5.4.1 捕获光能的色素和结构 同步练习-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

**基本信息** 分层清晰，基础层夯实色素提取分离实验操作与叶绿体结构概念，提升层强化综合实验分析与跨情境应用，构建从单一到综合的知识巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|色素提取分离实验步骤、色素种类功能、叶绿体结构|以实验操作辨析（如步骤正误判断）和基础概念理解（如韭黄色素成分分析）为主，结合龟背竹等生活情境，体现生命观念与科学思维| |能力提升练|综合实验设计（如圆形层析装置）、跨情境应用（如人造叶绿体）|含创新情境（人造叶绿体能量转换）和复杂实验分析（羽衣甘蓝两次层析），强化科学探究与结构功能观|

5.4.1 捕获光能的色素和结构 基础过关练 考点一　绿叶中色素的提取、分离及功能 1.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,以下主要步骤操作正确的是(　　) A.图中a、b分别表示层析液和体积分数为70%的乙醇 B.步骤②采用定性滤纸过滤,可提高滤液中光合色素的含量 C.步骤③在滤纸条上连续画2~3次滤液细线,分离色素效果更好 D.步骤④将试管固定于铁架台上,可防止b液晃动而触及滤液细线 2.(2026河北邢台月考)龟背竹叶形奇特,绿色浓且富有光泽,观赏性好,且可以净化室内空气,是一种理想的室内植物。兴趣小组对龟背竹叶中的色素进行提取和分离。下列叙述正确的是(　　) A.若用黄色叶片做色素提取实验,研磨时不需要加二氧化硅 B.若滤液细线触及层析液,则滤纸条上还能看到两条色素带 C.植物叶片之所以呈现绿色,是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光 D.若未将滤纸条一端的两角剪去,则会导致色素带扩散不均匀 3.(2026山东日照月考)韭黄是在遮光条件下培育的韭菜变种,其叶片呈黄色。某同学用纸层析法分离韭黄叶片中的色素,观察到的实验结果是滤纸条上出现两条明显的色素带(自上而下为橙黄色和黄色)。下列分析错误的是(　　) A.黄色色素带对应叶黄素,推测在韭黄中其含量多于胡萝卜素 B.实验结果说明韭黄细胞中几乎不含叶绿素 C.实验过程中是否加入碳酸钙对本实验的结果影响不大 D.提取色素时需一次性加入大量的无水乙醇 4.(2026浙江宁波期末)如图为叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的吸收光谱。下列有关说法错误的是(　　) A.①在层析液中的溶解度大于②③ B.①②③中,②的条带最宽 C.镁离子是②③的重要成分,缺镁会造成叶片发黄 D.①主要吸收蓝紫光,②③主要吸收红光和蓝紫光 5.(2026辽宁大连期末)叶绿素a(C55H72O5N4Mg)头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列相关叙述正确的是(　　) A.叶绿素a的尾部主要嵌在叶绿体的内膜中 B.镁元素在植物体内主要以叶绿素a等化合物的形式存在 C.常用无水乙醇分离绿叶中的叶绿素a D.叶绿素a呈蓝绿色,合成时需要光照和适宜温度 6.(2025江苏泰州期末)某同学用菠菜叶做色素的提取和分离实验,用纸层析法分离色素,滤纸条上分离出5条色素带,计算出每条色素带的迁移率如图1所示。可以确定最下面的两条色素带分别为叶绿素a和叶绿素b,但上方还有三条色素带。为了弄清这些色素带的成分,该同学做了β-胡萝卜素和叶黄素的标准品迁移率的对比,结果如图2所示,请回答下列问题: (1)实验中可以用　　　　　提取菠菜叶中的色素。色素带的迁移率与　　　　　　　　　有关。  (2)菠菜叶中光合色素的功能是　　　　　　　　　　。叶绿素a的颜色是　　　　　。  (3)根据图2实验结果可以推测β-胡萝卜素和叶黄素分别对应图1中的色素带　　　。  (4)若将实验材料改为苋菜叶,其他操作都相同,则最后在滤纸条上多出了一条红色的色素带,该色素带大概位于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  考点二　叶绿体的结构适合进行光合作用 7.(2026四川泸州月考)下图为叶绿体结构模式图,下列叙述错误的是(　　) A.光合作用所需的色素分布在结构①②③上 B.叶绿体通过结构③堆叠扩大膜面积 C.光合作用所需的酶分布在结构③和④中 D.恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气 8.(2026河南平顶山月考)将水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)放在一张载有需氧细菌悬浮液的玻片上,细菌会移向氧浓度高的区域。在黑暗条件下密闭培养一段时间后,观察细菌在不同光照下的分布情况。下列叙述错误的是(　　) 　　 A.用需氧细菌可确定水绵释放氧气多的部位 B.白光下需氧细菌均匀地分布在叶绿体周围 C.水绵叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂中 D.C组的需氧细菌主要分布在蓝、绿光点处 9.叶绿体中的类囊体有两种存在形式。一种是多个垛叠在一起形成基粒;另一种没有发生垛叠,贯穿两个或两个以上的基粒,被称为基质类囊体,如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.两种类囊体相互连接形成了一个连续的膜系统 B.类囊体在叶绿体中的占比会影响叶绿体对光能的捕获和转化 C.图示结构需在电子显微镜下观察 D.生物的光合作用都发生在叶绿体中 能力提升练 考点　捕获光能的色素及结构 1.(2026黑龙江十校联考期末)如图为“绿叶中色素的分离”实验的装置图。下列叙述错误的是(　　) A.研磨绿叶时加入碳酸钙的目的是防止叶绿素被酸性物质破坏 B.应将提取到的滤液滴在“a”处 C.棉线灯芯下端应浸没在层析液中 D.实验最终得到四个不同颜色的同心圆,排列在最外侧的色素是叶绿素a,其主要吸收蓝紫光和红光 2.(2026湖南长沙月考)羽衣甘蓝因其耐寒性和叶色丰富多变的特点,成为冬季重要的观叶植物。某同学将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先后置于层析液和蒸馏水中进行层析,过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析正确的是(　　) A.分离后的色素3对应的颜色为黄绿色 B.色素1、2、3、4分布于叶绿体中,色素5可能分布于植物的液泡中 C.色素1、2主要吸收红光和蓝紫光,色素3、4主要吸收蓝紫光 D.可以使用体积分数为95%的乙醇和适量无水碳酸钠对色素1、2、3、4进行分离 3.(2026四川眉山月考)质体是一类与糖类合成和储藏密切相关的细胞器,根据其色素不同,可将质体分成叶绿体、有色体和白色体(不含色素)三种类型。质体的发育过程如图所示,下列说法正确的是(　　) A.推测有色体主要吸收红光和蓝紫光 B.推测线粒体属于质体中的白色体 C.常用差速离心法分离质体和其他细胞器 D.有色体中含有胡萝卜素、叶黄素等水溶性色素 创新点　以人造叶绿体为情境,考查光合作用结构 4.(2026湖北武汉月考)科学家通过将菠菜的“捕光器”(类囊体膜)与9种不同生物体的酶结合起来,制造了人造叶绿体。这种人造叶绿体可在细胞外工作、收集阳光,并利用由此产生的能量将二氧化碳转化成富含能量的分子。下列有关叙述错误的是(　　) A.叶绿体与人造叶绿体都具有能量转换的作用 B.叶绿体含有DNA、RNA,而人造叶绿体不含有DNA、RNA C.“捕光器”上含光合作用吸收光能的色素 D.人造叶绿体含有由4层磷脂分子组成的膜结构 答案 基础过关练 1.D　利用无水乙醇(a)提取色素;色素可溶解在层析液中,利用层析液(b)分离色素,A错误。滤纸易吸附色素,步骤②可采用单层尼龙布过滤,B错误。画滤液细线时,应待第一次画的滤液干后,再重画一到两次,而不是连续画线,C错误。若b层析液触及滤液细线,滤液细线上的色素会溶解到层析液中而不能在滤纸条上扩散,D正确。 2.D　二氧化硅有助于研磨得更充分,无论叶片颜色如何(黄色叶片叶绿素含量低),都需要在研磨时加入二氧化硅,A错误;若滤液细线(含色素)触及层析液,色素会直接溶解在层析液中,无法在滤纸条上分离,B错误;植物叶片之所以呈现绿色,是因为叶片中的光合色素几乎不吸收绿光,C错误;滤纸条一端剪去两角可形成倒梯形结构,使层析液均匀扩散,D正确。 3.D　韭黄叶片呈黄色,主要显现叶黄素的颜色,推测其含量多于胡萝卜素,A正确;滤纸条上出现胡萝卜素和叶黄素对应的条带,缺失叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)对应的条带,说明韭黄细胞中几乎不含叶绿素,B正确;碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏,但韭黄本身几乎不含叶绿素,C正确;提取色素时一次性加入大量的无水乙醇会导致提取液浓度过低,收集到的滤液颜色过浅,D错误。 4.B　图中①曲线在红光区的吸光率为0,表示类胡萝卜素,②表示叶绿素b,③表示叶绿素a。 5.D　叶绿体中光合色素分布于类囊体膜上,A错误;镁元素在细胞中主要以离子的形式存在,B错误;叶绿素a易溶于有机溶剂,可用无水乙醇提取(不是分离)绿叶中的叶绿素a,C错误。 6.答案　(1)无水乙醇　其在层析液中的溶解度　(2)吸收、传递和转化光能　蓝绿色　(3)1、2　(4)叶绿素b对应条带的下方,靠近点样线 解析　(3)图2中β-胡萝卜素迁移率约1.0,叶黄素迁移率约0.5,分别对应图1中色素带1和色素带2。(4)苋菜叶液泡中含有花青素使得苋菜叶可呈现红色,但花青素易溶于水不易溶于有机溶剂(即花青素在层析液中溶解度低),故滤纸条上多出了一条红色的色素带,那么该色素带距离滤液细线较近,位于叶绿素b对应条带的下方,靠近点样线。 7.A　①是叶绿体外膜,②是叶绿体内膜,①②上不含光合色素,光合色素分布在③类囊体上,A错误。叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒来增大膜面积,B正确。③类囊体的膜上和④叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶,C正确。恩格尔曼用水绵和需氧细菌进行实验,证明了叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用放氧,D正确。 8.D　水绵光合作用释放氧气,需氧细菌进行有氧呼吸需要氧气,用需氧细菌可确定水绵释放氧气多的部位,A正确;白光下水绵叶绿体产生氧气较均匀,需氧细菌均匀地分布在叶绿体周围,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组水绵在蓝光点和红光点区域释放的氧气较多,该区域聚集的需氧细菌较多,D错误。 9.D　类囊体上的光合色素可对光能进行捕获和转化,类囊体在叶绿体中的占比高时,叶绿体对光能的捕获和转化的能力强,B正确;叶绿体内的精细结构,需借助电子显微镜才能观察清楚,C正确;生物的光合作用不一定发生在叶绿体中,如蓝细菌(无叶绿体)含叶绿素和藻蓝素,同时具有与光合作用有关的酶,也能进行光合作用,D错误。 能力提升练 1.D　研磨绿叶时加入碳酸钙可保护叶绿素,防止叶绿素被酸性物质破坏,A正确。将提取到的滤液滴在定性滤纸中央(a处),棉线灯芯下端应浸没在层析液中,层析液可沿着棉线扩散到达a处,B、C正确。色素在层析液中的溶解度越大,在滤纸上扩散得越快,最终得到的圆就越大,题述实验最终得到四个不同颜色的同心圆,排列在最外侧的色素是溶解度最大的胡萝卜素,如下图所示,胡萝卜素主要吸收蓝紫光,D错误。 2.B　 题图解读 　　(1)第一次使用层析液分离色素,色素1、2、3、4被分离出来,它们是光合色素(能溶解在层析液中),据色素在滤纸上的扩散距离可知,1是胡萝卜素,2是叶黄素,3是叶绿素a,4是叶绿素b。 　　(2)第二次使用蒸馏水分离,色素5被分离出来,说明色素5溶于水。 色素3(叶绿素a)对应的颜色为蓝绿色,A错误;光合色素(色素1、2、3、4)分布于叶绿体中,水溶性色素5可能分布于植物的液泡中,B正确;类胡萝卜素(色素1、2)主要吸收蓝紫光,叶绿素(色素3、4)主要吸收红光和蓝紫光,C错误;可用无水乙醇提取绿叶中的色素,也可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇对光合色素进行提取,而分离色素使用的是层析液,D错误。 3.C　据题图推测,有色体含有类胡萝卜素,主要吸收蓝紫光,A错误。质体是一类与糖类合成和储藏密切相关的细胞器,而线粒体参与糖类分解,不属于质体,B错误。常用差速离心法分离质体和其他细胞器,C正确。有色体中的胡萝卜素、叶黄素属于脂溶性色素,D错误。 4.D　 1 学科网（北京）股份有限公司 $