資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高一生物（2019人教版）必修1同步教案
5.4　光合作用與能量轉化
第1課時　捕獲光能的色素和結構
學習目標 素養目標
1．闡明“綠葉中色素的提取和分離”實驗的原理與方法。 2．說出植物捕獲光能的色素的種類和作用。 3．說明葉綠體適于進行光合作用的結構特點。 1．生命觀念——認同葉綠體的結構特點與其作為光合作用的場所相適應。 2．科學探究——通過對“綠葉中色素的提取和分離”實驗的操作，提升實驗探究能力。
分點突破(一)　綠葉中色素的提取和分離
基礎·
1．原理
(1)提取原理：綠葉中的色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中。
(2)分離原理：不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。
2．實驗用品及作用(連線)
3．實驗步驟
(1)色素的提取
(2)色素的分離
4．葉綠體色素的吸收光譜
色素 主要吸收的光 光譜出現峰值的波長
葉綠素 葉綠素a 藍紫光、紅光 紅光區：663 nm 藍紫光區：429 nm
葉綠素b 紅光區：645 nm 藍紫光區：453 nm
類胡蘿卜素 胡蘿卜素 藍紫光 450 nm左右有兩個相鄰的峰值
葉黃素
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．實驗過程中，甲同學忘記加入二氧化硅和碳酸鈣，乙同學忘記加入無水乙醇，丙同學加的無水乙醇過多。請分析他們可能出現的實驗結果。
提示：甲同學研磨不充分，部分色素被破壞，過濾收集的濾液顏色淺。乙同學不能提取到色素。丙同學的濾液顏色淺，提取的濾液色素的濃度低。
2．材料Ⅰ：海洋中的藻類植物具有一定的垂直分布：淺水處多為綠藻，稍深處多為褐藻，更深處多為紅藻。
材料Ⅱ：從物理學的角度分析，光的波長越短，能量越多，透射的深度也就越深。可見光中，紅光波長最長，透射的深度也就最淺。海水中透射率最高的是綠光。探究回答下列問題：
(1)綠藻之所以看起來是綠色的，可能的原因是什么？
提示：綠藻中的色素對綠光吸收率最小，綠光被反射出來。
(2)海水中綠光透射率最高，而在深海中分布最多的是紅藻，從光合色素的角度解釋原因。
提示：紅藻中的色素對綠光有較高的吸收能力。
二、在“系統思維”中提能
1．綠葉中色素提取實驗注意事項
(1)分離色素時，一般選擇新鮮的綠色葉片，因為新鮮綠葉中葉綠素的含量較高。
(2)研磨過程中加入無水乙醇的作用是溶解色素。
(3)研磨過程要迅速、充分，目的是防止乙醇揮發，并使色素充分溶解。
(4)碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞，且主要保護的是葉綠素。
(5)二氧化硅的作用是使葉片研磨充分。
(6)盛放濾液的試管口(燒杯)要塞嚴，目的是防止乙醇揮發和色素氧化。
2．綠葉中色素分離實驗注意事項
(1)制備濾紙條時：一要保證濾紙干燥，目的是使層析液能夠在濾紙上快速擴散；二要剪去一端兩角，目的是防止色素沿邊緣擴散太快。
(2)畫濾液細線的要求是細、齊、直，目的是使分離出來的色素帶平整不重疊。
(3)畫濾液細線時，要在首次畫完干燥后再畫1～2次，目的是使分離出的色素帶清晰分明。
(4)濾液細線一定不能觸及層析液，以防止色素溶解在層析液中，在濾紙上觀察不到色素帶。
(5)試管(小燒杯)一定要蓋嚴，防止層析液中的成分揮發。
3．綠葉中色素的提取和分離實驗的異常現象分析
(1)收集到的濾液中綠色過淺的原因分析
①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。
②使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。
③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。
④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。
(2)濾紙條色素帶重疊：濾液細線畫得過粗。
(3)濾紙條看不見色素帶
①忘記畫濾液細線。
②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。
應用·
1．下列關于用新鮮菠菜葉進行葉綠體中色素提取、分離實驗的敘述，正確的是(　　)
A．應該在葉片研磨后立即加入CaCO3，防止色素被破壞
B．即使菠菜葉剪得不夠碎，也可以提取出4種色素
C．為獲得10 mL提取液，研磨時一次性加入10 mL無水乙醇的提取效果最好
D．將研磨液迅速倒入基部放有濾紙的玻璃漏斗中進行過濾，將濾液收集到試管中
解析：B　提取色素時，應在葉片研磨前加入CaCO3，防止色素被破壞，A錯誤；菠菜葉剪得不夠碎，會造成提取液中色素的含量較少，分離出的色素帶變窄，但分離得到的色素的種類不變(4種)，B正確；在研磨時，分次加入10 mL無水乙醇比一次性加入10 mL無水乙醇的提取效果好，C錯誤；色素容易吸附在濾紙上，故過濾研磨液時不能用濾紙，可用尼龍布，D錯誤。
2．下列有關“綠葉中色素的提取和分離”實驗的敘述中，錯誤的是(　　)
A．研磨時加入CaCO3可防止葉綠素在酸性條件下分解
B．濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶均勻且比較直
C．畫濾液細線時需迅速重復多畫幾次以增加色素的含量
D．濾紙條上相鄰且距離濾液細線最遠的兩條色素帶呈橙黃色和黃色
解析：C　將剪碎的綠葉放入研缽后應該依次加入二氧化硅(充分研磨)、碳酸鈣(防止色素被破壞)和無水乙醇(提取色素)，A正確；濾紙條的一端剪去兩角的目的是使色素帶均勻且比較直，防止色素帶不整齊，B正確；畫濾液細線的要求是細、齊、直，待濾液干后，還要重復畫幾次，C錯誤；實驗成功后應該可以清晰地看到濾紙條上有四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)，色素帶的寬窄與色素含量相關，D正確。
3．(2021·江蘇南通高一檢測)為了測定葉片葉綠體色素含量，某中學興趣小組利用兩種方法分別提取菠菜葉片的葉綠體色素，并測定含量，實驗過程如圖所示。相關敘述錯誤的是(　　)
A．方法①中的“？”代表的是SiO2，加入該成分以便研磨更充分
B．方法①、②中加入CaCO3的作用是保護葉綠素，提高色素的提取量
C．方法②中沸水浴可破壞膜結構，使色素充分釋放
D．方法②延長沸水浴時間，色素提取更充分
解析：D　方法①中的“？”代表的是SiO2，它能破壞細胞結構，加入該成分以便研磨更充分，A正確；方法①、②中加入CaCO3的作用是保護葉綠素在研磨時不被破壞，提高色素的提取量，B正確；方法②中沸水浴可破壞膜上蛋白質結構，從而破壞膜結構，使色素充分釋放，C正確；方法②延長沸水浴時間，葉綠體中的色素會被分解，色素提取量變少，D錯誤。
4．(2021·河北石家莊高一月考)在進行光合色素的提取和分離實驗時，取一圓形濾紙，在濾紙中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，將會得到近似同心的四個色素環，如圖。下列說法錯誤的是(　　)
A．通常提取液呈現綠色是因為葉片中葉綠素的含量比類胡蘿卜素的高
B．提取色素時加入少許CaCO3和SiO2
C．若提取的是缺鎂葉片中的色素，則最外側兩圈色素環顏色較淡
D．最外側兩圈色素環的色素主要吸收藍紫光
解析：C　色素中葉綠素含量多，所以提取液通常呈綠色，A正確；提取色素時加少許SiO2可使研磨更充分，加少許CaCO3可保護色素，B正確；鎂是合成葉綠素的原料，若葉片缺鎂，則葉綠素含量少，會使最內側的兩圈色素環顏色較淡，C錯誤；最外側兩圈色素是胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍紫光，D正確。
方法點撥
此類考查課本基礎實驗的原理，要求學生掌握提取和分離葉綠體中色素的方法，理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用，并對實驗現象和結果進行解釋、分析、處理。
分點突破(二)　葉綠體的結構和功能
基礎·
1．形態：一般呈扁平的橢球形或球形。
2．結構
3．功能：是進行光合作用的場所。
4．葉綠體功能的實驗驗證
(1)實驗者：德國科學家恩格爾曼。
(2)實驗過程及現象
過程 現象
水綿和需氧細菌 （黑暗、無空氣） 極細光束照射水綿 需氧細菌只集中分布在葉綠體被光束照射到的部位
完全曝光 需氧細菌分布在葉綠體所有受光的部位
用透過三棱鏡的光照射水綿 大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區域
(3)實驗結論：O2是由葉綠體在光照條件下釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．一般植物的葉片在春、夏季為綠色，而在秋季呈黃色。出現這一現象的原因是什么？
提示：在春、夏季節，葉子中葉綠素含量多于類胡蘿卜素含量，葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以呈綠色。在秋季，葉綠素被破壞，類胡蘿卜素完好，葉子呈現出類胡蘿卜素的顏色，所以呈現黃色。
2．如圖是恩格爾曼實驗裝置改裝示意圖。光線通過葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿，一段時間后，水綿周圍需氧細菌分布無顯著變化，請分析其原因。
提示：光線通過葉綠體色素提取液后，紅光和藍紫光被吸收，水綿光合作用微弱，產生O2較少，因此需氧細菌分布無顯著變化。
二、在“系統思維”中提能
1．葉綠體、色素與光合作用
(1)并不是所有的植物細胞都含有葉綠體，只有進行光合作用的植物細胞才含有葉綠體。
(2)色素不只是分布于葉綠體中，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)葉綠體不是細胞進行光合作用的唯一場所，如藍細菌細胞沒有葉綠體，它進行光合作用的場所是細胞質。
2．恩格爾曼實驗分析
(1)選材巧妙：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于實驗現象的觀察；需氧細菌的分布可以顯示氧氣的釋放部位。
(2)實驗處理得當：把載有水綿和需氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環境中，排除了外界氧氣和光照的影響，使實驗更具說服力。
(3)實驗對照設置合理：用極細的光束照射，葉綠體分為受光部位和不受光部位，形成一組對照；局部光照和完全光照也形成一組對照。
應用·
1．(2021·江蘇徐州高一檢測)將葉綠體從葉肉細胞中分離出來，破壞其外膜，仍可以進行光合作用。如圖是葉綠體的結構模式圖，以下分析正確的是(　　)
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．葉綠素被破壞則不能進行光合作用
D．葉綠體外膜具有全透性，起支持和保護作用
解析：C　光合作用分為光反應和暗反應，光反應所需要的酶在③基粒上，暗反應所需要的酶在④葉綠體基質中，A錯誤；光合作用所需的色素主要位于類囊體薄膜上，即位于③基粒上，B錯誤；若葉綠素被破壞，光反應過程將無法進行，導致光合作用不能進行，C正確；葉綠體外膜具有選擇透過性，D錯誤。
2．(2022·北京高一檢測)把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環境里，然后用極細的光束照射水綿，通過顯微鏡觀察發現，好氧細菌只集中在葉綠體被光束照射的部位。該實驗證明了(　　)
A．葉綠體能產生營養物質
B．光合作用產生淀粉
C光合作用釋放的O2來自水
D．葉綠體是光合作用的場所
解析：D　好氧細菌集中在被光束照射的葉綠體上，說明葉綠體產生了O2，即進行了光合作用，所以葉綠體是進行光合作用的場所。
網絡構建(一圖串盡主干知識)
[課時跟蹤檢測]
[基礎鞏固練]
知識點一　綠葉中色素的提取和分離
1．(2021·江蘇鎮江高一期末)紙層析法分離葉綠體色素時，濾紙條上距離濾液細線最近的色素的名稱和顏色分別是(　　)
A．葉綠素a、藍綠色 B．葉綠素b、黃綠色
C．胡蘿卜素、橙黃色 D．葉黃素、黃色
解析：B　分離色素的原理是根據色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的在濾紙條上擴散速度最快，而色素帶的寬窄取決于色素的含量。濾紙條從下到上依次是：葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，所以濾紙條上距離濾液細線由近到遠的顏色依次為黃綠色、藍綠色、黃色、橙黃色。因此濾紙條上距離濾液細線最近的色素的名稱和顏色分別是葉綠素b和黃綠色。
2．(2020·江蘇徐州高一期末)某同學在做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，為了確定無水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，進行了4組實驗，實驗結果如圖所示，其中第④組實驗結果是完全正確的。下列針對實驗結果的相關分析錯誤的是(　　)
A．第①組可能未加CaCO3
B．第②組可能用水代替了無水乙醇提取色素
C．第③組可能未加SiO2
D．第④組實驗得到的濾紙條上最寬的色素帶為葉綠素b
解析：D　①組實驗結果不理想的原因有可能是未加CaCO3而使葉色素被破壞，A正確；色素能溶解在無水乙醇中，而不能溶于水，所以第②組可能用水取代了無水乙醇，不能提取出色素，B正確；③中色素帶較窄，分離出的色素少，原因可能是未加SiO2而使得研磨不充分，C正確；第④組為正常操作下獲得的色素帶，最寬的色素帶是含量最多的葉綠素a，D錯誤。
3．(2021·北京高一期末)學生利用新鮮菠菜葉進行綠葉中色素的提取和分離實驗時，由于各組操作不同，出現了下列四種不同的層析結果。下列分析不合理的是(　　)
A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液
B．乙可能是因為研磨時未加入SiO2
C．丙是正確操作得到的理想結果
D．丁可能是因為研磨時未加入CaCO3
解析：C　甲圖中沒有提取到任何色素，有可能是用蒸餾水作溶劑，而色素不溶于水；乙圖中得到色素的比例是合適的，但量都較少，可能是沒有加入SiO2，使研磨不夠充分；丙圖中提取色素的含量較高，但葉綠素的含量低于類胡蘿卜素的含量，說明該材料有可能是發黃的葉片，故選材不理想；丁圖中有可能是破壞了葉綠素，導致葉綠素的含量下降，而CaCO3可防止研磨中色素被破壞。
知識點二　葉綠體的結構和功能
4．如圖為葉綠體結構示意圖，下列有關葉綠體結構與功能的敘述，錯誤的是(　　)
A．①和②具有選擇透過性
B．③上既有光合色素又有與光合作用有關的酶
C．③和④上都有與光合作用有關的酶
D．有葉綠體的細胞才能進行光合作用
解析：D　圖中結構①是葉綠體的外膜，②是葉綠體的內膜，都是由磷脂和蛋白質構成，在功能上具有選擇透過性，A正確；③是類囊體薄膜，其結構上既有光合色素又有與光合作用有關的酶，B正確；光合作用包括光反應和暗反應，與光合作用光反應有關的酶分布在③上，與光合作用暗反應有關的酶分布在④中，C正確；有葉綠體的細胞能進行光合作用，但藍細菌沒有葉綠體，也能進行光合作用，D錯誤。
5．為探究葉綠體吸收光能后是否有氧氣產生，某學者設計了以下實驗：制作載有水綿和好氧細菌的臨時裝片，用極細光束照射水綿，同時放在顯微鏡下觀察。下列關于該實驗的分析，錯誤的是(　　)
A．在光束照射到水綿之前，應該加三棱鏡將混合光分解成連續光譜
B．臨時裝片應放置在沒有空氣的黑暗環境中
C．好氧細菌起指示作用
D．水綿的帶狀葉綠體有利于設置對照實驗
解析：A　本實驗的目的是探究葉綠體在吸收光能后能否產生氧氣，而與光的種類沒有關系，不需用三棱鏡將混合光分解成連續光譜；為了防止空氣、光對實驗結果的影響，應該將臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環境中；好氧細菌的分布密疏，表示了氧氣產生的多少；水綿的葉綠體便于觀察且有利于設置對照實驗。
6．(2020·江蘇南京高一檢測)光照強度改變時，葉綠體會改變分布狀態以適應環境的變化。下列關于光照強度對葉綠體分布的敘述，正確的是(　　)
A．強光下葉綠體會匯集到細胞頂面，以最大限度地吸收光能
B．弱光下葉綠體會移動到細胞側面，以避免光照帶來的傷害
C．強光下葉綠體會以其較大的面對著光源，以便于反射掉更多的光
D．弱光下葉綠體會以其較大的面對著光源，以便于最大限度地吸收光能
解析：D　強光條件下，葉綠體移動到細胞兩側，并且以其側面對著光源以避免強光的傷害，A、C錯誤；弱光條件下，葉綠體會匯集到細胞頂面，并且以其較大的面對著光源，能最大限度地吸收光能，保證高效率的光合作用，B錯誤，D正確。
7．將長勢相同的三盆麥苗分別置于鐘罩內，如圖所示，若干天后，與丙盆相比，甲、乙兩盆麥苗的長勢是(　　)
A．甲、乙、丙三盆麥苗長勢相近
B．乙與丙長勢相近，甲比丙長勢差
C．甲與丙長勢相近，乙比丙長勢差
D．甲、乙長勢都比丙好
解析：B　只有綠光能透過綠色透明膜，光合色素對綠光吸收最少，光合作用最弱，甲裝置中麥苗長勢較差；只有藍紫光能夠透過藍紫色透明膜，光合色素對藍紫光吸收較多，植物進行的光合作用較強，因此乙裝置中麥苗長勢較好；太陽光能夠透過無色透明膜，丙裝置中植物進行的光合作用最強。
8．如圖表示葉綠體中色素的吸收光譜(顏色深、淺分別表示吸收量多、少)，則甲、乙兩圖分別是(　　)
A．胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜
B．葉綠素、胡蘿卜素的吸收光譜
C．葉黃素、葉綠素的吸收光譜
D．葉黃素、胡蘿卜素的吸收光譜
解析：B　由圖可知，甲圖吸收光譜在藍紫光區和紅光區都有涉及，應為葉綠素的吸收光譜；乙圖吸收光譜只在藍紫光區，應為胡蘿卜素的吸收光譜。
[素養提升練]
9．(多選)(2021·河北石家莊高一檢測)某同學在進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，進行了以下操作。該同學的操作錯誤的是(　　)
A．將5 g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后直接進行研磨
B．將預備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1 cm處用鉛筆畫一條橫線
C．為增強實驗效果，將濾液細線畫粗些并進行多次重復
D．將濾紙條畫有濾液細線的一端朝下，輕輕插入層析液中，讓濾液細線浸入層析液
解析：ACD　將5 g新鮮的菠菜葉剪碎，放入研缽中，加入無水乙醇、SiO2、CaCO3以后，迅速研磨，A錯誤；將預備好的濾紙條一端減去兩角，在距這一端1 cm處用鉛筆畫一條橫線，B正確；用毛細管吸取少量濾液，沿鉛筆線處小心均勻地畫出一條濾液細線，為增強實驗效果，待濾液干后，再畫1～2次，C錯誤；將濾紙條畫有濾液細線的一端朝下，輕輕插入層析液中，但濾液細線不能觸及層析液，D錯誤。
10．(多選)如圖甲是葉綠體結構模式圖，圖乙是從圖甲中取出的部分結構放大圖。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．圖甲生物膜的面積主要靠內膜向內折疊成嵴而增大
B．圖乙所示的結構來自圖甲中的③
C．③中的葉綠素在液泡中也有
D．②上含有與光合作用有關的酶
解析：ACD　題圖甲是葉綠體，主要通過大量的類囊體堆疊成基粒來增大膜面積，A錯誤；題圖甲中的③是類囊體，題圖乙含有光合色素，光合色素分布在類囊體薄膜上，所以題圖乙所示的結構來自題圖甲中的③，B正確；③中的色素是葉綠素和類胡蘿卜素，與光合作用有關，液泡中的色素是花青素等，和光合作用沒有關系，C錯誤；②是葉綠體外膜，與光合作用有關的酶分布在③和④中，D錯誤。
11．(多選)甲、乙兩同學進行色素的提取和分離。如圖為濾紙層析的結果(Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ為色素帶)。下列敘述正確的是(　　)
A．畫濾液細線時，濾液在點樣線上可以連續畫2～3次
B．色素Ⅲ、Ⅳ在層析液中的溶解度小于Ⅰ、Ⅱ
C．乙同學結果異常，原因可能是用的葉片是老葉
D．色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收藍紫光
解析：BC　畫濾液細線時，待濾液干后，再畫下一次，如此重復2～3次，A錯誤；色素Ⅰ、Ⅱ在層析液中的溶解度大于Ⅲ、Ⅳ，B正確；乙同學的實驗結果中葉綠素a和葉綠素b的色素帶明顯窄很多，說明這兩種色素含量少，有可能用的是老葉，C正確；色素Ⅲ、Ⅳ是葉綠素a和葉綠素b，主要吸收紅光和藍紫光，D錯誤。
12．(2021·江蘇南通高一檢測)美國科學家恩格爾曼利用一種綠藻(這種綠藻具有呈螺旋狀的葉綠體)研究光對光合作用的效應。他將該種綠藻放在一張載有細菌(好氧細菌)懸浮液的玻片上，這些細菌會移向氧濃度高的區域。他觀察到細菌在不同光照下的分布情況，結果如圖所示：
(1)描述B情況下細菌的分布情況如何：____________________________，如此分布是因為光合作用釋放了________。
(2)該實驗證實了光合作用的場所是________，吸收光能的色素和催化反應的酶分別分布在____________、________________。
(3)恩格爾曼進行裝置C的實驗，其目的是________________________________，在________點的細菌特別多。
解析：(1)白光的光質較為均勻，細菌集中分布在葉綠體周圍；如此分布是因為光合作用釋放了O2。(2)通過螺旋狀的葉綠體與好氧細菌的關系可以看出進行光合作用的場所為葉綠體，色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，而酶有的分布在類囊體上，有的分布在葉綠體的基質中。(3)C圖將不同光質作用于葉綠體，目的是找出不同顏色的光對光合作用的影響。在紅光和藍光點的細菌特別多，因為色素主要吸收紅光和藍紫光。
答案：(1)細菌集中分布在葉綠體周圍　O2　(2)葉綠體　類囊體的薄膜上　類囊體上和葉綠體基質中　(3)找出不同顏色的光對光合作用的影響　紅光和藍光　
13．如圖1所示為某生物興趣小組利用韭菜宿根進行相關實驗的流程，請分析回答：
(1)提取色素時為了研磨充分應加入________，紙層析法分離色素的原理是___________
______________________________________________________________________________。
(2)紙層析法分離色素的“結果①”如圖2所示，其中共有的色素帶的顏色是____________，據此能得出的結論是________________________。
(3)將剛制備的等量的韭菜和韭黃的色素濾液放在陽光與三棱鏡之間，“結果②”吸收光譜最明顯的差異出現在____(填“藍紫”或“紅”)光區域。將制得的韭菜色素濾液放在強光下曝光1～2 h，再重復上述實驗，其結果與韭黃色素濾液的實驗結果基本一致，其原因是
________________________________________________________________。
(4)一分子葉綠素中含有一個Mg2＋(可被H＋、Cu2＋等置換)。將韭菜色素濾液用質量分數為5%的HCl溶液處理一段時間后，其顏色與研磨過程中未加入________時的顏色相似。
解析：(1)為了使研磨充分，一般要加入二氧化硅。色素在層析液中的溶解度不同，因此在濾紙條上的擴散速度不同，從而可利用紙層析法達到分離色素的目的。(2)用綠葉作實驗材料，通過紙層析法分離色素，濾紙條上從上到下形成四條色素帶，依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。圖2中“結果①”中共有的兩條色素帶是橙黃色的胡蘿卜素和黃色的葉黃素。韭黃在避光條件下生長，其色素濾液經紙層析法分離后沒有葉綠素a和葉綠素b的色素帶，因此可推知葉綠素的形成需要光照。(3)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，而類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此“結果②”吸收光譜差異最明顯的是紅光區域。葉綠素化學性質不穩定，在強光下易分解。(4)在研磨時加入碳酸鈣可防止研磨過程中酸破壞葉綠素。
答案：(1)二氧化硅(SiO2)　色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴散得快，反之則慢　(2)橙黃色、黃色　葉綠素的形成需要光　(3)紅　葉綠素不穩定，在強光下易分解　(4)碳酸鈣(CaCO3)
14．圖1表示葉綠素分子將其側鏈插入到生物膜結構中，圖2表示用分光光度計測定的葉綠素 a 分子對不同光的吸收值。請回答下列問題：
(1)圖1所示的生物膜為________。
(2)葉綠 a 主要吸收________________光。
(3)有同學認為僅根據吸收光譜圖并不能判斷哪些波長的光對光合作用最有效(由在不同波長光的作用下的光合效率繪制成的圖像稱為作用光譜)。請用以下實驗材料用具進行探究。
實驗材料及用具：水綿、好氧并可以游動的細菌、三棱鏡、白色光源、顯微鏡等。
實驗原理：
①水綿在光照條件下可以進行光合作用產生氧氣。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
實驗步驟：
①取一些好氧并可以游動的細菌放在含有一條水綿的溶液中，制成臨時裝片。
②將臨時裝片置于________________的環境中。
③將________________的光投射到一段水綿上。
④觀察水綿不同部位聚集的好氧細菌的多少。
實驗結果及分析：根據上述實驗結果，某同學畫出了水綿的作用光譜與葉綠素a吸收光譜曲線如圖3所示。
兩者是否完全吻合？________，其原因可能是____________________________________
__________________________________________________________________________。
解析：(1)圖1所示的生物膜上有色素，應是類囊體薄膜。(2)由圖可知，葉綠素a主要吸收400～500 nm的藍紫光和650～700 nm的紅光。(3)實驗原理中，因為水綿在光照條件下可以進行光合作用產生氧氣，而好氧細菌會聚集在氧氣含量高的部位，可以根據其聚集程度判斷氧氣釋放速率即光合效率。實驗步驟：臨時裝片應放置在黑暗且無空氣的環境中，然后將通過三棱鏡的光照射到一段水綿上，觀察水綿的不同部位聚集的好氧細菌的多少。由實驗結果可知，兩者不完全相同，因為在葉綠體中參與光合作用的色素除葉綠素a外，還有葉綠素b等其他色素，作用光譜反映的是這些光合色素共同作用的結果。
答案：(1)類囊體薄膜　(2)紅光和藍紫　(3)好氧細菌會聚集在氧氣含量高的部位，可以根據其聚集程度判斷氧氣釋放速率即光合效率　黑暗無空氣　通過三棱鏡　不完全吻合　參與光合作用的色素除葉綠素a外，還有葉綠素b等其他色素，作用光譜反映的是這些光合色素共同作用的結果

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