資源簡介

(共43張PPT)
第
14
講
捕獲光能的色素和結構
考點 五年考情（2020-2024） 命題趨勢
考點2 光合作用的過程及其影響因素 （5年5考） 2024·貴州、廣東、北京、浙江、江西、全國、山東、湖北、甘肅、河北、安徽、湖南、廣東、吉林2023·湖北、北京、全國、山東、浙江、廣東、湖南2022·湖南、山東、廣東、全國、浙江2021·北京、湖南、河北、全國、遼寧、江蘇、海南、福建、浙江、山東、天津2020·江蘇、全國、浙江、天津、山東 從近五年全國各地的高考試題來看，光合作用專題以一種或多種環境因素對光合作用過程影響的實驗數據表或坐標曲線為情境，復雜程度較大，綜合考查獲取信息、分析問題的能力。該部分內容的命題選擇題和非選擇題均有出現，光合作用在非選擇題中側重分析不同環境條件下光合作用過程中物質和能量的變化、探究環境因素對光合作用速率的影響及光合作用速率和呼吸作用速率的測定。
綠葉中色素的提取和分離
考點一
考點情境
研究表明，光照會影響韭菜葉綠素的合成，但不會影響類胡蘿卜素的合成。請利用色素的提取和分離技術，以暗處生長的韭菜幼苗作為材料，設計實驗以驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。
將部分韭菜幼苗置于光照條件下培養(甲組)，部分置于黑暗條件下培養(乙組)。一段時間后，提取并用紙層析法分離兩組韭菜中的色素，比較濾紙條上的色素帶。
實驗思路
考點情境
研究表明，光照會影響韭菜葉綠素的合成，但不會影響類胡蘿卜素的合成。請利用色素的提取和分離技術，以暗處生長的韭菜幼苗作為材料，設計實驗以驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。
甲組濾紙條上的橙黃色和黃色的色素帶與乙組濾紙條上的橙黃色和黃色的色素帶基本一致；甲組濾紙條上有藍綠色和黃綠色的色素帶，乙組濾紙條上沒有藍綠色和黃綠色的色素帶。
預期結果
【任務1】
從韭菜葉中提取和分離色素的原理分別是什么　
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
提取原理：
分離原理:
色素能夠溶解在有機溶劑(如無水乙醇)中，而不溶于水
各種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
(也可用95%的乙醇加入適量無水碳酸鈉來代替）
分離方法:
紙層析法
提取
色素
稱取5g綠色葉片,剪碎,放入研缽中
研磨:
收集濾液
制備濾紙條
制備濾紙條,端剪去兩角，使擴散均勻
在距離剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線
SiO2:
CaCO3：
無水乙醇：
增大摩擦,使研磨更充分
防止色素被破壞
溶解色素
過濾:
用單層尼龍布過
防止乙醇揮發
和色素氧化
試管口加棉塞
【任務2】
簡述韭菜葉中提取和分離色素實驗的步驟
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
畫濾液細線
制備濾紙條
毛細吸管吸取少量濾液
將適量的層析液倒入試管中
沿鉛筆線畫出一條細線
待濾液干后，再畫一兩次
將濾紙條輕輕插入層析液中
用棉塞塞緊試管口
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
【任務2】
簡述韭菜葉中提取和分離色素實驗的步驟
色素帶 色素種類 色素顏色 色素含量 溶解度 擴散速度
胡蘿卜素
葉黃素
葉綠素a
葉綠素b
橙黃色
最少
最高
最快
黃色
較少
較高
較快
藍綠色
最多
較低
較慢
黃綠色
較多
最低
最慢
葉綠素由C、H、O、N、Mg構成
葉綠素
（含量約占3/4）
類胡蘿卜素（含量約占1/4）
【任務3】
實驗結果及分析
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
0
450
500
550
600
650
700
400
50
100
吸收光能的百分比
波長/nm
類胡蘿卜素
葉綠素a
葉綠素b
認真觀察“葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜”,找出各色素吸收峰值范圍
【任務4】
葉綠體中色素的吸收光譜分析
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
吸收范圍
可見光的波長范圍大約是 。
一般葉綠體中的色素只吸收 ，對紅外光和紫外光不吸收
色素功能:
類胡蘿卜素主要吸收 。
藍紫光和紅光
藍紫光
葉綠素主要吸收 ;
(吸收、傳遞轉化光能)
【任務4】
葉綠體中色素的吸收光譜分析
390～760 nm
可見光
葉綠素a在紅光區的吸收峰值大于葉綠素b的吸收峰值，在藍紫光區的吸收峰值小于葉綠素b的吸收峰值，且吸收峰值均位于紅光區和藍紫光區的外側
綠色光源發出綠色的光，這種波長的光線不能被光合色素吸收，因此無法用于光合作用中制造有機物
(1)(必修1 P99圖5－12)葉綠素a和葉綠素b在紅光區和藍紫光區吸收光能的差異是？
提示：
(2)(必修1 P99旁欄思考)植物工廠里不用發綠光的光源的原因是？
提示：
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
細節拾遺
B
考向一：色素的提取與分離實驗
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
1.下列關于綠葉中色素的提取和分離實驗的操作,正確的是 ( 　)
A.使用干燥的定性濾紙過濾后收集濾液
B.將干燥處理過的定性濾紙條用于層析
C.在畫出一條濾液細線后緊接著重復畫線2~3次
D.研磨葉片時,用體積分數為70%的乙醇溶解色素
[解析]過濾時應該采用尼龍布,不能用定性濾紙,A錯誤;
將干燥處理過的定性濾紙條用于層析,有利于層析液擴散,B正確;
在畫出一條濾液細線后待其干后再重復畫線1~2次,C錯誤;
研磨葉片時,用無水乙醇溶解色素,利用了光合色素易溶于有機溶劑的特征,D錯誤。
【解析】　提取葉綠體中的色素時，加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，A錯誤；連續多次重復畫濾液細線可累積更多的色素，但也會使濾液細線過粗，從而在分離中出現色素帶重疊的現象，B正確；該實驗只能定性分析色素的種類及溶解度等，無法準確測定濾液中各種色素的含量，C錯誤；花青素是水溶性色素，不可通過該實驗中的有機溶劑提取，D錯誤。
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
D
2.(2024·華師一附中期中)如圖是某同學用無水乙醇分別提取正常光照和強光照下某種植物等量葉片中的光合色素，然后用層析液進行紙層析得到的結果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列相關敘述正確的是(　　)
A.實驗研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸鈣過少，都會導致色素條帶顏色變深
B.實驗中對研磨液過濾時，采用濾紙過濾，實驗效果更好
C.色素分離過程中如果濾液細線觸及層析液，會縮短四條色素帶間的距離
D.與正常光照下相比，該植物強光照下葉片會發黃
考向一：色素的提取與分離實驗
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
【解析】　實驗研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸鈣(保護葉綠素)過少，都會導致色素條帶顏色變淺，A錯誤；實驗中對研磨液過濾時，采用濾紙過濾，會使色素吸附在濾紙上，導致實驗失敗，B錯誤；色素分離過程中如果濾液細線觸及層析液，會使色素溶解在層析液中，看不到四條色素帶，C錯誤。
④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞
②濾液細線沒有達到細、齊、直要求，使色素擴散不一致
②濾液細線接觸層析液且時間較長，色素溶解到層析液中
①未加二氧化硅,研磨不充分
②使用放置數天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少
③一次加入大量的無水乙醇，提取液濃度太低
①沒經干燥處理
①忘記畫濾液細線
綠葉中色素的提取與分離實驗異常現象分析
收集的濾液色素過淺
濾紙條色
素帶重疊
濾紙條看不見色素帶
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
3.(2024·山東臨沂聯考)高等植物的光合作用依賴光合色素。不同環境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉化，這種轉化稱為“葉綠素循環”。研究發現，在適當遮光條件下，葉綠素a/葉綠素b的值會降低，以適應環境。下圖是①②兩種葉綠素的吸收光譜。下列關于葉綠素的敘述，正確的是(　　)
D
A.圖中①和②主要分布在葉綠體的內膜上
B.利用紙層析法分離色素時，②應位于濾
紙條的最下端
C.植物葉片呈現綠色是由于①②主要吸收
綠光
D.弱光下①的相對含量增高有利于植物對弱光的利用
考向二：捕獲光能的色素
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
【解析】　圖中①(葉綠素b)、②(葉綠素a)主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上，A錯誤；利用紙層析法分離色素時，①(葉綠素b)應位于濾紙條的最下端，B錯誤；
植物葉片呈現綠色是由于①②吸收綠光最少，反射綠光，C錯誤；
在適當遮光條件下，葉綠素a/葉綠素b的值會降低，以適應環境，故弱光下①(葉綠素b)的相對含量增高有利于植物對弱光的利用，D正確。
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
4.(2024·遼寧大連模擬)如圖為正常綠葉的葉綠素a的吸收光譜、色素總吸收光譜以及光合作用的作用光譜(作用光譜代表不同波長下植物的光合作用效率)。由圖中信息分析，下列敘述錯誤的是(　　)
考向二：捕獲光能的色素
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
A.色素的吸收光譜可以通過測量對不同波長光的吸收值來
繪制，作用光譜可以通過測量不同波長相應的O2釋放量來繪制
B.總吸收光譜與葉綠素a吸收光譜曲線不吻合，說明綠葉
中還含有其他吸收光能的色素
C.總吸收光譜與作用光譜表現出高度一致性，說明綠葉中色素吸收的光能幾乎都能用于光合作用
D.總吸收光譜與作用光譜在450～500 nm波長處出現較大差異，說明其他色素對能量的轉換效率比葉綠素對能量的轉換效率高
D
【解析】　D　色素的吸收光譜可以通過測量對不同波長光的吸收值來繪制，作用光譜代表各種波長下植物的光合作用效率，可以通過測量不同波長相應的O2釋放量來繪制，A正確；總吸收光譜與葉綠素a吸收光譜曲線不吻合，說明綠葉中除了葉綠素a，還含有其他色素，也能吸收光能，B正確；總吸收光譜與作用光譜表現出高度一致性，說明綠葉中色素吸收的光能幾乎都能用于光合作用，C正確；綠葉中的類胡蘿卜素主要吸收450～500 nm(藍紫光)波長的光，在可見光的其他波段，總吸收光譜與作用光譜幾乎完全重疊，說明葉綠素吸收的光能幾乎全部用于光合作用，450～500 nm波長處出現較大差異，說明類胡蘿卜素吸收的光能有一部分不能轉化成光合作用的能量，進而說明葉綠素比其他色素對能量的轉換效率高，D錯誤。
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
5.(2023·海南卷，節選)海南是我國火龍果的主要種植區之一，由于火龍果是長日照植物，冬季日照時間不足導致其不能正常開花，在生產實踐中需要夜間補光，使火龍果提前
開花，提早上市。某團隊研究了同一光照強度下，不同補光光
源和補光時間對火龍果成花的影響，結果如圖。
考向二：捕獲光能的色素
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
(1)本次實驗結果表明，三種補光光源中最佳的是____________________，該光源的最佳補光時間是_____小時/天，判斷該光源是最佳補光光源的依據是________________________________________________________________________。
(2)現有可促進火龍果增產的三種不同光照強度的白色光源，設計實驗方案探究成花誘導完成后提高火龍果產量的最適光照強度(簡要寫出實驗思路)。
紅光＋藍光
6
不同的補光時間條件下，紅光＋藍光光源組平均花朵數均最多
將生長狀況相同的火龍果隨機均分為三組，分別用三種不同光照強度的白色光源對火龍果進行夜間補光6小時，其他條件相同且適宜，一段時間后觀察記錄每組平均花朵數。
綠葉中色素的功能和合成
(1)功能：
色素可以吸收、傳遞和轉化光能。
(2)影響葉綠素合成的因素
①光照:
②溫度：
③礦質元素：
光是影響葉綠素合成的主要因素，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而黑暗條件下葉片發黃。
溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性，進而影響葉綠素的合成。低溫時，葉綠素分子易被破壞，葉片發黃。
葉綠素中含N、Mg等元素，若缺少這些元素，將導致葉綠素無法合成，老葉先變黃。另外，Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也將導致葉綠素合成受阻，幼葉先變黃。
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
歸納提示
葉綠體的結構與功能
考點二
考點情境
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懸浮液的玻片上，這些細菌會移向氧濃度高的區域。他觀察細菌在不同光照下的分布情況
細菌均勻分布在綠藻周圍(細菌均勻分布在葉綠體周圍)
(1)描述B情況下細菌的分布情況如何：_____________。
(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_________________、_______________________________。
基粒類囊體薄膜上和葉綠體基質
葉綠體
基粒類囊體薄膜上
(3)恩格爾曼實驗要在沒有空氣的黑暗環境中進行的原因是什么？
排除氧氣和極細光束外的其他光的干擾。
結構
功能：
實驗：
外部：
雙層膜
內部
葉綠體基質:
基粒:
進行光合作用的場所
好氧細菌只分布于葉綠體被光束照射的部位
含有與暗反應有關的酶
由類囊體堆疊而成分布有色素和與光反應有關的酶
【任務5】
從以下方面分析葉綠體的結構適于進行光合作用
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
黑暗
無空氣
O2是由_______在_____條件下釋放出來的，__________是光合作用的場所
葉綠體
光照
葉綠體
(1)第一個實驗
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
水綿
水綿
+
完全曝光→需氧細菌分布在葉綠體所有受光的部位
完全光照
黑暗，無空氣
極細光束照射
好氧細菌
②實驗結論：
①實驗過程：
【任務6】
簡述恩格爾曼對葉綠體功能的實驗驗證
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發現大量的需氧細菌聚集在_______________區域。
a.葉綠體主要吸收________________。
(3)總結：在葉綠體內部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的_________，在_______________________中,還有許多進行光合作用所必需的酶。____________是葉綠體捕獲光能、進行光合作用的結構基礎。
三棱鏡
好氧細菌
a.葉綠體能________用于光合作用放氧。
紅光和藍紫光
吸收光能
紅光和藍紫光
色素分子
類囊體膜上和葉綠體基質
色素和酶
(2)第二個實驗
②實驗結論：
①實驗過程：
教學分析
細節拾遺
考向突破
歸納提示
必備知識
【任務6】
簡述恩格爾曼對葉綠體功能的實驗驗證
1.(2024·安陽市調研)葉綠體是植物進行光合作用的場所，下列關于葉綠體
結構與功能的敘述，正確的是(　　)
A.葉綠體中的色素的合成都需要Mg2＋和光照
B.H2O在光下分解為NADPH和O2的過程發生在葉綠體基質中
C.CO2的固定過程發生在類囊體薄膜上
D.光合作用的產物——淀粉是在葉綠體基質中合成的
D
考向一：葉綠體的結構
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
【解析】　只有葉綠素的合成才需要Mg2＋和光照，A錯誤；水的光解是光反應過程，發生在葉綠體類囊體薄膜上，B錯誤；CO2的固定發生在暗反應過程中，場所為葉綠體基質，C錯誤；光合作用的產物——淀粉是在葉綠體基質中合成的，D正確。
2.(2024·浙江金華模擬)如圖是某陽生植物某細胞器的電鏡照片，相關敘述正確的是(　　)
A.適當遮蔭后，結構③的數量和膜面積會急劇減少
B.結構②中含核糖體，能翻譯出與光合作用有關的酶
C.結構③上分布著吸收、傳遞、轉換光能的水溶性色素
D.結構①有兩層生物膜，內膜向內折疊有利于光合作用進行
B
考向一：葉綠體的結構
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
【解析】B　適當遮蔭后，為了吸收更多的光能，結構③的數量和膜面積會增加，A錯誤；葉綠體基質中含有核糖體，可進行翻譯過程，合成與光合作用有關的酶，B正確；結構③上分布著吸收、傳遞、轉換光能的色素，色素是脂溶性的，C錯誤；葉綠體含有兩層膜，但內膜不會向內折疊，D錯誤。
3.科學家恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發現需氧細菌大量聚集在如圖所示區域。以下分析錯誤的是(　　)
A.實驗過程中裝片需放置在黑暗環境中是為了設置自變量
B.需氧細菌聚集多的原因是光合作用制造的有機物多
C.圖中細菌分布的差異是水綿在不同區域光合作用強度不同造成的
D.水綿的葉綠體呈螺旋狀分布在細胞中有利于實驗的進行
B
考向一：葉綠體的結構
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
【解析】B　該實驗中光照為自變量，氧氣為無關變量，故實驗過程中裝片需放置在沒有空氣的黑暗環境中是為了設置無關變量和自變量，A正確；需氧細菌聚集多的原因是氧氣多，B錯誤；圖中細菌分布的差異是由于水綿在不同區域光合作用強度不同造成的，C正確；水綿的葉綠體呈螺旋狀分布在細胞中有利于實驗的進行，便于實驗結果的觀察，D正確。
必備知識
細節拾遺
考向突破
歸納提示
考向突破
1.（2024·廣東·高考真題）銀杏是我國特有的珍稀植物，其葉片變黃后極具觀賞價值。某同學用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別，下列實驗操作正確的是（ ）
A．選擇新鮮程度不同的葉片混合研磨 B．研磨時用水補充損失的提取液
C．將兩組濾紙條置于同一燒杯中層析 D．用過的層析液直接倒入下水道
C
經典真題
【詳解】A、本實驗目的是用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別，選擇新鮮程度不同的葉片分開研磨，A錯誤；
B、色素溶于有機溶劑，提取液為無水乙醇，光合色素不溶于水，B錯誤；
C、由于濾紙條不會相互影響，層析液從成分相同，兩組濾紙條可以置于同一個燒杯中層析，C正確；
D、用過的層析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D錯誤。
2.（2024·北京·高考真題）五彩繽紛的月季裝點著美麗的京城，其中變色月季“光譜”備受青睞。“光譜”月季變色的主要原因是光照引起花瓣細胞液泡中花青素的變化。下列利用“光譜”月季進行的實驗，難以達成目的的是（ ）
A．用花瓣細胞觀察質壁分離現象 B．用花瓣大量提取葉綠素
C．探索生長素促進其插條生根的最適濃度 D．利用幼嫩莖段進行植物組織培養
B
經典真題
【詳解】A、花瓣細胞含有中央大液泡，液泡中含有花青素，因此可用花瓣細胞觀察質壁分離現象，A不符合題意；
B、花 瓣含花青素，而不含葉綠素，因此不能用花瓣提取葉綠素， B符合題意；
C、生長素能促進月季的莖段生根，可利用月季的莖段為材料來探索生長素促進其插條生根的最適濃度，C不符合題意；
D、月季的幼嫩莖段能分裂，能利用幼嫩莖段的外植體進行植物組織培養，D不符合題意。
3.(2023·全國乙卷)植物葉片中的色素對植物的生長發育有重要作用。下列有關葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(　　)
A.氮元素和鎂元素是構成葉綠素分子的重要元素
B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上
C.用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區有吸收峰
D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越慢
D
經典真題
【解析】D　葉綠素的元素組成是C、H、O、N、Mg，氮元素和鎂元素是構成葉綠素分子的重要元素，A正確；光反應的場所是類囊體的薄膜，需要光合色素吸收光能，葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上，B正確；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區有吸收峰，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越快，D錯誤。
4.(經典高考題)采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實驗，下列敘述錯誤的是(　　)
A.提取葉綠體色素時可用無水乙醇作為溶劑
B.研磨時加入CaO可以防止葉綠素被氧化破壞
C.研磨時添加石英砂有助于色素提取
D.畫濾液細線時應盡量減少樣液擴散
B
經典真題
【解析】 B　葉綠體色素能溶解在無水乙醇或丙酮等有機溶劑中，所以可用無水乙醇作為溶劑提取葉綠體色素，A正確；研磨時加入CaCO3可以防止葉綠素被氧化破壞，B錯誤；加入石英砂是為了使研磨更充分，從而使葉綠體中的色素釋放出來，C正確；畫濾液細線時應盡量減少樣液擴散，防止色素帶之間部分重疊，D正確。
5.(經典高考題)如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍細菌經液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是(　　)
A.研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素
B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液
C.在敞開的燒杯中進行層析時，需通風操作
D.實驗驗證了該種藍細菌沒有葉綠素b
D
經典真題
【解析】 D　研磨時加入CaCO3的目的是防止葉綠素被破壞，故研磨時加入CaCO3過量不會破壞葉綠素，但會影響色素提取液的純度，A錯誤；光合色素易溶于有機溶劑不溶于水，故層析液由有機溶劑配制而成，B錯誤；層析液易揮發，故層析分離時燒杯上要加蓋，C錯誤；對照圖示結果分析可知，該種藍細菌中沒有葉黃素和葉綠素b，D正確。
6.(2022·湖北卷)某植物的2種黃葉突變體表型相似，測定各類植株葉片的光合色素含量(單位：μg·g－1)，結果如表。下列有關敘述正確的是(　　)
A.兩種突變體的出現增加了物種多樣性
B.突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強
C.兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致
D.葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導致突變體的葉片呈黃色
D
植林類型 葉綠素a 葉綠素b 類胡蘿卜素 葉綠素/類胡蘿卜素
野生型 1235 519 419 4.19
突變體1 512 75 370 1.59
突變體2 115 20 379 0.35
經典真題
【解析】 D　兩種突變體的出現增加了遺傳(基因)多樣性，但并無生殖隔離，仍為同一物種，A錯誤；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，由表中兩種突變體的葉綠素、類胡蘿卜素的含量可判斷，突變體1比突變體2吸收紅光的能力更強，B錯誤；根據題干信息可知，兩種黃葉突變體的表型相似，表中兩種突變體的光合色素含量有差異，可能是同一基因突變方向不同導致的，所以不能確定是由不同基因的突變所致，C錯誤；分析表中數據可知，與野生型相比，黃葉突變體的葉綠素與類胡蘿卜素的比值都大幅度下降，由此可推斷，葉綠素含量少，不能掩蓋類胡蘿卜素的顏色，導致突變體的葉片呈黃色，D正確。
經典真題
經典真題
7．（2024·甘肅·高考真題）類胡蘿卜素不僅參與光合作用，還是一些植物激素的合成前體。研究者發現了某作物的一種胎萌突變體，其種子大部分為黃色，少部分呈白色，白色種子未完全成熟即可在母體上萌發。經鑒定，白色種子為某基因的純合突變體。在正常光照下（400μmol·m-2 s-1），純合突變體葉片中葉綠體發育異常、類囊體消失。將野生型和純合突變體種子在黑暗中萌發后轉移到正常光和弱光（1μmol·m-2 s-1）下培養一周，提取并測定葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量，結果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。
經典真題
(1)提取葉片中葉綠素和類胡蘿卜素常使用的溶劑是 ，加入少許碳酸鈣可以 。(2)野生型植株葉片葉綠素含量在正常光下比弱光下高，其原因是 。(3)正常光照條件下種植純合突變體將無法獲得種子，因為 。(4)現已知此突變體與類胡蘿卜素合成有關，本研究中支持此結論的證據有：①純合體種子為白色；② 。(5)純合突變體中可能存在某種植物激素X的合成缺陷，X最可能是 。若以上推斷合理，則干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量，但不影響純合突變體中X的含量。為檢驗上述假設，請完成下面的實驗設計：①植物培養和處理：取野生型和純合突變體種子，萌發后在 條件下培養一周，然后將野生型植株均分為A、B兩組，將突變體植株均分為C、D兩組，A、C組為對照，B、D組干旱處理4小時。②測量指標：每組取3-5株植物的葉片，在顯微鏡下觀察、測量并記錄各組的 。③預期結果： 。
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【答案】(1) 無水乙醇 防止研磨中色素被破壞(2)葉綠素的形成需要光照，正常光下更有利于葉綠素的形成(3)純合突變體葉片中的葉綠素和類胡蘿卜素的相對含量都極低，光合作用極弱，無法滿足植株生長對有機物的需求，(4)與野生型相比，純合突變體葉片中類胡蘿卜素含量極低（幾乎為零）。(5) 細胞分裂素 含水量等適宜 葉綠體的大小及數量，取其平均值 B組葉綠體的大小及數量高于A組，C、D兩組葉綠體的大小及數量無差異且均明顯低于A、B兩組。
【詳解】（1）葉片中的葉綠素和類胡蘿卜素都能溶解在有機溶劑中，所以常使用無水乙醇提取。加入少許碳酸鈣可以防止研磨中色素被破壞。（2）葉綠素的形成需要光照，正常光下更有利于葉綠素的形成，所以野生型植株葉片葉綠素含量在正常光下比弱光下高。（3）在正常光照下（400μmol·m-2 s-1），純合突變體葉片中葉綠體發育異常、類囊體消失，葉綠素和類胡蘿卜素的相對含量都極低，分別為0.3和0.1，說明純合突變體的光合作用極弱，無法滿足植株生長對有機物的需求，使得植株難以生長，因此正常光照條件下種植純合突變體將無法獲得種子。
（4）由圖可知：與野生型相比，純合突變體葉片中類胡蘿卜素含量極低（幾乎為零），說明此突變體與類胡蘿卜素合成有關。（5）純合突變體中可能存在某種植物激素X的合成缺陷。由圖可知：純合突變體葉片中的葉綠素和類胡蘿卜素的相對含量都極低，而細胞分裂素能促進葉綠素的合成， 據此可推知：X最可能是細胞分裂素。若以上推斷合理，則干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量，但不影響純合突變體中X的含量。為檢驗上述假設，并結合題意“在正常光照下，純合突變體葉片中葉綠體發育異常、類囊體消失”可知：該實驗的自變量是植株的種類和培養條件，因變量是葉綠體的大小及數量，而在實驗過程中對植株的生長有影響的無關變量應控制相同且適宜。據此，依據實驗設計遵循的對照原則和單一變量原則和題干中給出的不完善的實驗設計可推知，補充完善的實驗設計如下：①植物培養和處理：取野生型和純合突變體種子，萌發后在含水量等適宜條件下培養一周，然后將野生型植株均分為A、B兩組，將突變體植株均分為C、D兩組，A、C組為對照，B、D組干旱處理4小時。②測量指標：每組取3-5株植物的葉片，在顯微鏡下觀察、測量并記錄各組的葉綠體的大小及數量，取其平均值。③預期結果：本實驗為驗證性實驗，其結論是已知的，即干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量，但不影響純合突變體中X的含量，所以預期的結果是：B組葉綠體的大小及數量高于A組，C、D兩組葉綠體的大小及數量無差異且均明顯低于A、B兩組。
構建網絡
光合作用
概念
綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。
色素
葉綠素
類胡蘿卜素
葉綠素a（藍綠色）
葉綠素b（黃綠色）
胡蘿卜素(橙黃色)
葉黃素(黃色)
雙層膜
基質中有許多由囊狀結構堆疊而成的基粒
光合色素分布在類囊體薄膜上，酶分布在類囊體薄膜和基質
葉綠體是捕獲光能、進行光合作用的場所。
結構
功能
葉綠體

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