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第四节 光合作用与能量转化（一）
单选题
下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是（ ）
A.提取色素的原理是色素易溶解于有机溶剂,分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同
B.加入CaCO3是为了防止色素被破坏,加入SiO2有助于研磨充分
C.滤液细线不能触及层析液,否则色素会溶于层析液,不利于色素的分离
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则色素带会挥发消失
在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,下列主要步骤操作正确的是（ ）
A.步骤①为获得10 mL提取液,一次性加入10 mL a液研磨效果最好
B.步骤②采用定性滤纸过滤，可提高滤液中光合色素的含量
C.步骤③在滤纸条上连续画2～3次滤液细线，分离色素效果更好
D.步骤④将试管固定于铁架台上，可防止b液晃动而触及滤液细线
如图是某同学提取、分离绿叶中色素的实验结果,图中非阴影柱为正常参考值,阴影柱为该同学的实验结果。出现该结果的原因不可能是（ ）
A.所用的叶片过于成熟或者重量不够
B.提取色素时无水乙醇用量过多
C.没有在滤纸条上画滤液细线
D.在研磨时没有加碳酸钙和二氧化硅
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，图为滤纸层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素带）。下列叙述错误的是（ ）
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．将移栽幼苗置于高光强条件下其光合作用强度会增大
图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，图乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3
B．图甲中①主要吸收红光和蓝紫光
C．图乙中的条带3在层析液中的溶解度最大
D．秋天植物叶片变黄是因为图乙中的条带3和4转化为1
在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得到的实验结果依次应为 （ ）
试剂 甲 乙 丙 丁
无水乙醇 － ＋ ＋ ＋
水 ＋ － － －
CaCO3 ＋ ＋ － ＋
SiO2 ＋ ＋ ＋ －
A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④
图甲为叶绿体结构模式图，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．图乙所示结构取自图甲中的①或③
B．与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上
C．图乙所示的结构可吸收全部的太阳光
D．叶绿体以图甲③的形式扩大膜的面积
恩格尔曼用极细的光束照射载有水绵和需氧细菌的临时装片①,将临时装片②暴露在光下,结果如图所示。关于该实验的叙述错误的是（ ）
A.实验开始前,临时装片都要先进行通气处理
B.该对照实验可以证明叶绿体是进行光合作用的场所
C.临时装片中需氧细菌的聚集位置说明光合产物中有氧气
D.水绵具有螺旋带状叶绿体，便于实验观察
恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现需氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是（ ）
A.实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中,是为了设置自变量
B.本实验不同波长的光束照射的区域形成对比实验
C.本实验证明叶绿体吸收CO2并释放O2
D.本实验的结果可以证明水绵叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光
如图所示以菠菜绿叶为材料，分离光合色素得到的滤纸条上的色素位置分布。若换用其他材料，下列相关说法错误的是（ ）
A．若使用黑藻叶片作为实验材料，图中四条色素带均会出现
B．若使用发菜作为实验材料，会出现与图中色素带不重合的新带
C．若使用洋葱鳞片叶作为实验材料，图中所有色素带均不会出现
D．若使用韭黄叶片作为实验材料，只会出现与图中1、2 相同的色素带
多选题
“看万山红遍，层林尽染”描写出了秋天缤纷的色彩。下列叙述错误的是（ ）
A．植物的色素只存在于液泡中
B．用清水可以将紫鸭跖草叶片中的所有色素提取并分离
C．秋天银杏叶片变黄的原因是低温造成叶绿素含量降低
D．枫树、爬山虎等植物叶片变红后捕获光能的能力增强
下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述，正确的是（ ）
A．叶绿素对可见光的吸收有一个高峰,类胡萝卜素有两个高峰
B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C．红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
非选择题
如图是甲、乙、丙三位同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的过程，请据图回答下列问题：
(1)甲同学选用新鲜菠菜的绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，如图1所示。甲同学分离色素的方法是____________，滤纸条上色素带位置的不同主要取决于____________________________________。从上往下数，叶黄素位于第____条色素带。
(2)乙同学改变甲同学所用层析液组成后继续进行实验，在滤纸条上出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出含色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一光学分析仪器检测，通过分析色素溶液的____________来判断色素带上的色素种类。
(3)丙同学对甲同学所做的“绿叶中色素的提取和分离”实验进行改进，实验装置如图2所示。该同学应将提取到的滤液滴在____(填“a”或“b”)处，棉线灯芯下端应浸没在________中。实验结果得到四个不同颜色的同心圆，排列在最内侧的色素是____________(填色素的名称)。
14.植物工厂通过人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件来生产蔬菜和其他植物产品。回答下列问题：
(1)下表是某同学为某植物工厂提供的营养液配方，你认为该营养液还需补充含_____元素的化合物，营养液的浓度应________（填“大于”或“等于”或“小于”）植物细胞液浓度，理由是__________________________________________。
Ca（NO3）2 KH2PO4 （NH4）2SO4 FeCl3 微量元素 H2O
1．2g 0．3g 0．28g 0．08g 微量 1000ml
(2)植物工厂一般不用绿光作补充光源，原因是_______________________________。
(3)与传统农业相比，植物工厂的优势有____________________________。（答两点即可）
15.在光合作用的发现过程和研究过程中有许多著名的实验，其中美国科学家恩格尔曼用水绵进行光合作用的实验就是其中之一。请根据该实验回答问题：
(1)恩格尔曼选择水绵为实验材料，该材料的优点是__________________________
________________。
(2)将水绵和好氧性细菌制作成临时装片，为排除外界干扰，必须放在____________
______环境中。
(3)用极细的光束照射到水绵的某部位，通过显微镜观察到的现象_____________
__________________________。
(4)如果临时装片完全暴露在光下，好氧细菌的分布特点_____________________
_________________。
(5)该实验证明________________________________________________________。
1.答案　D
解析　层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会因色素分解而消失,但不会因挥发而消失,D错误。
2.答案　D
解析　由于研磨时乙醇会挥发，故为获得10 mL提取液，研磨时应加入多于10 mL的乙醇，且分多次加入，A错误；步骤②采用单层尼龙布过滤，可提高滤液中光合色素的含量，B错误；画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液干后，再重画一到两次，不是连续画线，C错误。
3.答案　C
解析　如果所用的叶片过于成熟或者重量不够,叶片中的色素量会较少,那么滤纸条上色素条带变窄,色素含量减少,A不符合题意;如果提取色素时无水乙醇用量过多,会导致提取液中的色素浓度较低,滤纸条上色素条带变窄,色素含量减少,B不符合题意;由图可知该实验的各种色素含量都偏低,若没有在滤纸条上画滤液细线就不会出现色素带,C符合题意;碳酸钙的作用是保护色素,二氧化硅的作用是使研磨充分,如果在研磨时没有加碳酸钙和二氧化硅,会导致色素提取量较少,D不符合题意。
4.答案　D
解析 根据题图来看,强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照，A、B正确；色素Ⅲ是叶绿素a、Ⅳ是叶绿素b，叶绿素a和叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长不同，C正确；应该是未知的，虽然光强增大了，但其叶绿素相对减少了，D错误。
5.答案　A
解析 分析图甲，①表示胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，②是叶绿素b，③表示叶绿素a，分析图乙，条带1是胡萝卜素，条带2是叶黄素，条带3是叶绿素a，条带4是叶绿素b，图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3，A正确；图甲中①为胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，不吸收红光，B错误；溶解度大的色素随层析液在滤纸上扩散的快，位于滤纸条的最上端，条带1在层析液中的溶解度最大，C错误；
秋天植物叶片变黄是因为图乙中的3、4被分解，叶黄素和胡萝卜素成为主要成分，所以最终叶片变黄，D错误。
6.答案　B
解析 甲同学没有加入无水乙醇 ，因为色素不溶于水，所以得不到色素带，如图中②；乙同学操作正确，所以色素带正常，如图中④；丙同学没加入CaCO3，研磨使色素被破坏，特别是叶绿素含量减少，如图中①；丁同学没加SiO2，研磨不充分，所有色素含量都少，如图中③。B正确。
7.答案　D
解析 图乙所示结构含有光合色素，为叶绿体的类囊体薄膜，对应于图甲中的③，A错误；在④叶绿体基质中，也分布有与光合作用有关的酶，B错误；光合色素只能吸收太阳光中的可见光，C错误；③是叶绿体的类囊体，叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒以扩大膜面积，D正确。
8.答案　A
解析 实验开始前，临时装片都要先进行隔绝空气处理，A错误。
9.答案　B
解析　实验过程中装片放置在没有空气的黑暗环境中，是为了排除无关变量的影响，空气中含有氧气，需要隔绝，放在黑暗中是为了排除其他光源的影响，A错误；该实验中，不同波长的光束照射的区域形成对比实验，B正确；本实验证明了光合作用产生了O2，光合作用的场所是叶绿体，但没有证明叶绿体吸收CO2，C错误；本实验的结果可以证明水绵光合作用主要吸收红光和蓝紫光，不能说明各种色素具体吸收什么光，D错误。
10.答案　D
解析 黑藻属于真核生物，含有叶绿体，能进行光合作用，所以图中四条色素带均会出现，A正确；发菜属于原核生物，没有叶绿体，所含色素与绿叶中的不同，会出现与图中色素带不重合的带，B正确；洋葱鳞片叶细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，所以图中所有色素带均不会出现，C正确；D、韭黄在生长过程中没有接受光照，不能合成叶绿素，所以不会出现与图中1（叶绿素b）、2（叶绿素a）相同的色素带，D错误。
11.答案　ABD
解析　植物细胞中，叶绿素存在于叶绿体中，不存在于液泡中，A错误；叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，因此不能用清水提取紫鸭跖草叶片叶绿体中的色素，B错误；叶绿素在低温下易被分解，秋天银杏叶片变黄的原因是低温造成叶绿素含量降低，C正确；枫树、爬山虎等植物叶片变红是由于叶绿素和类胡萝卜素减少，液泡中的花青素的颜色显现出来，捕获光能的能力减弱，D错误。
12.答案　BD
解析 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对可见光的吸收有两个高峰，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，有一个高峰，A错误;一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，红外光和紫外光不可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用，C错误。
13.答案 (1)纸层析法　色素在层析液中溶解度的大小　2　(2)吸收光谱
(3)a　层析液　叶绿素b
14.答案 (1) Mg 小于 保证植物吸收无机盐离子的同时能渗透吸水
(2)叶绿体中的色素吸收绿光最少
(3)作物生长快、产量高；不受季节性限制；不受地区、土壤等条件的限制
解析 （1）植物生长需要通过叶绿体的光合作用，Mg是组成叶绿素的必需矿质元素，所以该培养液中还需要补充含Mg元素的化合物，由于在高浓度的溶液中，植物细胞会失水，所以为保证植物吸收无机盐离子的同时能渗透吸水，所以营养液的浓度应小于细胞液浓度。
（2）由于叶绿体中的色素吸收绿光最少，所以一般不补充绿光。
（3）植物工厂的优势实质是进行植物组织培养，其优点有作物生长快、产量高；不受季节性限制；不受地区、土壤等条件的限制。
15.答案 (1)带状叶绿体，大而明显，可指示氧气释放的部位
(2)没有空气的黑暗
(3)好氧细菌积聚在叶绿体被光束照射的部位
(4)分布在叶绿体所有受光部位的周围
(5)氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所

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