光合色素与光合作用的探究历程(草稿版)

光合色素与光合作用的探究历程

考纲课标解读

知识网络梳理 1.识记叶绿体的形态和各种色素的颜

色以及作用

2.了解科学家的探究历程，体会科学

家的求知的精神和怀疑创新的勇气

1.叶绿体一般呈球形或扁平的椭球形。叶绿体有两层膜，叶绿体内部的结构：基粒和叶绿体基质。

2.基粒由类囊体组成，吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。

3.在探究光合作用的过程中，后来的科学家用到了同位素标记法

【典例1】1880年美国生物学家G.Engelmann 设计了一个实验研究光合作用的光

谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细

菌，观察细菌的聚集情况(如图)，他得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。这个

实验的思路是(B )

A ．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强

B ．好氧细菌聚集多的地方，O 2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强

C ．好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强

D ．聚集的好氧细菌大量消耗光合作用的产物——O 2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用

1、人们关于光合作用的认识经历了漫长的探索过程，有关说法中错误的是（ ）

A ．德国科学家梅耶指出植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来

B ．萨克斯采用碘液检测淀粉的方法，证明叶片在光下能产生淀粉

C ．卡尔文利用同位素标记法探明了CO 2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径

D ．恩格尔曼用丝状绿藻做为实验材料证明了植物需要阳光才能制造出氧气

2、一般情况下，不采取同位素进行探究性研究的是（ ）

A ．观察植物细胞的有丝分裂过程

B ．证明光合作用释放的氧气中的氧原子来自于水

C ．证明DNA 分子的半保留复制

D ．证明参与分泌蛋白合成的细胞器

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；大棚选用的薄膜——不溶于水，但能溶于有机溶剂如无水乙醇中。【影响叶绿素合成的因素】

(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。

(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。

(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的成分，缺镁叶片变黄。

（一）原理：

1、色素的提取：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。

2、色素的分离：不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度也不同。溶解度大的扩散速度快，溶解度小的扩散速度慢。

（二）实验流程图示：

1、提取色素：（1）称取绿叶；（2）剪碎；（3）研磨：加入少许SiO 2(作用：研磨充分)、CaCO 3（作用：防止色素被破坏）和10mL 无水乙醇（作用：溶解色素）；（4）过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布；（5）收集滤液。选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。

2、制备滤纸条：（1）长与宽略小于试管，在一端剪去两角(作用：使色素在滤纸条上扩散均匀）；

（2）在距剪去两角的一端1cm 处画铅笔线。

3、画滤液细线：（1）沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线(滤液细线要细、直使各色素扩散的起点相同)

（2）干燥后，再画一两次。(干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素)

4、色素分离：将滤液条插入有3mL 层析液（作用：分离色素）的试管中，有滤液细线的一端朝下。

(滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带)

5、观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图

6.结果分析：

①从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为：

叶绿素a ＞叶绿素b ＞叶黄素 ＞ 胡萝卜素

②从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是：

胡萝卜素 ＞ 叶黄素 ＞ 叶绿素a ＞ 叶绿素b

③在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a 与叶绿素b ，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄

素。

7．实验创新：在本实验中在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提取液进行层析，会得到近似同心的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。

【提取的色素成淡绿色的原因】

①称取绿叶过少或不新鲜②未加CaCO3或加的太少，色素分子已部分被破坏

③研麿不充分，色素未被充分提取出来④加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小

【典例3】下图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法不正确的是（Ｃ）A．叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上

B．四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中

C．四种色素在层析液中溶解度最大的是甲

D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙

【典例4】关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，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．在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次

D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素