2014屆高三人教版生物一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案：3.11光與光合作用

第 11 講 能量之源 光與光合作用 考綱要求 1 光合作用的基本過程 2 影響光合作用速率的環(huán)境因素 3 實(shí)驗(yàn) 葉 綠體色素的提取和分離 一 捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu) 1 葉綠體 1 結(jié)構(gòu)示意圖 2 結(jié)構(gòu)Error 決定 3 功能 進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 決定 4 恩格爾曼的實(shí)驗(yàn) 好氧細(xì)菌只分布于葉綠體被光束照射的部位 巧記 葉綠體 葉綠體膜兩層 基質(zhì)基粒來組成 類囊體來堆疊 上有色素酶附著 吸收 光能來轉(zhuǎn)化 光合作用好場(chǎng)所 2 色素的種類和功能 色素功能 葉綠素 a 藍(lán)綠色 葉綠素 葉綠素 b 黃綠色 吸收藍(lán)紫光和紅光 葉黃素 黃色 類胡蘿卜素 胡蘿卜素 橙黃色 吸收藍(lán)紫光 解惑 1 葉綠體和液泡中都有色素 但只有葉綠體中的色素參與光能的捕獲 2 葉綠體 中的色素只存在于光反應(yīng)部位 葉綠體類囊體的薄膜上 與光合作用有關(guān)的酶存在于兩 個(gè)部位 葉綠體類囊體的薄膜上和基質(zhì)中 二 光合作用的探索歷程 連一連 思考 和 中科學(xué)家用什么樣的技術(shù)手段得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 該技術(shù)手段有何用途 提示 同位素標(biāo)記法 追蹤某元素或某物質(zhì)的轉(zhuǎn)移去向 三 光合作用的反應(yīng)式及過程 1 反應(yīng)式 CO2 H2O CH2O O2 光能 葉綠體 2 過程 1 區(qū)別 2 聯(lián)系 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 H 和 ATP 暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 ADP Pi 判一判 1 葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi) 提示 分布在類囊體的薄膜上 2 光合作用需要的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中 提示 類囊體的薄膜上和葉綠體基質(zhì)中都有 3 葉綠體是光合作用的主要場(chǎng)所 提示 是全部場(chǎng)所 4 暗反應(yīng)必須在無光條件下進(jìn)行 四 影響光合速率的環(huán)境因素 1 空氣中 CO2 的濃度 2 土壤中水分的多少 3 光照的長(zhǎng)短與強(qiáng)弱以及光的成分 4 溫度的高低等 考點(diǎn)一 分析光合作用的過程 完善光合作用的過程圖解并思考 1 在光合作用總反應(yīng)式中標(biāo)出各元素的來源和去路 2 填表比較光反應(yīng)和暗反應(yīng) 項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng) 條件需要光 色素和酶等 不需要光和色素 但需要多種 酶 ATP 和 H 場(chǎng)所葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中 物質(zhì)轉(zhuǎn)化 水的光解 H2O H O2 ATP 的形成 ADP Pi 光 能ATP 酶 CO2 的固定 CO2 C5 2C3 酶 C3 的還原 C3 H CH2O C5 酶 能量轉(zhuǎn)化光能 電能 活躍的化學(xué)能 活躍的化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn)定 的化學(xué)能 聯(lián)系 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 H 和 ATP 暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 ADP 和 Pi 易錯(cuò)警示 與光合作用過程有關(guān)的 3 個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) 1 若同一植物處于兩種不同情況下進(jìn)行光合作用 甲 一直光照 10 分鐘 乙 光照 5 秒 黑暗 5 秒 持續(xù) 20 分鐘 則光合作用制造的有機(jī) 物 甲 乙 暗反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng) 2 CO2 中 C 進(jìn)入 C3 但不進(jìn)入 C5 最后進(jìn)入 CH2O C5 中 C 不進(jìn)入 CH2O 可用放射 性同位素標(biāo)記法證明 3 光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的 ATP 只用于暗反應(yīng)階段 不能用于其他生命活動(dòng) 其他生命活 動(dòng)所需 ATP 只能來自細(xì)胞呼吸 1 如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖 下列說法錯(cuò)誤的是 A 結(jié)構(gòu) A 中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)?ATP 中的化學(xué)能 B 供給 14CO2 放射性出現(xiàn)的順序?yàn)?CO2 C3 甲 C 結(jié)構(gòu) A 釋放的 O2 可進(jìn)入線粒體中 D 如果突然停止 CO2 的供應(yīng) 短時(shí)間內(nèi) C3 的含量將會(huì)增加 答案 D 解析 在光合作用中 CO2 首先和 C5 生成 C3 如果突然停止 CO2 的供應(yīng) 則 C3 的 生成量減少 而其消耗量不變 因此短時(shí)間內(nèi) C3 的含量將會(huì)減少 2 2011 新課標(biāo)全國(guó)卷 29 在光照等適宜條件下 將培養(yǎng)在 CO2 濃度為 1 環(huán)境中的某植 物迅速轉(zhuǎn)移到 CO2 濃度為 0 003 的環(huán)境中 其葉片暗反應(yīng)中 C3 和 C5 化合物微摩爾濃度 的變化趨勢(shì)如下圖 回答問題 1 圖中物質(zhì) A 是 C3 化合物 C5 化合物 2 在 CO2 濃度為 1 的環(huán)境中 物質(zhì) B 的濃度比 A 的低 原因是 將 CO2 濃度從 1 迅速降低到 0 003 后 物質(zhì) B 濃度升高的原因是 3 若使該植物繼續(xù)處于 CO2 濃度為 0 003 的環(huán)境中 暗反應(yīng)中 C3 和 C5 化合物濃度達(dá)到 穩(wěn)定時(shí) 物質(zhì) A 的濃度將比 B 的 低 高 4 CO2 濃度為 0 003 時(shí) 該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比 CO2 濃度為 1 時(shí) 的 高 低 其原因是 答案 1 C3 化合物 2 暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定 即 C3 和 C5 化合物的含量穩(wěn) 定 根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn) 此時(shí) C3 化合物的分子數(shù)是 C5 化合物的 2 倍 當(dāng) CO2 濃度突然 降低時(shí) C5 化合物的合成速率不變 消耗速率卻減慢 導(dǎo)致 C5 化合物積累 3 高 4 低 CO2 濃度低時(shí) 暗反應(yīng)的強(qiáng)度低 所需的 ATP 和 H 少 解析 1 CO2 濃度降低時(shí) C3 化合物產(chǎn)生減少而消耗繼續(xù) 故 C3 化合物的濃度降低 所 以物質(zhì) A 代表的是 C3 化合物 2 在正常情況下 1 mol CO2 與 1 mol C5 化合物結(jié)合形成 2 mol C3 化合物 即 C3 化合物的濃度是 C5 化合物濃度的 2 倍 CO2 濃度迅速下降到 0 003 后 C5 化合物的產(chǎn)生量不變而消耗量減少 故 C5 化合物的濃度升高 3 CO2 濃度 繼續(xù)處于 0 003 時(shí) 因光反應(yīng)產(chǎn)物 H 和 ATP 的積累而抑制光反應(yīng)過程 足量的 H 和 ATP 引起暗反應(yīng)中 C5 化合物的濃度又逐漸降低 而 C3 化合物的濃度逐漸升高 在達(dá)到相 對(duì)穩(wěn)定時(shí) C3 化合物的濃度仍是 C5 化合物濃度的 2 倍 4 CO2 濃度較低時(shí) 暗反應(yīng)減弱 需要的 H 和 ATP 量減少 故 CO2 濃度為 0 003 時(shí) 在較低的光照強(qiáng)度時(shí)就能達(dá)到最大光 合速率 請(qǐng)結(jié)合下圖 分析當(dāng)光照與 CO2 濃度發(fā)生如表變化時(shí) 表格中相關(guān)信息如何填充 條件C3C5 H 和 ATP 模型分析 光照由強(qiáng)到弱 CO2 供應(yīng)不變 增加減少 減少或 沒有 光照由弱到強(qiáng) CO2 供應(yīng)不變 減少增加增加 光照不變 CO2 由充足到 不足 減少增加增加 光照不變 CO2 由不足到 充足 增加減少減少 考點(diǎn)二 聚焦影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用 1 單因子因素 1 光照強(qiáng)度 原理分析 光照強(qiáng)度影響光合速率的原理是通過影響光反應(yīng)階段 制約 ATP 和 H 的產(chǎn) 生 進(jìn)而制約暗反應(yīng)階段 圖像分析 A 點(diǎn)時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸 AB 段隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng) 光合作用強(qiáng)度也增強(qiáng) 但是仍然小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 B 點(diǎn)時(shí)代謝特點(diǎn)為光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 BC 段隨 著光照強(qiáng)度的增強(qiáng) 光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng) C 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn) 限制 C 點(diǎn)的環(huán)境因素可能有溫度或二氧化碳濃度等 完成填空后 在下面的四幅圖中標(biāo)出 A 點(diǎn) AB 段 B 點(diǎn)和 B 點(diǎn)之后的氧氣和二氧化碳轉(zhuǎn) 移方向 答案 應(yīng)用分析 欲使植物正常生長(zhǎng) 則必須使光照強(qiáng)度大于 B 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度 適當(dāng)提高 光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量 2 光照面積 圖像分析 OA 段表明隨葉面積的不斷增大 光合作用實(shí)際量不斷增大 A 點(diǎn)為光合作 用面積的飽和點(diǎn) 隨葉面積的增大 光合作用強(qiáng)度不再增加 原因是有很多葉被遮擋 光 照不足 OB 段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加 而由于 A 點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加 但 葉片隨葉面積的不斷增加 呼吸量 OC 段 不斷增加 所以干物質(zhì)積累量不斷降低 BC 段 應(yīng)用分析 適當(dāng)間苗 修剪 合理施肥 澆水 避免徒長(zhǎng) 封行過早 使中下層葉子所 受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下 白白消耗有機(jī)物 造成不必要的浪費(fèi) 3 CO2 濃度 原理分析 CO2 濃度影響光合作用的原理是通過影響暗反應(yīng)階段 制約 C3 生成 圖像分析 圖 1 中 A 點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的 CO2 濃度 即 CO2 補(bǔ) 償點(diǎn) 而圖 2 中的 A 點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需 CO2 的最低濃度 兩圖中的 B 和 B 點(diǎn)都表 示 CO2 飽和點(diǎn) 兩圖都表示在一定范圍內(nèi) 光合作用速率隨 CO2 濃度增加而增大 應(yīng)用分析 大氣中的 CO2 濃度處于 OA 段時(shí) 植物無法進(jìn)行光合作用 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可 通過 正其行 通其風(fēng) 和增施農(nóng)家肥等措施增加 CO2 濃度 提高光合作用速率 4 溫度 原理分析 是通過影響酶活性進(jìn)而影響光合作用 圖像分析 低溫導(dǎo)致酶的活性降低 引起植物的光合作用速率降低 在一定范圍內(nèi)隨著 溫度的升高酶活性升高進(jìn)而引起光合速率也增強(qiáng) 溫度過高會(huì)引起酶活性降低 植物光合 速率降低 應(yīng)用分析 溫室中白天調(diào)到光合作用最適溫度 以提高光合作用速率 晚上適當(dāng)降低溫 室的溫度 以降低細(xì)胞呼吸 保證植物有機(jī)物積累 5 必需礦質(zhì)元素 圖像分析 在一定濃度范圍內(nèi) 增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng) 可提高光合作用速率 但當(dāng) 超過一定濃度后 會(huì)因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降 應(yīng)用分析 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上 根據(jù)植物的需肥規(guī)律 適時(shí) 適量地增施肥料 可以提高作 物的光能利用率 2 多因子因素 1 曲線分析 P 點(diǎn)時(shí) 限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子 隨其因子的不斷加 強(qiáng) 光合速率不斷提高 當(dāng)?shù)?Q 點(diǎn)時(shí) 橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因素 要想提高光合速率 可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法 2 應(yīng)用 溫室栽培時(shí) 在一定光照強(qiáng)度下 白天適當(dāng)提高溫度 增加光合作用酶的活性 提高光合速率 也可同時(shí)充入適量的 CO2 進(jìn)一步提高光合速率 當(dāng)溫度適宜時(shí) 要適當(dāng)提 高光照強(qiáng)度和 CO2 濃度以提高光合速率 易錯(cuò)警示 光合作用影響因素中的 2 個(gè)易忽略點(diǎn) 1 易忽略溫度改變對(duì)光合作用的影響 溫度改變時(shí) 不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)均會(huì) 受影響 但主要影響暗反應(yīng) 因?yàn)閰⑴c暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多 2 易忽略 CO2 濃度對(duì)光合作用的影響 CO2 濃度很低時(shí) 光合作用不能進(jìn)行 當(dāng) CO2 濃 度大于某值時(shí) 光合作用才能進(jìn)行 對(duì)于植物來說 也存在 CO2 的補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn) CO2 濃度過大時(shí) 會(huì)抑制植物的呼吸作用 進(jìn)而影響到光合作用 3 甲圖和乙圖表示某植物在適宜的 CO2 濃度條件下光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系 下列相關(guān)描述中錯(cuò)誤的是 A 甲圖中 在 a 點(diǎn)限制光合作用速率的主要因素是光照強(qiáng)度 在 b 點(diǎn)限制光合作用速率 的主要因素是溫度或 CO2 濃度 B 從乙圖可以看出 當(dāng)超過一定溫度后 光合作用速率會(huì)隨著溫度的升高而降低 C 溫度主要是通過影響酶的活性來影響光合作用速率的 D 若光照強(qiáng)度突然由 a 變?yōu)?b 短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中 C3 的含量會(huì)增加 答案 D 解析 甲圖表示光照強(qiáng)度和溫度對(duì)光合作用速率的影響 乙圖表示溫度對(duì)光合作用速率的 影響 分析甲圖中某點(diǎn)上的限制因素時(shí) 要看曲線是否達(dá)到飽和點(diǎn) 如果沒有達(dá)到飽和點(diǎn) 如 a 點(diǎn) 則限制因素為橫坐標(biāo)表示的因素 即光照強(qiáng)度 當(dāng)達(dá)到飽和點(diǎn)以后 如 b 點(diǎn) 則 限制因素為橫坐標(biāo)表示的因素以外的其他因素 如溫度或 CO2 濃度 當(dāng)光照強(qiáng)度突然增強(qiáng) 時(shí) 光反應(yīng)速率加快 產(chǎn)生更多的 H 和 ATP 短時(shí)間內(nèi) C3 的還原速率加快而 CO2 的固 定速率不變 故 C3 的含量會(huì)減少 4 如圖表示環(huán)境因素對(duì)綠色植物光合作用速率的影響 據(jù)圖分析 正確的是 A 當(dāng)處于 a 或 b 點(diǎn)時(shí) 葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中均可產(chǎn)生 ATP B 當(dāng)所處環(huán)境中缺鎂時(shí) 在 CO2 含量不變的情況下 a 點(diǎn)可能降到 b 點(diǎn) C 與 a 點(diǎn)相比 b 點(diǎn)時(shí)葉綠體中三碳化合物含量較多 D a 點(diǎn)與 b 點(diǎn)光合作用速率差異的原因是光照強(qiáng)度和 CO2 濃度的不同 答案 B 解析 葉肉細(xì)胞每時(shí)每刻都要進(jìn)行呼吸作用 所以細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì)可產(chǎn)生 ATP 而光合作用產(chǎn)生 ATP 的場(chǎng)所是葉綠體中的類囊體薄膜上 環(huán)境中缺鎂時(shí)葉綠素的合成減少 相同光照強(qiáng)度等條件下光合作用速率會(huì)下降 b 點(diǎn)與 a 點(diǎn)相比處于相同光照強(qiáng)度但 CO2 濃 度低 所以合成三碳化合物的量較少 而二者產(chǎn)生的 H 和 ATP 一樣多 從而還原消耗的 三碳化合物量相同 所以 b 點(diǎn)時(shí)葉綠體中三碳化合物含量較少 從圖中可知 a 點(diǎn)與 b 點(diǎn) 光合作用速率差異的原因是 CO2 濃度的不同 對(duì)于有飽和點(diǎn) 平衡點(diǎn) 的坐標(biāo)曲線 分析其限制因素的時(shí)候要分兩部分 1 達(dá)到飽和點(diǎn)以前的限制因素 為橫坐標(biāo)表示的因素 2 達(dá)到飽和點(diǎn)以后的限制因素 為橫坐標(biāo)表示的因素以外的因素 考點(diǎn)三 光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析 1 1771 年普利斯特利實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)缺點(diǎn) 缺乏空白對(duì)照 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說服力不強(qiáng) 2 1864 年薩克斯實(shí)驗(yàn) 1 本實(shí)驗(yàn)中黑暗處理的目的 消耗掉葉片中原有的淀粉 避免干擾 2 本實(shí)驗(yàn)為自身對(duì)照 自變量為是否照光 一半曝光與另一半遮光 因變量為葉片是否制 造出淀粉 表觀因變量為是否出現(xiàn)顏色變化 出現(xiàn)深藍(lán)色 3 1880 年恩格爾曼實(shí)驗(yàn) 1 本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)組為極細(xì)光束照射處的葉綠體 對(duì)照組為黑暗處的葉綠體和完全曝光的葉 綠體 2 本實(shí)驗(yàn)中為自身對(duì)照 自變量為光照 照光處與不照光處 黑暗與完全曝光 因變量為 好氧細(xì)菌分布 易錯(cuò)警示 恩格爾曼實(shí)驗(yàn)方法的巧妙之處 1 實(shí)驗(yàn)材料選得妙 用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料 水綿不僅具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體 而且葉綠 體螺旋狀地分布在細(xì)胞中 便于觀察和分析研究 2 排除干擾的方法妙 實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量和減少額外變量 恩格爾曼 將臨時(shí)裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中 排除了環(huán)境中光線和氧的影響 從而確保實(shí) 驗(yàn)?zāi)軌蛘＿M(jìn)行 3 觀測(cè)指標(biāo)設(shè)計(jì)得妙 通過好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè) 從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中 釋放氧的部位 4 實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)得妙 進(jìn)行黑暗 局部光照 和曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn) 從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是 由光照引起的 4 1941 年魯賓 卡門實(shí)驗(yàn) 1 本實(shí)驗(yàn)方法為同位素標(biāo)記法 2 本實(shí)驗(yàn)為相互對(duì)照 自變量為標(biāo)記物質(zhì) HO 與 C18O2 因變量為 O2 的放射性 18 2 5 德國(guó)科學(xué)家薩克斯先將綠色葉片放在暗處數(shù)小時(shí)進(jìn)行 饑餓 處理 消耗掉葉片中的淀粉 再把葉片的一部分遮光 其余部分曝光 一段時(shí)間后 將該葉片經(jīng)脫色 漂洗后再用碘液 處理 結(jié)果發(fā)現(xiàn)遮光部分不變藍(lán) 曝光部分變藍(lán) 下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的分析及結(jié)論合理的是 本實(shí)驗(yàn)未設(shè)對(duì)照組 有無光照是遮光和曝光區(qū)域表現(xiàn)不同結(jié)果的唯一原因 實(shí)驗(yàn) 初始時(shí)遮光和曝光區(qū)域均達(dá)到無淀粉狀態(tài) 實(shí)驗(yàn)證明葉綠體利用光照將 CO2 轉(zhuǎn)變成了 淀粉 A 全部 B 只有 C 只有 D 只有 答案 D 解析 該實(shí)驗(yàn)中曝光部分與遮光部分形成了對(duì)照 錯(cuò)誤 該實(shí)驗(yàn)只能證明有淀粉的生成 但不能證明葉綠體利用光照將 CO2 轉(zhuǎn)變成了淀粉 錯(cuò)誤 6 1880 年美國(guó)生物學(xué)家恩格爾曼設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究光合作用的光譜 他將棱鏡產(chǎn)生的 光譜投射到絲狀水綿體上 并在水綿懸液中放入好氧細(xì)菌 觀察細(xì)菌的聚集情況 如圖 他得出光合作用在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)最強(qiáng) 這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路是 A 細(xì)菌對(duì)不同的光反應(yīng)不一樣 細(xì)菌聚集多的地方 細(xì)菌光合作用強(qiáng) B 好氧細(xì)菌聚集多的地方 O2 濃度高 水綿光合作用強(qiáng) C 好氧細(xì)菌聚集多的地方 產(chǎn)生的有機(jī)物多 水綿光合作用強(qiáng) D 好氧細(xì)菌大量消耗 O2 使水綿光合作用速度快 則該種光有利于光合作用 答案 B 解析 好氧細(xì)菌是需要氧氣的 因此在好氧細(xì)菌聚集的地方應(yīng)該是氧氣多的地方 也就是水綿光合作用強(qiáng)的地方 實(shí)驗(yàn)九 綠葉中色素的提取與分離 完善下面的實(shí)驗(yàn)過程 易錯(cuò)警示 實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及操作目的 過程注意事項(xiàng)操作目的 1 選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高 2 研磨時(shí)加無水乙醇溶解色素 3 加少量 SiO2 和 CaCO3研磨充分和保護(hù)色素 4 迅速 充分研磨防止乙醇揮發(fā) 充分溶解色素 提 取 色 素 5 盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化 1 濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散 2 濾液細(xì)線要直 細(xì) 勻使分離出的色素帶平整不重疊 3 濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明 分 離 色 素 4 濾液細(xì)線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中 7 2011 廣東卷 29 中國(guó)的飲食講究 色香味 顏色會(huì)影響消費(fèi) 小李同學(xué)擬研發(fā) 綠色 食用色素 他以生長(zhǎng)很快的入侵植物水葫蘆為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) 提取葉綠素 綠色葉片 X 碳酸鈣提取液 過濾液濃縮液 葉綠素粗產(chǎn)品 探究 pH 對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響 取一些葉綠素粗產(chǎn)品 配成一定濃度的溶液 于室溫 約 25 下進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 方法和結(jié)果如 下表 實(shí)驗(yàn)組號(hào) 葉綠素溶液 mL 調(diào) pH 至 處理時(shí)間 min 溶液顏色 3 0Y10綠色 3 07 010綠色 3 06 010黃綠色 3 05 010黃褐色 注 葉綠素被破壞后變成黃褐色 根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 請(qǐng)回答 1 提取葉綠素的 X 應(yīng)該為 原因是 2 表中 Y 應(yīng)該為 原因是 3 若用作食品色素 天然葉綠素色素不適用于 食品 否則 4 小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素 請(qǐng)你提供檢測(cè)方法并寫出主要步驟 答案 1 無水乙醇 綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中 2 8 0 pH 梯度差為 1 0 所以 Y 為 8 0 3 酸性 葉綠素分解 食品變?yōu)辄S綠色或黃褐色 4 方法 用紙層析法將葉綠素粗產(chǎn)品中的色素進(jìn)行分離 以確定是否含有其他色素 主要步驟 制備濾紙條 將預(yù)先準(zhǔn)備的干燥濾紙條一端剪去兩個(gè)角使之呈梯形 在距該 端 1 cm 處畫一鉛筆細(xì)線 畫濾液細(xì)線 用毛細(xì)吸管吸取葉綠素粗產(chǎn)品 沿鉛筆線均勻地畫濾液細(xì)線 紙層析法分離色素 將濾紙條畫有濾液細(xì)線的一端置于燒杯中的層析液中 不要將濾液細(xì) 線浸沒在層析液中 觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果 解析 1 綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑如無水乙醇中 所以 可以用無水乙醇提取綠 葉中的色素 2 該實(shí)驗(yàn)探究 pH 對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響 所以實(shí)驗(yàn)變量為 pH 的大小 所 以我們要設(shè)置一系列 pH 梯度 即 pH 為 8 0 7 0 6 0 5 0 3 通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析 在 pH 為 6 0 5 0 的酸性條件下葉綠素會(huì)分解 所以天然葉綠素不適用于酸性食品 4 由 于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條上擴(kuò)散得快 反之 則慢 所以 我們可用紙層析法將葉綠素粗產(chǎn)品中的色素進(jìn)行分離 以確定是否含有其他 色素 1 利用教材原理解答延伸式實(shí)驗(yàn) 1 教材原理 不同色素在層析液中的溶解度不同 因此各種色素隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散 速度不同而分離 2 原理應(yīng)用 利用紙層析法檢測(cè)葉綠素產(chǎn)品時(shí) 若只有葉綠素 則濾紙條上只有兩條色素 帶 葉綠素 a 和葉綠素 b 若含有其他色素則濾紙條上含有多條色素帶 2 明確題干信息抓準(zhǔn)自變量 題意明確提出 探究 pH 對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響 顯然告訴我們實(shí)驗(yàn)的自變量是 pH 據(jù)表中信息可以看出因變量是色素的 顏色 本實(shí)驗(yàn)采用設(shè)計(jì) pH 梯度進(jìn)行定量探究 分 析表格可知 組的 pH 相差