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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构公开课ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构公开课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了捕获光能的色素和结构，研习1，研习2，完成课时作业等内容，欢迎下载使用。
1．尝试提取绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及功能。2．解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
1．认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应(生命观念)。 2．理解“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，学会探究实验的设计思路(科学思维)。
绿叶中色素的提取和分离的实验分析
(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂__________中。(2)步骤：
材料：称重5g____________
处理：剪碎，放入研钵中
药品、试剂：________、__________和无水乙醇
器材：___________、___________
过程：将_______迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤
操作：将试管口鳙_______塞严
(1) 原理：各种色素在层析液中的________不同，_________的随层析液在________上扩散得快，反之则慢。因而色素就会随着________在滤纸上的扩散而分离开。
去角一端底部1 cm
3．四种色素对光吸收的差异
绿叶中色素的提取和分离的实验目的是( ) A．观察各种色素的吸收光谱 B．提取叶绿体中的叶绿素 C．用纸层析法将色素进行分离 D．验证叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色
(1) 材料：叶片要新鲜、颜色要深绿，这样的叶片含有的色素多。 (2) 试剂及作用
2．实验结果——有关色素带的分析
(1) 色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。 (2) 相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。 (3) 色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。
(1) 色素在滤纸条上扩散的快慢不代表该色素的含量，而是与色素在溶剂中溶解度的大小相关。 (2) 绿叶中色素的提取和分离用的都是有机溶剂，但两者的原理是不同的，不能混淆。
1．下图是提取绿叶中色素的实验步骤，请分析：
(1) 提取色素时，加入研钵内的物质若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？
A是二氧化硅，作用是使研磨更充分；B是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏；C是无水乙醇，作用是溶解色素。
(2) 某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
(3) 制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？ (4) 色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，为什么？
防止色素带不整齐；画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。
否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。
2．下图是分离到的色素在滤纸条上的分布情况，那么：
(1) 含量最多和最少的色素分别是哪两种？
(2) 在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？ (3) 分子结构最相似的是哪两种色素？
3．如遇连阴雨，温室内给植物人工补充哪些单色光有利？大棚薄膜用什么颜色的最好？
红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光，因此补充这两种光最有利。大棚薄膜最好用无色透明的，因为可以允许所有色光透过。
1．为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( )
A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照 C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长相同 D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次
解析：本题主要考查绿叶中色素的提取和分离实验。由图示可知，强光照下，Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿素含量降低，故A项正确；图示表明强光照下叶绿素含量降低，类胡萝卜素增加，说明类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光照降解，故B项正确；Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同，故C项错误；画滤液线时，滤液在点样线上画2～3次，故D项错误。
(1) 图示信息：强光照后Ⅰ和Ⅱ色素带________________，而Ⅲ和Ⅳ色素带________________。 (2)隐含信息：Ⅰ和Ⅱ色素带分别是________________，而Ⅲ和Ⅳ色素带分别是_____________________。
(3) 色素带Ⅰ对应的色素吸收何种光？ (4) 色素带Ⅱ为何种颜色？ (5) 四条色素带的记忆口诀：胡黄a、b向前走，橙黄蓝黄颜色留；叶绿素a、b手拉手，蓝绿黄绿排后头，胡萝卜素最纤细，叶绿素a最宽广。
提示：色素带Ⅰ对应的色素为胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
提示：色素带Ⅱ对应的色素为叶黄素，其颜色为黄色。
2．关于叶绿体中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是( ) A．使用定性滤纸过滤研磨液 B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次 D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
解析：过滤主要是将滤渣和滤液分开，要用尼龙布过滤研磨液；干燥处理定性滤纸条是为了让层析液能够更快地上升，使色素更好地分离；画滤液细线，要等一次画完干燥后才能重复画线，防止滤液细线过粗；叶绿体中色素为脂溶性的，要用无水乙醇溶解。
3．如图为新鲜菠菜叶中4种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列有关说法不正确的是( ) A．4种色素在层析液中溶解度最高的是丁 B．4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中 C．4种色素在层析液中溶解度最高的是甲 D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙
解析：本题以柱状图为载体，考查色素的提取和分离实验，解答本题的关键是理解光合色素的提取和分离实验的原理。据图可知，甲、乙、丙、丁分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，层析液中溶解度最高的是丁，A正确，C错误；4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中，故可用无水乙醇溶解色素，B正确；发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素a(乙)和叶绿素b(甲)，D正确。
叶绿体的结构与功能及实验验证
主要分布在植物的________________中。
扁平的__________或________。
绿色植物进行________________的场所。
1．吸收光能的色素分布在( ) A．叶绿体的外膜上 B．类囊体的薄膜上 C．叶绿体的内膜上 D．叶绿体的基质中
2．用纸层析法分离叶绿体中的色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，从上而下依次为( ) A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b B．胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素 C．叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素 D．叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素
3．某研究小组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射，则对其光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( ) A．光吸收差异显著，色素带缺第2条 B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C．光吸收差异显著，色素带缺第3条 D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条
解析：因为题干中水稻为叶黄素缺失突变体，对其叶片进行实验后，色素层析条带一定缺第2条，即叶黄素。但光吸收差异不显著，因为叶黄素主要吸收蓝紫光，红光主要由叶绿素a和叶绿素b吸收，故B项符合题意。
1．叶绿体的结构及功能
①色素的分布：与光合作用相关的色素只分布在类囊体的薄膜上。 ②酶的分布：与光合作用相关的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中。
叶绿体内的基粒和类囊体扩展了受光面积，含有许多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2．绿叶中色素的种类及其吸收光谱
3．叶绿体功能的验证实验
(1) 恩格尔曼的第一个实验过程及现象
需氧细菌集中于叶绿体被光束照射到的部位
需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位
① 叶绿体是进行光合作用的场所。② O2是由叶绿体释放的。
(3) 实验设计巧妙之处
①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；用需氧细菌可确定释放氧气的部位。
② 没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。 ③ 用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。 ④ 进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。
(1) 光合作用的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中，但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。 (2) 叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积，而线粒体以内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积。
(3) 并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的细胞才含有叶绿体。 (4) 光合作用的色素只分布于叶绿体的类囊体薄膜上，而液泡中的色素是不能进行光合作用的。
(4) 恩格尔曼的第二个实验过程及现象
光透过三棱镜 水绵→需氧细菌集中在蓝紫光和红光区域。
(5) 实验结论：叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，对绿光的利用效果最差。 (6) 实验设计的巧妙之处 利用三棱镜分离各种波长的光，从而确定叶绿体吸收哪种光。
1．线粒体和叶绿体都具有巨大的膜面积，扩大膜面积的机制相同吗？____________________________________
不相同。线粒体内膜是向内腔折叠形成“嵴”来扩大膜面积；叶绿体是形成了类囊体来扩大膜面积。
2．下图是恩格尔曼的实验示意图，据图思考：
(1) 该实验中载有水绵的装片要放在什么样的环境中才能观察到上述现象？____________________________ (2) 恩格尔曼的实验中需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，说明什么？_______________________________________________________
没有空气的黑暗环境中。
氧气是由叶绿体在光照条件下释放出来的。
1．恩格尔曼用极细的光束照射到载有水绵和需氧细菌的载玻片上(下左图)，将装片(下右图)暴露在光下，结果如下图所示。关于该实验说法错误的是( )
A．本实验结论是叶绿体在光照下可产氧B．水绵和需氧细菌实验前要进行饥饿处理C．光照的部位是该实验的自变量D．真空和黑暗是实验的两个无关变量
解析：需氧细菌聚集在带状叶绿体周围说明光合作用的过程中有氧气释放出来，A正确；水绵和需氧细菌实验前不需要进行饥饿处理，B错误；题述实验的自变量是水绵的光照部位，C正确；光照部位是题述实验的自变量，实验设计的巧妙之一是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地进行，真空和黑暗是实验的两个无关变量，D正确。
一看实验材料：是需氧细菌还是厌氧细菌。二看实验条件：照光情况。三看实验现象：细菌集中分布的情况。
恩格尔曼实验的要点分析
2．将甲、乙、丙、丁4盆长势相同的植物置于阳光下，甲添加红色光，乙添加绿色光，丙添加红色滤光片A，丁添加绿色滤光片B(如图)。经过一段时间，各盆中长势最旺盛的和长势最差的依次是下列哪一组？( )
A．甲和乙 B．乙和丙 C．甲和丁 D．丙和丁
解析：滤光片滤过的是同色光，叶绿素对红光和蓝紫光吸收最多，对绿光吸收最少，故选C。
3．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，其内有关结构中分布着光合色素及有关的酶。下列关于叶绿体及色素的叙述，错误的是(多选)( )A．植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中B．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用
解析：植物见光的绿色部位的细胞才有叶绿体，A错误；叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，B正确；叶绿体的类囊体极大地扩展了受光面积，C错误；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，D错误。
1．提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇等有机溶剂中。 2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 3．层析后滤纸条上自上而下的四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
4．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 5．色素分布于叶绿体类囊体薄膜上，而与光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜上和叶绿体基质中。
1．下列有关叶绿体的说法，正确的是( ) A．叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同 B．叶绿体中色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中 C．叶绿体产生的O2除供自身利用外，还可被线粒体利用 D．线粒体产生的CO2被叶绿体利用，至少需穿过4层磷脂双分子层
解析：叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒而增大膜面积，而线粒体是通过内膜向内折叠形成嵴来增大膜面积，因此方式不同；叶绿体中与光合作用有关的色素分布于类囊体的薄膜上，而酶则分布于类囊体薄膜和基质中；叶绿体是进行光合作用的细胞器，不消耗O2，O2被有氧呼吸第三阶段所利用。
2．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“＋”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依次应为( )
A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④
解析：由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确，应为④，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮，可以提取到色素，但由于研磨时未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为①；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为③。
3．秋冬季节，由于叶绿体中的某类色素易被破坏，使叶片呈现黄色，导致叶片吸收光的能力减弱，其中吸收明显减少的是( ) A．黄光、红光 B．红光、蓝紫光 C．蓝紫光、绿光 D．绿光、黄光
解析：据题中信息可知叶绿素被破坏，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，故选B。
4．下图所示为某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述，错误的是( ) A．应向培养皿中倒入层析液 B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处 C．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形) D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色
解析：图示为叶绿体中色素分离的实验装置，所以应把层析液倒入培养皿中；灯芯起到传递层析液的作用，把色素滤液滴到a点让其在定性滤纸上扩散；四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，它应该是呈黄绿色的叶绿素b。
5．如图为叶绿体结构示意图，下列叙述正确的是(多选)( ) A．1具有选择透过性 B．吸收光能的色素分布在2上 C．与光合作用有关的酶只分布在3中 D．叶绿体具有双层膜
解析：叶绿体是由双层膜构成的，它们具有选择透过性，吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布在基粒上和基质中。
6．请回答下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的问题： (1) 甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为________。 (2) 该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的____________来判断条带的色素种类。
(3) 乙同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的丙同学的滤纸条上却色素分带明显。乙同学实验失败的原因可能是_______________________。
(4) 若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是________________________________________________。
缺Mg植物不能合成叶绿素
(5) 实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是叶片中某些色素降解造成的，丙同学则认为是某些色素含量增加所致。根据所学知识，如何设计实验来判断乙、丙两同学的观点是否正确？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄的叶片和绿色鲜嫩的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行叶片中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片中各种色素的组成及含量后，得出结论
解析：(1)叶绿素b呈黄绿色。(2)不同色素溶液的吸收光谱不同，以此可区分不同的色素。(3)若层析液触及滤液细线，则色素会溶解在层析液中，滤纸条上不能得到色素带。(4)缺Mg将导致无法合成叶绿素，但却不影响类胡萝卜素的合成。(5)可通过比较色素带的有无和宽度来判断。
1．尝试提取绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及功能。2．解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
1．认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应(生命观念)。 2．理解“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，学会探究实验的设计思路(科学思维)。
绿叶中色素的提取和分离的实验分析
(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂__________中。(2)步骤：
材料：称重5g____________
处理：剪碎，放入研钵中
药品、试剂：________、__________和无水乙醇
器材：___________、___________
过程：将_______迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤
操作：将试管口鳙_______塞严
(1) 原理：各种色素在层析液中的________不同，_________的随层析液在________上扩散得快，反之则慢。因而色素就会随着________在滤纸上的扩散而分离开。
去角一端底部1 cm
3．四种色素对光吸收的差异
绿叶中色素的提取和分离的实验目的是( ) A．观察各种色素的吸收光谱 B．提取叶绿体中的叶绿素 C．用纸层析法将色素进行分离 D．验证叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色
(1) 材料：叶片要新鲜、颜色要深绿，这样的叶片含有的色素多。 (2) 试剂及作用
2．实验结果——有关色素带的分析
(1) 色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。 (2) 相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。 (3) 色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。
(1) 色素在滤纸条上扩散的快慢不代表该色素的含量，而是与色素在溶剂中溶解度的大小相关。 (2) 绿叶中色素的提取和分离用的都是有机溶剂，但两者的原理是不同的，不能混淆。
1．下图是提取绿叶中色素的实验步骤，请分析：
(1) 提取色素时，加入研钵内的物质若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？
A是二氧化硅，作用是使研磨更充分；B是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏；C是无水乙醇，作用是溶解色素。
(2) 某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
(3) 制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？ (4) 色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，为什么？
防止色素带不整齐；画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。
否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。
2．下图是分离到的色素在滤纸条上的分布情况，那么：
(1) 含量最多和最少的色素分别是哪两种？
(2) 在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？ (3) 分子结构最相似的是哪两种色素？
3．如遇连阴雨，温室内给植物人工补充哪些单色光有利？大棚薄膜用什么颜色的最好？
红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光，因此补充这两种光最有利。大棚薄膜最好用无色透明的，因为可以允许所有色光透过。
1．为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( )
A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照 C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长相同 D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次
解析：本题主要考查绿叶中色素的提取和分离实验。由图示可知，强光照下，Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿素含量降低，故A项正确；图示表明强光照下叶绿素含量降低，类胡萝卜素增加，说明类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光照降解，故B项正确；Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同，故C项错误；画滤液线时，滤液在点样线上画2～3次，故D项错误。
(1) 图示信息：强光照后Ⅰ和Ⅱ色素带________________，而Ⅲ和Ⅳ色素带________________。 (2)隐含信息：Ⅰ和Ⅱ色素带分别是________________，而Ⅲ和Ⅳ色素带分别是_____________________。
(3) 色素带Ⅰ对应的色素吸收何种光？ (4) 色素带Ⅱ为何种颜色？ (5) 四条色素带的记忆口诀：胡黄a、b向前走，橙黄蓝黄颜色留；叶绿素a、b手拉手，蓝绿黄绿排后头，胡萝卜素最纤细，叶绿素a最宽广。
提示：色素带Ⅰ对应的色素为胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
提示：色素带Ⅱ对应的色素为叶黄素，其颜色为黄色。
2．关于叶绿体中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是( ) A．使用定性滤纸过滤研磨液 B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次 D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
解析：过滤主要是将滤渣和滤液分开，要用尼龙布过滤研磨液；干燥处理定性滤纸条是为了让层析液能够更快地上升，使色素更好地分离；画滤液细线，要等一次画完干燥后才能重复画线，防止滤液细线过粗；叶绿体中色素为脂溶性的，要用无水乙醇溶解。
3．如图为新鲜菠菜叶中4种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列有关说法不正确的是( ) A．4种色素在层析液中溶解度最高的是丁 B．4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中 C．4种色素在层析液中溶解度最高的是甲 D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙
解析：本题以柱状图为载体，考查色素的提取和分离实验，解答本题的关键是理解光合色素的提取和分离实验的原理。据图可知，甲、乙、丙、丁分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，层析液中溶解度最高的是丁，A正确，C错误；4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中，故可用无水乙醇溶解色素，B正确；发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素a(乙)和叶绿素b(甲)，D正确。
叶绿体的结构与功能及实验验证
主要分布在植物的________________中。
扁平的__________或________。
绿色植物进行________________的场所。
1．吸收光能的色素分布在( ) A．叶绿体的外膜上 B．类囊体的薄膜上 C．叶绿体的内膜上 D．叶绿体的基质中
2．用纸层析法分离叶绿体中的色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，从上而下依次为( ) A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b B．胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素 C．叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素 D．叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素
3．某研究小组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射，则对其光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( ) A．光吸收差异显著，色素带缺第2条 B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C．光吸收差异显著，色素带缺第3条 D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条
解析：因为题干中水稻为叶黄素缺失突变体，对其叶片进行实验后，色素层析条带一定缺第2条，即叶黄素。但光吸收差异不显著，因为叶黄素主要吸收蓝紫光，红光主要由叶绿素a和叶绿素b吸收，故B项符合题意。
1．叶绿体的结构及功能
①色素的分布：与光合作用相关的色素只分布在类囊体的薄膜上。 ②酶的分布：与光合作用相关的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中。
叶绿体内的基粒和类囊体扩展了受光面积，含有许多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2．绿叶中色素的种类及其吸收光谱
3．叶绿体功能的验证实验
(1) 恩格尔曼的第一个实验过程及现象
需氧细菌集中于叶绿体被光束照射到的部位
需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位
① 叶绿体是进行光合作用的场所。② O2是由叶绿体释放的。
(3) 实验设计巧妙之处
①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；用需氧细菌可确定释放氧气的部位。
② 没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。 ③ 用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。 ④ 进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。
(1) 光合作用的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中，但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。 (2) 叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积，而线粒体以内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积。
(3) 并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的细胞才含有叶绿体。 (4) 光合作用的色素只分布于叶绿体的类囊体薄膜上，而液泡中的色素是不能进行光合作用的。
(4) 恩格尔曼的第二个实验过程及现象
光透过三棱镜 水绵→需氧细菌集中在蓝紫光和红光区域。
(5) 实验结论：叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，对绿光的利用效果最差。 (6) 实验设计的巧妙之处 利用三棱镜分离各种波长的光，从而确定叶绿体吸收哪种光。
1．线粒体和叶绿体都具有巨大的膜面积，扩大膜面积的机制相同吗？____________________________________
不相同。线粒体内膜是向内腔折叠形成“嵴”来扩大膜面积；叶绿体是形成了类囊体来扩大膜面积。
2．下图是恩格尔曼的实验示意图，据图思考：
(1) 该实验中载有水绵的装片要放在什么样的环境中才能观察到上述现象？____________________________ (2) 恩格尔曼的实验中需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，说明什么？_______________________________________________________
没有空气的黑暗环境中。
氧气是由叶绿体在光照条件下释放出来的。
1．恩格尔曼用极细的光束照射到载有水绵和需氧细菌的载玻片上(下左图)，将装片(下右图)暴露在光下，结果如下图所示。关于该实验说法错误的是( )
A．本实验结论是叶绿体在光照下可产氧B．水绵和需氧细菌实验前要进行饥饿处理C．光照的部位是该实验的自变量D．真空和黑暗是实验的两个无关变量
解析：需氧细菌聚集在带状叶绿体周围说明光合作用的过程中有氧气释放出来，A正确；水绵和需氧细菌实验前不需要进行饥饿处理，B错误；题述实验的自变量是水绵的光照部位，C正确；光照部位是题述实验的自变量，实验设计的巧妙之一是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地进行，真空和黑暗是实验的两个无关变量，D正确。
一看实验材料：是需氧细菌还是厌氧细菌。二看实验条件：照光情况。三看实验现象：细菌集中分布的情况。
恩格尔曼实验的要点分析
2．将甲、乙、丙、丁4盆长势相同的植物置于阳光下，甲添加红色光，乙添加绿色光，丙添加红色滤光片A，丁添加绿色滤光片B(如图)。经过一段时间，各盆中长势最旺盛的和长势最差的依次是下列哪一组？( )
A．甲和乙 B．乙和丙 C．甲和丁 D．丙和丁
解析：滤光片滤过的是同色光，叶绿素对红光和蓝紫光吸收最多，对绿光吸收最少，故选C。
3．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，其内有关结构中分布着光合色素及有关的酶。下列关于叶绿体及色素的叙述，错误的是(多选)( )A．植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中B．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用
解析：植物见光的绿色部位的细胞才有叶绿体，A错误；叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，B正确；叶绿体的类囊体极大地扩展了受光面积，C错误；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，D错误。
1．提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇等有机溶剂中。 2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 3．层析后滤纸条上自上而下的四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
4．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 5．色素分布于叶绿体类囊体薄膜上，而与光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜上和叶绿体基质中。
1．下列有关叶绿体的说法，正确的是( ) A．叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同 B．叶绿体中色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中 C．叶绿体产生的O2除供自身利用外，还可被线粒体利用 D．线粒体产生的CO2被叶绿体利用，至少需穿过4层磷脂双分子层
解析：叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒而增大膜面积，而线粒体是通过内膜向内折叠形成嵴来增大膜面积，因此方式不同；叶绿体中与光合作用有关的色素分布于类囊体的薄膜上，而酶则分布于类囊体薄膜和基质中；叶绿体是进行光合作用的细胞器，不消耗O2，O2被有氧呼吸第三阶段所利用。
2．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“＋”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依次应为( )
A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④
解析：由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确，应为④，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮，可以提取到色素，但由于研磨时未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为①；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为③。
3．秋冬季节，由于叶绿体中的某类色素易被破坏，使叶片呈现黄色，导致叶片吸收光的能力减弱，其中吸收明显减少的是( ) A．黄光、红光 B．红光、蓝紫光 C．蓝紫光、绿光 D．绿光、黄光
解析：据题中信息可知叶绿素被破坏，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，故选B。
4．下图所示为某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述，错误的是( ) A．应向培养皿中倒入层析液 B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处 C．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形) D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色
解析：图示为叶绿体中色素分离的实验装置，所以应把层析液倒入培养皿中；灯芯起到传递层析液的作用，把色素滤液滴到a点让其在定性滤纸上扩散；四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，它应该是呈黄绿色的叶绿素b。
5．如图为叶绿体结构示意图，下列叙述正确的是(多选)( ) A．1具有选择透过性 B．吸收光能的色素分布在2上 C．与光合作用有关的酶只分布在3中 D．叶绿体具有双层膜
解析：叶绿体是由双层膜构成的，它们具有选择透过性，吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布在基粒上和基质中。
6．请回答下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的问题： (1) 甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为________。 (2) 该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的____________来判断条带的色素种类。
(3) 乙同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的丙同学的滤纸条上却色素分带明显。乙同学实验失败的原因可能是_______________________。
(4) 若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是________________________________________________。
缺Mg植物不能合成叶绿素
(5) 实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是叶片中某些色素降解造成的，丙同学则认为是某些色素含量增加所致。根据所学知识，如何设计实验来判断乙、丙两同学的观点是否正确？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄的叶片和绿色鲜嫩的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行叶片中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片中各种色素的组成及含量后，得出结论
解析：(1)叶绿素b呈黄绿色。(2)不同色素溶液的吸收光谱不同，以此可区分不同的色素。(3)若层析液触及滤液细线，则色素会溶解在层析液中，滤纸条上不能得到色素带。(4)缺Mg将导致无法合成叶绿素，但却不影响类胡萝卜素的合成。(5)可通过比较色素带的有无和宽度来判断。
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