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(共43张PPT)
第
14
讲
捕获光能的色素和结构
考点 五年考情（2020-2024） 命题趋势
考点2 光合作用的过程及其影响因素 （5年5考） 2024·贵州、广东、北京、浙江、江西、全国、山东、湖北、甘肃、河北、安徽、湖南、广东、吉林2023·湖北、北京、全国、山东、浙江、广东、湖南2022·湖南、山东、广东、全国、浙江2021·北京、湖南、河北、全国、辽宁、江苏、海南、福建、浙江、山东、天津2020·江苏、全国、浙江、天津、山东 从近五年全国各地的高考试题来看，光合作用专题以一种或多种环境因素对光合作用过程影响的实验数据表或坐标曲线为情境，复杂程度较大，综合考查获取信息、分析问题的能力。该部分内容的命题选择题和非选择题均有出现，光合作用在非选择题中侧重分析不同环境条件下光合作用过程中物质和能量的变化、探究环境因素对光合作用速率的影响及光合作用速率和呼吸作用速率的测定。
绿叶中色素的提取和分离
考点一
考点情境
研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
将部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，部分置于黑暗条件下培养(乙组)。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，比较滤纸条上的色素带。
实验思路
考点情境
研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带，乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带。
预期结果
【任务1】
从韭菜叶中提取和分离色素的原理分别是什么　
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
提取原理：
分离原理:
色素能够溶解在有机溶剂(如无水乙醇)中，而不溶于水
各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢
(也可用95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替）
分离方法:
纸层析法
提取
色素
称取5g绿色叶片,剪碎,放入研钵中
研磨:
收集滤液
制备滤纸条
制备滤纸条,端剪去两角，使扩散均匀
在距离剪角一端1cm处用铅笔画一条细的横线
SiO2:
CaCO3：
无水乙醇：
增大摩擦,使研磨更充分
防止色素被破坏
溶解色素
过滤:
用单层尼龙布过
防止乙醇挥发
和色素氧化
试管口加棉塞
【任务2】
简述韭菜叶中提取和分离色素实验的步骤
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
画滤液细线
制备滤纸条
毛细吸管吸取少量滤液
将适量的层析液倒入试管中
沿铅笔线画出一条细线
待滤液干后，再画一两次
将滤纸条轻轻插入层析液中
用棉塞塞紧试管口
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
【任务2】
简述韭菜叶中提取和分离色素实验的步骤
色素带 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
橙黄色
最少
最高
最快
黄色
较少
较高
较快
蓝绿色
最多
较低
较慢
黄绿色
较多
最低
最慢
叶绿素由C、H、O、N、Mg构成
叶绿素
（含量约占3/4）
类胡萝卜素（含量约占1/4）
【任务3】
实验结果及分析
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
0
450
500
550
600
650
700
400
50
100
吸收光能的百分比
波长/nm
类胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
认真观察“叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱”,找出各色素吸收峰值范围
【任务4】
叶绿体中色素的吸收光谱分析
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
吸收范围
可见光的波长范围大约是 。
一般叶绿体中的色素只吸收 ，对红外光和紫外光不吸收
色素功能:
类胡萝卜素主要吸收 。
蓝紫光和红光
蓝紫光
叶绿素主要吸收 ;
(吸收、传递转化光能)
【任务4】
叶绿体中色素的吸收光谱分析
390～760 nm
可见光
叶绿素a在红光区的吸收峰值大于叶绿素b的吸收峰值，在蓝紫光区的吸收峰值小于叶绿素b的吸收峰值，且吸收峰值均位于红光区和蓝紫光区的外侧
绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被光合色素吸收，因此无法用于光合作用中制造有机物
(1)(必修1 P99图5－12)叶绿素a和叶绿素b在红光区和蓝紫光区吸收光能的差异是？
提示：
(2)(必修1 P99旁栏思考)植物工厂里不用发绿光的光源的原因是？
提示：
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
细节拾遗
B
考向一：色素的提取与分离实验
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
1.下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的操作,正确的是 ( 　)
A.使用干燥的定性滤纸过滤后收集滤液
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线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]过滤时应该采用尼龙布,不能用定性滤纸,A错误;
将干燥处理过的定性滤纸条用于层析,有利于层析液扩散,B正确;
在画出一条滤液细线后待其干后再重复画线1~2次,C错误;
研磨叶片时,用无水乙醇溶解色素,利用了光合色素易溶于有机溶剂的特征,D错误。
【解析】　提取叶绿体中的色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误；连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但也会使滤液细线过粗，从而在分离中出现色素带重叠的现象，B正确；该实验只能定性分析色素的种类及溶解度等，无法准确测定滤液中各种色素的含量，C错误；花青素是水溶性色素，不可通过该实验中的有机溶剂提取，D错误。
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
D
2.(2024·华师一附中期中)如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是(　　)
A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致色素条带颜色变深
B.实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好
C.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会缩短四条色素带间的距离
D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄
考向一：色素的提取与分离实验
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
【解析】　实验研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸钙(保护叶绿素)过少，都会导致色素条带颜色变浅，A错误；实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上，导致实验失败，B错误；色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会使色素溶解在层析液中，看不到四条色素带，C错误。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏
②滤液细线没有达到细、齐、直要求，使色素扩散不一致
②滤液细线接触层析液且时间较长，色素溶解到层析液中
①未加二氧化硅,研磨不充分
②使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少
③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低
①没经干燥处理
①忘记画滤液细线
绿叶中色素的提取与分离实验异常现象分析
收集的滤液色素过浅
滤纸条色
素带重叠
滤纸条看不见色素带
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
3.(2024·山东临沂联考)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是(　　)
D
A.图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上
B.利用纸层析法分离色素时，②应位于滤
纸条的最下端
C.植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收
绿光
D.弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
考向二：捕获光能的色素
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
【解析】　图中①(叶绿素b)、②(叶绿素a)主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；利用纸层析法分离色素时，①(叶绿素b)应位于滤纸条的最下端，B错误；
植物叶片呈现绿色是由于①②吸收绿光最少，反射绿光，C错误；
在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境，故弱光下①(叶绿素b)的相对含量增高有利于植物对弱光的利用，D正确。
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
4.(2024·辽宁大连模拟)如图为正常绿叶的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表不同波长下植物的光合作用效率)。由图中信息分析，下列叙述错误的是(　　)
考向二：捕获光能的色素
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
A.色素的吸收光谱可以通过测量对不同波长光的吸收值来
绘制，作用光谱可以通过测量不同波长相应的O2释放量来绘制
B.总吸收光谱与叶绿素a吸收光谱曲线不吻合，说明绿叶
中还含有其他吸收光能的色素
C.总吸收光谱与作用光谱表现出高度一致性，说明绿叶中色素吸收的光能几乎都能用于光合作用
D.总吸收光谱与作用光谱在450～500 nm波长处出现较大差异，说明其他色素对能量的转换效率比叶绿素对能量的转换效率高
D
【解析】　D　色素的吸收光谱可以通过测量对不同波长光的吸收值来绘制，作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率，可以通过测量不同波长相应的O2释放量来绘制，A正确；总吸收光谱与叶绿素a吸收光谱曲线不吻合，说明绿叶中除了叶绿素a，还含有其他色素，也能吸收光能，B正确；总吸收光谱与作用光谱表现出高度一致性，说明绿叶中色素吸收的光能几乎都能用于光合作用，C正确；绿叶中的类胡萝卜素主要吸收450～500 nm(蓝紫光)波长的光，在可见光的其他波段，总吸收光谱与作用光谱几乎完全重叠，说明叶绿素吸收的光能几乎全部用于光合作用，450～500 nm波长处出现较大差异，说明类胡萝卜素吸收的光能有一部分不能转化成光合作用的能量，进而说明叶绿素比其他色素对能量的转换效率高，D错误。
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
5.(2023·海南卷，节选)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。
考向二：捕获光能的色素
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
(1)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________________________________________________________________________。
(2)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)。
红光＋蓝光
6
不同的补光时间条件下，红光＋蓝光光源组平均花朵数均最多
将生长状况相同的火龙果随机均分为三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。
绿叶中色素的功能和合成
(1)功能：
色素可以吸收、传递和转化光能。
(2)影响叶绿素合成的因素
①光照:
②温度：
③矿质元素：
光是影响叶绿素合成的主要因素，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而黑暗条件下叶片发黄。
温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，叶片发黄。
叶绿素中含N、Mg等元素，若缺少这些元素，将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
归纳提示
叶绿体的结构与功能
考点二
考点情境
美国科学家恩格尔曼利用一种绿藻（这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体）研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移向氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况
细菌均匀分布在绿藻周围(细菌均匀分布在叶绿体周围)
(1)描述B情况下细菌的分布情况如何：_____________。
(2)该实验证实了光合作用的场所是________，吸收光能的色素和催化反应的酶分别分布在_________________、_______________________________。
基粒类囊体薄膜上和叶绿体基质
叶绿体
基粒类囊体薄膜上
(3)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？
排除氧气和极细光束外的其他光的干扰。
结构
功能：
实验：
外部：
双层膜
内部
叶绿体基质:
基粒:
进行光合作用的场所
好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位
含有与暗反应有关的酶
由类囊体堆叠而成分布有色素和与光反应有关的酶
【任务5】
从以下方面分析叶绿体的结构适于进行光合作用
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
黑暗
无空气
O2是由_______在_____条件下释放出来的，__________是光合作用的场所
叶绿体
光照
叶绿体
(1)第一个实验
极细光束照射水绵→需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部
水绵
水绵
+
完全曝光→需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位
完全光照
黑暗，无空气
极细光束照射
好氧细菌
②实验结论：
①实验过程：
【任务6】
简述恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在_______________区域。
a.叶绿体主要吸收________________。
(3)总结：在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_________，在_______________________中,还有许多进行光合作用所必需的酶。____________是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。
三棱镜
好氧细菌
a.叶绿体能________用于光合作用放氧。
红光和蓝紫光
吸收光能
红光和蓝紫光
色素分子
类囊体膜上和叶绿体基质
色素和酶
(2)第二个实验
②实验结论：
①实验过程：
教学分析
细节拾遗
考向突破
归纳提示
必备知识
【任务6】
简述恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证
1.(2024·安阳市调研)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体
结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A.叶绿体中的色素的合成都需要Mg2＋和光照
B.H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生在叶绿体基质中
C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D.光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的
D
考向一：叶绿体的结构
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
【解析】　只有叶绿素的合成才需要Mg2＋和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。
2.(2024·浙江金华模拟)如图是某阳生植物某细胞器的电镜照片，相关叙述正确的是(　　)
A.适当遮荫后，结构③的数量和膜面积会急剧减少
B.结构②中含核糖体，能翻译出与光合作用有关的酶
C.结构③上分布着吸收、传递、转换光能的水溶性色素
D.结构①有两层生物膜，内膜向内折叠有利于光合作用进行
B
考向一：叶绿体的结构
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
【解析】B　适当遮荫后，为了吸收更多的光能，结构③的数量和膜面积会增加，A错误；叶绿体基质中含有核糖体，可进行翻译过程，合成与光合作用有关的酶，B正确；结构③上分布着吸收、传递、转换光能的色素，色素是脂溶性的，C错误；叶绿体含有两层膜，但内膜不会向内折叠，D错误。
3.科学家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。以下分析错误的是(　　)
A.实验过程中装片需放置在黑暗环境中是为了设置自变量
B.需氧细菌聚集多的原因是光合作用制造的有机物多
C.图中细菌分布的差异是水绵在不同区域光合作用强度不同造成的
D.水绵的叶绿体呈螺旋状分布在细胞中有利于实验的进行
B
考向一：叶绿体的结构
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
【解析】B　该实验中光照为自变量，氧气为无关变量，故实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中是为了设置无关变量和自变量，A正确；需氧细菌聚集多的原因是氧气多，B错误；图中细菌分布的差异是由于水绵在不同区域光合作用强度不同造成的，C正确；水绵的叶绿体呈螺旋状分布在细胞中有利于实验的进行，便于实验结果的观察，D正确。
必备知识
细节拾遗
考向突破
归纳提示
考向突破
1.（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（ ）
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B．研磨时用水补充损失的提取液
C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D．用过的层析液直接倒入下水道
C
经典真题
【详解】A、本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；
B、色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误；
C、由于滤纸条不会相互影响，层析液从成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确；
D、用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。
2.（2024·北京·高考真题）五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是（ ）
A．用花瓣细胞观察质壁分离现象 B．用花瓣大量提取叶绿素
C．探索生长素促进其插条生根的最适浓度 D．利用幼嫩茎段进行植物组织培养
B
经典真题
【详解】A、花瓣细胞含有中央大液泡，液泡中含有花青素，因此可用花瓣细胞观察质壁分离现象，A不符合题意；
B、花 瓣含花青素，而不含叶绿素，因此不能用花瓣提取叶绿素， B符合题意；
C、生长素能促进月季的茎段生根，可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度，C不符合题意；
D、月季的幼嫩茎段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养，D不符合题意。
3.(2023·全国乙卷)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是(　　)
A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
D
经典真题
【解析】D　叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确；光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，D错误。
4.(经典高考题)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(　　)
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
B
经典真题
【解析】 B　叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。
5.(经典高考题)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是(　　)
A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C.在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D.实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b
D
经典真题
【解析】 D　研磨时加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，故研磨时加入CaCO3过量不会破坏叶绿素，但会影响色素提取液的纯度，A错误；光合色素易溶于有机溶剂不溶于水，故层析液由有机溶剂配制而成，B错误；层析液易挥发，故层析分离时烧杯上要加盖，C错误；对照图示结果分析可知，该种蓝细菌中没有叶黄素和叶绿素b，D正确。
6.(2022·湖北卷)某植物的2种黄叶突变体表型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：μg·g－1)，结果如表。下列有关叙述正确的是(　　)
A.两种突变体的出现增加了物种多样性
B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强
C.两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致
D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
D
植林类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素
野生型 1235 519 419 4.19
突变体1 512 75 370 1.59
突变体2 115 20 379 0.35
经典真题
【解析】 D　两种突变体的出现增加了遗传(基因)多样性，但并无生殖隔离，仍为同一物种，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由表中两种突变体的叶绿素、类胡萝卜素的含量可判断，突变体1比突变体2吸收红光的能力更强，B错误；根据题干信息可知，两种黄叶突变体的表型相似，表中两种突变体的光合色素含量有差异，可能是同一基因突变方向不同导致的，所以不能确定是由不同基因的突变所致，C错误；分析表中数据可知，与野生型相比，黄叶突变体的叶绿素与类胡萝卜素的比值都大幅度下降，由此可推断，叶绿素含量少，不能掩盖类胡萝卜素的颜色，导致突变体的叶片呈黄色，D正确。
经典真题
经典真题
7．（2024·甘肃·高考真题）类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2 s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2 s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。
经典真题
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许碳酸钙可以 。(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是 。(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为 。(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；② 。(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是 。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。③预期结果： 。
经典真题
【答案】(1) 无水乙醇 防止研磨中色素被破坏(2)叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成(3)纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，(4)与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零）。(5) 细胞分裂素 含水量等适宜 叶绿体的大小及数量，取其平均值 B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。
【详解】（1）叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。（2）叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。（3）在正常光照下（400μmol·m-2 s-1），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，分别为0.3和0.1，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。
（4）由图可知：与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零），说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。（5）纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷。由图可知：纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成， 据此可推知：X最可能是细胞分裂素。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知：该实验的自变量是植株的种类和培养条件，因变量是叶绿体的大小及数量，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知，补充完善的实验设计如下：①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在含水量等适宜条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的叶绿体的大小及数量，取其平均值。③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量，所以预期的结果是：B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。
构建网络
光合作用
概念
绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
色素
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素(橙黄色)
叶黄素(黄色)
双层膜
基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒
光合色素分布在类囊体薄膜上，酶分布在类囊体薄膜和基质
叶绿体是捕获光能、进行光合作用的场所。
结构
功能
叶绿体

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