1、第第 4 节节 光合作用与能量转化光合作用与能量转化 第第 1 课时课时 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构 知识点 1 捕获光能的色素 1.(2021 天津耀华中学月考)在进行光合色素的提取和分离实验时， 取一圆形滤纸， 在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素 环，如图。下列说法错误的是( ) A.通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的高 B.提取色素时加入少许 CaCO3和 SiO2 C.若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈色素环颜色较淡 D.最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光 答案 C 解析 色素中叶绿素含量多，所以提取液通常
2、呈绿色，A 正确；提取色素时加少 许 SiO2可使研磨更充分，加少许 CaCO3可保护色素，B 正确；镁是合成叶绿素的 原料，若叶片缺镁，则叶绿素含量少，会使最内侧的两圈色素环颜色较淡，C 错 误；最外侧两圈色素是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，D 正确。 2.(2021 安徽合肥质检)下列关于用新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素提取、分离实验 的叙述，正确的是( ) A.应该在叶片研磨后立即加入 CaCO3，防止色素被破坏 B.即使菠菜叶剪得不够碎，也可以提取出 4 种色素 C.为获得 10 mL 提取液，研磨时一次性加入 10 mL 无水乙醇的提取效果最好 D.将研磨液迅速倒入基部放有滤纸的玻璃
3、漏斗中进行过滤，将滤液收集到试管中 答案 B 解析 提取色素时，应在叶片研磨前加入 CaCO3，防止色素被破坏，A 错误；菠 菜叶剪得不够碎，会造成提取液中色素的含量较少，分离出的色素带变窄，但分 离得到的色素的种类不变(4 种)，B 正确；在研磨时，分次加入 10 mL 无水乙醇比 一次性加入 10 mL 无水乙醇的提取效果好，C 错误；色素容易吸附在滤纸上，故 过滤研磨液时不能用滤纸，可用尼龙布，D 错误。 3.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可 能是( ) 加入的提取液太多 用无水乙醇代替丙酮 研磨时没有加入碳酸钙 研 磨时没有加入二氧化硅 取的叶片叶脉
4、过多，叶肉细胞过少 画滤液细线的 次数少 使用放置数天的菠菜叶 A. B. C. D. 答案 C 解析 在实验中， 滤纸条上的色素带颜色较浅的原因可能是： 滤液中色素含量少； 在滤纸条上画滤液细线时，重复的次数太少；加入的提取液太多，使滤液中色素 浓度降低。滤液中色素含量少的原因可能是：没有加入二氧化硅，导致研磨不充 分；研磨时没有加入碳酸钙，使部分色素被破坏；选取的叶片中叶肉细胞少，色 素含量低；叶片不新鲜，里面的色素被破坏。 4.(2021 天津河西区期末)下列关于细胞内色素的叙述，正确的是( ) A.高等绿色植物细胞中都含有叶绿素 B.植物体的颜色与植物细胞内的色素有关 C.叶绿素和类胡
5、萝卜素都可以吸收红光 D.自养生物细胞内的光合色素都分布在叶绿体类囊体的薄膜上 答案 B 解析 高等植物根尖细胞中不含叶绿素，A 错误；叶片等的颜色与植物细胞叶绿 体内的色素有关，花、果实等的颜色与液泡中的色素有关，B 正确；叶绿素可以 吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光，C 错误；含叶绿 体的自养生物细胞内的光合色素都分布在叶绿体类囊体的薄膜上，而蓝细菌等原 核生物不含叶绿体，但含叶绿素，D 错误。 5.某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测 定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( ) A.光吸收差异显著，色素带缺第
6、2 条 B.光吸收差异不显著，色素带缺第 2 条 C.光吸收差异显著，色素带缺第 3 条 D.光吸收差异不显著，色素带缺第 3 条 答案 B 解析 水稻叶片中的叶黄素缺失，其对蓝紫光的吸收减小，但对红光的吸收无明 显差异。色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b， 叶黄素缺失则会导致色素层析条带从上至下缺失第 2 条。 6.下图为正常绿色植物的叶绿素 a 的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合 作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)，以下对该图的 分析错误的是( ) A.图示表明叶绿素 a 主要吸收红光和蓝紫光 B.总吸收光谱是代表叶绿体四种色素
7、对光能的吸收 C.图示表明只有叶绿素 a 吸收的光能才能用于光合作用 D.总吸收光谱与光合作用的作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收的光能都能 参加光合作用 答案 C 解析 图示中，叶绿素 a 的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区；总 吸收光谱是指叶绿体色素总吸收值，叶绿体含四种光合色素；图示中，作用光谱 的变化趋势与总吸收光谱非常相似，说明色素吸收的光均可用于光合作用。 7.将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内， 如下图所示， 若干天后， 与丙盆相比， 甲、乙两盆麦苗的长势是( ) A.甲、乙、丙三盆麦苗长势相近 B.乙与丙长势相近，甲比丙长势差 C.甲与丙长势相近，乙比丙长势差 D.
8、甲、乙长势都比丙好 答案 B 解析 只有绿光能透过绿色透明膜，光合色素对绿光吸收最少，光合作用最弱， 甲装置中麦苗长势较差；只有蓝紫光能够透过蓝紫色透明膜，光合色素对蓝紫光 吸收较多，植物进行的光合作用较强，因此乙装置中麦苗长势较好；太阳光能够 透过无色透明膜，丙装置中植物进行的光合作用最强。 8.(2020 襄阳五中期末)如图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、浅分别表示吸 收量多、少)，则甲、乙两图分别是( ) A.类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B.叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱 C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱 答案 B 解析 由题图可知，甲图的吸收光谱主要在蓝
9、紫光区和红光区，应为叶绿素的吸 收光谱；乙图的吸收光谱主要在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱。 9.为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响进行了相关实验，结果 如图所示。下列叙述正确的是( ) A.本实验的自变量是叶绿素含量 B.由图中曲线可知，经低温和暗处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显 C.纸层析分离上述叶片色素提取液，第 4 组由上到下第一、二条色素带会明显变 窄 D.若在光照低温条件下，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失 答案 D 解析 分析曲线图可知，本实验的自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素含 量，A 错误；由图中曲线对比可知，4 曲线(经低温和
10、光照处理)的植物叶片中叶绿 素含量下降最为明显，B 错误；纸层析分离上述叶片色素提取液，第 4 组叶绿素 含量较少，因此由上到下第三、四条色素带会明显变窄，C 错误；曲线 4 与其它 曲线对比可知，若在光照低温条件下，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片 中叶绿素损失，D 正确。 知识点 2 叶绿体的结构适于进行光合作用 10.(2020 福建龙岩高一检测)如图甲是叶绿体结构模式图， 图乙是从图甲中取出的 部分结构放大图。下列相关叙述正确的是( ) A.图甲生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大 B.图乙所示的结构来自图甲中的 C.中的叶绿素在液泡中也有 D.上含有与光合作用有关的酶 答案
11、B 解析 题图甲是叶绿体，主要通过大量的类囊体堆叠成基粒来增大膜面积，A 错 误；题图甲中的是类囊体，题图乙含有光合色素，光合色素分布在类囊体薄膜 上，所以题图乙所示的结构来自题图甲中的，B 正确；中的色素是叶绿素和 类胡萝卜素， 与光合作用有关， 液泡中的色素是花青素等， 和光合作用没有关系， C 错误；是叶绿体外膜，与光合作用有关的酶分布在和中，D 错误。 11.叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是 ( ) A.叶绿体中的色素都分布在类囊体结构的膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和
12、基粒上 答案 A 解析 类囊体是光反应的场所，叶绿体中的色素都分布在类囊体结构的膜上，A 正确， B 错误； 光合作用分为光反应和暗反应阶段， 光反应的场所是类囊体薄膜， 暗反应的场所是叶绿体基质，因此与光反应有关的酶分布在类囊体薄膜上，与暗 反应有关的酶分布在叶绿体基质中，C 错误，D 错误。 12.(2021 河南九师联盟)科学家恩格尔曼利用水绵和需氧细菌等做了如下实验。 甲 组：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境中，再用极细光束 照射水绵；乙组：将载有水绵和需氧细菌的临时装片完全暴露在光下；丙组：用 透过三棱镜的光照射载有水绵和需氧细菌的临时装片。 下列关于上述实验的分析
13、， 错误的是( ) A.选择水绵和需氧细菌作实验材料的优点是便于观察和确定释放氧气的部位 B.将临时装片置于黑暗和没有空气的环境中的目的是消耗完水绵中的有机物 C.丙组的实验结果可以证明水绵进行光合作用主要利用的是红光和蓝紫光 D.设置乙组实验的目的是对甲组实验结果进行进一步验证 答案 B 解析 需氧细菌会聚集在氧气多的部位，水绵具有带状叶绿体，且在细胞中呈螺 旋带状分布，选择水绵和需氧细菌作实验材料的优点是便于观察和确定释放氧气 的部位，A 正确；将临时装片置于黑暗和没有空气的环境中，从而排除自然光和 空气中的氧气对实验的干扰，B 错误；丙组的实验结果为需氧细菌集中分布在红 光和蓝紫光照射的
14、区域，可知水绵进行光合作用主要利用的是红光和蓝紫光，C 正确；甲组实验结果为需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位；乙组 实验结果为需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位，乙组实验是对甲组实验结果 的验证。证明光合作用发生在叶绿体的受光部位，D 正确。 13.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需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
15、_，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)细菌集中在叶绿体周围 O2 (2)叶绿体 类囊体的薄膜上、类囊体上和叶绿体基质中 (3)探究不同颜色的光对光合作用的 影响 红光和蓝光 解析 (1)B 状态光照条件下叶绿体受光均匀，需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需氧细菌的关系可以看出进 行光合作用的场所是叶绿体，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而 有的酶分布在类囊体上，有的酶分布在叶绿体的基质中。(3)在
16、 C 实验中的自变量 是光质，主要有红、绿、蓝三区，叶绿体中光合色素主要吸收红光和蓝紫光，而 在红光和蓝光区域的需氧细菌远远多于绿光区域。 14.(2021 沈阳市高一联考)为研究城市环境污染和某植物生命活动的关系， 研究者 测定了不同污染程度下该植物叶片光合色素的含量，获得的数据处理成下面的柱 状图。请分析回答下列问题： (1)叶绿体内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素，还有许多进行 光合作用所必需的_。 (2)据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素含量_，其中叶绿素 b 含量变化 的程度_(大于/小于/等于)叶绿素 a。 (3)能进行光合作用的生物不一定含有类胡萝卜素，如蓝细菌。近
17、日，澳大利亚学 家从蓝细菌中提取到了一种被称作叶绿素 f 的新叶绿素，它能够吸收红光和红外 光进行光合作用， 用纸层析法分离蓝细菌细胞中的色素将获得_条色素带。 (4)叶绿体内有众多的_和_，极大地扩展了受光面积。 答案 (1)酶 (2)降低 大于 (3)4 (4)类囊体 基粒 解析 (1)叶绿体内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素，还有许 多进行光合作用所必需的酶。(2)据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素 a、叶绿 素 b 的含量都逐渐下降；由于叶绿素 a/叶绿素 b 的值是增加的，所以叶绿素 b 含 量变化的程度大于叶绿素 a的含量变化。 (3)分析题干可知： 蓝细菌中含有藻蓝素、 叶绿素 a、叶绿素 b 和叶绿素 f，用纸层析法分离蓝细菌细胞中的色素将获得 4 条 色素带。(4)叶绿体内有众多的类囊体和基粒，广阔的类囊体膜极大地扩展了受光 面积。
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