2022届高三一轮复习生物:专题八 光合作用知识总结

专题八 光合作用 【专题知识框架】 一、实验：绿叶中色素的提取和分离 1、实验原理 （1）光合色素位于叶绿体中，要提取出来必须破坏细胞，因此需要研磨使色素流 出，再使色素溶于有机溶剂无水乙醇或丙酮中来提取色素。 （2）不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度也不同， 溶解度高的扩散快；反之，扩散慢，据此可将各种色素分离开来。 2、实验步骤 （1）提取色素 取5g新鲜绿叶→剪碎→同时加入少许碳酸钙、二氧化硅，10mL无水乙醇（也 可是丙酮），进行研磨→过滤→收集滤液→棉花塞住试管口。（为了过滤充分， 漏斗基部应放一块单层尼龙布，不能放滤纸） SiO2作用：有助于研磨充分。 CaCO3作用：中和细胞破碎后释放出的酸性物质，防止叶绿素被破坏。 （2）制备滤纸条 取干燥的定性滤纸→剪成细条→剪去一端两角→距剪角一端1cm处用铅笔画 一条横线。 （3）画滤液细线 用毛细吸管蘸取滤液→沿铅笔细线画一条细、直、齐的滤液细线→待滤液干 燥后，再重复画1-2次。 （4）分离色素（方法：纸层析法） 滤纸条有滤液细线一端朝下，插入层析液中，注意层析液不能触及滤液细线， 防止色素溶解于层析液中，分离色素过程中，层析缸应处于密封状态。 3、结果分析 4、注意事项 （1）光合色素不溶于水，易溶于有机溶剂，因此，乙醇中若含水会降低色素的溶 解度和提取量，如果实验室中没有无水乙醇，也可以用体积分数为95%的乙 醇，但需加入适量的无水Na2CO3,以除去水分。 （2）加入CaCO3只用于保护叶绿素，不需保护类胡萝卜素。 （3）盛放滤液的试管口加棉塞，是为了防止乙醇挥发和色素氧化。 （4）滤纸干燥是为了使层析液在滤纸上快速扩散，剪去两角是为了防止边沿效应。 （5）滤液细线保持细、直、齐是使分离出的色素带平整不重叠。重复画1-2次是 为了增加色素含量，使最终分离的条带清晰。 （6）滤纸上色素条带的位置表示在层析液中的溶解度，条带宽窄表示色素的含量。 5、异常结果分析 异常现象 原因分析 色素带颜色较浅 (1)未加石英砂（二氧化硅）,研磨不充分； (2)一次加入过量的无水乙醇，提取浓度太低（正确做法：分多次加入少量无水乙醇，如5~10mL); (3)画滤液细线时次数太少 (4)选取的叶片色素部分分解 滤纸条下面两条 色素带较浅 (1)未加碳酸钙或加入过少，叶绿素被破坏； (2)实验材料中叶绿素的含量较少（如泛黄的叶片） 色素带重叠 (1)滤液细线不直；(2)滤液细线过粗（3）层析缸口没有密封，层析时，滤纸上的层析液挥发掉了 无色素带 (1)没有加无水乙醇 (2)忘记画滤液细线； (3)滤液细线接触或浸没于层析液，色素全部溶解到层析液中 二、捕获光能的色素和结构 1、光合色素的种类和作用 （1）种类 叶绿素（含量约占3/4） 叶绿素a（蓝绿色） 化学特性： 不溶于水，易溶于有机溶剂无水乙醇、丙酮、石油醚等 叶绿素b（黄绿色） 类胡萝卜素（含量约占1/4） 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） （2）分布：叶绿体类囊体的薄膜上 （3）功能 吸收、传递光能：叶绿素a和叶绿素b主要吸收可见光中的红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，它们对绿光的吸收量很少，所以太阳光中的绿光大量被反射进入人眼，叶片呈绿色。 转换光能：少数处于特殊状态下的叶绿素a能将光能转换成电能。 （4）叶片颜色与色素的关系 叶片绿色：一般是叶绿素：类胡萝卜素＝3:1。 叶片黄色：低温、缺镁等因素导致叶绿素被破坏或合成受阻，主要呈现类胡萝 卜素的颜色。 叶片红色：植物为适应寒冷，体内积累很多可溶性糖，有利于形成红色的花青素。 （5）影响叶绿素合成的三大因素 ①光照：光是影响叶绿素合成的主要因素。一般情况下，植物在黑暗环境中不 能合成叶绿素，叶片会发黄。（如蒜黄、韭黄） ②温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，从而影响叶绿素的合成。 低温时叶绿素容易被破坏，叶片变黄。 ③矿质元素：有些矿质元素是叶绿素合成的必需元素，如N、Mg等；有些矿质 元素是叶绿素合成的辅助成分，如Fe等。 2、叶绿体的结构和功能 （1）结构 a.双层膜：内膜、外膜 b.基粒：由许多类囊体堆叠而成，类囊体膜上分布有色素和酶。类囊体极大 地扩展了受光面积 c.基质：含有光合作用所需的酶、少量DNA、RNA和核糖体。 （2）功能：光合作用的场所 （3）功能验证：恩格尔曼实验验