浙科版高中生物必修一第三章第五节光合作用(一)

解析答案
【例2】如图是在“光合色素的提取与分离”实验中 得到的四条色素带，若将其置于暗室中，并用红光照
射，色素带呈暗色的是
C
A.①②
B.②③
C.③④
D.④②
【典例3】下列有关“光合色素的提取和分离”实验的叙述
正确的是
A．加入碳酸钙防止滤液挥发
B．用NaCl溶液提取叶片中的色素
ห้องสมุดไป่ตู้
D
C．用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素
二、光合作用概述
1.光合作用的定义： 场所 原料 产物 能量来源 叶绿体 二氧化碳与水 _____________ 氧气 糖类等有机物和_____
光能 _____
6CO2+12H2O
光能 叶绿体
C6H12O6+6O2+6H2O
①
P.36-37 1.下列标号各代表： 内膜 ① 外膜 ② 类囊体(光合膜) ③ 基粒 ④ ⑤ 基质 2.在④上分布有光合作用所需的 色素 和 酶 ，在⑤中也分布有光 合作用所需的 酶 。 ⑤ 光合作用产生的氧 气中氧究竟来自水 还是二氧化碳？
2.实验过程：
新鲜 菠菜叶(或刺槐叶等)放入40～50 ℃的烘箱中 取材：取_____ 烘干 _____ 提 取 色 素 二氧化硅和碳酸钙 ，再 研磨：粉碎后取2 g干粉，加入少许_________________
95%的乙醇 ，充分、迅速研磨成匀浆 加入 2～3 mL __________
玻璃 滤取：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入_____ 漏斗 中，收集滤液到一个试管中，及时将试管口用 _____ 棉塞 塞紧 （防止挥发） _____
归纳整合
光合色素的提取与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使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇 ( 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：滤纸条上的滤液细线接触到层 析液。 (3)滤纸条看不见色素带 ①忘记画滤液细线或没有提取出色素。 ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶
直接或间接 依靠自养生物的_________ 光合产物 生活的生物。 (1)特点：___________
真菌 和___________ 大部分细菌 。 (2)实例：人、动物、_____
问题一：是不是所有的植物都可以进行光合 作用呢？ 不是 如菟丝子，它是寄生生活，不能进 行光合作用。 问题二：是不是植物的所有部位都可以进行光 合作用呢？ 不是，主要是植物的绿色叶片（叶肉细 胞），不见光的部位不行，如根部
D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨 【标准解答】选D。色素提取与分离中所用化学试剂或物质的作 用：碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，用无水乙醇提取绿 叶中的色素，层析液用于分离绿叶中的色素，而不用无水酒精 或丙酮。
【变式训练】分别在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个研钵中加2 g剪碎的新鲜菠
菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到3种不同颜
18
光能 叶绿体
C6H1218O6+6O2+6H218O
总反应式： 6CO2+12H2O
光能 C H O +6H2O+6O2 叶绿体 6 12 6
一、光合色素的提取与分离 1.提取和分离色素的原理： (1)提取原理：色素溶于有机溶剂(如丙酮和乙醇)中。 (2)分离原理：不同色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，溶解 度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。
解到层析液中。
返回
【拓展深化】(2)影响叶绿素生物合成的因素。
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，而使叶子变黄。一般来说，叶 绿素合成的最低温度为2～4℃，最适温度为30℃，最高温度为40℃。 ③必需元素：N、Mg等是合成叶绿素的必需元素，若缺乏将导致叶绿 素无法合成，老叶先变黄。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，幼叶先变黄。
于蓝紫光区和红光区，乙只有一个吸收峰值，位于蓝紫光 区，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。所以，A为叶绿素，B为类胡萝卜素。
3.关于光合色素的提取与分离实验的操作，正确的是
(
B)
A.使用定性滤纸过滤研磨液 B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次 D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
画线要细、直、齐， 3～4 次 使色素带平整、 待滤液干后，重复画细线，共_____
不重叠。 重复画几次目的是使后来的色素带更清晰。
↓
制备滤纸条
层析液 分离色素：用大试管取2 mL_______ ↓ 滤液细线 的一端向下插入层 滤纸条有_________
高于 层析液液面 析液，滤液细线要_____
功 能 ： 胡萝卜素 （橙黄色） 上 吸 类囊体上 类胡萝卜素 收 叶黄素 （黄色） （占1/4） 、 （主要吸收：蓝紫光） 传 色素 递 叶绿素a (蓝绿色） 、 叶绿素 转 叶绿素 b （黄绿色） （占3/4） 化 （主要吸收：蓝紫光和红光） 下 光 能
2.实验操作注意事项及操作目的： 过程 ① 注意事项 操作目的 使滤液中色素含量高
色的溶液，即：深绿色、黄绿色、几乎无色。
处理 SiO2(少量) CaCO3(少量) 95%乙醇(10 mL) 蒸馏水(10 mL) Ⅰ + + Ⅱ + + + Ⅲ + + + -
注：“+”表示加，“-”表示不加。
处理 SiO2(少量) CaCO3(少量) 95%乙醇(10 mL) 蒸馏水(10 mL)
馏水。研钵Ⅰ中因未加CaCO3，部分叶绿素被破坏，因此提取液
应呈黄绿色；研钵Ⅱ中未加入95%乙醇，色素不能被溶解，因而
溶液几乎无色；研钵Ⅲ中能得到正常的提取液，溶液呈深绿色。
二、光合作用概述
1.场所
叶绿体 光合作用的场所是＿＿＿＿。
2.从物质方面看
②
③
④.
20世纪30年代，鲁宾和卡门实验 同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质的运 行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化 学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标 记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种 方法叫做同位素标记法。
2.探究光合作用释放O2的来源
如图是科学家研究光合作用释放出O2来源的实验图解。
连续光谱：
色素的吸收光谱：
【拓展深化】1.叶绿体中的色素与吸收光谱的关系：
2.叶绿体中的色素及其 吸收光谱： (1)叶绿素(叶绿素a、叶 红光 绿素b)主要吸收_______ 和_____ 蓝紫光 ；
(2)类胡萝卜素(主要为
叶黄素、胡萝卜素)主要 吸收 蓝紫光 。
对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
（1）该实验设计中对照实验类型是什么？其自变量是什么？ 提示：相互对照，自变量是放射性同位素标记的物质不同。 （2）该实验的结论是什么？ 提示：光合作用释放的氧气来自于水。
光合作用产生的氧气全部来自于水。 光能 18 6CO2+12H2 O 叶绿体 C6H12O6+618O2+6H2O
CO2中的氧去了哪里？ 6C O2+12H2O
注意事项
滤纸预先干燥处理 下端对称剪去两角 滤液细线要直、细、齐 滤液细线干燥后再画 一次，共画3～4次
操作目的
使层析液在滤纸条上的扩散速 度加快 避免两边扩散过快，保证色素 带平齐 使分离的色素带平整、不重叠 使滤液细线中积累更多色素
分 离 色 素
滤液细线高于 层析液液面
防止色素直接溶解到烧杯内的 层析液中
【思考辨析】
1.辨析下列说法的正误： (1)植物体任何部位都能进行光合作用。 ( ×)
【分析】植物体非绿色部位，如根没有叶绿体，不能进行光合作用。 (2)只有动物才是异养生物。 (×)
【分析】异养生物直接或间接依靠自养生物的光合产物生活，如人、 动物、真菌和大部分细菌。
(3)提取光合色素时，要选用新鲜的绿色叶片。
6.实验结果的分析
经层析后在滤纸条上出现四条色素带。通过色素带的分 布、宽窄程度、色素颜色可以分析出色素的种类、含量 和溶解度大小。
【规律方法】(1)四条色素带的记忆口诀 胡、黄、a、b向前走，橙黄蓝黄颜色留； 叶绿素a、b手拉手，蓝绿黄绿排后头；
胡萝卜素最纤细，叶绿素a最宽广。
叶绿体基粒的类囊体膜上 (2)分布： 。
(3)特性：不溶于 水 ，能溶于 无水乙醇、丙酮 等有机溶剂。
功 能 ： 胡萝卜素 （橙黄色） 上 吸 类囊体上 类胡萝卜素 收 叶黄素 （黄色） （占1/4） 、 传 色素 递 叶绿素a (蓝绿色） 、 叶绿素 转 叶绿素 b （黄绿色） （占3/4） 化 光 下 色素是否对所有的光都能吸收？ 能
第五节 光合作用(一)
光合作用概述、叶绿素和其他色素
一、自养生物和异养生物 1.自养生物： 判断依据: 能否将无机物合成有机物 二氧化碳和水 为原料，通过叶绿体，利用_____ 光能 合 (1)特点：多数以_____________ 糖类 等有机物质，为其自身的生长、发育、繁殖提供___________ 物质和能量 。 成_____ 藻类 和某些_____ 细菌 （如硝化细菌、铁细菌等） (2)实例：植物、_____ 2.异养生物：
(√)
(4)为了保证滤液细线的细而直，只画一次即可。
( ×)
【分析】为了保证滤液细线中色素的含量，在画滤液细线时要重复 3～4次。
2.思考下列问题：
(1)光合作用中，若用同位素18O标记水中的氧，则在叶绿体的哪个部 位能检测到该同位素？ 提示：叶绿体的类囊体膜上。 (2)从绿叶中提取色素的过程中，为何要将绿叶充分研磨？ 提示：为了使叶绿体完全破裂，能提取出较多的色素。
3.为什么叶片一般呈现绿色？
提示
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。
4.为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？
提示 无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过 同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效 率最高。
答案
【例1】如图是叶片中两类色素的吸收光谱，试判
定A和B分别为何种色素（ D ）
A.叶绿素a、叶绿素b B.类胡萝卜素、叶绿素 C.叶黄素、叶绿素a D.叶绿素、类胡萝卜素
（nm）
【解题关键】判断的依据是不同色素对光的吸收光谱不同，
叶绿素对光吸收具有两个光区，即红光和蓝紫光，类胡萝
卜素只有一个蓝紫光区。
【解析】根据图中曲线可知，甲有两个吸收峰值，分别位
选取新鲜的绿色 叶片并烘干
研磨时加入2～ 3 mL 95%的乙醇 研磨时加入少许 SiO2和CaCO3 迅速、充分研磨 盛放滤液的试 管管口加棉塞
② 提 取 色 素
③ ④ ⑤
溶解、提取叶片中的色素
研磨充分和保护色素 防止溶剂挥发， 并充分溶解色素 防止乙醇挥发和 色素分子被氧化
过程
① ② ③ ④ ⑤
Ⅰ + + -
Ⅱ + + +
Ⅲ + + + -
则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个研钵中的溶液颜色分别是 A.几乎无色、黄绿色、深绿色
(
D)
B.深绿色、几乎无色、黄绿色
C.黄绿色、深绿色、几乎无色
D.黄绿色、几乎无色、深绿色
【解析】选D。色素提取中，SiO2可使研磨充分，CaCO3可保护
叶绿素等色素免受破坏，95%乙醇用于溶解色素，色素不溶于蒸
二氧化硅作用： 碳酸钙作用：
研磨充分
防止色素破坏
提取色素：
干燥 过的定性滤纸剪成纸条，在距滤纸条一 制备滤纸条：将预先_____ 铅笔 画线并剪去两角 端1 cm处用_____
毛细吸管 吸取滤液 用_________
↓
点样 铅笔画的横线 均匀地画出一条细而直的滤液细线 画线：沿_____________
↓ 用软木塞塞住试管口 观察实验结果：滤纸条上4条色素带的颜色、
叶黄素 蓝绿色 叶绿素b 橙黄色
顺序、宽度、间隔大小，
如图所示：
7.实验结果分析 胡萝卜素(橙黄色)
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
口诀：
橙黄色 叶黄素 蓝绿色
胡黄a、b,橙黄黄、蓝绿绿
叶绿素b
【微点拨】滤纸条色素带的分析 (1)从色素带的位置分析，各种色素在层析液中溶解度的高低依次为： 胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。 (2)从色素带的宽度分析，各种色素的含量一般情况下为： 叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。