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课时跟踪检测（十二） 捕获光能的色素和叶绿体的结构
一、选择题
1.下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是(　 )
A.用幼嫩的菠菜叶实验效果更好
B.可用蒸馏水提取叶片中的色素
C.用无水乙醇分离滤液中的色素
D.加入二氧化硅(石英砂)有利于研磨充分
2.(2025·深圳模拟)某研究小组用四种不同的方法对欧李叶片中的光合色素进行提取，实验结果如图所示。下列分析错误的是(　 )
A.研磨法提取时使用碳酸钙可以防止色素被破坏
B.不同提取剂的提取效果会受到提取方法的影响
C.丙酮和乙醇的混合液提取光合色素的效果最佳
D.四种提取色素的方法都涉及细胞膜结构的破坏
3.如图所示，图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是(　 )
A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大
B.图乙所示的结构来自图甲中的③
C.③中含有4种色素，其中叶绿素b含量最多
D.④中含有与光合作用有关的色素，有利于光合作用的进行
4.(2025·贵阳模拟)某实验小组欲对光合色素进行分离，实验装置如图所示，其中样点处为过滤后的色素提取液，Ⅰ~Ⅳ为不同色素形成的色素带。下列叙述正确的是(　 )
A.在层析液中溶解度最大的是Ⅳ中的色素
B.颜色呈现为橙黄色的色素带是Ⅱ
C.若提取色素时未加SiO2，则4条色素带中变窄的是Ⅰ和Ⅱ
D.Ⅲ和Ⅳ中的色素主要吸收蓝紫光和红光
5.叶绿素的合成需要光，而光过强时叶绿素又会受光氧化而被破坏，一般情况下，黑暗中生长的幼苗呈黄白色，但藻类、苔藓等植物在黑暗中也可以合成叶绿素，只是数量不如光下形成的多。下列叙述错误的是(　 )
A.提取叶片中的色素时加入二氧化硅可防止所有色素在研磨时被破坏
B.叶绿素的合成需要酶的催化，高温或低温均可导致其合成速率减慢
C.黑暗中能合成叶绿素可能是藻类等含有替代可见光作用的生物物质
D.叶绿素的合成与含量受外界环境因素的影响，且其含量直接影响光合速率　
6.(2025·衡水模拟)研究者发现某作物野生型种子为黄色，纯合突变体种子为白色。正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型种子和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光(400 μmol·m-2·s-1)和弱光(1 μmol·m-2·s-1)下培养一周，测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如下表所示。下列叙述不正确的是(　 )
项目 叶绿素相对含量 类胡萝卜素相对含量
正常光 弱光 正常光 弱光
野生型 18.0 3.0 9.1 2.3
突变体 0.3 2.9 0.1 0.1
A.可用层析液分离叶片中的叶绿素和类胡萝卜素
B.突变体中叶绿素合成酶缺失会导致叶绿素无法合成
C.推测纯合突变体的形成与类胡萝卜素合成异常有关
D.在正常光照条件下，种植纯合突变体将无法获得种子
7.(2025·青岛模拟)如图为叶绿体中色素吸收光能的情况。根据此图并结合所学知识分析，以下说法正确的是(　 )
A.土壤中缺镁时，420~470 nm波长的光的利用量显著减少
B.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体光合作用强度减弱
C.用450 nm左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度
D.可利用无水乙醇提取绿叶中的色素，且若将提取的色素滤液置于不同波长的光下产生的O2量不同
二、非选择题
8.(10分)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是　　　　　　　；用层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第　　　　条。(2分)
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是　　　　　　，该光源的最佳补光时间是
　　　　小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(4分)
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。(4分)课时跟踪检测（十二） 捕获光能的色素和叶绿体的结构
一、选择题
1.下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是(　 )
A.用幼嫩的菠菜叶实验效果更好
B.可用蒸馏水提取叶片中的色素
C.用无水乙醇分离滤液中的色素
D.加入二氧化硅(石英砂)有利于研磨充分
解析：选D　绿叶中色素的提取和分离实验中，应选择富含色素且新鲜的植物叶片，即选用成熟的菠菜叶，A错误；光合色素不溶于水，但溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇等提取叶片中的色素，B错误；用无水乙醇提取叶片中的色素，用层析液分离滤液中的色素，C错误；加入二氧化硅(石英砂)有利于研磨充分，D正确。
2.(2025·深圳模拟)某研究小组用四种不同的方法对欧李叶片中的光合色素进行提取，实验结果如图所示。下列分析错误的是(　 )
A.研磨法提取时使用碳酸钙可以防止色素被破坏
B.不同提取剂的提取效果会受到提取方法的影响
C.丙酮和乙醇的混合液提取光合色素的效果最佳
D.四种提取色素的方法都涉及细胞膜结构的破坏
解析：选C　碳酸钙可以中和有机酸，防止研磨中色素被破坏，A正确；由题图可知，不同提取剂的提取效果会受到提取方法的影响，B正确；根据题图可知，在干样浸提法中，丙酮和乙醇的混合液提取光合色素的量较少，提取效果不是最佳，C错误；色素位于细胞内，所以四种提取色素的方法都涉及细胞膜结构的破坏，D正确。
3.如图所示，图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是(　 )
A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大
B.图乙所示的结构来自图甲中的③
C.③中含有4种色素，其中叶绿素b含量最多
D.④中含有与光合作用有关的色素，有利于光合作用的进行
解析：选B　图甲中生物膜的面积主要靠类囊体堆叠形成基粒而增大，A错误；图乙所示的结构为类囊体薄膜，来自图甲中的③，B正确；③中含有4种色素，其中叶绿素a含量最多，C错误；与光合作用有关的色素分布在③中，D错误。
4.(2025·贵阳模拟)某实验小组欲对光合色素进行分离，实验装置如图所示，其中样点处为过滤后的色素提取液，Ⅰ~Ⅳ为不同色素形成的色素带。下列叙述正确的是(　 )
A.在层析液中溶解度最大的是Ⅳ中的色素
B.颜色呈现为橙黄色的色素带是Ⅱ
C.若提取色素时未加SiO2，则4条色素带中变窄的是Ⅰ和Ⅱ
D.Ⅲ和Ⅳ中的色素主要吸收蓝紫光和红光
解析：选D　在层析液中溶解度最大的是Ⅰ中的色素，A错误；Ⅱ中的色素是扩散速率第二大的色素，因此是叶黄素，它是黄色的，B错误；若提取色素时未加SiO2，可能使得研磨不充分，将导致提取到的色素减少，4条色素带都会变窄，C错误；根据扩散速率推测，Ⅲ和Ⅳ中的色素是叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，D正确。
5.叶绿素的合成需要光，而光过强时叶绿素又会受光氧化而被破坏，一般情况下，黑暗中生长的幼苗呈黄白色，但藻类、苔藓等植物在黑暗中也可以合成叶绿素，只是数量不如光下形成的多。下列叙述错误的是(　 )
A.提取叶片中的色素时加入二氧化硅可防止所有色素在研磨时被破坏
B.叶绿素的合成需要酶的催化，高温或低温均可导致其合成速率减慢
C.黑暗中能合成叶绿素可能是藻类等含有替代可见光作用的生物物质
D.叶绿素的合成与含量受外界环境因素的影响，且其含量直接影响光合速率　
解析：选A　提取叶片中色素时加入碳酸钙可防止叶绿素在研磨时被破坏，A错误；叶绿素的合成需要酶的催化，高温或低温均可导致其合成速率减慢，因为高温或低温均会使酶的活性降低，B正确；藻类、苔藓等植物在黑暗中能合成叶绿素，可能是它们含有替代可见光作用的生物物质，C正确；叶绿素的合成与含量受外界环境因素的影响，如光照、温度、矿质元素，叶绿素含量的变化通过影响光反应的快慢直接影响光合速率，D正确。
6.(2025·衡水模拟)研究者发现某作物野生型种子为黄色，纯合突变体种子为白色。正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型种子和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光(400 μmol·m-2·s-1)和弱光(1 μmol·m-2·s-1)下培养一周，测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如下表所示。下列叙述不正确的是(　 )
项目 叶绿素相对含量 类胡萝卜素相对含量
正常光 弱光 正常光 弱光
野生型 18.0 3.0 9.1 2.3
突变体 0.3 2.9 0.1 0.1
A.可用层析液分离叶片中的叶绿素和类胡萝卜素
B.突变体中叶绿素合成酶缺失会导致叶绿素无法合成
C.推测纯合突变体的形成与类胡萝卜素合成异常有关
D.在正常光照条件下，种植纯合突变体将无法获得种子
解析：选B　叶绿素和类胡萝卜素在层析液中的溶解度不同，因此可用层析液分离叶片中的叶绿素和类胡萝卜素，A正确；由表格数据可知，突变体中有叶绿素的合成，B错误；与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低，且在正常光和弱光条件下无变化，说明此纯合突变体的形成与类胡萝卜素合成异常有关，C正确；正常光照条件下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，D正确。
7.(2025·青岛模拟)如图为叶绿体中色素吸收光能的情况。根据此图并结合所学知识分析，以下说法正确的是(　 )
A.土壤中缺镁时，420~470 nm波长的光的利用量显著减少
B.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体光合作用强度减弱
C.用450 nm左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度
D.可利用无水乙醇提取绿叶中的色素，且若将提取的色素滤液置于不同波长的光下产生的O2量不同
解析：选A　叶绿素吸收420~470 nm波长的光较多，当土壤中缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收的光变少，则植物对420~470 nm波长的光的利用量显著减少，A正确；由图可知，由550 nm 波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能增多，叶绿体光合作用强度增强，B错误；450 nm左右波长的光只是植物进行光合作用所吸收光中的一部分，所以与白光相比，只用该波长的光不能提高光合作用强度，C错误；在色素滤液中不能进行光合作用产生O2，D错误。
二、非选择题
8.(10分)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是　　　　　　　；用层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第　　　　条。(2分)
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是　　　　　　，该光源的最佳补光时间是
　　　　小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(4分)
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。(4分)
解析：(1)光合色素中叶绿素(包括叶绿素a、叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；层析法分离得到的4条色素带(以滤液细线为基准)自下而上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。(2)由题图可知，在不同的补光时间内，使用红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多，促进火龙果成花的效果最好，当该光源补光时间为6小时/天时，获得的平均花朵数最多。(3)由实验目的可知，自变量是光照强度，由题干可知光照强度有三种，故可将实验分为三组；实验观测指标为火龙果产量，具体思路见答案。
答案：(1)叶绿素　1、2　(2)红光+蓝光　6　在不同的补光时间内，红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多，有利于促进火龙果成花　(3)将成花诱导完成后生长状况基本相同(成花数目相同)的火龙果植株随机均分成A、B、C三组，分别置于三种不同光照强度的白色光源中，照射相同且适宜的时间，一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量，产量最高的则为最适光照强度。

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