人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié) 光合作用與能量轉(zhuǎn)化一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)學(xué)案

這是一份人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié) 光合作用與能量轉(zhuǎn)化一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)學(xué)案，共17頁(yè)。學(xué)案主要包含了綠葉中色素的提取與分離，葉綠體色素的吸收光譜，葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能等內(nèi)容，歡迎下載使用。

一、綠葉中色素的提取與分離
1．實(shí)驗(yàn)原理
2.實(shí)驗(yàn)流程
二、葉綠體色素的吸收光譜
三、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能
1．形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形。
2．結(jié)構(gòu)
3．功能：是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。
4．葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
(1)實(shí)驗(yàn)者：德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼。
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al(水,綿,和,需,氧,細(xì),菌)))eq \(――→,\s\up9(黑暗),\s\d9(無(wú)空氣))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al(①極細(xì)光束, 照射水綿)→\a\vs4\al(需氧細(xì)菌只集中分布在葉綠,體被光束照射到的部位),\a\vs4\al(②完全, 曝光)→\a\vs4\al(需氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光,的部分),\a\vs4\al(③用透過(guò)三棱鏡, 的光照射水綿)→\a\vs4\al(大量的需氧細(xì)菌聚集在,紅光和藍(lán)紫光區(qū)域)))
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：O2是由葉綠體在光照條件下釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。
(1)色素提取液是無(wú)水乙醇，分離液是層析液。( √ )
(2)研磨葉片時(shí)，用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素。( × )
(3)葉綠素呈綠色是因?yàn)樗罅课站G光，幾乎不吸收其他顏色的光。( × )
(4)光合作用的酶分布于葉綠體內(nèi)膜、外膜、類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中。( × )
知識(shí)點(diǎn)一 綠葉中色素的提取與分離
1．實(shí)驗(yàn)中材料試劑及操作目的
2.綠葉中色素提取分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析
(1)收集到的濾液綠色過(guò)淺的原因
①未加二氧化硅，研磨不充分。
②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。
③一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取液濃度太低。
④未加碳酸鈣或加入過(guò)少，葉綠素分子被破壞。
(2)濾紙條色素帶重疊：濾液細(xì)線畫得過(guò)粗。
(3)濾紙條看不見(jiàn)色素帶的原因
①忘記畫濾液細(xì)線。
②濾液細(xì)線接觸到層析液且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。
發(fā)展素養(yǎng)
紅葉谷生態(tài)文化旅游區(qū)，每至深秋時(shí)節(jié)，多種樹葉變紅，形成一道亮麗的風(fēng)景線。
(1)試從葉片色素的種類和含量角度分析，秋天樹葉為什么變紅。(科學(xué)思維——水平一)
提示：秋天天氣轉(zhuǎn)涼，氣溫降低，葉片中的葉綠素含量下降，液泡中花青素的顏色逐漸凸顯出來(lái)，此季節(jié)花青素接近紅色。
(2)能否用紙層析法提取液泡中的色素？說(shuō)明理由。(科學(xué)探究——水平二)
提示：不能。液泡中的色素主要是花青素，花青素易溶于水，在有機(jī)溶劑中溶解度低，提取液中幾乎不含花青素。
1．(2020·福建莆田一中期末)現(xiàn)以葉黃素缺失突變體植株為材料，進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，并以正常綠葉的提取結(jié)果為對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比。下列敘述正確的是( )
A．提取色素時(shí)要加入適量的二氧化硅，以防止研磨過(guò)程中色素被破壞
B．色素提取的原理是不同的色素在無(wú)水乙醇中溶解度不同，擴(kuò)散速率也不同
C．分離色素時(shí)要避免濾液細(xì)線觸及層析液，并用棉花塞緊試管口
D．突變體植株分離的色素帶中自上而下第2條消失，對(duì)照組中該色素帶呈橙黃色
答案：C
2．下圖是紙層析法分離葉綠體中色素的裝置圖，層析后得到不同的色素帶，在暗室內(nèi)用紅光照射四條色素帶，可以看到較暗的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：選C。葉綠素a(③)和葉綠素b(④)主要吸收藍(lán)紫光和紅光；胡蘿卜素(①)和葉黃素(②)主要吸收藍(lán)紫光，因此，用紅光照射時(shí)，較暗的色素帶即為能吸收紅光的色素帶，為③④。
3．下圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)時(shí)改進(jìn)的裝置，下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A．應(yīng)該向培養(yǎng)皿中倒入層析液
B．應(yīng)將濾液滴在a處，而不能滴在b處
C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)得到四個(gè)不同顏色的同心圓(近似圓形)
D．實(shí)驗(yàn)得到的若干個(gè)同心圓中，最小的一個(gè)呈橙黃色
解析：選D。色素分離的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，擴(kuò)散速度不同。擴(kuò)散最快的是胡蘿卜素，其形成的圓最大，顏色是橙黃色，最小的圓對(duì)應(yīng)擴(kuò)散最慢的葉綠素b，顏色是黃綠色。
知識(shí)點(diǎn)二 葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能
1．影響葉綠素合成的因素
(1)光照：光照是影響葉綠素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。
(2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時(shí)，葉綠素分子易被破壞，因而葉片發(fā)黃。
(3)礦質(zhì)元素：葉綠素中含N、Mg等礦質(zhì)元素，若缺乏將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，老葉先變黃；Fe是葉綠素合成過(guò)程中某些酶的輔助成分，缺Fe也會(huì)導(dǎo)致葉綠素合成受阻，幼葉先變黃。
2．恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處
(1)實(shí)驗(yàn)材料選擇巧妙：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿，水綿不但具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且葉綠體在細(xì)胞中呈螺旋式分布，便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果和設(shè)置對(duì)照。
(2)排除干擾的方法巧妙：沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了環(huán)境中氧氣和光的干擾。
(3)觀測(cè)指標(biāo)設(shè)計(jì)巧妙：通過(guò)需氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出釋放氧氣的部位。
(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)巧妙：用極細(xì)的光束點(diǎn)狀投射，使葉綠體上可分為獲得光照和無(wú)光照的部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)；進(jìn)行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。
發(fā)展素養(yǎng)
葉綠體內(nèi)部有許多基粒，每個(gè)基粒都含有兩個(gè)以上的類囊體，多的可達(dá)100個(gè)以上。葉綠體內(nèi)如此眾多的基粒和類囊體，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積。據(jù)計(jì)算，1 g菠菜葉片中的類囊體的總面積竟有60 m2左右。
根據(jù)上述內(nèi)容，試推測(cè)線粒體是如何增大有氧呼吸面積的。(科學(xué)思維——水平二)
提示：線粒體內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴。
1．(2020·長(zhǎng)沙高一檢測(cè))下圖甲是葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．圖甲中生物膜的面積主要靠?jī)?nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴而增大
B．圖乙所示的結(jié)構(gòu)來(lái)自圖甲中的③
C．③中的葉綠素在液泡中也有
D．ATP的合成場(chǎng)所只有線粒體
解析：選B。圖甲是葉綠體，主要通過(guò)大量的類囊體堆疊成基粒來(lái)增大膜面積；圖甲中的③是類囊體，圖乙含有光合色素，光合色素分布在類囊體薄膜上，所以圖乙所示結(jié)構(gòu)來(lái)自圖甲中的③；③中的色素是葉綠素和類胡蘿卜素，與光合作用有關(guān)，液泡中的色素是花青素等，和光合作用沒(méi)有關(guān)系；ATP的合成場(chǎng)所是葉綠體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
2．為探究葉綠體吸收光能后是否有氧氣產(chǎn)生，某學(xué)者設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：制作載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片，用極細(xì)光束照射水綿，同時(shí)放在顯微鏡下觀察。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析，錯(cuò)誤的是( )
A．在光束照射到水綿之前，應(yīng)該加三棱鏡將混合光分解成連續(xù)光譜
B．臨時(shí)裝片應(yīng)放置在沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境中
C．需氧細(xì)菌起指示作用
D．水綿的帶狀葉綠體有利于設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)
解析：選A。本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證葉綠體在光照下能夠產(chǎn)生氧氣，而與光的種類沒(méi)有關(guān)系，不需要用三棱鏡將混合光分解成連續(xù)光譜；為了防止空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，應(yīng)該排除空氣；需氧細(xì)菌的分布密疏，表示了氧氣產(chǎn)生的多少；水綿的葉綠體便于觀察且有利于設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。
[隨堂檢測(cè)]
1．從新鮮的菠菜葉片中提取葉綠體色素，發(fā)現(xiàn)提取液明顯偏黃綠色，最可能的原因是( )
A．加入的石英砂太多
B．沒(méi)有加入碳酸鈣
C．用脫脂棉過(guò)濾不徹底
D．一次加入過(guò)多無(wú)水乙醇
答案：B
2．(2020·河北冀州中學(xué)段考)下圖表示用韭菜宿根進(jìn)行的相關(guān)對(duì)照實(shí)驗(yàn)流程。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A．提取色素時(shí)，要加入二氧化硅和碳酸鈣進(jìn)行充分研磨
B．色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無(wú)水乙醇中的溶解度不同
C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果①可說(shuō)明葉綠素的合成需要光照
D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多
解析：選B。提取色素時(shí)加入二氧化硅是為了研磨得更充分，而加入碳酸鈣是為了防止色素被破壞，A正確；色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)結(jié)果①色素帶不同，可說(shuō)明葉綠素的合成需要光照，C正確；實(shí)驗(yàn)結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多，D正確。
3．下圖為新鮮菠菜葉中4種色素的相對(duì)含量及在濾紙條上的分離情況。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A．葉綠體中的4種色素分布在類囊體薄膜上
B．4種色素均可溶于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中
C．4種色素在層析液中溶解度最高的是甲
D．發(fā)黃菠菜葉中色素含量顯著減少的是甲和乙
解析：選C。葉綠體中的4種色素分布在類囊體薄膜上，故A正確。4種色素均可溶于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中，因此可用無(wú)水乙醇提取色素，故B正確。據(jù)圖可知，甲、乙、丙、丁分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，層析液中溶解度最高的是丁(胡蘿卜素)，故C錯(cuò)誤。發(fā)黃菠菜葉中色素含量顯著減少的是葉綠素，即甲和乙，故D正確。
4．將A、B、C、D四盆長(zhǎng)勢(shì)均勻的植物置于陽(yáng)光下，A添加紅色光照，B添加綠色光照，C隔紅色濾光片，D隔綠色濾光片(如下圖所示)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，各盆植物中長(zhǎng)勢(shì)最好的是( )
答案：A
5．下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述不正確的是( )
A．1具有選擇透過(guò)性
B．吸收光能的色素分布在2上
C．與光合作用有關(guān)的酶只分布在3中
D．葉綠體具有雙層膜
解析：選C。圖中1表示葉綠體外膜，2是葉綠體類囊體，3是葉綠體基質(zhì)。葉綠體是由雙層膜構(gòu)成的，它們具有選擇透過(guò)性；吸收光能的色素分布在類囊體薄膜上；與光合作用有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜上和基質(zhì)中。
6．(必修1 P99圖5－12改編)結(jié)合下圖色素的吸收光譜回答以下問(wèn)題：
(1)葉綠素對(duì)________________光的吸收量大。
(2)類胡蘿卜素對(duì)________光的吸收量大。
(3)葉綠素對(duì)________吸收量較少，所以葉片呈現(xiàn)綠色。
答案：(1)紅光和藍(lán)紫 (2)藍(lán)紫 (3)綠光
[課時(shí)作業(yè)]
A 合格性考試
1．下列關(guān)于綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．加入碳酸鈣是為了防止色素被破壞
B．加入二氧化硅有利于破壞葉肉細(xì)胞
C．加入無(wú)水乙醇的目的是溶解色素
D．濾紙條上的濾液細(xì)線中色素越少越利于色素分離
解析：選D。碳酸鈣是用來(lái)防止色素被破壞的；二氧化硅是為了研磨充分；無(wú)水乙醇是用于提取色素的有機(jī)溶劑；色素的含量合適才能使分離效果明顯。
2．下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是( )
A．可以用無(wú)水乙醇提取葉綠體中的色素
B．葉綠體中色素能夠分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同
C．研缽中加入二氧化硅、碳酸鈣和綠葉后直接用杵棒進(jìn)行研磨，不用作任何處理
D．濾液細(xì)線要畫得細(xì)而直，避免色素帶間的部分重疊
解析：選C。葉綠體中色素不溶于水而溶于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇，因此可用無(wú)水乙醇提取色素；分離色素利用了各種色素在層析液中的溶解度的不同，隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散速度不同而停留在不同位置上；提取色素研磨時(shí)，需要向研缽內(nèi)加入少量的二氧化硅、碳酸鈣、5～10 mL無(wú)水乙醇及綠葉，并迅速、充分研磨；在濾紙條上畫濾液細(xì)線時(shí)，一定要使濾液細(xì)線細(xì)、直、齊，防止層析后色素帶重疊。
3．下列關(guān)于生長(zhǎng)在同一植株上的綠色葉片和黃綠色葉片的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．兩種葉片都能吸收藍(lán)紫光
B．兩種葉片中均含有類胡蘿卜素
C．兩種葉片的葉綠體中都含有葉綠素a
D．黃綠色葉片的葉綠體中只含有葉綠素b
解析：選D。葉片中含有類胡蘿卜素和葉綠素，二者均能吸收藍(lán)紫光，A正確。當(dāng)葉綠素含量高時(shí)呈現(xiàn)綠色，含量低時(shí)則呈現(xiàn)類胡蘿卜素的顏色，B正確。葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，C正確。黃綠色葉片中還含有胡蘿卜素、葉黃素和葉綠素a，D錯(cuò)誤。
4．在綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，要使色素帶清晰又整齊，下列措施與之無(wú)關(guān)的是( )
A．定性濾紙要干燥
B．剪去濾紙條一端的兩角
C．濾液細(xì)線要畫得細(xì)、齊、直、均勻
D．蓋上培養(yǎng)皿蓋
解析：選D。使色素帶清晰、整齊的措施有定性濾紙要干燥，剪去濾紙條一端的兩角，畫濾液細(xì)線要畫得細(xì)、齊、直、均勻，不讓層析液觸及濾液細(xì)線，這些都是為了保證同種色素隨層析液擴(kuò)散時(shí)速度一致，色素帶整齊明顯。蓋上培養(yǎng)皿蓋是為了防止層析液揮發(fā)，與色素帶清晰、整齊無(wú)關(guān)。
5．植物進(jìn)行光合作用時(shí)，光能的吸收發(fā)生在葉綠體的( )
A．內(nèi)膜上 B．基質(zhì)中
C．類囊體薄膜上 D．外膜上
答案：C
6．下列關(guān)于葉綠體色素的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光
B．綠葉中葉綠素和類胡蘿卜素的含量不同
C．利用紙層析法可分離4種葉綠體色素
D．乙醇提取的葉綠體色素不能吸收光能
解析：選D。葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光。綠葉中葉綠素約占3/4，類胡蘿卜素約占1/4。利用層析液可分離4種葉綠體色素。提取的葉綠體色素仍可吸收光能，但葉綠體結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致不能進(jìn)行完整的光合作用。
7．(2020·哈爾濱高一檢測(cè))葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，下列關(guān)于葉綠體及色素的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．植物細(xì)胞都有葉綠體，葉綠素普遍分布于植物的每個(gè)細(xì)胞中
B．與光合作用有關(guān)的酶分布于類囊體和基質(zhì)中
C．葉綠體內(nèi)有許多類囊體，極大地?cái)U(kuò)大了受光面積
D．葉綠體中的色素分布于類囊體上，且都吸收藍(lán)紫光
答案：A
8．下圖是綠葉中色素的提取和分離過(guò)程圖解，根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：
(1)圖一是色素的提取，其中甲過(guò)程按a、b、c依次加入5 g 綠葉、二氧化硅和碳酸鈣少許、10 mL____________； 加入 c的作用是____________。
(2)圖一中乙過(guò)程是過(guò)濾得到含有色素的濾液，其中用的是單層尼龍布而不是紗布，原因是____________________________________________________。
(3)圖二中戊是沿鉛筆細(xì)線畫出含色素的濾液細(xì)線e，要求畫出的e要__________，在畫線時(shí)要待干燥后再畫下一次，重復(fù)1～2次。
(4)圖二中己是紙層析法分離色素的步驟，其中h是__________，g和f的位置關(guān)系是________________。
解析：(1)除向研缽中加入綠葉、二氧化硅和碳酸鈣外，還應(yīng)加入能溶解并提取色素的無(wú)水乙醇。(2)單層尼龍布過(guò)濾效果好，而紗布具有吸收色素的能力，會(huì)導(dǎo)致色素含量降低。(3)畫濾液細(xì)線時(shí)要注意畫得細(xì)、直、齊，這樣在色素分離時(shí)現(xiàn)象才能明顯。(4)圖二中己是紙層析分離，由于色素易溶于層析液，所以不能讓層析液沒(méi)及濾液細(xì)線。
答案：(1)無(wú)水乙醇 溶解色素 (2)紗布對(duì)色素的吸收性強(qiáng)，會(huì)遺失部分色素，導(dǎo)致色素含量降低 (3)細(xì)、直、齊 (4)層析液 g不能沒(méi)及f
9．德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼利用一種綠藻(這種綠藻具有呈螺旋狀的葉綠體)，研究光對(duì)光合作用的效應(yīng)。他將該種綠藻放在一張載有需氧細(xì)菌懸浮液的玻片上，這些細(xì)菌會(huì)移往氧濃度高的區(qū)域。他觀察細(xì)菌在不同光照下的分布情況，結(jié)果如下圖所示，分析回答下列問(wèn)題：
(1)描述B情況下細(xì)菌的分布情況如何？______________________，如此分布是因?yàn)楣夂献饔冕尫臺(tái)_______。
(2)吸收光能的色素和催化反應(yīng)的酶分別分布在____________________、________________________。
(3)恩格爾曼進(jìn)行裝置C的實(shí)驗(yàn)，其目的是什么？__________________，在________________區(qū)域的細(xì)菌特別多。
解析：(1)白光的光質(zhì)較為均勻，需氧細(xì)菌主要分布在能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2的葉綠體周圍。(2)色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，而酶有的分布在類囊體上，有的分布在葉綠體基質(zhì)中。(3)在C實(shí)驗(yàn)中的自變量是光質(zhì)，主要有紅、綠、藍(lán)三區(qū)，而在紅光和藍(lán)光區(qū)域的需氧細(xì)菌遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于綠光區(qū)域。
答案：(1)細(xì)菌分布在葉綠體所有受光的部位 O2
(2)葉綠體的類囊體薄膜上 類囊體上和葉綠體基質(zhì)中
(3)找出不同顏色的光對(duì)光合作用的影響 紅光和藍(lán)光
B 等級(jí)性考試
10．(2020·河南周口高一檢測(cè))下圖表示葉綠體中色素的吸收光譜(顏色深、淺分別表示吸收量多、少)，則圖甲、乙分別是( )
A．胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜
B．葉綠素、類胡蘿卜素的吸收光譜
C．葉黃素、葉綠素的吸收光譜
D．葉黃素、胡蘿卜素的吸收光譜
解析：選B。由圖觀察可知，圖甲吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)和紅光區(qū)，應(yīng)為葉綠素分子的吸收光譜；圖乙吸收光譜只在藍(lán)紫光區(qū)，應(yīng)為類胡蘿卜素的吸收光譜。
11．下列關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中
B．構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收
C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的
解析：選C。葉綠體中的色素易溶于有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮中，A項(xiàng)正確；鎂是葉綠素的組成元素，植物中的礦質(zhì)元素主要由根從土壤中吸收，B項(xiàng)正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見(jiàn)光(波長(zhǎng)范圍大約是390～760 nm)，而紅外光是波長(zhǎng)大于760 nm 的光，紫外光是波長(zhǎng)小于390 nm的光，C項(xiàng)錯(cuò)誤；黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻，從而使葉片表現(xiàn)出類胡蘿卜素的黃色，D項(xiàng)正確。
12．下圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。根據(jù)此圖并結(jié)合所學(xué)知識(shí)分析，以下說(shuō)法正確的是( )
①在晚間用大約550 nm波長(zhǎng)的綠光照射行道樹，目的是通過(guò)植物光合作用以增加夜間空氣中的氧氣濃度
②在通過(guò)紙層析法分離出來(lái)的色素帶上，胡蘿卜素的印記在最上面
③土壤中缺鎂時(shí)，420～470 nm波長(zhǎng)的光的利用量顯著減少
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：選C。由于葉片中各種色素對(duì)綠光吸收很少，所以夜間用綠光照射行道樹，很難提高夜間氧氣的濃度；四種色素中胡蘿卜素在層析液中的溶解度最大，在濾紙上擴(kuò)散的速率最快；土壤中缺鎂就會(huì)使葉綠素的含量降低，明顯降低了對(duì)420～470 nm波長(zhǎng)的光的吸收。
13．在做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對(duì)相關(guān)試劑、藥品的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為圖中的( )
A．①②③④ B．②④①③
C．④②③① D．③②①④
解析：選B。無(wú)水乙醇用于溶解綠葉中的色素，甲同學(xué)未加無(wú)水乙醇，其濾紙條上應(yīng)無(wú)色素帶；碳酸鈣能夠防止研磨時(shí)葉綠素被破壞，丙同學(xué)未加碳酸鈣，其濾紙條上葉綠素a、葉綠素b對(duì)應(yīng)的色素帶應(yīng)較窄；二氧化硅能夠使研磨更充分，丁同學(xué)未加二氧化硅，其濾紙條上的四種色素帶均應(yīng)較窄；乙同學(xué)操作正確，其濾紙條上的色素帶應(yīng)為正常的④分布。
14．植物光合作用的作用光譜是通過(guò)測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來(lái)繪制的。下列敘述不正確的是( )
A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光合作用
B．葉綠素的吸收光譜可通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制
C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來(lái)表示
D．葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
答案：A
15．為驗(yàn)證葉綠素合成所需的條件，有人設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
a．配制培養(yǎng)基：1號(hào)(含蔗糖、水、植物必需的各種礦質(zhì)元素等)，2號(hào)(不含Mg，其他成分與1號(hào)相同)。
b．小麥種子用清水浸泡后消毒，在無(wú)菌條件下，將種子的胚剝離，去掉胚乳(因?yàn)榕呷橹泻琈g)。
c．在無(wú)菌條件下，將胚接種在培養(yǎng)基上。培養(yǎng)兩周后，觀察幼苗的顏色。如下表所示：
請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：
(1)在該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，為什么每組用5個(gè)培養(yǎng)基，且每個(gè)培養(yǎng)基中接種10粒種子的胚？
_________________________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)乙組的培養(yǎng)條件很可能是_______________________________________。
(3)甲組起____________________作用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：葉綠素的合成需要____________________________________________。
解析：(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要設(shè)置多個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以免因偶然因素導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)較大誤差。(2)實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則，由題干及表格中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推知，甲、乙為一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)變量為培養(yǎng)基中是否含Mg，則其他變量應(yīng)一致，即乙的培養(yǎng)條件應(yīng)與甲相同，為光照16 h/d、25 ℃。(3)根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)處理可知，甲組起到對(duì)照作用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出葉綠素的合成需要Mg、光照和適宜的溫度。
答案：(1)如果樣本數(shù)量過(guò)少，會(huì)因?yàn)榕既灰蛩囟绊憣?shí)驗(yàn)結(jié)果
(2)光照16 h/d、25 ℃
(3)對(duì)照 Mg、光照和適宜的溫度
課標(biāo)要求
核心素養(yǎng)
素養(yǎng)對(duì)接
素養(yǎng)水平
1.說(shuō)出葉綠體中色素的種類和作用。
2．說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。
3．理解“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的原理，掌握實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法。
生命觀念：認(rèn)同葉綠體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其作為光合作用的場(chǎng)所相適應(yīng)。
水平一
科學(xué)探究：通過(guò)對(duì)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的操作，提升實(shí)驗(yàn)探究能力。
水平二
實(shí)驗(yàn)
原理
提取色素
綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中
分離色素
各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。因而色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分開
色素
主要吸收的光
光譜出現(xiàn)峰值的波長(zhǎng)
葉綠素
葉綠素a
藍(lán)紫光、紅光
紅光區(qū)：663 nm；
藍(lán)紫光區(qū)：429 nm
葉綠素b
紅光區(qū)：645 nm；
藍(lán)紫光區(qū)：453 nm
類胡蘿卜素
胡蘿卜素
藍(lán)紫光
450 nm左右有兩個(gè)相鄰的峰值
葉黃素
過(guò)程
操作內(nèi)容
操作目的
提取
色素
材料
葉片要新鮮、深綠
使濾液中色素含量高
試劑
二氧化硅
利于綠葉的充分研磨
碳酸鈣
防止研磨過(guò)程中色素被破壞
無(wú)水乙醇
溶解色素
關(guān)鍵
步驟
研磨要迅速、充分
提取較多色素、防止溶劑揮發(fā)
盛濾液的試管口加棉塞
防止溶劑揮發(fā)
用單層尼龍布過(guò)濾而不用濾紙
防止色素吸附在濾紙上
分離
色素
試劑
層析液
分離色素
關(guān)鍵
步驟
濾紙條的一端剪去兩角
防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過(guò)快
濾液細(xì)線重復(fù)畫一到兩次，且要求細(xì)、直、齊
使分離的色素帶清晰
濾液細(xì)線不能觸及層析液
防止色素溶解到層析液中
核心知識(shí)小結(jié)
[要點(diǎn)回眸]
[答題必備]
無(wú)水乙醇能提取綠葉中的色素，原理是色素能溶解在無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑中。
層析液可分離色素，原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。
二氧化硅有助于研磨得更充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。
層析后濾紙條自上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。
葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。
參與光合作用的色素分布于葉綠體的類囊體薄膜上，而與光合作用有關(guān)的酶則分布于類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中。
試劑
甲
乙
丙
丁
無(wú)水乙醇
－
＋
＋
＋
水
＋
－
－
－
碳酸鈣
＋
＋
－
＋
二氧化硅
＋
＋
＋
－
甲
乙
丙
丁
培養(yǎng)基
1號(hào)
2號(hào)
1號(hào)
1號(hào)
培養(yǎng)基數(shù)目
5
5
5
5
每個(gè)培養(yǎng)基接種胚的數(shù)目
10
10
10
10
培養(yǎng)條件
光照
16 h/d、25 ℃
？
黑暗、
25 ℃
光照
16 h/d、10 ℃
實(shí)驗(yàn)結(jié)果(幼苗顏色)
綠色
黃色
黃色
黃綠色