5.4.1 捕获光能的色素和结构 （Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中生物必修一（人教版）

**基本信息** 该同步练习围绕“捕获光能的色素和结构”，通过基础辨析、原理理解、实验探究三层设计，实现从单一知识点到综合应用的巩固路径，培养生命观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|色素提取分离原理与操作（1-4题）|以选择题辨析核心概念，如第1题考查色素提取分离原理| |理解层|叶绿体结构与功能（5-8题）|结合图形分析结构功能观，如第5题叶绿体模式图分析| |综合层|实验设计与变量分析（9-12题）|通过实验探究培养探究实践能力，如第12题pH对叶绿素稳定性影响|

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 1.C　提取叶绿体中色素的原理是色素易溶于有机溶剂，分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，A错误；可以用无水乙醇作为提取液提取色素，无水乙醇不作为层析液使用，B错误；分离色素时，层析液不能触及滤液细线，目的是防止色素溶解，C正确；层析完毕后应迅速记录结果，否则色素带会因色素分解而消失，但不会因挥发而消失，D错误。 2.C　树叶的绿色来自叶绿素，树叶中除含有大量的叶绿素外，还含有叶黄素、花青素等其他色素。进入秋季气温下降，叶绿素的合成受到阻碍，树叶中的叶绿素减少，叶黄素、胡萝卜素、花青素就会表现出来。花青素表现出来的就是非常鲜艳的红色，叶黄素表现出来的就是黄色，所以秋天树叶的红色和黄色深浅不一，故选C。 3.C　夏天的柳树叶片：生长旺盛，叶绿素含量高，色素带应类似图甲，A错误；秋天的菠菜叶片：秋天菠菜虽可能变黄，但叶绿素不会完全缺失（仍有少量残留），与图乙（叶绿素带几乎消失）不符，B错误；新鲜的韭黄叶片：韭黄是在黑暗环境中生长的，无法合成叶绿素，只有类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），因此纸层析结果只有上方两条色素带（与图乙一致），C正确；水培的绿萝叶片：正常水培绿萝能合成叶绿素，色素带应类似图甲，D错误。 4.C　该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，A错误；色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度成正比（溶解度越大，扩散越快），B错误；重复画滤液细线可增加色素量，使色素带更明显，但若未待前次干燥即重复画线，会导致色素扩散区域重叠，影响分离效果，C正确；枫树红叶中叶绿素已分解，主要含类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）及花青素。但花青素为水溶性色素，不溶于层析液（有机溶剂），无法通过层析法分离，故实验中仅能观察到2条类胡萝卜素色素带（胡萝卜素、叶黄素），无法得到5条带或花青素带，D错误。 5.D　图甲④为叶绿体基质，是暗反应的场所，存在光合作用所需要的酶和少量的DNA，A正确；图甲③为类囊体薄膜，其大大地扩展了叶绿体的受光面积，有利于光反应的发生，B正确；图乙所示结构为叶绿体的类囊体薄膜，属于图甲中的③，C正确；可用无水乙醇提取图乙所示的光合色素，D错误。 6.A　吸收光能的色素分子分布在类囊体薄膜上，叶绿体外膜和内膜上没有，A错误；由类囊体堆积形成基粒增大了叶绿体内的膜面积，有利于充分进行光合作用，B正确；恩格尔曼用水绵和需氧细菌在黑暗和无空气环境中进行实验，证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气，C正确；光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类，叶绿素包括叶绿素a、叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，D正确。 7.A　实验开始前，临时装片都要先进行隔绝空气处理，A错误。 8.A　弱光下叶绿素合成量增加，若叶绿素a/b比值低，说明叶绿素b的合成比例更高，A正确；离滤液细线最远的两条色素为胡萝卜素和叶黄素（类胡萝卜素）。强光下类胡萝卜素合成量大幅提升，其条带应宽于弱光组，B错误；纸层析法用于分离色素，而非提取。提取色素需用无水乙醇等试剂溶解色素，C错误；花青素为水溶性色素，在层析液中溶解度低，不会随层析液扩散，仅可能残留在滤液细线处，不影响光合色素条带的宽度和顺序，D错误。 9.D　提取色素和分离色素所用的试剂分别是无水乙醇和层析液，A错误；光下生长的韭菜可以提取到叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，会出现四条条带，避光生长的韭黄可以提取到叶黄素、胡萝卜素，会出现两条条带，所以结果①观察到的色素带数目和颜色深浅有区别，B错误；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，所以实验结果②难以观察到红外光和紫外光消失或减淡，C错误；光下生长的韭菜可以提取到叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，避光生长的韭黄可以提取到叶黄素、胡萝卜素，表明光照影响叶绿体中色素的合成，D正确。 10.C　镁是组成叶绿素的重要成分，缺镁的韭菜根在光照条件下培养，因为叶绿素不能合成，因而也会发育成韭黄，A正确；实验结果说明光照不会影响类胡萝卜素的合成，但没有光照，叶绿素无法合成，B正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，对于光合作用来说，红光和蓝紫光是有效光，C错误；若研磨时未加SiO2会导致提取的色素量减少，则滤纸条的色素带中叶绿素的宽度可能会变窄，D正确。 11.D　实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了排除无关变量的影响，空气中含有氧气，需要隔绝，放在黑暗中是为了排除其他光源的影响，A正确；该实验中，无光束照射和有光束照射的区域形成对比，B正确；本实验能证明光合作用产生了O2，光合作用的场所是叶绿体，但没有证明叶绿体吸收CO2，C正确；本实验的结果可以证明水绵光合作用主要吸收红光和蓝紫光，不能说明各种色素具体吸收什么光，D错误。 12.（1）充分研磨　保护色素　（2）①不同的pH　10　处理时间为无关变量，应该保持一致　②酸性　酸性环境会破坏叶绿素 解析：（2）①本实验目的为探究pH对叶绿素稳定性的影响，自变量是不同的pH，因变量是溶液颜色，处理时间是无关变量，应该保持一致，故X表示10。②根据实验结果可知，在酸性环境下，叶绿素会被破坏，故不能将天然叶绿素添加到酸性食品中。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1课时　捕获光能的色素和结构 知识点一　捕获光能的色素 1.（2025·北京朝阳区期末）用新鲜菠菜叶片进行叶绿体中色素的提取和分离实验。下列叙述正确的是（　　） A.提取叶绿体中色素的原理是四种色素的溶解度不同 B.可以用无水乙醇作为层析液进行四种色素的分离 C.纸层析法分离色素时，层析液不能触及滤液细线 D.层析完毕后应迅速记录结果，否则色素带会挥发消失 2.北方秋季，银杏、黄栌、红枫等树种的叶片由绿变黄或变红，一时间层林尽染，分外妖娆。低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的色素是 （　　） A.叶黄素 B.花青素 C.叶绿素 D.胡萝卜素 3.（2026·江苏盐城月考）图甲代表新鲜青菜叶的光合色素纸层析结果，则图乙所示结果最可能来自（　　） A.夏天的柳树叶片 B.秋天的菠菜叶片 C.新鲜的韭黄叶片 D.水培的绿萝叶片 4.（2026·江苏南京月考）关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，正确的是（　　） A.该实验提取和分离色素的方法可具体测定绿叶中各种色素含量 B.绿叶中色素在滤纸条上扩散的速度与色素在层析液中的溶解度成反比 C.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 D.用秋天枫树的红叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 知识点二　叶绿体的结构适于进行光合作用 5.图甲为叶绿体的结构模式图，图乙为图甲中部分结构放大图。下列叙述错误的是（　　） A.图甲④中存在光合作用所需要的酶和少量的DNA B.图甲③大大地扩展了叶绿体的受光面积 C.图乙所示结构属于图甲中的③ D.可用层析液提取图乙所示的光合色素 6.下列对叶绿体的结构和功能的理解，错误的是（　　） A.叶绿体外膜和内膜上也分布着能吸收光能的色素分子 B.许多圆饼状的类囊体堆叠成基粒增大了叶绿体内的膜面积 C.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 D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类 7.（2025·广东汕头期末）恩格尔曼用极细的光束照射载有水绵和需氧细菌的临时装片①，将临时装片②暴露在光下，结果如图所示。下列关于该实验的叙述，错误的是（　　） A.实验开始前，临时装片都要先进行通气处理 B.该对照实验可以证明叶绿体是进行光合作用的场所 C.临时装片中需氧细菌的聚集位置说明光合产物中有氧气 D.用透过三棱镜的光束照射临时装片①，会得到与该图示不同的结果 8.（2025·江西上饶期末）研究表明，弱光下紫背天葵叶绿素合成量显著增加，强光下类胡萝卜素合成量大幅提升。现将长势相同的紫背天葵分别置于弱光（200 lx）、中等光（1 000 lx）和强光（2 000 lx）环境培养，其他条件相同且适宜。培养一段时间后提取并分离叶片中的光合色素。下列叙述正确的是（　　） A.若弱光组的叶绿素a/b比值远低于强光组，可能是弱光更利于叶绿素b的合成 B.弱光组滤纸条上离滤液细线最远的两条色素条带宽度明显宽于强光组 C.本实验可用纸层析法提取叶片中的光合色素 D.若未去除叶片中的花青素，会导致测得的光合色素条带宽度和顺序发生变化 9.下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述正确的是（　　） A.提取色素和分离色素所用的试剂分别是层析液和无水乙醇 B.结果①观察到的色素带数目和颜色深浅均相同 C.结果②可观察到红外光和紫外光消失或减淡 D.实验结果表明光照影响叶绿体中色素的合成 10.（2025·江西临川检测）某兴趣小组为了探究光照对绿叶中色素合成的影响，将韭菜根分别置于光照和黑暗条件下培养，分别发育成韭菜和韭黄，然后提取和分离二者叶片中的色素，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A.缺镁的韭菜根在光照条件下培养，也会发育成韭黄 B.实验结果说明光照不会影响类胡萝卜素的合成 C.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收红光 D.若研磨时未加SiO2则滤纸条的色素带中叶绿素的宽度可能会变窄 11.（2025·山东烟台月考）科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现需氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析错误的是（　　） A.实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了排除无关变量的影响 B.本实验有、无光束照射的区域形成对比实验 C.本实验证明叶绿体产生O2，并没有证明能吸收CO2 D.本实验的结果可以证明水绵叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光 12.（2025·江苏常州期末）中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响消费者对食品的综合评价。某同学拟研究“绿色”食用色素，并以水葫芦为材料进行系列实验： （1）制备叶绿素粗产品：按照“绿色叶片→提取液→过滤液→浓缩液→叶绿素粗产品”的流程进行操作。对绿色叶片进行研磨时，需加入二氧化硅和碳酸钙，这两种试剂的作用分别是　　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　。 （2）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 ℃）下进行如下实验。 组号 叶绿素溶液/mL 调pH至 处理时间/min 溶液颜色 ① 3.0 8.0 10 绿色 ② 3.0 7.0 X 绿色 ③ 3.0 6.0 10 黄绿色 ④ 3.0 5.0 10 黄褐色 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。 ①该实验的自变量是　　　　　　　　　，表中X处数值是　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②根据实验结果可知，天然叶绿素不能添加至　　　　（填“碱性”“中性”或“酸性”）食品中，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $