内容正文:
生 物
第三单元 细胞的能量供应和利用
第9讲 光合作用和能量转化
1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能。
2.实验:提取和分离叶绿体色素。
[对应学生用书P74]
考点1 捕获光能的色素和结构
1.绿叶中色素的提取和分离
(1)实验原理
有机融剂无水
乙醇
溶解度
溶解度
高
层析液
无水乙醇
(2)实验步骤
防止色素被破坏
研磨充分
色素
扩散均匀
分离出的色素带平整不重叠
清晰
(3)实验结果
色素
种类 色素
颜色 色素
含量 溶解度 扩散
速度
胡萝卜素 橙黄色 最少 最高 最快
叶黄素 黄色 较少 较高 较快
叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢
叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢
最少
最高
最快
最多
最低
最慢
2.叶绿体的结构及其中的色素
(1)叶绿体的结构适于进行光合作用的特点
① 外膜 和 内膜 使其内部结构与细胞质基质分开,保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。
②由 类囊体 堆叠而成的 基粒 ,增大了膜面积。
③ 类囊体 的薄膜上分布着能够吸收光能的色素。
外膜
内膜
类囊体
基粒
类囊体
④ 叶绿体基质 中还含有少量的DNA和RNA。
叶绿体基质
⑤与光合作用有关的酶分布在 类囊体的薄膜 上和叶绿体基质中。
类囊体的薄膜
(2)色素的吸收光谱
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
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叶绿素主要吸收 红光和蓝紫 光,类胡萝卜素主要吸收 蓝紫 光。
可见光
红光和蓝紫
蓝紫
由图可以看出:
基础诊断
(1)在菠菜的叶肉细胞内,含量最多的光合色素是叶绿素a ( √ )
(2)叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜和叶绿体内膜 ( × )
(3)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分 ( × )
(4)绿叶中含量越多的色素,其在滤纸条上扩散得越快 ( × )
(5)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光 ( × )
(6)秋天叶片变黄,是叶黄素含量增多导致的 ( × )
√
×
×
×
×
×
教材拓展
1.(必修1 P99正文拓展)温室或大棚种植蔬菜时,应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充什么颜色的光源?
提示:最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜,因为它可以使各种颜色的光通过;补充光源可选择红光或蓝紫光,因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多,更有利于植物进行光合作用。
2.(必修1 P102正文拓展)玉米田里的白化苗长出几片叶片就死亡,原因是什么?
提示:玉米白化苗中不含叶绿素,不能进行光合作用,无法产生新的有机物,待种子中储存的营养物质被消耗尽后,幼苗就会死亡。
3.(必修1 P99 “探究·实践”拓展)提取叶绿体中的色素,也可用如图所示的方法:即在圆心处滴加适量滤液,待干燥后再滴加适量层析液进行层析,结果会出现不同颜色的4个同心圆,则①~④依次对应哪种色素及颜色?
提示:①胡萝卜素(橙黄色) ②叶黄素(黄色)
③叶绿素a(蓝绿色) ④叶绿素b(黄绿色)
1.色素的提取与分离实验出现异常现象的原因分析
(1)滤纸条上色素带颜色过浅的原因分析
①未加二氧化硅或研磨不充分,色素未充分提取出来。
②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少,滤液中的色素(叶绿素)含量太少。
③一次加入的无水乙醇过多,导致提取液浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。
⑤画滤液细线次数过少。
⑥选用的绿叶叶脉过多,叶肉细胞过少。
(2)滤纸条色素带重叠:滤纸条未经干燥处理,滤液细线不能达到细、齐、直的要求,使色素扩散不一致。
(3)滤纸条看不到色素带:①忘记画滤液细线;②滤液细线触及层析液,色素全部溶解到层析液中。
(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素的色素带:忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
2.影响叶绿素合成的三大因素
考向1 色素提取与分离实验的基本原理和过程分析
1.(2020·江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是 ( )
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
解析 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素,A正确;研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3),可防止研磨时色素被破坏,B错误;研磨时加入少许石英砂(SiO2)有助于充分研磨,利于破碎细胞使色素释放,C正确;画滤液细线时应尽量减少滤液扩散,要求