高一生物人教版必修1第5.4.1 能量之源 光与光合作用 捕获光能的色素和结构 课时同步附解析

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生物人教版必修1第5章
细胞的能量供应和利用
第4节
能量之源——光与光合作用
第1课时
捕获光能的色素和结构
一、选择题（10小题）
1．在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验中，为了有助于研磨得充分，应向研钵中加入少许
（
）
A．无水乙醇
B．丙酮
C．二氧化硅
D．碳酸钙
2．在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，在层析液中溶解度最小和最大的色素分别是
（
）
①胡萝卜素
②叶黄素
③叶绿素a
④叶绿素b
A．①和②
B．②和③
C．③和④
D．④和①
3．下列分离绿叶中色素的装置中，正确的是
（
）
A．
B
C．
D．
4．关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的有关说法，正确的是
（
）
①利用无水乙醇可提取和分离色素，滤纸条上最终会有四条色素带出现
②若滤纸条上未出现色素带，说明选择的叶片可能是黄化叶
③从上往下数，滤纸条上第三条色素带最宽，颜色为蓝绿色
④提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素高
A．①②
B．①④
C．②③
D．③④
5．有位学生在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,采用圆形滤纸片，将提取出的色素溶液画在距圆心1cm的圆圈上，将滤纸自圆心折叠后层析,经层析后，色素被分离为四个半径不同且颜色不同的同心圆（如下图所示），请推测最外圈色素的颜色是
（
）
A．橙黄色
B．黄绿色
C．蓝绿色
D．黄色
6．小红同学用菠菜叶进行色素的提取和分离实验时，观察到的色素带颜色较浅，其可能的原因有
（
）
①无水乙醇加入量太多
②未加CaCO3
③未加SiO2
④使用放置了数天的菠菜叶
⑤只画了一次滤液细线
A．2种
B．3种
C．4种
D．5种
7．提取绿叶中的色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是
（
）
①未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
②色素始终在滤纸上，是因为色素能随层析液在滤纸条上扩散
③提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b
④胡萝卜素处于滤纸最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高
A．①②
B．①④
C．②③
D．③④
8．将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是
（
）
A．随机、均匀分布在混合液中
B．集中分布在上下两侧
C．集中分布在中央位置
D．集中分布在溶液的下层
9．1880年德国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况如图。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是
（
）
A.细菌对不同光的反应不同，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B.好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C.好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D.好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率快，则该种光有利于光合作用
10．下列关于叶绿体及色素的叙述中正确的是
（
）
A．叶绿体中的色素分布在内膜和类囊体的薄膜上
B．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积
C．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
D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用
二、综合题（2小题）
11．某生物实验小组在“探究环境条件对叶绿素形成的影响”的活动中，作出的假设是：光照能影响叶绿素的形成。据此假设该生物实验小组设计如下实验方案：
甲组
乙组
环境条件
阴暗、低温
光照充足、适宜温度
实验材料
同样一株韭苗
同样一株蒜苗
处理方法
将甲、乙两组植物栽种在各自环境中一段时间
（1）全班同学讨论后认为：按上述实验方案进行实验，并不能对“光照能影响叶绿素形成”的假设进行探究，因为该实验方案中自变量有
个。
（2）请根据“光照能影响叶绿素形成”的假设写出你的实验方案：
①“环境条件”的设计：甲组
，乙
组
。
②“实验材料”的选择：
。
（3）请写出支持假设的预期实验结果（选填“变绿”或“变黄”）：
甲组植株：
；乙组植株：
。
12.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，某同学按下表中的方法步骤进行了实验：
步骤
具体操作
①剪碎叶片
称取适量（选
、放置三天）菠菜叶，剪碎，放入研钵中
②充分研磨
向研钵中放入少许二氧化硅和
，再加入适量无水乙醇，然后迅速、充分地研磨
③迅速过滤
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗且漏斗基部放
（填“滤纸”或“脱脂棉”）进行过滤；将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞紧
④制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线
⑤画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线；重复画若干次，每次待滤液干后再画
⑥分离色素
将适量层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中（注意：不能让滤液细线触及层析液），随后用棉塞塞紧试管口
⑦观察与记录
观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色；将观察结果记录下来
请分析回答：
（1）步骤②中无水乙醇的作用是
。
（2）按照上表中方法步骤进行实验操作，该同学在步骤③收集到的滤液呈
色（填“深绿色”、“浅绿色”或“黄绿色”）。
（3）上述实验操作中存在三处空格，请一一填写分别是
、
、
。
（4）若将提取的天然叶绿素用作食品添加剂，根据你所学的叶绿素化学性质分析，天然叶绿素不能添加在
（填“酸性”、“碱性”或“中性”）等食品中。
（5）层析后滤纸条上的色素带，自上而下依次为：橙黄色的
；黄色的
；蓝绿色的
；和黄绿色的
。
生物人教版必修1第5章
细胞的能量供应和利用
第4节
能量之源——光与光合作用
第1课时
捕获光能的色素和结构
参考答案及解析
1.
【答案】C
【解析】叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂中，如无水乙醇或丙酮等，所以可用无水乙醇或丙酮提取叶绿体中的色素，A、B错误；二氧化硅有助于破坏细胞结构，使研磨更充分，C正确；加入碳酸钙的作用是可防止叶绿素在酸性条件下分解，即防止色素被破坏，D错误。
【题型】选择题
【难度】较易
2.
【答案】D
【解析】绿叶中各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，结果在滤纸条上出现四条色素带，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）。所以随层析液在滤纸上扩散最慢的是叶绿素b，扩散最快的是胡萝卜素。
【题型】选择题
【难度】较易
3.
【答案】B
【解析】层析液易挥发，且有毒性，应该用培养皿盖盖住烧杯，A错误；层析时，滤液细线应该在层析液的上方，且应该盖上培养皿盖，B正确；层析时，滤液细线不能触及或浸入层析液，C错误；滤纸条有滤液细线的一端要插入层析液，D错误。
【题型】选择题
【难度】较易
4.
【答案】D
【解析】利用无水乙醇可提取色素，但不能分离色素，①错误；黄化的叶片，含有类胡萝卜素，在滤纸条上也会出现色素带，②错误；从上往下数，滤纸条上第三条色素带最宽，颜色是蓝绿色，此为叶绿素a，③正确；提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素高，④正确。
【题型】选择题
【难度】一般
5.
【答案】A
【解析】绿叶中的不同色素在层析液中的溶解度是不同的，溶解度高的，随层析液在滤纸条上扩散得快。色素在层析液中的溶解度从大到小依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此最外圈色素是胡萝卜素，颜色是橙黄色，A正确。
【题型】选择题
【难度】一般
6.
【答案】D
【解析】无水乙醇的作用是提取色素，若加入太多，则色素的浓度降低，会导致观察到的色素带颜色过浅，①正确；未加CaCO3，叶绿素分子会被破坏，导致观察到的色素带颜色较浅，②正确；未加SiO2研磨不充分，则色素的提取量会偏少，会导致观察到的色素带颜色较浅，③正确；使用放置了数天的菠菜叶，叶绿素已被分解，也会导致观察到的色素带颜色较浅，④正确；画滤液细线次数太少，滤纸上的色素含量较少，则会导致滤纸条上色素带颜色较浅，⑤正确。
【题型】选择题
【难度】一般
7.
【答案】C
【解析】黄化叶片中不含叶绿素，但含有类胡萝卜素，用此材料进行色素的提取和分离实验时，可以观察到两条色素带，①错误；叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇、层析液中，色素始终在滤纸上，原因是色素随层析液在滤纸上向上扩散，②正确；叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色，提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b，③正确；绿叶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，如胡萝卜素处于滤纸最上方，是因为其在层析液中的溶解度最高，④错误。
【题型】选择题
【难度】较易
8.
【答案】B
【解析】由于色素主要吸收红光和蓝紫光，因此竖直放置的水绵在上侧红光处及下侧的蓝紫光处光合作用较强，产生的氧气较多，因此好氧细菌在这两处集中分布。
【题型】选择题
【难度】一般
9.
【答案】B
【解析】细菌对不同光的反应不同，细菌聚集多的地方，表明水绵的该部位光合作用强，A错误；好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，说明水绵的该部位光合作用强，B正确；好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用强，产生的有机物多，这句话是正确的，但不符合本实验的原理、思路，C错误；水绵主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用并向外释放氧气，使好氧细菌集中在两个区域，好氧细菌消耗氧气多，不是使水绵光合作用速率加快的原因，D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
10.
【答案】C
【解析】叶绿体中的色素分布在类囊体的薄膜上，A错误；叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒极大地扩展了受光面积，B错误；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正确；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，对其它光吸收较少，D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
11.
【解析】
（1）根据表格内容可知，本实验的自变量有三个：光照、温度和实验材料。
（2）①根据“光照能影响叶绿素形成”的假设，“环境条件”的设计应该是有无光照，甲组阴暗、适宜温度，乙组光照充足、相同的适宜温度。②“实验材料”的选择属于本实验的无关变量，应该遵循等量原则。
（3）要验证“光照能影响叶绿素形成”那么有光照的一组即乙组植株会变绿，没有光照的一组即甲组植株不能形成叶绿素，变黄。
【题型】综合题
【难度】一般
12.
【答案】
（1）提取绿叶中的色素
（2）浅绿
（3）新鲜
碳酸钙
脱脂棉
（4）酸性
（5）胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
【解析】
（1）步骤②中无水乙醇的作用是提取绿叶中的色素。
（2）按照上表中方法步骤进行实验操作，该同学在步骤③收集到的滤液呈浅绿色。
（3）上述实验操作中存在三处空格，请一一填写分别是新鲜（含有色素多）、碳酸钙（保护色素）、脱脂棉（色素容易被吸附在滤纸上，所以一般选用脱脂棉）。
（4）若将提取的天然叶绿素用作食品添加剂，根据所学的叶绿素化学性质分析，天然叶绿素不能添加在酸性（酸性可以破坏色素）等食品中。
（5）层析后滤纸条上的色素带，自上而下依次为：橙黄色的胡萝卜素；黄色的叶黄素；蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b。
【题型】综合题
【难度】一般