2022年人教版生物高考總復(fù)習(xí)第一部分考點復(fù)習(xí)指導(dǎo)第三單元第3課捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)、光合作用的原理

第3課捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)、光合作用的原理

【課標要求】

說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過

程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能。

【素養(yǎng)目標】

1.通過比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)及它們之間的關(guān)系，建立對立統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)決定功能的觀點。（生命

觀念）

2.理解的、C5等物質(zhì)變化和光合作用的相關(guān)曲線。（科學(xué)思維）

3.探究光照強度、CO,濃度等對光合作用強度的影響。（科學(xué)探究）

4.關(guān)注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系。（社會責(zé)任）

。.一=、生十知誦?多傕自查/==o

【主干?梳理與辨析】

一、捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能

1.捕獲光能的色素：

功能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能

化學(xué)特性不溶于水，能溶于有機溶劑（如無水乙醇）中

葉綠素（含量約占葉綠素a主要吸收紅光和藍紫

色素種類及3/4）葉綠素b

分布類胡蘿卜素（含量胡蘿卜素

主要吸收藍紫光

約占1/4）葉黃素

2.捕獲光能色素的吸收光譜:

葉綠素b

葉綠素a

葉綠素an類胡蘿卜素

葉綠素b

波長/nm

光是一種電磁波?？梢姽獾牟ㄩL是400?760nm。一般情況下，光合作用所利用的光都是亙

見光。

3.光合作用的結(jié)構(gòu)一一葉綠體:

（1）模式圖:

I~>①外膜、②內(nèi)膜

⑵I結(jié)小二~丁③葉綠體基質(zhì):含有與?暗盤電有關(guān)的酶

["'ELf一④基粒：由類囊使堆疊而成,分布有

色素和與光反應(yīng)有關(guān)的幅

⑶百準》進行光合作用的場所

【思考辨析】

1.植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。（X）

分析：葉綠體中葉綠素的含量多于類胡蘿卜素，葉綠素不吸收綠光，所以植物葉片呈現(xiàn)綠色。

2.液泡中色素吸收的光能用于光合作用。（X）

分析：液泡中色素不能吸收光能用于光合作用，葉綠體中的色素才行。

3.光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。（X）

分析：葉綠體中吸收光能的四種色素分布在類囊體薄膜上，在葉綠體基粒和基質(zhì)中都有與光

合作用有關(guān)的酶。

二、實驗：綠葉中色素的提取和分離

1.實驗原理：

廢就一綠葉中的色，素能夠溶解在有機溶劑無水乙疇申,

萬”而不溶于水，可用無水乙醇提取色素

各種色素在層析液中港解度不同，溶解度高的隨

（W>一層析液在濾紙上擴散得快.反之則慢，從而使各

種色素相互分離

2.實驗步驟:

選鮮綠葉.色素含量高

加無水純?nèi)芙馍?/p>

------加CaC03?防止色素被破壞

加SiO?,研磨充分

過，慮用單層尼龍布過濾

應(yīng)焉洞試管口加棉遭防止乙醇揮發(fā)和色素氧化

預(yù)先干燥處理.使層析液在濾紙上快速擴散

濾紙條

(WF-一端剪去兩角》保證色素擴散均勻，否則會形成弧形帶

濾液細線要細、直、充使分離出的色素帶平接不重疊

■干燥后再畫.兩次

細線------------------?增加色素附著量，使分離出的

色素帶清晰分明

加蓋

液細線］防止層析液揮發(fā)

防止色素溶解在層析液中

不觸及層析液

3.實驗結(jié)果及分析:

(1)實驗結(jié)果：

色素色素

種類顏色

、胡蘿卜素橙黃色

、葉黃素黃色

、葉綠素a藍綠色

、葉綠素b黃綠色

(2)結(jié)果分析。

①由上到下：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。

原因：不同色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的在濾紙上擴散得快；反之，則慢。

溶解度由高到低的順序為：胡蘿卜素＞葉黃素＞葉綠素a＞葉綠素b

②由寬到窄：葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素。

原因：不同色素的含量不同，含量多的在濾紙上顯色較寬；反之，則窄。

含量：葉綠素a＞葉綠素b＞葉黃素＞胡蘿卜素

【思考辨析】

1.紫色洋蔥表皮細胞含有色素，可用于葉綠體色素的提取實驗。（X）

分析：紫色洋蔥表皮細胞沒有光合色素，呈紫色是因為液泡中含有花青素。

2.分離色素的原理是色素易溶于有機溶劑。（X）

分析：分離色素的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高，隨層析液在濾紙

上的擴散速度越快。

3.層析時試管口加棉塞的目的是防止層析液揮發(fā)。（J）

分析：層析液易揮發(fā)且有毒，層析時試管口加棉塞的目的是防止層析液揮發(fā)。

三、光合作用的探究歷程及基本原理

1.光合作用的探究歷程：

時間/發(fā)現(xiàn)者內(nèi)容

科學(xué)界普遍認為，在光合作用中，CO2分子的C和0被分開，為被釋

19世紀末

放，C與HQ結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有施作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)

1928年

化成糖

在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有HO,

1937年希爾（英國）2

沒有COJ,在光照下可以釋放出氧氣

,8

用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源，H20+C02-

1941年魯賓、卡門（美

植物f*Oz,乩0+婷七2f植物一0”得出光合作用釋放的氧全部來自

國）

水

1954年阿爾農(nóng)（美國）在光照下，葉綠體可合成"E，這一過程總是與水的光解相伴隨

20世紀40年代卡爾文用經(jīng)過"C標記的"C02,供小球藻進行光合作用，然后追蹤放射性"C

（美國）的去向，最終探明了co,中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機物中的碳的

2.光合作用：

（1）光合作用的概念：綠色植物通過葉綠體,利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的

有機物,并且釋放出氧氣的過程。

（2）光合作用的過程:

山。水在光C02的固定

NADPHW2c3、/

V下分解

多種酶參

加催化

ADP+Pi(CH2O)

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段

(類囊體薄膜)(葉綠體基質(zhì))

(3)光合作用的化學(xué)反應(yīng)式：CO2+H2O葉綠體(CHQ)+()2,其中(CHa)表示糖類。

(4)光合作用的意義：

①光合作用產(chǎn)生的有機物除供自身利用外，還為所有異養(yǎng)生物提供食物。

②光能通過驅(qū)動光合作用而驅(qū)動生命世界的運轉(zhuǎn)。

3.化能合成作用：

(1)概念：自然界中還有一些微生物利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造

有機物，此過程稱為化能合成作用，此類生物屬化能自養(yǎng)型生物。

(2)過程:

:

2NH3+3O2————-2HNO2+2H2O+能量

M化細菌》2HNO3+能量

co2+H20化可能)(CH2O)+O2

酶

(3)代表生物：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等。

(4)區(qū)別：化能合成作用和光合作用利用二氧化碳和水合成有機物大致相同，但合成有機物時

所用的能量是不同的。光合作用合成有機物時使用的ATP是由光能轉(zhuǎn)換成的；而化能合成作

用合成有機物時使用的ATP是利用無機物氧化時釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成的。

【思考辨析】

1.光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP。(X)

分析：光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中的化學(xué)能，細胞呼吸將糖類等有機物中化學(xué)能

轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP中的化學(xué)能。

2.光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，光反應(yīng)必須有光才能進行，暗反應(yīng)必須在無光

條件下進行。（義）

分析：光反應(yīng)必須有光才能進行，暗反應(yīng)不需要光，有光、無光都可以進行，前提是有光反

應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATPo

3.葉綠體內(nèi)膜的面積遠遠大于外膜面積。（X）

分析：葉綠體的外膜面積大于內(nèi)膜的面積。

【教材?挖掘與延伸】

1.探究延伸（必修1P99）：“旁欄思考”

植物工廠里不用發(fā)綠光的光源，原因是這種波長的光很少被光合色素吸收，因此不能驅(qū)動合

成有機物。

2.習(xí)題改編（必修1P101）：”練習(xí)與應(yīng)用?拓展應(yīng)用”

海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次

是淺、中、深。分析原因：這種現(xiàn)象與光能捕獲有關(guān)，即不同顏色的藻類吸收不同波長的光。

3.資料延伸（必修1P104）：“相關(guān)信息”

光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉,還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入篩管,再通過韌皮部運

輸?shù)街仓旮魈帯?/p>

o..—、高頻考點?通話密道,--o

★考點1光合色素的分布、吸收光譜及作用

【核心?歸納與整合】

1.光合色素的吸收光譜及作用圖解：

太陽光

三棱鏡

紫藍青綠黃橙紅

色素濾液

~\-----葉綠素b（黃綠）

卜—葉綠素a（藍綠）

支r胡蘿卜素’胡蘿卜素（橙黃）

葉黃素（黃）

400450500550600650700"光波長/nm

（1）葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收；葉綠素主要吸收紅光和藍

紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。

（2）兩類色素除吸收上述各類光外，對其他光也有不同程度的吸收，但對綠光吸收最少，故對

陽光而言，最有效的光是紅光和藍紫光，最無效的光是綠光。

2.實踐應(yīng)用：

(1)溫室大棚用無色薄膜最有效。

(2)實驗中黑暗處理消耗有機物時需在有光條件下操作、觀察，最好選用綠燈，而不能選紅燈

或其他顏色的燈這樣對實驗影響最小。

3.影響葉綠素合成的因素：

⑴光照：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，因而葉片發(fā)

黃。

(2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)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，而使葉片變黃；高溫會使葉綠素變性失活。

⑶必需元素：葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉片變黃。

另外，F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻，葉片變

黃。

【高考警示鐘】色素的“同”與“不同”

(1)同為色素，呈現(xiàn)花瓣和果實顏色的主要是花青素，呈現(xiàn)葉片綠色的色素主要是葉綠素。

(2)同為色素，色素的位置不同，花青素存在于液泡，植物光合色素存在于類囊體薄膜上。

(3)同為色素，不同色素吸收不同波長光質(zhì)，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光；葉綠素主要吸收紅

光和藍紫光。

【典題?剖析與精練】

【典題示范】

通常情況下，藍細菌依賴葉綠素a來收集、轉(zhuǎn)化可見光，用于光合作用。研究發(fā)現(xiàn)某些整區(qū)

菌①在近紅外光環(huán)境下生長時，含有葉綠素a的光合系統(tǒng)會失效，而含有葉綠素f的光合系統(tǒng)

會啟動②。進一步研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素f能吸收、轉(zhuǎn)化紅外光，用于光合作用久下列有關(guān)敘述

正確的是()

A.培養(yǎng)藍細菌研究光合作用時，需提供葡萄糖作為碳源

B.葉綠素f主要分布在藍細菌葉綠體類囊體薄膜上

C.葉綠素f能夠吸收、轉(zhuǎn)化紅外光，體現(xiàn)了藍細菌對環(huán)境的適應(yīng)

D.在正常光照條件下，藍細菌會同時吸收可見光和紅外光進行光合作用

【題眼破譯】提升信息轉(zhuǎn)化能力

信息轉(zhuǎn)化信息（對接問題）

信息①藍細菌是原核生物，無葉綠體

信息②葉綠素種類決定利用的光質(zhì)種類

信息③葉綠素f能利用紅外光進行光合作用

【解析】選Co藍細菌是自養(yǎng)生物，不從外界吸收葡萄糖，培養(yǎng)藍細菌研究光合作用時，不

需提供葡萄糖作為碳源，A錯誤；藍細菌是原核生物，沒有葉綠體，B錯誤；某些藍細菌在近

紅外光環(huán)境下生長時，含有葉綠素f的光合系統(tǒng)會啟動。進一步研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素f能吸收、

轉(zhuǎn)化紅外光，用于光合作用。葉綠素f能夠吸收、轉(zhuǎn)化紅外光，體現(xiàn)了藍細菌對環(huán)境的適應(yīng),

C正確；在正常光照條件下，藍細菌光合作用依賴葉綠素a來收集、轉(zhuǎn)化可見光，用于光合

作用，不能吸收紅外光進行光合作用，D錯誤。

【對點訓(xùn)練】

1.（2021?湖北模擬）黃豆種子置于黑暗中萌發(fā),生長的豆芽呈淺黃色,再移至光照條件下,一段

時間后，生長的豆芽呈綠色。下列敘述正確的是（）

A.豆芽進行了光合作用，變成綠色

B.黑暗中黃色物質(zhì)合成較多，掩蓋了綠色

C.光照引起溫度升高,導(dǎo)致豆芽變成綠色

D.光照誘導(dǎo)了葉綠體的形成,導(dǎo)致豆芽變成綠色

【解析】選D。葉綠素的形成需要光照條件。黃豆種子置于黑暗中萌發(fā)，生長的豆芽呈淺黃色,

再移至光照條件下，一段時間后,生長的豆芽呈綠色的原因：在光照條件下,能誘導(dǎo)前質(zhì)體發(fā)育

成葉綠體,葉綠體中的葉綠素含量較高，從而使豆芽變綠。綜上所述,D正確,A、B、C錯誤。

2.I：1881年，德國科學(xué)家恩格爾曼把載有水綿和好氧細菌X的臨時裝片放在沒有空氣的黑

暗環(huán)境中，然后用極細的光束照射水綿探究葉綠體的功能。

II：某實驗小組根據(jù)恩格爾曼在探究葉綠體的功能實驗的基礎(chǔ)上進一步開展探究實驗，將載

有水綿和好氧細菌X的臨時裝片放置在密閉且透明的小室中，再用自然光透過三棱鏡照射臨

時裝片，細菌X在不同光區(qū)的聚集情況如圖所示。請回答下列問題：

400450500550600650700波長/nm

（1）恩格爾曼選用水綿和好氧細菌作實驗材料探究葉綠體的功能是取得成功的重要原因之一,

理由是O首先將臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，目的是

（2）根據(jù)實驗II結(jié)果分析，細菌X主要密集分布在波長為400?450nm和650-700nm的光區(qū)，

原因是O

⑶有另外的實驗小組從綠葉中提取了類胡蘿卜素，請設(shè)計一組實驗來驗證類胡蘿卜素主要吸

收藍紫光（用以上實驗為對照組，補充完整以下實驗方案）。

實驗步驟：在三棱鏡之前放置裝有足夠量___________的試管，再用自然光透過試管和三棱

鏡照射水綿的臨時裝片。

預(yù)期結(jié)果：與對照組相比，若,

則可驗證類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。

【解析】（1）水綿細胞中的葉綠體呈螺旋帶狀分布，有光和無光區(qū)域可形成對照；好氧細菌X

聚集的部位代表氧氣豐富，指示光合作用的場所。將臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，

使好氧細菌X均勻分布，避免對實驗結(jié)果造成干擾。

（2）水綿光合色素主要吸收紅光（650-700nm）和藍紫光（400-450nm）進行光合作用,葉綠素

a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。在這些光區(qū)產(chǎn)生

的氧氣相對較多，所以好氧細菌X主要密集分布在這些光區(qū)。

（3）自然光透過裝有類胡蘿卜素提取液的試管時，藍紫光被吸收，使水綿主要吸收紅光進行光

合作用。在650?700nm光區(qū)產(chǎn)生氧氣相對較多，實驗組好氧細菌X在此區(qū)域密集分布。

答案：（1）水綿細胞中的葉綠體呈螺旋帶狀分布，有光和無光區(qū)域可形成對照；好氧細菌X聚

集的部位代表氧氣豐富，指示光合作用的場所（合理即可）使好氧細菌X均勻分布（2）水綿

光合色素主要吸收紅光（650?700nm）和藍紫光（400?450nm）進行光合作用，在這些光區(qū)產(chǎn)

生的氧氣相對較多，所以好氧細菌X主要密集分布在這些光區(qū)（3）類胡蘿卜素提取液實驗

組好氧細菌X主要密集分布在波長為650~700nm的光區(qū)（合理即可）

麗【加固訓(xùn)練?拔高】

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（）

400450500550600650700波長/nm

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(yīng)的釋放量來繪制

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(xiàn)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450~500nm波長處出現(xiàn)較大差異，說明其他色素對能量的轉(zhuǎn)

換效率比葉綠素對能量的轉(zhuǎn)換效率高

【解析】選Do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(yīng)的0?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(xiàn)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450-500nm(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，450-500nm波長處出現(xiàn)較大差異，說明類胡蘿卜素吸收的光

能有一部分不能轉(zhuǎn)化成光合作用的能量，葉綠素比其他色素對能量的轉(zhuǎn)換效率高，D錯誤。

教師專用?【方法規(guī)律】巧記色素吸收光譜圖中的“三、

(1)“三”指三條曲線：分別代表葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素吸收的光譜曲線。

(2)“二”指葉綠素a、b及兩個吸收區(qū)域：葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，其中葉綠素a的

吸收光譜范圍比葉綠素b的更寬。

(3)“一”指類胡蘿卜素及一個吸收區(qū)域：類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍紫

光。

★考點2綠葉中色素的提取和分離實驗

【核心?歸納與整合】

1.歸納實驗注意事項及操作目的:

過程注意事項操作目的

選材選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高

研磨時加無水乙醇溶解色素

提取色實驗試劑

加少量二氧化硅和碳酸鈣研磨充分和保護色素

素

迅速、充分研磨防止乙醇過度揮發(fā)

實驗操作

盛放濾液的試管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化

制備濾紙條濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散

濾液細線要直、細、齊使分離出的色素帶平整不重疊

分離色畫濾液細線

濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明

素

分離濾液

濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中

中色素

2.分析綠葉中色素的提取和分離實驗中異?，F(xiàn)象:

異?，F(xiàn)象發(fā)生的原因

未加石英砂（SiOl,研磨不充分

濾液綠色過淺（色素條使用放置數(shù)天的菠菜葉,濾液中色素（葉綠素）太少

帶變窄）一次加入大量的無水乙醇,色素濃度太低

未加碳酸鈣或加入過少,色素分子被破壞

濾液細線不直

濾紙條色素帶重疊

濾液細線過粗

忘記畫濾液細線

濾紙條無色素帶濾液細線接觸到層析液,且時間較長,色素全部溶解到層析

液中

未加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞

濾紙條色素帶少

所用葉片為“黃葉”

【高考警示鐘】色素提取實驗中的兩個“誤認為”

（1）誤認為提取與分離光合色素的試劑相同：提取光合色素用無水乙醇，分離光合色素用層析

液。

（2）誤認為觀察色素提取液均呈現(xiàn)綠色：由于葉綠體色素主要吸收紅光和藍紫光，綠光幾乎不

被吸收，因此對著光源（透射光）為綠色，背著光源（反射光）為紅色。

圓教師司專用擊e【拓展延伸】色素提取中的問題及應(yīng)對措施

(1)關(guān)于取材：

①不選取：蠟質(zhì)和草質(zhì)的葉片。原因是蠟質(zhì)和草質(zhì)的葉片不易磨碎，葉綠體中的色素不易被

充分釋放出來，影響實驗效果。

②應(yīng)選?。乎r綠的，光合色素含量較高，細胞含水量少且軟的葉片。原因是葉綠體中的色素

不溶于水，水分多了不利于葉綠體中色素的提取。

(2)關(guān)于畫線：①易出現(xiàn)畫上的濾液細線中色素過少、畫得過寬或不均勻的問題，影響分離效

果。

②應(yīng)對措施。

a.把濾紙條翻過來在背面同樣位置再畫濾液細線以增加濾液細線色素的量；

b.還可以借助直尺，把直尺翻過來背面朝上，這樣畫的濾液細線細而直，濾液又不會畫到直

尺上。

⑶關(guān)于濾紙條。

①易出現(xiàn)問題：濾紙條貼在燒杯內(nèi)壁或濾液細線浸沒在層析液中，使實驗失敗。

②應(yīng)對措施。

a.將濾紙條微斜靠著燒杯內(nèi)壁插入層析液中；

b.將濾紙條上端固定在培養(yǎng)皿蓋上，并垂直放入。

【典題?剖析與精練】

【典題示范】

葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑,無水乙醇中,因此實驗室中用無水乙醇提取葉綠體中的

色素。能否用丙酮作為溶劑替代無水乙醇呢？請完善實驗，探究丙酮是否可以作為提取葉綠

體中色素的有機溶劑②,并對實驗中存在的問題進行分析：

⑴材料用具：新鮮的綠色葉片，干燥的定性濾紙，尼龍布，丙酮，無水乙醇，層析液，二氧

化硅，碳酸鈣等。

⑵方法步驟：

①提取綠色葉片中的色素。

a.取兩個研缽分別編號為1、2。

b.分別向兩個研缽中加入o

c.向1號研缽中加入10mL無水乙醇，,

均進行充分研磨。

d.將研磨液過濾到試管中，并及時用棉塞塞緊試管口。

②制備濾紙條。將干燥處理的定性濾紙剪成兩個長10cm,寬1cm的長條，在距一端1cm

處用圓珠筆畫線并剪去兩角。

③點樣。分別用毛細吸管吸取少量濾液，分別在兩條濾紙條上沿橫線均勻地畫濾液細線，緊

接著重復(fù)畫1?2次。

④分離葉綠體中的色素。將層析液2mL倒入兩支編號為1、2的大試管中。然后，將濾紙條

畫有濾液細線的一端朝下，輕輕插入層析液中，并讓層析液沒及濾液細線。

(3)觀察實驗結(jié)果。請繪出正確的實驗結(jié)果，并注明色素種類及相應(yīng)顏色。

(4)結(jié)果預(yù)測及分析：

①2號濾紙條與1號濾紙條出現(xiàn)一致色素帶，并且分離明顯，則說明

____________________________________________?

②，則說明:

③2號濾紙條無色素帶，1號濾紙條色素帶分離明顯，則說明

__________________________________________________________________________________________________________________________O

(5)請糾正方法步驟中的錯誤：

糾正一：；

糾正二：；

糾正三：O

【題眼破譯】提升信息轉(zhuǎn)化能力

信息轉(zhuǎn)化信息(對接問題)

信息①提取色素選取有機溶劑

信息②變量(有機溶劑的種類)的控制

【答題關(guān)鍵】抓住長句表述得分點

⑵①不可缺少的文字“剪碎的綠色葉片”。

(4)②不可缺少的信息：2號濾紙條與1號濾紙條相比。

【解析】(2)根據(jù)題干，結(jié)合實驗原理，提取色素時需向研缽中加剪碎的綠色葉片、少許二氧

化硅和碳酸鈣，而要探究丙酮是否可以作為提取葉綠體中色素的溶劑替代無水乙醇，就應(yīng)設(shè)

計實驗以丙酮作為溶劑提取葉綠體中的色素，并與以無水乙醇作溶劑提取葉綠體中的色素的

分離效果作對照。(3)結(jié)合教材和實驗結(jié)果，可繪制下圖：

—胡蘿卜素：橙黃色

mu—葉黃素：黃色

IIIII葉綠素a：藍綠色

____葉綠素b：黃綠色

O

（4）實驗設(shè)計要遵循單一變量原則，即只有提取液不同，而其他條件相同且適宜。結(jié)果有三種

可能情況，即與對照組基本一樣；比對照組效果差；得不到分離的色素帶。對應(yīng)的結(jié)論是：

丙酮可以作為提取葉綠體中色素的有機溶劑；丙酮作為提取葉綠體中色素的有機溶劑效果不

佳；丙酮不能作為提取葉綠體中色素的有機溶劑。（5）結(jié)合⑵方法步驟，制備濾紙條時，應(yīng)

改為用鉛筆畫線并編號為1、2；點樣時，應(yīng)待濾液干后重復(fù)畫濾液細線1?2次；分離葉綠

體中的色素時，一定不要讓層析液沒及濾液細線。

答案：（2）5g剪碎的綠色葉片、少許二氧化硅和碳酸鈣向2號研缽中加入10mL丙酮（3）

如圖所示

TTTTT—胡蘿卜素：橙黃色

ran—葉黃素：黃色

皿一葉綠素a：藍綠色

mu—葉綠素也黃球色

O

（4）丙酮可以作為提取葉綠體中色素的有機溶劑

2號濾紙條與1號濾紙條相比，現(xiàn)象不如1號明顯

丙酮作為提取葉綠體中色素的有機溶劑效果不佳

丙酮不能作為提取葉綠體中色素的有機溶劑

⑸制備濾紙條時，應(yīng)改為用鉛筆畫線并編號為1、2點樣時，應(yīng)待濾液干后重復(fù)畫濾液細

線1?2次分離葉綠體中的色素時，一定不要讓層析液沒及濾液細線

教師專用&【方法規(guī)律】圓形濾紙片分離色素的方法

濾紙

胡蘿卜素

-葉黃素

-葉綠素a

-葉綠素b

提取葉綠體中的色素，也可用如圖所示的方法：即在圓心處滴加適量濾液，待干燥后再滴加

適量層析液進行層析，結(jié)果會出現(xiàn)不同顏色的4個同心圓。

【對點訓(xùn)練】

1.下列關(guān)于''綠葉中色素的提取和分離”實驗的敘述，正確的是（）

A.色素在提取液中的溶解度不同，導(dǎo)致色素帶的位置不同

B.研磨綠葉時不加CaCOs，則濾紙條上四條色素帶變窄的比例相同

C.實驗結(jié)果中得到的四條條帶在濾紙條上自上而下依次變寬

D.與成熟葉相比，幼葉做實驗材料得到的葉綠素a、b的條帶較窄

【解析】選D。利用色素在層析液中的溶解度不同來分離色素，從而使色素帶的位置不同，A

錯誤；CaCOs可防止葉綠素被破壞，因此研磨綠葉時不加CaCOs,則濾紙條上四條色素帶變窄

的比例不相同，B錯誤；色素帶的寬窄與色素含量相關(guān)，濾紙條從上到下依次是：胡蘿卜素（最

窄）、葉黃素、葉綠素a（最寬）、葉綠素b（第二寬），C錯誤；與成熟葉相比，幼葉所含葉綠

素（包括葉綠素a和葉綠素b）較少，做實驗材料得到的葉綠素a、b的條帶較窄，D正確。

2.為研究光合色素提取實驗中二氧化硅顆粒大?。恐翟酱?表示顆粒越細）對葉綠素提取量

的影響,某研究小組利用新鮮的菠菜葉片進行了一系列的色素提取與定量測定實驗,實驗結(jié)果

如下表。下列有關(guān)敘述錯誤的是（）

二氧化硅顆粒大小/目

葉綠素種類

02050100200

葉綠素a/(mg?g-1)0.250.530.610.480.47

葉綠素b/(mg?g')0.160.080.090.110.12

A.提取色素利用的原理是光合色素易溶于有機溶劑

B.加入二氧化硅對葉綠素a和葉綠素b的提取均有益

C.據(jù)表可知,用50目的二氧化硅提取得到的葉綠素總量最多

D.若葉片研磨過程中未加入碳酸鈣,則表中數(shù)據(jù)均減小

【解析】選B。提取色素利用了光合色素易溶于有機溶劑的原理,A正確；與不加二氧化硅相比,

加入二氧化硅對提取葉綠素a有益,對葉綠素b的提取則無益,B錯誤;據(jù)表可知,用50目的二

氧化硅提取葉綠素時,提取到的葉綠素總量（葉綠素a和葉綠素b）最多,C正確;加入碳酸鈣可

防止葉綠素被破壞,若葉片研磨過程中未加入碳酸鈣，則表中數(shù)據(jù)均減小,D正確。

教師

專用

研究人員發(fā)現(xiàn)，離體的葉綠體在一定條件下受到光照后依然能夠釋放氧氣。向離體的葉綠體

懸浮液中加入DCIP,光照后藍色氧化型的DCIP接受氫后變成無色。研究人員為了驗證該過

程，在密閉條件下進行如表實驗。下列敘述不正確的是()

試管編號甲乙丙T

葉綠體懸浮液(用蔗糖溶液配制)1mL—1mL—

DCIP0.5mL0.5mL0.5mL0.5mL

0.5mol/L蔗糖溶液4mL5mL4mL5mL

光照條件光照光照黑暗黑暗

上層液體顏色無色藍色藍色藍色

A.甲試管與丙試管比較可以說明氫的產(chǎn)生需要光照

B.設(shè)置乙試管和丁試管的目的是說明DCIP在光照和黑暗條件下自身不會變色

C.甲試管有葉綠體和光照條件，故實驗過程中用到的蔗糖溶液應(yīng)全部換成蒸儲水，以方便檢

測甲試管內(nèi)葉綠體中是否有糖類產(chǎn)生

D.甲試管除了顏色變化，實驗過程中還能觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生

【解析】選C。甲試管與丙試管比較，可以說明氫的產(chǎn)生需要光照，A正確；設(shè)置乙試管和丁

試管的目的是說明DCIP在光照和黑暗條件下自身不會變色，B正確；使用蒸憎水會使葉綠體

吸水漲破，實驗不能正常進行，C錯誤；離體的葉綠體在一定條件下受到光照后依然能夠釋

放氧氣，甲試管有葉綠體、蔗糖溶液和光照條件，除了顏色變化，實驗過程中還能觀察到有

氣泡產(chǎn)生，D正確。

★考點3光合作用過程的綜合分析

【核心?歸納與整合】

1.明確光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系：

H，O/NADP+*CO2

j

/*NADPH\—、二1臺?

光能——"|光反應(yīng)—ATP--------嚀應(yīng)

I

0

2\DP+/（CH2。）

(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH、ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP+、ADP和Pi。

(2)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進行，沒有暗反應(yīng)，有機物無法合成。

⑶光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能并非只儲存于ATP中，NADPH中也含有能量。

(4)Cs還原消耗的能量不只來自ATP,還可由NADPH提供。

2.厘清光合作用中元素去向:

(1)反應(yīng)式:

I光能I

H,O+CO,------*(CH2O)+O2

I葉綠體f

(2)同位素標記元素轉(zhuǎn)移途徑:

33

H.(H2O)-----(NADPH)喳反叫((C3H2O))

C：國￡O理凰社三口￡理些叫叵畫

光反應(yīng)

C5的凰定一區(qū)產(chǎn)的還虱叵回

3.分析環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化曲線：

(1)“過程法”分析各物質(zhì)變化。

如圖中I表示光反應(yīng)，II表示co?的固定，m表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如光照、coj突然

發(fā)生變化時，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化：

~—TNADPHI、ATPI

I變?nèi)?/p>

①光變?nèi)?C3消耗減少，合成暫不變

.U暫不變("C3t

、___

in減弱Cs消耗暫不變，合成減少cj

n減弱C3合成減少，消耗暫不爰C”

ni暫不變、

---------------------C5t

②co?供_C5消耗減少，合成暫不變

應(yīng)減少ID隨后減弱

I暫不變’NADPHf、ATPf

(2)“模型法”表示C3和C5的含量變化:

光

卿照*

強、光光

后8

照，照

P.

H.AT

s.NACT

C

膽一弱:盅

^

成量

9)合

(CH

——

ATP.

ADPH.

C,N

__'

金5

量

)合成

-(CHO

t―

2

.

o

0

時向

嘲s