1、第4節(jié)第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、單項(xiàng)選擇題1北方秋季，銀杏、黃櫨、紅楓等樹種的葉片由綠變黃或變紅，一時(shí)間層林盡染，分外妖嬈。低溫造成葉肉細(xì)胞中含量下降最顯著的色素是 ( B )A葉黃素 B葉綠素 C花青素 D胡蘿卜素2下圖表示葉綠體中色素的吸收光譜(顏色深、淺分別表示吸收量多、少)，則圖甲、乙分別是( B )A胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜 B葉綠素、類胡蘿卜素的吸收光譜C葉黃素、葉綠素的吸收光譜 D葉黃素、胡蘿卜素的吸收光譜【解析】觀察題圖，圖甲吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)和紅光區(qū)，應(yīng)為葉綠素分子的吸收光譜；圖乙吸收光譜只在藍(lán)紫光區(qū)，應(yīng)為類胡蘿卜素的吸收光譜。3為證實(shí)葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿

2、與需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝片需要給予一定的條件，這些條件是( B )A光照、有空氣、臨時(shí)裝片中無(wú)NaHCO3稀溶液B光照、無(wú)空氣、臨時(shí)裝片中有NaHCO3稀溶液C黑暗、有空氣、臨時(shí)裝片中無(wú)NaHCO3稀溶液D黑暗、無(wú)空氣、臨時(shí)裝片中有NaHCO3稀溶液【解析】要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明葉綠體有放氧功能，首先明確葉綠體只有在光下才能釋放氧氣，C、D排除；若有空氣，需氧細(xì)菌將均勻分布，無(wú)法觀察到需氧細(xì)菌分布于產(chǎn)氧的部位，NaHCO3溶液用來(lái)維持CO2的濃度。4葉綠體是光合作用的主要場(chǎng)所，下列關(guān)于葉綠體的敘述，正確的是( D )A沒有葉綠體的細(xì)胞就不能進(jìn)行光合作用B吸收光能的4種色素分布在基質(zhì)中C葉綠體內(nèi)

3、膜為光合作用的酶提供了附著位點(diǎn)D葉綠體內(nèi)存在的類囊體，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積【解析】藍(lán)細(xì)菌沒有葉綠體，但可以進(jìn)行光合作用，A錯(cuò)誤；吸收光能的4種色素分布在類囊體薄膜上，B錯(cuò)誤；葉綠體類囊體膜為光合作用的酶提供了附著位點(diǎn)，C錯(cuò)誤。5下列關(guān)于高等植物細(xì)胞內(nèi)色素的敘述，錯(cuò)誤的是( A )A所有植物細(xì)胞內(nèi)都含有4種光合色素B有些植物細(xì)胞的液泡中也含有色素C葉綠素和類胡蘿卜素都可以吸收光能D光合色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類【解析】沒有葉綠體的高等植物細(xì)胞就不含有光合色素，如根尖細(xì)胞，A錯(cuò)誤；有些植物的液泡中也含有水溶性色素，B正確；植物葉綠體中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類，均能吸收光能，C、

4、D正確。6某同學(xué)用紅薯葉進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是( B )A即使紅薯葉剪得不夠碎，也可以提取出4種光合色素 B研磨紅薯葉時(shí)同時(shí)加入碳酸鈣粉末，主要是防止酸破壞類胡蘿卜素 C層析后觀察、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中橙黃色條帶離起點(diǎn)最遠(yuǎn) D為獲得10 mL提取液，研磨時(shí)一般最好加入多于10 mL的無(wú)水乙醇 【解析】若紅薯葉剪得不夠碎，也能夠提取出4種光合色素，但提取的量少，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，A正確；研磨紅薯葉時(shí)同時(shí)加入碳酸鈣粉末，是為了防止酸破壞葉綠素，B錯(cuò)誤；橙黃色條帶為胡蘿卜素，胡蘿卜素在層析液中溶解度最高，在濾紙上擴(kuò)散得最快，因此該色素帶距離濾液細(xì)線最遠(yuǎn)，C正確；乙醇具有揮發(fā)

5、性，為獲得10 mL提取液，研磨時(shí)可加入多于10 mL的無(wú)水乙醇，D正確。7某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。對(duì)其葉片進(jìn)行了紅光照射光吸收測(cè)定和色素層析條帶分析(從上至下)，與正常葉片相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是( B )A光吸收差異顯著，色素帶缺第2條 B光吸收差異不顯著，色素帶缺第2條C光吸收差異顯著，色素帶缺第3條 D光吸收差異不顯著，色素帶缺第3條【解析】被測(cè)水稻的葉黃素缺失，則對(duì)藍(lán)紫光的吸收減少，對(duì)紅光的吸收無(wú)明顯差異，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤。色素層析條帶從上至下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，葉黃素缺失則色素層析條帶從上至下缺第2條，故B項(xiàng)正確。8葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，其內(nèi)有

6、關(guān)結(jié)構(gòu)中分布著光合色素及有關(guān)的酶。下列關(guān)于葉綠體及其中的色素的敘述，正確的是( B )A植物細(xì)胞都有葉綠體，葉綠體分布在植物體的所有細(xì)胞中B葉綠素在高等植物體內(nèi)有兩種，葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色C同線粒體一樣，葉綠體的內(nèi)膜極大地?cái)U(kuò)展了受光面積D葉綠體中的色素只吸收紅光和藍(lán)紫光進(jìn)行光合作用【解析】植物見光的綠色部位的細(xì)胞才有葉綠體，A錯(cuò)誤；葉綠素包括兩種，葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色，B正確；葉綠體的類囊體極大地?cái)U(kuò)展了受光面積，C錯(cuò)誤；葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光進(jìn)行光合作用，D錯(cuò)誤。9恩格爾曼用極細(xì)的光束照射載有水綿和需氧細(xì)菌的載玻片(圖甲)，另將裝片(圖乙)暴露在光下，結(jié)

7、果如下圖所示。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是( B )A本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是葉綠體在光照下可放氧B水綿和需氧細(xì)菌實(shí)驗(yàn)前要進(jìn)行饑餓處理C光照的部位是該實(shí)驗(yàn)的自變量D真空和黑暗環(huán)境是實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)無(wú)關(guān)變量【解析】需氧細(xì)菌聚集在帶狀葉綠體周圍，說(shuō)明光合作用的過(guò)程中有氧釋放出來(lái)，A正確；水綿和需氧細(xì)菌實(shí)驗(yàn)前不需要進(jìn)行饑餓處理，B錯(cuò)誤；題述實(shí)驗(yàn)的自變量是水綿的照光部位，C正確；光照的部位是題述實(shí)驗(yàn)的自變量，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處是將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘５剡M(jìn)行，真空和黑暗環(huán)境是實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)無(wú)關(guān)變量，D正確。二、不定項(xiàng)選擇題10“霜葉紅于二月花”，植物葉子呈現(xiàn)的

8、顏色是各種色素的綜合表現(xiàn)，色素主要存在于液泡和葉綠體中，葉綠體中的色素主要包含兩大類，葉綠素和類胡蘿卜素。下列對(duì)高等植物的正常葉子中色素的相關(guān)敘述，不正確的是( ACD )A用紙層析法分離葉綠體中的色素，最寬和最窄的色素帶分別是黃綠色、橙黃色B提取葉綠體中的色素可用丙酮作為提取液，用水當(dāng)層析液可分離液泡中的色素C葉綠素對(duì)可見光的吸收有一個(gè)高峰，類胡蘿卜素有兩個(gè)高峰D葉綠體中4種色素都含有N、Mg元素，作用是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能【解析】用紙層析法分離葉綠體中的色素，最寬和最窄的色素帶分別是葉綠素a和胡蘿卜素，其中葉綠素a是藍(lán)綠色的，胡蘿卜素是橙黃色的，A錯(cuò)誤；葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中，

9、所以可以用丙酮作為提取液，液泡中的色素可以溶于水，因此若用紙層析法分離液泡中的色素，可用清水作為層析液，B正確；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)可見光的吸收有兩個(gè)高峰，C錯(cuò)誤；Mg元素是葉綠體中葉綠素的組成成分，D錯(cuò)誤。11高等植物的光合作用需要依賴葉綠體中的光合色素。不同環(huán)境條件下，葉綠體中的葉綠素a和葉綠素b之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化稱為“葉綠素循環(huán)”。研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)遮光條件下，葉綠素a與葉綠素b的比值會(huì)降低，以適應(yīng)環(huán)境。如圖是葉綠體中兩種葉綠素的吸收光譜。下列關(guān)于葉綠素的敘述，正確的是( ACD )A缺少M(fèi)g元素時(shí)，的合成都會(huì)受到影響B(tài)利用紙層析法分離色素時(shí)，位于濾紙條最下端C與不同

10、，類胡蘿卜素不吸收紅光D弱光下，的相對(duì)含量增高可能有利于對(duì)弱光的利用【解析】Mg元素是葉綠素的重要組成成分，故缺少M(fèi)g時(shí)，葉綠素b和葉綠素a的合成都會(huì)受到影響，A正確；利用紙層析法分離色素時(shí)，葉綠素b()位于濾紙條最下端，B錯(cuò)誤；葉綠素b和葉綠素a主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，C正確；根據(jù)題干信息可知，弱光下葉綠素a通過(guò)“葉綠素循環(huán)”向葉綠素b轉(zhuǎn)化，以適應(yīng)弱光環(huán)境，增強(qiáng)對(duì)光能的利用，D正確。三、非選擇題12圖甲丁表示用新鮮菠菜進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)主要操作步驟。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1) 圖甲丁中，實(shí)驗(yàn)操作步驟的先后順序是_乙丁甲丙_(用標(biāo)號(hào)和箭頭表示)。

11、(2)步驟丙中，濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，那么最上面一條色素帶的色素名稱是_胡蘿卜素_。 (3)在該實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中，有同學(xué)按下列方法操作，其中不合理的有_abcd_。a用蒸餾水替代無(wú)水乙醇提取色素 b在充分研磨葉片后立即加入碳酸鈣c用定性濾紙?zhí)娲猃埐歼^(guò)濾研磨液 d沿鉛筆線連續(xù)畫數(shù)次濾液細(xì)線(4)請(qǐng)嘗試運(yùn)用該實(shí)驗(yàn)方法，探究菠菜葉生長(zhǎng)過(guò)程中色素種類和含量的變化，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)的主要思路：_稱取相同質(zhì)量的不同葉齡菠菜葉，進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)操作，分別提取和分離色素，觀察比較層析后濾紙條上色素帶條數(shù)及帶寬_。 【解析】(1)據(jù)圖分析，甲表示畫濾液細(xì)線，乙表示提取色素，丙表示分離色素，丁表示過(guò)濾，則實(shí)驗(yàn)操作步驟

12、的先后順序是乙丁甲丙。(2)步驟丙表示分離色素，濾紙條最上面一條色素帶的色素是胡蘿卜素。(3)蒸餾水屬于無(wú)機(jī)溶劑，不能提取光合色素，a錯(cuò)誤；加入碳酸鈣、二氧化硅、無(wú)水乙醇后才能研磨葉片，b錯(cuò)誤；用定性濾紙?zhí)娲猃埐歼^(guò)濾研磨液，則大量濾液會(huì)被濾紙吸收，c錯(cuò)誤；沿鉛筆線畫濾液細(xì)線，要等第一次畫線的濾液干了再畫第二次，d錯(cuò)誤。(4)探究菠菜葉生長(zhǎng)過(guò)程中色素種類和含量的變化，該實(shí)驗(yàn)的自變量為不同葉齡的菠菜葉，因變量為色素的種類和含量，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原則，實(shí)驗(yàn)的主要思路：稱取相同質(zhì)量的不同葉齡菠菜葉，進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)操作，分別提取和分離色素，觀察比較層析后濾紙條上色素帶條數(shù)及帶寬。13下圖是某生物興趣小組利用韭菜

13、宿根進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的流程，分析回答下列問(wèn)題：(1)提取色素時(shí)為了使研磨更充分應(yīng)加入_二氧化硅_，紙層析法分離色素的原理是_色素在層析液里的溶解度不同，溶解度大的隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散得快_。(2)紙層析法分離色素的“結(jié)果”如下圖所示，其中共有的色素帶顏色是_橙黃色、黃色_。據(jù)此能得出的結(jié)論是_葉綠素的形成需要光_。(3)將等量剛制備的韭菜和韭黃色素濾液分別放在陽(yáng)光與三棱鏡之間，“結(jié)果”中吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在_紅_光區(qū)域。將制得的韭菜濾液在強(qiáng)光下曝光12 h，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果與韭黃濾液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，其原因是_葉綠素不穩(wěn)定，在強(qiáng)光下易分解_。(4)每分子葉綠素含有一個(gè)Mg2，可被H、Cu2等置換。將韭菜濾液用5%的HCl處理一段時(shí)間后，其顏色與研磨時(shí)未加_碳酸鈣_的顏色相似，呈黃褐色。實(shí)驗(yàn)室常用含Cu2的試劑處理葉片，可形成銅代葉綠素，能長(zhǎng)時(shí)間保持葉片標(biāo)本的綠色，其原因可能是_銅代葉綠素比葉綠素穩(wěn)定_。【解析】(1)在提取綠色葉片中的色素時(shí)要在研缽中加入無(wú)水乙醇、碳酸鈣、二氧化硅，各色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度不同，從而分離色素；溶解度大的色素，擴(kuò)散速度快；溶解度小的色素，擴(kuò)散速度慢。(2)濾紙條上的色素帶從上到下依次是：胡蘿卜素(最窄)、葉黃素、葉綠素a(最寬)、葉綠素b(第2寬)，據(jù)圖可知，圖中所示韭黃的色素帶的顏色是橙黃色、黃色，說(shuō)明葉綠素的形成需要光。(