10 必修1 第二单元 第10讲 捕获光能的色素和结构-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习教师用书（人教版）

该高中生物学讲义围绕捕获光能的色素和叶绿体结构两大核心考点，按“色素种类与功能—叶绿体结构与功能—实验探究”逻辑层次展开，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生构建“结构与功能观”知识网络，突破色素提取分离实验难点，体现复习的系统性和针对性。 讲义融合科学思维与探究实践，创新采用“实验异常分析+演绎推理”教学法，如设计“光照对韭菜叶绿素合成影响”实验，引导学生分析滤纸条色素带差异，提升实验设计与结果分析能力。设置基础巩固与能力提升分层练习，配合真题感悟即时反馈，助力学生高效突破考点，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第10讲　捕获光能的色素和结构 　实验：绿叶中色素的提取和分离。 考点1　捕获光能的色素和结构 一、捕获光能的色素 1．绿叶中色素的种类和颜色 色素的种类 色素的颜色 叶绿素 叶绿素a 蓝绿色 叶绿素b 黄绿色 类胡萝卜素 叶黄素 黄色 胡萝卜素 橙黄色 2.绿叶中色素的吸收光谱及其分析 由图可以看出： 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 1．叶绿体的结构 光合色素分布于类囊体膜上。光合作用的酶分布于叶绿体基质、类囊体膜。 叶绿体内有基粒和类囊体的意义是极大地扩展了受光面积。 2．叶绿体的功能：进行光合作用的场所。 3．叶绿体中色素的功能：吸收、传递、转化光能。 4．叶绿体功能的实验验证 (1)资料1(必修1 P100) ①实验者：德国科学家恩格尔曼。 ②实验结论 叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧； 叶绿体主要吸收红光和蓝紫光。 (2)资料2(必修1 P101)：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。该资料说明光合作用的有关生化反应在叶绿体中进行。 (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色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 (必修1 P100～101“思考·讨论”)恩格尔曼实验设计的巧妙之处 (1)实验材料用水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察，用需氧细菌可确定释放氧气的部位。 (2)没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。 (3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对比实验。 (4)临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 1．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光。(　√　) 2．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(　×　) 提示：叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。 3．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。(　×　) 提示：叶片黄化，说明叶绿体中的叶绿素减少，所以吸收红光减少。 4．光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(　×　) 提示：叶绿体基质中有酶分布，但没有色素。 5．没有叶绿体，细胞不能进行光合作用。(　×　) 提示：蓝细菌细胞中没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。 1．一般植物的叶片在春夏季节为绿色，而在秋季呈现黄色。出现这一现象的原因是春夏季节叶片中的叶绿素含量较多，叶绿素对绿光吸收较少，绿光大部分被反射出来，所以叶片会呈现绿色。而到了秋季，气温降低导致叶绿素被破坏，而类胡萝卜素比较稳定，叶片中主要是类胡萝卜素，故而呈现黄色。 2．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。 实验思路：将一部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，另一部分韭菜幼苗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。 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。 光合色素的种类和作用 1．下图是绿色植物光合作用过程中叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱图。据图分析下列叙述正确的是 (　　) A．c为类胡萝卜素，它在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B．叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，而不吸收绿光，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色 C．可根据绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同来提取色素 D．胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，叶绿素b在层析液中的溶解度最小 D　[c为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，几乎不吸收红光，所以几乎不能利用红光来合成光反应中的ATP，A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，叶绿素和类胡萝卜素对绿光吸收最少而被反射出来，所以叶片呈现绿色，B错误；根据绿叶中的色素可溶解在无水乙醇中来提取，根据色素在层析液中的溶解度不同来分离色素，C错误；胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，色素带位于滤纸最上端，叶绿素b在层析液中的溶解度最小，色素带位于滤纸最下端，D正确。] 2．在适宜条件下对黄瓜施以不同氮含量的肥料，测定不同生育期叶片中叶绿素含量，结果如下表所示。由数据可知，下列推测或叙述错误的是(　　) 氮含量/ (kg·hm－2) 叶绿素含量/(mg·g－1) 苗期 开花坐果期 盛果期 末果期 100 3.38 7.30 9.52 7.12 180 3.38 7.53 11.37 7.88 360 3.48 8.06 12.31 8.34 540 3.54 7.23 11.48 9.62 A．叶片中叶绿素含量常用来表征作物的生长状况 B．叶绿素含量随着生育期的推进呈现先增加后下降的趋势 C．肥料中氮含量越高，越有利于黄瓜叶片中叶绿素的形成 D．盛果期叶绿素含量较高可能与有机物在果实中积累有关 C　[叶片中叶绿素含量与光合作用有关，叶片中叶绿素含量水平是反映作物生长的重要指标，A正确；据表格数据可看出叶绿素含量随着生育期的推进呈现先增加后下降的趋势，B正确；由表格数据可知，在一定范围内，随着肥料中氮含量的增加，叶片中叶绿素的含量增加，但当含氮量超过一定浓度后，叶绿素的含量反而下降，即并不是肥料中氮含量越高越有利于黄瓜叶片中叶绿素的形成，C错误；盛果期叶绿素含量较高，光合作用合成的有机物较多，这可能与有机物在果实中积累有关，D正确。] 　影响叶绿素合成的因素 叶绿体的结构和功能 3．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　[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。] 考点2　(探究·实践)绿叶中色素的提取和分离 一、实验原理 二、实验步骤 三、实验结果 绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析 1．(2024·广东卷)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　[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，应选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；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；由于滤纸条不会相互影响，层析液成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确；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·贵州卷)为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法(一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是(　　) A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 D　[提取光合色素加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确；由于不同色素在层析液中溶解度不同，因此在滤纸上的扩散速度不同，从而达到分离的效果，这是纸层析法，B正确；不同光合色素颜色不同，因此光合色素相对含量不同可使叶色出现差异，叶绿素多使叶片呈现绿色，而秋季类胡萝卜素增多使叶片呈黄色，C正确；叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光，所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量，D错误。] 3．为研究光照强度对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶绿体色素，用层析液进行纸层析，下图是滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述错误的是 (　　) A．色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收蓝紫光和红光 B．条带位置反映色素在层析液中溶解度大小 C．增加类胡萝卜素有利于该植物抵御强光照 D．推测幼苗叶片中叶绿素的合成不需要光照 D　[Ⅲ是叶绿素a、Ⅳ是叶绿素b，二者主要吸收可见光中的红光和蓝紫光，A正确；层析的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸条上的扩散速度快(位于滤纸条上方)，反之则慢，故条带位置反映色素在层析液中溶解度大小，B正确；从条带结果看，强光照和正常光照相比，叶绿素含量明显降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照，C正确；幼苗叶片中叶绿素的合成需要光照，D错误。] 1．(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　[氮元素和镁元素都是构成叶绿素分子的必需元素，A正确；光合色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，C正确；叶绿体中的色素在层析液中溶解度越高，扩散得越快，D错误。] 2．(2023·江苏卷)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 B　[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；画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若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，C错误；花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。] 3．(2024·湖南卷节选)钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： (1)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生　　　　　；光能转化为电能，再转化为　　　　　中储存的化学能，用于暗反应的过程。 (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量　　　　　，从叶绿素的合成角度分析，原因是___________________________________________________________ _____________________________________________________________________(答出两点即可)。 解析：(1)植物光反应过程中水分解会产生O2和H＋，H＋和NADP＋结合产生NADPH。该过程中光能转化为电能，电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。(2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低，其原因是钾参与酶活性的调节，缺钾会降低叶绿素合成相关酶的活性；钾参与渗透调节，缺钾会影响细胞渗透压，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，而Mg和N是合成叶绿素的原料，因此最终会影响叶绿素的合成。 答案：(1)O2和H＋　ATP和NADPH　(2)降低　缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低；缺钾会影响细胞的渗透调节，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，使叶绿素合成减少 4．(2023·海南卷)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　　　　；用纸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)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　　　　h/d，判断该光源是最佳补光光源的依据是_________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (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)。 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b，二者统称为叶绿素。用纸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一条和第二条。(2)根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光＋蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光＋蓝光光源组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6 h/d时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6 h/d。(3)本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，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 h，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。 答案：(1)叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b)　一和二 (2)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　(3)将生长状况相同的火龙果分三组，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 h，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 5．(2023·全国甲卷)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题： (1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是　　　　　　　　　　(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在　　　　　　上，其中类胡萝卜素主要吸收　　　　(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是__________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：(1)植物细胞器的分离可以采用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体薄膜上，光合色素中的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。(2)光合作用的光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料，所以无法形成糖。(3)本题主要考查光合作用产物有淀粉，且存在于叶绿体中，需要将叶绿体提取出来并检测其中的淀粉，具体见答案。 答案：(1)差速离心法　类囊体薄膜　蓝紫光　(2)黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的ATP和NADPH，所以无法形成糖　(3)实验思路：将生长状况良好且相同的植物叶片暗处理一昼夜后分为甲、乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境条件相同的黑暗条件下，一段时间后，将叶片脱色，然后用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，制成匀浆，分别加入碘液后观察。预期结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生 课时分层作业(十) (建议用时：45分钟；本试卷共60分。单项选择题每小题3分，不定项选择题每小题5分) 1．下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是(　　) A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能 B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a C．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与 D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用 B　[胡萝卜素不能吸收红光，B错误。] 2．右图是小明利用新鲜菠菜叶做“新鲜菠菜叶片内叶绿体中色素的提取和分离”实验的实验结果，老师认为实验结果不理想，则产生此结果最可能的原因是(　　) A．误用蒸馏水作提取液和层析液 B．研磨时未加入SiO2 C．实验材料自身有问题 D．研磨时未加入CaCO3 D　[误用蒸馏水作提取液和层析液，会导致没有色素带出现，A不符合题意；研磨时未加入SiO2，会导致各色素相对含量低，B不符合题意；实验中用的是新鲜菠菜叶，是很好的实验材料，C不符合题意。] 3．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．类胡萝卜素和叶绿素都主要吸收红光 B．实验结果说明无光照或光照不会影响类胡萝卜素的合成 C．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 D．海带通常呈现褐色与其光合色素对光能的捕获有关 A　[类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；两个实验条件下类胡萝卜素含量相同，说明无光照或光照不会影响类胡萝卜素的合成，B正确；SiO2可使研磨更充分，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，C正确；海带通常呈现褐色与其光合色素对光能的捕获有关，D正确。] 4．下图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱，以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。下列叙述错误的是(　　) A．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 B．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 C．植物进行光合作用时，C5总量的变化趋势与作用光谱基本一致 D．温度、CO2浓度等因素能影响作用光谱的吸收值 C　[图中横坐标为波长，纵坐标为吸收值，叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，A正确；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，因此，叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，B正确；植物进行光合作用时，O2释放量的变化趋势与作用光谱基本相同，而由于C5的利用和合成处于动态平衡中，因此C5总量基本不变，C错误；温度、CO2浓度等因素能影响光合作用，从而影响作用光谱的吸收值，D正确。] 5．光是绿色植物正常生命活动的必需条件，植物吸收不同颜色(波长)的光可产生不同的效果。下列相关说法错误的是(　　) A．分布在叶肉细胞叶绿体和液泡中的色素可影响叶片颜色 B．黑暗条件下萌发生长的玉米幼苗不含有叶绿素，不能吸收红光 C．离体叶绿体悬浮液在适当条件下照红光会发生放氧反应 D．蓝光能参与光合作用，也可作为信号调节植物生长发育 B　[色素存在于叶绿体和液泡中，故分布在叶肉细胞叶绿体和液泡的色素可影响叶片颜色，A正确。植物具有接受光信号的分子，如光敏色素，主要吸收红光和远红光，B错误。叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素可以吸收红光和蓝紫光，因此离体叶绿体悬浮液在适当条件下照红光会进行光合作用释放氧气，C正确。叶绿素和胡萝卜素都能吸收蓝紫光，因此蓝光能参与光合作用；光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程，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(　　) 项目 15 d 45 d 75 d 对照 2.98 2.87 2.98 pH 5.6 2.87 2.99 3.45 pH 4.0 2.87 2.76 1.97 pH 2.5 2.82 2.17 1.64 A．光反应与类囊体薄膜上的光合色素和膜蛋白有关 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的溶液处理时，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 B　[酶的化学本质是蛋白质，光合色素和与光反应有关的酶就分布在类囊体薄膜上，因此光反应与类囊体薄膜上的光合色素和膜蛋白有关，A正确；绿叶中色素的提取时常用无水乙醇作提取液，分离时常用层析液，B错误；据表格可知，当酸雨pH小于4时，叶绿素含量变化明显，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；据表格可知，当使用pH为5.6的溶液处理时，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，D正确。] 7．(不定项)右图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述正确的是(　　) A．①和②均为选择透过性膜 B．③上分布着与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最多 C．③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋时这些色素都无法合成 D．在③上形成的产物NADPH和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量 AD　[①和②分别为叶绿体的外膜和内膜，膜结构均具有选择透过性，A正确；③为类囊体，其上分布着与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少，所以叶片一般为绿色，B错误；叶绿素中含Mg2＋，胡萝卜素、叶黄素中不含Mg2＋，C错误；在类囊体上形成的产物NADPH和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量，D正确。] 8．(不定项)生物兴趣小组为探究在适度补水的条件下某叶片光合色素含量的变化，进行了相关实验，结果如下表(单位：mg/g)，下列说法正确的是(　　) 组别 实验条件 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 甲 自然条件 0.37 0.45 0.12 乙 适度补水 1.14 0.53 0.12 A．该实验为对照实验，其中甲组是对照组，乙组是实验组 B．叶绿素主要吸收蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光 C．光合色素主要存在于绿色植物叶肉细胞，还可存在于其幼嫩的茎和果实的部分细胞 D．据表推测：其余条件相同且适宜，在适度补水的条件下，植物能提高光合作用速率 ACD　[由实验处理情况可知，甲组为自然条件下的结果，乙组进行了适度补水的处理，则甲组为对照组，乙组为实验组，A正确；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，B错误；光合色素位于叶绿体中，叶绿体主要存在于绿色植物叶肉细胞，还可存在于其幼嫩的茎和果实的部分细胞，C正确；由表格数据可知，在适度补水条件下，叶绿素的含量增加，能提高植物的光合作用速率，D正确。] 9．(12分)1880年，德国科学家恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌X的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵探究叶绿体的功能。某实验小组根据恩格尔曼在探究叶绿体的功能实验的基础上进一步开展探究实验，将载有水绵和好氧细菌X的临时装片放置在密闭且透明的小室中，再用自然光透过三棱镜照射临时装片，细菌X在不同光区的聚集情况如下图所示。请回答下列问题： (1)恩格尔曼选用水绵和好氧细菌作实验材料探究叶绿体的功能是取得成功的重要原因之一，理由是________________________________________________ ___________________________________________________________________。 首先将临时装片放在没有空气的黑暗环境中，目的是________________________ __________________________________。 (2)假如要测培养液中水绵等生产者单位时间内的总光合作用速率，利用黑白瓶法测得结果为初始溶氧量为A，经M小时光照后，白瓶溶氧量为B，黑瓶溶氧量为C，则总光合作用速率为________________。 (3)根据实验结果分析，细菌X主要密集分布在波长为400～450 nm和650～700 nm的光区，原因是________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)有另外的实验小组从绿叶中提取了类胡萝卜素，请设计一组实验来验证类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(用以上实验为对照组，补充完整以下实验方案) 实验步骤：在三棱镜之前放置装有足够量____________________的试管，再用自然光透过试管和三棱镜照射载有水绵和好氧细菌的临时装片。 预期结果：与对照组相比，若____________________________________ _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________，则可验证类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 解析：(1)水绵细胞中的叶绿体呈螺旋带状分布，自然形成对照；好氧细菌聚集的部位代表氧气丰富，指示光合作用的场所。将临时装片放在没有空气的黑暗环境中，使好氧细菌X均匀分布，避免对实验结果造成干扰。(2)总光合速率＝(白瓶溶氧量－黑瓶溶氧量)/光照时间。(3)水绵光合色素主要吸收红光(650～700 nm)和蓝紫光(400～450 nm)进行光合作用，在这些光区产生的氧气相对较多，所以好氧细菌主要密集分布在此区。(4)自然光透过装有类胡萝卜素提取液的试管时，蓝紫光被吸收，使水绵主要吸收红光进行光合作用，在650～700 nm光区产生氧气相对较多，细菌X在此区域密集分布。 答案：(1)水绵细胞中的叶绿体呈螺旋带状分布，自然形成对照；好氧细菌聚集的部位代表氧气丰富，指示光合作用的场所　使好氧细菌X均匀分布 (2)(B－C)/M　(3)水绵光合色素主要吸收红光(650～700 nm)和蓝紫光(400～450 nm)进行光合作用，在这些光区产生的氧气相对较多，所以好氧细菌主要密集分布在这些光区　(4)类胡萝卜素提取液　实验组细菌X主要密集分布在波长为650～700 nm的光区 10．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(　　) 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 D　[题图中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，绿光被反射出来，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。] 11．为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是 (　　) 叶绿素种类 二氧化硅颗粒大小/目 0 20 50 100 200 叶绿素a/(mg·g－1) 0.25 0.53 0.61 0.48 0.47 叶绿素b/(mg·g－1) 0.16 0.08 0.09 0.11 0.12 A．提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂 B．加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益 C．据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多 D．若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小 B　[提取色素利用了光合色素易溶于有机溶剂的原理，A正确；与不加二氧化硅相比，加入二氧化硅对提取叶绿素a有益，对叶绿素b的提取则无益，B错误；据表可知，用50目的二氧化硅提取叶绿素时，提取到的叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)总量最多，C正确；加入碳酸钙可防止叶绿素被破坏，若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小，D正确。] 12．(14分)(2022·辽宁卷)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。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验： Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定 (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____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定 (3)研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。 酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。 粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和________。研磨时加入缓冲液的主要作用是________稳定。离心后的________为粗酶液。 (4)酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。 在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为________μmol·m－2·s－1(填具体数字)，强光照会________浒苔乙酶Y的活性。 解析：Ⅰ.(1)浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体类囊体的薄膜上。(2)由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。Ⅱ.(3)粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH的稳定。离心之后，酶主要分布在上清液中。(4)分析题图数据，在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1 800 μmol·m－2·s－1，中午强光照时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。 答案：Ⅰ.(1)类胡萝卜素　叶绿体类囊体的薄膜上　(2)下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光　Ⅱ.(3)酶变性　维持pH　上清液　(4)1 800　抑制 学科网（北京）股份有限公司 $$