高一生物必修第一册学案：第三章第五节第1课时光合作用在叶绿体中进行——含光合色素的提取与分离实验

第五节 光合作用将光能转化为化学能

课程目标

第1课时 光合作用在叶绿体中进行——含光合色素的提取与分离实验

知识点一 光合作用概述 1．场所：__叶绿体__。

2．原料：__二氧化碳和水__。 3．产物：__糖类等有机物__。

4．能量转化：__光能→有机物中的化学能__。 5．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__。

6．光合作用的总反应式：__6CO 2__＋12H 2O ――→光

叶绿体 __C 6H 12O 6__＋6H 2O ＋6O 2。 知识点二 叶绿体色素的种类、颜色和吸收光谱 1．色素的分布：叶绿体__类囊体膜__上。 2．色素的种类、颜色和功能

__镁____碳氢链__

知识点三 活动：光合色素的提取与分离 1．分离方法：__纸层析法__。 2．分离原理

(1)提取色素的原理：光合色素是一种脂溶性的物质，利用脂溶剂__95%的酒精__可以将它们提取出来。

(2)分离色素：光合色素都能溶解在层析液中，且各种色素在其中的溶解度不同，导致不同色素的扩散速度__不同__，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得__快__(填“快”或“慢”)。因此，光合色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离。

3．实验流程

提取色素 ⎩⎪⎨⎪⎧

⎭⎪⎬⎪⎫（1）将新鲜叶片烘干粉碎后取2 g

干粉放入研钵中（2）加入少量SiO 2

、 CaCO 3

和 2～3 mL 95%的 酒精

研钵研磨→漏斗过滤→收集到试管内并塞紧管口

制备滤纸条 ⎩⎪⎨⎪⎧

（1）将干燥过的定性滤纸剪成10 cm 长、 1 cm 宽的纸条，剪去 一端两角

（2）在距剪角一端1 cm 处用铅笔

画一条细的横线

点样⎩⎪⎨⎪⎧（1）用毛细吸管吸取少量的滤液， 沿铅 沿铅笔画线处 小心均匀地画一条 细而直 的滤液细线

（2）干燥后再画一次，共画3～4次

分离色素（纸层析）

⎩⎪⎨⎪⎧（1）将2 mL 层析液倒入大试管中

（2）将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）

插入层析液中（以层析液高度不超 过 滤液细线 为准）（3）用软木塞塞住试管口

观察结果：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的条带

4．叶绿素a和叶绿素b主要吸收__红__光和__蓝紫__光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收__蓝紫__光，这些色素几乎不吸收__绿__光。

5．色素带中最宽的色素是__叶绿素a__，扩散速度最快的色素是__胡萝卜素__。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)叶绿体内膜即为类囊体膜。(×)

(2)叶绿体中的色素的提取和分离实验中加入碳酸钙的作用是防止滤液挥发。(×)

(3)类囊体悬浮在叶绿体基质中，叶绿体中所有的类囊体连成一体。(√)

(4)利用新鲜菠菜叶或刺槐叶提取光合色素，可先将叶片放入100 ℃的烘箱中烘干，粉碎后取干粉制备匀浆再进行提取。(×)

2．案例分析：为探究不同光质对黄秋葵幼苗叶片中光合色素的影响，进行了相关实验，结果如图所示。

请回答下列问题：

(1)本实验中的可变因素是__不同的光质__。由图可知经__蓝红复合光BR__处理，该植物叶片中光合色素含量增加的最为明显。

(2)提取黄秋葵幼苗叶片中的光合色素时，为了使研磨更充分，可加入适量的__二氧化硅__。若要绘制叶片中光合色素的吸收光谱，需以__吸光率__为纵坐标。

(3)光合色素存在于叶绿体中的__类囊体__膜上，其吸收的光能主要有两方面用途：一是使水在光下裂解为__氧气、H＋、e－__；二是把吸收的光能转化为__ATP和NADPH__中的化学能。

【解析】(1)据题图分析可知，本实验中的可变因素是不同的光质。由图可知，与空白对照组相比，经蓝红复合光BR处理，该植物叶片中光合色素含量增加的最为明显。(2)提取黄秋葵幼苗叶片中的光合色素时，为了使研磨更充分，可加入适量的二氧化硅。若要绘制叶片中光合色素的吸收光谱，需以吸光率为纵坐标。(3)光合色素存在于叶绿体中的类囊体膜上，其吸收的光能主要有两方面用途：一是使水在光下裂解为氧气、H＋和e－；二是把吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能。

色素的进一步认识

1．色素的吸收光谱认识

(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。

2．色素与叶片的颜色认识

(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。

(3)光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中不能合成叶绿素，因此呈现黄色。

(4)温度可影响与叶绿素合成有关酶的活性，进而影响叶绿素的合成。叶绿素形成的最低温度为2～4 ℃，最适宜的温度为30 ℃，最高温度为40 ℃。秋天叶片变黄，是由于低温抑制了叶绿素的合成，同时原有的叶绿素遭破坏分解。

(5)无机盐：氮、镁是构成叶绿素的成分，缺氮、镁时叶绿素合成受阻。

(6)因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。

典例下列关于叶绿体中的色素的说法正确的是(D)

A．存在于叶绿体中的所有膜上

B．各种色素的元素组成是相同的

C．实验中加入无水乙醇是为了分离色素

D．含量最多的色素主要吸收红光和蓝紫光

【解析】叶绿体中的色素主要分布在叶绿体内的类囊体薄膜上，A错误；镁是叶绿素的组成成分，类胡萝卜素中不含有Mg元素，B错误；实验中加入无水乙醇是为了提取色素，C错误；含量最多的色素是叶绿素a，主要吸收红光和蓝紫光，D正确。

1．关于叶绿素的叙述，错误的是(D)

A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素