2021新高考生物人教版一轮复习讲义：必修部分 模块1 第3单元 第3讲 能量之源——光与光合作用 (含答案)

第3讲能量之源——光与光合作用▌考纲研读备考定位▌

考纲要求核心素养

1.说明光合作用及其对它的认识

过程。

2.研究影响光合速率的环境因

素。

3.提取和分离叶绿体色素。

1.生命观念——通过分析讨论光合作用的过程，形成物质

与能量观。

2.科学思维——通过解读光合作用过程及影响因素的模

型，形成利用科学的思维解决问题的习惯。

3.科学探究——通过光合作用历程的探究及提取和分离叶

绿体色素，掌握实验的原理、思路及操作技能。

4.社会责任——通过探讨光合作用的实际应用，形成社会

责任感。

考点一捕获光能的色素和结构(含绿叶中色素的提取和分离)

ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG

自主学习·探究提升

基础梳理

1．绿叶中色素的提取和分离

(1)实验原理

提取

⎩⎪

⎨

⎪⎧绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇

中而不溶于水，可用无水乙醇提取色素

|

分离

⎩⎪

⎨

⎪⎧

各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高

的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而

使各种色素相互分离

(2)实验流程

2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱

由图可以看出：

(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的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。

3．叶绿体的结构与功能

(1)结构模式图

(2)结构⎩⎪⎨⎪⎧

外表：①双层膜

内部⎩⎪

⎨⎪

⎧

②基质：含有与暗反应有关的酶③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关

的酶

↓决定

(3)功能：进行光合作用的场所。

思维辨析

易错整合，判断正误。

(1)色素提取时常加入层析液( × )

(2)滤纸条上的滤液细线不能浸没层析液中( √ ) (3)滤纸条上最上端呈黄色的色素带最窄( × ) (4)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光( × ) (5)叶绿素的形成需要光照( √ )

(6)叶绿素a 和叶绿素b 都含有镁元素( √ )

(7)叶绿素a 和叶绿素b 在红光区的吸收峰值不同( √ ) (8)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中( × )

延伸探究

1．进行色素提取时滤纸条上的滤液细线为何不能被层析液 没及？

[提示]层析液为脂溶性有机溶剂，倘若层析液没及滤液细线，则会使滤纸条上色素溶解于层析液中，从而导致滤纸条上无色素带。

2．提取叶绿体中的色素，也可用下图所示的方法：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)。

3．(必修1 P99“与社会的联系”改编)温室或大棚种植蔬菜时，

最好选择无色透明的玻璃、塑料薄膜，理由有什么？

[提示]有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行。

KAO DIAN TU PO POU XI NAN DIAN

考点突破·剖析难点

重难精讲

1．注意事项及原因分析

过程注意事项原因分析

提取色素

选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高

研磨时加无水乙醇溶解色素

加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素迅速、充分研磨减少乙醇挥发，充分溶解色素盛放滤液的试管口加棉塞减少乙醇挥发和色素氧化

分离色素

滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中

异常现象原因分析

滤液颜色太浅①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分

②使用放置数天的菠菜叶，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)

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏

滤纸条色素带重叠①滤液细线不直；②滤液细线过粗滤纸条上无色素带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

正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色

叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄

叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色

(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。

(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶子变黄。

(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。

精准命题

考向一色素的提取与分离

例1关于叶绿素提取的叙述，错误的是(C)

A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料

B．加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏

C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素

D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分

[解析]叶绿体中的四种色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，它们都溶于无水乙醇，C错误；菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料，研磨时加入SiO2(石英砂)可使叶片研磨更充分，加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏，故A、B、D正确。

〔对应训练〕

1．(2019·陕西省白水中学高三)下图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则下图②所示结果最有可能来自(D)