课后提升训练 十九 捕获光能的色素和结构
(30分钟 50分)
一、选择题(共5小题,每小题6分,共30分)
1.(2015·上海高考)从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素,发现提取液明显偏黄绿色,最可能的原因是 ( )
A.加入的石英砂(二氧化硅)太多 B.没有加入碳酸钙 C.用脱脂棉过滤不彻底 D.一次加入过多无水乙醇
【解析】选B。提取色素时加入二氧化硅是为了研磨充分,加入的二氧化硅太多不会导致叶片偏黄;加入碳酸钙的目的是保护色素,因为叶绿体中的叶绿素不稳定,容易被破坏,所以没有加入碳酸钙会导致提取液明显偏黄绿色;用脱脂棉过滤可能得到滤液较少,但是这不影响各种色素的比例;提取时无水乙醇加得太多,会使提取到的溶液色素浓度降低,滤纸条上色素带颜色较浅。
2.关于如图所示光合色素分离的实验结果,叙述正确的是 ( )
A.距滤液细线最近的色素带中不含镁元素
B.距滤液细线最远的色素带,主要吸收红光和蓝紫光
C.若实验过程中未添加碳酸钙,则离滤液细线较远的两条色素带会变窄 D.颜色为橙黄色的色素带中的色素在层析液中的溶解度最大
【解析】选D。距滤液细线最近的色素带是叶绿素b,其分子中含镁元素,A错误;距滤液细线最远的色素带是胡萝卜素,主要吸收蓝紫光,B错误;若实验过程中未添加碳酸钙,则叶绿素会被破坏,所以离滤液细线较近的两条色素带会变窄,C错误;颜色为橙黄色的色素带中的色素为胡萝卜素在层析液中的溶解度最大,扩散速度最快,离滤液细线最远,D正确。
3.为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生,某学者设计了以下实验:制作载有水绵和好氧细菌的临时装片,用极细光束照射水绵,同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析,不正确的是 ( )
A.在光束照射到水绵之前,应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱 B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中 C.好氧细菌起指示作用
D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
【解析】选A。本实验的目的是验证叶绿体在光照下能够产生氧气,而与光照的颜色种类没有关系,不用加三棱镜将混合光分解成连续光谱;为了防止空气对实验结果的影响,应该排除空气干扰;好氧细菌分布的密疏,表示了氧气产生的多少;水绵的叶绿体便于观察,有利于设置对照实验。
4.(2017·忻州高一检测)关于绿叶中色素的提取和分离实验的操作,正确的是
( )
A.使用定性滤纸过滤研磨液
B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析
C.在画出一条滤液细线后紧接着重复画2 ～ 3次 D.研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素
【解析】选B。用尼龙布过滤研磨液,定性滤纸可用于层析,A错误、B正确。在画出一条滤液细线后等滤液干后再重复画一两次,C错误。研磨叶片时,用无水乙醇溶解色素,D错误。 5.(2017·石家庄高一检测)下列有关叶绿素的叙述,正确的是 ( ) A.叶绿素都在叶绿体内合成 B.叶绿素在酸性环境中保持稳定 C.纤维素酶不能催化叶绿素分解 D.叶绿素比叶黄素更易溶于层析液
【解析】选C。蓝藻等原核细胞也含有叶绿素,但细胞内没有叶绿体,A错误;叶绿素在酸性环境中容易被破坏,B错误;酶具有专一性,纤维素酶不能催化叶绿素分解,C正确;叶黄素比叶绿素更易溶于层析液,D错误。 【补偿训练】
关于叶绿素的叙述,错误的是 ( ) A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
【解析】选D。本题考查色素的元素组成和色素对光能的吸收。叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素,A正确;色素的作用是吸收、传递和转化光能,吸收的光能用于光合作用,B正确;叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高,C正确;植物主要吸收蓝紫光和红光,绿光吸收最少,反射多,所以叶片呈现绿色,D错误。 二、非选择题(共2小题,共20分)
6.(8分)美国科学家恩格尔曼用巧妙的实验,研究了光合作用的作用光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状绿藻上,并在丝状绿藻的悬液中放入一些细菌,然后在显微镜下观察细菌在丝状绿藻不同波长的光照下,各部分的聚集情况(如图)。请分析:
(1)细菌聚集多的部分表示______________的浓度高,即这些部位丝状绿藻的______________速率高。
(2)从细菌大量聚集的区域可以看出,主要的作用光谱为__________区和____________区。 (3)如果将该丝状绿藻长期放在500～550 nm的波长下照射,丝状绿藻将____________,原因是____________________________________________。
(4)如何使丝状绿藻周围的细菌呈均匀分布?_____________________________
___________________________________________________________________。
【解析】(1)细菌大多为好氧型的,因此在氧气浓度高的地方细菌聚集得多,而氧气是丝状绿藻进行光合作用释放出来的。
(2)光合色素主要吸收红光和蓝紫光来进行光合作用合成有机物,以维持丝状绿藻的生命活动。
(3)丝状绿藻几乎不吸收绿光,因此在绿光区丝状绿藻不能进行光合作用,难以维持生命活动而逐渐死亡。
(4)去掉棱镜后,光均匀照射丝状绿藻,光合作用产生的氧气和有机物也较均匀地分布,因此
需要氧气和有机物的细菌也将均匀分布。 答案:(1)氧气 光合作用 (2)红光 蓝紫光
(3)逐渐死亡 丝状绿藻几乎不吸收绿光进行光合作用 (4)去掉棱镜 【实验·探究】
7.(12分)通过科学实验发现,土壤中缺磷会导致植株矮小,叶色暗绿,依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素。试设计实验探究叶色暗绿是否由缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。 实验所需主要用具、试剂:烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、只缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。 实验材料:正常生长的黄瓜幼苗。
(1)实验假设:__＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 (2)实验步骤:
①取两个烧杯,分别编号为A、B,各放入____________________________的黄瓜幼苗。 ②向A烧杯中加入适量____________________,向B烧杯中加入____________________,置于相同且适宜的条件下培养,培养到两组黄瓜幼苗叶片出现差异时。
③分别从A、B两组中选取等量叶片,用____________提取叶片色素,用________________法分离色素,观察比较＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿__。 (3)实验结果预测:
①_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_, 说明叶色暗绿不是由缺磷导致类胡萝卜素缺乏所致;
②_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_, 说明叶色暗绿是由缺磷导致类胡萝卜素缺乏所致。
【解析】(1)依据实验探究的目的可以作出“缺磷导致类胡萝卜素缺乏,从而引起叶色暗绿”的假设。(2)由于本实验的自变量是磷的有无,故需要设置A、B两组,A组用完全培养液培养,B组用只缺磷的完全培养液培养,实验的因变量是叶片中类胡萝卜素含量。要检测叶色暗绿是否由类胡萝卜素缺乏引起,可用纸层析法进行判断。(3)若A、B两组叶片中类胡萝卜素含量相近,说明叶色暗绿不是由缺磷导致的类胡萝卜素缺乏所致;若A组比B组类胡萝卜素色素带宽,说明叶色暗绿是由缺磷导致的类胡萝卜素缺乏所致。 答案:(1)缺磷导致类胡萝卜素缺乏,从而引起叶色暗绿
(2)①同一品种且长势相近、苗龄相同 ②完全培养液 等量的只缺磷的完全培养液 ③无水乙醇 纸层析
A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅 (3)①A、B两组类胡萝卜素色素带一致 ②A组比B组类胡萝卜素色素带宽,或B组缺少类胡萝卜素色素带