5.4 光合作用与能量转化（第1课时 捕获光能的色素和结构）-课后练习 2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

**基本信息** 本同步练习通过A组基础巩固与B组能力提升的分层设计，以色素提取分离实验为核心，构建从单一操作到综合应用的知识巩固路径，强化科学思维与探究实践。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组|色素种类与吸收光谱、提取分离实验操作、叶绿体结构|以选择题为主，聚焦基础实验原理（如第2题试剂作用）和结构功能观（第6题类囊体分析）| |B组|色素迁移率分析、跨实验材料应用（苋菜）、脂肪鉴定|综合问答形式，融合实验数据解读（图1/2迁移率）与拓展探究（花青素分离位置），培养科学探究能力|

第4节　光合作用与能量转化 第1课时　捕获光能的色素和结构 A组 必备知识基础练 1.如图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置,层析后得到①②③④四种不同的色素带,其中主要吸收红光和蓝紫光的是(　　) A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 2.(2026无锡高一期末)关于叶绿体中色素的提取和分离实验,下列相关叙述正确的是(　　) A.溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得慢 B.为促进色素分子在滤纸上的扩散,层析时试管口要敞开 C.为便于层析,需要将层析液没过滤液细线 D.研磨叶片时加入少许CaCO3是为了避免色素被破坏 3.如图是某同学用无水乙醇提取的某种植物叶绿体中的色素,即在圆心处滴加适量色素滤液,待干燥后再滴加适量层析液进行层析,结果出现不同颜色的4个同心圆。下列叙述合理的是(　　) A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少,都会导致所有色素环颜色变浅 B.实验中对研磨液过滤时,采用滤纸过滤,实验效果更好 C.植物的叶片呈现绿色,是由于光合色素对绿光的吸收最少,大部分绿光被反射 D.叶绿体中所有色素的合成都需要Mg2+和光照 4.某生物兴趣小组利用韭菜、韭黄进行相关实验,再用纸层析法分离色素,下列有关说法错误的是(　　) A.光合色素是脂溶性的,可用层析液进行提取 B.韭黄组的滤纸条上缺乏从上到下的第三、四条色素带 C.韭黄吸收红光的效率明显弱于韭菜 D.在滤纸条上扩散最快的光合色素是胡萝卜素 5.(2025扬州高一月考)在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时,甲、乙、丙、丁四名同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为(　　) 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 - + + + CaCO3 + + - + SiO2 + + + - A.①②③④ B.④②③① C.②④①③ D.③②①④ 6.叶绿体中的类囊体分为基粒类囊体和基质类囊体,二者的区别在于前者含有较多的光合色素以及形成了堆叠的基粒(如图所示)。下列关于类囊体的叙述,正确的是(　　) A.类囊体属于叶绿体内膜的一部分 B.据图推测基质类囊体吸收光的能力强于基粒类囊体 C.从结构上分析,类囊体堆叠形成基粒的意义与线粒体中形成嵴的意义类似 D.类囊体不属于细胞器,类囊体薄膜也不属于生物膜系统 7.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,细菌会移向氧气浓度高的区域。在黑暗条件下密闭培养一段时间后,观察细菌在不同光照条件下的分布情况。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 8.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,下列主要步骤操作正确的是(　　) A.步骤①为获得10 mL提取液,一次性加入10 mL a液研磨效果最好 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 9.在电子显微镜下,我们可清晰地观察到细胞内的各种结构。下图为两种细胞器的亚显微结构模式图,回答下列问题。 A B (1)细胞器A、B的名称分别是　　　　　　　　、　　　　　。  (2)樟树茎表皮细胞含图中的细胞器　　　(填字母),其功能是　　　　　　　　　　。 (3)细胞器A中　　　　(填序号)含大量色素和酶。  B组 能力素养提升练 10.某同学用菠菜叶做色素的提取和分离实验时,用纸层析法分离色素在滤纸条分离出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。 图1 图2 (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中色素带　　　　。 (4)若将实验材料改为苋菜(苋菜中的花青素属于水溶性色素),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,则该色素带大概位于　　　　　　　　　　　。  (5)为了探究菠菜根细胞中是否有脂肪,可将菠菜根切薄片后置于载玻片上,吸去材料表面的清水,滴加苏丹Ⅲ进行染色。用　　　　　　　　　　　　　　洗去多余染料浮色,并制成临时装片。若在显微镜下观察到有　　　　　色颗粒,则说明菠菜根细胞中有脂肪。  参考答案 1.D　图中的①②③④分别表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,其中主要吸收红光和蓝紫光的是③④。 2.D　溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快,A项错误。层析时试管口要加塞,防止层析液挥发,而不是敞开,B项错误。层析时不能将层析液没过滤液细线,否则其中的色素会溶解在层析液中,无法在滤纸上扩散,C项错误。研磨时加入CaCO3可中和细胞液中的有机酸,避免色素被破坏,D项正确。 3.C　实验研磨操作中若加入的二氧化硅过少,会导致所有色素环颜色变浅;如果加入的碳酸钙过少,会导致叶绿素被破坏,不会影响类胡萝卜素的含量,所以只有部分色素环变浅,A项不合理。实验中对研磨液过滤时采用滤纸过滤,会使色素吸附在滤纸上,导致实验失败,B项不合理。光合色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收量少,大部分绿光被反射,使植物的叶片呈现绿色,C项合理。只有叶绿素的合成才需要Mg2+和光照,D项不合理。 4.A　光合色素是脂溶性的,可用无水乙醇进行提取,A项错误。韭黄缺少叶绿素,该组的滤纸条上缺乏从上到下的第三、四条色素带,B项正确。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,韭菜含有较多的叶绿素,因此韭黄吸收红光的效率明显弱于韭菜,C项正确。胡萝卜素在层析液中的溶解度最大,在滤纸条上扩散最快,D项正确。 5.C　乙同学操作完全正确,其他同学与该同学进行对比,分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂;SiO2的作用是使研磨得更充分;CaCO3能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇,所以提取液中不会出现色素,色素分离的结果是②;乙同学操作正确,色素分离后得到的色素带有四条,且色素带宽度与④情况相符;丙同学由于未加CaCO3,所以叶绿素含量减少,所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄,对应①;丁同学由于未加SiO2,导致叶片研磨得不充分,最终导致各种色素的含量均减少,对应③,因此甲、乙、丙、丁四名同学所得的实验结果依次应为②④①③。 6.C　叶绿体内膜是紧贴在叶绿体外膜内侧的结构,类囊体不属于叶绿体内膜,A项错误。基粒中的类囊体发生堆叠,增加了光合色素的附着面积,即吸收光的面积更大,吸光能力强于基质类囊体,B项错误。类囊体堆叠形成基粒与线粒体中形成嵴都是为了增大膜面积,C项正确。类囊体薄膜属于细胞器膜,因此属于生物膜系统,D项错误。 7.D　需氧细菌需要氧气进行有氧呼吸,因此用需氧细菌可确定水绵释放氧气多的部位,A项正确。白光下氧气产生较均匀,因此需氧细菌均匀地分布在叶绿体周围,B项正确。水绵叶绿体中的色素为脂溶性色素,能溶解在有机溶剂无水乙醇中,C项正确。吸收光能的色素中,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,在蓝紫光点和红光点区域释放的氧气多,聚集的细菌多,D项错误。 8.D　由于研磨时乙醇会挥发,故为获得10 mL提取液,研磨时应加入多于10 mL的乙醇,且分多次加入,A项错误。步骤②采用单层尼龙布过滤,可提高滤液中光合色素的含量,B项错误。画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,待滤液干后,再重复画一到两次,而不是连续画线,C项错误。 9.答案 (1)叶绿体　线粒体　(2)B　细胞能量代谢中心和有氧呼吸的主要场所　(3)③ 10.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的下方,靠近点样线处 (5)体积分数50%的酒精　橘黄 学科网（北京）股份有限公司 $