第5章 第4节 一 捕获光能的色素和结构-【高考领航】2023-2024学年高中生物必修1同步核心辅导与测评（人教版）

第4节　光合作用与能量转化 一　捕获光能的色素和结构 　 1.尝试提取绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及功能。(生命观念、科学探究) 2．说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。(生命观念) 探究任务一　捕获光能的色素 1．提取绿叶中的色素 (1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 (2)实验用品及作用 (3)实验步骤 2．分离绿叶中的色素 (1)原理：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。 (2)实验步骤 (3)实验结果及分析 3．捕获光能的色素 (1)叶绿体中色素的种类和颜色 (2)叶绿体中色素的吸收光谱 ①吸收光谱实验 在色素溶液与阳光之间，放置一块三棱镜。阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。分别让不同颜色的光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光谱。 ②叶绿体中色素的吸收光谱分析 由图可以看出： 【思维辨析】 (1)色素在层析液中的溶解度越大，在滤纸上的扩散速度越快。(√) (2)研磨时加入碳酸钙的目的是保护色素。(√) (3)研磨时加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨。(√) (4)叶绿素绝对不吸收绿光。(×) (5)分离绿叶中的色素用的是层析液。(√) (6)色素分离后，滤纸条上从上而下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b。(×) (阅读教材P97～99) 1．下面是绿叶中色素的提取和分离过程图解 图1 图2 (1)过滤时漏斗基部的单层尼龙布为什么不能用滤纸代替？ 提示：因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。 (2)制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？图2中e是沿铅笔细线画出含色素的滤液细线，画滤液细线有什么要求？ 提示：剪去两角的作用是控制色素的扩散速度，防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快，导致色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画一到两次。 (3)色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，为什么？ 提示：滤液细线上的色素会被层析液溶解，不能分离。 2．(教材P97“问题探讨”)植物工厂中利用的人工光源主要是红色、蓝色和白色的光源，为什么不用绿光？ 提示：因为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，吸收的这些光都可以参与光合作用；绿光基本不吸收而被叶片反射，这也是大部分植物呈现绿色的原因。 1．色素提取与分离的四点提醒 (1)应选取新鲜绿色的叶片，色素含量高，不能选用发黄的叶片。 (2)迅速研磨是为了防止乙醇挥发过多，充分研磨是为了充分破坏叶绿体，使色素充分释放。 (3)无水乙醇只能用于提取色素，而不能用于色素的分离。 (4)可以选择溶解性较好的有机溶剂如汽油或丙酮代替提取液或层析液。 2．绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 (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使用放置数天的绿叶，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(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。 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：没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的。 (3)滤纸条看不到色素带的原因分析 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。 (4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。 3．影响叶绿素合成因素的分析 1．下列与“绿叶中色素的提取和分离”实验有关的叙述，正确的是(　　) A．研磨叶片未加二氧化硅使滤纸条得不到色素带 B．层析时，滤纸上的滤液细线要高于层析液液面 C．叶绿素在层析液中的溶解度大于类胡萝卜素 D．不同绿叶中的色素在滤纸条上的色带顺序不同 解析：B　二氧化硅使研磨更加充分，所以如果研磨过程中未加入二氧化硅，得到的色素少，在滤纸条上也可以得到色素带，但色素带较正常的窄，A错误。层析时，滤纸上的滤液细线要高于层析液液面，否则会造成色素溶于层析液中，B正确。类胡萝卜素溶解度大于叶绿素，C错误。分离色素的原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，不同的植物绿叶中的色素在滤纸条上的色带顺序相同，D错误。 2．为探究不同时间北方某乔木叶片中光合色素含量的变化情况，某实验小组进行了相关实验，结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．若研磨时不加二氧化硅，则滤纸条上各色素带均变窄 B．调查期间，影响叶片叶绿素含量下降的主要因素可能是光照和温度 C．10月至10月中旬，植株中叶绿素含量与类胡萝卜素的含量呈负相关 D．叶绿素和类胡萝卜素都能够吸收远红光 解析：D