5.第4节 第1课时 捕获光能的色素和结构-（配套教参）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物必修第一册（人教版）

本讲义聚焦“捕获光能的色素和结构”核心知识点，系统梳理光合色素的提取分离（实验原理、步骤及异常分析）、种类分布与吸收光谱，衔接叶绿体的形态结构、功能验证（恩格尔曼实验）及结构对光合作用的适应，构建从物质到结构再到功能的学习支架。 资料以实验探究为核心，通过色素提取分离的详细操作与异常分析培养科学思维和探究实践能力，结合结构与功能观渗透生命观念，联系植物工厂补光等生产实例强化态度责任。图示辅助理解，习题分层设计，课中助力教师高效授课，课后便于学生回顾查漏，提升学习效果。

第1课时　捕获光能的色素和结构 学习目标 1.通过对光合色素的提取和分离，提升实验探究能力。 2.通过分析光合色素的分布与功能、叶绿体的结构与功能，强化结构与功能观。 3.主动关注光能或人工补光在农业生产中的应用。 知识点一　 捕获光能的色素 1.光合作用是地球上最重要的化学反应 （1）在植物工厂里，人工光源常见的是　红色、蓝色和白色　的光源。 （2）在自然界，则是万物生长靠太阳。太阳光能的　输入、捕获和转化　，是生物圈得以维持运转的基础。 （3）光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，被称为“　地球上最重要的化学反应　”。 2.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　无水乙醇　中。 ②分离原理：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）实验用品及作用（连线） （3）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： （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。请回答下列问题： （1）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。 （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。 　（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实验的部分步骤，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　使研磨更充分　；B是碳酸钙，作用是　防止研磨中色素被破坏　；C是　无水乙醇　，作用是溶解色素。 （2）制备滤纸条时，剪去两角的目的是　减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线，防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快　。滤液细线的画线原则是　细、齐、直　。待滤液干后，再重画一到两次的目的是　增加滤液细线中色素的含量　。 （3）过滤时漏斗基部的尼龙布　不能　（填“能”或“不能”）用滤纸替代，原因是　滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低　。 （4）色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，原因是　防止色素溶解在层析液中　。 （5）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　叶绿素a、胡萝卜素　；在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是　胡萝卜素、叶绿素b　。 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）收集到的滤液中绿色过浅的原因分析 ①未加二氧化硅（石英砂），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； ③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低； ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 （2）滤纸条色素带重叠：滤液细线画得过粗。 （3）滤纸条看不见色素带 ①忘记画滤液细线； ②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。 （4）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。 1.如图是某同学采用菠菜开展“绿叶中色素的提取与分离”实验时的改进装置示意图，下列叙述错误的是（　　） A.可以用层析液提取绿叶中的光合色素 B.研磨时加少许碳酸钙可防止研磨中色素被破坏 C.实验得到的若干个同心圆（近似圆形）中，最内侧的一个圆呈黄绿色 D.实验得到的若干个同心圆（近似圆形）中，最外侧的一个圆中的色素主要吸收蓝紫光 解析：A　层析液可用于分离色素，可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素，A错误；研磨时加少许碳酸钙可防止研磨中色素被细胞中的有机酸破坏，B正确；色素的提取和分离时，色素在层析液中的溶解度不同：溶解度小，则扩散速度慢，形成的圆最小，结果能得到4个同心圆，从外向内分别是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），即最内侧的一个圆呈黄绿色，而最外侧的胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C、D正确。 2.龟背竹叶形奇特，色浓且富有光泽，观赏性好，且可以净化室内空气，是一种理想的室内植物。下列叙述正确的是（　　） A.可以用体积分数为95％的乙醇分离龟背竹叶片中的各种色素 B.连续降温使龟背竹叶片变黄是因为所有光合色素都被破坏 C.若分离色素时滤液细线触及层析液，滤纸条上能看到两条色素带 D.叶肉细胞中的光合色素在叶绿体基质中不存在 解析：D　需要用层析液分离龟背竹叶片中的各种光合色素，A错误；连续降温使龟背竹叶片变黄是因为叶绿素含量减少，类胡萝卜素含量相对增多，B错误；若滤纸条上的滤液细线触及层析液，滤液细线上的色素溶解在层析液中，则不能分离得到色素带，C错误；叶肉细胞中的光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，在叶绿体基质中不存在，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　椭球形或球形　。 2.结构 【微思考】　叶绿体中有如此众多基粒的意义是什么？ 提示：增加膜面积，有利于光能的吸收。 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　叶绿体　在光照条件下释放出来的，　叶绿体　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　色素分子　。 （2）在　类囊体薄膜　上和　叶绿体基质　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｜分析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　螺旋带状　分布，便于观察；用需氧细菌可确定　释放氧气多　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？ 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。 3.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：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。 4.（教材P100～101“思考·讨论”）1881年，恩格尔曼通过简单、巧妙的实验证实： （1）　叶绿体　是光合作用的场所。 （2）实验原理：①光合作用需要在有光条件下才能进行，光合作用能释放氧气；②　需氧细菌　向产生氧气的地方集中。 实验材料：载有水绵和需氧细菌的临时装片，极细的光源，光学显微镜，三棱镜等。 （3）实验过程：①对照组：将载有水绵和需氧细菌的临时装片完全暴露在光下，光学显微镜观察需氧细菌分布；②实验组：将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在　没有空气的黑暗　环境里，用极细的光源照射水绵的不同部位，然后光学显微镜观察需氧细菌分布。 实验结果：需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位周围。 实验延伸：恩格尔曼通过上述实验证实了光合作用的场所，恩格尔曼还利用上述实验材料证明了光合作用主要吸收蓝紫光和红光，请写出他证明光合作用主要吸收蓝紫光和红光的实验。 （4）设计思路：　极细的光源通过三棱镜色散后，照射载有水绵和需氧细菌的临时装片，然后观察需氧细菌的分　。 解析：（1）恩格尔曼实验说明氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 （2）实验原理：①光合作用需要在有光条件下才能进行，光合作用能释放氧气；②需氧细菌因为对氧气有需求，因而会向产生氧气的地方集中。 （3）①对照组：将载有水绵和需氧细菌的临时装片完全暴露在光下，光学显微镜观察需氧细菌分布，此时的需氧细菌应该均匀分布；②实验组：将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在黑暗环境里，用极细的光源照射水绵的不同部位，然后光学显微镜观察需氧细菌分布。实验结果显示，需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位周围，这说明叶绿体被光照射的部位有氧气产生，进而能得出的结论是叶绿体在光下产生了氧气。 （4）恩格尔曼还利用题述实验材料证明了光合作用主要吸收蓝紫光和红光，即本实验的目的是证明光合作用的有效光照是红光和蓝紫光，因此实验的自变量是光质的不同，因变量是需氧细菌聚集的部位，因此实验的思路为用极细的光源通过三棱镜色散后，照射载有水绵和需氧细菌的临时装片，然后观察需氧细菌的分布，这里采用极细的光束的目的是为了能明显判断需氧细菌聚集的部位，本实验的结果显示出需氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光照射的部位。 课堂小结 1.（2025·广西新课程教研联盟联考）用新鲜菠菜叶片进行叶绿体中的色素提取和分离实验。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.滤纸条上会出现四条颜色、粗细不同的色素带，黄绿色的条带最粗 解析：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，层析液不要没过滤液细线，防止色素溶解在层析液中，C正确；滤纸条上会出现四条颜色、粗细不同的色素带，黄绿色的条带为叶绿素b，蓝绿色的条带为叶绿素a，最粗，因为叶绿素a含量最多，D错误。 2.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.叶绿体基质中含有暗反应过程所需的多种酶 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光合色素几乎不吸收绿光 解析：B　暗反应的场所是叶绿体基质，因此叶绿体基质中含有该过程所需的多种酶，A正确；叶绿体的类囊体薄膜堆叠形成基粒，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，将绿光反射出来，D正确。 3.（2025·黑龙江省肇东四中期中）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 解析：D　叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，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。 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。 知识点一　捕获光能的色素 1.（2025·黑龙江哈尔滨九中月考）用芒果新鲜绿叶与黄叶分别进行色素提取和分离实验，相关说法正确的是（　　） A.色素能溶解在有机溶剂中，可用无水乙醇提取和分离芒果叶中的色素 B.若选择黄色的叶片，则提取不到光合色素 C.溶解度高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度快 D.胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光，在绿叶的四条色素带中最宽，呈黄绿色 解析：C　分离芒果叶中的色素用层析液，A错误；若选择黄色的叶片，提取到的叶绿素较少，B错误；各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度大，随层析液在滤纸上扩散速度快，C正确；叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，含量最多，在绿叶的四条色素带中最宽，呈蓝绿色，D错误。 2.（2025·山东淄博实验中学月考）叶绿素a是由谷氨酸经一系列酶的催化作用合成的，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列说法正确的是（　　） A.无机盐在细胞中主要以化合物的形式存在 B.叶绿素a的尾部可能嵌在类囊体薄膜中 C.可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呈黄绿色，主要吸收蓝紫光和红光 解析：B　无机盐在细胞中主要以离子的形式存在，A错误；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，膜的内侧是疏水的，故叶绿素a的尾部可能嵌在类囊体薄膜中，B正确；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，D错误。 3.（2025·浙江诸暨中学月考）某生物兴趣小组利用韭菜、韭黄进行相关实验，再进行纸层析法分离色素，有关说法错误的是（　　） A.光合色素是脂溶性的，可用层析液进行提取 B.韭黄组的滤纸条上缺乏从上到下的第三、四条色素带 C.韭黄吸收红光的效率明显弱于韭菜 D.在滤纸条上扩散最快的光合色素是胡萝卜素 解析：A　光合色素是脂溶性的，可用无水乙醇进行提取，A错误；韭黄缺少叶绿素，该组的滤纸条上缺乏从上到下的第三、四条色素带，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，韭菜含有较多的叶绿素，因此韭黄吸收红光的效率明显弱于韭菜，C正确；胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散最快，D正确。 4.（2025·河北冀州中学期中）如图表示光合色素对不同波长光的吸收率（％），下列相关叙述错误的是（　　） A.由图可推知，M含量较少 B.由图可知，Q、N是叶绿素 C.提取色素时加入碳酸钙可防止M分解 D.补充波长为500～600 nm光照对农作物增产无益 解析：C　根据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，可推知M为类胡萝卜素（约占1/4），含量较少，Q、N是叶绿素（约占3/4），A、B正确；提取色素时加入碳酸钙可防止色素被破坏，且主要保护的是叶绿素，C错误；叶绿素和类胡萝卜素在波长为500～600 nm光照时吸收光能极少，所以补充波长为500～600 nm光照对农作物增产无益，D正确。 5.（2025·江苏广陵区红桥高级中学月考）在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁4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，他们所得的实验结果依次应为（　　） 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A.①②③④ B.④②③① C.②④①③ D.③②①④ 解析：C　乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要加水，若加入水会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能防止研磨中色素被破坏，且主要保护的是叶绿素。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应③，因此甲、乙、丙、丁四位同学所得的实验结果依次应为②④①③，C正确，A、B、D错误。 知识点二　叶绿体的结构适于进行光合作用 6.（2025·云南大理祥云一中月考）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 解析：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。 7.（2025·黑龙江哈尔滨九中月考）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 解析：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。 8.（2025·北京八十中月考）如图是某阳生植物叶绿体的电镜照片，相关叙述正确的是（　　） A.适当遮荫后，结构③的数量和膜面积会急剧减少 B.该细胞器是“养料制造车间”和“能量转换站” C.结构③上分布着吸收、传递、转换光能的水溶性色素 D.结构①有4层磷脂分子，内膜向内折叠有利于光合作用进行 解析：B　适当遮荫后，为了吸收更多的光能，结构③的数量和膜面积会增加，A错误；该细胞器是叶绿体，是“养料制造车间”和“能量转换站”，B正确；结构③上分布着吸收、传递、转换光能的光合色素，光合色素是脂溶性的，C错误；叶绿体含有两层膜，4层磷脂分子，但内膜不会向内折叠，D错误。 9.（2025·山东名校联考）紫背天葵是校园里常见绿化植物。在不同光照强度的条件下（其他条件相同且适宜）分组栽培紫背天葵一段时间，获取各组植物叶片的光合色素提取液，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）分别测定每组提取液中各种光合色素的含量。对上述实验的分析错误的是（　　） A.研磨叶片时加入的碳酸钙可防止光合色素被破坏 B.本实验需用纸层析法分离提取液中的各种光合色素 C.叶片之间和叶正反面颜色差异与光合色素的含量有关 D.用分光光度法测定叶绿素含量时需要使用红光波段 解析：B　提取光合色素加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确；本实验用分光光度法分别测定每组提取液中各种光合色素的含量，B错误；叶片正面由于直接面向阳光，接收到的光照强度较高，细胞会加速合成叶绿素，以更有效地进行光合作用，导致正面叶绿素的含量增加，颜色更为鲜亮。相比之下，叶片背面由于处于背光或半背光状态，接收到的光照强度较弱，叶绿素的合成速度相对较慢，含量较少，C正确；叶绿素在红光区和蓝光区各有一个吸收峰，用分光光度法测定光合色素提取液中叶绿素含量时通常选用叶绿素在红光区的吸收峰波长，这是因为可以排除在类胡萝卜素和蓝光区的干扰，D正确。 10.（2025·吉林四平实验中学月考）采用新鲜的菠菜绿叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列相关叙述正确的是（　　） A.可以用无水乙醇进行色素的提取和分离 B.色素在滤纸条上扩散速度快慢与其含量有关 C.滤液细线过粗可能会导致滤纸条上色素带重叠 D.滤纸条上分离出的色素带从下到上第1条是叶绿素a 解析：C　无水乙醇用于色素的提取，用层析液进行色素分离，A错误；色素在滤纸条上扩散速度快慢与其溶解度有关，B错误；滤液细线过粗，色素过多，可能会导致滤纸条上色素带重叠，C正确；滤纸条上分离出的色素带从下到上依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，D错误。 11.美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张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移向氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如图所示。下列叙述不正确的是（　　） A.B情况下细菌集中分布在叶绿体周围 B.该实验证实了光合作用的场所是叶绿体 C.吸收光能的色素和催化反应的酶都分布在类囊体薄膜上 D.恩格尔曼进行装置C的实验，其目的是找出不同颜色的光对光合作用的影响 解析：C　B状态光照条件下，叶绿体受光均匀，叶绿体进行光合作用，生成氧气，所以需氧细菌分布在螺旋带状叶绿体周围，A正确；通过螺旋带状的叶绿体与需氧细菌分布的关系可以看出进行光合作用的场所是叶绿体，B正确；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，C错误；在C实验中的自变量是光质，本实验的目的是探究不同颜色的光对光合作用的影响，D正确。 12.（2025·云南省上海新纪元实验学校云贵统考）某实验小组的同学为了探究菠菜叶中色素的种类与含量，将新鲜菠菜绿叶中的色素进行分离，提取光合色素，开展了相关实验，请根据图示，回答以下问题： （1）本实验中提取色素所用试剂为　无水乙醇　。 （2）在菠菜叶研磨过程中，学生加入了二氧化硅和　碳酸钙　，所加入的这两种试剂的作用分别是　　保证研磨充分、防止绿叶中的色素被破坏　。 （3）在用滤纸条分离绿叶中色素的实验中，所用分离方法的原理是　不同色素在层析液中溶解度不同　，实验结果如图所示，滤纸条最上端的两条色素带统称为　类胡萝卜素　，主要吸收　蓝紫　光。 （4）另一实验小组也进行了此实验，但分离得到的色素带的颜色较浅，其原因可能是　b、d　。 a.提取时画滤液的细线接触层析液 b.实验选用菠菜叶不够新鲜 c.在对菠菜进行研磨时加入的无水乙醇过少 d.在对菠菜进行研磨时未加二氧化硅 解析：（1）叶绿体色素能溶解到有机溶剂中，因此，本实验中提取色素所用试剂为有机溶剂，通常用的是无水乙醇。 （2）在菠菜叶研磨的过程中，学生分别加入了二氧化硅和碳酸钙，其中加入前者的目的是为了保证研磨充分，加入后者的目的是为了保护色素，防止绿叶中的色素被破坏。 （3）分离色素时采用纸层析法，原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，其中滤纸条最上端的两条色素带为胡萝卜素和叶黄素，统称为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。 （4）层析时，层析液没过滤液细线，使色素溶解在层析液中，则不会出现色素带，a错误；实验选用菠菜叶不够新鲜，导致色素被分解，因而层析得到的色素带较淡，b正确；在对菠菜进行研磨时加入的无水乙醇过少，则可能会导致色素带颜色较深，不会出现色素带变淡的情况，c错误；研磨时没有加入SiO2，导致研磨不充分，色素没有充分提取，因而色素带较浅，d正确。故选b、d。 14 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $