1、第第 4 节节 光合作用与能量转化光合作用与能量转化 第第 1 课时课时 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构 课时作业 (时间：30 分钟) 知识点 1 捕获光能的色素 1.秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是由于花青素增多而叶绿素含量降低所 致，实验小组对此进行实验验证：用无水乙醇提取叶片中色素，用层析液进行分 离，结果滤纸条上出现四条色素带，靠近层析液的两条色素带非常窄，有关推断 不合理的是( ) A.变窄的是叶黄素和叶绿素 a B.低温叶绿素容易被破坏 C.滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素不溶于无水乙醇 D.叶绿素易溶于无水乙醇 解析 叶绿体中色素分离实验中色素带由上到下依次是
2、胡萝卜素、叶黄素、叶绿 素 a、叶绿素 b，因此变窄的两条色素带是叶绿素 a 和叶绿素 b，A 错误；秋天 叶片变黄是因为低温破坏了叶绿素，B 正确；如果花青素溶于有机溶剂，则滤纸 条上会有花青素， 所以滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素不溶于无水乙醇， C 正确；提取色素的依据是相关色素易溶于有机溶剂无水乙醇，D 正确。 答案 A 2.下列有关绿叶中色素提取与分离实验及创新改进的说法中，不合理的是( ) A.设计一个对照实验，一组在研磨前加 CaCO3，另一组不加，然后按规定步骤研 磨并仔细观察现象，可探究 CaCO3加与不加对实验的影响 B.秋季使用黄色或红色叶片做实验材料可以证明叶片中
3、不含叶绿素 C.把滤液细线画的宽一点做层析可以探究滤液细线的宽度对实验的影响 D.用不同量的绿叶作实验， 试验不同浓度的滤液对实验结果的影响可探究实验中 绿叶的量是否需要准确称量及滤液纯度对实验的影响 解析 探究 CaCO3加与不加对实验的影响实验中，自变量为是否加 CaCO3，因 此一组在研磨前加 CaCO3，另一组不加，然后按规定步骤研磨并仔细观察现象， A 正确；植物细胞叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，而红色叶片的颜色是因为 液泡中的花青素，B 错误；把滤液细线画的宽一点做层析，与正常宽度做对比， 可以探究滤液细线的宽度对实验的影响，C 正确；用不同量的绿叶作实验，实验 不同浓度的滤液对
4、实验结果的影响可探究实验中绿叶的量是否需要准确称量及 滤液纯度对实验的影响，D 正确。 答案 B 3.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可 能是( ) 加入的提取液太多 用无水乙醇代替丙酮 研磨时没有加入碳酸钙 研磨时没有加入二氧化硅 取的叶片叶脉过多， 叶肉细胞过少 画滤液细线 的次数少 使用放置数天的菠菜叶 A. B. C. D. 解析 在实验中， 滤纸条上的色素带颜色较浅的原因可能是： 滤液中色素含量少； 在滤纸条上画滤液细线时，重复的次数太少；加入的提取液太多，使滤液中色素 浓度降低。滤液中色素含量少的原因可能是：没有加入二氧化硅，导致研磨不充 分；研磨
5、时没有加入碳酸钙，使部分色素被破坏；选取的叶片中叶肉细胞少，色 素含量低；叶片不新鲜，里面的色素被破坏。 答案 C 4.在叶绿体中色素的分离过程中，滤纸条上扩散速度最慢的色素及其主要吸收的 光是( ) A.叶绿素 a，蓝紫光 B.叶绿素 a，红光和蓝紫光 C.叶绿素 b，蓝紫光 D.叶绿素 b，红光和蓝紫光 解析 各色素随层析液在滤纸条上扩散速度不同，叶绿素 b 溶解度最小，扩散速 度最慢；叶绿素 b 主要吸收红光和蓝紫光。 答案 D 5.某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测 定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( ) A.光吸收差异显著
6、，色素带缺第 2 条 B.光吸收差异不显著，色素带缺第 2 条 C.光吸收差异显著，色素带缺第 3 条 D.光吸收差异不显著，色素带缺第 3 条 解析 水稻叶片中的叶黄素缺失，其对蓝紫光的吸收减小，但对红光的吸收无明 显差异。 色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、 叶黄素、 叶绿素 a、叶绿素 b， 叶黄素缺失则会导致色素层析条带从上至下缺失第 2 条。 答案 B 6.下图为正常绿色植物的叶绿素 a 的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合 作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)，以下对该图的 分析错误的是( ) A.图示表明叶绿素 a 主要吸收红光和蓝紫光 B.总吸收光谱
7、是代表叶绿体四种色素对光能的吸收 C.图示表明只有叶绿素 a 吸收的光能才能用于光合作用 D.总吸收光谱与光合作用的作用光谱基本一致， 说明叶绿体色素吸收的光能都能 参加光合作用 解析 图示中，叶绿素 a 的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区； 总吸收光谱是指叶绿体色素总吸收值，叶绿体含四种光合色素；图示中，作用光 谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似，说明色素吸收的光均可用于光合作用。 答案 C 7.将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内， 如下图所示， 若干天后， 与丙盆相比， 甲、乙两盆麦苗的长势是( ) A.甲、乙、丙三盆麦苗长势相近 B.乙与丙长势相近，甲比丙长势差 C.甲与丙长势相
8、近，乙比丙长势差 D.甲、乙长势都比丙好 解析 只有绿光能透过绿色透明膜，光合色素对绿光吸收最少，光合作用最弱， 甲装置中麦苗长势较差；只有蓝紫光能够透过蓝紫色透明膜，光合色素对蓝紫光 吸收较多，植物进行的光合作用较强，因此乙装置中麦苗长势较好；太阳光能够 透过无色透明膜，丙装置中植物进行的光合作用最强。 答案 B 8.(2020 襄阳五中高一期末)如图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、 浅分别表 示吸收量多、少)，则甲、乙两图分别是( ) A.类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B.叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱 C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱 解析 由题图可知，甲图
9、的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸 收光谱；乙图的吸收光谱主要在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱。 答案 B 知识点 2 叶绿体的结构适于进行光合作用 9.为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有 水绵和需氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下 列关于该实验的分析，不正确的是( ) A.在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱 B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中 C.需氧细菌起指示作用 D.水绵的螺旋带状叶绿体有利于设置对照实验 解析 本实验的目的是验证叶绿体在光照下能够产生氧气， 而与光的颜色种类没 有
10、关系，不需要用三棱镜将混合光分解成连续光谱，A 错误；为了防止环境中的 氧气和光线对实验结果的影响，应将临时装片放置在没有空气的黑暗环境中，B 正确；需氧细菌的分布表明了产生氧气的部位，因此需氧细菌起到了指示作用， C 正确；水绵的螺旋带状叶绿体便于观察，有利于设置对照实验，D 正确。 答案 A 10.(2020 福建龙岩高一检测)如图甲是叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出 的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是( ) A.图甲生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大 B.图乙所示的结构来自图甲中的 C.中的叶绿素在液泡中也有 D.上含有与光合作用有关的酶 解析 题图甲是叶绿体，主要通过大量
11、的类囊体堆叠成基粒来增大膜面积，A 错 误；题图甲中的是类囊体，题图乙含有光合色素，光合色素分布在类囊体薄膜 上，所以题图乙所示的结构来自题图甲中的，B 正确；中的色素是叶绿素和 类胡萝卜素， 与光合作用有关， 液泡中的色素是花青素等， 和光合作用没有关系， C 错误；是叶绿体外膜，与光合作用有关的酶分布在和中，D 错误。 答案 B 11.叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是 ( ) A.叶绿体中的色素都分布在类囊体结构的膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上 解析 类囊体是光反应
12、的场所，叶绿体中的色素都分布在类囊体结构的膜上，A 正确，B 错误；光合作用分为光反应和暗反应阶段，光反应的场所是类囊体膜， 暗反应的场所是叶绿体基质，因此与光反应有关的酶分布在类囊体膜上，与暗反 应有关的酶分布在叶绿体基质中，C 错误，D 错误。 答案 A 12.关于叶绿体中的类囊体的叙述正确的是( ) A.叶绿体中的一个个基粒就是一个个类囊体 B.全部光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上 C.组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系 D.基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积 答案 D 13.德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)， 研究光 对光合作用的效应。他将该
13、种绿藻放在一张载有需氧细菌悬浮液的玻片上，这些 细菌会移往氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如图所 示： (1)描述 B 情况下细菌的分布情况如何？_，如此分布是因 为光合作用释放_。 (2)该实验证实了光合作用的场所是_，吸收光能的色素和催化反应的酶 分别分布在_。 (3) 恩 格 尔 曼 进 行 装 置C的 实 验 ， 其 目 的 是 什 么 ？ _ _，在_区域的细菌特别多。 解析 (1)白光的光质较为均匀，需氧细菌主要分布在能进行光合作用产生 O2的 叶绿体周围。(2)通过螺旋状的叶绿体与需氧细菌的关系可以看出进行光合作用 的场所是叶绿体，吸收光能的色素分布在叶绿体
14、的类囊体薄膜上，而酶有的分布 在类囊体上，有的分布在叶绿体的基质中。(3)在 C 实验中的自变量是光质，主 要有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光区域的需氧细菌远远多于绿光区域。 答案 (1)细菌集中在叶绿体周围 O2 (2)叶绿体 类囊体的薄膜上、类囊体上和叶绿体基质中 (3)探究不同颜色的光对光合作用 的影响 红光和蓝光 14.关于绿叶中光合色素的提取和分离实验。 (1)某同学在做“绿叶中光合色素的提取和分离”的实验时，操作情况如下所述： 将 5 g 新鲜完整的菠菜叶， 放在研钵中， 加入无水乙醇、 石英砂、 CaCO3以后， 迅速研磨。 用毛细吸管吸取少量滤液， 沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地
15、画出一条滤液细线， 并连续迅速地重复画一两次。 把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的 扩散。 结果实验失败，请指出其错误所在： _， _， _。 (2)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠 菜的“绿叶”、“嫩黄叶”，做叶绿体中光合色素的提取和分离实验。色素层析 结果如图，请根据实验结果填写下表： 组别 滤纸条编号 判断依据 绿叶组 嫩黄叶组 答案 (1)不应用完整叶片而应剪碎 不应连续迅速重复画线，而应干后重复画线 不应摇晃，以免层析液触及滤液细线 (2) 组别 滤纸条编号 判断依据 绿叶组 A 叶绿素 a 带和叶绿素 b 带较宽 嫩黄叶组 B 叶绿素 a 带和叶绿素 b 带较窄