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第4节　光合作用与能量转化
第1课时　捕获光能的色素和结构
知识点一　绿叶中色素的提取和分离
1.下列关于叶绿体中的色素的说法，正确的是（　　）
A.存在于叶绿体中的所有膜上
B.各种色素的元素组成是相同的
C.实验中加入无水乙醇是为了分离色素
D.含量最多的色素主要吸收红光和蓝紫光
2.（2024·江西吉安高一月考）某科研团队获得了水稻的叶黄素缺失突变体。对其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从下至上），与正常叶片相比，实验结果是（　　）
A.光吸收差异显著，色素带缺第2条
B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C.光吸收差异显著，色素带缺第3条
D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条
3.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（　　）
A.可用92号汽油取代层析液分离叶绿体中不同的色素分子
B.所有的植物细胞中都含有4种色素分子
C.可以用纸层析法分离紫色洋葱细胞液泡中的花青素
D.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
4.如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法不正确的是（　　）
A.丙、丁两种色素主要吸收蓝紫光
B.四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中
C.四种色素在层析液中溶解度最大的是乙
D.在发黄的菠菜叶中含量显著减少的是甲和乙
5.（2024·广东揭阳高一月考）某同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，得到如图所示的结果，其中①②③④表示色素带。下列相关分析正确的是（　　）
A.该实验中，无水乙醇可作为层析液分离各种色素
B.③色素带中的色素分子主要吸收蓝紫光和红光
C.④色素带中的色素在层析液中的溶解度最高
D.提取色素时若未加二氧化硅会提取不到色素
6.（2024·河南郑州外国语学校高一月考）如图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。下列有关说法正确的是（　　）
A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上
B.利用纸层析法分离色素时，用到了无水乙醇或体积分数为95％的乙醇＋无水碳酸钠
C.③是叶绿素a，位于从上至下第三个条带，且条带最宽
D.叶片呈现绿色是因为①②③完全不吸收绿光
7.下面是绿叶中色素的提取和分离过程图解，根据所学知识回答下列问题：
（1）图1是色素的提取，其中甲过程按a、b、c依次加入5 g绿叶、少许SiO2和CaCO3，再加入5～10 mL　　　　　　；加入c的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）图1中乙过程是过滤得到含有色素的滤液，其中用单层尼龙布而不用纱布，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）图2中戊是沿铅笔细线画出含色素的滤液细线e，要求做到画出的e要　　　　　　　　，所以在画线时，每画一次要待滤液干后再画下一次，重复1～2次。
（4）图2中己是纸层析分离色素的步骤，其中h是　　　　，g和f的位置关系是　　　　　　　。
知识点二　叶绿体的结构与功能
8.（2024·河南商开高一联考）叶绿体结构适于进行光合作用，下列有关叶绿体的叙述，错误的是（　　）
A.叶绿体基质中含有光合作用所需的多种酶
B.叶绿体内膜折叠形成嵴，增大了光反应面积
C.叶绿体中的色素可以吸收、传递和转化光能
D.叶片呈绿色的原因之一是叶片中叶绿体反射了大部分绿光
9.（2024·广西柳州高一月考）恩格尔曼利用需氧细菌和水绵为材料，探究叶绿体的功能。下列有关恩格尔曼实验的叙述，错误的是（　　）
A.水绵具有螺旋带状叶绿体，便于实验观察
B.恩格尔曼的实验直接证明叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
C.将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在充满空气的小室内，进行实验
D.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红光和蓝紫光区域
10.（2024·四川宜宾模拟）为研究城市环境污染和某植物生命活动的关系，研究者测定了不同污染程度下该植物叶片光合色素的含量，将获得的数据进行处理，得到下面的柱状图。请分析回答下列问题：
（1）叶绿体内部类囊体的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素，还有许多进行光合作用所必需的　　　　。
（2）据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素含量　　　，其中叶绿素b含量变化的程度　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）叶绿素a。
（3）叶绿体内有众多的　　　　　　和　　　　，极大地扩展了受光面积。
11.德国科学家恩格尔曼曾设计了一个实验以研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入需氧细菌，观察需氧细菌的聚集情况（如下图）。他得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。这个实验的思路是（　　）
A.需氧细菌对不同的光反应不一样，需氧细菌聚集多的地方，需氧细菌光合作用强
B.需氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C.需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D.需氧细菌大量消耗O2，使水绵光合速率快，则该种光有利于光合作用
12.为探究月季紫红叶片中的色素种类和性质，某实验小组使用不同的试剂作为层析液对该叶片色素提取物进行分离，结果如图，以下分析错误的是（　　）
A.甲组的实验结果说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大
B.光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的分离
C.分析甲、乙组实验结果可排除紫红色素属于类胡萝卜素的可能性
D.分析丙组实验结果可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素
13.（2024·云南江川一中高一月考）如图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），下列有关叙述正确的是（　　）
A.甲种色素主要分布在层析后滤纸条自上而下的中间两条色素带
B.甲、乙分别是：叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱
C.甲、乙分别是：叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱
D.乙种色素的含量达总色素的3/4
14.（2024·江苏镇江模拟）十字花科植物羽衣甘蓝具有极强的耐寒性，叶片形态美观多变，色彩绚丽如花，是冬季重要的观叶植物。为探究其叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列有关分析不正确的是（　　）
A.色素1在层析液中的溶解度最小，色素4在层析液中溶解度最大
B.色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水
C.色素1、2、3、4可能分布在叶绿体中，色素5可能存在于液泡中
D.色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光
15.香菜是一种耐盐碱的经济作物。为探究不同盐浓度对香菜叶绿素含量的影响，某中学生物兴趣小组利用两种方法提取色素并测定叶绿素的含量，过程如图1。请据图分析并回答下列问题：
（1）方法A中，加石英砂的目的是　　　　　，同时还应添加一定量的　　　　　　　，以防止叶绿素被破坏。
（2）方法A、B中，研磨后需静置一段时间的原因是　　　　　　　。
（3）经分光光度计测定，不同盐浓度对香菜叶绿素含量的影响如图2。
①实验中盐浓度范围设置的依据是　　　　　　　　　　　。
②结果表明，提取色素较好的方法是　　　　　　　　　　，结合实验过程分析，可能的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第1课时　捕获光能的色素和结构
1.D　叶绿体中的色素主要分布在叶绿体内的类囊体薄膜上，A错误；Mg是叶绿素的组成元素之一，类胡萝卜素中不含有Mg，B错误；实验中加入无水乙醇是为了提取色素，C错误；含量最多的色素是叶绿素a，主要吸收红光和蓝紫光，D正确。
2.D　叶绿体色素有四种，经纸层析法得到的色素带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；所以将叶黄素缺失突变体叶片，进行红光照射测定光吸收差异不显著，而色素带缺叶黄素这个条带，该条带位于从下至上第3条，D正确。
3.B　92号汽油也是脂溶性物质的混合液，理论上可取代层析液分离叶绿体中不同的色素分子，A正确；不是所有的植物细胞中都含有4种色素分子，如根部细胞中没有叶绿体，更不会含有4种色素分子，B错误；紫色洋葱细胞液泡中的花青素是水溶性的，能用纸层析法分离，只不过层析液的成分需要改变，C正确；叶绿体中的两种色素吸收的光有差异，如叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，D正确。
4.C　四种色素中，丙和丁为叶黄素和胡萝卜素，主要吸收蓝紫光， A正确； 四种色素均为有机分子，易溶于有机溶剂无水乙醇中， B正确； 丁在滤纸条上扩散速度最快，四种色素在层析液中溶解度最大的是丁（胡萝卜素）， C错误； 因为叶绿素不稳定容易分解，所以在发黄的菠菜叶中含量显著减少的是甲（叶绿素）b和乙（叶绿素a）， D正确。
5.B　色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素，但无水乙醇不能作为层析液使用，A错误；滤纸上从外到内依次是：①胡萝卜素（最窄）、②叶黄素、③叶绿素a、④叶绿素b，③色素带为叶绿素a，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，①色素带中的色素在层析液中的溶解度最高，B正确，C错误；若提取光合色素时未加二氧化硅，则不能充分研磨，虽然能提取到色素，但4条色素带颜色均较浅，D错误。
6.C　图示为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，其中①为类胡萝卜素，②为叶绿素b，③为叶绿素a，它们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，用的是层析液，提取色素时可用无水乙醇或体积分数为95％的乙醇＋无水碳酸钠，B错误；③是叶绿素a，叶绿素a位于从上至下第三个条带，且条带最宽（含量最多），C正确；叶片呈现绿色是因为②（叶绿素b）、③（叶绿素a）吸收绿光很少，绿光被反射出来，而不是完全不吸收绿光，D错误。
7.（1）无水乙醇　防止研磨中色素被破坏　（2）纱布对色素的吸收性强，用纱布会损失部分色素，导致滤液中色素含量降低　（3）细、直、齐　（4）层析液　g不能没及f
8.B　暗反应的场所是叶绿体基质，在类囊体膜上和叶绿体基质中含有进行光合作用所需的多种酶，A正确；叶绿体的类囊体堆叠形成基粒，增大了叶绿体的膜面积，B错误；叶绿体中的色素可以吸收、传递和转化光能，C正确；植物叶片之所以呈现绿色，原因之一是叶片中的叶绿体吸收绿光很少，将大部分绿光反射出来，D正确。
9.C　水绵具有螺旋带状叶绿体，用极细的光束可将叶绿体分为实验组和对照组，便于实验观察，A正确；用极细的光束照射水绵的叶绿体，发现好氧性细菌集中分布在照光部位，所以恩格尔曼的实验直接证明叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，B正确；为排除空气中氧气的干扰，将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，进行实验，C错误；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红光和蓝紫光区域，因为光合色素主要吸收红光和蓝紫光，D正确。
10.（1）酶　（2）降低　大于　（3）类囊体　基粒
解析：（1）叶绿体是光合作用的主要场所，叶绿体内部类囊体的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素，还有许多光合作用所必需的酶。（2）据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素a、叶绿素b的含量都逐渐下降，叶绿素（a＋b）的含量也逐渐降低，而叶绿素a与叶绿素b的比值是增加的，所以叶绿素b含量变化的程度大于叶绿素a。（3）叶绿体内有众多的类囊体和基粒，广阔的类囊体膜极大地扩展了受光面积。
11.B　需氧细菌向O2 浓度高的地方聚集，据此可推断光合作用的放氧部位和光合作用强度。
12.B　甲组色素分离效果较好，各种色素区别较明显，说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大，A正确；光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的提取，B错误；甲组类胡萝卜素明显分离，同时紫红色素存在于滤液细线的位置，同时乙组实验结果也表现为紫红色素处于滤液细线位置，而此时的类胡萝卜素却没有分离，两组实验结果说明紫红色素不属于类胡萝卜素，C正确；丙组实验的层析液是水，此时紫红色素分离，说明该色素为水溶性色素，因此，可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素，D正确。
13.B　颜色深、浅分别表示吸收量多、少，故甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱，其分布在层析后滤纸条自上而下的三、四两条色素带，A错误；甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱；乙图的吸收光谱主要在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱，B正确，C错误；乙种色素为类胡萝卜素，含量达总色素的1/4，甲种色素的含量达总色素的3/4，D错误。
14.A　色素1在层析液中的溶解度最大，色素4在层析液中溶解度最小，A错误；根据5种色素的层析结果可知，色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水，B正确；色素1、2、3、4溶于有机溶剂，可能分布在叶绿体中，色素5可以溶解到水中，可能存在于液泡中，C正确；色素1和2为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，色素3和4为叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，D正确。
15.（1）有助于研磨充分　碳酸钙（CaCO3）　（2）使色素充分溶解在提取液中，以便于充分提取色素　（3）①盐碱地的盐浓度　②方法B　液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿素　 温度低能降低叶绿素的降解（或时间短能降低叶绿素的降解，或离心能减少叶绿素的损失）
解析：（1）方法A中，加石英砂的目的是使研磨更充分，同时还应添加一定量的碳酸钙，以防止研磨过程中叶绿素被破坏。（2）方法A、B中，研磨后需静置一段时间的原因是使色素充分溶解在提取液中，以便于充分提取色素。（3）①由柱形图及题意分析可知，实验中盐浓度范围设置的依据应是盐碱地的盐浓度，以使结果更加真实可靠。②结果表明方法B得到的叶绿素含量始终高于方法A，因此提取色素较好的方法是方法B；分析其原因可能与以下因素有关：a.液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿素；b.温度低能降低叶绿素的降解；c.时间短能降低叶绿素的降解；d.离心能减少叶绿素的损失等。
5 / 5第4节　光合作用与能量转化
第1课时　捕获光能的色素和结构
导学 聚焦 1.理解“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，学会探究实验的设计思路。 2.认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应
知识点（一）　绿叶中色素的提取和分离
1.提取绿叶中的色素
（1）原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂　　　　　　中。
（2）实验用品及作用（连线）
（3）实验步骤
2.分离绿叶中的色素
（1）原理：不同色素在层析液中的　　　　　不同，溶解度高的　　　　　　　　　　，反之则慢。
（2）实验步骤
3.绿叶中色素的种类及分布
4.叶绿体中色素的吸收光谱分析
由图可以看出：
5.判断下列相关表述的正误
（1）提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分。（　　）
（2）绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快。（　　）
（3）叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光。（　　）
（4）植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。（　　）
（5）吸收光能的有关色素分布在叶绿体的内膜上。（　　）
探讨一　分析实验过程和结果，提高实验探究能力
1.下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：
（1）提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，其作用是　　　　　　；B是碳酸钙，作用是　　　　　　　　　　　　；C是　　　　　　，作用是溶解色素。
（2）制备滤纸条时，剪去两角的目的是　　　　　　　　。画滤液细线的要求是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）如图是分离得到的色素在滤纸条上的分布情况，
含量最多和最少的色素分别是　　　　　；在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是　　　　　　　　　　　　。
探讨二　结合色素的吸收分析实际问题，提高学以致用能力
2.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？
3.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色（选“蓝紫光或红光”或“白光”）的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？
实验中常见异常现象分析
1.（2024·江苏南京高一月考）下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是（　　）
A.选用大白菜叶片做实验效果不佳，原因是叶片中色素含量少
B.无水乙醇可以直接用体积分数为95％的乙醇代替
C.为了排除层析液可能带来的颜色影响，可设置空白对照组
D.该实验可能出现滤液颜色深但是画线颜色比较浅的结果
2.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
3.高等植物的光合作用需要依赖叶绿体中的光合色素。不同环境条件下，叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b之间可以发生相互转化，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。如图是叶绿体中两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，错误的是（　　）
A.缺少大量元素镁时，①②的合成都会受到影响
B.利用纸层析法分离色素时，②位于滤纸条最下端
C.与①②不同，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
D.弱光下①的相对含量增高可能有利于对弱光的利用
知识点（二）　叶绿体的结构适于进行光合作用
1.形态：一般呈扁平的　　　　　　　　。
2.结构
3.叶绿体功能的实验验证
（1）实验者：德国科学家恩格尔曼。
（2）实验过程及现象
（3）实验结论
O2是由　　　　在光照条件下释放出来的，　　　　是光合作用的场所。
小提醒：叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，其进行光合作用的场所是细胞质。
4.判断下列相关表述的正误
（1）没有叶绿体的生物无法进行光合作用。（　　）
（2）植物细胞都含有叶绿体。（　　）
（3）在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡中。（　　）
（4）叶绿体中构成基粒的类囊体扩展了捕获光能的膜面积。（　　）
（5）光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿体基质中。（　　）
探讨　分析恩格尔曼的实验过程，提高实验探究能力
如图是恩格尔曼的实验示意图，结合教材内容思考以下问题：
（1）实验1中先选用黑暗并且没有空气的环境，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）实验1中先选极细光束，用需氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，氧是由　　　　释放出来的，　　　　是光合作用的场所。
（3）恩格尔曼第二个实验的思路是什么？为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域？
1.（2024·云南大理高一月考）图甲为叶绿体结构模式图，图乙所示结构是图甲的部分放大图。下列有关叙述错误的是（　　）
A.图乙所示结构取自图甲中的③
B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上
C.吸收光能的色素分布在③的薄膜上
D.叶绿体以图甲中③的形式扩大膜面积
2.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。以下分析不正确的是（　　）
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.图中需氧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带状分布在细胞中有利于实验的进行
　（1）叶绿体中色素提取和分离的原理分别是什么？
（2）秋天叶片变黄的原因是什么？
（3）为使植物工厂里的植物正常生长，能否使用发绿光的光源？为什么？
1.（2024·江苏宿迁高一月考）关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的叙述正确的是（　　）
A.一般用无水乙醇或丙酮来分离叶绿体中的四种色素
B.滤液细线需要连续画线3～5次
C.选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序就不同
D.分离出的四条色素带中最宽的是叶绿素a
2.（2024·安徽蚌埠高一月考）下列对叶绿体的结构和功能的理解，错误的是（　　）
A.叶绿体外膜和内膜上分布着能吸收光能的色素分子
B.叶绿体中的色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中
C.恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类
3.某生物兴趣小组想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的绿叶和嫩黄叶做色素的提取和分离实验。实验结果如图所示，下列判断正确的是（　　）
选项 组别 滤纸条编号 判断依据
A 绿叶 甲 叶绿素a带和叶绿素b带较宽
B 嫩黄叶 甲 叶绿素a带和叶绿素b带较宽
C 绿叶 乙 上起的第一和第二条带较窄
D 嫩黄叶 乙 上起的第一和第二条带较窄
4.如图为叶绿体亚显微结构模式图，下列关于其结构与功能的叙述正确的是（　　）
A.叶绿体分布在植物体的所有细胞中
B.叶绿素在高等植物体内主要有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色
C.同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积
D.吸收光能的色素都分布在①外膜上
5.德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻（这种绿藻具有呈螺旋带状的叶绿体），研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一块载有需氧细菌悬浮液的玻片上，这些需氧细菌会移往氧浓度高的区域。他观察需氧细菌在不同光照下的分布情况，结果如图所示。请回答下列问题：
（1）描述B情况下需氧细菌的分布情况如何？　　　　　　　　 　　。如此分布是因为光合作用释放　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）结合其他科学家的实验，证实了光合作用的场所是　　　　，吸收光能的色素分布在　　　　　，催化反应的酶分布在　　　　　　　　　　。
（3）恩格尔曼进行C情况的实验，其目的是　　　　　　　　　　　　，在　　　　　区域的细菌特别多。
第1课时　捕获光能的色素和结构
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）无水乙醇
（2）
（3） SiO2和CaCO3　 无水乙醇　 单层尼龙布　 棉塞
2.（1）溶解度　随层析液在滤纸上扩散得快　（2） 重复画1～2次　 胡萝卜素　 叶黄素　 叶绿素a　 叶绿素b
3. 3/4　 1/4　 叶绿体
4.400～760 nm　可见光　红光和蓝紫光　蓝紫光
5.（1）×　（2）×　（3）×　（4）×
（5）×　提示：吸收光能的有关色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
互动探究
1.（1）提示：使研磨更充分　防止研磨中色素被破坏　无水乙醇
（2）提示：防止色素带不整齐　细、齐、直，还要重复画几次
（3）提示：滤液细线会被层析液溶解，不能分离
（4）提示：叶绿素a、胡萝卜素　胡萝卜素、叶绿素b
2.提示：无色。由于太阳光由七色光组成，绿色植物进行光合作用主要利用红光和蓝紫光，所以用无色透明的塑料薄膜，植物可获得更多的光能。
3.提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光或红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。
学以致用
1.B　该实验适合选择鲜嫩、色绿的材料，大白菜叶片中色素含量少，效果不佳，A正确；如果没有无水乙醇，也可用体积分数为95％的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，以除去其中的水分，B错误；此实验可以做一个不画滤液细线的空白对照组，以排除层析液带来的颜色影响，C正确；如果研磨时不充分，滤液中主要是一些细碎的绿色叶片，则画线时会出现滤液颜色深而画线颜色浅的结果，D正确。
2.D　实验研磨操作中若加入的二氧化硅（使研磨充分）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。
3.B　镁元素是叶绿素的重要组成成分，故缺少镁时，①叶绿素b和②叶绿素a的合成都会受到影响，A正确；利用纸层析法分离色素时，①叶绿素b位于滤纸条最下端，B错误；①叶绿素b和②叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；根据题干信息可知，弱光下叶绿素a通过“叶绿素循环”向叶绿素b转化，以适应弱光环境，增加对光能的利用，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.椭球形或球形
2.类囊体　色素和酶
3.（2）光束照射　所有受光　（3）叶绿体　叶绿体
4.（1）×　（2）×　（3）×　（4）√　（5）×
互动探究
　（1）排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性　（2）叶绿体　叶绿体
（3）提示：恩格尔曼第二个实验的设计思路：需氧细菌聚集多的地方，表明O2浓度高，水绵光合作用强，则可证明水绵对相应颜色的光吸收多。大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明叶绿体吸收较多的光是红光和蓝紫光。
学以致用
1.B　图甲表示叶绿体的结构，①是叶绿体内膜，②是叶绿体外膜，③是类囊体，④是叶绿体基质，吸收光能的色素分布在③（类囊体）的薄膜上，图乙所示结构是类囊体的薄膜，来自③，A、C正确；光合作用所需的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中，B错误；叶绿体内含有大量基粒，一个基粒由很多类囊体堆叠而成，以此扩大膜面积，D正确。
2.B　该实验中光照为自变量，故实验过程中装片需放置在黑暗环境中是为了设置自变量，A正确；需氧细菌聚集多的原因是氧气多，B错误；图中需氧细菌分布的差异是水绵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带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。
【过程评价·勤检测】
网络构建
　（1）提示：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中；不同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。
（2）提示：低温破坏了叶绿素，叶片呈现出类胡萝卜素的颜色。
（3）提示：不能。因为植物的光合色素对绿光的吸收效率较低，光合作用效果较差。
课堂演练
1.D　色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇做提取液，A错误；画滤液细线时要做到细、齐、直，因此画滤液细线要等滤液干后再画一两次，如果不等干燥后就画会导致细线过粗，B错误；来自不同材料叶绿体中的四种色素经过纸层析后，在滤纸上的排列顺序相同，但色素带粗细可能不同，C错误；由于光合色素中叶绿素a的含量最多，所以分离出的四条色素带中最宽的是叶绿素a，D正确。
2.A　叶绿体外膜和内膜上没有能吸收光能的色素分子，这些色素分子分布在类囊体薄膜上，A错误；叶绿体中的色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取叶绿体中的色素，B正确；恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位，由此证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，C正确；植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）两大类，D正确。
3.A　绿叶较嫩黄叶含有更多的叶绿素a和叶绿素b。在滤纸条上，上起的第三和第四条带分别代表叶绿素a和叶绿素b，绿叶组中叶绿素a和叶绿素b所代表的两条色素带更宽。
4.B　植物细胞不都含有叶绿体，如根部细胞，A错误；同线粒体不一样，叶绿体的内膜没有扩大受光面积，而是通过类囊体堆叠形成基粒，极大地扩展了受光面积，C错误；吸收光能的色素都分布在③类囊体薄膜上，D错误。
5.（1）细菌集中在叶绿体周围　O2　（2）叶绿体　类囊体的薄膜上　类囊体上和叶绿体基质中　（3）探究不同颜色的光对光合作用的影响　红光和蓝光
解析：（1）白光的光质较为均匀，需氧细菌主要分布在能进行光合作用产生O2的叶绿体周围。（2）结合其他科学家的实验，证实进行光合作用的场所是叶绿体，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而酶有的分布在类囊体上，有的分布在叶绿体的基质中。（3）在C情况下，实验的自变量是光质，主要有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光区域的需氧细菌远远多于绿光区域。
1 / 8(共91张PPT)
第1课时　捕获光能的色素和结构
导
学 聚
焦 1.理解“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，学会探究实
验的设计思路。
2.认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一）　绿叶中色素的提取和分离
1. 提取绿叶中的色素
（1）原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 中。
（2）实验用品及作用（连线）
无水乙醇　
（3）实验步骤
2. 分离绿叶中的色素
（1）原理：不同色素在层析液中的 不同，溶解度高
的 ，反之则慢。
溶解度　
随层析液在滤纸上扩散得快　
（2）实验步骤
3. 绿叶中色素的种类及分布
4. 叶绿体中色素的吸收光谱分析
由图可以看出：
5. 判断下列相关表述的正误
（1）提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分。 （　×　）
（2）绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快。
（　×　）
（3）叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光。 （　×　）
（4）植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿
光。 （　×　）
（5）吸收光能的有关色素分布在叶绿体的内膜上。 （　×　）
提示：吸收光能的有关色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
×
×
×
×
×
探讨一　分析实验过程和结果，提高实验探究能力
1. 下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：
（1）提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A
是二氧化硅，其作用是 　　；B是碳酸钙，作用是 　　；C
是 　　，作用是溶解色素。
提示：使研磨更充分　防止研磨中色素被破坏　无水乙醇
（2）制备滤纸条时，剪去两角的目的是 　　。画滤液细线的要求
是 　　。
提示：防止色素带不整齐　细、齐、直，还要重复画几次
（3）色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，原因
是 　　　　。
提示：滤液细线会被层析液溶解，不能分离
（4）如图是分离得到的色素在滤纸条上的分布情况，
含量最多和最少的色素分别是 　　；在层析液中溶解度最高
和最低的色素分别是 　　。
提示：叶绿素a、胡萝卜素　胡萝卜素、叶绿素b
探讨二　结合色素的吸收分析实际问题，提高学以致用能力
2. 冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大
棚塑料薄膜？为什么？
提示：无色。由于太阳光由七色光组成，绿色植物进行光合作用主
要利用红光和蓝紫光，所以用无色透明的塑料薄膜，植物可获得更
多的光能。
3. 阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什
么颜色（选“蓝紫光或红光”或“白光”）的照明灯为蔬菜补充光
源？为什么？
提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光或
红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。
实验中常见异常
现象分析
1. （2024·江苏南京高一月考）下列关于“绿叶中色素的提取和分
离”实验的叙述，不正确的是（　　）
A. 选用大白菜叶片做实验效果不佳，原因是叶片中色素含量少
B. 无水乙醇可以直接用体积分数为95％的乙醇代替
C. 为了排除层析液可能带来的颜色影响，可设置空白对照组
D. 该实验可能出现滤液颜色深但是画线颜色比较浅的结果
解析：　该实验适合选择鲜嫩、色绿的材料，大白菜叶片中色素
含量少，效果不佳，A正确；如果没有无水乙醇，也可用体积分数
为95％的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，以除去其中的水分，
B错误；此实验可以做一个不画滤液细线的空白对照组，以排除层
析液带来的颜色影响，C正确；如果研磨时不充分，滤液中主要是
一些细碎的绿色叶片，则画线时会出现滤液颜色深而画线颜色浅的
结果，D正确。
2. 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
解析：　实验研磨操作中若加入的二氧化硅（使研磨充分）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。
3. 高等植物的光合作用需要依赖叶绿体中的光合色素。不同环境条件
下，叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b之间可以发生相互转化，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。如图是叶绿体中两种叶绿素的
吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，错误的是（　　）
A. 缺少大量元素镁时，①②的合成都会受到影响
B. 利用纸层析法分离色素时，②位于滤纸条最下端
C. 与①②不同，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
D. 弱光下①的相对含量增高可能有利于对弱光的利用
解析：　镁元素是叶绿素的重要组成成分，故缺少镁时，①叶绿
素b和②叶绿素a的合成都会受到影响，A正确；利用纸层析法分离
色素时，①叶绿素b位于滤纸条最下端，B错误；①叶绿素b和②叶
绿素a主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正
确；根据题干信息可知，弱光下叶绿素a通过“叶绿素循环”向叶
绿素b转化，以适应弱光环境，增加对光能的利用，D正确。
知识点（二）　叶绿体的结构适于进行光合作用
1. 形态：一般呈扁平的 。
2. 结构
椭球形或球形　
3. 叶绿体功能的实验验证
（1）实验者：德国科学家恩格尔曼。
（2）实验过程及现象
（3）实验结论
O2是由 在光照条件下释放出来的， 是
光合作用的场所。
小提醒：叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细
菌细胞没有叶绿体，其进行光合作用的场所是细胞质。
叶绿体　
叶绿体　
4. 判断下列相关表述的正误
（1）没有叶绿体的生物无法进行光合作用。 （　×　）
（2）植物细胞都含有叶绿体。 （　×　）
（3）在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液
泡中。 （　×　）
（4）叶绿体中构成基粒的类囊体扩展了捕获光能的膜面积。
（　√　）
（5）光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿
体基质中。 （　×　）
×
×
×
√
×
探讨　分析恩格尔曼的实验过程，提高实验探究能力
如图是恩格尔曼的实验示意图，结合教材内容思考以下问题：
（1）实验1中先选用黑暗并且没有空气的环境，目的是
。
排除实验前
环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性　
（2）实验1中先选极细光束，用需氧细菌检测，能准确判断水绵细胞
中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证
明了实验结果完全是由光照引起的，氧是由 释放出
来的， 是光合作用的场所。
（3）恩格尔曼第二个实验的思路是什么？为什么大量的需氧细菌聚
集在红光和蓝紫光区域？
提示：恩格尔曼第二个实验的设计思路：需氧细菌聚集多的地
方，表明O2浓度高，水绵光合作用强，则可证明水绵对相应颜
色的光吸收多。大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说
明叶绿体吸收较多的光是红光和蓝紫光。
叶绿体　
叶绿体　
1. （2024·云南大理高一月考）图甲为叶绿体结构模式图，图乙所示结构是图甲的部分放大图。下列有关叙述错误的是（　　）
A. 图乙所示结构取自图甲中的③
B. 与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上
C. 吸收光能的色素分布在③的薄膜上
D. 叶绿体以图甲中③的形式扩大膜面积
解析：　图甲表示叶绿体的结构，①是叶绿体内膜，②是叶绿体
外膜，③是类囊体，④是叶绿体基质，吸收光能的色素分布在③
（类囊体）的薄膜上，图乙所示结构是类囊体的薄膜，来自③，
A、C正确；光合作用所需的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基
质中，B错误；叶绿体内含有大量基粒，一个基粒由很多类囊体堆
叠而成，以此扩大膜面积，D正确。
2. 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。以下分析不正确的是（　　）
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. 图中需氧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带状分布在细胞中有利于实验的进行
解析：　该实验中光照为自变量，故实验过程中装片需放置在黑
暗环境中是为了设置自变量，A正确；需氧细菌聚集多的原因是氧
气多，B错误；图中需氧细菌分布的差异是水绵不同区域光合作用
强度不同造成的，C正确；水绵的叶绿体呈螺旋带状分布在细胞中
有利于实验的进行，便于实验结果的观察，D正确。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）叶绿体中色素提取和分离的原理分别是什么？
提示：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中；不同色
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。
（2）秋天叶片变黄的原因是什么？
提示：低温破坏了叶绿素，叶片呈现出类胡萝卜素的颜色。
（3）为使植物工厂里的植物正常生长，能否使用发绿光的光源？为
什么？
提示：不能。因为植物的光合色素对绿光的吸收效率较低，光
合作用效果较差。
1. （2024·江苏宿迁高一月考）关于“提取和分离叶绿体中的光合色
素”实验的叙述正确的是（　　）
A. 一般用无水乙醇或丙酮来分离叶绿体中的四种色素
B. 滤液细线需要连续画线3～5次
C. 选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序就不同
D. 分离出的四条色素带中最宽的是叶绿素a
解析：　色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水
乙醇做提取液，A错误；画滤液细线时要做到细、齐、直，因此画
滤液细线要等滤液干后再画一两次，如果不等干燥后就画会导致细
线过粗，B错误；来自不同材料叶绿体中的四种色素经过纸层析
后，在滤纸上的排列顺序相同，但色素带粗细可能不同，C错误；
由于光合色素中叶绿素a的含量最多，所以分离出的四条色素带中
最宽的是叶绿素a，D正确。
2. （2024·安徽蚌埠高一月考）下列对叶绿体的结构和功能的理解，
错误的是（　　）
A. 叶绿体外膜和内膜上分布着能吸收光能的色素分子
B. 叶绿体中的色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中
C. 恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
D. 植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类
解析：　叶绿体外膜和内膜上没有能吸收光能的色素分子，这些
色素分子分布在类囊体薄膜上，A错误；叶绿体中的色素可以溶解
在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取叶绿体中的色素，
B正确；恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气
的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体
被光束照射到的部位集中，如果把装置放在光下，细菌则分布在叶
绿体所有受光的部位，由此证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用
放氧，C正确；植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素（包括叶绿
素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）两大类，
D正确。
3. 某生物兴趣小组想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的绿叶和嫩黄叶做色素的提取和分离实验。实验结果如图所示，下列判断正确的是（　　）
选项 组别 滤纸条编号 判断依据
A 绿叶 甲 叶绿素a带和叶绿素b带较宽
B 嫩黄叶 甲 叶绿素a带和叶绿素b带较宽
C 绿叶 乙 上起的第一和第二条带较窄
D 嫩黄叶 乙 上起的第一和第二条带较窄
解析：　绿叶较嫩黄叶含有更多的叶绿素a和叶绿素b。在滤纸条
上，上起的第三和第四条带分别代表叶绿素a和叶绿素b，绿叶组中
叶绿素a和叶绿素b所代表的两条色素带更宽。
4. 如图为叶绿体亚显微结构模式图，下列关于其结构与功能的叙述正
确的是（　　）
A. 叶绿体分布在植物体的所有细胞中
B. 叶绿素在高等植物体内主要有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b
呈黄绿色
C. 同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积
D. 吸收光能的色素都分布在①外膜上
解析：　植物细胞不都含有叶绿体，如根部细胞，A错误；同线
粒体不一样，叶绿体的内膜没有扩大受光面积，而是通过类囊体堆
叠形成基粒，极大地扩展了受光面积，C错误；吸收光能的色素都
分布在③类囊体薄膜上，D错误。
5. 德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻（这种绿藻具有呈螺旋带状的叶
绿体），研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一块载有需
氧细菌悬浮液的玻片上，这些需氧细菌会移往氧浓度高的区域。他
观察需氧细菌在不同光照下的分布情况，结果如图所示。请回答下
列问题：
（1）描述B情况下需氧细菌的分布情况如何？
。如此分布是因为光合作用释放 。
解析：白光的光质较为均匀，需氧细菌主要分布在能进行光合作用产生O2的叶绿体周围。
细菌集中在叶绿体
周围　
O2　
（2）结合其他科学家的实验，证实了光合作用的场所是
，吸收光能的色素分布在 ，催化反应的
酶分布在 。
解析：结合其他科学家的实验，证实进行光合作用的场所是叶绿体，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而酶有的分布在类囊体上，有的分布在叶绿体的基质中。
叶绿
体　
类囊体的薄膜上　
类囊体上和叶绿体基质中　
（3）恩格尔曼进行C情况的实验，其目的是
，在 区域的细菌特别多。
解析：在C情况下，实验的自变量是光质，主要有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光区域的需氧细菌远远多于绿光区域。
探究不同颜色的光对
光合作用的影响　
红光和蓝光　
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一　绿叶中色素的提取和分离
1. 下列关于叶绿体中的色素的说法，正确的是（　　）
A. 存在于叶绿体中的所有膜上
B. 各种色素的元素组成是相同的
C. 实验中加入无水乙醇是为了分离色素
D. 含量最多的色素主要吸收红光和蓝紫光
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解析：　叶绿体中的色素主要分布在叶绿体内的类囊体薄膜上，
A错误；Mg是叶绿素的组成元素之一，类胡萝卜素中不含有Mg，
B错误；实验中加入无水乙醇是为了提取色素，C错误；含量最多
的色素是叶绿素a，主要吸收红光和蓝紫光，D正确。
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2. （2024·江西吉安高一月考）某科研团队获得了水稻的叶黄素缺失
突变体。对其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析
（从下至上），与正常叶片相比，实验结果是（　　）
A. 光吸收差异显著，色素带缺第2条
B. 光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C. 光吸收差异显著，色素带缺第3条
D. 光吸收差异不显著，色素带缺第3条
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解析：　叶绿体色素有四种，经纸层析法得到的色素带从上至下
依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素
主要吸收蓝紫光，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；所以将叶黄素
缺失突变体叶片，进行红光照射测定光吸收差异不显著，而色素带
缺叶黄素这个条带，该条带位于从下至上第3条，D正确。
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3. 下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（　　）
A. 可用92号汽油取代层析液分离叶绿体中不同的色素分子
B. 所有的植物细胞中都含有4种色素分子
C. 可以用纸层析法分离紫色洋葱细胞液泡中的花青素
D. 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
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解析：　92号汽油也是脂溶性物质的混合液，理论上可取代层析
液分离叶绿体中不同的色素分子，A正确；不是所有的植物细胞中
都含有4种色素分子，如根部细胞中没有叶绿体，更不会含有4种色
素分子，B错误；紫色洋葱细胞液泡中的花青素是水溶性的，能用
纸层析法分离，只不过层析液的成分需要改变，C正确；叶绿体中
的两种色素吸收的光有差异，如叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类
胡萝卜素主要吸收蓝紫光，D正确。
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4. 如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情
况。下列说法不正确的是（　　）
A. 丙、丁两种色素主要吸收蓝紫光
B. 四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中
C. 四种色素在层析液中溶解度最大的是乙
D. 在发黄的菠菜叶中含量显著减少的是甲和乙
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解析：　四种色素中，丙和丁为叶黄素和胡萝卜素，主要吸收蓝
紫光， A正确； 四种色素均为有机分子，易溶于有机溶剂无水乙
醇中， B正确； 丁在滤纸条上扩散速度最快，四种色素在层析液
中溶解度最大的是丁（胡萝卜素）， C错误； 因为叶绿素不稳定
容易分解，所以在发黄的菠菜叶中含量显著减少的是甲（叶绿素）
b和乙（叶绿素a）， D正确。
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5. （2024·广东揭阳高一月考）某同学进行“绿叶中色素的提取和分
离”实验，得到如图所示的结果，其中①②③④表示色素带。下列
相关分析正确的是（　　）
A. 该实验中，无水乙醇可作为层析液分离各种色素
B. ③色素带中的色素分子主要吸收蓝紫光和红光
C. ④色素带中的色素在层析液中的溶解度最高
D. 提取色素时若未加二氧化硅会提取不到色素
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解析：　色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水
乙醇等提取色素，但无水乙醇不能作为层析液使用，A错误；滤纸
上从外到内依次是：①胡萝卜素（最窄）、②叶黄素、③叶绿素
a、④叶绿素b，③色素带为叶绿素a，叶绿素主要吸收红光和蓝紫
光，①色素带中的色素在层析液中的溶解度最高，B正确，C错
误；若提取光合色素时未加二氧化硅，则不能充分研磨，虽然能提
取到色素，但4条色素带颜色均较浅，D错误。
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6. （2024·河南郑州外国语学校高一月考）如图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。下列有关说法正确的是（　　）
A. 图中②和③主要分布在
叶绿体的内膜上
B. 利用纸层析法分离色素时，用到了无水乙醇或体积分数为95％的
乙醇＋无水碳酸钠
C. ③是叶绿素a，位于从上至下第三个条带，且条带最宽
D. 叶片呈现绿色是因为①②③完全不吸收绿光
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解析：　图示为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，其中①为类胡
萝卜素，②为叶绿素b，③为叶绿素a，它们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，用的是层析液，提取
色素时可用无水乙醇或体积分数为95％的乙醇＋无水碳酸钠，B错
误；③是叶绿素a，叶绿素a位于从上至下第三个条带，且条带最宽
（含量最多），C正确；叶片呈现绿色是因为②（叶绿素b）、③
（叶绿素a）吸收绿光很少，绿光被反射出来，而不是完全不吸收
绿光，D错误。
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7. 下面是绿叶中色素的提取和分离过程图解，根据所学知识回答下列
问题：
（1）图1是色素的提取，其中甲过程按a、b、c依次加入5 g绿叶、
少许SiO2和CaCO3，再加入5～10 mL ；加入c的作
用是 。
无水乙醇　
防止研磨中色素被破坏　
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（2）图1中乙过程是过滤得到含有色素的滤液，其中用单层尼龙布
而不用纱布，原因是
。
（3）图2中戊是沿铅笔细线画出含色素的滤液细线e，要求做到画
出的e要 ，所以在画线时，每画一次要待滤液干
后再画下一次，重复1～2次。
（4）图2中己是纸层析分离色素的步骤，其中h是 ，g和f的
位置关系是 。
纱布对色素的吸收性强，用纱布会损失
部分色素，导致滤液中色素含量降低　
细、直、齐　
层析液　
g不能没及f　
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知识点二　叶绿体的结构与功能
8. （2024·河南商开高一联考）叶绿体结构适于进行光合作用，下列
有关叶绿体的叙述，错误的是（　　）
A. 叶绿体基质中含有光合作用所需的多种酶
B. 叶绿体内膜折叠形成嵴，增大了光反应面积
C. 叶绿体中的色素可以吸收、传递和转化光能
D. 叶片呈绿色的原因之一是叶片中叶绿体反射了大部分绿光
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解析：　暗反应的场所是叶绿体基质，在类囊体膜上和叶绿体基
质中含有进行光合作用所需的多种酶，A正确；叶绿体的类囊体堆
叠形成基粒，增大了叶绿体的膜面积，B错误；叶绿体中的色素可
以吸收、传递和转化光能，C正确；植物叶片之所以呈现绿色，原
因之一是叶片中的叶绿体吸收绿光很少，将大部分绿光反射出来，
D正确。
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9. （2024·广西柳州高一月考）恩格尔曼利用需氧细菌和水绵为材
料，探究叶绿体的功能。下列有关恩格尔曼实验的叙述，错误的是
（　　）
A. 水绵具有螺旋带状叶绿体，便于实验观察
B. 恩格尔曼的实验直接证明叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
C. 将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在充满空气的小室内，进行
实验
D. 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
在红光和蓝紫光区域
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解析：　水绵具有螺旋带状叶绿体，用极细的光束可将叶绿体分
为实验组和对照组，便于实验观察，A正确；用极细的光束照射水
绵的叶绿体，发现好氧性细菌集中分布在照光部位，所以恩格尔曼
的实验直接证明叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，B正确；为
排除空气中氧气的干扰，将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没
有空气的小室内，进行实验，C错误；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红光和蓝紫光区域，因为光
合色素主要吸收红光和蓝紫光，D正确。
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10. （2024·四川宜宾模拟）为研究城市环境污染和某植物生命活动的
关系，研究者测定了不同污染程度下该植物叶片光合色素的含
量，将获得的数据进行处理，得到下面的柱状图。请分析回答下
列问题：
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（1）叶绿体内部类囊体的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光
能的色素，还有许多进行光合作用所必需的 。
解析：叶绿体是光合作用的主要场所，叶绿体内部类囊体的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素，还有许多光合作用所必需的酶。
酶　
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（2）据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素含量 ，其中叶
绿素b含量变化的程度 （填“大于”“小于”或“等
于”）叶绿素a。
解析：据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素a、叶绿素b的含量都逐渐下降，叶绿素（a＋b）的含量也逐渐降低，而叶绿素a与叶绿素b的比值是增加的，所以叶绿素b含量变化的程度大于叶绿素a。
降低　
大于　
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（3）叶绿体内有众多的 和 ，极大地扩展了受
光面积。
解析：叶绿体内有众多的类囊体和基粒，广阔的类囊体膜极大地扩展了受光面积。
类囊体　
基粒　
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11. 德国科学家恩格尔曼曾设计了一个实验以研究光合作用的光谱。
他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入
需氧细菌，观察需氧细菌的聚集情况（如下图）。他得出光合作
用在红光区和蓝紫光区最强。这个实验的思路是（　　）
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A. 需氧细菌对不同的光反应不一样，需氧细菌聚集多的地方，需氧
细菌光合作用强
B. 需氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C. 需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D. 需氧细菌大量消耗O2，使水绵光合速率快，则该种光有利于光合
作用
解析：　需氧细菌向O2 浓度高的地方聚集，据此可推断光合作
用的放氧部位和光合作用强度。
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12. 为探究月季紫红叶片中的色素种类和性质，某实验小组使用不同
的试剂作为层析液对该叶片色素提取物进行分离，结果如图，以
下分析错误的是（　　）
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A. 甲组的实验结果说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大
B. 光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的分离
C. 分析甲、乙组实验结果可排除紫红色素属于类胡萝卜素的可能性
D. 分析丙组实验结果可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素
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解析：　甲组色素分离效果较好，各种色素区别较明显，说明
在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大，A正确；光合色素
易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的提取，B错
误；甲组类胡萝卜素明显分离，同时紫红色素存在于滤液细线的
位置，同时乙组实验结果也表现为紫红色素处于滤液细线位置，
而此时的类胡萝卜素却没有分离，两组实验结果说明紫红色素不
属于类胡萝卜素，C正确；丙组实验的层析液是水，此时紫红色
素分离，说明该色素为水溶性色素，因此，可推测紫红色素可能
是位于液泡的水溶性色素，D正确。
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13. （2024·云南江川一中高一月考）如图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），下列有关叙述正确的是（　　）
A. 甲种色素主要分布在层析后滤纸条自上而下的中间两条色素带
B. 甲、乙分别是：叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱
C. 甲、乙分别是：叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱
D. 乙种色素的含量达总色素的3/4
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解析：颜色深、浅分别表示吸收量多、少，故甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱，其分布在层析后滤纸条自上而下的三、四两条色素带，A错误；甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱；乙图的吸收光谱主要在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱，B正确，C错误；乙种色素为类胡萝卜素，含量达总色素的1/4，甲种色素的含量达总色素的3/4，D错误。
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14. （2024·江苏镇江模拟）十字花科植物羽衣甘蓝具有极强的耐寒性，叶片形态美观多变，色彩绚丽如花，是冬季重要的观叶植物。为探究其叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列有关分析不正确的是（　　）
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A. 色素1在层析液中的溶解度最小，色素4在层析液中溶解度最大
B. 色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水
C. 色素1、2、3、4可能分布在叶绿体中，色素5可能存在于液泡中
D. 色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光
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解析：色素1在层析液中的溶解度最大，色素4在层析液中溶解度最小，A错误；根据5种色素的层析结果可知，色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水，B正确；色素1、2、3、4溶于有机溶剂，可能分布在叶绿体中，色素5可以溶解到水中，可能存在于液泡中，C正确；色素1和2为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，色素3和4为叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，D正确。
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15. 香菜是一种耐盐碱的经济作物。为探究不同盐浓度对香菜叶绿素
含量的影响，某中学生物兴趣小组利用两种方法提取色素并测定
叶绿素的含量，过程如图1。请据图分析并回答下列问题：
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（1）方法A中，加石英砂的目的是 ，同时还应
添加一定量的 ，以防止叶绿素被破坏。
解析：方法A中，加石英砂的目的是使研磨更充分，同时还应添加一定量的碳酸钙，以防止研磨过程中叶绿素被破坏。
（2）方法A、B中，研磨后需静置一段时间的原因是
。
解析：方法A、B中，研磨后需静置一段时间的原因是
使色素充分溶解在提取液中，以便于充分提取色素。
有助于研磨充分　
碳酸钙（CaCO3）　
使色素充分
溶解在提取液中，以便于充分提取色素　
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（3）经分光光度计测定，不同盐浓度对香菜叶绿素含量的影响如
图2。
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②结果表明，提取色素较好的方法是 ，结合实验过
程分析，可能的原因有
、
。
①实验中盐浓度范围设置的依据是 。
盐碱地的盐浓度　
方法B　
液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿
素　
温度低能降低叶绿素的降解（或时间短能降低叶绿素
的降解，或离心能减少叶绿素的损失）　
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解析：①由柱形图及题意分析可知，实验中盐浓度范围设置的依据应是盐碱地的盐浓度，以使结果更加真实可靠。②结果表明方法B得到的叶绿素含量始终高于方法A，因此提取色素较好的方法是方法B；分析其原因可能与以下因素有关：a.液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿素；b.温度低能降低叶绿素的降解；c.时间短能降低叶绿素的降解；d.离心能减少叶绿素的损失等。
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