高中生物学北师大版2019必修一同步练习4.4.1 光反应
一、单选题
1．（2021高一上·长春期末）下列关于高等植物叶绿体中光合色素的叙述，不正确的是（ ）
A．提取色素研磨时加入少许CaCO3，可防止叶绿素被破坏
B．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
C．利用纸层析法可分离4种光合色素
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
2．（2021高一上·长春期末）下图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置图，层析后得到不同的色素带，能主要吸收红光的色素带是（ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
3．（2021高一上·双鸭山期末）下列关于“绿叶中色素的提取与分离”实验，叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中的色素可溶解在有机溶剂中
B．充分研磨叶片后加入碳酸钙，防止色素被破坏
C．分离色素时滤液细线可触及层析液
D．叶绿素a的色素带最宽且在层析液中溶解度最大
4．（2021高一上·龙江期末）下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A．人体骨骼肌细胞中，线粒体基质是产生CO2的唯一场所
B．叶肉细胞中吸收光能的色素分布于叶绿体和液泡中
C．DNA通过核孔进入细胞质，实现了核质之间的物质交换和信息交流
D．细胞间传递信息的分子都是在核糖体上合成的
5．（2021高一上·龙江期末）在科学家对生命科学的探索历程中，下列哪一项叙述不准确（ ）
A．希尔发现离体叶绿体在适当条件下，可以发生水的光解并产生氧气
B．阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随
C．恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用产生了淀粉
D．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性
6．（2021高一上·牡丹江期末）选用菠菜叶片做叶绿体中色素分离的实验，下图所示结果正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．（2021高一上·哈尔滨期末）下列是关于绿叶中色素的提取和分离实验的几种说法，其中正确的是（ ）
A．色素提取的原理是色素在层析液中的溶解度不同
B．研磨叶片时加CaCO3的作用是使研磨更加充分
C．色素分离的结果是扩散速度最快的是叶绿素a
D．含有色素的滤液细线不能触及层析液
8．（2022高一上·沈阳期末）下列关于探索光合作用原理的部分实验叙述，错误的是（ ）
A．希尔反应实验的悬浮液中有H2O无CO2，表明水的光解与糖的合成不是同一反应
B．鲁宾和卡门用同位素18O同时标记CO2和H2O，证明光合作用释放的O2来自水
C．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程，总是与水的光解相伴随
D．卡尔文用14C标记14CO2，探明了CO2中碳转化为有机物中碳的途径
9．（2022高一上·鞍山期末）叶绿素主要吸收的光是（ ）
A．蓝紫光和红光 B．红光
C．蓝紫光 D．红外光
10．（2022高一上·鞍山期末）下列有关绿叶中色素的提取和分离实验，叙述错误的是（ ）
A．可以用无水乙醇提取绿叶中的色素
B．层析液液面应高于滤液细线
C．加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
D．加入二氧化硅有助于充分研磨
11．（2021高一上·大连期末）下列有关中学生物学实验中实验现象或实验材料的叙述，错误的是（ ）
选项 实验名称 实验现象或实验材料
A 检测生物组织中的还原糖 加入斐林试剂后无需加热即可出现砖红色沉淀
B 观察叶绿体和细胞质的流动 宜选择黑藻叶片做实验材料
C 探究温度对酶活性的影响 不宜选择过氧化氢作为底物
D 提取和分离绿叶中的色素 不宜使用定性滤纸过滤研磨液
A．A B．B C．C D．D
12．（2021高一上·丹东期末）苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素（呈现红色）。某探究小组用无水乙醇提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上色素带由上到下，叙述正确的是（ ）
A．第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光
B．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大
C．第三条色素带对应的色素是呈现黄绿色的叶绿素b
D．如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为红色
13．（2022高一上·乾安期末）恩格尔曼将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中，进行局部照光处理，照光的部位聚集大量的好氧细菌。这个实验不能证明（ ）
A．光合作用需要光 B．产生氧需要光
C．光合作用产生的氧来自于水 D．光合作用中氧由叶绿体释放
14．（2022高一上·乾安期末）下图是某学生用新鲜菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，得到的结果。下列有关这一结果的分析，正确的是（ ）
A．在研磨时加入了过量的无水乙醇
B．滤液细线触及到了层析液
C．c代表的光合色素呈蓝绿色
D．研磨时没有加入碳酸钙
15．（2021高一上·新泰期末）某研究组获得了小麦的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射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．光吸收差异不显著，色素带缺第2条
B．光吸收差异显著，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
二、综合题
16．叶绿素是植物细胞内参与光合作用的重要色素,请回答下列相关问题:
（1）叶绿素等光合色素分布在叶绿体的 上,与糖类相比,叶绿素分子中特有的元素是 。
（2）将绿叶中提取的色素溶液放在光源和分光镜之间,在光谱中可以看到明显变暗的区域是 。分离色素所依据的原理是 ,使用的方法是 。
（3）植物种子在黑暗中萌发形成的幼苗,节间特别长,叶子很小,呈黄色或黄白色,即“黄化现象”。从光合色素形成所需要的环境条件进行分析,“
黄化现象”说明了 。
17．光质(不同波长的光)会影响叶绿素a、叶绿素b对于光的吸收，从而影响光合作用的光反应阶段。某生物小组为检测光质对金鱼藻光合作用强度的影响，利用提供不同光源的40W的灯泡数个，试管数支、金鱼藻、NaHCO3溶液等实验材料，1小时后测定记录数据如下，
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9
光质 自然光 红光 蓝光 橙光 紫光 黄光 靛光 绿光 无光
O2相对变化量 +18 +15 +13 +11 +12 +3 +8 -1 -4
注：O2相对变化量，+
表示增加，—
表示减少，
（1）叶绿体中色素的功能是 。实验中加入NaHCO3溶液的作用是 ，无关变量有 。
（2）在绿光条件下，金鱼藻叶肉细胞产生ATP的场所有 ，消耗[H]的场所是 。
（3）下图为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱（暗带部分表示被吸收的光线），已知在漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势，与阳生植物相比，推测阴生植物叶绿体中 色素含量较高。
（4）在红光条件下，该植物经过2小时光合作用，产生氧气总量相对值是 。
（5）根据实验结果，推测在大棚种菜时，为提高产量需要用 的玻璃。
三、实验探究题
18．（2020高一上·南岸期末）下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程，请分析回答：
（1）提取色素和分离色素所用的试剂分别是 。
（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）纸层析法分离色素的原理是
（4）将等量刚制备的韭菜和韭黄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 光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光1～2h，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，其原因是 。
（5）每分子叶绿素含有一个Mg2＋，可被H＋、Cu2＋等替换。韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加
的颜色相似，呈现黄褐色。实验室常用含Cu2＋的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因是 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、加入少许碳酸钙可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，叶绿体中的叶绿素分子不稳定，很容易被破坏，A正确；
B、提取叶绿体中的色素用的是无水乙醇，因为叶绿体中的色素属于有机物，所以能够溶解在有机溶剂乙醇中，B正确；
C、不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，溶解度越高，扩散也快，所以可用纸层析法对其进行分离，C正确；
D、植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、实验原理：
①叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素。
②色素分离原理：叶绿体中的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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
2、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用来来制造有机物，绿色光几乎不吸收，所以绿叶反射绿色光，所以叶子在人眼看来是绿色的。
2．【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】图中滤纸条上的四条色素带①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素 b，叶绿素的色素带是③④，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，所以得到不同的色素带中，能吸收红光的色素带是叶绿素a和叶绿素b对应的条带③和④，综上，C正确，ABD 错误。
故选答案为：C。
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快：溶解度小，扩散速度慢.
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分：碳酸钙：防止研磨中色素被破坏.
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)，色素带的宽窄与色素含量相关.
2、色素的作用：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
3、根据题意和图示分析可知：滤纸条上的四条色素带①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
3．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，如无水乙醇中，A正确；
B、提取色素时，应该在研磨叶片前加入碳酸钙，防止色素被破坏，B错误；
C、分离色素时，若滤液细线触及层析液，色素就会溶解到层析液中，不会在滤纸条上得到分离的色素带，C错误；
D、叶绿素a含量最多，故其色素带最宽，但溶解度最高的是胡萝卜素，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
4．【答案】A
【知识点】细胞器之间的协调配合；叶绿体结构及色素的分布和作用；细胞呼吸的概念、方式与意义；细胞核的结构
【解析】【解答】A、人体细胞只能通过有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸产生二氧化碳是第二阶段，场所是线粒体基质，因此人体骨骼肌细胞中，线粒体基质是CO2产生的唯一场所，A正确；
B、叶绿体中的色素可吸收、传递和转换光能，液泡中的色素不能吸收光能，B错误；
C、核孔虽然是大分子物质进出的通道，实现了核质之间的物质交换和信息交流，但DNA不会出细胞核，C错误；
D、细胞间传递信息的分子不一定是蛋白质（如神经递质），因此其合成场所不一定是核糖体，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
（1）有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
（2）无氧呼吸：在细胞质基质中进行。
第一阶段：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：丙酮酸乳酸。
2、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
3、细胞核的结构：
（1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。
（2）核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
（3）染色质：主要组成成分是DNA和蛋白质，功能是其中的DNA是遗传信息的载体。
（4）核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
4、核糖体是生产蛋白质的机器。
5．【答案】C
【知识点】光合作用的发现史
【解析】【解答】A、希尔发现离体叶绿体在适当条件（光照）下，可以发生水的光解并产生氧气，同时能使Fe3+变成Fe2+，A正确；
B、阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随，B正确；
C、恩格尔曼以水绵为实验材料，证明叶绿体是光合作用的场所，并从叶绿体放出氧气，植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光，C错误；
D、巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性，D正确。
故答案为：C。
【分析】光合作用的发现历程：
（1）普利斯特利：通过实验证明植物能净化空气。
（2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换成化学能。
（3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气还有淀粉。
（4）恩格尔曼利用水绵、好氧细菌和极细光束进行实验，发现叶绿体是光合作用的场所。
（5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的氧气来自水。
（6）卡尔文采用同位素标记法探明了二氧化碳的固定过程中碳元素的转移途径。
6．【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】根据分析，各种色素溶解度由大到小依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），因此在滤纸条最上端的是胡萝卜素，从上到下是叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。C正确。
故答案为：C。
【分析】观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图，
①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。
②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。
7．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、绿叶中色素提取的原理是色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中溶解度不同，故可以用无水乙醇来提取绿叶中的色素，A错误；
B、研磨叶片是加CaCO3的作用是防止色素被破坏，B错误；
C、色素分离的结果，滤纸条上出现4种色素带，从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，故扩散速度最快的是胡萝卜素，C错误；
D、分离色素时层析液不能触及滤液细线，防止色素溶解到层析液中，得不到色素带，D正确。
故答案为：D。
【分析】提取和分离叶绿体色素的关键：①叶片要新鲜、浓绿；②研磨要迅速、充分；③滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。分离叶绿体色素的关键是：一是滤液细线要细且直，而且要重复划几次；二是层析液不能没及滤液线。21
8．【答案】B
【知识点】光合作用的发现史
【解析】【解答】A、离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应。希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，A正确；
B、鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记CO2和水，进行实验证明光合作用释放的O2来自水，B错误；
C、阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，C正确；
D、卡尔文通过追踪检测14C标记的二氧化碳，探明了CO2的中碳在光合作用过程中转化为有机物中的碳的途径，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）关于光合作用的元素的科学探究过程如下：
科学家 探索结果
鲁宾和卡门 用放射性同位素标记法：光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水。
梅尔文·卡尔文 用14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用汇总复杂的化学反应。
（2）研究元素去向的方法： 同位素标记法 。
14CO2中14C的转移途径：CO2→C3→(CH2O)；
H218O中18O的转移途径：H2O→O2；
9．【答案】A
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】根据分析可知，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，并能将吸收的光能进行传递和转化，即A正确。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
10．【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂（如酒精）中，所以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；
B、层析液液面不能高于滤液细线，否则会导致色素溶解到层析液中，使实验失败，B错误；
C、加入少许碳酸钙的目的是保护色素，可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，C正确；
D、二氧化硅能破坏细胞结构，所以研磨时加入二氧化硅有助于研磨得充分，D错误。
故答案为：B。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
11．【答案】A
【知识点】检测还原糖的实验；探究影响酶活性的因素；叶绿体色素的提取和分离实验；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、检测生物组织中的还原糖，加入斐林试剂后在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色，A错误；
B、观察叶绿体和细胞质的流动宜选择黑藻叶片做实验材料，因为黑藻叶片较薄，叶绿体较明显，B正确；
C、过氧化氢在高温下会加速分解，故探究温度对酶活性的影响不宜选择过氧化氢作为底物，C正确；
D、使用定性滤纸过滤色素研磨液，会导致色素吸附在滤纸上，故使用单层尼龙布过滤研磨液，D正确。
故选A。
【分析】1、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。
2、叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。黑藻叶片较薄，仅由一层细胞组成的，因此可以不用切片直接观察叶绿体。
3、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。
12．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、结合分析可知，第二条色素带为黄色，对应的色素是叶黄素，其主要吸收蓝紫光，A正确；
B、层析结果会出现4条色素带，第1条为橙黄色的胡萝卜素，第2条为黄色的叶黄素，第3条为蓝绿色的叶绿素a，第4条为黄绿色的叶绿素b，溶解度大的随层析液扩散速度快，溶解度小的扩散速度慢，所以第4条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小，B错误；
C、第三条色素带对应的色素是呈现蓝绿色的叶绿素a，C错误；
D、如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为橙黄色，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
13．【答案】C
【知识点】光合作用的发现史
【解析】【解答】1880年，美国科学家恩格尔曼用水绵实验：用极细的光束照射水绵，好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围，由此说明了氧是由叶绿体释放出来的、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所、光合作用需要光等，但不能证明光合作用产生的氧来自于水，C符合题意，ABD不合题意。
故答案为：C。
【分析】恩格尔曼用水绵进行了光合作用的实验： (1) 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中，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照到的部位附近； (2) 如果上述临时装片完全暴露在阳光下，好氫细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围，证明了植物光合作用的放氧结构是叶绿体并且是由光照引起的，得出结论植物光合作用的场所是叶绿体，条件是光。
14．【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、新鲜菠菜叶中的叶绿素的含量多于类胡萝卜素，过量的无水乙醇会导致色素提取液的浓度降低，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，A错误；
B、滤液细线触及到了层析液会使色素直接溶解在层析液中，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，B错误；
C、c代表的光合色素是叶黄素，呈黄色，C错误；
D、研磨时没有加入碳酸钙会导致叶绿素被破坏，提取的叶绿素少，即图中b（叶绿素a）、a（叶绿素b）会减少，D正确。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠的原因分析：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
(3)滤纸条看不见色素带的原因分析
①忘记画滤液细线或没有提取出色素。
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。
15．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。叶黄素缺失突变体叶片不能合成叶黄素，叶黄素主要吸收蓝紫光，进行红光照射测定，则光吸收差异不显著，而色素带缺叶黄素这个条带，自上而下位于第2条，故实验结果是光吸收差异不显著，色素带缺第2条，BCD错误，A正确。
故答案为：A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
16．【答案】（1）类囊体（的薄膜）；氮（N）、镁（Mg）
（2）红光和蓝紫光；不同的色素在层析液中的溶解度不同；纸层析法
（3）叶绿素的形成需要光，类胡萝卜素的形成可以不需要光
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】（1）)叶绿素等光合色素分布在叶绿体的类囊体（的薄膜）上。糖类由C、H、O三种元素组成，叶绿素分子含有C、H、O、N、Mg，因此与糖类相比,叶绿素分子中特有的元素是氮（N）、镁（Mg）。（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以将绿叶中提取的色素溶液放在光源和分光镜之间,在光谱中可以看到明显变暗的区域是红光和蓝紫光。分离色素所依据的原理是：不同的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。分离色素的方法是纸层析法。（3）依题意，在黑暗中萌发形成的幼苗，叶片中缺乏叶绿素，但有胡萝卜素，即出现“黄化现象”，说明叶绿素的形成需要光，类胡萝卜素的形成可以不需要光。
【分析】本题考查光合色素的分布和功能、绿叶中色素的分离、影响叶绿素合成的环境因素的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
17．【答案】（1）吸收、传递、转换光能；提供二氧化碳；温度、NaHCO3溶液浓度（或二氧化碳浓度）
（2）叶绿体、线粒体和细胞质基质；叶绿体基质和线粒体内膜
（3）叶绿素b
（4）38
（5）无色
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】（1）叶绿体中的色素具有吸收、传递和转换光能的作用，NaHCO3溶液分解可释放二氧化碳，所以实验中加入NaHCO3溶液的作用是提供二氧化碳，该实验的自变量是光质，无关变量有温度、二氧化碳浓度等。（2）绿光条件下，植物能进行光合作用，所以叶肉细胞产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，光合作用消耗[H]的场所是叶绿体基质，呼吸作用过程消耗[H]的场所是线粒体内膜。（3）根据题意，在漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势，图中叶绿素b吸收短波长的光多，所以阴生植株叶绿体中叶绿素b的含量较高。（4）氧气的相对变化量为净光合作用，产生氧气总量为总光合作用，所以2小时红光产生的氧气量为2×（15+4）＝38.（5）由表格可知，自然光下储存的有机物最多，所以用无色的玻璃，减少光的损失。
【分析】本题考查主要叶绿体中的色素具有吸收、传递和转换光能的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点
18．【答案】（1）无水乙醇（丙酮）、层析液
（2）橙黄色、黄色；叶绿素的形成需要光
（3）色素在层析液里的溶解度不同
（4）红；叶绿素不稳定，在强光下易分解
（5）碳酸钙（CaCO3）；铜代叶绿素比叶绿素稳定
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】解：（1）在提取绿色叶片中的色素时要在研钵中加无水乙醇。色素分离的试剂是层析液。（2）滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），据图可知，图2所示的色素带为胡萝卜素（最窄）、叶黄素，颜色依次是橙黄色、黄色。韭黄是避光生长，不能合成叶绿素，说明叶绿素的形成需要光。 （3）纸层析法分离色素的原理是色素在层析液里的溶解度不同。（4）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，由于韭黄色素滤液中缺少叶绿素，所以它们吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。韭菜滤液在强光下曝光1～2h后，由于叶绿素不稳定，在强光下易分解，所以重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致。 （5）由于碳酸钙能防止研磨中色素被破坏，所以韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后，色素被破坏，其颜色与研磨时未加碳酸钙的颜色相似，呈现黄褐色。通过铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色可推测，铜代叶绿素比叶绿素稳定。
【分析】叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以，可以在叶片被磨碎以后用无水乙醇提取叶绿体中的色素。
1 / 1高中生物学北师大版2019必修一同步练习4.4.1 光反应
一、单选题
1．（2021高一上·长春期末）下列关于高等植物叶绿体中光合色素的叙述，不正确的是（ ）
A．提取色素研磨时加入少许CaCO3，可防止叶绿素被破坏
B．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
C．利用纸层析法可分离4种光合色素
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、加入少许碳酸钙可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，叶绿体中的叶绿素分子不稳定，很容易被破坏，A正确；
B、提取叶绿体中的色素用的是无水乙醇，因为叶绿体中的色素属于有机物，所以能够溶解在有机溶剂乙醇中，B正确；
C、不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，溶解度越高，扩散也快，所以可用纸层析法对其进行分离，C正确；
D、植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、实验原理：
①叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素。
②色素分离原理：叶绿体中的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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
2、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用来来制造有机物，绿色光几乎不吸收，所以绿叶反射绿色光，所以叶子在人眼看来是绿色的。
2．（2021高一上·长春期末）下图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置图，层析后得到不同的色素带，能主要吸收红光的色素带是（ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】图中滤纸条上的四条色素带①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素 b，叶绿素的色素带是③④，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，所以得到不同的色素带中，能吸收红光的色素带是叶绿素a和叶绿素b对应的条带③和④，综上，C正确，ABD 错误。
故选答案为：C。
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快：溶解度小，扩散速度慢.
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分：碳酸钙：防止研磨中色素被破坏.
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)，色素带的宽窄与色素含量相关.
2、色素的作用：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
3、根据题意和图示分析可知：滤纸条上的四条色素带①②③④分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
3．（2021高一上·双鸭山期末）下列关于“绿叶中色素的提取与分离”实验，叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中的色素可溶解在有机溶剂中
B．充分研磨叶片后加入碳酸钙，防止色素被破坏
C．分离色素时滤液细线可触及层析液
D．叶绿素a的色素带最宽且在层析液中溶解度最大
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，如无水乙醇中，A正确；
B、提取色素时，应该在研磨叶片前加入碳酸钙，防止色素被破坏，B错误；
C、分离色素时，若滤液细线触及层析液，色素就会溶解到层析液中，不会在滤纸条上得到分离的色素带，C错误；
D、叶绿素a含量最多，故其色素带最宽，但溶解度最高的是胡萝卜素，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
4．（2021高一上·龙江期末）下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A．人体骨骼肌细胞中，线粒体基质是产生CO2的唯一场所
B．叶肉细胞中吸收光能的色素分布于叶绿体和液泡中
C．DNA通过核孔进入细胞质，实现了核质之间的物质交换和信息交流
D．细胞间传递信息的分子都是在核糖体上合成的
【答案】A
【知识点】细胞器之间的协调配合；叶绿体结构及色素的分布和作用；细胞呼吸的概念、方式与意义；细胞核的结构
【解析】【解答】A、人体细胞只能通过有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸产生二氧化碳是第二阶段，场所是线粒体基质，因此人体骨骼肌细胞中，线粒体基质是CO2产生的唯一场所，A正确；
B、叶绿体中的色素可吸收、传递和转换光能，液泡中的色素不能吸收光能，B错误；
C、核孔虽然是大分子物质进出的通道，实现了核质之间的物质交换和信息交流，但DNA不会出细胞核，C错误；
D、细胞间传递信息的分子不一定是蛋白质（如神经递质），因此其合成场所不一定是核糖体，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
（1）有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
（2）无氧呼吸：在细胞质基质中进行。
第一阶段：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：丙酮酸乳酸。
2、叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
3、细胞核的结构：
（1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。
（2）核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
（3）染色质：主要组成成分是DNA和蛋白质，功能是其中的DNA是遗传信息的载体。
（4）核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
4、核糖体是生产蛋白质的机器。
5．（2021高一上·龙江期末）在科学家对生命科学的探索历程中，下列哪一项叙述不准确（ ）
A．希尔发现离体叶绿体在适当条件下，可以发生水的光解并产生氧气
B．阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随
C．恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用产生了淀粉
D．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性
【答案】C
【知识点】光合作用的发现史
【解析】【解答】A、希尔发现离体叶绿体在适当条件（光照）下，可以发生水的光解并产生氧气，同时能使Fe3+变成Fe2+，A正确；
B、阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随，B正确；
C、恩格尔曼以水绵为实验材料，证明叶绿体是光合作用的场所，并从叶绿体放出氧气，植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光，C错误；
D、巴斯德认为发酵与活细胞有关，是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用，是不正确的。李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性，D正确。
故答案为：C。
【分析】光合作用的发现历程：
（1）普利斯特利：通过实验证明植物能净化空气。
（2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换成化学能。
（3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气还有淀粉。
（4）恩格尔曼利用水绵、好氧细菌和极细光束进行实验，发现叶绿体是光合作用的场所。
（5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的氧气来自水。
（6）卡尔文采用同位素标记法探明了二氧化碳的固定过程中碳元素的转移途径。
6．（2021高一上·牡丹江期末）选用菠菜叶片做叶绿体中色素分离的实验，下图所示结果正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】根据分析，各种色素溶解度由大到小依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），因此在滤纸条最上端的是胡萝卜素，从上到下是叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。C正确。
故答案为：C。
【分析】观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图，
①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。
②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。
7．（2021高一上·哈尔滨期末）下列是关于绿叶中色素的提取和分离实验的几种说法，其中正确的是（ ）
A．色素提取的原理是色素在层析液中的溶解度不同
B．研磨叶片时加CaCO3的作用是使研磨更加充分
C．色素分离的结果是扩散速度最快的是叶绿素a
D．含有色素的滤液细线不能触及层析液
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、绿叶中色素提取的原理是色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中溶解度不同，故可以用无水乙醇来提取绿叶中的色素，A错误；
B、研磨叶片是加CaCO3的作用是防止色素被破坏，B错误；
C、色素分离的结果，滤纸条上出现4种色素带，从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，故扩散速度最快的是胡萝卜素，C错误；
D、分离色素时层析液不能触及滤液细线，防止色素溶解到层析液中，得不到色素带，D正确。
故答案为：D。
【分析】提取和分离叶绿体色素的关键：①叶片要新鲜、浓绿；②研磨要迅速、充分；③滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。分离叶绿体色素的关键是：一是滤液细线要细且直，而且要重复划几次；二是层析液不能没及滤液线。21
8．（2022高一上·沈阳期末）下列关于探索光合作用原理的部分实验叙述，错误的是（ ）
A．希尔反应实验的悬浮液中有H2O无CO2，表明水的光解与糖的合成不是同一反应
B．鲁宾和卡门用同位素18O同时标记CO2和H2O，证明光合作用释放的O2来自水
C．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程，总是与水的光解相伴随
D．卡尔文用14C标记14CO2，探明了CO2中碳转化为有机物中碳的途径
【答案】B
【知识点】光合作用的发现史
【解析】【解答】A、离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应。希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，A正确；
B、鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记CO2和水，进行实验证明光合作用释放的O2来自水，B错误；
C、阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，C正确；
D、卡尔文通过追踪检测14C标记的二氧化碳，探明了CO2的中碳在光合作用过程中转化为有机物中的碳的途径，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）关于光合作用的元素的科学探究过程如下：
科学家 探索结果
鲁宾和卡门 用放射性同位素标记法：光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水。
梅尔文·卡尔文 用14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用汇总复杂的化学反应。
（2）研究元素去向的方法： 同位素标记法 。
14CO2中14C的转移途径：CO2→C3→(CH2O)；
H218O中18O的转移途径：H2O→O2；
9．（2022高一上·鞍山期末）叶绿素主要吸收的光是（ ）
A．蓝紫光和红光 B．红光
C．蓝紫光 D．红外光
【答案】A
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】根据分析可知，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，并能将吸收的光能进行传递和转化，即A正确。
故答案为：A。
【分析】绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
10．（2022高一上·鞍山期末）下列有关绿叶中色素的提取和分离实验，叙述错误的是（ ）
A．可以用无水乙醇提取绿叶中的色素
B．层析液液面应高于滤液细线
C．加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
D．加入二氧化硅有助于充分研磨
【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂（如酒精）中，所以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；
B、层析液液面不能高于滤液细线，否则会导致色素溶解到层析液中，使实验失败，B错误；
C、加入少许碳酸钙的目的是保护色素，可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，C正确；
D、二氧化硅能破坏细胞结构，所以研磨时加入二氧化硅有助于研磨得充分，D错误。
故答案为：B。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
11．（2021高一上·大连期末）下列有关中学生物学实验中实验现象或实验材料的叙述，错误的是（ ）
选项 实验名称 实验现象或实验材料
A 检测生物组织中的还原糖 加入斐林试剂后无需加热即可出现砖红色沉淀
B 观察叶绿体和细胞质的流动 宜选择黑藻叶片做实验材料
C 探究温度对酶活性的影响 不宜选择过氧化氢作为底物
D 提取和分离绿叶中的色素 不宜使用定性滤纸过滤研磨液
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】检测还原糖的实验；探究影响酶活性的因素；叶绿体色素的提取和分离实验；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、检测生物组织中的还原糖，加入斐林试剂后在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色，A错误；
B、观察叶绿体和细胞质的流动宜选择黑藻叶片做实验材料，因为黑藻叶片较薄，叶绿体较明显，B正确；
C、过氧化氢在高温下会加速分解，故探究温度对酶活性的影响不宜选择过氧化氢作为底物，C正确；
D、使用定性滤纸过滤色素研磨液，会导致色素吸附在滤纸上，故使用单层尼龙布过滤研磨液，D正确。
故选A。
【分析】1、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。
2、叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。黑藻叶片较薄，仅由一层细胞组成的，因此可以不用切片直接观察叶绿体。
3、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。
12．（2021高一上·丹东期末）苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素（呈现红色）。某探究小组用无水乙醇提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上色素带由上到下，叙述正确的是（ ）
A．第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光
B．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大
C．第三条色素带对应的色素是呈现黄绿色的叶绿素b
D．如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为红色
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、结合分析可知，第二条色素带为黄色，对应的色素是叶黄素，其主要吸收蓝紫光，A正确；
B、层析结果会出现4条色素带，第1条为橙黄色的胡萝卜素，第2条为黄色的叶黄素，第3条为蓝绿色的叶绿素a，第4条为黄绿色的叶绿素b，溶解度大的随层析液扩散速度快，溶解度小的扩散速度慢，所以第4条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小，B错误；
C、第三条色素带对应的色素是呈现蓝绿色的叶绿素a，C错误；
D、如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为橙黄色，D错误。
故答案为：A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
13．（2022高一上·乾安期末）恩格尔曼将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中，进行局部照光处理，照光的部位聚集大量的好氧细菌。这个实验不能证明（ ）
A．光合作用需要光 B．产生氧需要光
C．光合作用产生的氧来自于水 D．光合作用中氧由叶绿体释放
【答案】C
【知识点】光合作用的发现史
【解析】【解答】1880年，美国科学家恩格尔曼用水绵实验：用极细的光束照射水绵，好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围，由此说明了氧是由叶绿体释放出来的、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所、光合作用需要光等，但不能证明光合作用产生的氧来自于水，C符合题意，ABD不合题意。
故答案为：C。
【分析】恩格尔曼用水绵进行了光合作用的实验： (1) 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中，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照到的部位附近； (2) 如果上述临时装片完全暴露在阳光下，好氫细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围，证明了植物光合作用的放氧结构是叶绿体并且是由光照引起的，得出结论植物光合作用的场所是叶绿体，条件是光。
14．（2022高一上·乾安期末）下图是某学生用新鲜菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，得到的结果。下列有关这一结果的分析，正确的是（ ）
A．在研磨时加入了过量的无水乙醇
B．滤液细线触及到了层析液
C．c代表的光合色素呈蓝绿色
D．研磨时没有加入碳酸钙
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、新鲜菠菜叶中的叶绿素的含量多于类胡萝卜素，过量的无水乙醇会导致色素提取液的浓度降低，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，A错误；
B、滤液细线触及到了层析液会使色素直接溶解在层析液中，分离得到的四种色素含量都少，但图中只有b（叶绿素a）、a（叶绿素b）减少，B错误；
C、c代表的光合色素是叶黄素，呈黄色，C错误；
D、研磨时没有加入碳酸钙会导致叶绿素被破坏，提取的叶绿素少，即图中b（叶绿素a）、a（叶绿素b）会减少，D正确。
故答案为：D。
【分析】绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠的原因分析：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
(3)滤纸条看不见色素带的原因分析
①忘记画滤液细线或没有提取出色素。
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。
15．（2021高一上·新泰期末）某研究组获得了小麦的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射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．光吸收差异不显著，色素带缺第2条
B．光吸收差异显著，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
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。叶黄素缺失突变体叶片不能合成叶黄素，叶黄素主要吸收蓝紫光，进行红光照射测定，则光吸收差异不显著，而色素带缺叶黄素这个条带，自上而下位于第2条，故实验结果是光吸收差异不显著，色素带缺第2条，BCD错误，A正确。
故答案为：A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
二、综合题
16．叶绿素是植物细胞内参与光合作用的重要色素,请回答下列相关问题:
（1）叶绿素等光合色素分布在叶绿体的 上,与糖类相比,叶绿素分子中特有的元素是 。
（2）将绿叶中提取的色素溶液放在光源和分光镜之间,在光谱中可以看到明显变暗的区域是 。分离色素所依据的原理是 ,使用的方法是 。
（3）植物种子在黑暗中萌发形成的幼苗,节间特别长,叶子很小,呈黄色或黄白色,即“黄化现象”。从光合色素形成所需要的环境条件进行分析,“
黄化现象”说明了 。
【答案】（1）类囊体（的薄膜）；氮（N）、镁（Mg）
（2）红光和蓝紫光；不同的色素在层析液中的溶解度不同；纸层析法
（3）叶绿素的形成需要光，类胡萝卜素的形成可以不需要光
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】（1）)叶绿素等光合色素分布在叶绿体的类囊体（的薄膜）上。糖类由C、H、O三种元素组成，叶绿素分子含有C、H、O、N、Mg，因此与糖类相比,叶绿素分子中特有的元素是氮（N）、镁（Mg）。（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以将绿叶中提取的色素溶液放在光源和分光镜之间,在光谱中可以看到明显变暗的区域是红光和蓝紫光。分离色素所依据的原理是：不同的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。分离色素的方法是纸层析法。（3）依题意，在黑暗中萌发形成的幼苗，叶片中缺乏叶绿素，但有胡萝卜素，即出现“黄化现象”，说明叶绿素的形成需要光，类胡萝卜素的形成可以不需要光。
【分析】本题考查光合色素的分布和功能、绿叶中色素的分离、影响叶绿素合成的环境因素的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
17．光质(不同波长的光)会影响叶绿素a、叶绿素b对于光的吸收，从而影响光合作用的光反应阶段。某生物小组为检测光质对金鱼藻光合作用强度的影响，利用提供不同光源的40W的灯泡数个，试管数支、金鱼藻、NaHCO3溶液等实验材料，1小时后测定记录数据如下，
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9
光质 自然光 红光 蓝光 橙光 紫光 黄光 靛光 绿光 无光
O2相对变化量 +18 +15 +13 +11 +12 +3 +8 -1 -4
注：O2相对变化量，+
表示增加，—
表示减少，
（1）叶绿体中色素的功能是 。实验中加入NaHCO3溶液的作用是 ，无关变量有 。
（2）在绿光条件下，金鱼藻叶肉细胞产生ATP的场所有 ，消耗[H]的场所是 。
（3）下图为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱（暗带部分表示被吸收的光线），已知在漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势，与阳生植物相比，推测阴生植物叶绿体中 色素含量较高。
（4）在红光条件下，该植物经过2小时光合作用，产生氧气总量相对值是 。
（5）根据实验结果，推测在大棚种菜时，为提高产量需要用 的玻璃。
【答案】（1）吸收、传递、转换光能；提供二氧化碳；温度、NaHCO3溶液浓度（或二氧化碳浓度）
（2）叶绿体、线粒体和细胞质基质；叶绿体基质和线粒体内膜
（3）叶绿素b
（4）38
（5）无色
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】（1）叶绿体中的色素具有吸收、传递和转换光能的作用，NaHCO3溶液分解可释放二氧化碳，所以实验中加入NaHCO3溶液的作用是提供二氧化碳，该实验的自变量是光质，无关变量有温度、二氧化碳浓度等。（2）绿光条件下，植物能进行光合作用，所以叶肉细胞产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，光合作用消耗[H]的场所是叶绿体基质，呼吸作用过程消耗[H]的场所是线粒体内膜。（3）根据题意，在漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势，图中叶绿素b吸收短波长的光多，所以阴生植株叶绿体中叶绿素b的含量较高。（4）氧气的相对变化量为净光合作用，产生氧气总量为总光合作用，所以2小时红光产生的氧气量为2×（15+4）＝38.（5）由表格可知，自然光下储存的有机物最多，所以用无色的玻璃，减少光的损失。
【分析】本题考查主要叶绿体中的色素具有吸收、传递和转换光能的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点
三、实验探究题
18．（2020高一上·南岸期末）下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程，请分析回答：
（1）提取色素和分离色素所用的试剂分别是 。
（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）纸层析法分离色素的原理是
（4）将等量刚制备的韭菜和韭黄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 光区域。将制得的韭菜滤液在强光下曝光1～2h，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，其原因是 。
（5）每分子叶绿素含有一个Mg2＋，可被H＋、Cu2＋等替换。韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加
的颜色相似，呈现黄褐色。实验室常用含Cu2＋的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因是 。
【答案】（1）无水乙醇（丙酮）、层析液
（2）橙黄色、黄色；叶绿素的形成需要光
（3）色素在层析液里的溶解度不同
（4）红；叶绿素不稳定，在强光下易分解
（5）碳酸钙（CaCO3）；铜代叶绿素比叶绿素稳定
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】解：（1）在提取绿色叶片中的色素时要在研钵中加无水乙醇。色素分离的试剂是层析液。（2）滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），据图可知，图2所示的色素带为胡萝卜素（最窄）、叶黄素，颜色依次是橙黄色、黄色。韭黄是避光生长，不能合成叶绿素，说明叶绿素的形成需要光。 （3）纸层析法分离色素的原理是色素在层析液里的溶解度不同。（4）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，由于韭黄色素滤液中缺少叶绿素，所以它们吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。韭菜滤液在强光下曝光1～2h后，由于叶绿素不稳定，在强光下易分解，所以重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致。 （5）由于碳酸钙能防止研磨中色素被破坏，所以韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后，色素被破坏，其颜色与研磨时未加碳酸钙的颜色相似，呈现黄褐色。通过铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色可推测，铜代叶绿素比叶绿素稳定。
【分析】叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以，可以在叶片被磨碎以后用无水乙醇提取叶绿体中的色素。
1 / 1
