第三章 第五节 第1课时

第五节 光合作用

第1课时 光合作用概述 叶绿素和其他色素

知识内容

学考要求

选考要求

光合作用的概念、阶段、场所和产物 b b 色素的种类、颜色和吸收光谱 a a 活动：光合色素的提取和分离 b

b

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(1)概述光合作用的基本内容。(2)通过活动“光合色素的提取与分离”，

说出叶绿体中色素的提取和分离方法及其性质。

进行光合作用，待种子中的营养成分消耗完后就会死亡，这说明光合作用离不开色素。那么，绿叶中与光合作用有关的色素和结构有哪些呢？它们有什么特点和功能呢？

方式二 “万物生长靠太阳”，太阳光是地球上所有生物生存的最终能量来源。太阳光的利用离不开绿色植物，正是绿色植物将光能进行了一系列的转化，最终形成有机物供给其他生物利用，而利用光能就离不开叶绿体中的色素。 一、光合作用概述 1．自养生物和异养生物

(1)自养生物：以二氧化碳和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物质，为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量的一类生物。如植物、藻类和某些细菌。

(2)异养生物：直接或间接依靠自养生物的光合产物生活的生物。如人、动物、真菌和大部分细菌。 2．光合作用

(1)概念⎩⎪⎨⎪⎧

场所：叶绿体原料：二氧化碳和水

产物：糖类等有机物

能量转化：光能→有机物中的化学能

(2)光合作用的场所——叶绿体的结构和功能 ①外膜，②内膜，③基粒(由类囊体构成)，④基质。

(3)光合作用的总方程式：6CO 2＋12H 2O ――→酶

C 6H 12O 6＋6H 2O ＋6O 2。 (4)光合作用中光反应与碳反应的关系图解 归纳总结

1．叶绿体的结构和功能

(1)[①]外膜和[②]内膜使其内部结构与细胞溶胶分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。

(2)由[③]类囊体堆叠而成[④]基粒，增大了受光面积。

(3)[③]类囊体的光合膜上分布着能够吸收、传递和转化光能的色素。

(4)[⑤]叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。

(5)叶绿体的功能：在类囊体膜(光合膜)和叶绿体基质中分布着与光合作用有关的酶，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

2．光合作用过程模型

例1下列说法正确的是()

A．能合成有机物的生物就是自养生物

B．与光合作用有关的酶分布于叶绿体的类囊体和基质中

C．光合作用是细胞呼吸的逆反应

D．植物细胞都有叶绿体，叶绿素分布于叶绿体的外膜和内膜上

答案B

解析异养生物也能把小分子有机物合成大分子有机物，因此能把无机物合成有机物的生物才是自养生物；光合作用是多个反应的总和，不是细胞呼吸的逆反应；不是所有的植物细胞都有叶绿体，叶绿体中的叶绿素分布于叶绿体的类囊体膜上；与光合作用有关的酶分布于叶绿体的类囊体和基质中，B正确。

思维启迪(1)大多数生物活细胞所需能量最终来源于太阳光能。

(2)光合作用和细胞呼吸的场所不同，都是分许多步骤进行的，不是完全相反的过程。

(3)线粒体内膜是向内腔折叠形成“嵴”来扩大膜面积；叶绿体是形成了类囊体来扩大膜面积。

(4)光合作用释放的氧气全部来源于水。

例2如图为叶绿体结构示意图，下列叙述不正确的是()

A．1具有选择透性

B．吸收光能的色素分布在2上

C．与光合作用有关的酶只分布在3中

D．叶绿体具有双层膜

答案C

解析叶绿体是由双层膜构成的，它们具有选择透性；吸收光能的色素分布在类囊体膜上；与光合作用有关的酶分布在基粒上和基质中。

二、叶绿素和其他色素 1．叶绿体中的色素

(1)分布：在类囊体的膜上(叶绿体基粒上)。

(2)种类⎩⎨⎧

叶绿素⎩

⎪⎨

⎪⎧ 叶绿素a (蓝绿色)叶绿素b (黄绿色)类胡萝卜素⎩

⎪⎨⎪

⎧

叶黄素(黄色)胡萝卜素(橙黄色)

2．色素颜色与光的关系：其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

3．色素的功能：吸收、传递和转化光能。 4．色素与叶片的颜色

(1)生长旺盛时，叶片颜色为绿色，类胡萝卜素的颜色常被叶绿素掩盖。

(2)深秋时，叶片变黄色，原因是气候变冷，叶绿素的合成速度变慢或停止，类胡萝卜素的颜色显露出来。

归纳记忆 叶绿体中的色素与吸收光谱

(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)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。

例3 如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A 和B 分别为何种色素( ) A ．叶绿素、类胡萝卜素 B ．类胡萝卜素、叶绿素 C ．叶黄素、叶绿素a D ．叶绿素a 、叶绿素b

答案 A

解析 叶绿素能吸收短波的蓝紫光和长波的红光，类胡萝卜素主要吸收短波的蓝紫光。 例4 下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是( ) A ．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B ．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收

C ．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用

D ．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 答案 C

解析 叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A 正确；镁作为细胞中的无机盐，可以由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B 正确；一般情况下，光合

作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C 错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D 正确。 三、光合色素的提取与分离 1．原理

(1)提取原理：绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%的乙醇中。

(2)分离原理：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．实验流程

提取色素：新鲜叶片烘干粉碎后，取2 g 放入研钵中加入少量SiO 2、CaCO 3和2～3 mL 95%的乙醇→放入研钵→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口 制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧

剪滤纸条：将滤纸剪成长10 cm 、宽1 cm 的滤

纸条，并在一端剪去两角

铅笔画线：在距去角一端1 cm 处用铅笔画一条

细的横线

画滤液细线⎩⎪⎨⎪

⎧

用毛细吸管吸取少量滤液画线：沿铅笔画的横线均匀地画出一条细而直 的滤液细线，待滤液干后，重复画线3～4次

色素分离⎩⎪⎨⎪

⎧

①倒入试管2 mL 层析液②将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中

③软木塞塞住试管口

观察结果：滤纸条上色素带有四条 实验点拨

1．实验中的注意事项及操作目的 项目

操作过程 操作目的 提取色素

选取新鲜绿色的叶片

使滤液中色素含量高

将新鲜的菠菜叶烘干、粉碎成干粉，研磨时加入2～3 mL 95%的乙醇 溶解叶片中的色素

研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙

研磨充分和保护叶绿素 迅速充分研磨

防止溶剂挥发并充分溶解色素