第14講捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

素

理

生科學(xué)通過“綠葉中色索的提取和分離”實(shí)驗(yàn)探

運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀,分析葉綠體養(yǎng)

解

命探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力究能力

結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用的特點(diǎn)；與

能

觀

通過分析恩格爾蛀實(shí)驗(yàn),歸納總能

力

念通過分析葉綠體色素吸收光譜在

力社會創(chuàng)新應(yīng)

結(jié)葉綠體的功能責(zé)任農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，養(yǎng)成關(guān)心生

產(chǎn)生活實(shí)際的責(zé)任意識用能力

■7鎖定要點(diǎn)?互動探究-高效復(fù)習(xí)落實(shí)基礎(chǔ)知識

考點(diǎn)一捕獲光能的色素

夯基自主梳理

1.綠葉中色素的提取和分離

實(shí)

提取

驗(yàn)有機(jī)溶劑（如無水乙醇）能溶解色素

原

色素在層析液中遙鯉度不同，在濾紙

理

條上擴(kuò)散的速度不同

2.實(shí)驗(yàn)步驟

選濃綠葉》色素含量高

加無水乙醇〉溶解色素

r（研磨｝-加CaCO-U防止色素被破壞

一加皂Q?一②研磨充分

用單層尼龍布過濾

霹唔?舞,揮發(fā)和因魚

號期先千電層析液在濾紙快速擴(kuò)散

述紙Hh

條一端剪保證色素國打遨坐2,否則會

去兩角形成弧形帶

濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊一使區(qū)分離出的色

一一帶平整不—

濾液

細(xì)線工育U近鬲加以增加色素附著量，

干燥后再兩次》使分離出的色素

帶可清晰分明

生差_?防止層析液揮發(fā)

濾液細(xì)線

防止色素溶解在層析液中

不觸及層析液

【思考】過濾時漏斗基部的單層尼龍布為什么不能用濾紙代替？

提示：因?yàn)闉V紙的吸附性強(qiáng)，會導(dǎo)致濾液中色素的濃度過低。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

日/胡蘿卜素:田梅黃色…含圣黃九

濾紙條上.呈

二/葉黃素:黃色丁雅量快

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)四條顏色、

結(jié)果寬度不同的二一葉綠素a：藍(lán)綠色、、.也米％最寬.

色素帶身、葉綠素b：黃綠色飛啜長女

①色素帶的條數(shù)與回色素種的疔關(guān),四條色素帶

說明有四種色素

結(jié)果②色素帶的寬窄與因色素含楠有關(guān).色素帶越寬

分析說明此種色素含量越多

③色素帶擴(kuò)散速度與③溶解度行關(guān),擴(kuò)散速度越

快說明溶解度越高

4.葉綠體中色素的吸收光譜分析

由圖可以看出：

-可見光的波長范圍大約——400~760nm

一般葉綠體中的色素只吸收倒匹見范，對

紅外光和紫外光不吸收

|-葉綠素主要吸收國紅光和藍(lán)紫光

一類胡蘿卜素主要吸收H1藍(lán)紫光

【教材拾遺】（必修1P99圖5-12、旁欄思考）（1）從葉綠素吸收光譜圖可知：葉綠素a在紅光部分的吸收帶

較葉綠素b偏向長波方面，且吸收光漕帶比葉綠素b寬，葉綠素b在藍(lán)紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a寬。

（2）研究表明；在遮光條件下，以藍(lán)紫光為主的散光占比增加。預(yù)測：在適當(dāng)遮光的條件下葉片（比如同一植物

底層葉片）中葉綠素a/b隆低，弱光下的吸光能力增強(qiáng)，有利于提高植物的捕光能力，是對弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。

（3）植物工廠里不用發(fā)綠光的光源是因?yàn)榫G光波長的光被光合色素吸收的最少,因此不能用于光合作用中合成有

機(jī)物。

口概念檢測

1.（必修1P98?99探究?實(shí)踐）未加入CaCCh，葉綠素會被破壞。（Y）

2.（必修1P98?99探究?實(shí)踐）色素可以用無水乙醉進(jìn)行分離。（X）

3.（必修1P97正文）植物葉片呈現(xiàn)綠色是因?yàn)楹芯G色的色素，黃化葉片和白化葉片不含葉綠素。（＜）

4.（必修1P99學(xué)科交叉）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。（X）

5.（必修1P99正文）葉綠素a和葉綠素b只吸收紅光和藍(lán)紫光。（X）

6.（必修1P99正文）葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用。（X）

突破素熊提升

【探究】捕獲光能的色素

I.實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了探究菠菜葉中色素的種類與含量，將新鮮菠菜綠葉中的色素進(jìn)行分離，提取光合色素，開展

了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請根據(jù)如圖所示結(jié)果，回答以下問題：

&1

——2

—3

——4

（1）本實(shí)驗(yàn)中提取色素用什么試劑？所選該試劑的依據(jù)是什么？

提示：無水乙醇。葉綠體色素能溶解到有機(jī)溶劑中，因此，本實(shí)驗(yàn)中提取色素所用試劑為有機(jī)溶劑，通常用的是

無水乙醇。

（2）在用濾紙條分離綠葉中色素的實(shí)驗(yàn)中，用什么分離方法？選用此法的原理是什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)果如上圖所示，從

下到上第三條色素帶的名字是什么？

提示：紙層析。不同色素在層析液中溶解度不同。葉黃素。

（3）另一實(shí)驗(yàn)小組也進(jìn)行了此實(shí)驗(yàn)，但分離得到的色素帶的顏色較淺，其原因可能是什么？

提示：研磨不充分，色素未能充分提取出來；稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素溶液濃度??；未加碳酸鈣

或加入過少，色素分子部分被破壞。

（4）有同學(xué)查閱資料得知，植物體內(nèi)葉綠素含量的多少與不同的植物種類有關(guān)。現(xiàn)欲探究菠菜、芹菜、菜心三種

不同蔬菜體內(nèi)的葉綠素含量的多少，請你簡要寫出實(shí)驗(yàn)的主要思路。

提示：取等量且適量生長狀況良好且相似的菠菜.芹菜,菜心葉進(jìn)行色素提取，利用紙層析法進(jìn)行分離，重復(fù)多

次實(shí)驗(yàn)，觀察濾紙條上色素帶深淺和寬窄，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論。

2.如圖是綠色植物葉肉細(xì)胞中光合色素吸收光譜的示意圖，回答以下問題。

（1）Z表示什么色素？在自然光照下呈現(xiàn)什么顏色？有怎樣的功能？

提示：Z表示葉綠素a。在自然光照下呈現(xiàn)藍(lán)綠色。主要吸收紅光和藍(lán)紫光。

（2）X、Y分別表示什么色素？主要分布的具體部位在哪里？

提示：類胡蘿卜素、葉綠素b。葉綠體的類囊體薄膜。

（3）藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中不含圖中任意一種光合色素嗎？說明理由。

提示：不是。藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞能進(jìn)行光合作用，因?yàn)槠浼?xì)胞中含有葉綠素和藻藍(lán)素，即監(jiān)細(xì)曲細(xì)胞中含有圖中的Y和

Zo

【歸納總結(jié)】

1.綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析

隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，所以四種色素在層析液中溶解度最大的是丁，C錯誤；甲為葉綠素b,乙為葉綠素

a,發(fā)黃的菠菜葉中葉綠素含量少，所以若用發(fā)黃的菠菜葉進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，則甲、乙色素帶會變窄，D正確。

3.（2024?湖北十型紙考）研究者測定了某植物的普通品種（Po）與變異品種（Pi）處于發(fā)育期時，果皮中葉綠素和

類胡蘿卜素的含量（單位：mg.g'）,結(jié)果如表所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

品種葉綠素a葉綠素b總?cè)~綠素類胡蘿卜素

Po0.1170.0580.1751.019

Pl0.2450.1370.3821.241

A.葉綠素、類胡蘿卜素的組成元素不完全相同

B.葉綠素、類胡蘿卜素對紅光的吸收能力相同

C.據(jù)表可知，品種Pi的果皮綠色程度更深些

D.據(jù)表可知，適宜光照條件下品種Pi果皮的光合作用能力較強(qiáng)

解析：B葉綠素含有鎂，類胡蘿卜素不含有鎂，兩者的組成元素不完全相同，A正確；葉綠素對紅光的吸收能力

強(qiáng)，類胡蘿卜素幾乎不吸收紅光，B錯誤；品種Pi總?cè)~綠素含量占比為0.382+（0.382+1.241）七23.5%,品種

Po總?cè)~綠素含量占比為0.175+（0.175+1.019）比14.6%,品種Pi葉綠素相對含量占比更大，則顏色更綠，C正

確；品種P的光合色素含量更多，則適宜光照條件下品種Pi果皮的光合作用能力較強(qiáng)，D正確。

考點(diǎn)二葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能及探索光合作用的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)

夯基自主梳理

1.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

（1）口-綠體的結(jié)構(gòu)模式圖

其上可進(jìn)此處可進(jìn)

行光反應(yīng)行暗反應(yīng)

（2）上綠體的功能

上去口外膜、內(nèi)膜

rta葉綠體基質(zhì)：含有與一暗反應(yīng)有關(guān)

內(nèi)部的醐

決t基粒:由困類囊體堆疊而成.分布有

國繼和與困光反應(yīng)有關(guān)的悔

進(jìn)行⑦光合作用的場所

【思考】為什么說葉綠體是進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)？

提示：在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許

多進(jìn)行光合作用所必需的酶。色素和薛是葉綠體捕獲光能、進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

2.探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)

俁鈿伎彳云麗豕］:科享家國奧監(jiān)奸

水綿_「極細(xì)f需氧細(xì)菌只分布在葉綠體

［黑暗］光束被光束照射到的部位

需氧］無空門［完全需紈細(xì)雨分布在葉綠體所有

細(xì)菌曝虛f的受光部位

：。2是口葉綠體;

用透過三需氧細(xì)菌聚：

搟放出耐丁:

棱鏡的光集在紅光和：

照射水綿?藍(lán)紫光照射：恩格位葉綠體是水;

臨時裝片的區(qū)域爾星:綿進(jìn)行光合作:

［用的場所

,（水綿）葉綠體主要：、*

i吸收紅光和藍(lán)紫光！

高體葉綠體的懸浮液中

加入鐵鹽或其他乳化劑「永亞阡樂很運(yùn)

（懸浮液中有H2。，沒有（光解、產(chǎn)生

CO2h在光照下可以釋:圖三

放出。2

1/

1arH,HO.CO

22：光合作用釋放

i向植物一釋放“'。2魯賓

;提供和-：的。2全部來自

1HO.C,aO卡門：困水

■122

1一侔放。2

:在光照下,葉綠體合成葉綠體中水的

：ATP總是與水的光解相光解過程伴隨

“半隨圖ATP合成

’前D標(biāo)位而正6；很示I

球藻進(jìn)行光合作而?追各而百市而：

蹤檢測放射性："CO2々碳來自回CQ,：

iq-C'CHz。）：'........-k，

□概念檢測

1.（必修1P100正文）觀察光學(xué)顯微鏡下的葉綠體結(jié)構(gòu)可以看到葉綠體由雙層膜包被。（X）

2.（必修1P100思考?討論）水綿葉綠體呈螺旋帶狀分布。（V）

3.（必修1P101正文）葉綠體的色素溶液可以通過光合作用放氧。（X）

4.（必修1PI00正文）生物光合作用的場所不一定是葉綠體，沒有葉綠體的生物也可以是自養(yǎng)型生物。（＜）

突破素熊提升

【探究】葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能及相關(guān)探究

1.下面是恩格爾曼的第二個實(shí)驗(yàn)示意圖，若用透過三棱鏡的光先通過葉綠體色素提取液，再照射到載有水綿和需氧

細(xì)菌的臨時裝片上，一段時間后，需氧細(xì)菌分布有何特點(diǎn)？

4(X)45050055()6()()6507(X)

波氏/nm

提示：三棱鏡將光分為七色光，葉綠體色素提取液主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故先透過三棱鏡，再通過葉綠體色素

提取液后照射到水綿臨時裝片上的光中紅光和藍(lán)紫光較弱，水綿不同部位的光合作用強(qiáng)度相差不大，產(chǎn)生氧氣的

量大致相同，因此水綿周圍需氧細(xì)菌分布無顯著差別。

2.閱讀下列材料，請完成以下探究過程：

材料11937年，英國劍橋大學(xué)的希爾用離體的葉綠體做實(shí)臉。他將離體的葉綠體加到具有氫受體的水溶液中，

在無CO2的條件下給予光照，發(fā)現(xiàn)葉像體中有02放出。

材料2如圖是利用小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)瞼的示意圖（魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)）。

U，

CO2—n-o2

光照射下的

小球藻懸液

材料31946年后，美國的卡爾文用小球藻進(jìn)行實(shí)臉，將其裝在一人透明的密閉容器中，他向密閉容器中通入

14co2,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時，"c出現(xiàn)在一種五碳化合物（Cs）和一種六碳糖中，將反應(yīng)時間縮短到0.5s時，"C

出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。經(jīng)9年左右的時間，他終于弄清了光合作用中暗反應(yīng)的循環(huán)途役。

（1）材料I希爾的實(shí)驗(yàn)說明水的光解產(chǎn)生氧氣，能否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水？能

否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)？

提示：希爾實(shí)驗(yàn)不能說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水，因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體中其他物

質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。希爾反應(yīng)能說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)?/p>

懸浮液中沒有合成糖的另一種必需原料一一co2,說明水的光解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián)。

（2）材料2魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)思路：用同位素示蹤法來研究光合作用中氧氣的來源。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作

用釋放的氧氣中的氧元素全部來自」

（3）材料3卡爾文的實(shí)驗(yàn)，|也標(biāo)記的CO2進(jìn)入葉綠體后，最先出現(xiàn)放射性的物質(zhì)是三碳化合物（C3）,卡

爾文循環(huán)的過程需要光反應(yīng)為其提供ATP和NADPH。上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過控制反應(yīng)時間來探究C02

中碳原了轉(zhuǎn)移路徑的。

【歸納總結(jié)】恩格爾曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處

（I）實(shí)驗(yàn)材料為水綿和需氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于觀察，用需氧細(xì)菌可確定釋放氧氣的部

位。

（2）沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。

（3）用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為有光照和無光照的部位，相當(dāng)于一組對比實(shí)驗(yàn)。

（4）臨時裝片局部曝光與完全暴露在光下的實(shí)瞼再一次驗(yàn)證實(shí)險結(jié)果。

應(yīng)用典題演練

1.（2024?四川廣安模擬）圖甲為葉綠體結(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（）

光合色素

③?

甲

A.圖乙所示結(jié)構(gòu)取自圖甲中的①或③

民與光合作用有關(guān)的酶全部分布在圖乙所示結(jié)構(gòu)上

C.圖乙所示的結(jié)構(gòu)可吸收全部的太陽光

D.葉綠體以圖甲③的形式擴(kuò)大膜的面積

解析：D圖乙所示結(jié)構(gòu)含有光合色素，光合色素只分布在葉綠體的類囊體薄膜上，對應(yīng)圖甲中的③，A錯誤；在

葉綠體妁基質(zhì)（圖甲④）中，也分布有與光合作用有關(guān)的酶，B錯誤；光合色素只吸收太陽光中的可見光，C錯

誤；③是葉綠體的類囊體，葉綠體以圖甲③的形式擴(kuò)大膜的面積，D正確。

2.光合作用的原理是很多科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，光合作用探索歷程中的部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析及拓展如圖1、2所

示。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.圖1所示實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合產(chǎn)物中02的來源，其中乙組為對照組

B?卡爾文探究暗反應(yīng)的過程與圖1所示的實(shí)驗(yàn)均采用了同位素示蹤法

C.圖2所示實(shí)驗(yàn)中需氧細(xì)菌主要分布干接受光照的水綿細(xì)胞各個部位

D.圖2所示實(shí)驗(yàn)需要把載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時裝片放在含有空氣的黑暗環(huán)境中

解析：B圖1所示的兩組實(shí)驗(yàn)均為實(shí)驗(yàn)組，對照方法為相互對照，為對比實(shí)驗(yàn)，A錯誤；圖2所示實(shí)驗(yàn)中需氧細(xì)

菌主要分布于水綿細(xì)胞接受光照的葉綠體部分，C錯誤；圖2所示實(shí)驗(yàn)需要把載有水綿和需氧細(xì)筐的臨時裝片放在

沒有空氣的黑暗環(huán)境中，這樣才能顯示需氧細(xì)菌的移動情況，D錯誤。

3.光合作用的發(fā)現(xiàn)是眾多科學(xué)家不斷努力的結(jié)果。1937年，英國植物學(xué)家希爾首次獲得了離體葉綠體懸浮液，將

此懸浮液（含水，不含CO2）與黃色的高鐵（Fe3+）鹽混合，照光后發(fā)現(xiàn)葉綠體有氣泡放出，溶液由黃色變?yōu)闇\綠

色（Fe＞）。在遮光下，則沒有氣泡產(chǎn)生，也沒有顏色變化。下列敘述錯誤的是（）

A.實(shí)驗(yàn)過程中可以檢測到糖的生成

B.實(shí)驗(yàn)表明氧氣是葉綠體在光照的條件下產(chǎn)生的

C溶液顏色變化的原因是葉綠體在光照條件下生成的還原劑將Fe-k還原為Fe2+

D.與恩格爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)相比，希爾的實(shí)驗(yàn)排除了細(xì)胞內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的影響

解析：A懸浮液中不含CO2,暗反應(yīng)無法正常進(jìn)行，糖類無法生成，A錯誤；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是在照光后發(fā)現(xiàn)葉綠體有

氣泡放出、在遮光下沒有氣泡產(chǎn)生，說明氧氣的產(chǎn)生一定要有光照，B正確；實(shí)驗(yàn)在光照條件下，溶液由黃色變

為淺綠色（Fe?〉），說明光反應(yīng)階段的產(chǎn)物NADPH可以將Fe3+還庾為Fe?+,C正確；希爾的實(shí)驗(yàn)將葉綠體離體，

與細(xì)胞內(nèi)其他結(jié)構(gòu)分開，排除了其他造構(gòu)在光合作用中可能造成的影響，D正確。

■7演練真題?感悟高考。------------------真題體臉培育學(xué)科素養(yǎng)

角度一結(jié)合科學(xué)探究考查葉綠體中色素的提取與分離

1.（2023?全國乙卷2題）植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重.要作用。下列有關(guān)葉綠體中色素的敘述,錯誤

的是（）

A.氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素

B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上

C.用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰

D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得越慢

解析：D葉綠素由C、H、O、N、Mg組成，A正確；葉綠體中吸收光能的色素（葉綠素和類胡蘿卜素）分布在

類囊體薄膜上，B正確；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫

光區(qū)有吸收峰，c正確；葉綠體中的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二擴(kuò)散得快，反

之則慢，D錯誤。

2.（經(jīng)典商考題）如圖為某次光合作用色素紙層析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍(lán)藻經(jīng)液氮冷凍研磨

后的乙尊提取液。下列敘述正確的是（）

A.研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素

B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液

C.在敞開的燒杯中進(jìn)行層析時，需通風(fēng)操作

D.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該種藍(lán)藻沒有葉綠素b

解析：D研磨時加入CaCCh的目的是防止色素被破壞，故研磨時加入CaC03過量不會破壞葉綠素，但會影響色

素提取液的純度，A錯誤；光合作用色素易溶于有機(jī)溶劑不溶于水，故層析液應(yīng)選用有機(jī)溶劑，而生理鹽水和磷

酸鹽緩沖液為無機(jī)溶劑，B錯誤；層析液易揮發(fā)，故進(jìn)行層析時要用培養(yǎng)皿覆蓋燒杯，C錯誤；比較題圖所示分離

結(jié)果可知，該種藍(lán)藻沒有葉黃素和葉綠素b,D正確。

角度二結(jié)合科學(xué)思維及科學(xué)探究考查光合色素的種類與功能

I_____________________________________________________

3.（經(jīng)典高考題）植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)（如02的釋放）來繪制的。

下列敘述錯誤的是（）

A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用卜光反應(yīng)中ATP的合成

B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制

C.光合蚱用的作用并譜也可用C0?的吸收速率隨光波長的變化來表示

D.葉片在640?660nm波長光下釋放5是由葉綠素參與光合作用引起的

解析：A類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，不吸收紅光，A錯誤；葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸

收值來繪制，B正確；作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)來繪制的，因此可用CO?吸收速率隨光

波長的變化來表示，C正確；葉綠素吸收640?660nm的紅光，導(dǎo)致水光解釋放Oz,D正確。

4.（2022?湖北離考11場）某植物的2種黃葉突變體表型相似，測定各類植株葉片的光合色素含量（單位：ugg-

,）,結(jié)果如表。下列有關(guān)敘述正確的是（）

植株類型葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素葉綠素/類胡蘿卜素

野生型12355194194.19

突變體1512753701.59

突變體2115203790.35

A.兩種突變體的出現(xiàn)增加了物種多樣性

B.突變?yōu)?比突變體1吸收紅光的能力更強(qiáng)

C.兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致

D.葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導(dǎo)致突變體的葉片呈黃色

解析：D兩種突變體的出現(xiàn)增加了遺傳（基因）多樣性，但并無生殖隔離，仍為同一物種，A錯誤；葉綠素主要

吸收紅光和藍(lán)紫光，而類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，由表中兩種突變體的葉綠素、類胡蘿卜素的含量可判斷，突

變體I比突變體2吸收紅光的能力更強(qiáng)，B錯誤；根據(jù)題干信息可知，兩種黃葉突變體的表型相似，表中兩種突變

體的光合色素含量有差異，可能是同一基因突變方向不同導(dǎo)致的，所以不能確定是由不同基因的突變所致，C錯

誤；分析表中數(shù)據(jù)可知，與野生型相比，黃葉突變體的葉綠素與類胡蘿卜素的比值都大幅度下降，由此可推斷，

葉綠素含量少，不能掩蓋類胡蘿卜素的顏色，導(dǎo)致突變體的葉片呈黃色，D正確。

5.（2023?海南高考16場）海南是我區(qū)火龍果的主要種植區(qū)之一，由于火龍果是長日照植物，冬季日照時間不足導(dǎo)

致其不能正常開花，在生產(chǎn)實(shí)踐中需要夜間補(bǔ)光，使火龍果提前開花，提早上市。某團(tuán)隊(duì)研究了同一光照強(qiáng)度

下，不同補(bǔ)光光源和補(bǔ)光時間對火龍果成花的影響，結(jié)果如圖。

6平均花朵數(shù)/朵

5□紅光+藍(lán)光口紅光□藍(lán)光

4

3

2

3456

補(bǔ)光時間（小時/天）

回答下列問題。

（1）光合作用時，火龍果植株能同時吸收紅光和藍(lán)光的光合色素是葉綠素（或葉綠素a和葉綠素b）；用紙

層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位

于第?和二條。

（2）本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種補(bǔ)光光源中最佳的是一紅光+藍(lán)光，該光源的最佳補(bǔ)光時間是一6小時/天,判

斷該光源是最佳補(bǔ)光光源的依據(jù)是不同的補(bǔ)光時間條件下，紅光+藍(lán)光光源組平均花朵數(shù)均最多。

（3）現(xiàn)有可促進(jìn)火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強(qiáng)度的白色光源，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果產(chǎn)量

的最適光照強(qiáng)度（簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路）。

答案：將生長狀況相同的火龍果分為三組，分別用三種不同光照強(qiáng)度的白色光源對火龍果進(jìn)行夜間補(bǔ)光6小時，其

他條件相同且適宜，一段時間后觀察并記錄每組平均花朵數(shù)。

解析：（1）火龍果植株能同時吸收紅光和藍(lán)光的光合色素是葉綠素a和葉綠素b,二者統(tǒng)稱為葉綠素。用紙層析

法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照目下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第

一條和第二條。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，三種補(bǔ)光光源中最佳的是紅光+藍(lán)光，因?yàn)樵诓煌a(bǔ)光時間條件下，紅光+

藍(lán)光光源組平均花朵數(shù)都最多，該光源的補(bǔ)光時間是6小時/天時，平均花朵數(shù)最多，所以最佳補(bǔ)光時間是6小時/

天。（3）本實(shí)驗(yàn)要求用三種不同光照強(qiáng)度的白色光源，探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果產(chǎn)量的最適光照強(qiáng)度，所

以將生長狀況相同的火龍果分為三組，分別用三種不同光照強(qiáng)度的白色光源對火龍果進(jìn)行夜間補(bǔ)光6小時，其他

條件相同且適宜，一段時間后觀察并記錄每組平均花朵數(shù)。

口真題重組練

（1）紙層析法分離葉綠體色素時，以多種有機(jī)溶劑的混合物作為層析液。（2021?河北高考）（V）

（2）探究黑藻葉片中光合色素的種類時，可用無水乙醇作提取液。（202（）.山東高考）（＜）

（3）提取光合色素的實(shí)驗(yàn)中，研觸時加入CaCOj過量會破壞葉綠素。（2019.江蘇高考）（X）

（4）紇光照射時，胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素a。（2019?海南高考）（X）

（5）口一片在640?660nm波長光下釋放02是由葉綠素參與光合作月引起的。（2017?全國III卷）（4）

跟蹤檢測?1凡固提升Q.............................達(dá)標(biāo)訓(xùn)練檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果--------

一、選擇題

1.（2024?陜西寶雞廟三聯(lián)等）下圖甲?丁表示用新鮮菠菜進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的幾個主要操作

步驟，有關(guān)敘述錯誤的是（）

■

與盧L-

甲乙丙丁

A.實(shí)驗(yàn)操作步驟的先后順序是乙一丁T甲一丙

B.步驟甲為增加濾紙上色素的量需連續(xù)畫3至4次濾液細(xì)線

C.步驟乙應(yīng)向?yàn)V液中加入少許碳酸鈣，以防止葉綠素被破壞

D.步驟丙中的濾紙條上最上面的?條色素帶的顏色是橙黃色

解析：B據(jù)圖分析，步驟甲表示畫濾液細(xì)線，步驟乙表示提取色素，步歌丙表示分離色素，步躲丁表示過濾，則

實(shí)驗(yàn)操作步驟的先后順序是乙-丁一甲一丙，A正確；為了增加濾紙上色素的量，需要畫3至4次濾液細(xì)線，但是

需要等到上次畫線干了之后進(jìn)行，不能連續(xù)操作，B錯誤；步驟乙表示提取色素，應(yīng)向?yàn)V液中加入少許碳酸鈣，

以防止葉綠素被破壞，C正確；步驟丙中的濾紙條上最上面一條色素帶是胡蘿卜素，其顏色是橙黃色，D正確。

2.從一種海藻中提取到一種紅色色素，下列哪個現(xiàn)象最能夠支持該色素與光合作用有關(guān)的假說（）

A.該紅色色素的吸收光譜與葉綠素的相似

B.該紅色色素也在陸生植物中被發(fā)現(xiàn)

C.該紅色色素的吸收光譜與該海藻光合作用吸收光譜相似

D.該紅色色素含有鎂元素

解析：C該紅色色素的吸收光譜與吐綠素不相似，因?yàn)樵摷t色色素不吸收紅光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，

A錯誤：該紅色色素也在陸生植物中被發(fā)現(xiàn)，不能支持該紅色色素與光合作用有關(guān)，B錯誤；該紅色色素的吸收光

諳與該海藻的光合作用吸收光譜相似，可推測該紅色色素吸收的光可能用于光合作用，C正確；該紅色色素含有

鎂元素，不能支持該紅色色素與光合昨用有關(guān)，D錯誤。

A.紙層析法不能測得圖中所示數(shù)據(jù)

B.I1月7日的類胡蘿卜素含量高于總?cè)~綠素含量

C.銀杏葉變黃原因是類胡蘿卜素含量的變化

D.銀杏葉變黃與總?cè)~綠素含量呈負(fù)相關(guān)

解析：C紙層析法可將四種光合色素分離，但不能測定色素的含量，因此不能測得圖中所示數(shù)據(jù)，A正確；11月

7日的類胡蘿卜素含量（略高于2.3個單位）高于總?cè)~綠素含量（約為1.4個單位），B正確；銀杏葉變黃的主要

原因是總?cè)~綠素含量降低，C錯誤；葉綠素呈綠色，銀杏葉變黃與總?cè)~綠素含量呈負(fù)相關(guān)，D正確。

4.（2024?四川樂山統(tǒng)考）如圖為用分光光度計(jì)測定葉片中兩類色素A和B吸收不同光波的曲線圖，請判定A和B

分別為（）

吸收光能的仃分比

1(X)

A.葉綠素a、類胡蘿卜素

B.類胡蘿卜素、葉綠素b

C.葉黃素、葉綠素a

D.葉綠素a、葉綠素b

解析：A據(jù)題圖分析，色素A吸收紅光和藍(lán)紫光，則色素A表示葉綠素；色素B只吸收藍(lán)紫光，則色素B代表

類胡蘿卜素，A正確。

5.西蘭花被譽(yù)為“蔬菜皇后”。大棚種植西蘭花讓我們在寒冷的冬季也能享受其美味。為了增加其產(chǎn)量，大棚內(nèi)照

明燈的顏色和大棚塑料薄膜的顏色最好的組合為（）

A.藍(lán)紫光或紅光、無色透明B.藍(lán)紫光或紅光、黃色透明

C.白光、黃色透明D.白光、綠色透明

解析：A由于照明燈的功率是一定的，所以在相同的功率下，用藍(lán)紫光或紅光的燈泡照明，植物對光的利用效率

最高；由于太陽光是一定的，所以用無色透明的塑料薄膜，植物獲得各種顏色的光就越多，植物生長越好，因此

為了增加其產(chǎn)量，大棚內(nèi)照明燈的顏色和大棚塑料萍膜的顏色最好的組合為藍(lán)紫光或紅光、無色透明，A正確。

6.（2024?江蘇宿遷統(tǒng)考）如圖為某真核細(xì)胞內(nèi)兩種具有雙層膜細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)（部分）示意圖，有美分析錯誤的是

（）

外膜/外膜

內(nèi)膜膜

本質(zhì)冒質(zhì)

西a圖b

A.圖a表示線粒體，其內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊，增大了膜面積

B.圖b表示葉綠體，其內(nèi)具有少量的DNA和RNA

C.圖a、b中內(nèi)、外膜化學(xué)成分無明顯差異

D.圖a、b代表的細(xì)胞器均與能量轉(zhuǎn)化有關(guān)

解析：C圖a表示線粒體，內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成崎，增大了膜面積，可以附著與有氧呼吸有關(guān)的酶，A正確。圖

b表示葉綠體，其內(nèi)具有少量的DNA和RNA,B正確。線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所，含有與有氧呼吸

有關(guān)的航，與線粒體外膜的成分有明靈差異；而葉綠體的內(nèi)、外膜戌分相似，C錯誤。圖a、b代表的細(xì)胞器均與

能量轉(zhuǎn)化有關(guān)，D正確。

7.光合作用原理的探究歷程包含了許多科學(xué)家的努力，下列相關(guān)說法錯誤的是（）

A.恩格爾曼以需氧細(xì)菌和水綿為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧

B.魯賓和卡門通過檢測產(chǎn)生氧氣的相對質(zhì)量，證明光合作用釋放的02中氧元素來自水

C.希爾和阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)，ATP和NADPH的形成發(fā)生在葉綠體類囊體的薄膜上

D.K爾文采用此標(biāo)記CCh，供小球藻利用，探明了暗反應(yīng)從Cs到C3再到C5的循環(huán)過程

解析：D恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)通過觀察需氧細(xì)菌在水綿表面的分布，直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放

氧，A正確。魯賓和卡門利用同位素示蹤的方法，用18。分別標(biāo)記兩組實(shí)驗(yàn)中的H2O和CO2,證明光合作用產(chǎn)生

的02中的O全部來自H2O,B正確。希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑，在光照下可釋放氧

氣，說明離體葉綠體在適當(dāng)條件下能進(jìn)行水的光解；阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)光合作用中葉綠體合成ATP總是與水的光解相伴

隨，因而發(fā)現(xiàn)ATP和NADPH的形成發(fā)生在光反應(yīng)過程中，場所為葉綠體類囊體的薄膜上，C正確。卡爾文采用

I4C標(biāo)記C02,供小球藻利用，探明了二氧化碳中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的，即從CO2-C3―有機(jī)物，D

錯誤。

8.（2024.河北感山模擬）分別在I、【I、III三個研缽中加2g剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按如表所示添加試劑，經(jīng)研

磨、過濾得到3種不同顏色的溶液（深綠色、黃綠色、幾乎無色），則I、【I、III三個研缽中的溶液顏色分別是

（）

處理IIIIII

SiO2（少量）+++

CaCOs（少量）—++

無水乙醇（10mL）+—+

蒸儲水（10mL）—+—

注：“十”表示添加；“一”表示不添加。

A.幾乎無色、黃綠色、深綠色

B.深綠色、幾乎無色、黃綠色

C.黃綠色、深綠色、幾乎無色

D.黃綠色、幾乎無色、深綠色

解析：D由表格可知，研缽I中未加入CaCCh,從而導(dǎo)致研磨過程中部分葉綠素被破壞，因而提取液呈黃綠色;

研缽II中未加入無水乙醇，色素不溶于蒸用水，因此研缽II中的溶液幾乎無色；研缽IH中加入了CaCO3、SiO2和

無水乙醒，未加入蒸偷水，可得到正常的提取液，故溶液呈深綠色。

9.（2024?江蘇鎮(zhèn)江模擬）十字花科植物羽衣甘藍(lán)具有極強(qiáng)的耐寒性，葉片形態(tài)美觀多變，色彩絢麗如花，是冬季

重要的觀葉植物。為探究其葉片中所含色素種類，某興趣小組做了如下的色素分離實(shí)驗(yàn)：將其葉片色素提取液在

濾紙上進(jìn)行點(diǎn)樣，先置于用石油酸、丙酮和苯配制成的層析液中層析分離，然后再置于蒸儲水中進(jìn)行層析，過程

及結(jié)果如圖所示。圖中1、2、3、4、5代表不同類型的色素。下列有關(guān)分折不正確的足（）

旋轉(zhuǎn)90：

蒸儲水'

1234

分離?????

A.色素1在層析液中的溶解度最小，色素4在層析液中溶解度最大

B.色素1、2、3、4難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，色素5易溶于水

C.色索1、2、3、4可能分布在葉Z錄體中，色素5可能存在于液泡中

D.色素1和2主要吸收藍(lán)紫光，色素3和4主要吸收藍(lán)紫光和紅光

解析：A色素1在層析液中的溶解度最大，色素4在層析液中溶解度最