5.4 第1课时 捕获光能的色素和结构 人教版（2019)必修1(课件+课时分层作业+答案3份打包)

(共62张PPT)
第1课时　捕获光能的色素和结构
第5章　细胞的能量供应和利用
第4节　光合作用与能量转化
1．提取绿叶中的色素
(1)原理
绿叶中的色素能溶解在有机溶剂——________中。
知识点1　绿叶中色素的提取和分离
无水乙醇
提示：①—b　②—c　③—d　④—a
(3)实验步骤
单层尼龙布
SiO2和CaCO3
无水乙醇
2．分离绿叶中的色素
(1)实验原理：绿叶中的色素能溶解在层析液中，但不同的色素______不同，溶解度__的随层析液在滤纸上扩散得__，反之则慢。
溶解度
高
快
(2)实验步骤
剪去两角
毛细吸管
一到两
滤液细线
滤液
细线
四
(3)实验结果及分析
3．色素的吸收光谱
(1)光谱：阳光是由____________组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。
不同波长的光
(2)色素的吸收光谱
①吸收范围：可见光的波长是_____________；一般叶绿体中的色素只吸收______，对红外光和紫外光不吸收。
②色素功能：叶绿素主要吸收____________，类胡萝卜素主要吸收______。
400～760nm
可见光
红光和蓝紫光
蓝紫光
基于对绿叶中色素的提取和分离实验的认识，判断下列表述是否正确。
1．色素在层析液中的溶解度越大，在滤纸上的扩散速度越快。 (　　)
2．研磨时加入碳酸钙的目的是保护色素。 (　　)
3．研磨时加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨。 (　　)
4．分离绿叶中的色素用的是层析液。 (　　)
√
√
√
√
5．色素分离后，滤纸条上从上而下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b。 (　　)
提示：色素分离后，滤纸条上从上而下的四条色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
6．绿叶中色素分离的原理是色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。 (　　)
提示：绿叶中色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同。
×
×
探究一：实验过程和结果分析
1．下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：
(1)判断A、B、C分别是哪种物质。
A________，能溶解叶绿体中的色素。
B________，使研磨充分。
C______，防止叶绿素分子被破坏。
无水乙醇
二氧化硅
碳酸钙
(2)将滤纸条一端剪去两个角的目的是什么？
提示：防止层析液在滤纸条边缘扩散过快，使色素随层析液在滤纸条上均匀扩散。
(3)色素分离时，关键是应注意层析液不要没及滤液细线，原因是什么？
提示：否则滤液细线被层析液溶解，不能分离。
2．某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，4组实验结果如图所示，其中第④组是进行正确操作的对照组。
与对照组进行比较，分析造成①组、②组、③组实验结果的可能原因分别是什么？
提示：①组实验结果不理想(叶绿素较少)的原因有可能是未加CaCO3而使部分叶绿素被破坏；②组没有色素带，可能是由于用水取代了无水乙醇；③组中各色素带较窄，分离出的色素少，原因可能是未加SiO2而使得研磨不充分。
探究二：色素的吸收及应用
1．在人工精密控制光照、温度、CO2浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。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。靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
提示：用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成减产；人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
2．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。
[深化归纳]
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。
[对点练习]
1．下图甲～丁表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤，有关叙述错误的是(　　)
A．实验操作步骤的先后顺序是
乙→丁→甲→丙
B．步骤甲为增加滤纸上色素的
量需连续画2至3次滤液细线
C．步骤乙应向滤液中加入少许碳酸钙，以防止叶绿素被破坏
D．步骤丙中的滤纸条上最上面的一条色素带的颜色是橙黄色
√
B　[据图分析，步骤甲表示画滤液细线，步骤乙表示提取色素，步骤丙表示分离色素，步骤丁表示过滤，则实验操作步骤的先后顺序是乙→丁→甲→丙，A正确；为了增加滤纸上色素的量，在进行步骤甲时，需要划2至3次滤液细线，但是需要等到上次画线干了之后进行，不能连续操作，B错误；步骤乙表示提取色素，步骤乙应向滤液中加入少许碳酸钙，以防止叶绿素被破坏，C正确；步骤丙中的滤纸条上最上面一条色素带是胡萝卜素，其颜色是橙黄色，D正确。]
2．为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体中的色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(　　)
A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深
B．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进
类胡萝卜素的合成
C．四种色素在层析液中溶解度大小是
Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ
D．色素分离过程中如果滤液线触及石油
醚，会缩短得到四条色素带的时间
√
B　[根据题图来看：强光照导致该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A错误；强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，C错误；色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，色素会溶解在层析液中，结果是难以得到四条色素带，D错误。]
3．高等植物的光合作用需要依赖叶绿体中的光合色素。不同环境条件下，叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b之间可以发生相互转化，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。下图是叶绿体中两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，错误的是(　　)
A．缺少大量镁元素时，①②的合成都会受到影响
B．利用纸层析法分离色素时，②位于滤纸条最下端
C．①②主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
D．弱光下①的相对含量增加可能有利于对弱光的利用
√
B　[镁元素是叶绿素的重要组成成分，故缺少镁元素时，①叶绿素b和②叶绿素a的合成都会受到影响，A正确；利用纸层析法分离色素时，①叶绿素b位于滤纸条最下端，B错误；①叶绿素b和②叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；由题干信息可知，在适当遮光条件下，叶绿素a和叶绿素b发生相互转化，使叶绿素a与叶绿素b的比值降低，以适应环境，故弱光下①叶绿素b的相对含量增加可能有利于对弱光的利用，D正确。]
1．叶绿体的形态：一般呈扁平的______或____。
知识点2　叶绿体的结构适于进行光合作用
椭球形
球形




光合作用
叶绿体
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．叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础
(1)在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的________。
(2)在__________和____________，还有许多进行光合作用所必需的酶。
色素分子
类囊体膜上
叶绿体基质中
基于对叶绿素结构与功能的认识，判断下列表述是否正确。
1．叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用。 (　　)
2．吸收光能的有关色素分布在叶绿体的内膜上。 (　　)
提示：吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上。
3．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。 (　　)
提示：叶绿素不吸收绿光。
4．叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。 (　　)
√
×
×
√
材料1　德国科学家恩格尔曼在1881年做了探究叶绿体功能的实验。(如图所示)
材料2　下图是恩格尔曼实验装置改装示意图。
1．实验1中，需氧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，细菌则分布在所有受光的部位。该实验可以得出什么结论？
提示：该实验的结论是氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2．据实验1设计一个对照实验验证需氧细菌聚集在水绵被光束照射的部位不是由于细菌趋光而引起的。要求简要写出实验设计思路。
提示：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，用极细的光束照射临时装片，一段时间后观察装片中需氧细菌分布情况(或将实验组中的水绵换成等量死亡的水绵，其他条件与实验组相同)。
3．观察实验3的装置示意图，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。
[深化归纳]
1．叶绿体结构与功能的适应
(1)叶绿体基质和类囊体上含有与光合作用有关的酶。
(2)类囊体薄膜上分布有捕获光能的色素，且类囊体堆叠成基粒，增大了叶绿体内部的膜面积，为酶和色素提供了更多的附着位点。
2．恩格尔曼实验——实验设计的“四妙”
(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。
(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。
(3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。
(4)实验对照设计得妙：进行黑暗和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。
[对点练习]
4．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．图乙来自图甲中的③，上面只有
色素分子而没有酶分子
C．叶绿体的结构，需用光学显微镜观察
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
√
D　[由题意可知，图甲表示叶绿体结构模式图，叶绿体中，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结构，上面除了色素分子外，也有与光合作用有关的酶，B错误；叶绿体的结构，需用电子显微镜观察，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。]
5．恩格尔曼利用需氧细菌和水绵为材料，探究叶绿体的功能。下列有关恩格尔曼实验的叙述，错误的是(　　)
A．水绵具有螺旋带状叶绿体，便于实验观察
B．恩格尔曼的实验直接证明叶绿体吸收光能用于光合作用放氧
C．将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在充满空气的小室内，进行实验
D．用透过三棱镜的光照射临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域
√
C　[水绵具有螺旋带状叶绿体，用极细的光束可将叶绿体分为实验组和对照组，便于实验观察，A正确；用极细的光束照射水绵的叶绿体，发现需氧细菌集中分布在照光部位，所以恩格尔曼的实验直接证明叶绿体吸收光能用于光合作用放氧，B正确；为排除空气中氧气的干扰，将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在无空气的小室内，进行实验，C错误；用透过三棱镜的光照射临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，因为光合色素主要吸收红光和蓝紫光，D正确。]
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．层析液可分离色素，原理是不同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。
3．二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。
4．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。
5．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。
6．参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。
1．某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作：①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线；③为增强实验效果，将滤液细线画粗些；④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是(　　)
A．①　 B．①②
C．①②③ D．①②③④
课堂检测　素养测评
2
4
3
题号
1
5
√
D　[将5 g新鲜菠菜叶剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中，加入无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙以后，迅速研磨，①错误；将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线，不能用钢笔画线，②错误；用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，为增强实验效果，待滤液干燥后，可将滤液细线重复画两次，但是不能画得太粗，③错误；将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，但是滤液细线不能浸入层析液中，④错误。因此，以上说法都是错误的，故选D。]
2
4
3
题号
1
5
2．某同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，得到右图所示的结果，其中①②③④表示色素带。下列相关分析正确的是(　　)
A．该实验中，无水乙醇可作为层析液分离各种色素
B．③色素带中的色素分子主要吸收蓝紫光和红光
C．④色素带中的色素在层析液中的溶解度最高
D．提取色素时若未加二氧化硅会提取不到色素
√
2
4
3
题号
1
5
B　[色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素，但无水乙醇不作为层析液使用，A错误；滤纸条从外到内依次是①胡萝卜素、②叶黄素、③叶绿素a、④叶绿素b，③色素带为叶绿素a，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，①色素带中的色素在层析液中的溶解度最高，B正确，C错误；若提取光合色素时未加二氧化硅，不能充分研磨，也能提取到色素，则4条色素带颜色均变浅，D错误。]
2
4
3
题号
1
5
3．如图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、浅分别表示吸收量多、少)，则甲、乙两图分别是(　　)
A．类胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱
B．叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱
C．叶黄素、叶绿素的吸收光谱
D．叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱
√
2
4
3
题号
1
5
B　[由题图可知，甲图的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱；乙图的吸收光谱主要在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱。]
2
4
3
题号
1
5
4．图①②是光合作用探索历程中恩格尔曼的实验示意图，下列有关叙述错误的是(　　)
A．实验材料选择了水绵和需氧细菌
B．实验①在没有氧气的黑暗环境下
进行
C．整个实验过程中设置了多处对照
D．实验证明了叶绿体中能产生淀粉
2
4
3
题号
1
5
√
D　[水绵细胞中的叶绿体呈带状，用极细的光束照射后，根据需氧细菌分布的情况可判断光合作用(可产生氧气)的部位，A正确；实验①中的需氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中，据此可判断是在没有空气(排除氧气的干扰)的黑暗环境下进行的，B正确；实验①中光束照射和未照射的部分形成对照，实验①在没有空气的黑暗环境中用极细的光束照射和实验②完全暴露在光下形成对照，C正确；本实验可证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、光合作用需要光等，而不能证明叶绿体中能否产生淀粉，D错误。]
2
4
3
题号
1
5
5．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，请根据右图，回答以下问题：
2
4
3
题号
1
5
(1)本实验中提取色素所用试剂为
______________。
(2)在菠菜叶研磨的过程中，学生分别加入了二
氧化硅和________，这样做的目的是_________________________________________。
无水乙醇
碳酸钙
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，所用的分离方法称为
_________法，选用此法的原理是__________________________________，实验结果如上图所示，从下到上第三条色素带的名字是_________。
(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________。
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
2
4
3
题号
1
5
纸层析
不同色素在层析液中溶解度　
叶黄素
不同
b、d
(5)有同学查阅资料得知，植物体内叶绿素含量的多少与不同的植物种类有关。现欲探究菠菜、芹菜、菜心三种不同蔬菜体内的叶绿素含量的多少，请你简要写出实验的主要思路： ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2
4
3
题号
1
5
取等量且适量
生长状况良好且相似的菠菜、芹菜、菜心叶进行色素提取，利用纸层析法进行分离，重复多次实验，观察滤纸条上色素带深浅和宽窄，根据实验结果得出结论
[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)在用滤纸条分离绿叶中色素的实验中，所用的分离方法称为纸层析法，该方法的原理是利用不同色素在层析液中溶解度不同，进而不同色素在滤纸上扩散的速度不同，溶解度大的扩散得快，溶解度小的扩散得慢，因而能将各种不同的色素分离开来，图中从下到上第三条色素带的名字是叶黄素。
2
4
3
题号
1
5
(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，不符合题意，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浅，b正确；在对菠菜进行研磨时加入的无水乙醇过少，色素的比例较大，则可能导致色素带颜色较深，c错误；研磨时没有加入二氧化硅，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。
2
4
3
题号
1
5
(5)通过进行色素提取与分离实验可以获得叶绿体色素，且通过纸层析法能够分离色素，且根据色素带的宽窄可判断色素含量的多少，为此，设计实验如下：取等量且适量生长状况良好且相似的菠菜、芹菜、菜心叶进行色素提取，利用纸层析法进行分离，重复多次实验，观察滤纸条上色素带深浅和宽窄，通过比较得出相应的结论。
2
4
3
题号
1
5课时分层作业(19)　捕获光能的色素和结构
题组一　绿叶中色素的提取和分离
1．采用新鲜菠菜叶片进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，下列叙述错误的是(　　)
A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B．研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏
C．研磨时添加二氧化硅有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
2．如图是利用新鲜的菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验，滤液经层析后，色素带在滤纸条上的分布情况，下列说法正确的是(　　)
A．①是叶黄素，②是胡萝卜素，它们都是类胡萝卜素
B．③是叶绿素b，其含量最多
C．④的溶解度最高，扩散速度最慢
D．菠菜叶如果摆放时间过长，实验中③④色素带宽度会变窄
3．秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是花青素增多而叶绿素含量降低所致，实验小组对此进行实验验证：用无水乙醇提取叶片中色素，用层析液进行分离，结果滤纸条上出现四条色素带，靠近层析液的两条色素带非常窄，下列有关推断不合理的是(　　)
A．变窄的是叶黄素和叶绿素a
B．低温下叶绿素容易被破坏
C．滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素为水溶性色素
D．叶绿素易溶于无水乙醇
4．如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程。请回答下列问题：
(1)该实验中用来提取色素的试剂是________，分离色素的方法是_________________，色素能在滤纸条上分离的原因： _______________________
_____________________________________________________________________。
(2)该实验的结果①：韭菜的色素带有4条，从下到上分别是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色，而韭黄的色素带是______________。
(3)对韭黄和韭菜滤液吸收光谱进行比较，结果②显示它们吸收光谱最明显的差异出现在____________________________________________________________。
若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和结果②________。
题组二　捕获光能的色素
5．植物的叶片不透光，多数叶片呈绿色。下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述，不正确的是(　　)
A．植物呈绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光
B．叶绿体中的色素与液泡中的色素性质及功能均不相同
C．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
D．叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区的吸收峰值不同
6．植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长的光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　)
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用
B．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
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波波长的变化来表示
D．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
7．绿叶捕获光能的色素存在于叶绿体中，下列相关说法中，错误的是(　　)
A．相应的色素包括胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
C．植物呈现绿色是因为叶绿素能有效吸收绿光
D．提取色素时选用无水乙醇，分离色素时采用层析液
题组三　叶绿体的结构适于进行光合作用
8．基于对叶绿体的结构和功能的理解，下列相关表述正确的是(　　)
A．叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用
B．叶绿体的类囊体有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能
C．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
D．叶绿体是所有细胞进行光合作用的必要场所
9．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与需氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是(　　)
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
10．科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)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，结果如下图所示：
(1)请描述B实验下细菌的分布情况： ____________________________________
_____________________________________________________________________，
如此分布是因为光合作用释放了________。
(2)该实验证实了光合作用的场所是________，吸收光能的色素和与光合作用有关的酶分别分布在____________________、________________。
(3)恩格尔曼进行C实验的目的是________________________________________
_____________________________________________________________________，
在________________________点的细菌特别多。
11．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．缺镁的韭菜根在光照条件下培养，也会发育成韭黄
B．实验结果说明光照不会影响类胡萝卜素的合成
C．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
D．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增加
12．科研人员探究补充蓝光对平谷大桃叶片色素含量的影响，结果如下表。下列分析不正确的是(　　)
叶绿素a(mg/g) 叶绿素b(mg/g) 叶绿素a＋b(mg/g)
实验组 2.6 0.9 3.5
对照组 2.3 0.7 3.0
A．用乙醇或丙酮提取和分离叶绿素
B．蓝光处理使叶绿素a、b含量都增加
C．秋冬季节，叶片变黄过程中吸收明显减少的光是红光和蓝紫光
D．蓝光处理使叶绿素a/b的比值减小
13．(不定项)红叶李是一种观叶植物，满山红叶时观赏价值最高。红叶李叶的颜色由花色素苷与叶绿素的比值决定。研究人员通过对红叶李进行不同时间的遮光处理，探究影响红叶李叶片中色素含量的原因，实验结果如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光
B．实验中影响花色素苷与叶绿素比值的因素只有透光率
C．观赏价值最高时，红叶李叶片对红光和蓝紫光的吸收量减少
D．透光率为40%时，遮光时间越长越利于提高红叶李的观赏价值
14．(不定项)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A．本实验的自变量是叶绿素相对含量
B．由图中曲线可知，经低温和暗处理的该植物叶片中叶绿素相对含量下降最为明显
C．纸层析法分离上述叶片色素提取液，第4组由上到下第一、二条色素带会明显变窄
D．若在光照、低温条件下，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失
15．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紫光的光合色素是_____________；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_____________小时/天，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)。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(www.21cnjy.com)课时分层作业(19)
1 2 3 5 6 7 8 9 11 12 13 14
B D A A A C B B D A A B D ABC
4．(1)无水乙醇　纸层析法　不同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；溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢　(2)只有黄色和橙黄色2条(或色素带只有2条，从下到上分别是黄色、橙黄色)　(3)红光区域　差异都不大
10．(1)细菌集中在叶绿体周围　O2　(2)叶绿体　类囊体的薄膜上　类囊体的薄膜上和叶绿体基质中　(3)找出不同颜色的光对光合作用的影响　红光点和蓝光
15．(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)三组长势相同，成花诱导完成的火龙果植株，经不同光照强度的白光处理相同时间到果实成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最高的组的光照对应最适光照强度
1．B　[绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；研磨时加入CaCO3可防止研磨时色素被有机酸破坏，B错误；研磨时加入少许二氧化硅有助于充分研磨，利于破碎细胞的色素释放，C正确；画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。]
2．D　[不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，可推断出：①是胡萝卜素，②是叶黄素，A错误；③是叶绿素a，其含量最多，B错误；④叶绿素b的溶解度最低，扩散速度最慢，C错误；菠菜叶如果摆放时间过长，叶绿素会被破坏，实验中③④色素带会变窄，D正确。]
3．A　[叶绿体中色素分离实验中色素带由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此变窄的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，A不合理；据题意“秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是花青素增多而叶绿素含量降低所致”，秋季温度降低，即低温下叶绿素容易被破坏，B合理；如果花青素溶于有机溶剂则滤纸条上会有花青素，所以滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素为水溶性色素，花青素不溶于无水乙醇，所以无法提取到花青素，C合理；提取叶绿素的原理是叶绿素易溶于有机溶剂无水乙醇，D合理。]
4．(1)光合色素可以溶解在无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中色素。绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中，但不同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；溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。这样绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开，这种分离色素的方法叫纸层析法。(2)光下生长的韭菜，其叶绿体中含有四种色素：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)；避光生长的韭黄，其叶绿体内只含有两种色素：胡萝卜素、叶黄素，而韭黄的色素带的颜色只有黄色和橙黄色(或色素带只有2条，从下到上分别是黄色、橙黄色)。(3)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，因此结果②显示它们吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。镁是叶绿素合成的原料，缺镁会使新的叶绿素分子的合成受阻，但对该色素的提取和分离的实验影响较小，因此若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果差异都不大。
5．A　[植物呈绿色是由于叶绿体色素对绿光吸收最少，反射最多，A错误；叶绿体中的色素是脂溶性的，部分色素可吸收、传递和转换光能，液泡中的色素是水溶性的，不具有利用光能的作用，B正确；构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收，C正确；叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区的吸收峰值不同，D正确。]
6．A　[类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在蓝紫光区吸收的大量光能用于光合作用，A错误。]
7．C　[绿叶中的光合色素有4种，分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，A正确；叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同，B正确；植物呈现绿色是因为叶绿素吸收绿光最少，反射多，C错误；叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，故可用无水乙醇提取色素，四种色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度不同，故可用层析液分离色素，D正确。]
8．B　[叶绿体中的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收光能并用于光合作用，A错误；叶绿体的类囊体有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能用于光合作用，B正确；植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的光合色素几乎不吸收绿光，绿光被反射出来，C错误；蓝细菌无叶绿体也能进行光合作用，D错误。]
9．B　[水绵中的叶绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，装片中不能有空气，否则需氧细菌均匀分布，无法根据需氧细菌的聚集情况来确定叶绿体是否有放氧功能。]
10．(1)白光的光质较为均匀，需氧细菌主要分布在能进行光合作用产生O2的叶绿体周围。(2)通过螺旋状的叶绿体与需氧细菌的关系可以看出进行光合作用的位置在叶绿体上，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薄膜上，有的分布在叶绿体基质中。(3)C实验中自变量是光质，主要有红、绿、蓝三区，而在红光点和蓝光点的需氧细菌远远多于绿光点的。
11．D　[镁是叶绿素的成分，缺镁的韭菜根在光照条件下培养，因为叶绿素不能合成，因而也会发育成韭黄，A正确；实验结果说明光照不会影响类胡萝卜素的合成，但没有光照，叶绿素无法合成，B正确；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，对于光合作用来说，红光和蓝紫光是有效光，C正确；若研磨时未加SiO2则提取的色素量少，则滤纸条的色素带中叶绿素的宽度可能会变窄，D错误。]
12．A　[光合色素溶于有机溶剂，所以可用乙醇或丙酮等有机溶剂提取光合色素，不同色素在层析液中溶解度不同，所以在滤纸上的扩散速度不同，因此可以用层析液分离叶绿素，A错误；根据表格分析，实验组中叶绿素a和叶绿素b含量都增加，B正确；秋冬季节，叶片变黄是由于叶绿素被分解，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以该过程中吸收明显减少的光是红光和蓝紫光，C正确；蓝光处理使叶绿素a/b的比值由2.3/0.7变为2.6/0.9，该值变小，D正确。]
13．ABD　[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，A错误；分析柱形图可知，花色素苷与叶绿素的比值随着透光率的降低、遮光时间的延长而变化，影响花色素苷与叶绿素比值的因素有透光率和遮光时间，B错误；红叶李叶肉细胞中的色素分布在叶绿体、液泡，叶片发绿时观赏价值下降，观赏价值最高时，叶片对红光和蓝紫光的吸收量下降，使其呈现艳丽的色彩，C正确；透光率为40%时，遮光时间越长，花色素苷与叶绿素的比值越低，观赏价值越低，D错误。]
14．ABC　[分析曲线图可知，本实验的自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量，A错误；由图中曲线对比可知，曲线4(经低温和光照处理)的植物叶片中叶绿素相对含量下降最为明显，B错误；纸层析法分离上述叶片色素提取液，第4组叶绿素相对含量较少，因此由上到下第三、四条色素带会明显变窄，C错误；曲线4与其他曲线对比可知，若在光照、低温条件下，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失，D正确。]
15．(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝紫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＋蓝光组平均花朵数都最多，该光源的最佳补光时间是6小时/天。(3)本实验探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，所以三组长势相同，成花诱导完成的火龙果植株，经不同光照强度的白光处理相同时间到果实成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最高的组的光照对应最适光照强度。
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