第3单元 第11讲 捕获光能的色素和结构-【优学精研】2027年高考生物一轮总复习教用Word（冀赣专版）

该高中生物学高考复习讲义聚焦“捕获光能的色素和结构”核心考点，涵盖色素提取分离实验及色素与叶绿体结构功能，按“实验原理-结果分析-结构功能”逻辑架构知识体系，通过考点梳理、方法指导、真题训练环节，帮助学生突破实验融合与功能探究难点，体现复习系统性与针对性。 资料以科学思维与探究实践为导向，创新设计实验误差分析、色素吸收光谱对比等教学活动，如通过韭黄与韭菜色素提取实验分析叶绿素合成影响因素，结合分层练习（基础巩固、能力提升）实现高效复习，助力学生构建生命观念，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第11讲　捕获光能的色素和结构 核心考点 考题统计 考情分析 1.绿叶中色素的提取和分离 2025·山东卷T13 2025·河北卷T5 2025·黑吉辽蒙卷T11 2024·贵州卷T3 1.命题特点：命题重点有色素的提取与分离、色素种类及作用。 2.备考重点：色素的提取与分离实验与其他教材实验的融合；光合色素与光合作用的融合；色素功能的实验探究 2.捕获光能的色素和结构 2025·黑吉辽蒙卷T10 2025·甘肃卷T17 2025·江苏卷T21 2025·山东卷T21 2024·湖北卷T4 2024·河北卷T19 考点一　绿叶中色素的提取和分离 1.实验原理 提醒：（1）提取色素时若没有无水乙醇，也可以用体积分数为95％的乙醇加适量无水碳酸钠来代替。 （2）分离色素用纸层析法，在层析液中溶解度越大的色素扩散速度越快。 2.实验步骤 3.实验结果及分析 （1）实验结果 （2）结果分析 ①色素带条数与色素种类有关，四条色素带说明有　四种　色素。 ②叶绿素a的含量　最多　，所以该色素带最宽；而胡萝卜素含量　最少　，所以其色素带最窄。 ③胡萝卜素在层析液中　溶解度最大　，所以扩散最快。 1.将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析。（2025·河北卷）（　×　） 提示：在进行色素层析时，色素滴加部位不能浸入层析液，否则色素会溶解在层析液中，无法在滤纸条上进行层析分离。 2.分离菠菜叶中的色素时，因层析液有挥发性，需在通风好的条件下进行。（2025·黑吉辽蒙卷）（　√　） 3.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸条上扩散得越慢。（　×　） 提示：溶解度越高扩散得越快。 4.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。 （2023·江苏卷）（　×　） 提示：防止叶绿素被破坏。 如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行色素提取和吸收光谱实验，分析回答有关问题： （1）在做提取韭黄色素实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响　不大　（填“大”或“不大”），原因是　研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，因此不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大　。 （2）“结果②”中吸收光谱最明显的差异出现在　红光　区段。 （3）某实验小组得到的韭菜色素提取液颜色过浅，可能的原因是什么？ 提示：研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 （4）该实验能说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。请说明得出这一结论的依据。 提示：比较两组实验的结果①，韭菜组中有橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色四条色素带，而韭黄组只有橙黄色、黄色两条色素带。 绿叶中色素的提取和分离实验中的误差分析 绿叶中色素的提取和分离实验 1.★（2025·山东高考13题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（　　） A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95％乙醇替代 解析：B　“绿叶中色素的提取和分离”实验中，分离色素时使用干燥的定性滤纸可以确保层析液在滤纸上均匀扩散，形成整齐的色素带，A正确；提取色素时一般不需要对绿叶进行烘干，B错误；重复画线前需等待滤液细线干燥，否则分离的色素带会出现重叠、不整齐等现象，C正确；可用体积分数为95％的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇，D正确。 2.利用双向纸层析法可先后分离苋菜中的光合色素和花青素。将色素提取液滴在滤纸上，先使用有机层析液层析，随后滤纸旋转90°使用蒸馏水继续层析，结果如图，其中数字代表不同类型的色素。下列叙述正确的是（　　） A.在有机层析液中溶解度最大的是4色素 B.花青素色素点可能分布在③位点 C.提取色素时未加入碳酸钙会导致1、2色素点变浅 D.与光合色素一样，花青素是能吸收光能进行光合作用的色素 解析：B　在有机层析液中溶解度最大的色素是1胡萝卜素，呈橙黄色，A错误；由题意可知，花青素是一种水溶性色素，用有机层析液时不能被层析分离，仍在色素点样处，再被蒸馏水分离会移动至③处，B正确；用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙的作用主要是防止研磨过程中叶绿素被破坏，因此提取色素时未加入碳酸钙会导致3、4色素点变浅，C错误；光合色素主要包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素等，它们主要溶于有机溶剂；而花青素则是一种水溶性色素，不能吸收光能用于光合作用，主要用于植物的生存适应（如抗逆、吸引传粉者等），D错误。 考点二　捕获光能的色素和叶绿体的结构和功能 1.叶绿体中色素的吸收光谱分析 由图可以看出： 提醒：色素的作用除了吸收光能，还有传递、转化光能。类胡萝卜素不吸收红光。影响叶绿素合成的因素有光照、温度、无机盐（N和Mg）等。 教材拾遗：〔必修1 P99“图5－12”“旁栏思考”及P101“拓展应用”〕 （1）从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收光谱带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a宽。 （2）研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片（比如同一植物底层叶片）中叶绿素a/b降低，弱光下的吸光能力增强，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。 （3）植物工厂里不用发绿光的光源是因为绿光波长的光被光合色素吸收的最少。 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 （1）叶绿体的结构模式图 图示叶绿体的结构，图中标号①②表示外膜、内膜，③④⑤依次为　类囊体　、　基粒　、　叶绿体基质　。叶绿体基质中含有水分、无机盐和有机物（如糖类、ATP、蛋白质、核酸等）。吸收光能的色素分布于　③　，与光合作用有关的酶分布在　③⑤　。（填标号） （2）叶绿体的功能——进行　光合作用　的场所 （3）叶绿体功能的实验验证 ①恩格尔曼实验在实验材料的选取上的巧妙之处是　选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位　。 ②恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是　排除氧气和极细光束外的其他光的干扰　。 ③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：这是因为水绵叶绿体上的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，适于需氧细菌在此区域分布。 1.叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。〔必修1 P99正文〕（　√　） 2.生物光合作用的场所不一定是叶绿体，没有叶绿体的生物也可以是自养型生物。（　√　） 3.叶绿体中的色素主要分布在叶绿体内膜上，酶分布于类囊体膜上和叶绿体基质中。〔必修1 P101正文〕（　×　） 提示：叶绿体中的色素主要分布在叶绿体类囊体膜上，酶分布于类囊体膜上和叶绿体基质中。 4.恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体是光合作用的场所。 〔必修1 P101正文〕（　×　） 提示：恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。结合其他的实验证据，科学家们得出叶绿体是光合作用的场所这一结论。 光合色素种类和功能的实验分析 1.（2025·河南平顶山模拟）如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是（　　） A.由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光 B.曲线3对应的色素叶绿素a的颜色为蓝绿色 C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能减少 D.土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少 解析：C　类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光（400～500 nm波长的光）。从图中可以看出，曲线1在400～500 nm波长处有吸收峰，曲线1代表类胡萝卜素，所以类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光，A正确；叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。曲线3主要吸收红光和蓝紫光，是叶绿素a的吸收光谱，所以曲线3对应的色素叶绿素a的颜色为蓝绿色，B正确；由图可知，由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能增多，C错误；叶绿素吸收420～ 470 nm波长的光较多。当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420～470 nm波长的光变少，则植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少，D正确。 2.（2025·江西南昌模拟）经甲基磺酸乙酯诱变籼稻，获得黄绿叶突变体y。研究者提取野生型及突变体y的光合色素并测定其含量，结果如图所示，下列叙述错误的是（　　） A.突变体y叶片颜色变化与叶绿素含量变化有关 B.实验时常用无水乙醇提取绿叶中的各种光合色素 C.将籼稻幼苗遮荫处理后可得到类似突变体y的表型 D.光合色素所吸收的光能可直接转换成有机物中的化学能 解析：D　据图分析，黄绿叶突变体y的叶绿素含量降低，A正确；各种光合色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中，B正确；光是合成叶绿素的必要条件，将籼稻幼苗遮荫处理，叶绿素合成减少，类胡萝卜素含量比例增多，可得到类似突变体y的表型，C正确；光合色素所吸收的光能不能直接转换成有机物中的化学能，D错误。 叶绿体结构分析与功能探究 3.叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是（　　） A.图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴 B.图乙来自甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子 C.④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP中的化学能 D.恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 解析：D　由题意可知，图甲表示叶绿体结构模式图，叶绿体基粒由类囊体堆叠形成，增大了膜面积，A错误；图乙中含有光合色素，来自图甲中的③基粒，上面除了色素分子外，也有与光合作用有关的酶，B错误；图甲中，④为叶绿体基质，光合作用过程中CO2的固定在叶绿体基质中完成，该过程不需要消耗ATP中的能量，C错误；恩格尔曼利用需氧细菌和水绵的叶绿体（螺旋带状分布）证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，D正确。 4.（2025·山西朔州模拟）如图为叶绿体亚显微结构模式图，下列关于其结构与功能的叙述正确的是（　　） A.叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中 B.叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色 C.同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积 D.吸收光能的色素都分布在①外膜上 解析：B　植物的根尖细胞不含有叶绿体，A错误；叶绿素在高等植物体内有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，B正确；叶绿体的内膜没有扩大受光面积，而类囊体堆叠形成基粒极大地扩展了受光面积，C错误；吸收光能的色素分布在③类囊体的薄膜上，D错误。 5.（2025·辽宁大连模拟）1881年，恩格尔曼利用水绵和好氧型细菌做了证明叶绿体是光合作用的场所及光合作用主要吸收红光和蓝紫光两个实验。对这两个实验的分析中，错误的是（　　） A.都是在已知光合作用需要光的前提下进行 B.都要用极细的光束对水绵临时装片进行照射 C.都要以好氧型细菌聚集的部位作为实验指标 D.都要将临时装片放在没有空气的小室中进行实验 解析：B　实验目的为证明叶绿体是光合作用的场所及光合作用主要吸收红光和蓝紫光，在此之前已经知道光合作用需要光，A正确；证明叶绿体是光合作用的场所，需要将极细的光束照射有无叶绿体两种部位，而证明光合作用主要吸收红光和蓝紫光，则是用透过三棱镜的光照射临时装片上的水绵，B错误；两个实验都要以好氧型细菌聚集的部位作为实验指标，为排除环境氧气的干扰，要将临时装片放在没有空气的小室中进行实验，C、D正确。 一、命题角度练 角度一 结合绿叶中色素的提取和分离，考查科学探究 1.（2024·广东高考3题）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 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，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·贵州高考3题）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 解析：D　提取光合色素时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的溶解度不同，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.（2023·江苏高考12题）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：B　提取叶绿体中的色素时，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可累积更多的色素，但也会使滤液细线过粗，从而在分离中出现色素带重叠的现象，B正确；该实验只能定性分析色素的种类及溶解度等，无法准确测定滤液中各种色素的含量，C错误；花青素是水溶性色素，不可通过该实验中的有机溶剂提取，D错误。 角度二 结合捕获光能的色素，考查科学思维 4.（2023·全国乙卷2题）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。 5.（2022·湖北高考11题）某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位：μg·g－1），结果如表。下列有关叙述正确的是（　　） 植林类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素 野生型 1 235 519 419 4.19 突变体1 512 75 370 1.59 突变体2 115 20 379 0.35 A.两种突变体的出现增加了物种多样性 B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强 C.两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致 D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色 解析：D　两种突变体的出现增加了遗传（基因）多样性，但并无生殖隔离，仍为同一物种，A错误；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，由表中两种突变体的叶绿素、类胡萝卜素的含量可判断，突变体1比突变体2吸收红光的能力更强，B错误；根据题干信息可知，两种黄叶突变体的表现型相似，表中两种突变体的光合色素含量有差异，可能是同一基因突变方向不同导致的，所以不能确定是由不同基因的突变所致，C错误；分析表中数据可知，与野生型相比，黄叶突变体的叶绿素与类胡萝卜素的比值都大幅度下降，由此可推断，叶绿素含量少，不能掩盖类胡萝卜素的颜色，导致突变体的叶片呈黄色，D正确。 二、长句表达练 6.（2024·河北高考19题节选）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　无水乙醇　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　叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰　。 1.（2025·重庆大渡口区模拟）提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是（　　） A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液 C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b D.胡萝卜素距离划线处最远，是因为其在提取液中的溶解度最高 解析：C　未见色素带，其原因是操作失误，如果是黄化叶片，也可见胡萝卜素和叶黄素的色素带，A错误；叶绿体中的色素是有机物，能够溶解在有机溶剂层析液中，B错误；由于叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）含量比类胡萝卜素多，所以提取液呈绿色，C正确；因为胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，在层析液中扩散得最快，所以胡萝卜素距离划线处最远，D错误。 2.（2025·河南新乡模拟）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（　　） A.叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上 B.四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中 C.甲是胡萝卜素，在层析液中溶解度最大 D.发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙 解析：C　叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上，A正确；四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中，B正确；甲与滤液细线的距离最小，即甲的溶解度最小，为叶绿素b，C错误；发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素a和叶绿素b，即图中甲和乙，D正确。 3.（2025·广东江门模拟）迁移率是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标，可用于色素的鉴定。以新鲜菠菜绿叶为材料进行色素的提取和分离实验，得到下表结果。下列相关叙述，错误的是（　　） 层析液 色素a 色素b 色素c 色素d 移动距离/cm 8.00 7.60 4.24 1.60 0.80 迁移率 —— 0.95 0.53 0.20 0.10 注：迁移率＝色素移动距离/层析液移动距离 A.4种色素在层析液中的溶解度由大到小依次是色素a、b、c、d B.若选用久置的菠菜进行实验，色素含量可能是（c＋d）＜（a＋b） C.纸层析的原理是光合色素易溶于无水乙醇 D.提取色素时未加碳酸钙容易导致色素带c、d变窄 解析：C　迁移率＝色素移动距离/层析液移动距离，溶解度高则扩散快、迁移率大。由表中迁移率可知，溶解度由大到小为色素a、b、c、d，A正确；久置菠菜中叶绿素（c、d）可能分解，类胡萝卜素（a、b）较稳定，可能出现（c＋d）＜（a＋b），B正确；纸层析原理是色素在层析液中溶解度不同，而非“易溶于无水乙醇”，C错误；碳酸钙保护叶绿素（c、d），未加则叶绿素易被破坏，导致色素带c、d变窄，D正确。 4.（2025·广东揭阳期末）如图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述不正确的是（　　） A.图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3 B.图甲中①主要吸收蓝紫光 C.图乙中的条带4在层析液中的溶解度最大 D.秋天植物叶片变黄主要是因为图甲中的②③被分解 解析：C　分析图甲，①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，②表示叶绿素b，③表示叶绿素a，分析图乙，条带1是胡萝卜素，条带2是叶黄素，条带3是叶绿素a，条带4是叶绿素b，图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3，A正确；图甲中①为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，不吸收红光，B正确；图乙中的条带1扩散距离最远，溶解度最大，C错误；②表示叶绿素b，③表示叶绿素a，秋天植物叶片变黄是因为图乙中的②③被分解，叶黄素和胡萝卜素成为主要成分，所以最终叶片变黄，D正确。 5.（2025·贵州毕节期末）如图所示是真核细胞中两种细胞器的结构模式图。下列有关说法错误的是（　　） A.①和②的主要成分是蛋白质和脂质 B.在甲、乙中②的功能有较大差异 C.③结构的元素组成为C、H、O、N、P D.甲和乙增大膜面积的方式不同 解析：C　①和②是线粒体和叶绿体的双层膜，主要成分是蛋白质和脂质，A正确；②是内膜，线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段，乙中②不参与呼吸作用，两者的功能有较大差异，B正确；图中③表示叶绿体的基粒，其主要成分是磷脂和蛋白质，其中磷脂的元素组成为C、H、O、N、P，该结构上的叶绿素含有Mg元素，C错误；叶绿体（甲）通过类囊体薄膜堆叠形成基粒增大膜面积，线粒体（乙）通过内膜向内折叠形成嵴增大膜面积，结构甲、乙增大生物膜面积的方式不同，D正确。 6.（2025·吉林长春期末）德国科学家恩格尔曼用好氧细菌和水绵进行实验，发现了叶绿体的功能。下列关于该实验设计的巧妙之处的说法中错误的是（　　） A.水绵叶绿体上可分为获得光照和无光照部位，相当于一组对比实验 B.临时装片放在黑暗、没有空气的小室内，排除了CO2对实验结果的影响 C.用好氧细菌可以确定释放氧气的部位 D.临时装片放在光下的实验操作起到了进一步验证的作用 解析：B　水绵的叶绿体呈螺旋带状，同一叶绿体部分区域受光，部分区域不受光，形成自身对照，相当于一组对比实验，A正确；临时装片置于黑暗、无空气环境的主要目的是排除外界氧气的干扰，确保细菌聚集仅由光合作用释放的氧气引起，B错误；好氧细菌趋向氧气浓度高的区域，通过其聚集位置可确定光合作用释放氧气的部位，C正确；实验先通过极细光束局部照光观察细菌聚集，后完全照光验证叶绿体整体功能，D正确。 7.（2025·广东广州模拟）金叶复叶槭是一种观赏性高的彩叶树种。其叶片春季呈金黄色（金黄叶），后逐渐变为黄绿色（复绿叶）。某研究小组以不同叶片为实验材料，测定相关指标，结果如下表。下列叙述正确的是（　　） 种类 叶绿素/（mg·g－1） 类胡萝卜素/（mg·g－1） 类胡萝卜素/叶绿素 叶绿体长度/μm 叶绿体宽度/μm 金黄叶 0.24 0.15 0.64 0.17 0.08 复绿叶 2.59 0.49 0.19 1.6 0.86 A.叶绿素和类胡萝卜素分布在叶绿体基质中能捕获并转化光能 B.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，可用无水乙醇分离叶片中的色素 C.叶片呈金黄色的重要原因是叶绿素含量低，类胡萝卜素/叶绿素的比值高 D.光学显微镜下可观察到金黄叶的叶绿体较小，类囊体数量较少 解析：C　叶绿素和类胡萝卜素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A错误；绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，常用无水乙醇来提取叶片中的色素，B错误；叶片的颜色主要由所含色素的种类和含量决定。从表格数据可知，金黄叶中叶绿素含量低（0.24 mg·g－1），类胡萝卜素含量相对较高，且类胡萝卜素/叶绿素的比值高（0.64），这使得叶片呈现金黄色，C正确；光学显微镜下可观察到叶绿体的形态和分布，但不能观察到类囊体数量，类囊体属于亚显微结构，需要在电子显微镜下才能观察到，D错误。 8.（2025·山东烟台期末）研究表明，紫背天葵在弱光下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。科研团队将长势相同的紫背天葵，分别置于弱光（200 Lx）和强光（2 000 Lx）环境下培养，其他条件相同且适宜，培养一段时间后进行光合色素提取与分离实验。下列说法错误的是（　　） A.离滤液细线由近往远依次出现的色素带颜色是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色 B.强光组滤纸条上离滤液细线最远的两条色素带宽度明显窄于弱光组 C.若弱光组的叶绿素a/b比值显著低于强光组，可能是弱光更利于叶绿素b的合成 D.叶片中的水溶性花青素不会影响测得的光合色素条带宽度和顺序 解析：B　离滤液细线由近到远的色素带顺序为叶绿素b（黄绿色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶黄素（黄色）、胡萝卜素（橙黄色），与选项描述一致，A正确；强光下类胡萝卜素合成量提升，其对应的色素带（胡萝卜素和叶黄素）应更宽，B错误；弱光下叶绿素b的合成可能更活跃，导致叶绿素a/b比值降低，符合题意，C正确；水溶性花青素在层析过程中溶解于提取液，不会出现在滤纸条上，因此不影响结果，D正确。 9.〔多选〕（2025·江西赣州期末）红枫叶肉细胞的液泡中含有水溶性的花青素，会使红枫叶片在特定季节呈红色。为研究红枫春季叶色变化规律，某兴趣小组测定了红枫春季叶色变化过程中叶片的叶绿素、花青素含量，获得花青素与总叶绿素比值如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A.花青素与叶绿素位于类囊体膜，不都能吸收转化光能 B.两类色素均能溶于无水乙醇中，可用纸层析法分离 C.随春季时间推移，枫叶中的各色素含量均逐渐下降 D.春季红枫叶片呈红色，预测夏季时叶片会转为绿色 解析：ABC　花青素位于液泡中，不在叶绿体；而叶绿素位于叶绿体类囊体膜上，叶绿素可以吸收转化光能，花青素不能，A错误；花青素溶于水中，难溶于无水乙醇，而叶绿素易溶于有机溶剂无水乙醇中，叶绿素可用纸层析法分离，花青素不能用纸层析法分离，B错误；题图表示花青素与总叶绿素比值随着春季时间推移而逐渐下降，表明枫叶中花青素含量可能逐渐下降，而总叶绿素含量可能逐渐上升，C错误；水溶性的花青素，会使红枫叶呈红色，随着春季时间推移，枫叶中花青素含量可能逐渐下降，而总叶绿素含量可能逐渐上升，预测夏季时叶片会转为绿色，D正确。 10.（2025·广东湛江期末）“白灼菜心”是一道广东传统名菜，颜色翠绿还好吃。某学校生物兴趣小组对蔬菜烹饪过程中的“保绿”方法进行了科学的验证和分析。首先将青菜用清水洗净，选用不新鲜的青菜100 g（提前室温下放置48 h）作为对照组，编为1号。挑选绿度相近的菜叶分成6份，每份净重100 g，依次编号为2、3、4……7号。处理过程为：将1 L水烧至100 ℃，按照表1加入相应的物质后，加入相应的食材，焯水1 min后立即捞出，放入冷水待用。焯水后以相同的加热挡位、翻炒方式和翻炒时间对全部食材进行处理。样品的预处理条件和炒菜条件汇总见表。 蔬菜焯水和炒制时的处理方法和平均G值 条件 组号　 蔬菜是否新鲜 焯水 炒时是否敞开 锅盖 平均G值 是否加油（5 g） 是否加盐（2 g） 菠菜 油菜 a × － － － 78.2 72.1 b √ － － － 87.5 98.0 1 × × × × 23.0 35.4 2 √ × × × 46.8 55.2 3 √ √ × × 48.2 53.0 条件 组号　 蔬菜是否新鲜 焯水 炒时是否敞开 锅盖 平均G值 是否加油（5 g） 是否加盐（2 g） 菠菜 油菜 4 √ × √ × 54.4 67.4 5 √ √ √ × 66.4 76.6 6 √ × × √ 56.0 63.0 7 √ √ √ √ 73.2 84.0 注：“√”表示是，“×”表示否，“－”表示未处理；a、b均为未经任何处理的叶片空白组；G是一种颜色标准，G值越接近255，表示颜色越接近亮绿。 （1）菠菜叶肉细胞中的光合色素分布在叶绿体的　类囊体薄膜　上，可以用　无水乙醇　提取菠菜叶中的色素。若将菠菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成绿色，原因是　加热使叶肉细胞的生物膜被破坏　。 （2）从色素含量分析，炒青菜褪绿变黄褐色的主要原因之一是高温使叶绿素降解导致含量减少，类胡萝卜素的占比增加，请设计实验加以证明（写出简要的实验思路）：　取等量的炒过的青菜叶片和同种正常新鲜绿色青菜叶片，分别提取光合色素，层析分离后观察并对比两种叶片的色素形成的色素带颜色和宽度　。 （3）从表中实验结果可以看出，蔬菜烹饪过程中的“保绿”方法是　选择新鲜蔬菜，加盐、油焯水，炒时敞开锅盖　。 解析：（1）光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。对菠菜叶进行加热，随着水温升高，菠菜叶肉细胞的生物膜被破坏，色素流失出来，水的颜色逐渐变成绿色。（2）从色素含量分析，炒青菜褪绿变黄褐色的主要原因之一是高温使叶绿素降解导致含量减少，类胡萝卜素的占比增加，要设计实验加以证明该观点，可取等量的炒过的青菜叶片和同种正常新鲜绿色青菜叶片，分别提取光合色素，层析分离后观察并对比两种叶片的色素形成的色素带颜色和宽度。（3）G是一种颜色标准，G值越接近255，表示颜色越接近亮绿。分析题表可知，7号的菠菜、油菜的平均G值高于2～6号，由此说明蔬菜烹饪过程中选择新鲜蔬菜烹饪，加盐、油焯水，炒时敞开锅盖，可“保绿”。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $