第五节 光合作用将光能转化为化学能
第1课时 叶绿体与光合色素
1．说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量。 2．提取和分离叶绿体色素。 1．从物质与能量视角，探索光合作用贯穿着物质与能量的变化。(生命观念、科学思维、科学探究) 2．基于提取和分离叶绿体色素厘清原理与操作流程。(科学思维、科学探究)
一、光合作用的概述
1．光合作用的概念和意义
进行光合作用的生物主要为绿色植物和蓝细菌，它们以二氧化碳和水为原料，利用光能合成糖类等有机物，这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量。人、动物、真菌和大部分细菌直接或间接依靠自养生物的光合产物生活。
2．光合作用的总反应式
6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O。
3．光合作用的能量变化
光合作用是一个吸能反应，它利用太阳能将二氧化碳转变为糖，并将能量储存在糖分子内。也就是说，光合作用是一个将光能转化为化学能的过程。
二、光合作用在叶绿体中进行
三、活动 光合色素的提取与分离
1．实验原理 光合色素是一类脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来，并且将它们分离开来，达到观察叶绿体中色素的目的。
2．方法步骤
(1)将新鲜的菠菜叶(或刺槐叶等)放入40～50℃的烘箱中烘干，粉碎后取2 g干粉放入研钵中，加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入2～3 mL95%的酒精，充分、迅速研磨成匀浆。
(2)在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入漏斗中。收集滤液到一支试管中，及时用棉塞将试管口塞紧。
(3)制备滤纸条。将一张预先干燥过的定性滤纸剪成长10cm、宽1cm的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部1 cm处用铅笔画一条细的横线。
(4)点样。用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔画的横线均匀地画出一条细而直的滤液细线。待滤液干后再画一次，共画3～4次。
(5)分离叶绿体中的色素。将2 mL层析液沿试管壁一侧倒入大试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)略微斜靠着大试管内壁的另一侧，轻轻地插入层析液中，但要保证上面部分干燥。随后用软木塞塞住试管口。注意，滤纸上的滤液细线要高于层析液液面。
(6)观察实验结果。5～10 min以后，取出滤纸条。待滤纸条干燥后，观察滤纸条上的色素带。
(7)由于接触了层析液等化学药品，因此实验结束后一定要用肥皂将手洗净。
四、光合色素
1．种类、含量与变化
四种不同颜色的光合色素，即叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。这四种色素在叶肉细胞中的含量是不同的，有些色素的含量会随着季节或者生理特性的变化而发生变化。
2．组成与颜色
叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b，都是含镁的有机分子，它们分别呈现蓝绿色、黄绿色。叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素，合称为类胡萝卜素，其中最多的是胡萝卜素和叶黄素，它们都是由碳氢链组成的分子，胡萝卜素为橙色，叶黄素为黄色。
五、小资料 光合色素吸收的可见光
1．可见光的波长范围
光是辐射能的一种形式，辐射能以波的形式传播。光波像水波一样，有波峰和波谷。两个相邻的波峰之间的距离称为波长。我们的眼睛能看到的光称为可见光，其波长为400～760nm。植物光合作用所能利用的光也在可见光范围内。
2．太阳光的光波组成
我们把看到的太阳光称为白光，它是由许多不同波长的光组成的。太阳光通过三棱镜折射后，便可分成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同的颜色，这就是所谓的可见光谱。
3．光合色素对光的吸收
各种色素分子之所以有不同的颜色，是因为它们吸收了某些波长的光而另一些波长的光则透过或被反射。以某种物质对不同波长光的吸收率(可用百分率表示)为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线就是该物质的吸收光谱。下图是叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．生物界的糖绝大部分来源于光合作用。 ( )
2．光合作用释放的氧气来自CO2中的氧。 ( )
3．叶绿体中含有多种色素，这些色素与光合作用无关。 ( )
4．叶绿体中的主要色素是类胡萝卜素。 ( )
5．可用95%的酒精分离色素。 ( )
提示：1．√
2．× 光合作用释放的氧气来自水中的氧。
3．× 叶绿体中含有多种色素，这些色素与光合作用有关，被称为光合色素。
4．× 叶绿体中的主要色素是叶绿素。
5．× 可用95%的酒精提取色素。
光合色素的提取与分离
1．实验注意事项
注意事项 操作目的
提 取 色 素 选新鲜的绿色叶片 使滤液中色素含量高
研磨时加95%的酒精 提取色素
加少量二氧化硅和碳酸钙 研磨充分和保护色素
迅速、充分研磨 防止乙醇过度挥发，充分溶解色素
盛放滤液的试管管口加棉塞 防止乙醇挥发和色素氧化
分 离 色 素 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸上快速扩散
滤液细线要细、齐、直 使分离出的色素带平整不重叠
滤液细线干燥后再画一次 使分离出的色素带清晰分明
滤液细线不触及层析液 防止色素直接溶解到层析液中
2．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使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的95%的酒精，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量95%的酒精提取色素)。
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：没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的。
(3)滤纸条看不到色素带：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。
(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
1．分析讨论实验中各种材料和试剂的作用，完成下表。
实验材料或试剂 作用
95%的酒精 提取色素
层析液 分离色素
二氧化硅 使研磨充分
碳酸钙 防止研磨时色素被破坏
单层尼龙布 过滤叶片研磨液，获得滤液
滤纸条 使色素在其上分离，便于观察
2．实验结果及分析
下图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析图示，填写下表：
项目 意义 结论
色素 带宽 窄 色素带的宽窄与色素含量的关系：色素带越宽，说明此种色素含量越多 含量多少(用“>”表示)： 叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素
色素 扩散 速度 色素扩散速度与溶解度的关系：扩散速度越快，说明色素在层析液中溶解度越大 溶解度大小(用“>”表示)：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b
1．在“光合色素的提取与分离”实验中，所用试剂和作用不相符的是( )
A．碳酸钙—保护叶肉细胞
B．二氧化硅—研磨充分
C．95%的酒精—提取色素
D．层析液—分离色素
A [在“光合色素的提取与分离”实验中，碳酸钙是保护叶绿素不被破坏，A错误；二氧化硅是使研磨更充分，B正确；95%的酒精用于提取色素，C正确；层析液用于分离色素，D正确。]
2．某同学用菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列操作错误的是( )
A．利用95%的酒精无水乙醇或蒸馏水分离叶绿体中的色素
B．沿滤纸条上的铅笔细线画滤液细线
C．研磨时加入适量的二氧化硅和碳酸钙
D．含有色素的滤液细线不能触及层析液
A [绿叶中的色素易溶于有机溶剂，不溶于水，故常用95%的酒精提取色素，A错误；吸取少量滤液，沿铅笔细线均匀画出一条滤液细线，等滤液干燥后，再重复画一到两次，B正确；二氧化硅有助于研磨更充分，碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，故研磨时加入适量的二氧化硅和碳酸钙，C正确；色素易溶于有机溶剂，滤液细线不能触及层析液是为了防止色素溶解在层析液中，以防无法分离色素，D正确。]
3．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，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素带)。下列叙述不正确的是( )
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不同
D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次
D [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；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项正确；画滤液线时，滤液在点样线上画3～4次，故D项错误。]
捕获光能的色素及叶绿体的结构与功能
1．叶绿体结构与功能的适应
(1)叶绿体基质和类囊体上含有与光合作用有关的酶。
(2)类囊体膜上分布有捕获光能的色素，且类囊体堆叠成基粒，增大了叶绿体内部的膜面积，为酶和色素提供了更多的附着位点。
2．影响叶绿素合成的三大因素
3．用三棱镜观察叶绿体中色素的吸收光谱
提取叶绿体中的色素，按如图所示进行观察。
(1)通过叶绿体色素提取液的光线，经三棱镜分色后，会发现在红光和蓝紫光区域的光线变暗，说明这部分光线被叶绿素吸收了。
(2)绿光几乎不被吸收而完全透过，所以看到的色素提取液颜色呈绿色。
1880年美国生物学家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好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。思考讨论下列问题：
(1)细菌的聚集情况说明了什么问题？
提示：细菌的聚集情况说明聚集处氧气含量高，光合速率高。
(2)该实验结果可得出怎样的结论？
提示：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。
1．下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)，甲、乙两图分别是( )
甲 乙
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
B [叶绿素分子的吸收光谱是红光部分(640～660 nm)和蓝紫光部分(430～450 nm)。由于叶绿素对绿色的光吸收最少，所以叶绿素溶液呈现绿色，叶片绿色亦是这个道理。类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，胡萝卜素能够吸收蓝紫光，也能对叶绿素起保护作用，B符合题意。]
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，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组( )
甲 乙 丙 丁
A．甲和乙 B．乙和丙
C．甲和丁 D．丙和丁
C [本实验是研究不同波长的光对光合作用的影响的实验。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物的作用光谱与吸收光谱基本是一致的。在阳光照射的条件下，甲添加红色光，则比单独在阳光下的光合作用有所增强；乙添加绿色光，对植物的光合作用来说属于无效光，对光合作用几乎没有影响；丙添加了红色滤光片，这种滤光片只能让红色光通过，其余的光很少或不能通过，所以光合作用相对较弱；丁添加绿色滤光片，这种滤光片只能让绿色光通过，所以丁植物几乎不进行光合作用。]
3．叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用。下列关于植物细胞中的色素和叶绿体的说法，正确的是( )
A．植物细胞中的色素都可以吸收光能，参与光合作用
B．叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光、红光，大棚的棚膜应选择无色透明的
C．叶绿体中的色素提取时用到石油醚，层析时用到了无水乙醇
D．叶绿体中的色素绝大多数分布在叶绿体内膜的两侧
B [细胞内的一些色素分布在液泡中，这些色素不参与光合作用的进行， A 错误；叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光、红光，大棚的棚膜选择无色透明的，可以让绝大多数光透过， B 正确；叶绿体中的色素都易溶于有机溶剂无水乙醇，这些色素在石油醚等溶剂中的溶解度不同，故可用无水乙醇提取，用石油醚分离叶绿体中的色素， C 错误；叶绿体中的色素主要分布在类囊体膜上， D错误。]
苏幕遮·怀旧
北宋 范仲淹
碧云天，黄叶地，秋色连波，波上寒烟翠。
山映斜阳天接水，芳草无情，更在斜阳外。
黯乡魂，追旅思，夜夜除非，好梦留人睡。
明月楼高休独倚，酒入愁肠，化作相思泪。
这是一首描写羁旅乡愁的词。此词借景抒情，情景交融，以绚丽多彩的笔墨描绘了碧云、黄叶、寒波、翠烟、芳草、斜阳、水天相接的江野辽阔苍茫的景色，勾勒出一幅清旷辽远的秋景图，抒写了夜不能寐、高楼独倚、借酒浇愁、怀念家园的深情。
通过赏析古诗词，感受古人借秋景抒发乡愁的深情，并能从秋叶连波、黄叶地等情境中挖掘其生物学原理，或设计实验探究其成因或影响因素，培养科学思维与学科探究素养。
(1)试从叶片色素的种类和含量角度分析，秋天树叶为什么变黄？(生命观念)
提示：秋天天气转凉，气温降低，叶片中的叶绿素含量下降，类胡萝卜素的颜色逐渐凸显出来，叶片呈现黄色。
(2)请设计实验验证(1)的结论(写出实验思路即可)。(科学探究)
提示：选取正常绿色叶片和黄色叶片，进行色素的提取和分离，比较两种叶片所形成的四条色素带宽度即可验证。
(3)研究发现温度和光照都会影响叶绿素的合成，请简单设计实验，探究温度和光照对叶绿素合成的影响(写出实验思路即可)。(科学探究)
提示：实验思路：选取相同的某种植物叶片平分为四组，分别进行光照和低温、黑暗和低温、光照和室温、黑暗和室温、光照处理，每隔一段时间检测叶绿素的含量。
[课堂小结]
1．进行光合作用的生物主要为绿色植物和蓝细菌，它们以二氧化碳和水为原料，利用光能合成糖类等有机物，这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量。
2．叶绿体有内、外两层膜，其内膜里面充满了浓稠的液体，称为基质。基质中有许多类囊体。类囊体叠在一起，称为基粒，组成类囊体的膜称为光合膜。叶绿素及其他光合色素存在于光合膜上。光合膜上还分布了可以将光能转化为化学能的多种蛋白质。在类囊体的空腔内含有多种酶，这些酶与H2O的裂解有关。
3．光合色素是一类脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来。
4．叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b，都是含镁的有机分子，它们分别呈现蓝绿色、黄绿色。叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素，合称为类胡萝卜素，其中最多的是胡萝卜素和叶黄素，它们都是由碳氢链组成的分子，胡萝卜素为橙色，叶黄素为黄色。
5．可见光，其波长为400～760 nm。植物光合作用所能利用的光也在可见光范围内。
6．各种色素分子之所以有不同的颜色，是因为它们吸收了某些波长的光而另一些波长的光则透过或被反射。叶绿体中的主要色素是叶绿素，这种色素吸收蓝紫光和红光而几乎不吸收绿光，所以呈绿色。
1．下列关于植物光合色素的提取和分离的说法，正确的是( )
A．色素提取的原理是在层析液中溶解度不同
B．提取色素所用的菠菜叶需保持新鲜，不可烘干
C．可能含有光合色素的生物膜有类囊体膜
D．分离结果中扩散距离较近两种色素主要由碳氢链组成
C [色素分离的原理是在层析液中溶解度不同，A错误；提取色素所用的是新鲜菠菜，为了提高色素浓度，可先烘干，B错误；可能含有光合色素的生物膜有生物的类囊体膜，C正确；分离结果中扩散距离较近的两种色素是叶绿素a和叶绿素b，含有C、H、O、N、Mg，不是由碳氢链组成，D错误。]
2．关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，错误的是( )
A．成熟的菠菜叶可用作光合色素提取的材料
B．研磨时加入SiO2可防止色素被破坏
C．画滤液细线时重复的目的是增加色素的含量
D．分离出的四条色素带中最宽的是叶绿素a
B [成熟的菠菜叶含有较多的与光合作用有关的色素，可用作光合色素提取的材料，A正确；色素的提取和分离实验中，加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏，B错误；画滤液细线时重复的目的是增加色素的含量，C正确；叶绿素a在四种色素中的含量最多，因此分离出的四条色素带中最宽的是叶绿素a，D正确。]
3．仙人掌的肉质茎进行光合作用所需要的色素分布在( )
A．叶绿体的内膜上 B．细胞溶胶中
C．叶绿体的类囊体薄膜上 D．叶绿体基质中
C [在叶绿体的结构中，类囊体构成了基粒，在类囊体的片层结构薄膜上分布着许多与光合作用有关的色素和酶。]
4．下图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光的曲线图，请判定A和B分别为何种色素( )
A．叶绿素、类胡萝卜素 B．类胡萝卜素、叶绿素
C．叶黄素、叶绿素a D．叶绿素a、叶绿素b
A [根据曲线图分析可知，A主要吸收红光和蓝紫光，B主要吸收蓝紫光。因此A应为叶绿素，B应为类胡萝卜素。]
5．通过科学实验发现，土壤中缺磷会导致植株矮小，叶色暗绿，依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素。试设计实验探究叶色暗绿是否由缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。
实验所需主要用具：试剂、烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、只缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。
实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。
(1)实验假设：______________________________________________________。
(2)实验步骤：
①取两个烧杯，分别编号为A、B，各放入________________的黄瓜幼苗。
②向A烧杯中加入适量________________，向B烧杯中加入________________，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现差异时。
③分别从A、B两组中选取等量叶片，用________________提取叶片色素，用________________法分离色素，观察比较________________________________。
(3)实验结果预测：
①__________________________________________________________________，
说明叶色暗绿不是由缺磷导致类胡萝卜素缺乏所致；
②__________________________________________________________________，
说明叶色暗绿是由缺磷导致类胡萝卜素缺乏所致。
解析：(1)依据实验探究的目的可以做出“缺磷导致类胡萝卜素缺乏，从而引起叶色暗绿”的假设。(2)由于本实验的自变量是磷的有无，故需要设置A、B两组，A组用完全培养液培养，B组用只缺磷的完全培养液培养，实验的因变量是叶片中类胡萝卜素含量。要检测叶色暗绿是否由类胡萝卜素缺乏引起，可用纸层析法进行判断。(3)若A、B两组叶片中类胡萝卜素含量相近，说明叶色暗绿不是由缺磷导致的类胡萝卜素缺乏所致；若B组叶片中类胡萝卜素含量少于A组或没有，说明叶色暗绿是由缺磷导致的类胡萝卜素缺乏所致。
答案：(1)缺磷导致类胡萝卜素缺乏，从而引起叶色暗绿 (2)①同一品种且长势相近、苗龄相同 ②完全培养液 等量的只缺磷的完全培养液 ③95%的酒精 纸层析 A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅 (3)①A、B两组类胡萝卜素色素带一致 ②A组比B组类胡萝卜素色素带宽，或B组缺少类胡萝卜素色素带
课时分层作业(14) 叶绿体与光合色素
题组一 光合色素提取和分离
1．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，不正确的是( )
A．提取的原理是叶绿素和类胡萝卜素都易溶于有机溶剂
B．研磨时加入二氧化硅更有助于叶肉细胞的破碎
C．用毛细吸管均匀地在滤纸条上画出一条滤液细线
D．滤纸条上的滤液细线应浸入层析液以更好的分离色素
D [提取的原理是叶绿素和类胡萝卜素都易溶于有机溶剂如无水乙醇、丙酮等，通过过滤提取，A正确；研磨过程中加入二氧化硅能增大摩擦，更有助于叶肉细胞的破碎，B正确；用毛细吸管吸少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并重复2～3次，每次等上一次干以后再重复画，C正确；把画好细线的滤纸条插入层析液中，滤液细线不能触及层析液，不能摇晃，D错误。]
2．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95%的酒精中
C．利用层析法可分离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
D [加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确；用95%的酒精提取叶绿体中的色素，B正确；由于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，所以利用层析法可分离4种叶绿体色素，C正确；由于绿色植物几乎不吸收绿色光，所以植物的叶片一般呈现绿色，D错误。]
3．在“提取和分离叶绿体中的色素”的实验中不能让层析液没及滤液细线的原因是( )
A．滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果
B．滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散
C．色素会溶解在层析液中而使结果不明显
D．滤纸条上的几种色素会混合起来
C [在进行叶绿素提取和分离实验时，如果层析液接触滤液细线，会导致色素溶解在层析液中进而导致实验失败。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。]
4．叶绿体中色素的提取和分离的实验结果得到的色素带自上而下的顺序是( )
A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B．叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b
C．叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素、叶绿素b
D．叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a
A [“绿叶中色素的提取和分离”实验中，溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快的是橙黄色的胡萝卜素；溶解度最低，在滤纸条上扩散速度最慢的是黄绿色的叶绿素b。因此，实验结果得到的色素带自上而下的顺序是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。]
5．某生物兴趣小组对教材中色素提取和分离的实验步骤进行了改进，采用水浴加热法提取叶绿体中色素，主要操作如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．加入碳酸钙的作用是防止色素被破坏
B．可以用蒸馏水代替95%的酒精提取叶绿体中的色素
C．水浴加热，用玻棒搅拌可加快色素的溶解
D．用纸层析法分离色素时，画好的滤液细线不能触及层析液
B [加入碳酸钙的作用是防止色素被破坏，A正确；绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，但不能溶解在蒸馏水中，因此不能用蒸馏水代替95%的酒精提取叶绿体中的色素，B错误；水浴加热，用玻棒搅拌，有助于细胞的破裂，可加快色素的溶解，C正确；滤液细线中含有的色素能够溶解在层析液中，所以用纸层析法分离色素时，画好的滤液细线不能触及层析液，D正确。]
6．如图所示叶绿体色素提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答下列问题。
(1)图中步骤①加入研钵内的物质：A 95%的酒精10 mL，作用是_________。
(2)图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放入____________。
(3)画滤液细线的要求是________________。
(4)色素带最宽的是________________，扩散速率最快的是________________。
解析：(1)步骤①研磨时需要加入3种物质：10 mL的95%的酒精，作用是溶解色素；二氧化硅可以增大摩擦力，使细胞和叶绿体破碎；细胞研磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素中的镁被氢取代，破坏叶绿素，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。(2)过滤研磨液时，漏斗基部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上。一般用一层尼龙布过滤。(3)画滤液细线的要求是细、齐、直，防止色素带重叠。(4)色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的，含量越多，色素带越宽，一般植物叶片中叶绿素a含量最多，所以叶绿素a带最宽。扩散速率最快的是胡萝卜素，在色素带的最上层。
答案：(1)溶解色素 (2)单层尼龙布 (3)细、齐、直 (4)叶绿素a 胡萝卜素
题组二 叶绿体与光合色素
7．下列关于黑藻细胞中叶绿素的说法，不正确的是( )
A．可吸收640～660 nm波长的光进行光合作用
B．可利用纸层析法分离叶绿素a和叶绿素b
C．分布在叶绿体内膜和基粒上
D．土壤中缺少氮或镁时，会影响叶绿素的合成
C [叶绿素主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，640～660 nm波长的光为红光，故叶绿素可吸收640～660 nm波长的光进行光合作用，A正确；叶绿素a和叶绿素b在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸条上扩散的速度快，所以可利用纸层析法分离叶绿素a和叶绿素b，B正确；叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体内膜上没有光合色素，C错误；叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg，土壤中缺少氮或镁时，会影响叶绿素的合成，进而影响光合作用的速率，D正确。]
8．将提取的绿叶中色素滤液装入试管中，一束白光穿过该滤液后经三棱镜对光进行色散，颜色明显减弱的光谱是( )
A．绿光 B．黄光
C．红光、蓝紫光 D．紫外光
C [叶绿体中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以将叶绿体色素提取液装入试管，让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，由于色素吸收红光和蓝紫光，使得光谱的颜色明显减弱。]
9．下图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。以下对该图的分析错误的是( )
A．图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光
B．总吸收光谱是代表叶绿体四种色素对光能的吸收
C．图示表明只有叶绿素a吸收的光能才能用于光合作用
D．总吸收光谱与光合作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收光能都能参与光合作用
C [蓝紫光的波长在400～480 nm，红光的波长在600～700 nm，图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，A正确；总吸收光谱代表叶绿体中4种色素对光能的吸收，B正确；图示表明叶绿体中4种色素吸收的光能都能用于光合作用，C错误；总吸收光谱与光合作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收的光能都能参与光合作用，D正确。]
10．下图1表示叶绿素分子以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。
图1 图2
(1)图1所示的生物膜为________________。
(2)叶绿素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通过________________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，
图3
两者是否完全吻合？________________，其原因可能是___________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)图1上面有色素应是类囊体膜。(2)由图可知叶绿素主要吸收400～500 nm的蓝紫光和650～700 nm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速率。
实验步骤：临时装片应放置在黑暗且无空气环境中，然后将光照即通过三棱镜的光照射到一段水绵上，观察水绵的聚集部位。由实验结果可知两者不是完全相同，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作用色素共同作用的结果。
答案：(1)类囊体膜 (2)红光和蓝紫 (3)实验原理：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速率
实验步骤：黑暗无空气 三棱镜
实验结果及分析：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作用色素共同作用的结果
11．图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则图②所示结果最有可能来自( )
A．生长的洋葱管状叶 B．生长的柳树幼叶
C．培养的衣藻 D．秋冬的银杏叶
D [图②中缺失下面两条色素带，即缺乏叶绿素，故最可能是变黄的叶片。]
12．下列有关叶绿体中色素提取与分离实验及创新改进的说法中，不合理的是( )
A．设计一个对照实验，一组在研磨前加CaCO3，另一组不加，然后按规定步骤研磨成细观察现象，可探究CaCO3加与不加对实验的影响
B．秋季使用黄色或红色叶片做实验材料可以证明叶片中不含叶绿素
C．把滤液细线画的宽一点做层析可以探究滤液细线的宽度对实验的影响
D．用不同量的绿叶作实验，实验不同浓度的滤液对实验结果的影响可探究实验中绿叶的量是否需要准确称量及绿叶纯度对实验的影响
B [探究CaCO3加与不加对实验的影响中，自变量是是否加CaCO3，因此一组在研磨前加CaCO3，另一组不加，然后按规定步骤研磨成细观察现象，A正确；植物细胞叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，而红色叶片的颜色是因为液泡中的花青素，与叶绿体中的色素无关，B错误；把滤液细线画的宽一点做层析，与正常宽度做对比，可以探究滤液细线的宽度对实验的影响，C正确；用不同量的绿叶做实验，实验不同浓度的滤液对实验结果的影响可探究实验中绿叶的量是否需要准确称量及绿叶纯度对实验的影响，D正确。]
13．为探究不同时间北方某乔木叶片中光合色素含量的变化情况，某实验小组进行了相关实验，结果如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．若研磨时不加碳酸钙，则滤纸条上各色素带均变窄
B．叶绿素和类胡萝卜素对光的吸收完全不同
C．7～11月份，植株中叶绿素含量与类胡萝卜素的含量呈负相关
D．调查期间，影响叶片叶绿素含量下降的主要因素可能是光照和温度
D [若研磨时不加碳酸钙，可导致部分叶绿素被破坏，滤纸条上与叶绿素a和叶绿素b对应的色素带会变窄，A错误；叶绿素和类胡萝卜素对光的吸收不完全相同，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，B错误；分析曲线可知：7～11月份，植株中叶绿素含量与类胡萝卜素的含量不呈负相关，C错误；叶绿素的合成需要光，寒冷时，叶绿素分子易被破坏，因此调查期间，影响叶片叶绿素含量下降的主要因素可能是光照和温度，D正确。]
14．下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程，下列叙述错误的是( )
A．可以用95%的酒精提取光合色素
B．色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同
C．实验结果①可说明叶绿素合成需要光照
D．实验结果②吸收光谱最明显的差异出现在红外光区
D [色素能溶解在95%的酒精等有机溶剂中，所以可用95%的酒精等提取色素，A正确；色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，B正确；实验结果①中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色，则分别是叶黄素和胡萝卜素，说明叶绿素合成需要光照，C正确；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，所以实验结果②吸收光谱最明显的差异出现在红光区，D错误。]
易错点 不能根据题目情境信息发现问题
15．新型保健食品螺旋藻是一种蓝藻，通常认为它是光合自养型生物。近年来人们发现螺旋藻也能利用有机碳进行混合营养生长，且光合速率得到提高。研究人员以酸醋盐作为补充有机碳源，研究其对钝顶螺旋藻光合色素含量的影响。实验结果如下表
不同醋酸钠浓度下螺旋藻中主要色素含量(mg/g)
色素 醋酸钠浓度(g/L)
0 1.0 2.5 5.0
叶黄素＋玉米黄质 0.93 1.59 1.51 1.82
胡萝卜素 1.08 2.01 1.87 1.82
叶绿素a 11.31 21.37 19.86 18.67
请回答下列问题。
(1)提取光合色素时可以用__________作为提取液。
(2)本实验的因变量为____________________。
(3)由上表数据可知：______________________________________，其中对______的影响最为显著。据此推测，补充醋酸盐之所以能提高螺旋藻的光合速率，是因为___________________________________________________________________。
解析：(1)色素为有机物，可以用有机溶剂95%的酒精提取。(2)根据实验目的，自变量为不同浓度醋酸钠，因变量为光合色素含量。(3)据表格分析，与对照组对照，一定浓度醋酸钠，有利于提高螺旋藻光合色素含量。补充一定浓度醋酸钠，叶绿素a含量变化最大。光合作用要依赖色素吸收光能作为动力，故光合色素含量上升有利光合作用。
答案：(1)95%的酒精 (2)光合色素含量 (3)一定浓度醋酸钠，有利于提高螺旋藻光合色素含量 叶绿素a 光合色素增加，能吸收更多光能进行光合作用
21/21第五节 光合作用将光能转化为化学能
第1课时 叶绿体与光合色素
1．说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量。 2．提取和分离叶绿体色素。 1．从物质与能量视角，探索光合作用贯穿着物质与能量的变化。(生命观念、科学思维、科学探究) 2．基于提取和分离叶绿体色素厘清原理与操作流程。(科学思维、科学探究)
一、光合作用的概述
1．光合作用的概念和意义
进行光合作用的生物主要为绿色植物和________，它们以____________为原料，利用________合成________等有机物，这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供________。人、动物、真菌和大部分细菌直接或间接依靠自养生物的________生活。
2．光合作用的总反应式
________________________________________________________。
3．光合作用的能量变化
光合作用是一个吸能反应，它利用太阳能将二氧化碳转变为糖，并将能量储存在______内。也就是说，光合作用是一个将光能转化为________的过程。
二、光合作用在叶绿体中进行
三、活动 光合色素的提取与分离
1．实验原理 光合色素是一类脂溶性物质，可以利用________将它们从叶绿体中提取出来，并且将它们分离开来，达到观察叶绿体中色素的目的。
2．方法步骤
(1)将新鲜的菠菜叶(或刺槐叶等)放入________℃的烘箱中烘干，粉碎后取2 g干粉放入研钵中，加入少许________和________，再加入2～3 mL________，充分、迅速研磨成匀浆。
(2)在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，将________迅速倒入漏斗中。收集滤液到一支试管中，及时用________将试管口塞紧。
(3)制备滤纸条。将一张预先干燥过的定性滤纸剪成长________cm、宽________cm的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部1 cm处用________画一条细的横线。
(4)点样。用__________吸取少量滤液，沿铅笔画的横线均匀地画出一条__________的滤液细线。待滤液干后再画一次，共画________次。
(5)分离叶绿体中的色素。将2 mL______沿试管壁一侧倒入大试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)略微斜靠着大试管内壁的另一侧，轻轻地插入层析液中，但要保证上面部分________。随后用________塞住试管口。注意，滤纸上的滤液细线要________层析液液面。
(6)观察实验结果。5～10 min以后，取出滤纸条。待滤纸条干燥后，观察滤纸条上的色素带。
(7)由于接触了层析液等化学药品，因此实验结束后一定要用________将手洗净。
四、光合色素
1．种类、含量与变化
四种不同颜色的光合色素，即________、叶绿素b、________和叶黄素。这四种色素在叶肉细胞中的________是不同的，有些色素的含量会随着季节或者生理特性的变化而发生变化。
2．组成与颜色
叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b，都是含________的有机分子，它们分别呈现__________、________。叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素，合称为__________，其中最多的是胡萝卜素和叶黄素，它们都是由________链组成的分子，胡萝卜素为橙色，叶黄素为黄色。
五、小资料 光合色素吸收的可见光
1．可见光的波长范围
光是辐射能的一种形式，辐射能以波的形式传播。 光波像水波一样，有波峰和波谷。两个相邻的波峰之间的距离称为________。我们的眼睛能看到的光称为可见光，其波长为________nm。植物光合作用所能利用的光也在可见光范围内。
2．太阳光的光波组成
我们把看到的太阳光称为白光，它是由许多不同波长的光组成的。太阳光通过三棱镜折射后，便可分成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同的颜色，这就是所谓的________。
3．光合色素对光的吸收
各种色素分子之所以有不同的颜色，是因为它们吸收了某些波长的光而另一些波长的光则________。以某种物质对不同波长光的吸收率(可用百分率表示)为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线就是该物质的________。下图是叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．生物界的糖绝大部分来源于光合作用。 ( )
2．光合作用释放的氧气来自CO2中的氧。 ( )
3．叶绿体中含有多种色素，这些色素与光合作用无关。 ( )
4．叶绿体中的主要色素是类胡萝卜素。 ( )
5．可用95%的酒精分离色素。 ( )
光合色素的提取与分离
1．实验注意事项
注意事项 操作目的
提 取 色 素 选新鲜的绿色叶片 使滤液中色素含量高
研磨时加95%的酒精 提取色素
加少量二氧化硅和碳酸钙 研磨充分和保护色素
迅速、充分研磨 防止乙醇过度挥发，充分溶解色素
盛放滤液的试管管口加棉塞 防止乙醇挥发和色素氧化
分 离 色 素 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸上快速扩散
滤液细线要细、齐、直 使分离出的色素带平整不重叠
滤液细线干燥后再画一次 使分离出的色素带清晰分明
滤液细线不触及层析液 防止色素直接溶解到层析液中
2．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使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的95%的酒精，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量95%的酒精提取色素)。
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：没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的。
(3)滤纸条看不到色素带：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。
(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
1．分析讨论实验中各种材料和试剂的作用，完成下表。
实验材料或试剂 作用
95%的酒精 ________
层析液 ________
二氧化硅 ________
碳酸钙 ________________
________ 过滤叶片研磨液，获得滤液
________ 使色素在其上分离，便于观察
2．实验结果及分析
下图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析图示，填写下表：
项目 意义 结论
色素 带宽 窄 色素带的宽窄与色素含量的关系：________________________________ 含量多少(用“>”表示)：____________________________________________________________________ ________________________________
色素 扩散 速度 色素扩散速度与溶解度的关系：扩散速度越快，说明________________ 溶解度大小(用“>”表示)：________________
1．在“光合色素的提取与分离”实验中，所用试剂和作用不相符的是( )
A．碳酸钙—保护叶肉细胞
B．二氧化硅—研磨充分
C．95%的酒精—提取色素
D．层析液—分离色素
2．某同学用菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列操作错误的是( )
A．利用95%的酒精无水乙醇或蒸馏水分离叶绿体中的色素
B．沿滤纸条上的铅笔细线画滤液细线
C．研磨时加入适量的二氧化硅和碳酸钙
D．含有色素的滤液细线不能触及层析液
3．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，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素带)。下列叙述不正确的是( )
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不同
D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次
捕获光能的色素及叶绿体的结构与功能
1．叶绿体结构与功能的适应
(1)叶绿体基质和类囊体上含有与光合作用有关的酶。
(2)类囊体膜上分布有捕获光能的色素，且类囊体堆叠成基粒，增大了叶绿体内部的膜面积，为酶和色素提供了更多的附着位点。
2．影响叶绿素合成的三大因素
3．用三棱镜观察叶绿体中色素的吸收光谱
提取叶绿体中的色素，按如图所示进行观察。
(1)通过叶绿体色素提取液的光线，经三棱镜分色后，会发现在红光和蓝紫光区域的光线变暗，说明这部分光线被叶绿素吸收了。
(2)绿光几乎不被吸收而完全透过，所以看到的色素提取液颜色呈绿色。
1880年美国生物学家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好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。思考讨论下列问题：
(1)细菌的聚集情况说明了什么问题？
(2)该实验结果可得出怎样的结论？
1．下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)，甲、乙两图分别是( )
甲 乙
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
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，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组( )
甲 乙 丙 丁
A．甲和乙 B．乙和丙
C．甲和丁 D．丙和丁
3．叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用。下列关于植物细胞中的色素和叶绿体的说法，正确的是( )
A．植物细胞中的色素都可以吸收光能，参与光合作用
B．叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光、红光，大棚的棚膜应选择无色透明的
C．叶绿体中的色素提取时用到石油醚，层析时用到了无水乙醇
D．叶绿体中的色素绝大多数分布在叶绿体内膜的两侧
苏幕遮·怀旧
北宋 范仲淹
碧云天，黄叶地，秋色连波，波上寒烟翠。
山映斜阳天接水，芳草无情，更在斜阳外。
黯乡魂，追旅思，夜夜除非，好梦留人睡。
明月楼高休独倚，酒入愁肠，化作相思泪。
这是一首描写羁旅乡愁的词。此词借景抒情，情景交融，以绚丽多彩的笔墨描绘了碧云、黄叶、寒波、翠烟、芳草、斜阳、水天相接的江野辽阔苍茫的景色，勾勒出一幅清旷辽远的秋景图，抒写了夜不能寐、高楼独倚、借酒浇愁、怀念家园的深情。
通过赏析古诗词，感受古人借秋景抒发乡愁的深情，并能从秋叶连波、黄叶地等情境中挖掘其生物学原理，或设计实验探究其成因或影响因素，培养科学思维与学科探究素养。
(1)试从叶片色素的种类和含量角度分析，秋天树叶为什么变黄？(生命观念)
(2)请设计实验验证(1)的结论(写出实验思路即可)。(科学探究)
(3)研究发现温度和光照都会影响叶绿素的合成，请简单设计实验，探究温度和光照对叶绿素合成的影响(写出实验思路即可)。(科学探究)
[课堂小结]
1．进行光合作用的生物主要为绿色植物和蓝细菌，它们以二氧化碳和水为原料，利用光能合成糖类等有机物，这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量。
2．叶绿体有内、外两层膜，其内膜里面充满了浓稠的液体，称为基质。基质中有许多类囊体。类囊体叠在一起，称为基粒，组成类囊体的膜称为光合膜。叶绿素及其他光合色素存在于光合膜上。光合膜上还分布了可以将光能转化为化学能的多种蛋白质。在类囊体的空腔内含有多种酶，这些酶与H2O的裂解有关。
3．光合色素是一类脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来。
4．叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b，都是含镁的有机分子，它们分别呈现蓝绿色、黄绿色。叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素，合称为类胡萝卜素，其中最多的是胡萝卜素和叶黄素，它们都是由碳氢链组成的分子，胡萝卜素为橙色，叶黄素为黄色。
5．可见光，其波长为400～760 nm。植物光合作用所能利用的光也在可见光范围内。
6．各种色素分子之所以有不同的颜色，是因为它们吸收了某些波长的光而另一些波长的光则透过或被反射。叶绿体中的主要色素是叶绿素，这种色素吸收蓝紫光和红光而几乎不吸收绿光，所以呈绿色。
1．下列关于植物光合色素的提取和分离的说法，正确的是( )
A．色素提取的原理是在层析液中溶解度不同
B．提取色素所用的菠菜叶需保持新鲜，不可烘干
C．可能含有光合色素的生物膜有类囊体膜
D．分离结果中扩散距离较近两种色素主要由碳氢链组成
2．关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，错误的是( )
A．成熟的菠菜叶可用作光合色素提取的材料
B．研磨时加入SiO2可防止色素被破坏
C．画滤液细线时重复的目的是增加色素的含量
D．分离出的四条色素带中最宽的是叶绿素a
3．仙人掌的肉质茎进行光合作用所需要的色素分布在( )
A．叶绿体的内膜上
B．细胞溶胶中
C．叶绿体的类囊体薄膜上
D．叶绿体基质中
4．下图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光的曲线图，请判定A和B分别为何种色素( )
A．叶绿素、类胡萝卜素
B．类胡萝卜素、叶绿素
C．叶黄素、叶绿素a
D．叶绿素a、叶绿素b
5．通过科学实验发现，土壤中缺磷会导致植株矮小，叶色暗绿，依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素。试设计实验探究叶色暗绿是否由缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。
实验所需主要用具：试剂、烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、只缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。
实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。
(1)实验假设：______________________________________________________。
(2)实验步骤：
①取两个烧杯，分别编号为A、B，各放入________________的黄瓜幼苗。
②向A烧杯中加入适量________________，向B烧杯中加入________________，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现差异时。
③分别从A、B两组中选取等量叶片，用________________提取叶片色素，用________________法分离色素，观察比较___________________________________________________________________。
(3)实验结果预测：
①________________________________________________________________，
说明叶色暗绿不是由缺磷导致类胡萝卜素缺乏所致；
②________________________________________________________________，
说明叶色暗绿是由缺磷导致类胡萝卜素缺乏所致。
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