高中生物必修1课时作业18：5.4.1 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程

捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程
题组一叶绿体中的色素
1.(2018·四川成都七中高一上月考)下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是()
A.滤纸条上未见色素带，可能的原因是滤液细线触及层析液
B.依据色素可以溶于有机溶剂中，可以分离色素
C.研磨过程中需要加入碳酸钙，目的是研磨充分
D.滤纸条上出现的四条色素带中最窄的一条呈蓝绿色
答案 A
解析若滤液细线触及层析液，则色素会溶解到层析液中，导致滤纸条上无色素带，A正确；分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，B错误；研磨过程中需要加入碳酸钙，目的是防止色素被破坏，C错误；四条色素带中最窄的是胡萝卜素，呈橙黄色，D错误。

2.(2018·江苏宿州期末考试)在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是()
A.防止叶绿素被破坏
B.使叶片充分研磨
C.使各种色素充分溶解在无水乙醇中
D.使叶绿素溶解在无水乙醇中
答案 C
解析加入碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏，A错误；加入二氧化硅的作用是使叶片充分
研磨，B错误；无水乙醇能溶解绿叶中的色素(包括叶绿素和类胡萝卜素)，进而提取色素，C 正确、D错误。

3.(2018·甘肃兰州一中期末考试)叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，主要原因是()
A.分子量最小
B.分子量最大
C.在层析液中的溶解度最低
D.在层析液中的溶解度最高
答案 C
解析叶绿素b在层析液中溶解度最低，所以在滤纸条上随层析扩散得最慢，位于最下端，C正确。

4.(2017·全国卷Ⅲ，3改编)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。

下列叙述错误的是()
A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用
B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D.叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
答案 A
解析类胡萝卜素只吸收蓝紫光，不吸收红光，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。

题组二叶绿体的结构和功能
5.(2018·葫芦岛高一检测)如图为叶绿体结构示意图，下列叙述不正确的是()
A.1具有选择透过性
B.吸收光能的色素分布在2上
C.与光合作用有关的酶只分布在3中
D.它具有双层膜
答案 C
解析图中结构1为叶绿体的外膜，主要由磷脂和蛋白质构成，在功能上具有选择透过性，A正确；结构2为类囊体堆叠而成的基粒，叶绿体色素分布于类囊体薄膜上，具有吸收、传递和转化光能的作用，B正确；光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜(结构2)和叶绿体基质(结构3)中，C错误；由图可知，叶绿体具有双层膜，D正确。

6.(2019·郑州高一检测)下列关于叶绿体中的类囊体的正确叙述是()
A.叶绿体中的一个个基粒就是一个个类囊体
B.全部光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上
C.组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系
D.基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积
答案 D
解析基粒由类囊体堆叠而成，多个类囊体堆叠成一个基粒，A错误；类囊体是单层膜围成的，叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，B错误；组成各基粒的类囊体之间在结构上是相互联系的，C错误；光反应发生在类囊体薄膜上，基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积，D正确。

7.德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。

他将棱镜产生的光谱投射到丝
状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧型细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)。

他由实验结果得出光合作用在红光区和蓝光区最强。

这个实验的思路是()
A.细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B.好氧型细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C.好氧型细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D.好氧型细菌大量消耗O2，使水绵的光合速率大幅度加快
答案 B
解析细菌不能进行光合作用，该实验中进行光合作用的是水绵，A错误；该实验的设计思路是好氧型细菌需要O2，水绵光合作用强的部位，产生的O2多，在O2含量多的地方好氧型细菌的数量多，B正确；好氧型细菌聚集多，说明光合作用产生的O2多，C错误；水绵光合速率的快慢与好氧型细菌呼吸速率无明显关系，D错误。

题组三光合作用的探究历程
8.(2018·聊城高一检测)萨克斯在实验中将绿色叶片放在暗处几小时的目的是()
A.将叶片中的水分消耗尽
B.将叶片中原有的淀粉消耗尽
C.增加叶片的呼吸强度
D.提高叶片对光的敏感度
答案 B
9.(2018·湖南长沙一中月考)在甲、乙两试管中培养小球藻，给甲试管中提供C18O2和H2O，给乙试管提供CO2和H218O，在适宜的光照条件下，两试管最初释放的氧气分别应该是() A.甲为18O2，乙为O2 B.甲、乙均为18O2
C.甲为O2，乙为18O2
D.甲、乙均为O2
答案 C
解析光合作用释放的氧气来自水的光解，所以甲、乙两试管最初释放的氧气分别为O2和18O2。

10.(2018·山东青岛二中高一上期末考试)捕获光能的色素存在于叶绿体中，下列相关说法中不正确的是()
A.色素种类有4种，分别是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素
B.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.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
D.叶绿素对绿光吸收最多，所以叶子一般呈现绿色
答案 D
解析叶绿体中色素有两大类，分别是叶绿素和类胡萝卜素，前者又分为叶绿素a、叶绿素b，后者又分为叶黄素、胡萝卜素，A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，B正确；绿叶的色素中叶绿素含量约占3/4，类胡萝卜素含量约占1/4，C正确；叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶子一般呈现绿色，D错误。

11.(2019·泉州高一检测)如图分别是萨克斯、鲁宾和卡门、恩格尔曼所做的关于光合作用的三个经典实验。

下列相关叙述中正确的是()
A.图1中A与C部分对照说明光合作用需要光
B.图2所示实验运用的实验方法是荧光标记法
C.图3所示实验中，好氧细菌分布于光束照射的部位
D.萨克斯的实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
答案 C
解析图1中B与C部分对照说明光合作用需要光，A错误；图2所示实验运用的实验方法是同位素标记法，B错误；图3所示实验中，光束照射的部位通过光合作用产生了氧气，所以好氧细菌分布于光束照射的部位，C正确；萨克斯的实验只能证明有淀粉生成，但不能证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉，D错误。

12.科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。

在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是()
A.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
B.萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉
C.普利斯特利的实验证明了植物可以更新CO2并产生O2
D.鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O
答案 B
解析恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，没有定量分析生成的氧气量，A错误；萨克斯的实验成功证明了光合作用产生了淀粉，B正确；普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气，C错误；鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2，D错误。

13.叶绿素是植物细胞内参与光合作用的重要色素，请回答下列相关问题：
(1)叶绿素等光合色素分布在叶绿体的____________上，与糖类相比，叶绿素分子中特有的元素是____________。

(2)将绿叶中提取的色素溶液放在光源和分光镜之间，在光谱中可以看到明显变暗的是____________区域。

分离色素所依据的原理是_______________________________________，使用的方法是____________。

(3)植物种子在黑暗中萌发形成的幼苗，节间特别长，叶子很小，呈黄色或黄白色，即“黄化现象”。

从光合色素形成所需要的环境条件方面进行分析，“黄化现象”说明了______。

答案(1)类囊体薄膜氮(N)、镁(Mg)
(2)红光和蓝紫光不同的色素在层析液中的溶解度不同纸层析法
(3)叶绿素的形成需要光，类胡萝卜素的形成可以不需要光
解析(1)与光合作用有关的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿素与糖类相比含有氮元素和镁元素。

(2)叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，所以将绿叶中提取的色素溶液放在光源和分光镜之间，在光谱中红光和蓝紫光区域明显变暗；叶绿体色素分离的原理是不同的色素在层析液中的溶解度不同，使用的方法是纸层析法。

(3)由题意可知，叶绿素的形成需要光，类胡萝卜素的形成可以不需要光。

14.(2018·四川成都七中月考)(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素的提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为________。

(2)该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。

他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的________________________________________可判断条带的色素种类。

(3)实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。

乙同学认为这是叶片中某些色素降解所致，丙同学则认为这是某些色素含量增加所致。

根据所学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确？将实验步骤补充完整。

第一步：从预留的叶片中挑选出足量的、份量相等、大小相近的__________叶片和__________叶片为实验材料。

第二步：在相同条件下，再次进行叶绿体色素的____________________________实验。

第三步：测定和记录实验结果，比较这两种叶片各种色素的____________和____________，得出结论。

答案(1)叶绿素b(2)吸收光谱(3)已变黄正常提取和分离种类含量
解析(1)在滤纸条上层析出的色素带从上到下依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿
素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。

(2)不同的色素吸收不同波长的光，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。

所以通过分析色素溶液的吸收光谱可判断条带的色素种类。

(3)欲探究叶片变黄的原因，可以提取出发黄叶片和正常叶片中的相关色素，测定色素的含量和种类并进行比较，从而得出结论，实验中一定要遵循对照原则和单一变量原则等。

15.德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)，研究光对光合作用的效应。

他将该种绿藻放在一张载有好氧细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移往氧浓度高的区域。

他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如图所示：
(1)描述B情况下细菌的分布情况如何？______，如此分布是因为光合作用释放______。

(2)该实验证实了光合作用的场所是_________，吸收光能的色素和催化反应的酶分别分布在________________________________、________________________________________。

(3)恩格尔曼进行装置C的实验，其目的是什么？_________________，在____________区域的细菌特别多。

答案(1)细菌集中分布在叶绿体周围O2(2)叶绿体类囊体薄膜上类囊体薄膜上和叶绿体基质中(3)找出不同颜色的光对光合作用的影响红光和蓝光
解析(1)B情况下，叶绿体受光均匀，好氧细菌主要分布在能进行光合作用产生O2的叶绿体周围。

(2)通过螺旋状的叶绿体与好氧细菌的关系可以看出进行光合作用的场所是叶绿体，色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而酶有的分布在类囊体薄膜上，有的分布在叶绿体基质中。

(3)在装置C的实验中，自变量是光色，主要有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光区域的好氧细菌远远多于绿光区域。