高一生物（2019人教版）必修1同步学案：5.4 光合作用与能量转化 第1课时 捕获光能的色素和结构（含答案）

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高一生物（2019人教版）必修1同步教案
5.4　光合作用与能量转化
第1课时　捕获光能的色素和结构
学习目标 素养目标
1．阐明“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理与方法。 2．说出植物捕获光能的色素的种类和作用。 3．说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。 1．生命观念——认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应。 2．科学探究——通过对“绿叶中色素的提取和分离”实验的操作，提升实验探究能力。
分点突破(一)　绿叶中色素的提取和分离
基础·
1．原理
(1)提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。
(2)分离原理：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。
2．实验用品及作用(连线)
3．实验步骤
(1)色素的提取
(2)色素的分离
4．叶绿体色素的吸收光谱
色素 主要吸收的光 光谱出现峰值的波长
叶绿素 叶绿素a 蓝紫光、红光 红光区：663 nm 蓝紫光区：429 nm
叶绿素b 红光区：645 nm 蓝紫光区：453 nm
类胡萝卜素 胡萝卜素 蓝紫光 450 nm左右有两个相邻的峰值
叶黄素
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学忘记加入无水乙醇，丙同学加的无水乙醇过多。请分析他们可能出现的实验结果。
提示：甲同学研磨不充分，部分色素被破坏，过滤收集的滤液颜色浅。乙同学不能提取到色素。丙同学的滤液颜色浅，提取的滤液色素的浓度低。
2．材料Ⅰ：海洋中的藻类植物具有一定的垂直分布：浅水处多为绿藻，稍深处多为褐藻，更深处多为红藻。
材料Ⅱ：从物理学的角度分析，光的波长越短，能量越多，透射的深度也就越深。可见光中，红光波长最长，透射的深度也就最浅。海水中透射率最高的是绿光。探究回答下列问题：
(1)绿藻之所以看起来是绿色的，可能的原因是什么？
提示：绿藻中的色素对绿光吸收率最小，绿光被反射出来。
(2)海水中绿光透射率最高，而在深海中分布最多的是红藻，从光合色素的角度解释原因。
提示：红藻中的色素对绿光有较高的吸收能力。
二、在“系统思维”中提能
1．绿叶中色素提取实验注意事项
(1)分离色素时，一般选择新鲜的绿色叶片，因为新鲜绿叶中叶绿素的含量较高。
(2)研磨过程中加入无水乙醇的作用是溶解色素。
(3)研磨过程要迅速、充分，目的是防止乙醇挥发，并使色素充分溶解。
(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，且主要保护的是叶绿素。
(5)二氧化硅的作用是使叶片研磨充分。
(6)盛放滤液的试管口(烧杯)要塞严，目的是防止乙醇挥发和色素氧化。
2．绿叶中色素分离实验注意事项
(1)制备滤纸条时：一要保证滤纸干燥，目的是使层析液能够在滤纸上快速扩散；二要剪去一端两角，目的是防止色素沿边缘扩散太快。
(2)画滤液细线的要求是细、齐、直，目的是使分离出来的色素带平整不重叠。
(3)画滤液细线时，要在首次画完干燥后再画1～2次，目的是使分离出的色素带清晰分明。
(4)滤液细线一定不能触及层析液，以防止色素溶解在层析液中，在滤纸上观察不到色素带。
(5)试管(小烧杯)一定要盖严，防止层析液中的成分挥发。
3．绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析
①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠：滤液细线画得过粗。
(3)滤纸条看不见色素带
①忘记画滤液细线。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
应用·
1．下列关于用新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素提取、分离实验的叙述，正确的是(　　)
A．应该在叶片研磨后立即加入CaCO3，防止色素被破坏
B．即使菠菜叶剪得不够碎，也可以提取出4种色素
C．为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL无水乙醇的提取效果最好
D．将研磨液迅速倒入基部放有滤纸的玻璃漏斗中进行过滤，将滤液收集到试管中
解析：B　提取色素时，应在叶片研磨前加入CaCO3，防止色素被破坏，A错误；菠菜叶剪得不够碎，会造成提取液中色素的含量较少，分离出的色素带变窄，但分离得到的色素的种类不变(4种)，B正确；在研磨时，分次加入10 mL无水乙醇比一次性加入10 mL无水乙醇的提取效果好，C错误；色素容易吸附在滤纸上，故过滤研磨液时不能用滤纸，可用尼龙布，D错误。
2．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，错误的是(　　)
A．研磨时加入CaCO3可防止叶绿素在酸性条件下分解
B．滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带均匀且比较直
C．画滤液细线时需迅速重复多画几次以增加色素的含量
D．滤纸条上相邻且距离滤液细线最远的两条色素带呈橙黄色和黄色
解析：C　将剪碎的绿叶放入研钵后应该依次加入二氧化硅(充分研磨)、碳酸钙(防止色素被破坏)和无水乙醇(提取色素)，A正确；滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带均匀且比较直，防止色素带不整齐，B正确；画滤液细线的要求是细、齐、直，待滤液干后，还要重复画几次，C错误；实验成功后应该可以清晰地看到滤纸条上有四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)，色素带的宽窄与色素含量相关，D正确。
3．(2021·江苏南通高一检测)为了测定叶片叶绿体色素含量，某中学兴趣小组利用两种方法分别提取菠菜叶片的叶绿体色素，并测定含量，实验过程如图所示。相关叙述错误的是(　　)
A．方法①中的“？”代表的是SiO2，加入该成分以便研磨更充分
B．方法①、②中加入CaCO3的作用是保护叶绿素，提高色素的提取量
C．方法②中沸水浴可破坏膜结构，使色素充分释放
D．方法②延长沸水浴时间，色素提取更充分
解析：D　方法①中的“？”代表的是SiO2，它能破坏细胞结构，加入该成分以便研磨更充分，A正确；方法①、②中加入CaCO3的作用是保护叶绿素在研磨时不被破坏，提高色素的提取量，B正确；方法②中沸水浴可破坏膜上蛋白质结构，从而破坏膜结构，使色素充分释放，C正确；方法②延长沸水浴时间，叶绿体中的色素会被分解，色素提取量变少，D错误。
4．(2021·河北石家庄高一月考)在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环，如图。下列说法错误的是(　　)
A．通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的高
B．提取色素时加入少许CaCO3和SiO2
C．若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈色素环颜色较淡
D．最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光
解析：C　色素中叶绿素含量多，所以提取液通常呈绿色，A正确；提取色素时加少许SiO2可使研磨更充分，加少许CaCO3可保护色素，B正确；镁是合成叶绿素的原料，若叶片缺镁，则叶绿素含量少，会使最内侧的两圈色素环颜色较淡，C错误；最外侧两圈色素是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，D正确。
方法点拨
此类考查课本基础实验的原理，要求学生掌握提取和分离叶绿体中色素的方法，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用，并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。
分点突破(二)　叶绿体的结构和功能
基础·
1．形态：一般呈扁平的椭球形或球形。
2．结构
3．功能：是进行光合作用的场所。
4．叶绿体功能的实验验证
(1)实验者：德国科学家恩格尔曼。
(2)实验过程及现象
过程 现象
水绵和需氧细菌 （黑暗、无空气） 极细光束照射水绵 需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位
完全曝光 需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位
用透过三棱镜的光照射水绵 大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域
(3)实验结论：O2是由叶绿体在光照条件下释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。出现这一现象的原因是什么？
提示：在春、夏季节，叶子中叶绿素含量多于类胡萝卜素含量，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。在秋季，叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶子呈现出类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。
2．如图是恩格尔曼实验装置改装示意图。光线通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围需氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。
提示：光线通过叶绿体色素提取液后，红光和蓝紫光被吸收，水绵光合作用微弱，产生O2较少，因此需氧细菌分布无显著变化。
二、在“系统思维”中提能
1．叶绿体、色素与光合作用
(1)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植物细胞才含有叶绿体。
(2)色素不只是分布于叶绿体中，也可以分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。
(3)叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，它进行光合作用的场所是细胞质。
2．恩格尔曼实验分析
(1)选材巧妙：水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于实验现象的观察；需氧细菌的分布可以显示氧气的释放部位。
(2)实验处理得当：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，排除了外界氧气和光照的影响，使实验更具说服力。
(3)实验对照设置合理：用极细的光束照射，叶绿体分为受光部位和不受光部位，形成一组对照；局部光照和完全光照也形成一组对照。
应用·
1．(2021·江苏徐州高一检测)将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍可以进行光合作用。如图是叶绿体的结构模式图，以下分析正确的是(　　)
A．光合作用所需的酶都位于③中
B．光合作用所需的色素主要位于④中
C．叶绿素被破坏则不能进行光合作用
D．叶绿体外膜具有全透性，起支持和保护作用
解析：C　光合作用分为光反应和暗反应，光反应所需要的酶在③基粒上，暗反应所需要的酶在④叶绿体基质中，A错误；光合作用所需的色素主要位于类囊体薄膜上，即位于③基粒上，B错误；若叶绿素被破坏，光反应过程将无法进行，导致光合作用不能进行，C正确；叶绿体外膜具有选择透过性，D错误。
2．(2022·北京高一检测)把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束照射水绵，通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射的部位。该实验证明了(　　)
A．叶绿体能产生营养物质
B．光合作用产生淀粉
C光合作用释放的O2来自水
D．叶绿体是光合作用的场所
解析：D　好氧细菌集中在被光束照射的叶绿体上，说明叶绿体产生了O2，即进行了光合作用，所以叶绿体是进行光合作用的场所。
网络构建(一图串尽主干知识)
[课时跟踪检测]
[基础巩固练]
知识点一　绿叶中色素的提取和分离
1．(2021·江苏镇江高一期末)纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条上距离滤液细线最近的色素的名称和颜色分别是(　　)
A．叶绿素a、蓝绿色 B．叶绿素b、黄绿色
C．胡萝卜素、橙黄色 D．叶黄素、黄色
解析：B　分离色素的原理是根据色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散速度最快，而色素带的宽窄取决于色素的含量。滤纸条从下到上依次是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，所以滤纸条上距离滤液细线由近到远的颜色依次为黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。因此滤纸条上距离滤液细线最近的色素的名称和颜色分别是叶绿素b和黄绿色。
2．(2020·江苏徐州高一期末)某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验，实验结果如图所示，其中第④组实验结果是完全正确的。下列针对实验结果的相关分析错误的是(　　)
A．第①组可能未加CaCO3
B．第②组可能用水代替了无水乙醇提取色素
C．第③组可能未加SiO2
D．第④组实验得到的滤纸条上最宽的色素带为叶绿素b
解析：D　①组实验结果不理想的原因有可能是未加CaCO3而使叶色素被破坏，A正确；色素能溶解在无水乙醇中，而不能溶于水，所以第②组可能用水取代了无水乙醇，不能提取出色素，B正确；③中色素带较窄，分离出的色素少，原因可能是未加SiO2而使得研磨不充分，C正确；第④组为正常操作下获得的色素带，最宽的色素带是含量最多的叶绿素a，D错误。
3．(2021·北京高一期末)学生利用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了下列四种不同的层析结果。下列分析不合理的是(　　)
A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液
B．乙可能是因为研磨时未加入SiO2
C．丙是正确操作得到的理想结果
D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3
解析：C　甲图中没有提取到任何色素，有可能是用蒸馏水作溶剂，而色素不溶于水；乙图中得到色素的比例是合适的，但量都较少，可能是没有加入SiO2，使研磨不够充分；丙图中提取色素的含量较高，但叶绿素的含量低于类胡萝卜素的含量，说明该材料有可能是发黄的叶片，故选材不理想；丁图中有可能是破坏了叶绿素，导致叶绿素的含量下降，而CaCO3可防止研磨中色素被破坏。
知识点二　叶绿体的结构和功能
4．如图为叶绿体结构示意图，下列有关叶绿体结构与功能的叙述，错误的是(　　)
A．①和②具有选择透过性
B．③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶
C．③和④上都有与光合作用有关的酶
D．有叶绿体的细胞才能进行光合作用
解析：D　图中结构①是叶绿体的外膜，②是叶绿体的内膜，都是由磷脂和蛋白质构成，在功能上具有选择透过性，A正确；③是类囊体薄膜，其结构上既有光合色素又有与光合作用有关的酶，B正确；光合作用包括光反应和暗反应，与光合作用光反应有关的酶分布在③上，与光合作用暗反应有关的酶分布在④中，C正确；有叶绿体的细胞能进行光合作用，但蓝细菌没有叶绿体，也能进行光合作用，D错误。
5．为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和好氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，错误的是(　　)
A．在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱
B．临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C．好氧细菌起指示作用
D．水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
解析：A　本实验的目的是探究叶绿体在吸收光能后能否产生氧气，而与光的种类没有关系，不需用三棱镜将混合光分解成连续光谱；为了防止空气、光对实验结果的影响，应该将临时装片放在没有空气的黑暗环境中；好氧细菌的分布密疏，表示了氧气产生的多少；水绵的叶绿体便于观察且有利于设置对照实验。
6．(2020·江苏南京高一检测)光照强度改变时，叶绿体会改变分布状态以适应环境的变化。下列关于光照强度对叶绿体分布的叙述，正确的是(　　)
A．强光下叶绿体会汇集到细胞顶面，以最大限度地吸收光能
B．弱光下叶绿体会移动到细胞侧面，以避免光照带来的伤害
C．强光下叶绿体会以其较大的面对着光源，以便于反射掉更多的光
D．弱光下叶绿体会以其较大的面对着光源，以便于最大限度地吸收光能
解析：D　强光条件下，叶绿体移动到细胞两侧，并且以其侧面对着光源以避免强光的伤害，A、C错误；弱光条件下，叶绿体会汇集到细胞顶面，并且以其较大的面对着光源，能最大限度地吸收光能，保证高效率的光合作用，B错误，D正确。
7．将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如图所示，若干天后，与丙盆相比，甲、乙两盆麦苗的长势是(　　)
A．甲、乙、丙三盆麦苗长势相近
B．乙与丙长势相近，甲比丙长势差
C．甲与丙长势相近，乙比丙长势差
D．甲、乙长势都比丙好
解析：B　只有绿光能透过绿色透明膜，光合色素对绿光吸收最少，光合作用最弱，甲装置中麦苗长势较差；只有蓝紫光能够透过蓝紫色透明膜，光合色素对蓝紫光吸收较多，植物进行的光合作用较强，因此乙装置中麦苗长势较好；太阳光能够透过无色透明膜，丙装置中植物进行的光合作用最强。
8．如图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、浅分别表示吸收量多、少)，则甲、乙两图分别是(　　)
A．胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱
B．叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱
C．叶黄素、叶绿素的吸收光谱
D．叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱
解析：B　由图可知，甲图吸收光谱在蓝紫光区和红光区都有涉及，应为叶绿素的吸收光谱；乙图吸收光谱只在蓝紫光区，应为胡萝卜素的吸收光谱。
[素养提升练]
9．(多选)(2021·河北石家庄高一检测)某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作。该同学的操作错误的是(　　)
A．将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨
B．将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线
C．为增强实验效果，将滤液细线画粗些并进行多次重复
D．将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液
解析：ACD　将5 g新鲜的菠菜叶剪碎，放入研钵中，加入无水乙醇、SiO2、CaCO3以后，迅速研磨，A错误；将预备好的滤纸条一端减去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线，B正确；用毛细管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，为增强实验效果，待滤液干后，再画1～2次，C错误；将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，但滤液细线不能触及层析液，D错误。
10．(多选)如图甲是叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．图甲生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大
B．图乙所示的结构来自图甲中的③
C．③中的叶绿素在液泡中也有
D．②上含有与光合作用有关的酶
解析：ACD　题图甲是叶绿体，主要通过大量的类囊体堆叠成基粒来增大膜面积，A错误；题图甲中的③是类囊体，题图乙含有光合色素，光合色素分布在类囊体薄膜上，所以题图乙所示的结构来自题图甲中的③，B正确；③中的色素是叶绿素和类胡萝卜素，与光合作用有关，液泡中的色素是花青素等，和光合作用没有关系，C错误；②是叶绿体外膜，与光合作用有关的酶分布在③和④中，D错误。
11．(多选)甲、乙两同学进行色素的提取和分离。如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ为色素带)。下列叙述正确的是(　　)
A．画滤液细线时，滤液在点样线上可以连续画2～3次
B．色素Ⅲ、Ⅳ在层析液中的溶解度小于Ⅰ、Ⅱ
C．乙同学结果异常，原因可能是用的叶片是老叶
D．色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收蓝紫光
解析：BC　画滤液细线时，待滤液干后，再画下一次，如此重复2～3次，A错误；色素Ⅰ、Ⅱ在层析液中的溶解度大于Ⅲ、Ⅳ，B正确；乙同学的实验结果中叶绿素a和叶绿素b的色素带明显窄很多，说明这两种色素含量少，有可能用的是老叶，C正确；色素Ⅲ、Ⅳ是叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，D错误。
12．(2021·江苏南通高一检测)美国科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌(好氧细菌)悬浮液的玻片上，这些细菌会移向氧浓度高的区域。他观察到细菌在不同光照下的分布情况，结果如图所示：
(1)描述B情况下细菌的分布情况如何：____________________________，如此分布是因为光合作用释放了________。
(2)该实验证实了光合作用的场所是________，吸收光能的色素和催化反应的酶分别分布在____________、________________。
(3)恩格尔曼进行装置C的实验，其目的是________________________________，在________点的细菌特别多。
解析：(1)白光的光质较为均匀，细菌集中分布在叶绿体周围；如此分布是因为光合作用释放了O2。(2)通过螺旋状的叶绿体与好氧细菌的关系可以看出进行光合作用的场所为叶绿体，色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而酶有的分布在类囊体上，有的分布在叶绿体的基质中。(3)C图将不同光质作用于叶绿体，目的是找出不同颜色的光对光合作用的影响。在红光和蓝光点的细菌特别多，因为色素主要吸收红光和蓝紫光。
答案：(1)细菌集中分布在叶绿体周围　O2　(2)叶绿体　类囊体的薄膜上　类囊体上和叶绿体基质中　(3)找出不同颜色的光对光合作用的影响　红光和蓝光　
13．如图1所示为某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程，请分析回答：
(1)提取色素时为了研磨充分应加入________，纸层析法分离色素的原理是___________
______________________________________________________________________________。
(2)纸层析法分离色素的“结果①”如图2所示，其中共有的色素带的颜色是____________，据此能得出的结论是________________________。
(3)将刚制备的等量的韭菜和韭黄的色素滤液放在阳光与三棱镜之间，“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在____(填“蓝紫”或“红”)光区域。将制得的韭菜色素滤液放在强光下曝光1～2 h，再重复上述实验，其结果与韭黄色素滤液的实验结果基本一致，其原因是
________________________________________________________________。
(4)一分子叶绿素中含有一个Mg2＋(可被H＋、Cu2＋等置换)。将韭菜色素滤液用质量分数为5%的HCl溶液处理一段时间后，其颜色与研磨过程中未加入________时的颜色相似。
解析：(1)为了使研磨充分，一般要加入二氧化硅。色素在层析液中的溶解度不同，因此在滤纸条上的扩散速度不同，从而可利用纸层析法达到分离色素的目的。(2)用绿叶作实验材料，通过纸层析法分离色素，滤纸条上从上到下形成四条色素带，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。图2中“结果①”中共有的两条色素带是橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。韭黄在避光条件下生长，其色素滤液经纸层析法分离后没有叶绿素a和叶绿素b的色素带，因此可推知叶绿素的形成需要光照。(3)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此“结果②”吸收光谱差异最明显的是红光区域。叶绿素化学性质不稳定，在强光下易分解。(4)在研磨时加入碳酸钙可防止研磨过程中酸破坏叶绿素。
答案：(1)二氧化硅(SiO2)　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条上扩散得快，反之则慢　(2)橙黄色、黄色　叶绿素的形成需要光　(3)红　叶绿素不稳定，在强光下易分解　(4)碳酸钙(CaCO3)
14．图1表示叶绿素分子将其侧链插入到生物膜结构中，图2表示用分光光度计测定的叶绿素 a 分子对不同光的吸收值。请回答下列问题：
(1)图1所示的生物膜为________。
(2)叶绿 a 主要吸收________________光。
(3)有同学认为仅根据吸收光谱图并不能判断哪些波长的光对光合作用最有效(由在不同波长光的作用下的光合效率绘制成的图像称为作用光谱)。请用以下实验材料用具进行探究。
实验材料及用具：水绵、好氧并可以游动的细菌、三棱镜、白色光源、显微镜等。
实验原理：
①水绵在光照条件下可以进行光合作用产生氧气。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验步骤：
①取一些好氧并可以游动的细菌放在含有一条水绵的溶液中，制成临时装片。
②将临时装片置于________________的环境中。
③将________________的光投射到一段水绵上。
④观察水绵不同部位聚集的好氧细菌的多少。
实验结果及分析：根据上述实验结果，某同学画出了水绵的作用光谱与叶绿素a吸收光谱曲线如图3所示。
两者是否完全吻合？________，其原因可能是____________________________________
__________________________________________________________________________。
解析：(1)图1所示的生物膜上有色素，应是类囊体薄膜。(2)由图可知，叶绿素a主要吸收400～500 nm的蓝紫光和650～700 nm的红光。(3)实验原理中，因为水绵在光照条件下可以进行光合作用产生氧气，而好氧细菌会聚集在氧气含量高的部位，可以根据其聚集程度判断氧气释放速率即光合效率。实验步骤：临时装片应放置在黑暗且无空气的环境中，然后将通过三棱镜的光照射到一段水绵上，观察水绵的不同部位聚集的好氧细菌的多少。由实验结果可知，两者不完全相同，因为在叶绿体中参与光合作用的色素除叶绿素a外，还有叶绿素b等其他色素，作用光谱反映的是这些光合色素共同作用的结果。
答案：(1)类囊体薄膜　(2)红光和蓝紫　(3)好氧细菌会聚集在氧气含量高的部位，可以根据其聚集程度判断氧气释放速率即光合效率　黑暗无空气　通过三棱镜　不完全吻合　参与光合作用的色素除叶绿素a外，还有叶绿素b等其他色素，作用光谱反映的是这些光合色素共同作用的结果