第3章 第2节 第1课时 光合作用的认识过程与光合色素（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（苏教版）

本讲义聚焦高中生物学“光合作用的认识过程与光合色素”核心内容，系统梳理从海尔蒙特柳树实验到卡尔文循环的科学史脉络，逐步揭示光合作用的条件、产物及场所，衔接叶绿体中光合色素的种类、作用及提取分离实验，构建理论探究与实验操作结合的学习支架。 该资料以科学史实验分析（如恩格尔曼水绵实验的对照设计）培养科学思维，通过色素提取分离实验的细节指导（如研磨材料选择、滤液细线绘制）提升探究实践能力，配套课时对点练分层巩固。课中助力教师引导学生深度理解，课后帮助学生查漏补缺，强化生命观念与科学探究素养。

第二节　光合作用——光能的捕获和转换 第1课时　光合作用的认识过程与光合色素 [学习目标]　1.说出光合作用的发现及研究历史。2.阐述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。 一、解开光合作用之谜 1．海尔蒙特的“柳树实验” (1)实验方法：定量研究。只用收集到的雨水给柳树浇水。 (2)实验结果：柳树苗长成大树，土壤质量减少很少。 (3)实验结论：树木只要有水，就能生长发育。 2．英格豪斯实验 (1)实验方法：把带叶的枝条放入水里。 (2)实验结果：绿叶只在阳光下产生气体，在黑暗处不产生气体。 3．萨克斯实验 (1)实验过程：将暗处理过的叶片做部分遮光后放在光下，采用碘蒸气处理叶片。 (2)实验结论：叶片在光下能产生淀粉。 4．鲁宾和卡门实验 (1)探究方法：同位素标记法。 (2)实验过程及结论 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——卡尔文循环。 6．恩格尔曼实验 (1)实验过程 (2)实验结论：叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质，这些物质吸收的光与绿叶在光下产生氧气有关。 7．希尔实验 (1)实验方法：叶绿体悬液中加入草酸铁，并给予光照。 (2)实验结果：离体叶绿体释放出了氧气。 (3)实验结论：一定程度上证明光合作用在叶绿体中进行。 判断正误 (1)英格豪斯证明了植物在阳光下产生O2(　　) (2)光合作用释放的O2都来自水(　　) (3)卡尔文用同位素标记法发现了卡尔文循环(　　) (4)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是叶绿体(　　) (5)萨克斯通过实验证明光照是光合作用的必要条件(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√ 提示　(1)英格豪斯发现绿叶只在阳光下产生气体，但没有证明产生的气体是氧气。 任务一：光合作用相关实验分析 1．如图是萨克斯的实验，请分析回答下列问题： (1)把绿叶先在暗处放置24小时的目的是什么？ 提示　消耗掉叶片中原有的淀粉，防止干扰实验结果。 (2)该实验是如何形成对照的？ 提示　树叶部分遮光，另一部分曝光，形成了对照。 (3)为什么要用酒精脱色后再用碘蒸气处理？ 提示　避免叶片颜色对实验结果的干扰。 (4)本实验的结论是什么？ 提示　叶片在光下能产生淀粉。 2．分析恩格尔曼的实验，回答下列问题： 资料　1881年，科学家恩格尔曼做了这样的实验：把载有水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)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的部位。 (1)实验选择水绵和好氧细菌作为实验材料的优点：水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)为何要除去小室中原有的空气？ 提示　选用没有空气的环境，可排除空气中氧气的干扰。 (3)在黑暗中用极细的光束照射水绵有何巧妙之处？ 提示　用极细的光束照射，使叶绿体形成有光和无光部位，相当于一组对比实验。 (4)为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？ 提示　和黑暗条件下用极细的光束照射进行对照，进一步明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。 (5)恩格尔曼又用透过三棱镜的光照射水绵的带状叶绿体，结果大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，其原因是什么？ 提示　水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放较多氧气，适于好氧细菌在此区域分布。 (6)综合上述分析，你认为叶绿体具有什么功能？ 提示　叶绿体能吸收特定波长的光，用于光合作用放氧。 3．1937年，英国科学家希尔首次获得了叶片研磨后的离体叶绿体悬浮液，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冒出、溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)。在遮光条件下，则没有气泡冒出，溶液颜色也没有变化。 (1)希尔实验可以证明O2来自H2O，能否确定O2全部来自H2O? 提示　不能，该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到O元素的转移。 (2)希尔实验中并没检测到糖的生成。若向悬浮液中通入CO2，在光照条件下就能检测到糖的生成。这说明光合作用生成氧气和生成糖是两个相对独立的过程。 4．1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法研究了光合作用中O2的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2，然后进行了两组实验： 推测该实验的实验结果和结论。 提示　实验结果：A为O2，B为18O2；实验结论：该实验可以证明光合作用产生的O2来自H2O，不来自CO2。 核心归纳　恩格尔曼实验的巧妙之处 1．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合作用中产生了淀粉 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是绿色植物进行光合作用的场所 答案　B 解析　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不是主要来自土壤，B错误。 2．(多选)恩格尔曼用极细的光束照射载有水绵和好氧细菌的临时装片①，将临时装片②暴露在光下，结果如图所示。下列关于该实验的叙述正确的是(　　) A．实验开始前，临时装片都要先进行通气处理 B．该对照实验可以证明叶绿体是进行光合作用的场所 C．临时装片中的好氧细菌的聚集位置说明光合产物中有氧气 D．用透过三棱镜的光束照射临时装片①，会得到与该图示不同的结果 答案　BCD 解析　实验开始前，临时装片都要先进行隔绝空气处理，A错误。 二、提取和分离叶绿体中的光合色素 1．实验原理 无水乙醇等有机溶剂能溶解绿叶中的各种光合色素；色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上的扩散速度有差异。 2．实验步骤 (1)提取色素：称取5 g新鲜的菠菜叶(或其他植物绿叶)，剪碎后放入研钵中，加入少许二氧化硅、碳酸钙和5 mL无水乙醇，迅速而充分地研磨。将研磨液过滤到试管中，及时用棉塞塞紧试管口。 (2)制备滤纸条：将与烧杯高度相等、宽1 cm的干燥滤纸条，剪去一端的两个角，在距离该端大约1_cm处用铅笔画一条细线。 (3)画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔画的细线画一条细而直的滤液细线，吹干后在同一位置重复画滤液细线。 (4)分离色素：将画好滤液细线的滤纸条轻轻地插入盛有3 mL层析液的烧杯中，斜靠在烧杯壁上，用培养皿覆盖烧杯。滤液细线不能触及层析液。 (5)观察结果：几分钟后取出滤纸条，观察滤纸条上色素的分布情况。 色素种类 色素颜色 ① 胡萝卜素 类胡萝卜素 橙黄色 ② 叶黄素 黄色 ③ 叶绿素a 叶绿素 蓝绿色 ④ 叶绿素b 黄绿色 3.叶绿体中光合色素分布及功能 (1)分布：类囊体膜上。 (2)功能：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。叶绿素是光合作用过程中的主要色素，类胡萝卜素还有保护叶绿素免遭强光伤害的作用。 判断正误 (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)分离结束后，滤纸条上的颜色自上而下依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色(　　) (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(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 提示　(1)提取色素时加二氧化硅的目的是使研磨更充分，加碳酸钙的目的是防止研磨中叶绿素分子被破坏。(2)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上越宽，溶解度越大的色素在滤纸条上扩散得越快。(3)分离结束后，滤纸条上的颜色自下而上依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色。(4)植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片反射了绿光。 任务二：实验操作注意事项及结果分析 1．如图是提取和分离叶绿体中的光合色素的实验步骤，请分析回答下列问题： (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，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？ 提示　A是二氧化硅，作用是有助于充分研磨；B是碳酸钙，作用是防止研磨中叶绿素分子被破坏；C是无水乙醇，作用是溶解色素。 (2)制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？ 提示　剪去两角的作用是防止色素带不整齐。 (3)画滤液细线有什么要求？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？ 提示　画滤液细线的要求是细、齐、直。待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的含量。 (4)色素分离时，关键应注意层析液不要触及滤液细线，为什么？ 提示　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。 (5)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因①②③(填标号)。 ①研磨不充分，色素未能充分提取出来 ②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度低 ③未加碳酸钙或加入过少，叶绿素分子部分被破坏 2．如图是分离到的色素在滤纸条上的分布情况，请分析回答下列问题： (1)含量最多和最少的色素分别是叶绿素a和胡萝卜素。 (2)在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是胡萝卜素和叶绿素b。 3．分析叶绿体中色素的吸收光谱，回答下列问题： (1)叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱有什么不同？ 提示　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)从叶绿体中色素的吸收光谱分析大多数叶片看起来呈绿色的原因。 提示　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。 核心归纳　 1．实验结果分析 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 橙黄色 最少 最高 最快 叶黄素 黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 2.实验效果不理想的原因分析 (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，滤液色素(叶绿素)太少。 ③一次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，色素分子被破坏。 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．提取光合色素，进行纸层析分离。对该实验现象或操作的解释，正确的是(　　) A．未见分离后的色素带，可能分离时层析液没过了滤液细线 B．用无水乙醇提取色素，加入CaCO3是为了使研磨更充分 C．提取液呈绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 D．胡萝卜素在滤纸上扩散最快，是因为其在提取液中的溶解度最高 答案　A 解析　层析时未见色素带，说明分离时层析液可能没过了滤液细线，致使光合色素溶解在层析液中，A正确；加入CaCO3是为了保护色素，加入二氧化硅是为了研磨更充分，B错误；提取液呈绿色是由于叶绿素几乎不吸收绿光而被反射出来，C错误；胡萝卜素在滤纸上扩散最快，是因为其在层析液中的溶解度最高，D错误。 4．如图表示“提取和分离叶绿体中光合色素”实验的部分材料和用具。请据图回答下列问题： (1)步骤①中若A为无水乙醇，其作用是____________________________，C的作用是保护叶绿素，则C为______________________________________________________。 (2)步骤②将研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有单层______________。 (3)步骤③剪去两角的作用是______________________________________________________。 (4)步骤④中插入滤纸条时应注意____________________________________，最后得到的色素带中最宽的是________________。 答案　(1)溶解色素　CaCO3(或碳酸钙)　(2)尼龙布　(3)防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快　(4)层析液的液面不要触及或超过滤液细线　叶绿素a 课时对点练 [分值：100分] 第1～8题，每题5分；第9～13题，每题6分，共70分。 题组一　光合作用的发现历程 1．1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光，经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明了(　　) A．光合作用的产物有淀粉 B．光合作用的产物是水 C．光合作用的场所在叶绿体 D．光合作用产物中的氧气来自反应物中的水 答案　A 题点　探索光合作用的实验 2．下列关于光合作用探究历程的叙述，错误的是(　　) A．希尔的实验一定程度上证明了光合作用在叶绿体中进行 B．恩格尔曼的实验说明叶绿体在光下产生O2 C．卡尔文用14C标记CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪 D．鲁宾和卡门用放射性同位素示踪的方法证明光合作用中O2的来源 答案　D 解析　鲁宾和卡门研究光合作用释放的O2中氧原子的来源时采用了同位素标记法标记18O,18O是稳定性同位素，没有放射性，D错误。 题点　探索光合作用的实验 3．恩格尔曼用水绵和好氧细菌做了两个实验，现象分别如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A．选择水绵为材料，其叶绿体呈螺旋带状分布是重要因素之一 B．选择好氧细菌是为了证明光合作用是否有氧气产生 C．实验1可以证明叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气 D．实验2可以证明蓝紫光和红光是光合作用效率较高的光 答案　B 解析　实验通过观察好氧细菌的分布来确定氧气产生的位置，B错误。 题点　探索光合作用的实验 4．(2024·扬州高一检测)1937年，科学家希尔将叶绿体分离后置于试管中，加入1%的DCPIP(DCPIP是一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色，被还原时是无色的)后，将试管置于光下，发现溶液由蓝色变成无色并放出O2，以上实验证明了(　　) A．光合作用产生的O2来自H2O B．光合作用的过程中能产生还原剂和O2 C．光合作用的CO2参与有机物的合成 D．光合作用的产物有淀粉 答案　B 解析　本实验无法判断光合作用产生的O2的来源，A不符合题意；溶液由蓝色变成无色，说明产物中有还原态氢，并放出O2，故该实验证明光合作用的过程中能产生还原剂和O2，B符合题意。 题点　探索光合作用的实验 题组二　提取和分离叶绿体中的光合色素 5．(2024·淮安高一期末)如图①～④表示用新鲜菠菜进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的几个主要操作步骤，先后顺序正确的是(　　) A．①④②③ B．②①④③ C．②③④① D．②④①③ 答案　D 解析　据图分析，①表示画滤液细线，②表示提取色素，③表示分离色素，④表示过滤，则实验操作步骤的先后顺序是②→④→①→③，D正确。 题点　提取和分离叶绿体中的光合色素的实验原理及步骤 6.如图所示，图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果示意图，则图中②所示结果最有可能来自(　　) A．清水培养的水仙叶片 B．盆栽的天竺葵的叶片 C．大蒜发芽长出的绿叶 D．秋冬季节的银杏落叶 答案　D 解析　据图中①分析，由下而上的光合色素依次为叶绿素b(黄绿色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶黄素(黄色)、胡萝卜素(橙黄色)，图中②无叶绿素，只有叶黄素和胡萝卜素。清水培养的水仙叶片、盆栽的天竺葵的叶片和大蒜发芽长出的绿叶中均有四种光合色素，而秋冬季节的银杏落叶中叶黄素、胡萝卜素含量高，在低温条件下叶绿素已分解，D符合题意。 题点　提取和分离叶绿体中的光合色素的实验结果分析 7．实验操作不规范可能导致实验失败。下列关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的叙述，错误的是(　　) A．无水乙醇加入量太多可能导致所有色素带颜色变浅 B．未加CaCO3可能导致滤纸条上黄色和橙黄色两条色素带的颜色变浅 C．滤液细线浸没到层析液中导致滤纸条上无色素带 D．滤液细线过粗可能导致色素带之间无法分离 答案　B 解析　无水乙醇加入量太多导致滤液中色素浓度过低，可能导致所有色素带颜色变浅，A正确；未加CaCO3可能导致叶绿素 a和叶绿素b被破坏，进而导致滤纸条上蓝绿色和黄绿色两条色素带的颜色变浅，B错误；滤液细线浸没到层析液中，色素将溶解在层析液中，导致滤纸条上无色素带，C正确；滤液细线过粗可能导致色素带之间的边界相连接，无法分离，D正确。 题点　提取和分离叶绿体中的光合色素的实验原理及步骤 8．(2023·全国乙，2)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，随层析液在滤纸条上扩散得越慢 答案　D 解析　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快，D错误。 题点　叶绿体中色素的种类和作用 9．某实验小组用如图所示装置分离绿叶中的光合色素，其中样点处连接棉线，Ⅰ～Ⅳ为一段时间后分离形成的色素带。下列叙述错误的是(　　) A．研磨过程中未加SiO2可能会导致图中的色素带颜色变浅 B．图中色素带Ⅳ是叶绿素a，其含量最多 C．图中色素带Ⅰ在层析液中的溶解度最高，主要吸收蓝紫光 D．应在通风良好的条件下分离色素，以减少吸入层析液中有毒的挥发性物质 答案　B 解析　色素带Ⅳ是叶绿素b，B错误。 题点　提取和分离叶绿体中的光合色素的实验结果分析 10．对从菠菜叶中提取的色素进行纸层析，以色素扩散距离为横坐标，光合色素的含量为纵坐标，绘制图示(如图)。下列叙述正确的是(　　) A．色素带最宽的是乙，丁色素的溶解度最大 B．四种色素中，丙和丁主要吸收红光和蓝紫光 C．实验结果表明，不同色素带的宽度是相同的 D．提取色素时，加入少许二氧化硅可防止研磨中色素被破坏 答案　A 解析　分析图示可知，色素含量最多的是乙，所以色素带最宽的是乙，丁扩散距离最远，所以丁色素的溶解度最大，A正确；丙表示叶黄素，丁表示胡萝卜素，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，B错误；不同色素的含量是不同的，所以不同色素带的宽度是不相同的，C错误；提取色素时，加入二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止研磨中叶绿素分子被破坏，D错误。 题点　提取和分离叶绿体中的光合色素的实验结果分析 11．(多选)如图所示，图1和图2分别表示光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图。下列有关叙述错误的是(　　) A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉 B．两实验均需要光的照射 C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照 D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气 答案　ACD 解析　两实验均需进行“黑暗”处理，萨克斯的实验是为了消耗细胞中原有的淀粉，但恩格尔曼的实验并非为了消耗原有淀粉，而是为了用极细的光束照射，A错误；恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用的产物，所以两实验均需要光的照射，B正确；恩格尔曼的实验中，照光与不照光、黑暗与完全曝光形成对照，萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照，两实验中均设置了对照实验，C错误；恩格尔曼的实验可证明光合作用的产物有氧气，萨克斯的实验证明光合作用的产物有淀粉，D错误。 题点　探索光合作用的实验 12．(多选)为了测定叶片叶绿体色素含量，某中学兴趣小组利用两种方法分别提取菠菜叶片的叶绿体色素，并测定含量，实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．方法①中的“？”代表的是SiO2，加入该成分以便研磨更充分 B．方法①②中加入CaCO3的作用是保护叶绿素，提高色素的提取量 C．方法②中沸水浴可破坏膜结构，使色素充分释放 D．方法②延长沸水浴时间，色素提取更充分 答案　ABC 解析　方法①中的“？”代表的是SiO2，它能破坏细胞结构，加入该成分以便研磨更充分，A正确；方法①②中加入CaCO3的作用是保护叶绿素分子在研磨时不被破坏，提高色素的提取量，B正确；方法②中沸水浴可破坏膜上蛋白质结构，从而破坏膜结构，使色素充分释放，C正确；方法②延长沸水浴时间，叶绿体中的色素可能被分解，色素提取量变少，D错误。 题点　提取和分离叶绿体中的光合色素的实验原理及步骤 13．(多选)十字花科植物羽衣甘蓝具有极强的耐寒性，叶片形态美观多变，色彩绚丽如花，是冬季重要的观叶植物。为探究其叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列有关分析正确的是(　　) A．色素1在层析液中的溶解度最高，色素4在层析液中的溶解度最低 B．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 C．色素1、2、3、4可能分布在叶绿体中，色素5可能存在液泡中 D．色素1和2主要吸收蓝紫光和红光，色素3和4主要吸收蓝紫光 答案　ABC 解析　根据5种色素的层析结果可知，色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水，B正确；色素1、2、3、4溶于有机溶剂，可能分布在叶绿体中，色素5溶解在水中，可能存在于液泡中，C正确；色素1和2为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，色素3和4为叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，D错误。 题点　提取和分离叶绿体中的光合色素的实验结果分析 14．(16分)(2024·徐州高一期末)某同学用菠菜叶做色素的提取和分离实验过程中，用纸层析法分离色素，在滤纸条上分离出5条色素带，计算出每条色素带的迁移率如图1所示。可以确定最下面的两条色素带分别为叶绿素a和叶绿素b，但上方还有三条色素带。为了弄清这些色素带的成分，该同学做了β－胡萝卜素和叶黄素的标准品迁移率的对比，结果如图2所示，请回答下列问题： (1)菠菜叶中的光合色素主要分布在叶绿体中的____________，功能是________________。 (2)实验中可以用____________提取菠菜叶中的色素。色素带的迁移率与__________________有关。 (3)叶绿素a的颜色是____________，叶绿素主要吸收________________光。 (4)根据图2实验结果可以推测β－胡萝卜素和叶黄素分别对应图1中色素带______和______。 答案　(1)类囊体膜　吸收、传递、转化光能　(2)无水乙醇　其在层析液中的溶解度　(3)蓝绿色　蓝紫光和红　(4)1　2 解析　(4)由图可知，色素带1和色素带2分别与β－胡萝卜素和叶黄素的迁移率对应，说明色素带1为β－胡萝卜素，色素带2为叶黄素。 题点　提取和分离叶绿体中的光合色素的实验结果分析 15．(14分)(2024·河北，19改编)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。回答下列问题： 覆膜处理 叶绿素含量/(mg·g－1) 类胡萝卜素含量/(mg·g－1) 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 (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。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。 (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)(4分)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)。 答案　(1)蓝　类囊体膜　紫外光　(2)无水乙醇　叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰　(3)覆盖蓝膜，紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜时叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利于幼苗进行光合作用 解析　(1)植物的光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，主要吸收红光和蓝紫光，因此题述三种光中蓝光可被高效吸收。据柱形图分析可知，与白膜覆盖相比，蓝膜覆盖和绿膜覆盖透过的紫外光较少，可以更好地减弱幼苗受到的辐射。(2)光合色素提取的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以可以用无水乙醇作为溶剂提取光合色素。根据色素的吸收光谱，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，两者都可以吸收蓝紫光，测定叶绿素的含量时，选择红光而不选择蓝紫光，可以避免类胡萝卜素对实验结果的影响。(3)高原环境紫外光强烈，覆盖蓝膜后，紫外光透过率降低，可降低紫外光对幼苗的伤害，此外，与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜时幼苗叶绿素和类胡萝卜素的含量最高，可以提高植物对光能的利用率，促进植物的光合作用。 题点　叶绿体中色素的种类和作用 学科网（北京）股份有限公司 $