1、第五节光合作用将光能转化为化学能课时1光合作用概述、光合色素的提取与分离实验操作课时训练基础达标练1.如图为叶绿体结构模式图,下列关于其结构与功能的叙述,正确的是(A)A.该结构与植物细胞的能量转换有关B.主要由纤维素构成C.吸收光能的色素主要分布在上D.与光合作用有关的酶只位于中解析:叶绿体能将光能转化为化学能;叶绿体外膜主要由磷脂和蛋白质组成;吸收光能的色素主要分布在类囊体膜上;与光合作用有关的酶位于和。2.如图是利用新鲜菠菜叶进行“光合色素的提取与分离”活动时得到的结果,出现该实验结果的原因可能是(C)A.用70%乙醇作为提取液B.研磨时未加二氧化硅C.研磨时未加碳酸钙D.分离时层析液液
2、面高于滤液细线解析:距离点样处由远到近的色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,正常情况下新鲜菠菜叶中叶绿素的含量要大于类胡萝卜素,出现图示结果可能是叶绿素被破坏,在研磨时未加入碳酸钙所致。3.如果某同学穿白色裤子坐在草地上,裤子因为与草摩擦而沾染了绿色汁液,下列最容易把绿色汁液洗去的一种方法是(D)A.用肥皂水B.用自来水C.用洗洁精D.用酒精解析:叶绿素能够溶解在有机溶剂中,因此用酒精最容易把绿色汁液洗去。4.下列关于叶绿体的叙述,正确的是(A)A.叶绿体是进行光合作用的场所B.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用C.叶绿体是具有单层膜结构的细胞器D.叶绿体基质是进行光反应的主要场所解
3、析:叶绿体是进行光合作用的场所;蓝细菌没有叶绿体,但是含有藻蓝素、叶绿素,可以进行光合作用;叶绿体是具有双层膜结构的细胞器;叶绿体基质是进行碳反应的场所。5.某同学在完成色素提取和分离实验后,在滤纸条上得到四条明显分开的条带,但四条色素带都比正常颜色浅,其原因不可能是(C)A.酒精加入量过大B.没有加二氧化硅C.没有加碳酸钙 D.画滤液细线次数少解析:酒精加入量过大,色素浓度低,颜色会变浅;研磨时未加二氧化硅,会导致研磨不充分,提取的色素含量少;研磨时未加碳酸钙,会破坏叶绿素,导致分离后形成的四条色素带中叶绿素的两条色素带比正常颜色浅,而类胡萝卜素的两条色素带不受影响;画滤液细线次数少,会导致
4、滤液细线上沉积的色素少,导致分离后形成的四条色素带都比正常颜色浅。 6.下列关于叶绿体中光合色素的叙述正确的是(C)A.主要吸收红外光和紫外光B.有规律地分布在叶绿体内膜上C.类胡萝卜素低温下稳定性高于叶绿素D.在一定强度的光照下,能够催化光反应的发生解析:叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光;叶绿体中的光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上;类胡萝卜素低温下稳定性高于叶绿素,故低温叶绿素被破坏,类胡萝卜素比较稳定;酶具有催化作用,光合色素没有催化作用。7.如图为分离菠菜叶光合色素的实验装置及结果示意图(滤纸片中心点为点样处),色素环带是(B)A.胡萝卜素B.叶黄素C.叶绿
5、素aD.叶绿素b解析:各种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,其中胡萝卜素扩散得最快,其次是叶黄素,然后是叶绿素a,扩散最慢的是叶绿素b,因此是扩散较快的叶黄素。8.如图为叶绿体内的不同色素的吸收光谱。结合图示分析若遇到连续阴雨天气,种植蔬菜的大棚里最好选择补充的光源为(A)A.红光或蓝紫光 B.绿光C.紫外光和红外光D.黄光或橙光解析:题图中显示叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区都有吸收峰,叶绿素在红光区有吸收峰,故在阴雨天气中,为了提高植物光合速率应该补充有效光是红光或蓝紫光。9.如图代表新鲜菠菜叶光合色素纸层析的结果。若以秋冬的银杏落叶为材料,得到的色素带最可能有(D)A.B.C.D.解析:据图
6、示分析,由下而上的色素依次为叶绿素b(黄绿色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶黄素(黄色)、胡萝卜素(橙色),秋冬的银杏落叶由于在低温条件下叶绿素已分解,落叶中主要含叶黄素和胡萝卜素,所以得到的色素带最可能有。10.关于“光合色素的提取与分离”活动,下列叙述正确的是(D)A.新鲜菠菜叶烘干、粉碎后常加入层析液进行色素提取B.分离色素时要注意滤液细线不能高于层析液液面C.在滤纸条上点样时,需连续不停地画滤液细线34次D.提取光合色素时需要用尼龙布来过滤研磨液解析:提取色素时加入的是95%的酒精,而不是层析液;分离色素时要注意滤液细线不能低于层析液液面,否则滤液会溶解到层析液中,而不会向上扩散;在滤纸条上
7、点样时,每次画线后,需晾干,再重复画线,共进行34次;提取光合色素时需要用尼龙布来过滤研磨液,滤除杂质。11.拟南芥是生物学实验中常用的实验材料,如图为用不同强度的光照射拟南芥叶片,叶肉细胞中叶绿体的位置和朝向如图所示,箭头代表光照方向。请回答下列问题。(1)拟南芥叶肉细胞通常呈现绿色,与上分布着捕获光能的色素有关,这些色素可分为两类,其中含量较高的是。(2)种植拟南芥时,如遇到连续阴雨天气最好选择相同光强度下的(填“白光”“红光”或“绿光”)补充光照,但种植大棚作物选用(填“无色透明”“红色”或“绿色”)的薄膜。(3)深秋拟南芥叶片由绿变黄,采用纸层析法对该叶片进行色素分离,滤纸条自上而下的
8、第条色素带会出现颜色较浅或几乎没有,如果遇到连续阴雨天气用红光补充光照 (填“较好”或“基本无效”),因为 。(4)光照较弱时,拟南芥叶肉细胞中叶绿体的位置和朝向是 ,叶绿体这样分布的意义是 。 解析:(1)拟南芥叶肉细胞通常呈现绿色,与叶绿体的类囊体薄膜上分布着捕获光能的色素有关,这些色素可分为两类,叶绿素和类胡萝卜素,其中含量较高的是叶绿素(约占3/4)。(2)如果遇到连续阴雨天气最好选择相同光强度下的红光补充光照(白光是复合光,同等光强度下红光提供的光能更多),但种植大棚作物选用无色透明的薄膜,以透过所有的色光,有利于植物的光合作用。(3)用纸层析法进行色素分离时,滤纸条从上到下依次是胡
9、萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,深秋温度低叶绿素分解,使植物叶片由绿变黄,故滤纸条自上而下的第3、第4条色素带会出现颜色较浅或几乎没有。由于深秋植物叶片由绿变黄,叶绿素含量很低,吸收红光很少,且类胡萝卜素不吸收红光,故在连续阴雨天气用红光补充光照基本无效。(4)光照较弱时,拟南芥叶肉细胞中多数叶绿体分布在光照一侧,以椭球体的正面(面积较大的一面)朝向光源,以增大叶绿体的受光面积,吸收更多的光能,进行光合作用。答案:(1)叶绿体的类囊体薄膜叶绿素(2)红光无色透明(3)3、第4基本无效 深秋植物叶片由绿变黄,叶绿素含量很低,吸收红光很少,且类胡萝卜素不吸收红光(4)多数叶绿体分布在光照一侧,
10、以椭球体的正面(面积较大的一面)朝向光源增大叶绿体的受光面积,吸收更多的光能12.为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响,进行了相关实验,结果如图所示:回答下列问题。(1)本实验的因变量是。由图中曲线对比可知,经处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,这将直接导致光反应中叶绿素吸收的光减少而降低了光合速率。由此推知,若遇到较低温天气,除升温方法外,可对植物进行处理以减少叶绿素的损失。(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时,为防止色素被破坏,研磨时可加入适量的。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离,结果发现,第4组得到的色素带中,从上到下的第 条色素带均明显变窄。(3)若用不同波长
11、的光照射叶绿素 a 提取液并测定,可得到叶绿素a的吸收光谱。解析:(1)由题图可知,该实验的自变量是温度和光照的有无,因变量是叶绿素含量。由图中曲线4可知,经光照和低温处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,由此推知,若遇较低温天气,可通过升温和对该植物进行遮光处理来减少叶绿素的损失。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。(2)碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。第4组植物叶片中叶绿素含量较低,其色素提取液进行纸层析分离所得到的色素带中,从上到下的第3、第4条色素带(叶绿素a、叶绿素b)均明显变窄。(3)用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定吸光率,可得到叶绿素a的吸收光谱。答案:(1)叶绿素含量低温和光
12、照蓝紫光和红遮光(2)碳酸钙3、第4(3)吸光率综合提升练13.下列关于“光合色素的提取与分离”实验的叙述,正确的是(D)A.加入少许CaCO3能避免类胡萝卜素被破坏B.新鲜的菠菜叶片烘干后不利于色素的提取C.纸层析法分离光合色素的原理是色素易溶于95%的酒精D.用某一叶黄素缺失突变体水稻叶片进行实验,分离色素时从上往下第2条色素带缺失解析:加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏;新鲜的菠菜叶片烘干后减少了细胞中的水分,有利于色素的提取;纸层析法分离光合色素的原理是各种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素;分离色素时,叶黄素位于滤纸条从上往下第2条,所以用某一叶黄素缺失突变体水稻叶片进
13、行实验,分离色素时(从上往下)第2条色带缺失。14.图示为某次光合作用色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是(D)A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C.层析完毕后叶绿素条带会很快随溶液挥发消失D.实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b解析:研磨时加入CaCO3的目的是保护叶绿素,加入过量不会破坏叶绿素;层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成,也可以用92号汽油代替,层析液是有机溶剂,不能用生理盐水或磷酸盐缓冲液;层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会因色素分解而消失,但不会随层析液挥发而消失;
14、由题图可知,菠菜滤纸条由上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,故蓝细菌细胞中没有叶黄素和叶绿素b,但有胡萝卜素和叶绿素a。15.中国的饮食讲究“色、香、味”,颜色会影响消费。某同学拟研发“绿色”食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。.提取叶绿素:绿色叶片提取液过滤液浓缩液叶绿素粗产品.探究pH对叶绿素稳定性的影响:取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(约25 )下进行实验,方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液/ mL调pH处理时间/ min溶液颜色 3.0Y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注:叶绿素被破坏后变成黄
15、褐色。根据所学知识和实验结果,请回答下列问题。(1)提取食用叶绿素的X应该为 ,原因是 。(2)表中Y应该为,原因是 。(3)若用作食品色素,天然叶绿素色素不适用于 食品,否则 。(4)该同学想了解叶绿素产品中是否含有其他色素,请你提供检测方法并写出主要步骤。解析:(1)色素易溶于有机溶剂,不溶于水,因此提取食用叶绿素应选用对人体无害的有机溶剂。(2)据表中数据可知,pH梯度为1.0,因此Y的数值为8.0。(3)据题中实验结果可知,酸性条件可破坏叶绿素。(4)检测产品中是否含有其他色素,可利用纸层析法分离色素而得出结论。答案:(1)对人体无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素易溶于有机溶剂,且应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0以1.0作为pH梯度进行实验(3)酸性叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质(4)纸层析法,其主要步骤是制备滤纸条,画滤液细线,用层析液分离色素,观察色素带。