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【学案导航】---明方向！
【课程学习目标】
1.概述色素提取和分离实验的原理。
2.说出叶绿体中色素的种类和作用。
3.说出叶绿体的结构和功能。
第一层级：预学区.不看不讲
【知识体系梳理】
一、捕获光能的色素
1.活细胞所需的能量最终来自①。
2.叶绿体中色素的种类、颜色和功能
种类
色素颜色
主要功能
叶绿素
叶绿素a
③
⑤
②
④
类胡萝卜素
胡萝卜素
⑦
⑨
⑥
⑧
3.利用绿叶中的色素能够溶解在⑩中的特性,可以利用提取绿叶中的色素;利用几种色素在层析液中不同,在滤纸上的的不同,可以将色素分离。
二、叶绿体的结构
1.叶绿体的外表有,内部有许多基粒,基粒与基粒之间充满了。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为,吸收光能的四种色素,就分布在上。
2.叶绿体是进行的场所。它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的。
3.1880年,美国科学家恩格尔曼的实验可以得出的结论是:,。该实验的巧妙之处是合理地设置了,使实验结果富有说服力。
【基础学习交流】
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1.蓝藻和绿色植物都可以进行光合作用,他们进行光合作用的场所分别是什么?
2.叶绿体中的色素是光合色素,有哪些种类?它们有什么作用?
3.叶绿素的合成与什么因素有关?试列举两例说明。含量最多、在层析液中溶解度最小、在滤纸条上扩散最快的色素分别是什么?
4.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,如果色素提取液呈淡绿色,可能的原因都有哪些?
第二层级：导学区.不议不讲
【重点难点探究】
知识点一:了解叶绿体中的色素
1.植物细胞中含有色素的结构是什么?叶绿体中的色素有哪些种类?
2.叶绿体中的色素有哪些理化性质?
3.叶绿体中四种色素的颜色分别是怎样的?为什么植物的叶片细胞通常呈现绿色?
4.在我国的温带地区,到了秋天,许多树叶为什么会变黄或变红?
5.叶绿体中色素几乎不吸收绿光,夜晚城市中的绿光灯照射到行道树上是为了促进植物的光合作用吗?其主要目的是什么?
知识点二:绿叶中色素的提取和分离实验解读
1.请完成下表中的实验流程。
绿叶中色素的提取和分离
步骤
方法
原因
提取绿叶中的色素
(1)加入二氧化硅:① ;
(2)加入碳酸钙:② ;
(3)加入乙醇:③ 。
将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中,并用棉塞塞紧试管口
(1)单层尼龙布:④ ;
(2)试管口塞紧:⑤ 。
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制备滤纸条
(1)干燥滤纸:⑥ ;
(2)剪去两角:⑦ 。
画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔细线画出一条细而直的滤液细线,吹干后再重复画1～2次
(1)画得细而直:⑧ ;
(2)画2～3次:⑨ 。
分离绿叶中的色素
(1)层析液用于⑩ ;
(2)层析液不能没及滤液细线,以防止 ;
(3)覆盖烧杯是为了 。
2.请将下表内容补充完整。
色素种类
位置
色素颜色
色素含量
溶解度
扩散速度
橙黄色
最快
黄色
较快
蓝绿色
较慢
黄绿色
最慢
3.提取叶绿体中色素时,为什么要迅速、充分研磨?
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【思维拓展应用】
例1 右图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图,则判定A和B分别为( )。
A.叶绿素、类胡萝卜素
B.类胡萝卜素、叶绿素
C.叶黄素、叶绿素a
D.叶绿素a、叶绿素b
例2 右图是在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的四条色素带,若将其置于暗室中,并用红光照射,色素带呈暗色的是( )。
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
第三层级：固学区.不练不讲
【基础智能检测】
1.下列关于叶绿素的叙述,错误的是( )。
A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
2.科学家用水绵进行光合作用的实验,把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中,用通过三棱镜的单色光照射水绵,结果是( )。
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A.细菌均匀分布在水绵周围
B.细菌均匀分布在水绵带状叶绿体的周围
C.细菌集中分布在红光和蓝紫光区照射的水绵周围
D.细菌集中分布在黄绿光区照射的水绵周围
3.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,下列有关叶绿体的叙述正确的是( )。
A.叶绿体中的色素都分布在类囊状结构的膜上
B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上
4.某同学在做色素分离实验时,发现滤纸条的色素带有重叠现象,其原因可能是( )。
A.滤液过少
B.层析液没及滤液细线
C.层析液过少
D.滤纸条没经干燥处理
【全新视角拓展】
5.若分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种颜色的溶液,即:深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。则:
处理
A
B
C
SiO2(少量)
+
+
+
CaCO3(少量)
-
+
+
95%乙醇(10 mL)
+
-
+
蒸馏水(10 mL)
-
+
-
(1)A处理得到的溶液颜色是 ,原因是 。
(2)B处理得到的溶液颜色是 ,原因是 。
(3)C处理得到的溶液颜色是 ,原因是 。
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(4)若色素层析结果如右图,则绿叶组的滤纸条是 (填字母),判断依据 ;嫩黄叶组的滤纸条是 (填字母),判断依据 。 学*
第四层级：思学区.不思不复
【思维导图构建】
【答案】
【知识体系梳理】
①太阳能 ②叶绿素b ③蓝绿色 ④黄绿色 ⑤吸收蓝紫光和红光 ⑥叶黄素 ⑦橙黄色 ⑧黄色 ⑨吸收蓝紫光 ⑩有机溶剂 无水乙醇 溶解度 扩散速度 双层膜 基质 类囊体 类囊体的薄膜 光合作用 酶 叶绿体是进行光合作用的场所 光合作用可以释放出氧气 对照实验
【基础学习交流】
1.蓝藻进行光合作用的场所是细胞质中的光合片层,绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体。
2.光合色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,具有吸收、传递和转化光能的作用。
3.叶绿素的合成与Mg2+和光照等因素有关,Mg2+是合成叶绿素的必不可少的原料,没有光照不能合成叶绿素。含量最多、在层析液中溶解度最小、在滤纸条上扩散最快的色素分别是叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素。
4.①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,色素浓度小;③未加碳酸钙或加入过少,色素分子部分被破坏。
【重点难点探究】
知识点一:了解叶绿体中的色素
1.液泡和叶绿体中都存在色素。叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素四种,其中前两种色素又称叶绿素,后两种色素又称类胡萝卜素。
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2.四种色素都不溶于水,而溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中;叶绿素相对不稳定,其合成易受光照、温度和Mg2+的影响。
3.叶绿素a蓝绿色,叶绿素b黄绿色,胡萝卜素橙黄色,叶黄素黄色。因为叶绿体中主色为绿色的叶绿素的含量(约占3/4)比主色为黄色的类胡萝卜素含量(约占1/4)多,所以植物的叶片细胞通常呈现绿色。
4.叶片是绿色的原因有两个:一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍;二是色素不吸收的绿光被反射回来。秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏,呈现出类胡萝卜素的颜色,变红则是液泡中花青素的颜色。
5.不是。主要目的是营造城市绿色的氛围。
知识点二:绿叶中色素的提取和分离实验解读
1.①有助于研磨得充分 ②防止研磨中色素被破坏 ③为了溶解、提取色素 ④过滤叶脉及二氧化硅等 ⑤防止乙醇挥发 ⑥透性好、吸收滤液多 ⑦使层析液同步到达滤液细线 ⑧为防止色素带重叠而影响分离效果 ⑨是为积累更多的色素,使分离后的色素带明显 ⑩分离绿叶中的色素 色素溶解于层析液中而无法分离 防止层析液中的成分挥发
2.
色素种类
位置
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
3.充分是为了研碎细胞保证色素溶出;迅速是为了减少无水乙醇挥发,乙醇挥发性较强,塞紧盛有色素滤液的试管口也是因为挥发性。
思维拓展应用
例1 A
【解析】根据曲线分析可知,A主要吸收红光和蓝紫光,B主要吸收蓝紫光,因此A为叶绿素,B为类胡萝卜素。
例2 C
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【基础智能检测】
1.D 2.C 3.A 4.D
【全新视角拓展】
5.(1)黄绿色 部分叶绿素受到破坏 (2)几乎无色叶绿素不溶于水 (3)深绿色 大量叶绿素溶于乙醇中 (4)A 叶绿素a带和叶绿素b带较宽 B 叶绿素a带和叶绿素b带较窄
【解析】解答此题的关键是要知道SiO2、CaCO3和95%乙醇在色素提取中的作用,以及缺少后可能出现的现象,再将三个研钵中可能出现的颜色与题干信息提供的三种颜色对应。色素提取中,SiO2可使绿叶研磨充分,CaCO3可保护叶绿素等色素免受破坏,95%乙醇用于溶解色素,色素不溶于蒸馏水。
【思维导图构建】
①叶绿素 ②叶绿素a ③类胡萝卜素 ④胡萝卜素 ⑤纸层析 ⑥叶绿体
【典例指津】---授技法！
热点题型一 捕获光能的色素
例1、如图表示叶绿体色素吸收光能的情况，根据此图并结合所学知识，判断以下说法中正确的是 ( )
①少数特殊状态下的叶绿素a对420 nm、670 nm光的转换率较高 ②在晚间用大约550 nm波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度 ③据图可知，用白光中450 nm左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度 ④土壤中缺乏镁时，420 nm～470 nm左右波长的光的利用量显著减少 ⑤由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量减少
A．①④⑤ B．①③④⑤
C．②③④⑤ D．①②④⑤
【答案】 A
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【提分秘籍】影响叶绿素合成的因素
(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。
(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。
(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。
【举一反三】
1880年德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)，他得出光合作用强度在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是 ( )
A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，水绵光合作用强
B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强
C．好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强
D．聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物——O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用
【答案】 B
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【方法技巧】恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证的四妙之处
(1)实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。
(2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。
(3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。
(4)实验对照设计得妙：进行局部光照和完全曝光的对照实验，从而说明实验结果不同是由光照条件不同引起的。
热点题型二 绿叶中色素的提取和分离
例2、在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验中，为了有助于研磨得充分，应向研钵中加入少许 （ ）
A．无水乙醇 B．丙酮 C．二氧化硅 D．碳酸钙
【答案】C
【解析】叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂中，如无水乙醇或丙酮等，所以可用无水乙醇或丙酮提取叶绿体中的色素，A、B错误；二氧化硅有助于破坏细胞结构，使研磨更充分，C正确；加入碳酸钙的作用是可防止叶绿素在酸性条件下分解，即防止色素被破坏，D错误。
【提分秘籍】实验成功的关键
(1)叶片要新鲜，颜色要深绿，含有较多色素。
(2)研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。
(3)制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。
(4)滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画一两次。
(5)滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。
【特别提醒】
(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少。
(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度大小。
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(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。
【举一反三】
在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，在层析液中溶解度最小和最大的色素分别是 （ ）
①胡萝卜素 ②叶黄素 ③叶绿素a ④叶绿素b
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．④和①
【答案】D
【方法技巧】绿叶中的色素提取和分离实验的异常现象分析
(1)收集到的滤液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(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。
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：滤纸条上的滤液细线未画成一条细线。
(3)滤纸条上得不到色素带的原因分析：
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。
【真题回眸】---知难易！
1.（2017·全国课标卷Ⅱ，29）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是
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_______________________、_______________________、_______________________、_________________，代表的物质主要是_________________。
（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_________________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。
（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________。
【答案】（1）O2 NADP+ ADP和Pi C5 NADH （2）C和D （3）缺氧
【解析】光反应： 物质变化：H2O→2H+ 1/2O2（水的光解） NADP+ + 2e- + H+ → NADPH
能量变化：ADP+Pi+光能→ATP
暗反应： 物质变化：CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定）
2C3化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+ C5化合物+H2O（有机物的生成或称为C3的还原）
能量变化：ATP→ADP+PI（耗能）
（1）由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应，图中类囊体膜上发生水的光解，产生NADPH
和①氧气；暗反应阶段消耗ATP和NADPH，产生②NADP+、③（ADP和Pi）；
暗反应过程为卡尔文循环，CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定），所以④为C5。
呼吸作用的第一阶段的场所为C细胞质基质，在第1阶段中，各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A；呼吸作用的第二、三阶段的场所为D线粒体，在第2阶段中，乙酰辅酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子；在第3阶段中，氢原子进入电子传递链（呼吸链），最后传递给氧，与之生成水。呼吸作用中的为还原型辅酶I（NADH）。
（2）植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有：光合作用光反应阶段（A）和有氧呼吸三个阶段（C和D）。
（3）酒精是无氧呼吸产物。
2.（2017·海南卷，10）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出.下列相关说法正确的是（ ）
A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气
B.若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生
C.若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生
D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
【答案】A
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3.（2017·海南卷，30）绿藻A是某种单细胞绿藻，能够合成物质W.某小组为探究氮营养缺乏对绿藻A增殖及物质W累计的影响，将等量的绿藻A分别接种在氮营养缺乏（实验组）和氮营养正常（对照组）的两瓶培养液中，并在适宜温度和一定光强下培养.定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量，结果如图.
（1）从图甲可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长曲线呈 型.
（2）综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是 .
（3）若物质W是类胡萝卜素，根据类胡萝卜素不易挥发和易于溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是 .用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开，纸层析法分离的原理是 .
（4）在以上研究的基础上，某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，则该实验的自变量是 .
（5）与在光照条件下相比，若要使绿藻A在黑暗条件下增殖，需要为其提供 （填“葡萄糖”或“纤维素”）作为营养物质，原因是 .
【答案】
（1）S
（2）先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养
（3）萃取 类胡萝卜素和叶绿素在层析液（有机溶剂）中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离
（4）培养基中的氮营养浓度
（5）葡萄糖 在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类（有机物），需要吸收葡萄糖为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用
【解析】（1）由甲图可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长曲线呈S型.
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（2）由甲图可知，正常氮营养液中绿藻增殖速度较缺氮营养液中绿藻增殖速度快；由乙图可知，正常氮营养液中物质W的含量较缺氮营养液中物质W含量低.因此，综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养.
（4）该实验的目的是进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，则该实验的自变量是培养基中的氮营养浓度.
（5）在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类（有机物），需要吸收葡萄糖为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用.因此，与在光照条件下相比，若要使绿藻A在黑暗条件下增殖，需要为其提供葡萄糖作为营养物质.
3.（2016·全国课标卷Ⅱ，4）关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.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
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
【答案】 C
【解析】 叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。
4.（2014·新课标Ⅰ，2）正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（ ）
A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快
C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP＋比值下降
【答案】 B
【解析】 正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和（即NADPH）停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2
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的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。
5.（2013·新课标卷Ⅱ，2）关于叶绿素的叙述，错误的是（ ）
A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
【答案】 D
6.（2016·江苏卷，17）下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是（ ）
A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素
B.即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素
C.为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好
D.层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失
【答案】 B
【解析】 CaCO3可防止酸破坏叶绿素，应在研磨时加入，A错误；即使菜中叶剪碎不够充分，但色素并没有减少，也可提取出4种光合作用色素，B正确；由于研磨时乙醇挥发，故为获得10 mL提取液，研磨时加入多于10 mL乙醇，C错误；叶绿素条带不会随层析液挥发消失，D错误。
7.（2016·天津卷，2）在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（ ）
A.红光，ATP下降 B.红光，未被还原的C3上升
C.绿光，下降 D.绿光，C5上升
【答案】 C
8.（2016·北京卷，5）在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2，48 h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。
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与本实验相关的错误叙述是（ ）
A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
B.生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官
C.遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
【答案】 C
【解析】 光合作用暗反应阶段发生在叶绿体基质中，C5与二氧化碳结合形成C3，进而被还原为有机物，A正确；通过分析图像可知，生殖器官发育早期，光合产物大部分分配到“0”线以下的营养器官中，B正确；在植株发育早期光合产物更多的分配到营养器官中，发育的中期在生殖器官和营养器官中分配比例接近，后期光合产物更多地分配到生殖器官中，C错误；本实验的自变量是正常光照和70%遮光条件、不同发育期豌豆植株，因变量是光合产物在生殖器官和营养器官中的分配比例，D正确。
9.（2015·四川卷，1）下列在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是（ ）
A.Mg2＋吸收 B.O2扩散
C.光能转换 D.DNA复制
【答案】 B
【能力提升】---长士气！
一、选择题（8小题）
1．有位学生在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,采用圆形滤纸片，将提取出的色素溶液画在距圆心
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1cm的圆圈上，将滤纸自圆心折叠后层析,经层析后，色素被分离为四个半径不同且颜色不同的同心圆（如下图所示），请推测最外圈色素的颜色是 （ ）
A．橙黄色 B．黄绿色 C．蓝绿色 D．黄色
【答案】A
【解析】绿叶中的不同色素在层析液中的溶解度是不同的，溶解度高的，随层析液在滤纸条上扩散得快。色素在层析液中的溶解度从大到小依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此最外圈色素是胡萝卜素，颜色是橙黄色，A正确。
2．小红同学用菠菜叶进行色素的提取和分离实验时，观察到的色素带颜色较浅，其可能的原因有 （ ）
①无水乙醇加入量太多
②未加CaCO3
③未加SiO2
④使用放置了数天的菠菜叶
⑤只画了一次滤液细线
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【答案】D
【解析】无水乙醇的作用是提取色素，若加入太多，则色素的浓度降低，会导致观察到的色素带颜色过浅，①正确；未加CaCO3，叶绿素分子会被破坏，导致观察到的色素带颜色较浅，②正确；未加SiO2研磨不充分，则色素的提取量会偏少，会导致观察到的色素带颜色较浅，③正确；使用放置了数天的菠菜叶，叶绿素已被分解，也会导致观察到的色素带颜色较浅，④正确；画滤液细线次数太少，滤纸上的色素含量较少，则会导致滤纸条上色素带颜色较浅，⑤正确。
3．提取绿叶中的色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是（ ）
①未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
②色素始终在滤纸上，是因为色素能随层析液在滤纸条上扩散
③提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b
④胡萝卜素处于滤纸最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高
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A．①② B．①④ C．②③ D．③④
【答案】C
4．将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是 （ ）
A．随机、均匀分布在混合液中 B．集中分布在上下两侧
C．集中分布在中央位置 D．集中分布在溶液的下层
【答案】B
【解析】由于色素主要吸收红光和蓝紫光，因此竖直放置的水绵在上侧红光处及下侧的蓝紫光处光合作用较强，产生的氧气较多，因此好氧细菌在这两处集中分布。
5．1880年德国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况如图。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是 （ ）
A.细菌对不同光的反应不同，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B.好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C.好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D.好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率快，则该种光有利于光合作用
【答案】B
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6．如图所示为“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。下列叙述
错误的是 （ ）
A．图中①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2和CaCO3
B．将研磨液倒入图中②的漏斗内，漏斗底部应放一块单层尼龙布
C．图中③画滤液细线的要求是细、齐、直
D．图中④随层析液在滤纸条上扩散速度最快的色素为黄绿色
【答案】D
【解析】图中①向研钵内加入的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3，其中无水乙醇的作用是提取色素,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，A正确；将研磨液倒入图②漏斗中，漏斗基部应放一块单层尼龙布，进行过滤，B正确；图中③画滤液细线的要求是细、齐、直，可防止色素带重叠，C正确；图中④层析结果从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），其中扩散速度最快的是胡萝卜素，为橙黄色，D错误。
7．对“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列描述正确的是 （ ）
A．将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、二氧化硅、CaCO3以后，迅速研磨
B．用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复2～3次
C．将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散
D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素
【答案】D
【解析】将5g菠菜叶剪碎，然后放入研钵中，加入无水乙醇、二氧化硅、CaCO3
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以后，迅速研磨，A错误；用毛细管吸少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，待滤液干后，再画一两次，B错误；将画好细线的滤纸条插入层析液中，滤液细线不能触及层析液，不能摇晃，C错误；研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素，D正确。
8．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验操作的叙述，错误的是 （ ）
A．加入少许二氧化硅可使绿叶研磨充分
B．加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏
C．胡萝卜素随层析液在滤纸上扩散得最快
D．滤纸条上叶绿素a的色素带最宽是因其溶解度最大
【答案】D
二、非选择题（2小题）
9．某生物实验小组在“探究环境条件对叶绿素形成的影响”的活动中，作出的假设是：光照能影响叶绿素的形成。据此假设该生物实验小组设计如下实验方案：
甲组
乙组
环境条件
阴暗、低温
光照充足、适宜温度
实验材料
同样一株韭苗
同样一株蒜苗
处理方法
将甲、乙两组植物栽种在各自环境中一段时间
（1）全班同学讨论后认为：按上述实验方案进行实验，并不能对“光照能影响叶绿素形成”的假设进行探究，因为该实验方案中自变量有 个。
（2）请根据“光照能影响叶绿素形成”的假设写出你的实验方案：
①“环境条件”的设计：甲组 ，乙组 。
②“实验材料”的选择： 。
（3）请写出支持假设的预期实验结果（选填“变绿”或“变黄”）：
甲组植株： ；乙组植株： 。
【答案】
（1）3
（2）①阴暗、适宜温度 光照充足、相同的适宜温度 ②同样长势和数量的韭苗（或蒜苗）
（3）变黄 变绿
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10.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，某同学按下表中的方法步骤进行了实验：
步骤
具体操作
①剪碎叶片
称取适量（选 、放置三天）菠菜叶，剪碎，放入研钵中
②充分研磨
向研钵中放入少许二氧化硅和 ，再加入适量无水乙醇，然后迅速、充分地研磨
③迅速过滤
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗且漏斗基部放 （填“滤纸”或“脱脂棉”）进行过滤；将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞紧
④制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线
⑤画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线；重复画若干次，每次待滤液干后再画
⑥分离色素
将适量层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中（注意：不能让滤液细线触及层析液），随后用棉塞塞紧试管口
⑦观察与记录
观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色；将观察结果记录下来
请分析回答：
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（1）步骤②中无水乙醇的作用是 。
（2）按照上表中方法步骤进行实验操作，该同学在步骤③收集到的滤液呈 色（填“深绿色”、“浅绿色”或“黄绿色”）。
（3）上述实验操作中存在三处空格，请一一填写分别是 、 、 。
（4）若将提取的天然叶绿素用作食品添加剂，根据你所学的叶绿素化学性质分析，天然叶绿素不能添加在 （填“酸性”、“碱性”或“中性”）等食品中。
（5）层析后滤纸条上的色素带，自上而下依次为：橙黄色的 ；黄色的 ；蓝绿色的 ；和黄绿色的 。
【答案】
（1）提取绿叶中的色素
（2）浅绿
（3）新鲜 碳酸钙 脱脂棉
（4）酸性
（5）胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
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