第二单元 第11课时 捕获光能的色素和结构及探索光合作用的经典实验（课件PPT）-【高考领航】2026年高考生物大一轮复习学案

第11课时　捕获光能的色素和结构及探索光合作用的经典实验 返回 ‹#› 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。　2.活动：绿叶中色素的提取和分离。 返回 ‹#› 1 考点一　 2 考点二　 4 限时规范训练 栏 目 导 引 3 真题感悟/考教衔接 返回 ‹#› 1．绿叶中色素的提取和分离 考点一 实验技能储备 有机 层析液 高 返回 ‹#› 二氧化硅 碳酸钙 扩散均匀 返回 ‹#› 橙黄色 叶黄素 黄色 叶绿素a 蓝绿色 黄绿色 返回 ‹#› 2．色素的分布和作用 (1)分布：叶绿体____________上。 (2)作用：吸收、传递、转化光能。 (3)绿叶中色素的吸收光谱及其分析 由图可以看出 类囊体薄膜 400～760 nm 可见光 红光和蓝紫光 蓝紫光 返回 ‹#› 1．色素可以用无水乙醇进行分离。( ) 2．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。( ) 3．叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光。( ) 4．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。( ) 教材细节诊断 × × × × 返回 ‹#› 实验异常现象分析 返回 ‹#› 返回 ‹#› 考向1　色素的提取和分离实验 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　 返回 ‹#› 解析：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，选择新鲜程度相同的绿叶和黄叶分开研磨，A错误；光合色素是脂溶性的物质，不溶于水而溶于无水乙醇，常用无水乙醇作为提取液提取光合色素，B错误；两组滤纸条在同一烧杯中层析可以保持无关变量一致，减少实验误差，C正确；层析液中含有毒性的挥发性物质，不可直接倒入下水道，D错误。 返回 ‹#› 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　 返回 ‹#› 解析：D　叶片研磨时加入碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏，A正确；绿叶中的色素不止一种，不同的色素在层析液中的溶解度不同，它们在滤纸条上扩散的速度也不同，故可以采用纸层析法分离提取液中的色素，B正确；绿叶中不同色素呈现不同颜色，叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色，胡萝卜素为橙黄色，叶黄素为黄色，光合色素相对含量不同可使叶色出现差异，如叶绿素含量/类胡萝卜素含量的值高时，叶片呈绿色，该值低时叶片发黄，C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，因此使用蓝紫光波段测定的为叶绿素和类胡萝卜素的总含量，D错误。 返回 ‹#› 考向2　色素的种类和作用 3．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。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。下列相关叙述正确的是(　　) A．图中②和③主要分布在叶绿体的 内膜上 B．光合作用中①主要吸收红光和蓝 紫光 C．植物叶片呈现绿色是由于②③主要吸收绿光 D．弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用 D　 返回 ‹#› 解析：D　图中②表示叶绿素b、③表示叶绿素a，②③分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，B错误；植物叶片呈现绿色是由于叶片中含有叶绿体，叶绿体中含有绿色的叶绿素(②③)，叶绿素吸收绿光很少，反射绿光使得叶片呈绿色，C错误；结合题意“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”可知，弱 光下②(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。 返回 ‹#› 1．叶绿体的结构和功能 考点二 叶绿体的结构和功能及探索光合作用的经典实验历程 返回 ‹#› 椭球形 球形 双层膜 基质 暗反应 类囊体 色素 光合作用 被光束照射到的部位 所有受光部位 返回 ‹#› (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____________分布，便于观察，用需氧细菌可确定____________的部位。 (2)没有空气的黑暗环境排除了____________的干扰。 (3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为__________和__________的部位，相当于一组对比实验。 (4)临时装片____________与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 螺旋带状 释放氧气 氧气和光 有光照 无光照 局部曝光 返回 ‹#› 2．探索光合作用的部分实验 年份 科学家 发现 19世 纪末 — 科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖 1928 年 — 发现______对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过__________转化成糖 甲醛 光合作用 返回 ‹#› 年份 科学家 发现 1937 年 英国植物学家希尔 离体叶绿体在适当条件下发生____________________的化学反应称作希尔反应 1941 年 美国科学家鲁宾和卡门 用____________的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O： HO＋CO2→植物→________； H2O＋C18O2→植物→____ 水的光解、产生氧气　 同位素示踪 18O2 O2 返回 ‹#› 年份 科学家 发现 1954 年 美国科学家阿尔农 在光照下，叶绿体可合成________。1957年，他发现该过程总是与__________相伴随 20世 纪40 年代 美国科学家卡尔文 利用__________________法，用经过14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪__________________，探明了CO2中的碳转化为有机物的途径 ATP 水的光解 放射性同位素标记 放射性14C 的去向 返回 ‹#› 1．光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。( ) 2．希尔实验证明了水的光解和糖的合成不是同一个化学反应。( ) 3．鲁宾和卡门实验和卡尔文实验都采用了放射性同位素标记技术。( ) 教材细节诊断 × √ × 返回 ‹#› 光照下，卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，实验思路是___________________________________________________________________________________________________________________________。 不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物 返回 ‹#› 某同学以菠菜的绿叶为材料，制备了完整叶绿体悬浮液，并均分为两组，进行如下实验： 组别 加入物质 条件 实验现象 A组 DCPIP 溶液 适宜温度和光照等条件 产生气泡，DCPIP溶液变为无色 B组 适量磷酸、 NaHCO3 (CH2O)/C3比值增高 注：DCPIP氧化态为蓝紫色，被还原后为无色。 返回 ‹#› (1)A组气泡中成分是______，DCPIP溶液由蓝紫色变无色的原因是________________________________________________________________________________________。 (2)B组(CH2O)/C3比值增高原因是___________________________________ ___________________________________________。 O2 光反应阶段产生的NADPH使DCPIP还原(DCPIP被光反应产生的NADPH还原)　 磷酸有利于光反应阶段中ATP的形成，进而促进暗反应中C3的还原形成(CH2O) 返回 ‹#› 考向1　叶绿体的结构和功能 1．叶绿体中紧密垛叠的类囊体称为基粒类囊体，而与基粒相连的非垛叠的结构称为基质类囊体。下列叙述错误的是(　　) A．基粒类囊体膜和基质类囊体膜相互连接形成连续的膜系统 B．垛叠区与非垛叠区的比例会影响叶绿体对 光能的捕获和利用 C．类囊体垛叠形成基粒扩展了受光面积，可 提高对光能的利用率 D．基质类囊体中不含光合色素，是光合作用暗反应进行的场所 D　 返回 ‹#› 解析：D　基粒类囊体膜和基质类囊体膜相互连接形成连续的膜系统，垛叠区的类囊体膜上含有光合色素，光合色素与光能的利用和捕获有关，类囊体垛叠形成基粒扩展了受光面积，可提高对光能的利用率，因此，垛叠区与非垛叠区的比例会影响叶绿体对光能的捕获和利用，暗反应是在叶绿体基质中进行的，A、B、C正确，D错误。 返回 ‹#› 2．(2025·广东深圳模拟)叶绿体基因编码的D1蛋白是光合复合体的核心蛋白，位于叶绿体类囊体薄膜上，结构如图所示。相关说法正确的是(　　) A．D1蛋白肽链氨基端位于细胞质基质 B．D1蛋白的亲水部分分布于脂双层内 C．D1蛋白参与二氧化碳的固定与还原 D．D1蛋白在叶绿体内的核糖体上合成 D　 返回 ‹#› 解析：D 分析题图可知，D1蛋白肽链氨基端位于叶绿体基质中，A错误；磷脂的尾部疏水，头部亲水，故D1蛋白的亲水部分分布于脂双层外，B错误；分析题图和题干可知，D1蛋白位于叶绿体类囊体薄膜上，而二氧化碳的固定与还原发生在叶绿体基质中，故D1蛋白不参与二氧化碳的固定与还原，C错误；蛋白质的合成场所为核糖体，且叶绿体基因编码的D1蛋白是光合复合体的核心蛋白，故D1蛋白在叶绿体内的核糖体上合成，D正确。 返回 ‹#› 考向2　光合作用原理的实验探究分析 3．1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，实验部分过程及结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．18O不具有放射性，是稳定的同位素，可用于示 踪物质运行和变化规律 B．另一组实验及结果图应为：将HO换成H2O， CO2换成C18O2，其余不变 C．该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的O部分来自H2O D．实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，没有完整的叶绿体 A　 返回 ‹#› 解析：A　18O不具有放射性，是稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律，A正确；另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O、CO2换成C18O2、18O2换成O2，其余不变，B错误；该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的O全部来自H2O，C错误；小球藻是真核生物，不同于蓝细菌，具有完整的叶绿体，含有叶绿素和类胡萝卜素，D错误。 返回 ‹#› 4．(2025·江苏南通检测)卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间(0.5 s、3 s、10 s等)将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如图。下列相关分析不正确的是(　　) A．用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰 B．热乙醇处理的目的是 停止光合作用的进行 C．推测暗反应的初产物 可能是3-磷酸甘油酸 D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 D　 返回 ‹#› 解析：D　细胞中原有的CO2不含14C，用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰，A正确；热乙醇可以杀死细胞，用热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行，以检测杀死细胞时，其光合作用进行的程度，B正确；放射性最先在3-磷酸甘油酸中出现，推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸，C正确；该实验可通过放射性出现的先后顺序来推测暗反应的过程，D错误。 返回 ‹#› 角度1　考查色素的提取和分离 1．(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 真题感悟 考教衔接 B　 返回 ‹#› 解析：B　用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素分子被破坏，A不合理；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合理；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种色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C不合理；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不合理。 返回 ‹#› 角度2　考查色素的种类和作用 2．(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　 返回 ‹#› 解析：D　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。 返回 ‹#› 3．(2024·河北卷)高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 返回 ‹#› 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中____________________光可被位于叶绿体___________________ 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的C3还原转化为____________________和____________________。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的____________________较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 返回 ‹#› (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用_________________________ ___________作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是____________________________________。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为_____________________________________ (答出两点即可)。 返回 ‹#› 解析：(1)位于叶绿体类囊体薄膜上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光。光反应产生的NADPH和ATP参与暗反应的C3还原过程，使C3转化为(CH2O)和C5。分析图形，蓝膜与绿膜对紫外光的透过率低于白膜，减弱了紫外光对幼苗的辐射。(2)无水乙醇可作为提取光合色素的溶剂。类胡萝卜素和叶绿素都能吸收蓝紫光，而叶绿素还能吸收红光，因此测定叶绿素含量时应选择红光，以避免类胡萝卜素对实验的干扰。 返回 ‹#› (3)分析表格，蓝膜覆盖下藏川杨幼苗的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均高于白膜和绿膜，光合色素含量高，吸收的光能较多，藏川杨幼苗的光合速率较强。分析柱形图，蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于植物进行光合作用；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了对幼苗的伤害，有利于幼苗生长。故覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。 返回 ‹#› 答案：(1)蓝　类囊体薄膜　(CH2O)(或糖类)　C5　紫外光　(2)无水乙醇　叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，而叶绿素还能吸收红光，选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰　(3)蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于藏川杨幼苗进行光合作用；蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡萝卜素的含量均高于白膜和绿膜，藏川杨幼苗光合速率较强；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了对幼苗的伤害(答出两点) 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 (选择题1～7题每题2分，8～9题每题3分，共20分) [基础巩固] 1．(2025·江苏南京模拟)叶绿素a(C55H72O5N4Mg)头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列相关叙述正确的是(　　) A．叶绿素a的尾部主要嵌在叶绿体的内膜中 B．镁元素在植物体内主要以叶绿素a等化合物的形式存在 C．常用无水乙醇作层析液分离出绿叶中的叶绿素a D．叶绿素a呈蓝绿色，合成时需要光照和适宜温度 限时规范 训练(十一) D　 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 解析：D　叶绿素a的尾部具有亲脂性特点，而生物膜的基本支架由磷脂双分子层构成，故叶绿素a的尾部可能嵌在类囊体薄膜中，A错误；镁元素在细胞中主要以离子的形式存在，B错误；叶绿素a易溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇提取，而不是用无水乙醇作为层析液，C错误；叶绿素a呈蓝绿色，合成时需要光照和适宜温度，D正确。 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2．(2025·东北育才中学调研)下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的说法，正确的是(　　) A．根据绿叶中色素在无水乙醇中溶解度不同，可对色素进行分离 B．分离色素时，蓝绿色的色素带距离滤液细线最远 C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 D．绿叶中色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢 解析：C　根据绿叶中色素在层析液中溶解度不同，可对色素进行分离，A错误；分离色素时，橙黄色的色素带(胡萝卜素)距离滤液细线最远，B错误；绿叶中色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越快，D错误。 C　 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 3．(2025·福建福州联考)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　 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 解析：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。 返回 ‹#› 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 4．(2025·安徽、云南、吉林、黑龙江四省联考)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．黑暗中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　 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：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。叶绿素的合成需要光，黑暗处生长的幼苗不含叶绿素，但植物具有接收光信号的分子，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。叶绿素和类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。 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 5．(2025·辽宁大连模拟)如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　 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 解析：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色素，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。 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 6．(2025·安徽合肥检测)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)。下列说法不正确的是(　　) 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，植物能提高光合速率 B　 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 解析：B　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，能提高植物的光合速率，D正确。 返回 ‹#› 7 8 9 10 1 3 4 5 6 2 7．某研究小组用四种不同的方法对欧李叶片中的光合色素进行提取，实验结果如图所示。下列分析错误的是(　　) A．研磨法提取时使用碳酸钙可以防 止色素被破坏 B．不同提取剂的提取效果会受到提 取方法的影响 C．丙酮和乙醇的混合液提取光合色 素的效果最佳 D．四种提取色素的方法都涉及细胞 膜结构的破坏 C　 返回 ‹#› 7 8 9 10 1 3 4 5 6 2 解析：C　碳酸钙可以中和有机酸，防止色素被破坏，A正确；不同提取剂对于光合色素的提取量不同，且提取效果会受到提取方法的影响，B正确；据图可知，用干样浸提法提取光合色素时，丙酮和乙醇的混合液提取光合色素的量较95%乙醇提取的少，所以其效果不算最佳，C错误；色素位于细胞内，想提取色素必须破坏细胞膜结构，四种提取色素的方法都涉及细胞膜结构的破坏，D正确。 返回 ‹#› 8 9 10 1 3 4 5 6 7 2 [能力提升] 8．光合作用的发现是众多科学家不断努力的结果。1937年，英国植物学家希尔首次获得了离体叶绿体悬浮液，将此悬浮液(含水，不含CO2)与黄色的高铁(Fe3+)盐混合，照光后发现叶绿体有气泡放出，溶液由黄色变为浅绿色(Fe2+)。在遮光下，则没有气泡产生，也没有颜色变化。下列叙述错误的是(　　) A．实验过程中可以检测到糖的生成 B．实验表明氧气是叶绿体在光照的条件下产生的 C．溶液颜色变化的原因是叶绿体在光照条件下生成的还原剂将Fe3+还原为Fe2+ D．与恩格尔曼的水绵实验相比，希尔的实验排除了细胞内其他结构的影响 A　 返回 ‹#› 8 9 10 1 3 4 5 6 7 2 解析：A　悬浮液中不含CO2，暗反应无法正常进行，糖类无法生成，A错误；实验现象是在照光后发现叶绿体有气泡放出、在遮光下没有气泡产生，说明氧气的产生一定要有光照，B正确；实验在光照条件下，溶液由黄色变为浅绿色(Fe2+)，说明光反应阶段的产物NADPH可以将Fe3+还原为Fe2+，C正确；希尔的实验将叶绿体离体，与细胞内其他结构分开，排除了其他结构在光合作用中可能造成的影响，D正确。 返回 ‹#› 9 10 1 3 4 5 6 7 8 2 9．(2025·湖南怀化模拟)为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力，科学家在黑暗条件下进行了如下实验，有关分析正确的是(　　) A．黑暗的目的是与光照作对照 B．pH＝4的缓冲液模拟的是叶绿体基质的环境 C．ADP和Pi形成ATP后进入类囊体腔内 D．类囊体膜两侧的pH差是叶绿体形成ATP的动力 D　 返回 ‹#› 9 10 1 3 4 5 6 7 8 2 解析：D　本题考查叶绿体中合成ATP的机制。黑暗处理的目的是避免光照对ATP的合成产生干扰，A错误；pH＝4的缓冲液模拟的是叶绿体类囊体内部的环境，B错误；ADP与Pi在类囊体薄膜上形成ATP，ATP形成后进入叶绿体基质，C错误；分析实验结果可知，类囊体转移至pH＝8缓冲液中立即加入ADP和Pi有ATP产生，而平衡之后加入ADP和Pi无ATP产生，说明叶绿体中ATP形成的动力来自类囊体膜两侧的pH差，D正确。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 10．(15分)(2024·甘肃卷)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(400 μmol·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(1 μmol·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： 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 (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_____________________________________________________________。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 (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_______________________________。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 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： 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 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：______________________________________________。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 解析：(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时色素被破坏。(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。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 (3)在正常光照下(400 μmol·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。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 (5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发，脱落酸具有抑制种子萌发的作用，据此可推知，X最可能是脱落酸。由于正常光照条件下，纯合突变体叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量均极低，不能正常生长，进一步分析可知，种子萌发后需要在弱光下培养，以保证纯合突变体能够生长。脱落酸具有促进气孔关闭的作用，因此在显微镜下观察、测量各组的气孔大小。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。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 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，萌发后在弱光及其他条件适宜且相同的条件下培养一周，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。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 ②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的气孔开度或气孔大小，取其平均值。③预期结果：据题中信息预测实验结果是野生型脱落酸的含量高，野生型植株中，正常条件下培养的A组的脱落酸含量低于干旱条件下培养的B组，B组的气孔明显小于A组。纯合突变体内脱落酸合成存在缺陷，正常条件下培养的C组和干旱条件下培养的D组气孔开度基本相同，且大于A、B组。 返回 ‹#› 10 1 3 4 5 6 7 8 9 2 答案：(1)无水乙醇　防止研磨时色素被破坏　(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)②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)脱落酸　①弱光及其他条件适宜且相同　②气孔开度或气孔大小　③B组气孔开度小于A组；C、D组气孔开度基本相同，且大于A、B组 返回 ‹#› 限时规范训练(十一)学生版 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 返回 ‹#› $