高中生物蘇教版分子與細(xì)胞第4章光合作用和細(xì)胞呼吸 第4章第2節(jié)

第二節(jié)光合作用第1課時(shí)光合色素與光能的捕獲1．說(shuō)出對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程。2．舉例說(shuō)出主要的光合色素。(重點(diǎn))3．掌握提取和分離葉綠體中的色素的方法。(難點(diǎn))解開光合作用之謎時(shí)間人物實(shí)驗(yàn)方法結(jié)論17世紀(jì)中葉范·海爾蒙特用定量的方法植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)料主要來(lái)自水，而不是土壤1771普利斯特萊通過(guò)植物和動(dòng)物之間進(jìn)行氣體交換的實(shí)驗(yàn)植物生長(zhǎng)需要吸收CO2，同時(shí)釋放出O21779揚(yáng)·英根豪斯植物需要陽(yáng)光才能制造出O21864薩克斯采用碘液檢測(cè)淀粉的方法葉片在光下能產(chǎn)生淀粉1940魯賓和卡門運(yùn)用同位素標(biāo)記法光合作用釋放的O2來(lái)自水，糖類中的氫也來(lái)自水1948卡爾文用14C標(biāo)記的CO2進(jìn)行示蹤C(jī)O2用于合成糖類等有機(jī)物eq\a\vs4\al([合作探討])探討eq\a\vs4\al(1)：薩克斯實(shí)驗(yàn)跟魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)方法相同嗎？提示：不相同。薩克斯實(shí)驗(yàn)的對(duì)照方式為自身對(duì)照(一半曝光與另一半遮光)；而魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)的對(duì)照方式為相互對(duì)照(通過(guò)標(biāo)記不同的物質(zhì)：Heq\o\al(18,2)O和C18O2)。探討eq\a\vs4\al(2)：借鑒普利斯特萊和薩克斯的實(shí)驗(yàn)方法，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明CO2是光合作用的必要條件？提示：將綠色植物放在玻璃罩內(nèi)，一組中加入盛有NaOH溶液的燒杯，一組加入盛有等量蒸餾水的燒杯。暗處理一段時(shí)間后，再置于相同光照條件下，經(jīng)碘蒸氣處理，觀察是否有藍(lán)色出現(xiàn)。eq\a\vs4\al([歸納拓展])1．普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象密閉玻璃罩＋綠色植物＋小鼠→不易窒息死亡(2)實(shí)驗(yàn)分析①缺少空白對(duì)照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)服力不強(qiáng)，應(yīng)將小鼠單獨(dú)置于玻璃罩內(nèi)，作為空白對(duì)照。②沒(méi)有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長(zhǎng)。③限于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，沒(méi)有明確植物更新氣體的成分。2．薩克斯的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象黑暗中饑餓處理的綠葉eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(一半曝光\o(→,\s\up7(碘液))變藍(lán),一半遮光\o(→,\s\up7(碘液))不變藍(lán)))(2)實(shí)驗(yàn)分析①設(shè)置了自身對(duì)照，自變量為光照，因變量是葉片顏色變化。②實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是饑餓處理，以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。③本實(shí)驗(yàn)除證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明了光是光合作用的必要條件。3．魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)論Heq\o\al(18,2)O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O2光合作用釋放的O2全部來(lái)自于水。(2)實(shí)驗(yàn)分析設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，自變量是標(biāo)記物質(zhì)(Heq\o\al(18,2)O和C18O2)，因變量是O2的放射性。1．德國(guó)科學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處數(shù)小時(shí)(消耗掉葉片中的淀粉)后，再把葉片的一部分遮光，其余部分曝光。一段時(shí)間后，該葉片經(jīng)脫色、漂洗后再用碘液處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遮光部分不變藍(lán)，曝光部分變藍(lán)。下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的分析及結(jié)論合理的是()①本實(shí)驗(yàn)未設(shè)對(duì)照組②有無(wú)光照是遮光和曝光區(qū)域表現(xiàn)不同結(jié)果的唯一原因③實(shí)驗(yàn)初始時(shí)遮光和曝光區(qū)域均達(dá)到無(wú)淀粉狀態(tài)④實(shí)驗(yàn)證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉A．①～④全部 B．只有②③④C．只有①②③ D．只有②③【解析】該實(shí)驗(yàn)中曝光部分與遮光部分形成了對(duì)照；該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明有淀粉的生成，但不能證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)變成了淀粉。【答案】D2．現(xiàn)有四個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，若要分別驗(yàn)證綠色植物產(chǎn)生O2需要光以及O2是由綠色植物釋放的，則應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)組合是()A．②③和①② B．①②和①③C．②④和①③ D．②③和③④【解析】實(shí)驗(yàn)中一定要遵循對(duì)照原則和單一變量原則，要驗(yàn)證綠色植物產(chǎn)生O2需要光，單一變量應(yīng)是光的有無(wú)，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)組合是②③；要驗(yàn)證O2是由綠色植物釋放的，單一變量是綠色植物的有無(wú)，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)組合是①②?！敬鸢浮緼光合色素與光能的捕獲1．恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)(1)①生物材料：絲狀綠藻(水綿)和好氧細(xì)菌。②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)集中了大部分的好氧細(xì)菌。③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)光。(2)可見(jiàn)光束看起來(lái)是白色的，通過(guò)三棱鏡時(shí)會(huì)分成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫7色連續(xù)光譜。用透過(guò)三棱鏡后的不同顏色的光照射臨時(shí)裝片中水綿的葉綠體，發(fā)現(xiàn)好氧性細(xì)菌聚集于紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)的葉綠體部位。這說(shuō)明葉綠體中的色素能有效的吸收和利用紅光和藍(lán)光。2．葉綠體中的色素及作用色素名稱顏色功能葉綠素a藍(lán)綠色主要吸收和利用紅光和藍(lán)光葉綠素b黃綠色胡蘿卜素橙黃色主要吸收藍(lán)紫光，還有保護(hù)葉綠素免遭強(qiáng)光傷害的作用葉黃素黃色eq\a\vs4\al([合作探討])探討eq\a\vs4\al(1)：夏天時(shí)綠葉茂盛，而到了深秋卻有“看萬(wàn)山紅遍，層林盡染”的美景，你能解釋不同季節(jié)中樹葉顏色不同的原因嗎？【提示】夏天，葉片中葉綠素的含量較多，葉片呈綠色。深秋時(shí)，葉綠素大部分被降解掉，而液泡中的花青素導(dǎo)致葉片變紅。探討eq\a\vs4\al(2)：選擇提取色素的材料時(shí)，選擇顏色濃綠的葉片而不選擇顏色發(fā)黃的葉片，為什么？【提示】顏色濃綠的葉片比顏色發(fā)黃的葉片含有更多的葉綠素。eq\a\vs4\al([歸納拓展])1．葉綠體中的色素與吸收光譜2．葉綠體中的色素對(duì)光的吸收特點(diǎn)(1)葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)光的吸收量大，類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光吸收量大，對(duì)其他可見(jiàn)光并非不吸收，只是吸收量較小。3．葉綠體功能的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)——恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。②O2是由葉綠體釋放的。4．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“四妙”(1)實(shí)驗(yàn)材料選得妙：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和好氧細(xì)菌。水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。(2)排除干擾的方法妙：沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境，排除了氧氣和光的干擾。(3)觀測(cè)指標(biāo)設(shè)計(jì)的妙：通過(guò)好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)的妙：進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的等。(1)并不是所有的真核植物細(xì)胞中都含有葉綠體，只有進(jìn)行光合作用的組織或器官才含有葉綠體，如葉肉細(xì)胞。(2)能進(jìn)行光合作用的不一定含有葉綠體，如藍(lán)藻。1．(2023·信陽(yáng)高一質(zhì)檢)恩吉爾曼將載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境中，進(jìn)行局部照光處理，照光的部位聚集大量的好氧細(xì)菌。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是()A．水綿含有較多帶狀葉綠體B．好氧細(xì)菌分布于水綿產(chǎn)生氧氣較多的部位C．根據(jù)好氧細(xì)菌的分布判斷水綿光合作用的部位D．好氧細(xì)菌也能進(jìn)行光合作用【解析】好氧細(xì)菌只分布于被光照射的葉綠體周圍，說(shuō)明O2是由葉綠體釋放的，而且O2的產(chǎn)生需要光，好氧細(xì)菌不能進(jìn)行光合作用?！敬鸢浮緿2．有甲、乙、丙、丁四盆長(zhǎng)勢(shì)均勻的植物置于陽(yáng)光下如下圖所示，甲添加品紅色光照(紅橙光和藍(lán)紫光混合而成)，乙添加綠色光照，丙與陽(yáng)光之間隔品紅色濾光片，丁與陽(yáng)光之間隔綠色濾光片。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，各盆植物長(zhǎng)勢(shì)由好到差的順序是()A．甲→乙→丙→丁 B．甲→丙→丁→乙C．丙→甲→乙→丁 D．乙→甲→丁→丙【解析】甲在陽(yáng)光的基礎(chǔ)上再添加品紅色光照，光合作用最強(qiáng)；乙添加綠色光照，但是要比加濾光片的丙和丁長(zhǎng)勢(shì)要好；丙與陽(yáng)光之間隔品紅色濾光片要比丁與陽(yáng)光之間隔綠色濾光片長(zhǎng)勢(shì)要好?！敬鸢浮緼提取和分離葉綠體中的色素1．實(shí)驗(yàn)原理(1)葉綠體中的色素是有機(jī)物，不溶于水，易溶于無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑中，所以用無(wú)水乙醇等能提取色素。(2)層析液是一種脂溶性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑。葉綠體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，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢。所以用紙層析法來(lái)分離四種色素。2．實(shí)驗(yàn)材料幼嫩、鮮綠的菠菜葉。3．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及原因步驟方法原因色素提?、龠x取新鮮葉片：色素含量高②加入少許二氧化硅和碳酸鈣：作用分別是研磨充分、保護(hù)色素③加入5mL無(wú)水乙醇：溶解、提取色素分離色素剪去兩角：防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過(guò)快畫濾液細(xì)線畫得細(xì)、直：防止色素帶重疊葉綠體色素層析裝置示意圖①層析液不能觸及濾液細(xì)線：防止色素溶于層析液中②燒杯加蓋：防止層析液揮發(fā)4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果eq\a\vs4\al([合作探討])探討eq\a\vs4\al(1)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，甲同學(xué)忘記加入二氧化硅和碳酸鈣，乙同學(xué)忘記加入無(wú)水乙醇，請(qǐng)分析他們可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。提示：甲同學(xué)研磨不充分，部分色素被破壞，過(guò)濾收集的濾液顏色淺。乙同學(xué)不能提取到色素。探討eq\a\vs4\al(2)：用相同的綠葉，如果一次加的無(wú)水乙醇過(guò)多，可能會(huì)是什么結(jié)果？提示：濾液顏色淺，提取的濾液色素的濃度低。探討eq\a\vs4\al(3)：實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，為什么要將濾紙條的一端剪去兩角？畫濾液細(xì)線的要求是細(xì)、直、齊，且要在干燥后重復(fù)畫一兩次，請(qǐng)分析這樣做的原因是什么？提示：①剪去兩角的目的是防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過(guò)快。②濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊是使分離的色素不重疊，重復(fù)畫線的目的是增加色素含量，使分離的色素帶清晰，便于觀察。探討eq\a\vs4\al(4)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)的濾紙條上沒(méi)有出現(xiàn)色素帶，請(qǐng)?zhí)接懫鋵?shí)驗(yàn)失敗的可能原因。提示：①忘記畫濾液細(xì)線。②層析時(shí)濾液細(xì)線觸及層析液。eq\a\vs4\al([歸納拓展])1．實(shí)驗(yàn)材料和試劑(1)材料：葉片要新鮮、顏色要深綠，這樣的葉片含有的色素較多。(2)試劑及作用：試劑名稱作用二氧化硅有利于綠葉的充分研磨和色素的釋放碳酸鈣防止研磨中色素被破壞無(wú)水乙醇溶解色素層析液分離色素2.實(shí)驗(yàn)操作中的關(guān)鍵步驟(1)研磨要迅速、充分：研磨充分使葉綠體完全破裂，可提取較多的色素。(2)濾液細(xì)線要求：細(xì)、直、齊，含有較多的色素，所以應(yīng)待濾液干后再畫一兩次。(3)濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素會(huì)溶解到層析液中，使濾紙條上得不到色素帶。3．濾紙條上色素的分布和對(duì)光的吸收4．綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的異常現(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過(guò)淺的原因分析：①未加石英砂(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，提取濃度太低。④未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊：濾液細(xì)線畫的過(guò)粗。(3)濾紙條看不見(jiàn)色素帶：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。1．分別在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)研缽中加2g剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑，經(jīng)研磨、過(guò)濾得到3種不同顏色的溶液(深綠色、黃綠色、幾乎無(wú)色)。處理ⅠⅡⅢSiO2(少量)＋＋＋CaCO3(少量)－＋＋無(wú)水乙醇(10mL)＋－＋蒸餾水(10mL)－＋－注：“＋”表示加；“－”表示不加。則Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)研缽中的溶液顏色分別是()A．幾乎無(wú)色、黃綠色、深綠色B．深綠色、幾乎無(wú)色、黃綠色C．黃綠色、深綠色、幾乎無(wú)色D．黃綠色、幾乎無(wú)色、深綠色【答案】D2．下圖所示為“提取和分離葉綠體中的色素”實(shí)驗(yàn)的部分材料和用具。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)圖中步驟①加入研缽內(nèi)的物質(zhì)：A________5mL，作用是________；B________少許，作用是研磨得充分；C________少許，作用是________________。(2)圖中步驟②將漿糊狀的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有一層________。(3)圖中步驟③剪去兩角的作用是________________，畫濾液細(xì)線的要求是________。(4)圖中步驟④中關(guān)鍵應(yīng)注意________________；加蓋的目的是______________；色素帶最寬的是________，擴(kuò)散速度最快的是________?！窘馕觥?1)研磨時(shí)需要加入3種物質(zhì)：5mL無(wú)水乙醇，作用是溶解色素；二氧化硅可以使研磨更充分；加入少許碳酸鈣防止色素被破壞。(2)過(guò)濾研磨液時(shí)，漏斗基部不能用濾紙，因?yàn)樯乜晌皆跒V紙上。一般用一層尼龍布過(guò)濾。(3)剪去兩角的作用是防止兩邊色素?cái)U(kuò)散得過(guò)快。畫濾液細(xì)線的要求是細(xì)、齊、直。(4)層析時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)是不能讓層析液沒(méi)及濾液細(xì)線，否則，濾液細(xì)線會(huì)被層析液溶解，不能分離。由于層析液有毒，而且可以揮發(fā)，所以要加蓋。色素帶的寬度是由各種色素含量不同造成的，含量越多，色素帶越寬，一般植物葉片中葉綠素a含量最多，所以葉綠素a色素帶最寬。擴(kuò)散速度最快的是胡蘿卜素，在色素帶的最上層?！敬鸢浮?1)無(wú)水乙醇溶解色素二氧化硅碳酸鈣防止色素被破壞(2)尼龍布(3)防止兩邊色素?cái)U(kuò)散過(guò)快細(xì)、齊、直(4)層析液不能沒(méi)及濾液細(xì)線防止層析液揮發(fā)葉綠素a胡蘿卜素1．歷經(jīng)一個(gè)多世紀(jì)，經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物，在下面幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)敘述不正確的是()A．普里斯特萊的實(shí)驗(yàn)證明了植物可以更新空氣B．薩克斯的實(shí)驗(yàn)可證明光是光合作用的必要條件C．恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量D．魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自于H2O而不是CO2【解析】恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明氧氣由葉綠體釋放，但不能定量分析光合作用生成的氧氣量?！敬鸢浮緾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)水乙醇提取綠葉中的色素B．綠葉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】在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，研磨前要向研缽中加入二氧化硅、碳酸鈣和無(wú)水乙醇，因此C項(xiàng)不正確?！敬鸢浮緾3．下圖為用分光光度計(jì)測(cè)定葉片中兩類色素吸收不同波長(zhǎng)光波的曲線圖，請(qǐng)判定A和B分別為何種色素()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：21210030】A．葉綠素、類胡蘿卜素 B．類胡蘿卜素、葉綠素C．葉黃素、葉綠素a D．葉綠素a、葉綠素b【解析】葉綠素能吸收短波的藍(lán)紫光和長(zhǎng)波的紅光，類胡蘿卜素主要吸收短波的藍(lán)紫光。【答案】A4．(2023·石家莊高一期中)關(guān)于葉綠素的敘述，錯(cuò)誤的是()A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素B．被葉綠素吸收的光可用于光合作用C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光【解析】葉綠素主要是葉綠素a和葉綠素b，葉綠素中都含有鎂元素，故A正確。葉綠素吸收的光能可用于光合作用，故B正確。葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)吸收峰值不同，葉綠素a較高，故C正確。植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素不能吸收綠光，故D錯(cuò)誤。【答案】D5．下列是關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的幾種說(shuō)法，其中正確的是()A．色素提取的原理是色素在層析液中的溶解度不同B．研磨葉片時(shí)加CaCO3的作用是使研磨更加充分C．色素分離的結(jié)果可以用上圖表示(1、2、3、4分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b)D．層析液可用93號(hào)汽油代替【解析】色素提取的原理是色素能溶解于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中，而分離的原理是色素在層析液中的溶解度不同；研磨葉片時(shí)加入CaCO3的目的是為了防止對(duì)色素分子的破壞；色素分離的結(jié)果如選項(xiàng)C中圖所示，1、2、3、4分別表示的是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素；93號(hào)汽油在化學(xué)性質(zhì)上與層析液相似。【答案】D課堂小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心回扣1.用無(wú)水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在無(wú)水乙醇中。2.不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的擴(kuò)散快，反之則慢。3.層析后濾紙條上自上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。4.葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)光。胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。5.光照：光是葉綠素合成的必要條件，植物在黑暗中葉呈黃色。6.溫度：低溫抑制葉綠素的合成，破壞已有的葉綠素分子，從而使葉片變黃。7.鎂等無(wú)機(jī)鹽：鎂是構(gòu)成葉綠素的主要成分，缺鎂葉片變黃。學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十三)光合色素與光能的捕獲(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．普里斯特萊把一只小白鼠和一盆植物一同放到一個(gè)玻璃罩內(nèi)，結(jié)果小白鼠和植物都能存活很長(zhǎng)時(shí)間，但后來(lái)有人重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，有的成功，有的卻失敗。以下關(guān)于這一現(xiàn)象的說(shuō)法，不正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)并不科學(xué)，沒(méi)有可重復(fù)性B．該實(shí)驗(yàn)的成敗與否，要看是否將裝置置于陽(yáng)光下C．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光合作用釋放的氧與小白鼠需要的氧達(dá)到了平衡D．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光合作用需要的CO2與小白鼠呼出的CO2達(dá)到了平衡【解析】該實(shí)驗(yàn)是否成功，取決于B、C、D三項(xiàng)的內(nèi)容?！敬鸢浮緼2．如圖所示，某植物上的綠葉經(jīng)陽(yáng)光照射24h后，經(jīng)脫色并用碘處理，結(jié)果有錫箔覆蓋的位置不呈藍(lán)色，而不被錫箔覆蓋的部位呈藍(lán)色，該實(shí)驗(yàn)證明()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：21210032】①光合作用需要CO2②光合作用需要光③光合作用需要葉綠素④光合作用放出氧氣⑤光合作用制造淀粉A．①② B．③⑤C．②⑤ D．①③【解析】通過(guò)圖示說(shuō)明，有光照射部位有淀粉生成，即進(jìn)行了光合作用；無(wú)光照射部位無(wú)淀粉生成，即未發(fā)生光合作用，說(shuō)明光合作用需要光，并且能產(chǎn)生淀粉(遇碘變藍(lán)是淀粉的特性)?！敬鸢浮緾3．(2023·揚(yáng)州高一檢測(cè))如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置，下列與之有關(guān)的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．應(yīng)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)是得到四個(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)圓呈橙黃色【解析】如圖所示是一個(gè)葉綠體中色素分離的實(shí)驗(yàn)裝置，所以應(yīng)把層析液倒入培養(yǎng)皿中，燈芯起到傳遞層析液的目的，把色素滴到a點(diǎn)讓其在定性濾紙上擴(kuò)散，四個(gè)圓圈中擴(kuò)散最慢的即為圓圈最小的，它應(yīng)該是呈黃綠色的葉綠素b。【答案】D4．某同學(xué)在做提取葉綠體中色素的實(shí)驗(yàn)時(shí)，收集到的色素提取液為淡綠色。分析產(chǎn)生該結(jié)果的可能原因是()①研磨不充分，色素未能充分提取出來(lái)②無(wú)水乙醇加入量太多，稀釋了色素提取液③無(wú)水乙醇加的太少，色素未提取出來(lái)④未加CaCO3粉末，葉綠素分子已被破壞A．①②④ B．①③④C．③④ D．①②【解析】③中如果無(wú)水乙醇加的太少，只要研磨充分，提取液依然是濃綠色，只不過(guò)是濃綠色提取液的量少而已。但是①研磨不充分、④色素被破壞都能使提取出的色素分子減少，②是加入的溶劑量太多；三者均會(huì)導(dǎo)致提取液顏色變淡?！敬鸢浮緼5.(2023·江蘇高考)為研究高光強(qiáng)對(duì)移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進(jìn)行紙層析，右圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是(多選)()A．強(qiáng)光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低B．類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強(qiáng)光照C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)不同D．畫濾液線時(shí)，濾液在點(diǎn)樣線上只能畫一次【解析】根據(jù)“綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ色素條帶分別代表胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。由題圖可知，正常光照與強(qiáng)光照相比，正常光照下葉綠素含量高，強(qiáng)光照下葉綠素含量低，A項(xiàng)正確。強(qiáng)光照條件下，類胡蘿卜素含量增加，說(shuō)明類胡蘿卜素含量增加有利于植物抵御強(qiáng)光照，B項(xiàng)正確。葉綠素a的吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)約為430nm和660nm，葉綠素b的吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)約為460nm和640nm，C項(xiàng)正確。畫濾液線時(shí)，首先畫出一條細(xì)線，待濾液干后，再重復(fù)畫一兩次，目的是增加濾液線中的色素含量，以便層析后獲得更清晰的色素條帶?！敬鸢浮緼BC6．紙層析法可分離光合色素，以下分離裝置示意圖中正確的是()【解析】由于色素分子能溶解于有機(jī)溶劑，所以層析時(shí)濾液細(xì)線不能在層析液中。同時(shí)由于有機(jī)溶劑易揮發(fā)且往往有毒，所以在層析時(shí)最好加蓋。【答案】C7．如圖表示葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)中紙層析的結(jié)果，據(jù)圖判斷，用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片顏色為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：21210033】A．紅色 B．黃色C．綠色 D．紫色【解析】在葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中，濾紙條上的四條色素帶距點(diǎn)樣處的距離由近及遠(yuǎn)分別是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，由圖可知，葉綠素含量比類胡蘿卜素含量少，用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片應(yīng)呈黃色。B選項(xiàng)正確。【答案】B8．葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)主要證明了()A．四種色素在層析液中的溶解度和擴(kuò)散速率不同B．葉綠體中色素的種類和色素的顏色C．葉綠素的含量是類胡蘿卜素的四倍D．色素分布在葉綠體片層結(jié)構(gòu)的薄膜上【解析】不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的擴(kuò)散得快，這樣可以將提取液中的色素進(jìn)行分離，并能看到各種色素所顯示的顏色?！敬鸢浮緽9．某同學(xué)從楊樹葉片中提取并分離得到4種葉綠體色素樣品，經(jīng)測(cè)定得到下列吸收光譜圖，其中屬于葉綠素b的是()【解析】葉綠素最強(qiáng)的吸收區(qū)有兩處：波長(zhǎng)640～660nm的紅光部分和波長(zhǎng)為430～450nm的藍(lán)紫光部分。葉綠素a在紅光區(qū)的吸收峰比葉綠素b的高，而藍(lán)光區(qū)的吸收峰比葉綠素b的低，也就是說(shuō)，葉綠素b吸收藍(lán)紫光的能力比葉綠素a強(qiáng)。類胡蘿卜素的吸收帶在400～500nm的藍(lán)紫光區(qū)，它們基本不吸收紅、橙、黃光，從而呈現(xiàn)橙黃色或黃色?！敬鸢浮緼10．德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼以水綿為實(shí)驗(yàn)材料，把載有水綿和能運(yùn)動(dòng)的好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片，放在一定的環(huán)境中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：Ⅰ.把臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境中，然后用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射的部位集中。如圖A所示。Ⅱ.把臨時(shí)裝片暴露在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有的受光部位。如圖B所示。分析回答問(wèn)題：(1)細(xì)菌聚集在葉綠體周圍是因?yàn)楣夂献饔媚茚尫臺(tái)__________________________________________________________。(2)該實(shí)驗(yàn)證明了光合作用的場(chǎng)所是________。(3)后來(lái)恩吉爾曼對(duì)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，將可見(jiàn)光經(jīng)三棱鏡后照到臨時(shí)裝片上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在________光區(qū)域細(xì)菌特別多?！敬鸢浮?1)O2(2)葉綠體(3)紅光和藍(lán)[能力提升]11．1883年德國(guó)生物學(xué)家恩吉爾曼設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究光合作用的光譜。他將三棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿上，并在水綿懸液中放入好氧細(xì)菌，觀察細(xì)菌的聚集情況(如圖)。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)最強(qiáng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路是()A．細(xì)菌對(duì)不同的光反應(yīng)不一樣，細(xì)菌聚集多的地方，水綿光合作用強(qiáng)B．好氧性細(xì)菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強(qiáng)C．好氧性細(xì)菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機(jī)物多，水綿光合作用強(qiáng)D．好氧性細(xì)菌大量消耗O2，使水綿光合作用速率加快，則該種光有利于光合作用【解析】好氧細(xì)菌聚集的地方應(yīng)該是氧氣多的地方，也就是水綿光合作用強(qiáng)的地方?！敬鸢浮緽12．下列是新鮮綠葉的四種光合色素在濾紙上分離的情況，以下相關(guān)說(shuō)法正確的是()A．提取色素時(shí)加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā)B．水稻在收獲時(shí)節(jié)，葉片中色素量的變化是(甲＋乙)<(丙＋丁)C．四種色素都能溶解在層析液中，乙色素的溶解度最大D．四種色素中，丙和丁主要吸收紅光【解析】由圖可以推斷甲、乙、丙和丁分別表示葉綠素b、葉綠素a、葉黃素和胡蘿卜素。提取色素時(shí)加入碳酸鈣是為了保護(hù)色素不被破壞；水稻在收獲時(shí)節(jié)，葉綠素大量分解，葉片中類胡蘿卜素比葉綠素多；在層析液中，丁色素的溶解度最大；丙和丁主要吸收藍(lán)紫光。【答案】B13．(2023·江蘇揚(yáng)州期末)下列有關(guān)葉綠體中色素的提取和分離的敘述，錯(cuò)誤的是()A．此實(shí)驗(yàn)可確定葉綠體中色素的種類和各種色素的顏色B．研磨時(shí)加碳酸鈣可充分破壞葉綠體，獲得更多的色素C．葉綠體中的不同色素在層析液中溶解度不同D．色素分離過(guò)程中不能讓層析液觸及濾液細(xì)線【解析】利用紙層析法分離出葉綠體色素，可以判定其種類及顏色，A正確；加入碳酸鈣的目的是保護(hù)葉綠素，加入二氧化硅能夠充分破壞葉綠體，B錯(cuò)誤；胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b在層析液中的溶解度依次減小，C正確；層析液觸及濾液細(xì)線會(huì)導(dǎo)致色素溶解在層析液中，D正確?！敬鸢浮緽14．中國(guó)的飲食講究“色香味”，顏色會(huì)影響消費(fèi)。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長(zhǎng)很快的入侵植物水葫蘆為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。Ⅰ.提取葉綠素：Ⅱ.探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響：取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25℃)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方法和結(jié)果如下表。實(shí)驗(yàn)組號(hào)葉綠素溶液(mL)調(diào)pH至處理時(shí)間(min)溶液顏色①Y10綠色②10綠色③10黃綠色④10黃褐色注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)回答：(1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為__________，原因是______________________________________________。(2)表中Y應(yīng)該為________，原因是________________________________________________________________________。(3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于________食品，否則_______________________________________________。(4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請(qǐng)你提供檢測(cè)方法并寫出主要步驟。______________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)色素不溶水，只溶于有機(jī)溶劑。但是有機(jī)溶劑大多有毒，所以應(yīng)選擇對(duì)人體無(wú)害的有機(jī)溶劑。(2)分析題中表格不難得出Y等于，原因是pH是該實(shí)驗(yàn)的自變量，④到①pH逐漸增