新人教生物必修一(学案+练习)捕获光能的色素和结构

新人教生物必修一（学案+练习）
捕获光能的色素和结构
1．绿叶中色素的提取和分离
(1)
(2)实验步骤。

(3)实验结果。

2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
(1)叶绿体中的色素主要吸收可见光。

(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。

吸收光谱如下：
3．叶绿体的结构与功能
(1)结构模式图：
(2)结构⎩⎪⎨⎪⎧外表：双层膜
内部⎩⎪⎨⎪⎧基质：含有与暗反应有关的酶基粒：由类囊体堆叠而成，分布有 色素和与光反应有关的酶
(3)功能：进行光合作用的场所。

(4)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在叶绿体被光束照射的部位，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。

1．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。

( × ) 2．叶绿素a 和叶绿素b 都含有镁元素。

( √ ) 3．光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。

( × ) 4．叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积。

( × ) 5．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。

( × )
6．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。

( √ )
7．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液。

( √ )
8．使用定性滤纸过滤研磨液。

( × ) 9．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次。

( × )
1．实验注意事项及原因分析
(1)巧选实验材料：选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气的部位。

(2)巧妙排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。

(3)巧妙设计对照实验：
①用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。

②临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。

4．影响叶绿素合成的三大因素
(1)光照：影响叶绿素合成的主要因素，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。

(2)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。

(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，叶片变黄。

5．色素与叶片的颜色
考向1| 绿叶中色素的提取和分离
1．(2020·江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，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CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C．研磨时添加石英砂有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
B解析：叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。

2．在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果应依次为()
A．①②③④B．②④①③
C．④②③①D．③②①④
B解析：甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应结果①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应结果③。

故B正确。

考向2| 色素的种类及功能
3．(2021·山东临沂模拟)高等植物的光合作用依赖光合色素。

不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，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①②两种叶绿素的吸收光谱。

下列关于叶绿素的叙述，正确的是()
A．图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上
B．利用纸层析法分离色素时，②应位于滤纸条的最下端
C．植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光
D．弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
D解析：题图中①(叶绿素b)、②(叶绿素a)主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；利用纸层析法分离色素时，①(叶绿素b)应位于滤纸条的最下端，B错误；植物叶片呈现绿色是由于①②吸收绿光最少，透射光下呈绿色，C错误；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，故弱光下①(叶绿素b)的相对含量增高有利于植物对弱光的利用，D正确。

4．下列关于光合色素的叙述，正确的是()
A．叶绿体中的色素有四种，其中叶绿素b含量最多
B．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光
C．大棚种植蔬菜时应选择红色或蓝色透明的塑料薄膜
D．构成叶绿素的镁和氮可以由植物的根从土壤中吸收
D解析：叶绿体中的色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中叶绿素a含量最多，A错误；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，B错误；大棚种植蔬菜时应选择白色透明的塑料薄膜，C错误；根是植物吸收水和矿质元素的主要器官，构成叶绿素的镁和氮可以由植物的根从土壤中吸收，D正确。

5．(2022·吉林长春外国语学校期末)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需氧细菌，观察细菌的聚集情况(如下图)。

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．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B．需氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C．需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D．需氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率大幅度加快
B解析：需氧细菌不能进行光合作用，该实验中进行光合作用的是水绵，A错误；该实验的设计思路是需氧细菌需要O2，水绵光合作用强的部位，产生的O2多，在O2含量多的地方需氧细菌的数量多，B正确；需氧细菌多说明光合作用产生的O2多，C错误；聚集的需氧细菌是由于水绵在此区域进行光合作用产生O2，有利于需氧细菌进行呼吸作用，D错误。

考向3| 叶绿体的结构和功能
6．(2022·广东茂名月考)下列关于叶绿体的叙述，正确的是()
A．叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积
B．叶绿体基质中NADP＋能形成NADPH
C．类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光
D．类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原
C解析：叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜，而是类囊体薄膜，A错误；NADP＋形成NADPH的场所是类囊体薄膜，B错误；类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C正确；催化CO2的固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中，D错误。

7．(2021·湖南永州三模)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是()
A．叶绿体中色素的合成都需要Mg2＋和光照
B．H2O在光下分解为H＋和O2的过程发生在基质中
C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的
D解析：只有叶绿素的合成才需要Mg2＋和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。