高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》一 捕获光能的色素和结构精品当堂检测题

第4节　光合作用与能量转化

第1课时　捕获光能的色素和结构

一、绿叶中色素的提取和分离

1．色素的提取

(1)原理

绿叶中的色素能溶解在有机溶剂——无水乙醇中。

(2)实验用品及作用[连线]

①无水乙醇　　　　　 a．过滤

②SiO2 b．溶解色素、提取色素

③CaCO3   c．有助于研磨充分

④单层尼龙布 d．防止研磨时色素被破坏

【提示】　①－b　②－c　③－d　④－a

(3)实验步骤

取材：称取5 g绿叶，剪碎，放入研钵中

　↓

研磨：

　↓

过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤

　↓

收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞紧

2．色素的分离

(1)实验原理：绿叶中的色素能溶解在层析液中，但不同的色素的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，绿叶中色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

(2)实验步骤

　↓

③分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口

注意：不能让滤纸条上的滤液细线触及层析液

　↓

④观察结果：滤纸条上有四条色素带

3．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱

二、叶绿体的结构适于进行光合作用

1．叶绿体的形态：扁平的椭球形或球形。

2．叶绿体的结构模式图

(1)结构

(2)功能：进行光合作用的场所。

(3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在叶绿体有光束照射的部位。

3．叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础

(1)叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子；

(2)在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。

考点01 绿叶中色素的提取和分离

【典型例题】

某学习小组在进行“绿叶中色素的提取和分离实验”时使用了隔夜的菠菜叶，在规范操作后，提取的色素在滤纸条上的带宽与使用新鲜菠菜叶的学习小组相比有一定的差别，相应的实验结果如图所示。下列有关分析正确的是（       ）

A．该实验方法也适用于植物液泡中色素的提取和分离

B．分离色素时不能让无水乙醇触及滤纸条上的滤液细线

C．滤纸条上色素②呈现蓝绿色，色素④距离滤液细线最远

D．实验说明，叶绿素a和叶绿素b的分子结构不稳定，容易分解

【答案】D

【解析】

A、叶绿体中的光合色素能够溶解在有机溶剂中，但不能被水溶解，植物液泡中的色素是水溶性色素，因此该实验方法不适用于植物液泡中色素的提取和分离，A错误；

B、分离色素时不能让层析液触及滤纸条上的滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，导致滤纸条上得不到色素带或色素带很窄，B错误；

C、滤纸条上色素②是叶绿素b，叶绿素b呈现黄绿色，色素④是胡萝卜素，胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸上扩散得最快，因而距离滤液细线最远，C错误；

D、题图显示：隔夜菠菜组的①所示的叶绿素a和②所示的叶绿素b这两条色素带的宽度明显比新鲜菠菜组的窄，说明叶绿素a和叶绿素b的分子结构不稳定，容易分解，D正确。

故选D。

【归纳提升】影响叶绿素合成因素的分析

考点02 光合色素和种类、功能与分布

【典型例题】

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，如图为滤纸层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。下列叙述错误的是（       ）

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，滤液在点样线上连续画3次

【答案】D

【解析】

A、根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，A正确；

B、强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照，B正确；

C、色素Ⅲ是叶绿素a、Ⅳ是叶绿素b，叶绿素a和叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长不同，C正确；

D、分离色素时画滤液细线时，重复画线操作应在前一次画线晾干后再进行重复操作，D错误。

故选：D。

【易错分析】实验现象分析

滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带（如图所示）

①色素带的位置与溶解度有关，四种色素在层析液中溶解度的高低依

次为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b.

②色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。

③色素带的宽窄与色素含量有关，叶绿素a的色素带最宽说明其含量最多。

考点03  叶绿体的结构适于进行光合作用

【典型例题】

．叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是（       ）

A．图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴

B．图乙来自甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子

C．④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP中的化学能

D．恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧

【答案】D

【解析】

A、由题意可知，图甲表示叶绿体结构模式图，叶绿体中，叶绿体基粒由类囊体堆叠形成，增大了膜面积，A错误；

B、分析图可知，图乙中含有光合色素，来自于图中的③结构，上面除了色素分子外，也有与光合作用有关的酶，B错误；

C、图甲中，④为叶绿体基质，光合作用过程中CO2的固定在叶绿体基质中完成，该过程不需要消耗ATP中的能量，C错误；

D、恩格尔曼利用需氧细菌和水绵的叶绿体（螺旋带状分布）证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，D正确。

故选D。

【易错分析】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。

题组A  基础过关练

1．下列关于光合色素的叙述，正确的是(       )

A．都能吸收红光 B．都含有镁元素

C．都溶于有机溶剂 D．都分布在类囊体薄膜

【答案】C

【解析】

A、叶绿体中的色素包括叶绿素a，叶绿素b，叶黄素，胡萝ト素，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，叶黄素和胡萝ト素主要吸收蓝紫光，A错误；

B、叶绿素a，叶绿素b含有镁元素，叶黄素，胡萝ト素，不含镁元素，B错误；

C、叶绿素a，叶绿素b，叶黄素，胡萝ト素都能溶解于有机溶剂，C正确；

D、叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，但能进行光合作用的原核生物的光合色素分布在细胞内的片层结构上，D错误。

故选C。

2．南宋诗人杨万里有这样一首诗：“毕竟西湖六月中，风光不与四时同。接天荷叶无穷碧，映日荷花别样红”。那么使荷叶呈现绿色、荷花呈现红色的物质（色素）各分布在（       ）

A．线粒体、高尔基体 B．叶绿体、液泡

C．高尔基体、液泡 D．叶绿体、细胞质基质

【答案】B

【解析】

A、线粒体、高尔基体无色素，A错误；

B、叶绿体含有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿体中的色素对绿光吸收最少，使荷叶呈现绿色，液泡含有花青素使荷花呈现红色，B正确；

C、高尔基体无色素，C错误；

D、细胞质基质无色素，D错误。

故选B。

3．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验相关操作的叙述，正确的是（       ）

A．用层析液提取绿叶中的色素

B．研磨时加入SiO2，防止色素被破坏

C．用单层尼龙布过滤研磨液

D．研磨时加入CaCO3，有助于研磨充分

【答案】C

【解析】

A、实验中用有机溶剂无水乙醇提取绿叶中的色素，A错误；

B、SiO2能破坏细胞结构，使研磨充分，加入少许碳酸钙可防止在研磨时色素被破坏，B错误；

C、研磨后使用单层尼龙布过滤研磨液，不能用单层滤纸代替单层尼龙布，否则会导致色素被吸附，C正确；

D、研磨时加入SiO2，有助于研磨充分，D错误。

故选C。

4．在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，加入碳酸钙的作用是（       ）

A．有利于研磨充分 B．有利于色素提取

C．有利于色素分离 D．防止色素被破坏

【答案】D

【解析】

A、为使研磨充分，可加入少许二氧化硅，碳酸钙无此作用，A错误；

B、加入无水乙醇有利于色素提取，碳酸钙无此作用，B错误；

C、利用层析液使色素分离，碳酸钙无此作用，C错误；

D、研磨时加入少许碳酸钙可防止色素被破坏，D正确。

故选D。

5．下列关于叶绿体与光合作用关系的叙述，错误的是（　　）

A．叶绿体中的色素起吸收和转化光能的作用

B．光反应的酶和色素分布在叶绿体内膜和类囊体薄膜上

C．暗反应的场所是叶绿体基质

D．叶绿体在相同强度的红光和绿光下，光合速率不同

【答案】B

【解析】

A、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，可以吸收和转化光能的作用，A正确；

B、光反应的酶和色素分布在类囊体薄膜上，B错误；

C、 暗反应的场所是叶绿体基质 ，C正确；

D、由于分布在叶绿体类囊体薄膜上的色素主要吸收红光和蓝紫光，所以叶绿体在相同强度的红光和绿光下，光合速率不同 ，D正确。

故选B。

6．图①②是光合作用探索历程中恩格尔曼的实验示意图，下列有关叙述错误的是（       ）

A．实验材料选择了水绵和需氧细菌

B．实验①在没有氧气的黑暗环境下进行

C．整个实验过程中设置了多处对照

D．实验证明了叶绿体中能产生淀粉

【答案】D

【解析】

A、水绵细胞中的叶绿体呈带状，用极细的光束照射后，根据好氧性细菌分布的情况可判断光合作用(可产生氧气）的部位，A正确；

B、实验①中的好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中，据此可判断是在没有空气(排除氧气的干扰）的黑暗环境下进行的，B正确；

C、实验①中光束照射和末照射的部分形成对照，实验①在没有空气的黑暗环境中用极细的光束照射和实验②完全暴露在光下形成对照，C正确；

D、本实验可证明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，而不能证明叶绿体中能否产生淀粉，D错误。

故选D。

7．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悬浮液的玻片上，这些细菌会移向氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如下图所示：

（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，其目的是什么？_____，在_____点的细菌特别多。

【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

【解析】

（1）白光的光质较为均匀，好氧细菌主要分布在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。在红光和蓝光区域的细菌特别多，因为色素主要吸收红光和蓝紫光。

题组B  能力提升练

8．下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是（       ）

A．叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液

B．过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口

C．分离色素时应将滤液细线置于层析液中

D．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同

【答案】B

【解析】

A、提取叶绿素使用无水乙醇，层析液用于分离色素，A错误；

B、过滤时使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口，以防止无水乙醇挥发，B正确；

C、分离色素时不能将滤液细线置于层析液中，否则色素会溶入层析液中，C错误；

D、不同材料中四种色素在层析液中的溶解度相同，来自不同材料叶绿体中的四种色素含量可能不同，经过纸层析后，在滤纸上的排列顺序相同，色素带粗细可能不同，D错误。

故选B。

9．下列对“提取和分离光合色素”实验和“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验的说法，正确的是（       ）

A．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液

B．无黄绿色和蓝绿色的色素带，原因可能为材料是黄化叶片

C．有氧和无氧条件是探究酵母菌呼吸方式这个对比实验的自变量

D．酵母菌呼吸产生的CO2可使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄

【答案】C

【解析】

A、色素能溶于层析液，且会随着层析液的扩散而扩散，A错误；

B、黄绿色和蓝绿色的色素带分别是叶绿素b和叶绿素a的颜色，而黄化叶片中含叶绿素较少，因此用黄化叶片做色素提取和分离的实验，会导致黄绿色和蓝绿色色素带很浅，B错误；

C、在探究酵母菌呼吸方式这个对比实验中，实验的自变量为是否通入空气，即有氧和无氧条件是本实验中控制的自变量，C正确；

D、酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，D错误。

故选C。

10．下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的说法，正确的是（       ）

A．研磨叶片时加碳酸钙的目的是使研磨更加充分

B．色素提取的原理是色素在层析液中的溶解度不同

C．图中条带2最宽，条带4最窄

D．图中1、2、3、4分别表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b

【答案】C

【解析】

A、研磨叶片时加CaCO3的作用是防止色素被破坏，A错误；

B、色素提取的原理是色素能溶于无水乙醇，分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，B错误；

C、由图可知，色素带2最宽，为叶绿素a，色素带4最窄，为胡萝卜素，C正确；

D、色素分离的结果可以用如图表示（1、2、3、4分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素），D错误。

故选C。

11．德国科学家恩格尔曼利用一极细小光束，照射在水绵上，结果发现有光照且有叶绿体的部位有大量的好氧细菌聚集。该实验不能证明的是（       ）

A．光合作用的过程是在叶绿体上进行的 B．光合作用的过程中有氧气释放出来

C．光合作用的过程中，CO2是必需的原料 D．光合作用的过程中必须要有光照

【答案】C

【解析】

好氧细菌聚集在氧气释放多的部位，恩格尔曼利用一极细光束照射在水绵上，发现经极细光束照射且有叶绿体的部位有大量好氧细菌聚集，说明光合作用的过程中必需有光照，光合作用的过程中有氧气产生，并且在叶绿体上进行的。实验中没有提到二氧化碳，不能说明光合作用的过程中，CO2是必需的原料。ABD正确，C错误。

故选C。

12．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．仅破坏结构①，O2能产生

B．③含有色素和酶，④含有酶和核酸

C．有叶绿体的细胞才能进行光合作用

D．叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积

【答案】C

【解析】

A、氧气是由③类囊体薄膜产生的，因此仅破坏结构①叶绿体外膜，O2能产生，A正确；

B、③类囊体上含有色素和酶，④叶绿体基质中含有酶和核酸，B正确；

C、部分没有叶绿体的细胞也能进行光合作用，如蓝细菌，C错误；

D、叶绿体内富含基粒和类囊体，基粒和类囊体极大地扩展受光面积，D正确。

故选C。

13．农业生产中，对植株幼苗生长早期进行遮光处理一段时间，可以获得黄化苗植株，如韭黄或蒜黄。下列相关叙述错误的是（       ）

A．光照是叶绿素合成的必要条件

B．细胞合成类胡萝卜素不需要光照

C．土壤缺镁不会引起韭菜苗和蒜苗黄化

D．黄化苗在正常光照下的光合效率高于白化苗

【答案】C

【解析】

AB、遮光处理使幼苗黄化的直接原因是黄化苗不能合成叶绿素，但可以合成类胡萝卜素，说明光照是叶绿素合成的必要条件，而不是类胡萝卜素合成的必要条件，A、B正确；

C、镁元素是叶绿素合成的必需营养元素，土壤缺铁会导致叶绿素的合成不足，而使植株幼苗黄化，C错误；

D、同等正常光照条件下，黄化苗因含有类胡萝卜素还可以进行一定的光合作用，其光合效率比不能进行光合作用的白化苗高，D正确。

故选C。

14．图甲～丁表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题：

(1)图甲丁中，实验操作步骤的先后顺序是____________（填序号）。

(2)观察图中试剂a、b，其颜色依次是____________。

(3)步骤丙中，滤纸条上出现四条色素带，那么最上面一条色素带的色素名称是________。

(4)在该实验的操作过程中，有同学按下列方法操作，其中不合理的有_______。（在a～d中选择填空）。

 a．用蒸馏水替代无水乙醇提取色素              b．在重弄分研磨叶片后立即加入碳酸钙

 c用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液              d．用铅笔线连续数次画滤液细线

(5)请尝试运用该实验方法，探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化，简要写出实验的主要思路：_______________。

【答案】

(1)乙→丁→甲→丙

(2)无色、无色

(3)胡萝卜素

(4)abcd

(5)称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同实验操作，分别提取和分离色素，观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽

【解析】

(1)据图分析，甲表示画滤液细线，乙表示提取色素，丙表示分离色素，丁表示过滤，则实验操作步骤的先后顺序是乙→丁→甲→丙。

(2)观察图中试剂a表示无色的无水乙醇，b表示无色的层析液。

(3)步骤丙表示分离色素，滤纸条从上到下依次是：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），其最上面一条色素带的色素是胡萝卜素。

(4)a．蒸馏水属于无机溶剂，不能提取色素，a错误；

b．加入碳酸钙、二氧化硅、无水乙醇能才能研磨色素，b错误；

c．用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液，则大量滤液被吸收，c错误；

d．沿铅笔线画滤液细线，等吹干了再画，d错误。

故选abcd。

题组C  培优拔尖练

15.下列关于植物细胞叶绿体内光合色素的叙述,正确的是 (　　)

A.胡萝卜素和叶黄素主要吸收红光和蓝紫光

B.叶片呈现绿色的原因是其叶绿素吸收绿光最少,使绿光被反射出来

C.四种光合色素在层析液中的溶解度最小的是胡萝卜素

D.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变

【答案】B

【解析】胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,A项错误;叶片呈现绿色的原因是其叶绿素吸收绿光最少,使绿光被反射出来,B项正确;四种光合色素在层析液中的溶解度最小的是叶绿素b,C项错误;植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例会发生改变,D项错误。

16．下列对“绿叶中色素的提取和分离”实验原理与结果的分析，正确的是（       ）

A．提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分

B．分离色素时，层析液要没过滤液细线，使色素充分溶解

C．纸层析法分离叶绿体中色素，最宽和最窄的色素带分别是黄绿色、橙黄色

D．滤纸条上距滤液细线最近的色素带中的色素在层析液中溶解度最低

【答案】D

【解析】

A、提取色素时加入碳酸钙是为了保护色素，A错误；

B、分离色素时，层析液不要没过滤液细线，防止色素溶解，B错误；

C、纸层析法分离叶绿体中色素，最宽和最窄的色素带分别是叶绿素a、胡萝卜素，C错误；

D、各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，所以滤纸条上距滤液细线最近的色素带中的色素在层析液中溶解度最低，D正确。

故选D。

17．关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（       ）

A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中

B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收

C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用

D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的

【答案】C

【解析】

A、叶绿体中的色素是有机物，可溶于无水乙醇中，A正确；

B、镁是构成叶绿素的成分，可由植物的根从土壤中吸收，B正确；

C、一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，红外光和紫外光都不是可见光，叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用，C错误；

D．叶绿素的合成需要光照，黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的，D正确。

故选C。

18．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

【解析】

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。

故选C。

19．如图是绿色植物光合作用过程中叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱图。据图分析下列叙述正确的是（       ）

A．c为类胡萝卜素，它在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B．叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，而不吸收绿光，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色

C．可根据绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同来提取色素

D．胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，叶绿素b在层析液中的溶解度最小

【答案】D

【解析】

A、c为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，几乎不吸收红光，所以几乎不能利用红光来合成光反应中的ATP，A错误；

B、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素和类胡萝卜素对绿光吸收最少而被反射出来，所以叶片呈现绿色，B错误；

C、可根据绿叶中的色素的脂溶性特点利用无水乙醇来提取，根据色素在层析液中的溶解度不同来分离色素，C错误；

D、胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，色素带位于滤纸最上端，叶绿素b在层析液中的溶解度最小，色素带位于滤纸最下端，D正确。

故选D。

20.叶绿体是植物进行光合作用的场所,下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是 (　　)

A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内

B.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中

C.CO2的固定过程发生在类囊体的薄膜上

D.光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的

【答案】D

【解析】叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上,A错误;水的光解是光反应过程,发生在叶绿体类囊体薄膜上,B错误;CO2的固定发生在暗反应过程中,场所为叶绿体基质,C错误;光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的,D正确。

21.探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化，实验的主要思路：称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同实验操作，分别提取和分离色素，观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽。

．植物在低温条件下生长延缓，是制约粮食作物高产、稳产的重要因素。某科研小组研究了轻度低温胁迫和重度低温胁迫对植物的影响，下表表示对照组、轻度低温胁迫组和重度低温胁迫组测得的植物净光合速率、气孔开度及胞间二氧化碳浓度的比较；图1和图2分别表示对照组和低温胁迫下的叶绿素含量，已知叶绿体中只有少量的叶绿素a具有转化光能的作用。据此回答下列问题：

(1)在光合色素提取与分离实验中，滤纸条从上往下第_______条色带是叶绿素a，其颜色为_________叶绿素a主要吸收_________光，用于光反应。

(2)在低温胁迫下，叶绿素b的降解速率_______（填“大于”或“小于”）叶绿素a的，请结合图像从植物对环境的适应角度分析原因是__________________。

(3)研究人员据表中数据推测，重度低温胁迫并不能通过影响气孔开度从而影响光合速率，请写出理由___________________________。

(4)结合题干分析，低温胁迫导致植物净光合速率下降的原因可能是________。

【答案】

(1)   三     蓝绿色     红光和蓝紫光

(2)   大于     叶绿素a比例增加有助于植物对光能的及时转化，提高光合速率

(3)重度低温胁迫下，胞间二氧化碳浓度升高

(4)低温导致光合作用中相关酶的活性降低，影响了光反应中ATP 的合成和暗反应中CO2的固定和还原过程；低温导致叶绿素总量下降，影响了光能的吸收和转化，从而使得净光合速率下降。

【解析】

(1)不同色素在有机溶剂中的溶解度不同，所以在层析液中溶解度大的，随层析液上升快，滤纸条从上往下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，从上往下第三条色带是叶绿素a；叶绿素a的颜色为蓝绿色；叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，且少量的叶绿素a还能转化光能，用于光反应。

(2)在低温胁迫下，叶绿素b减少的量大于叶绿素a的，因此其降解速率大于叶绿素a；结合图示可知，叶绿素a比例增加有助于植物对光能的及时转化，提高光合速率，因此在低温胁迫下叶绿素a的含量下降得慢。

(3)重度低温胁迫下，气孔开度变小，但是胞间二氧化碳浓度升高，因此重度低温胁迫并不能通过影响气孔开度从而影响光合速率。

(4)影响光合作用的主要因素有光照强度、温度、CO2浓度，结合表格可知，低温导致光合作用中相关酶的活性降低，影响了光反应中ATP 的合成和暗反应中CO2的固定和还原过程；低温导致叶绿素总量下降，影响了光能的吸收和转化，从而使得净光合速率下降。