浙科版生物必修1 第3章 第5节 光合作用一.docx

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浙科版生物必修1第3章第5节光合作用一

第五节　光合作用

（一）

1．说出色素的种类、颜色和吸收光谱。

（重点）

2．活动：

“光合色素的提取和分离”。

（难点）

叶绿素和其他色素

1．叶绿体中的色素：

分布在类囊体的膜上（叶绿体基粒上）。

种类

2．色素的功能：

吸收、传递和转化光能。

其中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。

探讨

：

一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。

请分析出现这一现象的原因是什么？

提示：

在春夏季节，叶子中叶绿素含量多于类胡萝卜素，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。

在秋季，叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶子呈现出了类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。

探讨

：

温室或大棚种植蔬菜，应选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜？

提示：

无色的玻璃或塑料薄膜。

探讨

：

叶绿体的结构有哪些特点与光合作用相适应？

提示：

（1）叶绿体的色素分布在基粒的类囊体膜上，基粒和类囊体的数量很多，极大地扩展了受光面积。

（2）类囊体膜和基质中分布有与光合作用有关的酶。

探讨

：

将在黑暗中放置一段时间的新鲜绿叶均分为4块，置于不同的试管中，按下表进行实验

试管编号

①

②

③

④

实

验

处

理

CO2溶液

＋

＋

＋

＋

光照

白光

蓝光

红光

绿光

碘液

＋

＋

＋

＋

注：

“＋”表示具有该条件。

四支试管中着色最深和着色最浅的试管分别是哪一个？

提示：

分别为①、④。

叶绿体中的色素与吸收光谱

（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。

1．如图是叶片中两类色素的吸收光谱，试判定甲和乙分别为何种色素（　　）

A．叶绿素a、叶绿素b

B．类胡萝卜素、叶绿素

C．叶黄素、叶绿素a

D．叶绿素、类胡萝卜素

【解析】　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。

【答案】　D

2．下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（　　）

【导学号：

36500084】

A．①和②具有选择透过性功能

B．③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶

C．③和④中都有与光合作用有关的酶

D．有叶绿体的细胞才能进行光合作用

【解析】　①②表示叶绿体的双层膜，它们具有选择透过性功能。

③为叶绿体的基粒，其上含有进行光合作用的色素和酶。

④为叶绿体基质，也是进行光合作用的场所，也具有与光合作用有关的酶。

色素和酶是进行光合作用的必要条件，具有上述条件而不具有叶绿体的蓝藻等也可进行光合作用。

【答案】　D

3．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（　　）

A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

【解析】　水绵中的叶绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，装片中不能有空气，否则好氧细菌均匀分布，无法根据好氧细菌的聚集情况来确定叶绿体是否有放氧功能。

【答案】　B

光合色素的提取与分离

1．原理解读

（1）叶绿体中各种色素能溶解在有机溶剂（95%乙醇等）中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来。

（2）各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度不同；溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢；因而不同色素可以在滤纸上扩散而分开，各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。

2．实验过程

探讨

：

实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学忘记加入无水乙醇，请分析他们可能出现的实验结果。

提示：

甲同学研磨不充分，部分色素被破坏，过滤收集的滤液颜色浅。

乙同学不能提取到色素。

探讨

：

用相同的绿叶，如果一次加的无水乙醇过多，可能会是什么结果？

提示：

滤液颜色浅，提取的滤液色素的浓度低。

探讨

：

实验操作时，为什么要将滤纸条的一端剪去两角？

画滤液细线的要求是细、直、齐，且要在干燥后重复画一两次，请分析这样做的原因是什么？

提示：

①剪去两角的目的是防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快。

②滤液细线要细、直、齐是使分离的色素不重叠，重复画线的目的是增加色素含量，使分离的色素带清晰，便于观察。

探讨

：

实验结束后，某同学的滤纸条上没有出现色素带，请探讨其实验失败的可能原因。

提示：

①忘记画滤液细线。

②层析时滤液细线触及层析液。

1．实验材料和试剂

（1）材料：

叶片要新鲜、颜色要深绿，这样的叶片含有的色素较多。

（2）试剂及作用：

试剂名称

作用

二氧化硅

有利于绿叶的充分研磨和色素的释放

碳酸钙

防止研磨中色素被破坏

无水乙醇

溶解色素

层析液

分离色素

2．实验操作中的关键步骤

（1）研磨要迅速、充分：

研磨充分使叶绿体完全破裂，可提取较多的色素。

（2）滤液细线要求：

细、直、齐，含有较多的色素，所以应待滤液干后再画一两次。

（3）滤液细线不能触及层析液，否则色素会溶解到层析液中，使滤纸条上得不到色素带。

3．滤纸条上色素的分布和对光的吸收

4．绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析

（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使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少。

③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。

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：

滤液细线画的过粗。

（3）滤纸条看不见色素带：

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。

1．关于叶绿素提取的叙述，错误的是（　　）

A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料

B．加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏

C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素

D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分

【解析】　叶绿体中的四种色素包括胡萝卜素，均溶于无水乙醇，C项错误；菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料，研磨时加入SiO2可使叶片研磨更充分，加入少许CaCO3，可以中和叶肉细胞中的有机酸能避免叶绿素被破坏。

【答案】　C

2．如图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分材料和用具，下列叙述错误的是（　　）

　　　　　　　①　　②　　③　　④

A．图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3

B．将糨糊状研磨液倒入②中，漏斗基部应放一块单层尼龙布

C．③画滤液细线的要求是细、齐、直

D．④层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素

【解析】　色素提取时加入无水乙醇的目的是溶解色素，加入SiO2的目的是使细胞中的色素更容易释放出来，加入CaCO3的目的是防止色素被破坏；在过滤时漏斗的基部应放一块单层尼龙布；层析的结果是叶绿素a的色素带最宽，扩散最快的是胡萝卜素。

【答案】　D

1．在进行“绿叶中色素提取和分离”的实验时，不让层析液没及滤液细线的原因是（　　）

A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果

B．滤纸上的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实验失败

D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散

【解析】　叶绿体中的各种色素能够溶于有机溶剂，若在层析时，层析液没及滤纸条上的滤液细线，色素就会溶解在层析液中，导致层析后得不到色素带。

【答案】　C

2．（2016·全国甲卷）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

【解析】　提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中，A项正确。

叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤溶液中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收，B项正确。

叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光，C项错误。

叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素（叶黄素和胡萝卜素）的颜色，即幼苗叶片表现为黄色，D项正确。

【答案】　C

3．某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的吸收光谱的是（注：

纵坐标为吸收光能的百分比）（　　）

【导学号：

36500085】

【解析】　植物叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素，其中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，400～500nm为蓝紫光区，600～700nm为红光区，因为叶绿素b是叶绿素的一种，所以答案为A。

【答案】　A

4．下面是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。

据图回答：

　　　　　　　　①　　　　　②　　　③　　　　④

（1）图中步骤①加入研钵内的物质为：

A________10mL，作用是_______；B________少许，作用是使研磨充分；C________少许，作用是________。

（2）图中步骤②将研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放有________。

（3）图中步骤③剪去两角的作用是________________，画滤液细线的要求是____________________________________________________________。

（4）图中步骤④中加盖的目的是________；色素带最宽的是________，扩散速度最快的是________。

【解析】　

（1）研磨时需要加入3种物质：

10mL无水乙醇，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以便充分研磨；细胞研磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素被破坏，研磨时需要加入少许碳酸钙来中和有机酸。

（2）过滤研磨液时，漏斗基部通常使用单层尼龙布而不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上。

（3）剪去滤纸两角的作用是防止两边色素扩散过快。

画滤液细线的要求是细、齐、直。

（4）4种色素在层析液中溶解度不同导致各种色素在滤纸条上的扩散速度不同，从而达到分离色素的目的。

由于层析液有毒，且可以挥发，所以要加盖。

色素带的宽度不同是由各种色素含量不同造成的，且色素的含量越多，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的色素带最宽。

【答案】　

（1）无水乙醇　溶解色素　二氧化硅　碳酸钙　防止色素被破坏　

（2）单层尼龙布　（3）防止色素带扩散不整齐　细、齐、直　（4）防止层析液挥发　叶绿素a　胡萝卜素

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。

2.不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

3.二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。

4.层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。

5.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。

6.色素分布于叶绿体类囊体膜上，而与光合作用有关的酶分布于类囊体膜和叶绿体基质中。