第3章 第2节 第1课时 光合作用的探究历程与光合色素(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（苏教版2019）

第二节 光合作用——光能的捕获和转换 第1课时 光合作用的探究历程与光合色素 学习目标 1．说出光合作用的发现及研究历史。　　　 2．明确叶绿体中光合色素的种类和作用。　　　 3.学会提取和分离叶绿体中的光合色素的方法。 CONTENTS 目录 1 2 4 知识点(一)　解开光合作用之谜 知识点(二)　叶绿体与光能的捕获 课时跟踪检测 3 课堂小结与随堂训练 NO.1 知识点(一)　解开光合作用之谜 教材知识梳理 1．海尔蒙特的“柳树实验” (1)实验方法：_____研究法。只用收集到的_____给柳树浇水。 (2)实验结果：柳树苗长成大柳树，__________减少很少。 (3)实验结论：树木只要有___，就能生长发育。 定量 雨水 土壤质量 水 2．英格豪斯实验 (1)实验方法：把______的枝条放入水里。 (2)实验结果：绿叶只在______产生气体，在______不产生气体。 3．萨克斯实验 (1)实验过程：将暗处理过的叶片做部分______后放在光下，采用________处理叶片。 (2)实验结论：叶片在光下能产生______。 带叶 阳光下 黑暗处 遮光 碘蒸气 淀粉 4．鲁宾和卡门实验 (1)探究方法：______________。 (2)实验过程及结论 同位素标记法 水 5．卡尔文实验 (1)研究方法：同位素标记法，用14C标记CO2。 (2)研究结果：发现CO2被用于合成糖类等有机物的途径——______循环。 6．恩格尔曼的实验 (1)实验材料：水绵和_________。 水绵是一种藻类，常生活在淡水中，细胞中有一条或多条螺旋排列的____状叶绿体。 卡尔文 好氧细菌 带 (2)实验过程和结果 (3)实验结论 叶绿体中含有能有效地吸收利用_____和_____的物质，这些物质吸收的光与绿叶在光下产生______有关。 红光 蓝光 氧气 核心要点点拨 1．分析萨克斯的实验 实验过程 及现象 实验分析 ①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是叶片颜色变化。 ②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。 ③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件 续表 2．分析鲁宾和卡门的实验 3．总结恩格尔曼的实验巧妙之处 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和好氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰。 (3)设计的观测指标妙：通过观察好氧细菌的分布，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧气的部位。 (4)设计的实验对照妙：进行黑暗环境中局部光照和置于光下的对比实验，明确实验结果完全是光照引起的。还巧妙利用三棱镜，让不同颜色的光投射到水绵的带状叶绿体上，弄清了叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质。 [典例]　下列有关光合作用发现史的叙述，错误的是(　 ) A．萨克斯证明了绿色叶片在光下产生了淀粉 B．海尔蒙特的柳树实验证明植物生长的养料主要来自土壤 C．鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水 D．恩格尔曼选用水绵做实验证明叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质 经典考题探究 √ [解析]　萨克斯通过将暗处理过的叶片做遮光和照光的对照实验，证明了绿色叶片在光下产生了淀粉，A正确；海尔蒙特的柳树实验中，土壤质量减少量远小于柳树干物质增加量，证明植物生长的养料主要不是来自土壤，B错误；鲁宾和卡门用18O分别标记水和二氧化碳，进行对比实验，证明光合作用释放的氧气来自水，C正确；恩格尔曼选用水绵和好氧细菌做实验，证明叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质，D正确。 (一)澄清概念 1．判断下列叙述的正误 (1)光合作用释放的O2都来自水( ) (2)英格豪斯证明了植物在阳光下产生O2( ) 层级训练评价 √ × (3)萨克斯通过实验证明光照是光合作用的必要条件( ) (4)卡尔文用同位素标记法发现了卡尔文循环( ) (5)恩格尔曼利用水绵和好氧细菌进行实验，证明光合作用的放氧部位与叶绿体中的物质有关( ) √ √ √ (二)落实知能 2．恩格尔曼把载有水绵和好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部位；用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，大量好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。下列叙述错误的是(　 ) A．恩格尔曼的实验直接证明叶绿体中的物质能吸收光能用于产生氧气 B．好氧细菌利用水绵释放的氧气，在线粒体内完成有氧呼吸 C．用极细的光束照射叶绿体，分为光照部位和无光照部位，是一组对照实验 D．叶绿体中含有能有效地吸收红光和蓝光的物质 √ 解析：恩格尔曼的实验通过观察好氧细菌在水绵表面的分布，直接证明了叶绿体中的物质能吸收光能用于产生氧气，A正确；好氧细菌是原核生物，没有线粒体，B错误；用极细的光束照射水绵的叶绿体，光照部位和无光照部位形成一组对照实验，C正确；用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，大量好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，说明叶绿体中含有能有效地吸收红光和蓝光的物质，D正确。 3．[多选]鲁宾和卡门用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，然后进行两组实验：第一组向小球藻培养液提供H2O和C18O2；第二组向同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，分析了两组实验释放的氧气。卡尔文用小球藻做实验：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，探究CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。下列相关叙述正确的是(　 ) A．小球藻细胞和黑藻叶细胞最明显的区别是有无核膜 B．鲁宾和卡门的实验需通过检测同位素的放射性来追踪物质变化规律 C．鲁宾和卡门的实验中第一组和第二组释放氧气的相对分子质量比为8∶9 D．卡尔文实验发现了CO2被用于合成糖类等有机物的途径——卡尔文循环 √ √ 解析：小球藻细胞和黑藻叶细胞均属于真核细胞，二者均有核膜，A错误；18O不具有放射性，不能通过检测同位素的放射性来追踪物质变化规律，B错误；鲁宾和卡门的实验中，第一组释放的氧气为16O2，第二组释放的氧气为18O2，二者相对分子质量比为8∶9，C正确；卡尔文实验发现了CO2被用于合成糖类等有机物的途径——卡尔文循环，D正确。 NO.2 知识点(二)　叶绿体与光能的捕获 教材知识梳理 1．提取和分离叶绿体中的光合色素 (1)实验原理 ①提取：_________等有机溶剂能_____绿叶中的各种光合色素。 ②分离：色素在_________中的_________不同，因而在滤纸上的__________也有差异。 无水乙醇 溶解 层析液 溶解度 扩散速度 (2)实验步骤 步骤 方法 原因 提取 色素 ①选取新鲜叶片：色素含量高 ②加入少许二氧化硅和碳酸钙，作用分别是有助于___________、______________________ ③加入5 mL无水乙醇：________ 充分研磨 防止叶绿素分子被破坏 溶解色素 制备滤纸条 剪去两角：防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快 画滤液细线 滤液细线画得___、___：防止色素带重叠，待滤液干后，重复1～2次 分离色素 ①滤液细线不能触及层析液：防止色素溶于层析液中 ②烧杯加盖：防止层析液挥发 结果 滤纸条上自上到下依次出现橙黄色、黄色、_______和黄绿色四条色素带 细 直 蓝绿色 续表 微提醒：实验中的3个有关 (1)色素带的“条数”与色素的“种类”有关，出现4条色素带说明含有4种色素。 (2)色素带的“宽窄”与色素的“含量”有关，色素带越宽说明这种色素含量越多。 (3)色素的“扩散速度”与色素的“溶解度”有关，扩散速度越快说明这种色素在层析液中的溶解度越大。 2．叶绿体中光合色素的分布、种类及作用 (1)分布：叶绿体中的____________上。 类囊体膜 (2)种类、颜色与吸收光谱 种类 颜色 吸收光谱 叶绿素 叶绿素a _______ 主要吸收和利用______和____ 叶绿素b _______ 类胡 萝卜素 胡萝卜素 ________ 主要吸收________，还有保护____________________的作用 叶黄素 _______ 蓝绿色 黄绿色 蓝紫光 红光 橙黄色 黄色 蓝紫光 叶绿素免遭强光伤害 (3)作用：光合色素能吸收大部分的_______用于光合作用，但对______吸收最少，大部分______被反射出来，因而叶片呈现绿色。 可见光 绿光 绿光 核心要点点拨 1．归纳滤纸条上色素的分布和吸收光的种类 2．叶绿体中色素的提取和分离实验的异常现象分析 (1)收集到的滤液颜色过浅 ①未加二氧化硅，研磨不充分。 ②使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素(叶绿素)太少。 ③一次性加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低。 ④未加碳酸钙或加入过少，叶绿素分子被破坏。 ⑤过滤时未使用尼龙布，而是使用滤纸，导致色素吸附在滤纸上。 (2)滤纸条上色素带重叠：滤液细线画得过粗。 (3)滤纸条上色素带不直 ①滤纸条未剪去两角，滤液沿两侧扩散过快。 ②滤液细线画得不直。 (4)滤纸条上看不见色素带：滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。 3．分析叶绿体中色素的吸收光谱 (1)叶绿体中的色素只吸收可见光，不吸收不可见光。 (2)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，也吸收少量其他颜色的光。 (3)叶绿体中的色素很少吸收绿光，绿光被反射，所以大多数叶片看起来呈绿色。 [典例]　分析提取和分离叶绿体中的光合色素的实验步骤(见下图)，回答问题。 经典案例探究 (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，剪去两角的作用是__________________。画滤液细线的要求是细而直，还要重复画几次。 有助于充分研磨 防止叶绿素分子被破坏 无水乙醇 防止色素带不整齐 (3)色素分离时，关键应注意滤液细线不要触及层析液，为什么？ 提示：若二者相触及，则滤液细线中的色素会被层析液溶解，滤纸条上分离不到色素带。 (4)如果色素的分离实验装置如图所示，则： ①实验时应将滤液滴在a处还是b处？ 提示：a处。 ②在定性滤纸上会出现4个不同颜色的同心圆环(如图)，则图示a～d 依次是哪种色素？黄绿色和橙黄色是哪个环？ 提示：a—胡萝卜素；b—叶黄素；c—叶绿素a；d—叶绿素b。其中最里面的d环呈黄绿色，而最外面的a环为橙黄色。 (一)澄清概念 1．判断下列叙述的正误 (1)色素分离的原理是色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中( ) (2)研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇( ) (3)提取色素时，要缓慢充分的研磨叶片，以保证色素充分地释放出来( ) 层级训练评价 × √ × (4)分离色素时，在无水乙醇中溶解度越高的在滤纸条上的扩散速度越快( ) (5)色素分离后，滤纸条上从上而下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b( ) (6)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光( ) × × √ (二)落实知能 2．(2023·江苏高考)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是(　 ) A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B．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 C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 √ 解析：用有机溶剂提取色素时，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，虽可累积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确；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各色素的量，但该实验提取和分离色素的方法不能用于测定绿叶中各种色素含量，C错误；花青素存在于液泡中，易溶于水，其不溶于层析液，故用红色苋菜叶进行实验不能得到5条色素带，D错误。 3．如图分别为两种细胞器的部分结构示意图，其中分析错误的是(　 ) A．图a表示线粒体，其内膜面积比较大，增加了酶的附着位点 B．图b表示叶绿体，直接参与光合作用的膜上有色素的分布 C．植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体主要吸收了绿光 D．两图所示结构均含有DNA √ 解析：图a为线粒体，内膜向内折叠形成嵴，内膜面积比较大，增加了酶的附着位点，A正确；图b为叶绿体，类囊体膜上有光合色素和酶，直接参与光合作用，B正确；光合色素对绿光吸收很少，植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片反射了绿光，C错误；两图所示结构的基质中均含有少量DNA ，D正确。 4．(2024·苏州月考)如图是提取到的叶绿体中色素溶液的吸收光谱，图中的①②③代表不同色素。下列叙述正确的是(　 ) A．①②③在红光区吸收的光能可用于光合作用 B．用纸层析法分离光合色素时，②的色素带在滤纸条的最下面 C．提取绿叶中的色素时在研钵中加入CaCO3，是为了防止①被破坏 D．②和③可以保护①免遭强光伤害 √ 解析：①②③代表的光合色素分别是类胡萝卜素、叶绿素b和叶绿素a，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此②③在红光区吸收的光能可用于光合作用，A错误；用纸层析法分离光合色素时，滤纸条上的色素带由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，因此②的色素带在滤纸条的最下面，B正确；提取绿叶中的色素时在研钵中加入CaCO3，是为了防止叶绿素被破坏，C错误；类胡萝卜素可以保护叶绿素免遭强光伤害，D错误。 (三)迁移应用 5．浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。对浒苔进行了光合色素的提取、分离和含量测定实验，回答下列问题： (1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和________________。在细胞中，这些光合色素分布在_______________________________________________________。 (2)测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。 样品 叶绿素a/(mg·g－1) 叶绿素b/(mg·g－1) 上层 0.199 0.123 中层 0.228 0.123 下层 0.684 0.453 数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________________________________________________________。 答案：(1)类胡萝卜素　叶绿体的类囊体膜上　(2)下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获能满足自身所需的阳光 (四)科学探究 6.韭黄和韭菜分别是韭菜宿根在避光和充足光下生长形成的，探究光照对光合色素种类的影响，生物兴趣小组同学进行相关实验，得到如图所示结果。 (1)将长势基本一致的韭菜宿根随机均分为两份，一份在充足光下水培，另一份____________________________。若干天后，取等量的韭黄和韭菜叶片，进行色素提取与分离实验。 (2)提取色素时为了研磨充分应加入_______________________。 (3)图示实验结果是利用________法分离色素获得的，据此结果可以得出的实验结论是____________________________________。 (4)绿叶中的叶绿素是一种食品添加剂，但不宜加入酸性食物中，原因是______________________________________________。 解析：(1)该实验目的是探究光照对光合色素种类的影响，自变量是是否光照，因变量为色素种类。具体实验为将长势基本一致的韭菜宿根随机均分为两份，一份在充足光下水培，另一份置于黑暗(避光)条件下水培。若干天后，取等量的韭黄和韭菜叶片，进行色素提取与分离实验。(2)在提取色素时，加入少量二氧化硅(或石英砂)有利于充分研磨，使色素充分释放出来。 (3)图示结果为不同色素溶解于层析液后在滤纸条上迁移形成的色素带，说明图示结果是利用纸层析法分离得到。图中结果显示，在光照下，韭菜叶片中含有四种光合色素，从上至下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，而在黑暗条件下的韭黄叶片中只含有两种色素，分别是胡萝卜素、叶黄素。由此可得出的结论是两类叶绿素的合成均需要光照(或叶绿素的合成需要光照，类胡萝卜素的合成不受光照影响)。 (4)绿叶中的叶绿素是一种食品添加剂，但由于叶绿素结构不稳定，在酸性溶液中容易分解，故不宜加入酸性食物中。 答案：(1)置于黑暗(避光)条件下水培　(2)少量二氧化硅(或石英砂)　(3)纸层析　两类叶绿素的合成均需要光照(或叶绿素的合成需要光照，类胡萝卜素的合成不受光照影响)　(4)在酸性溶液中叶绿素容易分解 NO.3 课堂小结与随堂训练 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1．提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中。 2．分离色素的原理是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条上扩散得快，反之则慢。 3．层析后滤纸条上自上而下的四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。 4．叶绿素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。类胡萝卜素还有保护叶绿素免遭强光伤害的作用。 5．光合色素分布在叶绿体类囊体膜上，叶绿素是光合作用过程中的主要色素。 三、素养好题训练 1．(2024·无锡天一中学月考)下列有关科学史和科学研究方法的说法错误的是(　 ) A．卡尔文等用小球藻进行实验使用了放射性同位素标记法 B．萨克斯采用碘蒸气处理叶片的方法检测淀粉，确定叶片在光下能产生淀粉 C．鲁宾和卡门用放射性同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自CO2 D．恩格尔曼用水绵进行实验证明了叶绿体中的物质与氧气的产生有关 √ 解析：卡尔文等用小球藻进行同位素标记实验，A正确；萨克斯采用碘蒸气处理叶片的方法检测淀粉，确定叶片在光下能产生淀粉，B正确；鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水，且18O是稳定性同位素，不具有放射性，C错误；恩格尔曼用水绵进行实验，以好氧细菌为指示生物证明了叶绿体中的物质与氧气的产生有关，D正确。 2．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存在 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：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存在，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，叶绿素含量的变化直接影响光合速率，D正确。 3．将天竺葵放在暗处48 h后，选取两片大小相近、生长健壮的叶片A和B，按照右图连好装置(锥形瓶用软木塞和棉花封口密闭，氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳)，移到光下2～3 h，然后取下叶片A和B，脱色处理后，用碘液检验，下列相关叙述，错误的是(　 ) A．放在暗处48 h是为了消耗叶片中原有的淀粉 B．叶片A装置的作用是作为叶片B装置的对照 C．实验变量是锥形瓶内的气体中有无二氧化碳 D．实验结果是叶片B变蓝而叶片A不变蓝 √ 解析：天竺葵叶片中储存了有机物(如淀粉)，若不除去原有的淀粉会对实验结果造成影响，所以，将实验装置放在黑暗处48 h的目的是消耗叶片中原有的淀粉，以排除对实验的干扰，A正确；本实验的自变量是锥形瓶内的气体中有无二氧化碳，叶片A(清水组)装置的作用是作为叶片B(氢氧化钠组)装置的对照，B、C正确；淀粉遇碘溶液变蓝色，叶片B缺少二氧化碳，没有进行光合作用产生淀粉，滴加碘液不变蓝色，而叶片A有二氧化碳，进行光合作用产生淀粉，滴加碘溶液变蓝色，D错误。 4．(2024·徐州第七中学月考)科学家在验证红光和蓝紫光是叶绿体吸收的有效光时，先用氢气充满整个微室，然后用好氧细菌和水绵进行实验。下列相关推论不合理的是(　 ) A．氢气充满整个微室是为了保证实验在无氧环境中进行 B．好氧细菌聚集部位可以反映氧气的产生部位 C．科学家用水绵作实验材料是因为一个水绵细胞中有多个叶绿体 D．若用二氧化碳充满整个微室也能达到实验目的 √ 解析：用氢气充满整个微室是为了保证实验在无氧环境中进行，A正确；好氧细菌聚集部位可以反映氧气的产生部位，B正确；用水绵作实验材料是因为水绵细胞中有带状叶绿体，便于观察好氧细菌的分布，C错误；若用二氧化碳代替氢气充满整个微室也能营造无氧环境，从而达到实验目的，D正确。 课时跟踪检测 NO.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A级——基础综合练 1．下列关于高等植物细胞内色素的叙述错误的是(　 ) A．叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光 B．细胞内的各种色素都参与光合作用 C．细胞内的光合色素都分布在类囊体膜上 D．光合色素吸收的可见光中对绿光吸收最少 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 解析：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，A正确；叶绿体中的光合色素可以参与光合作用，但液泡中的色素不能参与光合作用，B错误；高等植物细胞光合作用发生在叶绿体内，相关光合色素都分布于类囊体膜上，C正确；光合色素能吸收大部分的可见光用于光合作用，但对绿光吸收最少，D 正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 2．下列关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的说法，不正确的是(　 ) A．研磨叶片时，加入碳酸钙可以保护叶绿素 B．色素带的宽窄反映了色素在层析液中的溶解度不同 C．最宽的色素带呈蓝绿色 D．若一次性加入大量的无水乙醇，可能会导致滤液中的绿色太浅 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：研磨叶片时，加入碳酸钙可以保护叶绿素不被破坏，A正确；色素带的宽窄反映了色素的含量，B错误；四条色素带中最宽的色素带是叶绿素a，呈蓝绿色，C正确；若一次性加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低，可能会导致滤液中的绿色太浅，D正确。 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 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 解析：叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿体中吸收光能的色素(叶绿素和类胡萝卜素)分布在类囊体薄膜上，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不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 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(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 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 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：四种色素中，丙和丁分别为叶黄素和胡萝卜素，主要吸收蓝紫光， A 正确； 四种色素均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。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 5．(2024·镇江调研)叶绿体是植物细胞中的重要结构，下列相关叙述不正确的是(　 ) A．散布在细胞质基质中的叶绿体，其形态和分布是静止不动的 B．叶绿体内膜和外膜的成分和结构相似，都具有选择透过性 C．叶绿体基粒由多个类囊体组成，极大地扩展了受光面积和色素附着面积 D．叶绿体基质中存在的少量DNA √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：叶绿体的形态和分布不是静止的，可随光照强度和光线方向的变化而变化，A错误；叶绿体的外膜、内膜均属于生物膜，都具有选择透过性，B正确；叶绿体基粒由多个类囊体组成，通过类囊体膜极大地扩展了受光面积和色素附着面积，C正确；叶绿体基质中含有少量DNA，D正确。 6．为探究酸雨对毛竹光合作用的影响，科研人员用不同浓度的溶液(模拟酸雨，SO和NO按一定比例配制而成)处理毛竹，下表是不同pH酸雨对叶绿素含量(mg/g)影响的结果。下列有关说法不正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4   对照 pH5.6 pH4.0 pH2.5 15天 2.98 2.87 2.87 2.82 45天 2.87 2.99 2.76 2.17 75天 2.98 3.45 1.97 1.64 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.毛竹可能对微酸环境较为适应 B．绿叶中色素的提取和分离常用无水乙醇作溶剂 C．当酸雨pH小于4.0时，毛竹光合速率会降低的原因可能跟色素含量的降低有关 D．当使用pH为5.6的溶液处理，叶绿素含量上升的原因可能是该溶液为植物提供了更多的无机盐 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由题表分析可知，较长时间处于pH5.6的微酸环境中毛竹的叶绿素含量有所增加，与pH为4.0和2.5时表现不同，说明毛竹可能对微酸环境较为适应，A正确；绿叶中色素提取时常用无水乙醇作提取液，分离时常用层析液进行分离，B错误；据表格可知，当酸雨pH小于4.0时，叶绿素含量较低，据此推测毛竹光合速率会降低的原因可能跟色素含量的降低有关，C正确；当使用pH为5.6的溶液处理，叶绿素含量上升，其原因可能是该溶液为植物提供了更多的无机盐，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 7.如图为叶绿体结构示意图，下列叙述错误的是(　 ) A．①具有选择透过性 B．吸收光能的色素分布在②上 C．叶片在可见光的照射下多数是绿色的与叶绿体有关 D．叶绿体具有双层膜，包括外膜和类囊体膜 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：图中结构①是叶绿体的外膜，由磷脂和蛋白质构成，在功能上具有选择透过性，A正确；光合色素分布于②类囊体膜上，具有吸收、传递和转化光能的作用，B正确；叶片在可见光的照射下多数是绿色的与叶绿体有关，C正确；叶绿体具有双层膜，包括外膜和内膜，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 8．(2024·淮安期末)恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将透过三棱镜的光照射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合速率快，则该种光有利于光合作用 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：好氧细菌向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。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 9．[多选]某同学在做“提取和分离叶绿体中的光合色素”的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的原因可能是(　 ) A．研磨不充分，色素未能充分提取出来 B．无水乙醇加入量太多，稀释了色素提取液 C．无水乙醇加得太少，色素未提取出来 D．未加CaCO3粉末，叶绿素分子部分被破坏 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：研磨不充分，色素提取量偏少，导致收集到的滤液绿色过浅，A正确；无水乙醇的作用是提取色素，若溶剂量太多，则色素的浓度降低，会导致收集到的滤液绿色过浅，若溶剂量太少，则色素的浓度很高，不会导致收集到的滤液绿色过浅，B正确，C错误；CaCO3的作用是防止叶绿素分子被破坏，未加CaCO3粉末，叶绿素分子被破坏，会导致收集到的滤液绿色过浅，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10．[多选]下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程，相关叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．提取叶绿体中色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同 B．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色 C．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域 D．在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响很大 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，所以能用层析液将四种色素分离，而提取色素是利用了无水乙醇可以溶解色素的原理，A错误；韭黄中基本没有叶绿素，结果①中共有的色素带是胡萝卜素和叶黄素，它们的颜色分别是橙黄色和黄色，B正确；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，所以结果②吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，C正确；碳酸钙可以保护叶绿素，而韭黄中几乎不含叶绿素，因此在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大， D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 11．(11分)中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响人们对食品的综合评价。某同学拟研究“绿色”食用色素，他以生长很快的水葫芦为材料进行如下实验： Ⅰ.提取叶绿素 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 Ⅱ.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 ℃)下进行实验，方法和结果如下表： 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 Y 10 绿色 ② 3.0 7.0 10 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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 请根据所学知识和实验结果，回答下列问题： (1)提取食用叶绿素时应该加入CaCO3和SiO2，目的分别是________________、__________________。 (2)表中Y处的pH应该为________，原因是__________________。 (3)若用作食用色素，天然叶绿素不适用于食品的pH为__________，因为____________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (4)若想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，检测方法是____________。主要步骤：①制备滤纸条；②____________________；③__________________；④观察色素带。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：(1)提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、SiO2(有助于充分研磨)和CaCO3(防止叶绿素分子被破坏)。(2)由表中信息可知，该实验以1.0作为pH梯度进行实验，所以Y为8.0。(3)由表格信息可知，pH为6.0时，叶绿素变成黄绿色，pH为5.0时，叶绿素已变成黄褐色，而已知叶绿素被破坏后会变成黄褐色，所以若用作食品色素，天然叶绿素不适用于pH小于6.0的食品，否则叶绿素会被破坏。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (4)可借鉴教材中色素的分离方法进行色素种类的鉴定，所以可采用纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画色素滤液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带。 答案：(1)防止叶绿素分子被破坏　有助于充分研磨　(2)8.0　以1.0作为pH梯度进行实验　(3)小于6.0　叶绿素会被破坏　(4)纸层析法　画色素滤液细线　用层析液分离色素 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 B级——应用创新练 12．绿眼虫是一种生活在水中的单细胞原生生物，含有呈星状的叶绿体。在光照下，绿眼虫可以通过光合作用制造副淀粉体(与淀粉相似，但不能与碘产生蓝色反应)；在黑暗环境中，可以摄入周围环境的有机养料满足生命活动的需求。下列说法错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．绿眼虫细胞中有以核膜为界限的细胞核 B．长时间生活在黑暗环境中的绿眼虫，颜色较浅 C．在充足光照条件下，绿眼虫周围水体中的溶氧量增加 D．可以用碘液直接对光照后的绿眼虫染色，若在显微镜下看不到蓝色颗粒，说明绿眼虫无光合产物积累 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：绿眼虫含有叶绿体，属于真核生物，有以核膜为界限的细胞核，A正确；叶绿素的合成需要有光照，黑暗条件下不能合成叶绿素，绿眼虫颜色变浅，B正确；在充足光照条件下，绿眼虫光合作用产生氧气的速率会大于呼吸作用消耗氧气的速率，使周围水体中的溶解氧含量增加，C正确；据题意可知，绿眼虫通过光合作用制造的副淀粉体与淀粉相似，但不能与碘产生蓝色反应，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 13．红叶李的叶片呈现红色，这与花青素有关，花青素为水溶性色素，也可用无水乙醇提取。某同学用红叶李叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于蒸馏水中进行层析，再在层析液中层析，过程及结果如图。下列相关叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．红叶李叶片色素的提取过程中需要加二氧化硅以防止色素被破坏 B．5号在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色，主要吸收蓝紫光 C．1号最可能为花青素，叶绿体的类囊体薄膜堆叠增大了其附着面积 D．色素提取液可浸润在蒸馏水中层析，而不可浸润在层析液中层析 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：加二氧化硅的目的是使研磨更充分，A错误；5号在层析液中的溶解度最大，最可能是胡萝卜素，其颜色为橙黄色，主要吸收蓝紫光，B正确；花青素在液泡内，C错误；色素提取液不能浸润到层析液和蒸馏水中层析，D错误。 14．[多选]为探究和开发天然食用色素，某研究小组取等量同一品种的红枣，在不同温度下用某种溶剂提取红枣中水溶性的红色素，用紫外光谱仪测定不同温度下提取液的吸光度(吸光度越大，红色素含量越高)，实验结果如图所示。下列分析不合理的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．不同品种红枣的红色素含量相同 B．提取红色素的较适宜温度在60～80 ℃之间 C．提取红枣中的红色素与提取光合色素的溶剂相同 D．实验目的是探究温度对红枣中红色素合成的影响 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：该实验选取的是同一品种红枣，未进行不同品种红枣红色素含量测定实验，故不能确定不同品种红枣的红色素含量是否相同，A错误；分析柱形图可知，用某种溶剂提取红枣中水溶性的红色素，在60～80 ℃之间红色素含量最高，B正确；光合色素是脂溶性色素，红枣中的红色素是水溶性的，所以提取红枣中的红色素与提取光合色素的溶剂不相同，C错误；实验目的是探究温度对红枣中红色素提取量的影响，D错误。 本课结束 实验过程 H2O＋CO2→植物→18O2； H2O＋C18O2→植物→O2 实验结论 光合作用释放的O2来自水 实验分析 设置了对照实验，自变量是标记物质(H2O和C18O2)，因变量是O2中18O的有无 $$