内容正文:
第五节 光合作用将光能转化为化学能
第1课时 光合作用在叶绿体中进行
基础过关练
题组一 捕获光能的色素和结构
1.下列关于叶绿体的叙述,不正确的是( )
A.叶绿体是进行光合作用的场所
B.没有叶绿体的细胞也能进行光合作用
C.叶绿体是具有单层膜结构的细胞器
D.光合色素分布在光合膜上
2.下列关于叶绿体的亚显微结构的叙述,错误的是 ( )
A.1具有选择透过性,2不具有选择透过性
B.3为基粒,其上有光合色素和与光合作用有关的多种蛋白质
C.4为基质,为浓稠的液体,许多类囊体悬浮于其中
D.类囊体的空腔内含有与H2O的裂解有关的酶
3.(教材深研拓展)如图表示某植物叶片光合色素的吸收光谱,下列叙述正确的是( )
A.波长为400~500 nm之间主要是红光
B.据吸收光能的百分比可知叶绿素b含量最多
C.不同季节的植物叶片,其吸收光谱没有明显差异
D.色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关
题组二 光合色素的提取与分离
4.关于“光合色素的提取与分离”活动中,下列叙述正确的是( )
A.提取色素时需一次加入大量的95%的酒精
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3~4次
D.提取光合色素时,需要用尼龙布来过滤研磨液
5.用滤纸条分离菠菜的光合色素,实验结果如图所示,①~④为色素条带。下列叙述错误的是( )
A.色素带的宽窄代表含量的多少
B.③中的色素呈现黄绿色
C.①②都是不含镁的有机分子
D.若实验结果③④条带几乎看不见,可能实验材料为黄色叶片
6.(2025浙江宁波九校期末)如图表示某同学做“光合色素的提取与分离”实验的改进装置。下列相关叙述错误的是( )
A.分离色素前需要将滤液滴加在a处
B.溶解度越高的色素在滤纸上分离出来的色素带越宽
C.实验得到的4个同心圆中,最里面的一个圆呈黄绿色
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则色素带久置颜色会变浅
能力提升练
题组 综合分析捕获光能的色素和结构
1.(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
2.(2026辽宁葫芦岛月考)某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用,进行了4组实验来验证,4组实验结果如图所示,第④组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的相关分析,错误的是( )
A.①可能是未加CaCO3而得到的实验结果
B.②可能是用水取代了95%的乙醇而得到的实验结果
C.③可能是未加SiO2而得到的实验结果
D.分离色素时,层析液应该要高于滤液细线
3.(2025浙江杭州二中月考)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.用层析液分离后,色素3的条带颜色为黄绿色
B.色素1、2主要吸收红光和蓝紫光
C.色素5可能存在于植物的液泡中
D.提取色素时加入CaCO3和95%的乙醇两种试剂即可
4.图1表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的相关实验流程,请分析回答:
(1)提取色素时为了研磨充分应加入 ,纸层析法分离色素的原理是 。
(2)纸层析法分离色素的“结果①”如图2所示,其中共有的色素带的颜色是 ,据此能得出的结论是 。
(3)将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液分别放在阳光与三棱镜之间,“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在 光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光1~2 h,再重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,其原因是 。
答案与分层梯度式解析
第五节 光合作用将光能转化为化学能
第1课时 光合作用在叶绿体中进行
基础过关练
1.C 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,B正确;叶绿体是具有双层膜结构的细胞器,C错误;叶绿素及其他光合色素存在于光合膜上,D正确。
2.A 题图中1为叶绿体外膜,2为叶绿体内膜,3为基粒,4为基质。叶绿体的内、外膜都具有选择透过性,A错误。
3.D 波长为400~500 nm之间主要是蓝紫光,A错误;绿叶的光合色素中叶绿素a含量最多,B错误;深秋叶绿素的合成速度变慢或停止,原有的叶绿素被破坏,类胡萝卜素相对含量增加,因此不同季节的植物叶片中,其吸收光谱存在明显差异,C错误;各种色素分子之所以有不同的颜色,是因为它们吸收了某些波长的光,而另一些波长的光则透过或被反射,因此色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关,D正确。
4.D 进行光合色素的提取实验时,可加入2~3 mL 95%的酒精进行色素提取,一次加入大量的95%的酒精,会使色素提取液浓度降低,影响色素的分离效果,导致实验现象不明显,A错误;分离色素时注意滤液细线要高于层析液液面,B错误;在滤纸条上点样时,每次画线后,待滤液干后再画一次,共画3~4次,C错误;提取光合色素时,在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布来过滤研磨液,D正确。
5.B ①是胡萝卜素,为橙色;②是叶黄素,为黄色;③是叶绿素a,为蓝绿色;④是叶绿素b,为黄绿色,B错误。①胡萝卜素和②叶黄素都是由碳氢链组成的分子,③叶绿素a和④叶绿素b都是含镁的有机分子,C正确。
6.B
题图解读
采用圆形滤纸分离色素的实验结果如下图:
分离色素时将滤液滴加在a处,b处连接层析液,A正确;色素带的宽窄代表色素含量的多少,故含量越高的色素在滤纸上分离出来的色素带越宽,B错误;由题图解读可知,最里面的一个圆为叶绿素b,叶绿素b呈黄绿色,C正确;层析完毕后应迅速记录结果,否则色素带久置会因色素分解而使色素带颜色变浅,D正确。
能力提升练
1.D
题干信息
选项判断
人造叶绿体由“捕光器”(类囊体膜)与9种不同生物体的酶结合而成,可收集阳光,将CO2转化成富含能量的分子
“捕光器”上含有光合作用吸收光能的色素,具有能量转换的作用,A、C正确
人造叶绿体没有DNA、RNA,没有由4层磷脂分子组成的膜结构,B正确,D错误
2.D 滤纸条上的色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,①与④相比,叶绿素a和叶绿素b含量明显低于正常值,因CaCO3可防止叶绿素被破坏,所以①可能是未加入CaCO3,导致部分叶绿素被破坏,A正确;②没有色素带,光合色素能溶于有机溶剂,不溶于水,可能是用水取代了95%的乙醇,或是滤液细线低于层析液,光合色素溶于层析液,分离失败,B正确,D错误;③所有色素带都偏窄,可能是未加入SiO2,导致研磨不充分,C正确。
3.C
题图解读
分析题图,第一次使用层析液分离色素时,色素1、2、3、4被分离出来,说明它们是光合色素,根据其扩散距离可知,1是胡萝卜素,2是叶黄素,3是叶绿素a,4是叶绿素b;第二次使用蒸馏水分离时,色素5被分离出来,说明色素5溶于水。
色素3是叶绿素a,为蓝绿色,A错误;色素1、2依次为胡萝卜素和叶黄素,主要吸收蓝紫光,B错误;色素5溶于水,为水溶性色素,可能存在于植物的液泡中,C正确;提取色素时需要加入CaCO3、95%的乙醇和二氧化硅,二氧化硅起到充分研磨的作用,D错误。
4.答案 (1)二氧化硅(SiO2) 不同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条上扩散快,反之则慢 (2)橙色、黄色 叶绿素的形成需要光 (3)红 叶绿素不稳定,在强光下易分解
解析 (1)在提取光合色素时要在研钵中加入碳酸钙、二氧化硅、95%的乙醇。不同色素在层析液中溶解度不同,随层析液在滤纸上的扩散速度不同,溶解度高,扩散速度快,溶解度低,扩散速度慢。(2)滤纸条上的色素带从上到下依次是胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b,图2中滤纸条共有的色素带的颜色是橙色、黄色;根据图1可知,韭黄和韭菜的区别是生长过程中是否有光照,根据实验结果可以看出,韭黄的色素带缺少叶绿素,故可推断叶绿素的形成需要光照。(3)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,所以韭菜和韭黄色素滤液的吸收光谱最明显的差异出现在红光区域;韭菜滤液在强光下曝光1~2 h后,再重复题述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,说明叶绿素不稳定,在强光下易分解。
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