2016-2017学年高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第2节光合作用（第1课时）光合色素与光能的捕获学业分层测评苏教版必修1光合色素与光能的捕获(建议用时：45分钟)[学业达标]1．普里斯特莱把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内，结果小白鼠和植物都能存活很长时间，但后来有人重复这个实验，有的成功，有的却失败以下关于这一现象的说法，不正确的是 ( )A．该实验并不科学，没有可重复性B．该实验的成败与否，要看是否将装置置于阳光下C．该实验说明光合作用释放的氧与小白鼠需要的氧达到了平衡D．该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出的CO2达到了平衡【解析】 该实验是否成功，取决于B、C、D三项的内容答案】 A2．如图所示，某植物上的绿叶经阳光照射24 h后，经脱色并用碘处理，结果有锡箔覆盖的位置不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色，该实验证明( )【导学号：21210032】①光合作用需要CO2 ②光合作用需要光 ③光合作用需要叶绿素 ④光合作用放出氧气 ⑤光合作用制造淀粉A．①② B．③⑤C．②⑤ D．①③【解析】 通过图示说明，有光照射部位有淀粉生成，即进行了光合作用；无光照射部位无淀粉生成，即未发生光合作用，说明光合作用需要光，并且能产生淀粉(遇碘变蓝是淀粉的特性)。
答案】 C3．(2016·扬州高一检测)如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”的实验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是( )A．应向培养皿中倒入层析液B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处C．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色【解析】 如图所示是一个叶绿体中色素分离的实验装置，所以应把层析液倒入培养皿中，灯芯起到传递层析液的目的，把色素滴到a点让其在定性滤纸上扩散，四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，它应该是呈黄绿色的叶绿素b答案】 D4．某同学在做提取叶绿体中色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色分析产生该结果的可能原因是( )①研磨不充分，色素未能充分提取出来 ②无水乙醇加入量太多，稀释了色素提取液 ③无水乙醇加的太少，色素未提取出来 ④未加CaCO3粉末，叶绿素分子已被破坏A．①②④ B．①③④C．③④ D．①②【解析】 ③中如果无水乙醇加的太少，只要研磨充分，提取液依然是浓绿色，只不过是浓绿色提取液的量少而已但是①研磨不充分、④色素被破坏都能使提取出的色素分子减少，②是加入的溶剂量太多；三者均会导致提取液颜色变淡。
答案】 A5.(2015·江苏高考)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)下列叙述正确的是(多选)( )A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次【解析】 根据“绿叶中色素的提取和分离实验”的实验结果可知，图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ色素条带分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b由题图可知，正常光照与强光照相比，正常光照下叶绿素含量高，强光照下叶绿素含量低，A项正确强光照条件下，类胡萝卜素含量增加，说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照，B项正确叶绿素a的吸收光谱的吸收峰波长约为430 nm和660 nm，叶绿素b的吸收光谱的吸收峰波长约为460 nm和640 nm，C项正确画滤液线时，首先画出一条细线，待滤液干后，再重复画一两次，目的是增加滤液线中的色素含量，以便层析后获得更清晰的色素条带答案】 ABC6．纸层析法可分离光合色素，以下分离装置示意图中正确的是( )【解析】 由于色素分子能溶解于有机溶剂，所以层析时滤液细线不能在层析液中。
同时由于有机溶剂易挥发且往往有毒，所以在层析时最好加盖答案】 C7．如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断，用作实验材料的叶片颜色为( )【导学号：21210033】A．红色 B．黄色C．绿色 D．紫色【解析】 在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色B选项正确答案】 B8．叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明了( )A．四种色素在层析液中的溶解度和扩散速率不同B．叶绿体中色素的种类和色素的颜色C．叶绿素的含量是类胡萝卜素的四倍D．色素分布在叶绿体片层结构的薄膜上【解析】 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的扩散得快，这样可以将提取液中的色素进行分离，并能看到各种色素所显示的颜色答案】 B9．某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种叶绿体色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是 ( )【解析】 叶绿素最强的吸收区有两处：波长640～660 nm的红光部分和波长为430～450 nm的蓝紫光部分叶绿素a在红光区的吸收峰比叶绿素b的高，而蓝光区的吸收峰比叶绿素b的低，也就是说，叶绿素b吸收蓝紫光的能力比叶绿素a强。
类胡萝卜素的吸收带在400～500 nm的蓝紫光区，它们基本不吸收红、橙、黄光，从而呈现橙黄色或黄色答案】 A10．德国科学家恩吉尔曼以水绵为实验材料，把载有水绵和能运动的好氧细菌的临时装片，放在一定的环境中进行如下实验：Ⅰ.把临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中如图A所示Ⅱ.把临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有的受光部位如图B所示分析回答问题：(1)细菌聚集在叶绿体周围是因为光合作用能释放___________________________________________________________2)该实验证明了光合作用的场所是________3)后来恩吉尔曼对实验加以改进，将可见光经三棱镜后照到临时装片上，结果发现在________光区域细菌特别多答案】 (1)O2 (2)叶绿体 (3)红光和蓝[能力提升]11．1883年德国生物学家恩吉尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱他将三棱镜产生的光谱投射到丝状水绵上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)他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样，细菌聚集多的地方，水绵光合作用强B．好氧性细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强C．好氧性细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强D．好氧性细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率加快，则该种光有利于光合作用【解析】 好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方，也就是水绵光合作用强的地方。
答案】 B12．下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下相关说法正确的是 ( )A．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲＋乙)<(丙＋丁)C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光【解析】 由图可以推断甲、乙、丙和丁分别表示叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素提取色素时加入碳酸钙是为了保护色素不被破坏；水稻在收获时节，叶绿素大量分解，叶片中类胡萝卜素比叶绿素多；在层析液中，丁色素的溶解度最大；丙和丁主要吸收蓝紫光答案】 B13．(2016·江苏扬州期末)下列有关叶绿体中色素的提取和分离的叙述，错误的是 ( )A．此实验可确定叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色B．研磨时加碳酸钙可充分破坏叶绿体，获得更多的色素C．叶绿体中的不同色素在层析液中溶解度不同D．色素分离过程中不能让层析液触及滤液细线【解析】 利用纸层析法分离出叶绿体色素，可以判定其种类及颜色，A正确；加入碳酸钙的目的是保护叶绿素，加入二氧化硅能够充分破坏叶绿体，B错误；胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b在层析液中的溶解度依次减小，C正确；层析液触及滤液细线会导致色素溶解在层析液中，D正确。
答案】 B14．中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验Ⅰ.提取叶绿素：Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响：取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 ℃)下进行实验，方法和结果如下表实验组号叶绿素溶液(mL)调pH至处理时间(min)溶液颜色①3.0Y10绿色②3.07.010绿色③3.06.010黄绿色④3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的X应该为__________，原因是______________________________________________2)表中Y应该为________，原因是________________________________________________________________________3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于________食品，否则_______________________________________________4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。
解析】 (1)色素不溶水，只溶于有机溶剂但是有机溶剂大多有毒，所以应选择对人体无害的有机溶剂2)分析题中表格不难得出Y等于8.0，原因是pH是该实验的自变量，④到①pH逐渐增大且相邻两组的pH相差l，所以①组的pH应该为8.03)从表中信息可知，酸性条件下天然叶绿素色素容易被破坏造成食品失绿而影响品质4)该叶绿素粗产品来自植物，检测其中是否含有其他色素可用纸层析法答案】 (1)对人体无害的有机溶剂(食用酒精) 叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响 (2)8.0 实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿体稳定性的影响 (3)酸性 由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质 (4)纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画色素滤液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带15．(2016·南通高一检测)下图1表示叶绿素分子以其侧链插入生物膜结构中，图2表示用分光光度计测定的叶绿素a分子对不同光的吸收值请回答下列问题：图1 图2(1)叶绿素a主要吸收________光2)有同学认为仅根据吸收光谱图并不能判断哪些波长的光对光合作用最有效(由在不同波长光的作用下的光合效率绘制成的图像称为作用光谱)。
请用以下实验材料用具进行探究实验材料及用具：水绵、好氧并可以游动的细菌、三棱镜、白色光源、显微镜等实验原理：①水绵在光照条件下可以进行光合作用产生氧气②_______________________________________________实验步骤：①取一些好氧并可以游动的细菌放在一条水绵的溶液中，制成临时装片②将临时装片置于________的环境中③将________的光投射到一段水绵上图3④观察水绵不同部位聚集的好氧细菌的多少实验结果及分析：根据上述实验结果，某同学画出了水绵的作用光谱与叶绿素a吸收光谱曲线，如下图3所示：两者是否完全吻合？________，其原因可能是_______________________________________________________________解析】 (1)由图可知叶绿素a主要吸收400～500 nm的蓝光和650～700 nm的红光2)实验原理中因为水绵在光照条件下可以进行光合作用产生氧气，而好氧细菌会聚集在氧气含量高的部位，可以根据其聚集程度判断氧气释放速率即光合效率实验步骤：临时装片应放置在黑暗且无空气环境中，然后将光照即通过三棱镜的光照射到一段水绵上，观察水绵的聚集部位。
由实验结果可知两者不是完全相同，因为在叶绿体中参与光合作用的色素除叶绿素a外，还有叶绿素b等其他色素，作用光谱反映的是这些光合色素共同作用的结果答案】 (1)红光和蓝 (2)实验原理：好氧细菌会聚集在氧气含量高的部位，可以根据其聚集程度判断氧气释放速率即光合效率实验步骤：黑暗无空气 通过三棱镜实验结果及分析：不完全吻合 参与光合作用的色素除叶绿素a外，还有叶绿素b等其他色素，作用光谱反映的是这些光合色素共同作用的结果20。