含两大类，叶绿素和类胡萝卜素。下列对高等植物的正常叶子中色素的相关叙述，正确的是( )
A．纸层析法分离叶绿体中色素，最宽和最窄的色素带分别是黄绿色、橙黄色
B．提取叶绿体中色素可用丙酮作为提取液，用水当层析液可分离液泡中色素
C．叶绿素对可见光的吸收有一个高峰，类胡萝卜素有两个高峰
D．叶绿体中四种色素都含有N、Mg元素，作用是吸收、传递、转化光能
11．(13分)某科研人员研究不同遮光处理对白桦光合作用生理特性的影响结果如图。
(1)叶片中叶绿素含量是维持植物正常光合作用的主要指标，叶绿素主要存在于白桦叶片的______________(具体部位)，通过上图的结果发现白桦叶绿素含量随__________而增加，提高了白桦在弱光环境下的捕光能力。研究发现植物体内的叶绿素处于不断地合成和分解中。请从该角度去解释叶绿素含量增加的原因：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)叶绿素b/叶绿素a的值可作为植物利用弱光能力的判断指标，研究人员发现遮光处理增大了白桦叶绿素b/叶绿素a的值。通过高中课本______________实验可以验证该结论。你的实验证据是____________________________________
_____________________________________________________________________。
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A A B B ACD B C D ABC B
11.(共13分，除注明外，每空3分)(1)叶绿体类囊体膜(1分) 遮光程度的增加 叶绿素的合成量变化不大，分解量减少(或叶绿素的合成量增加，分解量变化不大或叶绿素的合成量增加，分解量减少)
(2)光合色素的提取和分离 滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值遮光组大于非遮光组
1．萨克斯利用天竺葵证明叶片在光下能产生淀粉是将植物叶片的一部分曝光、另一部分遮光，即“半叶法”，该实验没有用到同位素标记法，A符合题意。
2．实验中一定要遵循对照原则和单一变量原则，要验证绿色植物产生O2需要光，单一变量应是光的有无，应选用的实验组合是②③；要验证O2是由绿色植物释放的，单一变量是绿色植物的有无，应选用的实验组合是①②。
3．类胡萝卜素和叶绿素都是光合色素，分布在叶绿体的类囊体膜上，A错误；光合色素对绿光吸收最少，大部分绿光被反射，因而叶片呈现绿色，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，C错误；绿色的叶片细胞中含有叶绿素和类胡萝卜素，发黄的叶片中主要含有类胡萝卜素，D错误。
4．水绵中的叶绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，玻片中不能有空气，否则好氧细菌均匀分布，无法根据好氧细菌的聚集情况来确定叶绿体是否有放氧功能。
5．植物见光的绿色部位的细胞才有叶绿体，A错误；叶绿素包括两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，B正确；叶绿体的类囊体极大地扩展了受光面积，C错误；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，D错误。
6．好氧细菌聚集在带状叶绿体周围说明光合作用的过程中有氧气释放出来，A正确；水绵和好氧细菌实验前不需要进行饥饿处理，B错误；题述实验的自变量是水绵的光照部位，C正确；光照部位是题述实验的自变量，实验设计的巧妙之一是将临时玻片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧气的影响，从而确保实验能够正常地进行，真空和黑暗是实验的两个无关变量，D正确。
7．在进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验中，应该在研磨叶片之前加入碳酸钙，防止研磨过程中色素被破坏，A错误；在画出一条滤液细线后，要待滤液干燥后，再在同一位置重复画滤液细线，使得滤液细线细、直、齐，而且色素含量较多，B错误；若滤液细线全部没入层析液，就会溶解到层析液中，则无法观察到色素带，C正确；在层析液中溶解度最高的是胡萝卜素，在滤纸条上扩散得最快，D错误。
8．碳酸钙可防止研磨过程中叶绿素被破坏，因此提取时未加入碳酸钙对c、d两种色素影响更大，A错误；分离过程中应避免让滤液细线浸没到层析液中，因为滤液细线中的色素易溶于层析液，一旦浸没到层析液中，可能将不会在滤纸条上出现色素带，B错误；分离色素的原理是根据不同色素在层析液中的溶解度不同，从而将不同色素进行分离，C错误；菠菜叶如果放置时间过长，叶片将变黄，即叶绿素减少，实验中c、d色素带会变窄，D正确。
9．图甲结构为叶绿体，其主要靠囊状结构堆叠而成的类囊体来增大膜面积，A错误；图乙中的光合色素吸收绿光最少，绿光被反射出来使植物呈绿色，B错误；图乙所示膜结构上含有光合色素，所以是图甲中[③]类囊体膜的放大图，C错误；叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此常用无水乙醇作为提取溶剂，D正确。
10．纸层析法分离叶绿体中色素，最宽和最窄的色素带分别是叶绿素a和胡萝卜素，其中叶绿素a是蓝绿色，胡萝卜素是橙黄色，A错误；液泡中的色素可以溶于水，因此若用纸层析法分离液泡中的色素，可用清水作为层析液，B正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对可见光的吸收有两个峰值，类胡萝卜素只在蓝紫光区有一个高峰，C错误；叶绿素中含N、Mg元素，D错误。
11．(1)叶绿素分布在叶绿体类囊体膜上。由图读出叶绿素含量随遮光程度的增加而增加。叶绿素含量的增加，可从叶绿素的合成和分解两个角度分析。(2)通过光合色素的提取和分离实验，比较遮光组和全光组叶片色素提取和分离后，黄绿色色素带(叶绿素b)与蓝绿色色素带(叶绿素a)宽度的比值可证明遮光处理增大了白桦树叶片中叶绿素b/叶绿素a的值。
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