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1、第一課時 捕獲光能的色素和結構
知識點一 捕獲光能的色素
[題型一 綠葉中色素的提取和分離]
1.在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中,研磨綠葉時要加入無水乙醇,其目的是( )
A.防止葉綠素被破壞
B.使葉片充分研磨
C.使各種色素充分溶解在無水乙醇中
D.使葉綠素溶解在無水乙醇中
答案 C
解析 加入碳酸鈣的作用是防止葉綠素被破壞,A錯誤;加入二氧化硅的作用是使葉片充分研磨,B錯誤;無水乙醇能溶解綠葉中的色素(包括葉綠素和類胡蘿卜素),進而提取色素,C正確,D錯誤。
2.關于“綠葉中色素的提取和分離”實驗的操作,正確的是( )
A.使用定性濾紙過濾研磨液
2、B.干燥的定性濾紙可用于分離綠葉中的色素
C.在畫出一條濾液細線后緊接著重復畫線一兩次
D.研磨葉片時,用體積分數(shù)為70%的乙醇溶解色素
答案 B
解析 在提取綠葉中的色素時,漏斗基部放一塊單層尼龍布進行過濾,A錯誤;分離綠葉中的色素時,需用干燥的定性濾紙,B正確;畫出一條濾液細線后需等濾液干后再畫下一次,C錯誤;研磨葉片時用無水乙醇溶解色素,D錯誤。
3.紙層析法分離葉綠體色素時,濾紙條從上至下第三條的色素名稱和顏色分別是( )
A.葉綠素a、藍綠色 B.葉綠素b、黃綠色
C.胡蘿卜素、橙黃色 D.葉黃素、黃色
答案 A
解析 紙層析法分離葉綠體色素時,濾紙條上第
3、三條色素帶(從上至下)的名稱和顏色分別是葉綠素a、藍綠色,A正確;葉綠素b、黃綠色為第四條色素帶,B錯誤;胡蘿卜素、橙黃色為第一條色素帶,C錯誤;葉黃素、黃色為第二條色素帶,D錯誤。
4.下列關于綠葉中色素的提取和分離實驗的敘述,正確的是( )
A.濾紙條上未見色素帶,可能的原因是濾液細線觸及層析液
B.依據(jù)色素可以溶于有機溶劑中,可以分離色素
C.研磨過程中需要加入CaCO3,目的是研磨充分
D.濾紙條上出現(xiàn)的四條色素帶中最窄的一條呈藍綠色
答案 A
解析 若濾液細線觸及層析液,則色素會溶解到層析液中,導致濾紙條上無色素帶,A正確;分離色素的原理是色素在層析液中的溶解度不同,
4、B錯誤;研磨過程中需要加入CaCO3,目的是防止色素被破壞,C錯誤;四條色素帶中最窄的是胡蘿卜素,呈橙黃色,D錯誤。
5.如圖所示為新鮮菠菜葉中4種色素的相對含量及其在濾紙條上的分離情況。下列有關說法不正確的是( )
A.4種色素在層析液中溶解度最高的是丁
B.4種色素均可溶于有機溶劑無水乙醇中
C.4種色素在層析液中溶解度最高的是甲
D.發(fā)黃菠菜葉中色素含量顯著減少的是甲和乙
答案 C
解析 據(jù)圖可知,甲、乙、丙、丁分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素,在層析液中溶解度最高的是丁,A正確,C錯誤;4種色素均可溶于有機溶劑無水乙醇中,故可用無水乙醇提取色素,B正確;發(fā)
5、黃菠菜葉中色素含量顯著減少的是葉綠素a和葉綠素b,D正確。
[題型二 色素的種類和作用]
6.如圖是紙層析法分離葉綠體中色素的裝置圖,層析后得到不同的色素帶,能吸收紅光的色素帶是( )
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
答案 C
解析 圖中濾紙條上的四條色素帶①②③④分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。由于葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,而類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,所以得到的不同色素帶中,能吸收紅光的色素帶是③④。
7.捕獲光能的色素存在于葉綠體中,下列相關說法中,不正確的是( )
A.色素種類有4種,分別是葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素
B.葉綠
6、素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光
C.綠葉中葉綠素和類胡蘿卜素含量不同
D.葉綠素對綠光吸收最多,所以葉子一般呈現(xiàn)綠色
答案 D
解析 葉綠體中色素有兩大類,分別是葉綠素和類胡蘿卜素,前者又分為葉綠素a、葉綠素b,后者又分為葉黃素、胡蘿卜素,A正確;葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,B正確;綠葉的色素中葉綠素含量約占3/4,類胡蘿卜素含量約占1/4,C正確;葉綠素對綠光吸收最少,綠光被反射回來,所以葉子一般呈現(xiàn)綠色,D錯誤。
8.把葉綠體色素溶液放在自然光源和三棱鏡之間,從鏡的另一側觀察連續(xù)光譜中變暗的主要區(qū)域是( )
A.紅光和藍紫光區(qū)域
7、 B.黃光和藍紫光區(qū)域
C.綠光和紅光區(qū)域 D.黃光和綠光區(qū)域
答案 A
解析 太陽光被三棱鏡分色,可以分成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色,葉綠素對可見光有兩個吸收高峰,分別在紅光區(qū)和藍紫光區(qū),而類胡蘿卜素只有一個吸收高峰,在藍紫光區(qū)。太陽光在紅光區(qū)和藍紫光區(qū)被吸收,故這兩個區(qū)域變暗。
9.如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),則甲、乙兩圖分別是( )
A.類胡蘿卜素、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
答案 B
解析 由圖可知,甲圖的吸收光譜主要在藍紫光
8、區(qū)和紅光區(qū),應為葉綠素分子的吸收光譜;乙圖的吸收光譜主要在藍紫光區(qū),應為類胡蘿卜素的吸收光譜。
知識點二 葉綠體的結構適于進行光合作用
10.葉綠體是光合作用的主要場所,下列關于葉綠體的敘述,正確的是( )
A.沒有葉綠體的細胞就不能進行光合作用
B.吸收光能的四種色素分布在基質(zhì)中
C.葉綠體內(nèi)膜為光反應所需的酶提供了附著位點
D.葉綠體內(nèi)存在的類囊體,極大地擴展了受光面積
答案 D
解析 藍細菌沒有葉綠體,但可以進行光合作用,A錯誤;葉綠體內(nèi)膜上沒有光反應所需的酶,C錯誤;吸收光能的四種色素分布在類囊體薄膜上,B錯誤;葉綠體內(nèi)存在的類囊體,極大地擴展了受光面積,D正確。
9、
11.如圖為水綿結構模式圖。恩格爾曼進行光合作用實驗時,把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里,然后用極細的光束對水綿細胞的不同部位(如a處)做點狀投射,發(fā)現(xiàn)水中的好氧細菌明顯聚集在葉綠體被光投射處;若將裝片完全暴露在光下,好氧細菌則分布在葉綠體所有受光部位。此實驗證明了( )
A.氧氣是由水分解來的
B.氧氣是葉綠體釋放出來的,葉綠體是光合作用的場所
C.光合作用能產(chǎn)生淀粉
D.光合作用需以二氧化碳為原料
答案 B
解析 好氧細菌分布在氧氣較多的地方,葉綠體在光下進行光合作用放出氧氣。此實驗證明了葉綠體是光合作用的場所。
12.德國科學家恩格爾曼設計了
10、一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上,并在水綿懸液中放入好氧型細菌,觀察細菌的聚集情況(如圖所示)。他由實驗結果得出光合作用在紅光區(qū)和藍光區(qū)最強。這個實驗的思路是( )
A.細菌對不同的光反應不一,細菌聚集多的地方,細菌光合作用強
B.好氧型細菌聚集多的地方,O2濃度高,水綿光合作用強
C.好氧型細菌聚集多的地方,產(chǎn)生的有機物多,水綿光合作用強
D.好氧型細菌大量消耗O2,使水綿的光合速率大幅度加快
答案 B
解析 細菌不能進行光合作用,該實驗中進行光合作用的是水綿,A錯誤;該實驗的設計思路是好氧型細菌需要O2,水綿光合作用強的部位,產(chǎn)生的O2多,
11、在O2含量多的地方好氧型細菌的數(shù)量多,B正確;好氧型細菌聚集多說明光合作用產(chǎn)生的O2多,C錯誤;水綿光合速率的快慢與好氧型細菌消耗O2的量無明顯關系,D錯誤。
13.(2019·荊州中學檢測)下圖表示葉綠體中色素的提取和分離實驗的部分材料和用具,據(jù)圖回答下列問題:
(1)圖中步驟①加入研缽內(nèi)的物質(zhì):A____________10 mL,作用是____________;B____________少許,作用是使研磨充分;C________少許,作用是____________________。
(2)圖中步驟②將研磨液倒入漏斗中,漏斗基部放有________________。
(3)圖中
12、步驟③濾紙條剪去兩角的目的是____________________________,畫濾液細線的要求是________,原因是________________。
(4)圖中步驟④中關鍵應注意________________________,原因是________________________;加蓋的目的是____________________;色素帶最寬的是________,擴散速度最快的是________。
答案 (1)無水乙醇 溶解色素 二氧化硅 碳酸鈣 防止色素被破壞
(2)單層尼龍布
(3)防止兩側色素擴散過快使色素帶不整齊 細、齊、直 防止色素帶重疊
(4)層析液不要
13、觸及濾液細線 濾液細線全被層析液溶解,不能分離 防止層析液揮發(fā) 葉綠素a 胡蘿卜素
解析 (1)研磨時需要加入3種物質(zhì):10 mL的無水乙醇,作用是溶解色素;二氧化硅可以增大摩擦力,使細胞和葉綠體破碎,有助于充分研磨;細胞研磨破碎后,會溢出有機酸,為防止葉綠素被破壞,研磨時需加入少許碳酸鈣中和有機酸。
(2)過濾研磨液時,漏斗基部不能用濾紙,因為色素可吸附在濾紙上,一般用一層尼龍布過濾。
(3)剪去兩角的作用是防止兩邊色素擴散過快,畫濾液細線的要求是細、齊、直,防止色素帶重疊。
(4)層析時的關鍵技術是不能讓層析液沒及濾液細線,否則,濾液細線會被層析液溶解,不能分離;由于層析液有毒,而
14、且可以揮發(fā),所以要加蓋,色素帶的寬度是由各種色素含量不同造成的,含量越多,色素帶越寬,一般植物葉片中葉綠素a含量最多,所以葉綠素a帶最寬,擴散速度最快的是胡蘿卜素,在色素帶的最上層。
14.為研究城市環(huán)境污染和某植物生命活動的關系,研究者測定了不同污染程度下該植物葉片光合色素的含量,獲得的數(shù)據(jù)處理成下面的柱狀圖。請分析回答下列問題:
(1)提取葉片中光合色素時常使用________________(試劑)研磨法來獲取色素,為使________________,還可加入少許二氧化硅。
(2)紙層析法是分離葉片光合色素的簡便方法。若研究者用該方法能否獲得上述實驗數(shù)據(jù)?為什么?______
15、__________________________________________。
(3)據(jù)圖可知,污染程度的加劇使________(色素類型)的含量減少。
答案 (1)無水乙醇(有機溶劑) 研磨更充分
(2)否。利用紙層析法只能在濾紙上觀察到分離的色素帶,不能定量分析色素
(3)葉綠素(葉綠素a和葉綠素b)
解析 (1)色素能夠溶解在有機溶劑中,可以用無水乙醇提取色素,二氧化硅有助于研磨充分。
(2)利用紙層析法只能在濾紙上觀察到分離的色素帶,不能定量分析色素含量。
(3)據(jù)圖可知,污染程度的加劇使葉綠素a和葉綠素b的含量減少,類胡蘿卜素含量不變。
易錯題型 不能正確
16、分析色素提取與分離實驗中的問題
15.學生利用菠菜葉進行綠葉中色素的提取和分離實驗時,由于各組操作不同,出現(xiàn)了下列四種不同的層析結果。下列分析不合理的是( )
A.出現(xiàn)甲圖所示結果的原因可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液
B.出現(xiàn)乙圖所示結果可能是因為研磨時未加入SiO2
C.丙圖是正確操作得到的理想結果
D.出現(xiàn)丁圖所示結果可能是因為研磨時未加入CaCO3
答案 C
解析 甲圖中沒有提取到任何色素,有可能是用蒸餾水作溶劑,而色素不溶于水,A正確;乙圖中得到的色素的比例是合適的,但量都較少,可能是因為沒有加入SiO2,使研磨不夠充分,B正確;丙圖中提取的色素含量較高,但葉綠素的含量低于類胡蘿卜素的含量,可能是因為選擇的材料為發(fā)黃的葉片,C錯誤;出現(xiàn)丁圖所示結果可能是因為研磨時未加入CaCO3,使葉綠素分子受到破壞,D正確。
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