细胞的代谢过程中,捕获光能的色素与结构起着至关重要的作用,这些色素主要存在于高等植物的叶绿体中。叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,其中的色素能够吸收太阳光中的特定波长,转化为化学能,驱动光合作用的进程。
1. 叶绿体中的色素主要包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素等。叶绿素a和叶绿素b是主要的光合色素,负责吸收红光和蓝紫光,而胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝光和紫光。错误的陈述是C选项,因为叶绿体中的色素通常不会吸收红外光和紫外光用于光合作用。
2. 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱曲线图中,A曲线代表的色素吸收蓝光和红光较强,应为叶绿素a;B曲线在蓝光区域吸收较弱,对应的是类胡萝卜素,可能是叶绿素b或叶黄素。
3. 好氧性细菌在光合作用中聚集在红光和蓝紫光的投影区域内,因为这些波长的光能被叶绿体中的色素有效吸收。因此,答案是C选项。
4. 光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜(A)上进行,产生NADPH和ATP。当光照停止,ATP和NADPH的生成减少,导致C3化合物的还原受阻,C3的含量会增加。
5. 甲和乙添加了非光合作用主要吸收的光,但甲添加的品红色光仍然包含部分红光,因此甲长势较好;乙添加的绿色光几乎不被吸收,长势最差。丙和丁虽然添加了滤光片,但品红色滤光片A和绿色滤光片B仍允许部分红光和蓝紫光通过,因此丙和丁的长势会优于乙。所以,长势最旺的是甲,最差的是乙。
6. 叶绿素对绿光吸收最少,故叶片呈现绿色,这是由于绿光被反射出来,而不是因为吸收最多。因此,C选项不正确。
7. 月季成熟叶片中的叶绿体色素可提取,而花青苷可通过水做层析液观察。质壁分离实验可以研究细胞的失水和吸水,但无法观察到染色体,因为月季成熟叶片的细胞不再分裂,没有染色体。
8. 色素带的位置取决于溶解度,叶绿素b溶解度最低,处于滤纸下方。因此,D选项不正确。
9. 菠菜叶中的色素分离后,①是胡萝卜素,②是叶黄素,③是叶绿素b,④是叶绿素a。含量最多的是叶绿素a,④溶解度最高,扩散最快。
10. 提取色素时,需要加入乙醇作为溶剂,二氧化硅帮助研磨,碳酸钙防止叶绿素被破坏,不需要加入层析液,层析液是在色素分离时使用的。
11. 类胡萝卜素在蓝光区吸收光能,A选项错误;色素带最宽的是叶绿素a,即蓝绿色带,B选项正确;光谱中绿光减弱是因为叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,C选项正确;提取的叶绿素溶液无法进行完整的光合作用,因为它缺乏完整的叶绿体结构,D选项错误。
12. 叶黄素缺失突变体的叶片在红光照射下光吸收差异不显著,但在色素层析条带中缺少第2条,即叶黄素带。
13. 叶片呈绿色是因为叶绿素吸收了除绿光外的大部分可见光,反射绿光。Ⅰ代表基粒,Ⅱ代表基质,光能转变为化学能的过程发生在基粒的类囊体薄膜上,而CO2的固定发生在基质中。
14. 正确的叙述是D选项,光合色素分布在类囊体薄膜上,酶分布在类囊体和叶绿体基质中。
15. 1. 呈黄绿色的色素带为叶绿素b。2. 通过分析色素溶液的吸收光谱或荧光光谱,可以判断条带的颜色。
这些知识点涉及光合作用中的色素种类、功能、吸收光谱、色素的提取与分离实验,以及色素在光合作用过程中的作用。