资源简介

(共74张PPT)
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
第5章　细胞的能量供应和利用
1.阐明“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理与方法。
2.说出植物捕获光能的色素的种类和作用。
3.说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点一　捕获光能的色素
知识点二　叶绿体的结构适于进行光合作用
随堂热练
背诵记忆
课时作业
知识点一　捕获光能的色素
1. 绿叶中光合色素的提取和分离
（1）实验原理
①提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 中。
②分离原理：不同色素在层析液中的 不同，溶解度高的
，反之则慢。
无水乙醇　
溶解度　
随层
析液在滤纸上扩散得快　
（2）实验用品及作用（连线）
（3）实验步骤
2. 绿叶中色素的种类及分布
3. 叶绿体中色素的吸收光谱分析
由图可以看出：
1. （教材P97“问题探讨”） 有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，
其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
（1）冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择 （填“红
色”“蓝色”或“无色”）的大棚塑料薄膜，理由是

。
（2）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 （填“蓝紫光或红光”或“白光”）的照明灯为蔬菜
补充光源，理由是
。
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　
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　
2. （教材P99“学科交叉”）波长小于400 nm的光是紫外光，波长大于760
nm的光是红外光，可见光波长在400 nm～760 nm。光合作用所利用的光都
是 。
可见光　
（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。　 （　×　）
提示：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。
（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。
×
×
×
×
×
探究　光合色素的提取和分离
　如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。
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 。
（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
。
防止色素带不整齐　
细、齐、直，还要重复画几次　
色素
会被层析液溶解，不能在滤纸上扩散　
（4）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下表所示
（“＋”表示使用，“－”表示未使用），其余操作均
正常，他们得到的实验结果对应的图中滤纸条依次为： 。
试剂 甲 乙 丙 丁
无水乙醇 － ＋ ＋ ＋
水 ＋ － － －
CaCO3 ＋ ＋ － ＋
SiO2 ＋ ＋ ＋ －
②④①③　
（5）分离叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法，结果会出现不同颜
色的4个同心圆，请写出①～④依次对应的色素名称。
归纳总结
1. 实验操作中的关键步骤
（1）研磨要迅速、充分：研磨充分使叶绿体完全破裂，可提取较多的
色素。
（2）滤液细线要求：不仅要求细、直、齐，而且要求含有较多的色素，
所以应待滤液干后再画一到两次。
（3）滤液细线不能触及层析液，否则色素会溶解到层析液中，使滤纸条
上得不到色素带。
2. 绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
1. 某生物探究小组以红色苋菜叶片为实验材
料，用无水乙醇提取叶片中的色素，如图甲、
乙两组分别是以层析液和蒸馏水分离色素得
到的结果。已知植物花青素易溶于无水乙醇
和蒸馏水，不溶于层析液中，光合色素不溶
于蒸馏水。下列叙述错误的是（　　）
A. 提取色素过程中加入二氧化硅的目的是使研磨充分
B. 甲组滤纸条从上往下第三条色素带的颜色是蓝绿色
C. 层析后乙组滤液细线处的颜色是无色
D. 紫红色的花青素分布在液泡中，乙组滤液细线上方的色素带的颜色是
紫红色
√
解析：　提取绿叶中的色素时，加入二氧化硅的目的是使研磨充分，A正
确；由题图分析可知，甲组滤纸条从上往下第三条色素带含有的色素是叶
绿素a，颜色是蓝绿色，B正确；乙组是用蒸馏水分离色素，光合色素不溶
于蒸馏水，故滤液细线处的颜色是深绿色，C错误；紫红色的花青素分布
在液泡中，为水溶性，因此乙组滤液细线上方的色素带的颜色是紫红色，
D正确。
2. 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. ②和③的总含量约占光合色素总量的3/4
B. 实验中常用纸层析法提取这些色素
C. 图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上
D. ①在光波长小于400 nm时也可能有吸收波峰
√
解析：绿叶中色素总量中，叶绿素（②叶绿素b＋③叶绿素 a）约占3/4，类胡萝卜素（①）约占1/4，A正确；纸层析法是分离色素的方法，提取色素常用无水乙醇（或丙酮），B错误；叶绿素（②③）主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，不是内膜，C错误；波长小于400 nm的光属于紫外光，光合作用所利用的光都是可见光，波长是400～760 nm，因此无吸收波峰，D错误。
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。
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. 叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础
（1）在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的 。
（2）在 上和 中，还有许多进行光合作用
所必需的酶。
色素分子
类囊体薄膜　
叶绿体基质　
（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。　 （　×　）
×
×
×
√
×
探究　恩格尔曼的实验过程
请结合教材P100～101中恩格尔曼实验，回答问题：
（1）恩格尔曼的第一个实验
①该实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优
点是：水绵的叶绿体呈 分布，便
于观察；用需氧细菌可确定 的
部位。
螺旋带状　
释放氧气多　
②完全暴露在光照下，需氧细菌分布在叶绿体所有的受光部位，这组实验
的设计目的是什么？
提示：和装置1进行对照，明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起
的。
③上面两组实验都要求在黑暗且隔绝空气的条件下进行，为什么？
提示：排除氧气和光对实验结果的干扰。
（2）恩格尔曼的第二个实验：在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在
红光和蓝紫光区域，为什么？
提示：光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会
释放氧气，因此需氧细菌在此区域分布。
（3）如图是恩格尔曼实验装置改装示意图。光线通过叶绿体色素提取液
后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围需氧细菌分布无显著变化，
请分析其原因。
提示：光线通过叶绿体色素提取液后，红光和蓝紫光被吸收，水绵光合作
用微弱，产生O2较少，因此需氧细菌分布无显著变化。
1. 下列事实或依据中，不能支持叶绿体是光合作用的场所这一结论的是
（　　）
A. 类囊体堆叠形成基粒，增大叶绿体的膜面积
B. 类囊体的薄膜上分布着许多吸收光能的色素分子
C. 叶绿体具有膜结构，能把叶绿体与细胞质基质分隔开
D. 类囊体薄膜和叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶
√
解析：许多类囊体堆叠形成基粒，增大叶绿体的膜面积，为光反应过程所需要的色素和酶的附着提供了广阔的膜面积，因而叶绿体可作为光合作用的场所，A不符合题意；类囊体的薄膜上分布着许多吸收光能的色素分子，因而可以作为光反应的场所，B不符合题意；叶绿体有双层膜结构，能把叶绿体与细胞质基质分隔开，这不支持叶绿体是光合作用的场所，C符合题意；类囊体薄膜和叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶，因此叶绿体可以作为光合作用的场所，D不符合题意。
2. （2025·黑龙江哈尔滨期末）科学家用水绵进行了如下实验：把载有水
绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气和光照的条件下一段时间，然后用
极细的光束照射水绵不同部位，观测到一些部位有需氧细菌积聚，另一些
部位则没有需氧细菌积聚（如图所示）。由此得出的结论是（　　）
A. 光合作用产生淀粉，场所是叶绿素
B. 光合作用产生氧气，场所是叶绿体
C. 光合作用产生淀粉，需要水
D. 光合作用产生氧气，需要二氧化碳
√
解析： 　由题图可知，需氧细菌主要集中分布在极细光束照射的叶绿体
附近，说明该部位产生了O2，即进行了光合作用，由此可推知光合作用的
场所为叶绿体，光合作用产生氧气。题述实验未体现光合作用产生淀粉和
光合作用所需要的原料。
随堂热练
1. 下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，错误的是（　　）
A. 加入CaCO3是为了防止色素被破坏
B. 加入SiO2有利于破坏叶肉细胞
C. 分离色素时塞紧试管口是为了防止层析液的挥发
D. 滤纸条上的滤液细线中的色素越少越有利于色素分离
解析：　色素的量合适才能使分离效果明显，故D错误。
√
2. 在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，有同学得到如图所示的滤纸
条（①～④代表色素带）。下列分析正确的是（　　）
A. 提取时若未加入二氧化硅，会导致③④两种色素因被破坏而颜色变浅
B. 若所有色素带宽度均大幅变窄，可能原因是研磨时加入无水乙醇过量
C. 实验所用材料可以是洋葱鳞片叶外表皮
D. ①在层析液中溶解度最小，且其主要吸收可见光中的蓝紫光
√
解析：　二氧化硅的作用是使研磨更充分（增加色素提取量），若未加
二氧化硅，会导致色素提取量减少（所有色素带颜色变浅），不会单独破
坏③④，A错误；无水乙醇是提取色素的溶剂，若研磨时加入过量无水乙
醇，会导致色素浓度降低，分离后所有色素带的宽度（代表色素含量）都
会大幅变窄，B正确；洋葱鳞片叶外表皮不含叶绿素，无法用于提取绿叶
中的光合色素。实验材料应选绿叶（如菠菜叶）， C错误；①是胡萝卜
素，在层析液中溶解度最大（随层析液扩散最快，位于滤纸条最上方）；
胡萝卜素主要吸收蓝紫光，D错误。
3. （2026·福建三明月考）“门前银杏如相待，才到秋来黄又黄”，秋冬
季节银杏叶片变黄后极具观赏价值。某同学用滤纸条和层析液探究银杏绿
叶和黄叶的色素差别，下列叙述错误的是（　　）
A. 叶片变黄的原因是温度降低，叶绿素被降解，类胡萝卜素所占比例上升
B. 两组滤纸条可置于同一烧杯中层析
C. 预期黄叶组的叶绿素相对含量较少
D. 胡萝卜素在层析液中的溶解度最小
√
解析：银杏叶片变黄的原因是温度降低，叶绿素被降解，而类胡萝卜素比较稳定，类胡萝卜素所占比例相对上升，从而使叶片呈现黄色，A正确；两组滤纸条可以同时放入同一烧杯中层析，这样能在相同环境条件下（如温度、层析液挥发速度）进行对比实验，便于直接比较绿叶和黄叶的色素差异，B正确；黄叶是因叶绿素分解导致类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）占比升高，故黄叶组叶绿素相对含量显著低于绿叶组，C正确；胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，D错误。
4. 为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制
作载有水绵和需氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，并放在显微镜
下观察。下列关于该实验的分析，错误的是（　　）
A. 在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成不同波长的光
B. 临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C. 用需氧细菌起指示作用
D. 水绵细胞内呈螺旋带状分布的叶绿体有利于实验现象的观察
解析：　该实验的自变量是光的有无，并不是光的波长，A错误。
√
5. （2026·湖北武汉月考）如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上层析
分离的情况，下列叙述正确的是（　　）
A. 提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发，
加入层析液是为了提取色素
B. 若选用同种但失绿变黄的叶片，色素含量可能
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. 甲和乙主要吸收蓝紫光，丙和丁主要吸收红光和蓝紫光
√
解析： 　提取色素时加入碳酸钙是为了防止研磨中色素被破坏，加入无
水乙醇是为了提取色素，A错误；失绿变黄的叶片叶绿素含量较低，所以
色素含量可能是（甲＋乙）＜（丙＋丁），B正确；四种色素都能溶解在
层析液中，丁扩散距离最远，说明丁（胡萝卜素）色素的溶解度最大，C
错误；甲为叶绿素b，乙为叶绿素a，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素，所以甲
和乙主要吸收红光和蓝紫光，丙和丁主要吸收蓝紫光，D错误。
背诵记忆
一、概念梳理必记
1. 无水乙醇能提取绿叶中的色素，原理是绿叶中的色素能溶解在无水乙醇
等有机溶剂中。
2. 二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。
3. 层析后滤纸条自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
4. 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收
蓝紫光。
5. 参与光合作用的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上，而与光合作用有关
的酶则分布于类囊体薄膜和叶绿体基质中。
二、长句表达必明
1. 叶绿体中色素提取和分离的原理分别是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. 为使植物工厂里的植物正常生长，不能使用发绿光的光源。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。
课时作业
知识点一　捕获光能的色素
1. （2025·北京朝阳区期末）用新鲜菠菜叶片进行叶绿体中色素的提取和
分离实验。下列叙述正确的是（　　）
A. 提取叶绿体中色素的原理是四种色素的溶解度不同
B. 可以用无水乙醇作为层析液进行四种色素的分离
C. 纸层析法分离色素时，层析液不能触及滤液细线
D. 层析完毕后应迅速记录结果，否则色素带会挥发消失
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√
解析： 　提取叶绿体中色素的原理是色素易溶于有机溶剂，分离色素的
原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，A错误；可以用无水乙醇作为
提取液提取色素，无水乙醇不作为层析液使用，B错误；分离色素时，层
析液不能触及滤液细线，目的是防止色素溶解，C正确；层析完毕后应迅
速记录结果，否则色素带会因色素分解而消失，但不会因挥发而消失，D
错误。
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2. 北方秋季，银杏、黄栌、红枫等树种的叶片由绿变黄或变红，一时间层
林尽染，分外妖娆。低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的色素是 （　　）
A. 叶黄素 B. 花青素
C. 叶绿素 D. 胡萝卜素
解析：树叶的绿色来自叶绿素，树叶中除含有大量的叶绿素外，还含有叶黄素、花青素等其他色素。进入秋季气温下降，叶绿素的合成受到阻碍，树叶中的叶绿素减少，叶黄素、胡萝卜素、花青素就会表现出来。花青素表现出来的就是非常鲜艳的红色，叶黄素表现出来的就是黄色，所以秋天树叶的红色和黄色深浅不一，故选C。
√
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3. （2026·江苏盐城月考）图甲代表新鲜青菜叶的光合色素纸层析结果，
则图乙所示结果最可能来自（　　）
A. 夏天的柳树叶片
B. 秋天的菠菜叶片
C. 新鲜的韭黄叶片
D. 水培的绿萝叶片
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解析：　夏天的柳树叶片：生长旺盛，叶绿素含量高，色素带应类似图
甲，A错误；秋天的菠菜叶片：秋天菠菜虽可能变黄，但叶绿素不会完全
缺失（仍有少量残留），与图乙（叶绿素带几乎消失）不符，B错误；新
鲜的韭黄叶片：韭黄是在黑暗环境中生长的，无法合成叶绿素，只有类胡
萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），因此纸层析结果只有上方两条色素带（与
图乙一致），C正确；水培的绿萝叶片：正常水培绿萝能合成叶绿素，色
素带应类似图甲，D错误。
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4. （2026·江苏南京月考）关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述
中，正确的是（　　）
A. 该实验提取和分离色素的方法可具体测定绿叶中各种色素含量
B. 绿叶中色素在滤纸条上扩散的速度与色素在层析液中的溶解度成反比
C. 若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠
D. 用秋天枫树的红叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b
之间
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解析：该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，A错误；色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度成正比（溶解度越大，扩散越快），B错误；重复画滤液细线可增加色素量，使色素带更明显，但若未待前次干燥即重复画线，会导致色素扩散区域重叠，影响分离效果，C正确；枫树红叶中叶绿素已分解，主要含类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）及花青素。但花青素为水溶性色素，不溶于层析液（有机溶剂），无法通过层析法分离，故实验中仅能观察到2条类胡萝卜素色素带（胡萝卜素、叶黄素），无法得到5条带或花青素带，D错误。
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知识点二　叶绿体的结构适于进行光合作用
5. 图甲为叶绿体的结构模式图，图乙为图甲中部分结构放大图。下列叙述
错误的是（　　）
A. 图甲④中存在光合作用所需要的酶和少
量的DNA
B. 图甲③大大地扩展了叶绿体的受光面积
C. 图乙所示结构属于图甲中的③
D. 可用层析液提取图乙所示的光合色素
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解析： 　图甲④为叶绿体基质，是暗反应的场所，存在光合作用所需要
的酶和少量的DNA，A正确；图甲③为类囊体薄膜，其大大地扩展了叶绿
体的受光面积，有利于光反应的发生，B正确；图乙所示结构为叶绿体的
类囊体薄膜，属于图甲中的③，C正确；可用无水乙醇提取图乙所示的光
合色素，D错误。
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6. 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也分布着能吸收光能的色素分子
B. 许多圆饼状的类囊体堆叠成基粒增大了叶绿体内的膜面积
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释放氧气
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
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解析： 　吸收光能的色素分子分布在类囊体薄膜上，叶绿体外膜和内膜
上没有，A错误；由类囊体堆积形成基粒增大了叶绿体内的膜面积，有利
于充分进行光合作用，B正确；恩格尔曼用水绵和需氧细菌在黑暗和无空
气环境中进行实验，证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气，C
正确；光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类，叶绿素包括叶绿素
a、叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，D正确。
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7. （2025·广东汕头期末）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。下列关于该实验的叙述，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. 用透过三棱镜的光束照射临时装片①，会得到与该图示不同的结果
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。
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8. （2025·江西上饶期末）研究表明，弱光下紫背天葵叶绿素合成量显著
增加，强光下类胡萝卜素合成量大幅提升。现将长势相同的紫背天葵分别
置于弱光（200 lx）、中等光（1 000 lx）和强光（2 000 lx）环境培养，其
他条件相同且适宜。培养一段时间后提取并分离叶片中的光合色素。下列
叙述正确的是（　　）
A. 若弱光组的叶绿素a/b比值远低于强光组，可能是弱光更利于叶绿素b的
合成
B. 弱光组滤纸条上离滤液细线最远的两条色素条带宽度明显宽于强光组
C. 本实验可用纸层析法提取叶片中的光合色素
D. 若未去除叶片中的花青素，会导致测得的光合色素条带宽度和顺序发
生变化
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解析：　弱光下叶绿素合成量增加，若叶绿素a/b比值低，说明叶绿素b的
合成比例更高，A正确；离滤液细线最远的两条色素为胡萝卜素和叶黄素
（类胡萝卜素）。强光下类胡萝卜素合成量大幅提升，其条带应宽于弱光
组，B错误；纸层析法用于分离色素，而非提取。提取色素需用无水乙醇
等试剂溶解色素，C错误；花青素为水溶性色素，在层析液中溶解度低，
不会随层析液扩散，仅可能残留在滤液细线处，不影响光合色素条带的宽
度和顺序，D错误。
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9. 如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述正确的是
（　　）
A. 提取色素和分离色素所用的试剂分别是层析液和无水乙醇
B. 结果①观察到的色素带数目和颜色深浅均相同
C. 结果②可观察到红外光和紫外光消失或减淡
D. 实验结果表明光照影响叶绿体中色素的合成
√
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5
6
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9
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解析：　提取色素和分离色素所用的试剂分别是无水乙醇和层析液，A错
误；光下生长的韭菜可以提取到叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，
会出现四条条带，避光生长的韭黄可以提取到叶黄素、胡萝卜素，会出现
两条条带，所以结果①观察到的色素带数目和颜色深浅有区别，B错误；
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以实验结
果②难以观察到红外光和紫外光消失或减淡，C错误；光下生长的韭菜可
以提取到叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，避光生长的韭黄可以提
取到叶黄素、胡萝卜素，表明光照影响叶绿体中色素的合成，D正确。
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10. （2025·江西临川检测）某兴趣小组为了探究光照对绿叶中色素合成的影响，将韭菜根分别置于光照和黑暗条件下培养，分别发育成韭菜和韭黄，然后提取和分离二者叶片中的色素，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 缺镁的韭菜根在光照条件下培养，也会发育成韭黄
B. 实验结果说明光照不会影响类胡萝卜素的合成
C. 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收红光
D. 若研磨时未加SiO2则滤纸条的色素带中叶绿素的宽度可能会变窄
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解析：镁是组成叶绿素的重要成分，缺镁的韭菜根在光照条件下培养，因为叶绿素不能合成，因而也会发育成韭黄，A正确；实验结果说明光照不会影响类胡萝卜素的合成，但没有光照，叶绿素无法合成，B正确；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，对于光合作用来说，红光和蓝紫光是有效光，C错误；若研磨时未加SiO2会导致提取的色素量减少，则滤纸条的色素带中叶绿素的宽度可能会变窄，D正确。
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11. （2025·山东烟台月考）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
B. 本实验有、无光束照射的区域形成对比实验
C.本实验证明叶绿体产生O2，并没有证明能吸收CO2
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
√
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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正确；该实验中，无光束照射和有光束照射的区域形成对比，B正确；本实验能证明光合作用产生了O2，光合作用的场所是叶绿体，但没有证明叶绿体吸收CO2，C正确；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。
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12. （2025·江苏常州期末）中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影
响消费者对食品的综合评价。某同学拟研究“绿色”食用色素，并以水葫
芦为材料进行系列实验：
（1）制备叶绿素粗产品：按照“绿色叶片→提取液→过滤液→浓缩液→
叶绿素粗产品”的流程进行操作。对绿色叶片进行研磨时，需加入二氧化
硅和碳酸钙，这两种试剂的作用分别是 、 。
充分研磨
保护色素
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（2）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 ℃）下进行如下实验。
组号 叶绿素溶液/mL 调pH至 处理时间/min 溶液颜色
① 3.0 8.0 10 绿色
② 3.0 7.0 X 绿色
③ 3.0 6.0 10 黄绿色
④ 3.0 5.0 10 黄褐色
注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。
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①该实验的自变量是 ，表中X处数值是 ，原因是
。
②根据实验结果可知，天然叶绿素不能添加至 （填“碱性”“中
性”或“酸性”）食品中，原因是 。
解析：①本实验目的为探究pH对叶绿素稳定性的影响，自变量是不同的
pH，因变量是溶液颜色，处理时间是无关变量，应该保持一致，故X表示
10。②根据实验结果可知，在酸性环境下，叶绿素会被破坏，故不能将天
然叶绿素添加到酸性食品中。
不同的pH
10
处
理时间为无关变量，应该保持一致
酸性
酸性环境会破坏叶绿素
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THANKS
演示完毕感谢观看第1课时　捕获光能的色素和结构
知识点一　捕获光能的色素
1.（2025·北京朝阳区期末）用新鲜菠菜叶片进行叶绿体中色素的提取和分离实验。下列叙述正确的是（　　）
A.提取叶绿体中色素的原理是四种色素的溶解度不同
B.可以用无水乙醇作为层析液进行四种色素的分离
C.纸层析法分离色素时，层析液不能触及滤液细线
D.层析完毕后应迅速记录结果，否则色素带会挥发消失
2.北方秋季，银杏、黄栌、红枫等树种的叶片由绿变黄或变红，一时间层林尽染，分外妖娆。低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的色素是 （　　）
A.叶黄素 B.花青素
C.叶绿素 D.胡萝卜素
3.（2026·江苏盐城月考）图甲代表新鲜青菜叶的光合色素纸层析结果，则图乙所示结果最可能来自（　　）
A.夏天的柳树叶片 B.秋天的菠菜叶片
C.新鲜的韭黄叶片 D.水培的绿萝叶片
4.（2026·江苏南京月考）关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，正确的是（　　）
A.该实验提取和分离色素的方法可具体测定绿叶中各种色素含量
B.绿叶中色素在滤纸条上扩散的速度与色素在层析液中的溶解度成反比
C.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠
D.用秋天枫树的红叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间
知识点二　叶绿体的结构适于进行光合作用
5.图甲为叶绿体的结构模式图，图乙为图甲中部分结构放大图。下列叙述错误的是（　　）
A.图甲④中存在光合作用所需要的酶和少量的DNA
B.图甲③大大地扩展了叶绿体的受光面积
C.图乙所示结构属于图甲中的③
D.可用层析液提取图乙所示的光合色素
6.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也分布着能吸收光能的色素分子
B.许多圆饼状的类囊体堆叠成基粒增大了叶绿体内的膜面积
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释放氧气
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
7.（2025·广东汕头期末）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。下列关于该实验的叙述，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.用透过三棱镜的光束照射临时装片①，会得到与该图示不同的结果
8.（2025·江西上饶期末）研究表明，弱光下紫背天葵叶绿素合成量显著增加，强光下类胡萝卜素合成量大幅提升。现将长势相同的紫背天葵分别置于弱光（200 lx）、中等光（1 000 lx）和强光（2 000 lx）环境培养，其他条件相同且适宜。培养一段时间后提取并分离叶片中的光合色素。下列叙述正确的是（　　）
A.若弱光组的叶绿素a/b比值远低于强光组，可能是弱光更利于叶绿素b的合成
B.弱光组滤纸条上离滤液细线最远的两条色素条带宽度明显宽于强光组
C.本实验可用纸层析法提取叶片中的光合色素
D.若未去除叶片中的花青素，会导致测得的光合色素条带宽度和顺序发生变化
9.下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述正确的是（　　）
A.提取色素和分离色素所用的试剂分别是层析液和无水乙醇
B.结果①观察到的色素带数目和颜色深浅均相同
C.结果②可观察到红外光和紫外光消失或减淡
D.实验结果表明光照影响叶绿体中色素的合成
10.（2025·江西临川检测）某兴趣小组为了探究光照对绿叶中色素合成的影响，将韭菜根分别置于光照和黑暗条件下培养，分别发育成韭菜和韭黄，然后提取和分离二者叶片中的色素，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A.缺镁的韭菜根在光照条件下培养，也会发育成韭黄
B.实验结果说明光照不会影响类胡萝卜素的合成
C.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收红光
D.若研磨时未加SiO2则滤纸条的色素带中叶绿素的宽度可能会变窄
11.（2025·山东烟台月考）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
B.本实验有、无光束照射的区域形成对比实验
C.本实验证明叶绿体产生O2，并没有证明能吸收CO2
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
12.（2025·江苏常州期末）中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响消费者对食品的综合评价。某同学拟研究“绿色”食用色素，并以水葫芦为材料进行系列实验：
（1）制备叶绿素粗产品：按照“绿色叶片→提取液→过滤液→浓缩液→叶绿素粗产品”的流程进行操作。对绿色叶片进行研磨时，需加入二氧化硅和碳酸钙，这两种试剂的作用分别是　　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　。
（2）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 ℃）下进行如下实验。
组号 叶绿素溶液/mL 调pH至 处理时间/min 溶液颜色
① 3.0 8.0 10 绿色
② 3.0 7.0 X 绿色
③ 3.0 6.0 10 黄绿色
④ 3.0 5.0 10 黄褐色
注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。
①该实验的自变量是　　　　　　　　　，表中X处数值是　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②根据实验结果可知，天然叶绿素不能添加至　　　　（填“碱性”“中性”或“酸性”）食品中，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第1课时　捕获光能的色素和结构
1.C　提取叶绿体中色素的原理是色素易溶于有机溶剂，分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，A错误；可以用无水乙醇作为提取液提取色素，无水乙醇不作为层析液使用，B错误；分离色素时，层析液不能触及滤液细线，目的是防止色素溶解，C正确；层析完毕后应迅速记录结果，否则色素带会因色素分解而消失，但不会因挥发而消失，D错误。
2.C　树叶的绿色来自叶绿素，树叶中除含有大量的叶绿素外，还含有叶黄素、花青素等其他色素。进入秋季气温下降，叶绿素的合成受到阻碍，树叶中的叶绿素减少，叶黄素、胡萝卜素、花青素就会表现出来。花青素表现出来的就是非常鲜艳的红色，叶黄素表现出来的就是黄色，所以秋天树叶的红色和黄色深浅不一，故选C。
3.C　夏天的柳树叶片：生长旺盛，叶绿素含量高，色素带应类似图甲，A错误；秋天的菠菜叶片：秋天菠菜虽可能变黄，但叶绿素不会完全缺失（仍有少量残留），与图乙（叶绿素带几乎消失）不符，B错误；新鲜的韭黄叶片：韭黄是在黑暗环境中生长的，无法合成叶绿素，只有类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），因此纸层析结果只有上方两条色素带（与图乙一致），C正确；水培的绿萝叶片：正常水培绿萝能合成叶绿素，色素带应类似图甲，D错误。
4.C　该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，A错误；色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度成正比（溶解度越大，扩散越快），B错误；重复画滤液细线可增加色素量，使色素带更明显，但若未待前次干燥即重复画线，会导致色素扩散区域重叠，影响分离效果，C正确；枫树红叶中叶绿素已分解，主要含类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）及花青素。但花青素为水溶性色素，不溶于层析液（有机溶剂），无法通过层析法分离，故实验中仅能观察到2条类胡萝卜素色素带（胡萝卜素、叶黄素），无法得到5条带或花青素带，D错误。
5.D　图甲④为叶绿体基质，是暗反应的场所，存在光合作用所需要的酶和少量的DNA，A正确；图甲③为类囊体薄膜，其大大地扩展了叶绿体的受光面积，有利于光反应的发生，B正确；图乙所示结构为叶绿体的类囊体薄膜，属于图甲中的③，C正确；可用无水乙醇提取图乙所示的光合色素，D错误。
6.A　吸收光能的色素分子分布在类囊体薄膜上，叶绿体外膜和内膜上没有，A错误；由类囊体堆积形成基粒增大了叶绿体内的膜面积，有利于充分进行光合作用，B正确；恩格尔曼用水绵和需氧细菌在黑暗和无空气环境中进行实验，证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气，C正确；光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类，叶绿素包括叶绿素a、叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，D正确。
7.A　实验开始前，临时装片都要先进行隔绝空气处理，A错误。
8.A　弱光下叶绿素合成量增加，若叶绿素a/b比值低，说明叶绿素b的合成比例更高，A正确；离滤液细线最远的两条色素为胡萝卜素和叶黄素（类胡萝卜素）。强光下类胡萝卜素合成量大幅提升，其条带应宽于弱光组，B错误；纸层析法用于分离色素，而非提取。提取色素需用无水乙醇等试剂溶解色素，C错误；花青素为水溶性色素，在层析液中溶解度低，不会随层析液扩散，仅可能残留在滤液细线处，不影响光合色素条带的宽度和顺序，D错误。
9.D　提取色素和分离色素所用的试剂分别是无水乙醇和层析液，A错误；光下生长的韭菜可以提取到叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，会出现四条条带，避光生长的韭黄可以提取到叶黄素、胡萝卜素，会出现两条条带，所以结果①观察到的色素带数目和颜色深浅有区别，B错误；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以实验结果②难以观察到红外光和紫外光消失或减淡，C错误；光下生长的韭菜可以提取到叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，避光生长的韭黄可以提取到叶黄素、胡萝卜素，表明光照影响叶绿体中色素的合成，D正确。
10.C　镁是组成叶绿素的重要成分，缺镁的韭菜根在光照条件下培养，因为叶绿素不能合成，因而也会发育成韭黄，A正确；实验结果说明光照不会影响类胡萝卜素的合成，但没有光照，叶绿素无法合成，B正确；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，对于光合作用来说，红光和蓝紫光是有效光，C错误；若研磨时未加SiO2会导致提取的色素量减少，则滤纸条的色素带中叶绿素的宽度可能会变窄，D正确。
11.D　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正确；该实验中，无光束照射和有光束照射的区域形成对比，B正确；本实验能证明光合作用产生了O2，光合作用的场所是叶绿体，但没有证明叶绿体吸收CO2，C正确；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。
12.（1）充分研磨　保护色素　（2）①不同的pH　10　处理时间为无关变量，应该保持一致　②酸性　酸性环境会破坏叶绿素
解析：（2）①本实验目的为探究pH对叶绿素稳定性的影响，自变量是不同的pH，因变量是溶液颜色，处理时间是无关变量，应该保持一致，故X表示10。②根据实验结果可知，在酸性环境下，叶绿素会被破坏，故不能将天然叶绿素添加到酸性食品中。
3 / 3第1课时　捕获光能的色素和结构
1.阐明“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理与方法。 2.说出植物捕获光能的色素的种类和作用。 3.说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
知识点一　捕获光能的色素
1.绿叶中光合色素的提取和分离
（1）实验原理
①提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂　　　　　　中。
②分离原理：不同色素在层析液中的　　　　不同，溶解度高的　　　　　　　　　　　，反之则慢。
（2）实验用品及作用（连线）
（3）实验步骤
2.绿叶中色素的种类及分布
3.叶绿体中色素的吸收光谱分析
由图可以看出：
1.（教材P97“问题探讨”） 有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
（1）冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择　　　　（填“红色”“蓝色”或“无色”）的大棚塑料薄膜，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
（2）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　　　　　　　　（填“蓝紫光或红光”或“白光”）的照明灯为蔬菜补充光源，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.（教材P99“学科交叉”）波长小于400 nm的光是紫外光，波长大于760 nm的光是红外光，可见光波长在400 nm～760 nm。光合作用所利用的光都是　　　　。
（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。（　　）
探究　光合色素的提取和分离
　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）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下表所示（“＋”表示使用，“－”表示未使用），其余操作均正常，他们得到的实验结果对应的图中滤纸条依次为：　　　　　　。
试剂 甲 乙 丙 丁
无水乙醇 － ＋ ＋ ＋
水 ＋ － － －
CaCO3 ＋ ＋ － ＋
SiO2 ＋ ＋ ＋ －
（5）分离叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法，结果会出现不同颜色的4个同心圆，请写出①～④依次对应的色素名称。
归纳总结
1.实验操作中的关键步骤
（1）研磨要迅速、充分：研磨充分使叶绿体完全破裂，可提取较多的色素。
（2）滤液细线要求：不仅要求细、直、齐，而且要求含有较多的色素，所以应待滤液干后再画一到两次。
（3）滤液细线不能触及层析液，否则色素会溶解到层析液中，使滤纸条上得不到色素带。
2.绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
1.某生物探究小组以红色苋菜叶片为实验材料，用无水乙醇提取叶片中的色素，如图甲、乙两组分别是以层析液和蒸馏水分离色素得到的结果。已知植物花青素易溶于无水乙醇和蒸馏水，不溶于层析液中，光合色素不溶于蒸馏水。下列叙述错误的是（　　）
A.提取色素过程中加入二氧化硅的目的是使研磨充分
B.甲组滤纸条从上往下第三条色素带的颜色是蓝绿色
C.层析后乙组滤液细线处的颜色是无色
D.紫红色的花青素分布在液泡中，乙组滤液细线上方的色素带的颜色是紫红色
2.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.②和③的总含量约占光合色素总量的3/4
B.实验中常用纸层析法提取这些色素
C.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上
D.①在光波长小于400 nm时也可能有吸收波峰
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。
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.叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础
（1）在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的　　　　　　。
（2）在　　　　　　上和　　　　　　中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
（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。（　　）
探究　恩格尔曼的实验过程
请结合教材P100～101中恩格尔曼实验，回答问题：
（1）恩格尔曼的第一个实验
①该实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点是：水绵的叶绿体呈　　　　　　分布，便于观察；用需氧细菌可确定　　　　　　的部位。
②完全暴露在光照下，需氧细菌分布在叶绿体所有的受光部位，这组实验的设计目的是什么？
③上面两组实验都要求在黑暗且隔绝空气的条件下进行，为什么？
（2）恩格尔曼的第二个实验：在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？
（3）如图是恩格尔曼实验装置改装示意图。光线通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围需氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。
1.下列事实或依据中，不能支持叶绿体是光合作用的场所这一结论的是（　　）
A.类囊体堆叠形成基粒，增大叶绿体的膜面积
B.类囊体的薄膜上分布着许多吸收光能的色素分子
C.叶绿体具有膜结构，能把叶绿体与细胞质基质分隔开
D.类囊体薄膜和叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶
2.（2025·黑龙江哈尔滨期末）科学家用水绵进行了如下实验：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气和光照的条件下一段时间，然后用极细的光束照射水绵不同部位，观测到一些部位有需氧细菌积聚，另一些部位则没有需氧细菌积聚（如图所示）。由此得出的结论是（　　）
A.光合作用产生淀粉，场所是叶绿素
B.光合作用产生氧气，场所是叶绿体
C.光合作用产生淀粉，需要水
D.光合作用产生氧气，需要二氧化碳
1.下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，错误的是（　　）
A.加入CaCO3是为了防止色素被破坏
B.加入SiO2有利于破坏叶肉细胞
C.分离色素时塞紧试管口是为了防止层析液的挥发
D.滤纸条上的滤液细线中的色素越少越有利于色素分离
2.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，有同学得到如图所示的滤纸条（①～④代表色素带）。下列分析正确的是（　　）
A.提取时若未加入二氧化硅，会导致③④两种色素因被破坏而颜色变浅
B.若所有色素带宽度均大幅变窄，可能原因是研磨时加入无水乙醇过量
C.实验所用材料可以是洋葱鳞片叶外表皮
D.①在层析液中溶解度最小，且其主要吸收可见光中的蓝紫光
3.（2026·福建三明月考）“门前银杏如相待，才到秋来黄又黄”，秋冬季节银杏叶片变黄后极具观赏价值。某同学用滤纸条和层析液探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列叙述错误的是（　　）
A.叶片变黄的原因是温度降低，叶绿素被降解，类胡萝卜素所占比例上升
B.两组滤纸条可置于同一烧杯中层析
C.预期黄叶组的叶绿素相对含量较少
D.胡萝卜素在层析液中的溶解度最小
4.为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和需氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，并放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，错误的是（　　）
A.在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成不同波长的光
B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C.用需氧细菌起指示作用
D.水绵细胞内呈螺旋带状分布的叶绿体有利于实验现象的观察
5.（2026·湖北武汉月考）如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上层析分离的情况，下列叙述正确的是（　　）
A.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发，加入层析液是为了提取色素
B.若选用同种但失绿变黄的叶片，色素含量可能是（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.甲和乙主要吸收蓝紫光，丙和丁主要吸收红光和蓝紫光
第1课时　捕获光能的色素和结构
知识点一
主干梳理
1.（1）①无水乙醇　②溶解度　随层析液在滤纸上扩散得快
（2）
（3） SiO2和CaCO3　 无水乙醇　 单层尼龙布　 棉塞
重复画1～2次　 胡萝卜素　 叶黄素　 叶绿素a　 叶绿素b
2.3/4　1/4　叶绿体
3.可见光　红光和蓝紫光　蓝紫光
边角叩问
1.（1）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　（2）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
2.可见光
概念辨析
（1）×　（2）×
（3）×　提示：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。
（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。
重难探究
（1）使研磨更充分　防止研磨中色素被破坏　无水乙醇　（2）防止色素带不整齐　细、齐、直，还要重复画几次　（3）色素会被层析液溶解，不能在滤纸上扩散　（4）②④①③　（5）①胡萝卜素　②叶黄素　③叶绿素a　④叶绿素b
即学即练
1.C　提取绿叶中的色素时，加入二氧化硅的目的是使研磨充分，A正确；由题图分析可知，甲组滤纸条从上往下第三条色素带含有的色素是叶绿素a，颜色是蓝绿色，B正确；乙组是用蒸馏水分离色素，光合色素不溶于蒸馏水，故滤液细线处的颜色是深绿色，C错误；紫红色的花青素分布在液泡中，为水溶性，因此乙组滤液细线上方的色素带的颜色是紫红色，D正确。
2.A　绿叶中色素总量中，叶绿素（②叶绿素b＋③叶绿素 a）约占3/4，类胡萝卜素（①）约占1/4，A正确；纸层析法是分离色素的方法，提取色素常用无水乙醇（或丙酮），B错误；叶绿素（②③）主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，不是内膜，C错误；波长小于400 nm的光属于紫外光，光合作用所利用的光都是可见光，波长是400～760 nm，因此无吸收波峰，D错误。
知识点二
主干梳理
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）色素分子　（2）类囊体薄膜　叶绿体基质
概念辨析
（1）×　（2）×　（3）×　（4）√　（5）×
重难探究
（1）①螺旋带状　释放氧气多
②提示：和装置1进行对照，明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。
③提示：排除氧气和光对实验结果的干扰。
（2）提示：光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，因此需氧细菌在此区域分布。
（3）提示：光线通过叶绿体色素提取液后，红光和蓝紫光被吸收，水绵光合作用微弱，产生O2较少，因此需氧细菌分布无显著变化。
即学即练
1.C　许多类囊体堆叠形成基粒，增大叶绿体的膜面积，为光反应过程所需要的色素和酶的附着提供了广阔的膜面积，因而叶绿体可作为光合作用的场所，A不符合题意；类囊体的薄膜上分布着许多吸收光能的色素分子，因而可以作为光反应的场所，B不符合题意；叶绿体有双层膜结构，能把叶绿体与细胞质基质分隔开，这不支持叶绿体是光合作用的场所，C符合题意；类囊体薄膜和叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶，因此叶绿体可以作为光合作用的场所，D不符合题意。
2.B　由题图可知，需氧细菌主要集中分布在极细光束照射的叶绿体附近，说明该部位产生了O2，即进行了光合作用，由此可推知光合作用的场所为叶绿体，光合作用产生氧气。题述实验未体现光合作用产生淀粉和光合作用所需要的原料。
【随堂热练】
1.D　色素的量合适才能使分离效果明显，故D错误。
2.B　二氧化硅的作用是使研磨更充分（增加色素提取量），若未加二氧化硅，会导致色素提取量减少（所有色素带颜色变浅），不会单独破坏③④，A错误；无水乙醇是提取色素的溶剂，若研磨时加入过量无水乙醇，会导致色素浓度降低，分离后所有色素带的宽度（代表色素含量）都会大幅变窄，B正确；洋葱鳞片叶外表皮不含叶绿素，无法用于提取绿叶中的光合色素。实验材料应选绿叶（如菠菜叶）， C错误；①是胡萝卜素，在层析液中溶解度最大（随层析液扩散最快，位于滤纸条最上方）；胡萝卜素主要吸收蓝紫光，D错误。
3.D　银杏叶片变黄的原因是温度降低，叶绿素被降解，而类胡萝卜素比较稳定，类胡萝卜素所占比例相对上升，从而使叶片呈现黄色，A正确；两组滤纸条可以同时放入同一烧杯中层析，这样能在相同环境条件下（如温度、层析液挥发速度）进行对比实验，便于直接比较绿叶和黄叶的色素差异，B正确；黄叶是因叶绿素分解导致类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）占比升高，故黄叶组叶绿素相对含量显著低于绿叶组，C正确；胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，D错误。
4.A　该实验的自变量是光的有无，并不是光的波长，A错误。
5.B　提取色素时加入碳酸钙是为了防止研磨中色素被破坏，加入无水乙醇是为了提取色素，A错误；失绿变黄的叶片叶绿素含量较低，所以色素含量可能是（甲＋乙）＜（丙＋丁），B正确；四种色素都能溶解在层析液中，丁扩散距离最远，说明丁（胡萝卜素）色素的溶解度最大，C错误；甲为叶绿素b，乙为叶绿素a，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素，所以甲和乙主要吸收红光和蓝紫光，丙和丁主要吸收蓝紫光，D错误。
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