版高考生物大一轮复习第12讲能量之源光与光合作用优选学案04292136Word下载.docx
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温室或大棚在种植蔬菜时补充__白__光。
2.色素提取和分离实验
(1)实验原理:
绿叶中的色素溶于__无水乙醇__,不溶于水,各种色素在__层析液__中的__溶解度__不同,__溶解度大__的随__层析液__在滤纸上扩散得快,反之则慢。
(2)步骤:
提取__色素__→制备__滤纸条__→画__滤液细线__→分离__色素__→观察结果。
(3)结果:
从上至下色素带的颜色及色素名称依次是__胡萝卜素(橙)__、__叶黄素(黄)__、__叶绿素a(蓝绿)__、__叶绿素b(黄绿)__。
3.色素的功能:
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__。
4.叶绿体的结构
双层膜
[③]__基质__:
含有与暗反应有关的酶。
[④]__基粒__:
由类囊体堆叠而成,分布有__色素__和与光反应有关的酶。
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×
”。
(1)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸上扩散就越慢。
( ×
)
(2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素,都主要吸收红光和蓝紫光。
( √ )
(3)利用纸层析法可分离4种叶绿体色素。
(4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。
(5)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。
(6)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。
(7)叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多。
2.(经典高考题)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
解析 过滤研磨液使用的是单层尼龙布;
层析时使用的是干燥处理过的定性滤纸条;
在画出一条滤液细线后,待滤液干燥后再重复画线1~2次;
研磨叶片时,用无水乙醇或体积分数为95%的乙醇(加适量无水碳酸钠除去水分)溶解色素。
3.如图所示为某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”实验的改进装置,下列叙述错误的是( D )
A.应向培养皿中倒入层析液
B.应将滤液滴在a处,而不能滴在b处
C.实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)
D.实验得到的若干个同心圆中,最小的一个圆呈橙黄色
解析 实验得到的若干个同心圆中,最小的一个圆呈黄绿色,然后向外依次是蓝绿色、黄色、橙黄色。
一 考查实验选材、试剂的作用和实验操作
[例1]某班同学完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了以下四种不同的层析结果。
下列分析不合理的是( C )
A.甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液
B.乙可能是因为研磨时未加入SiO2
C.丙是正确操作得到的理想结果
D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3
解析 叶绿体中色素能溶解在有机溶剂中,几乎不溶于蒸馏水中,A项正确;
SiO2可使研磨充分,未加入SiO2导致研磨不充分,获得的色素少,B项正确;
在滤纸条上距离点样处近的叶绿素b含量比胡萝卜素多,C项错误;
CaCO3可防止叶绿素被破坏,未加入CaCO3可导致叶绿素提取量减少,D项正确。
绿叶中色素的提取和分离实验中异常实验现象原因分析
(1)滤纸条上色素带颜色均较浅:
①未加二氧化硅,研磨不充分;
②加入无水乙醇的量过多;
③实验材料中色素含量较少。
(2)滤纸条下面两条色素带较浅:
①未加碳酸钙或加入量过少,叶绿素被破坏;
②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。
(3)滤纸条上色素带重叠:
①滤液细线不直;
②滤液细线过粗。
(4)滤纸条上看不见色素带:
①忘记画滤液细线;
②滤液细线接触到层析液,色素溶解到层析液中。
二 色素与叶片颜色
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
[例2]下列对提取光合色素进行纸层析分离实验中各种现象的解释,正确的是( C )
A.未见色素带,说明材料可能为黄化叶片
B.色素始终在滤纸上,是因为色素不溶于层析液
C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多
D.叶黄素排在滤纸最前方,是因为其在提取液中的溶解度最大
解析 未见色素带,其原因是操作失误;
叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇、层析液中;
由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色,所以,提取液呈绿色;
胡萝卜素在层析液(而不是提取液)中扩散得最快,排在滤纸最前方。
三 考查色素提取与分离原理的应用
1.提取:
绿叶中的色素溶于有机溶剂无水乙醇而不溶于水,可用无水乙醇提取色素。
2.分离:
各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度大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。
[例3]下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是( A )
A.水稻在收获时节,叶片中色素含量是(甲+乙)<
(丙+丁)
B.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
C.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大
D.四种色素中,丙和丁主要吸收红光
解析 依柱状图中扩散距离可推知,甲为叶绿素b,乙为叶绿素a,丙为叶黄素,丁为胡萝卜素。
在水稻收获时节,叶片变黄,类胡萝卜素的含量大于叶绿素的含量;
在提取色素时,加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中叶绿素遭到破坏;
丁色素在层析液中的溶解度最大,故扩散的距离最远,乙色素的含量最多;
叶绿素(甲+乙)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素(丙+丁)主要吸收蓝紫光。
影响叶绿素合成的3种因素
(1)温度:
叶绿素合成需要酶的催化作用,低温抑制叶绿素的合成。
(2)光照:
光是叶绿素合成的必要条件,黑暗中不能合成。
(3)矿质元素:
镁是合成叶绿素的必需元素,铁、锰等是叶绿素形成过程中某些酶的辅助成分。
[例1]回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题:
(1)某同学的操作程序如下:
①将5g新鲜完整的菠菜叶放入研钵中,加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨;
②用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画1~2次;
③将画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散。
结果实验失败,请指出其错误所在:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
(2)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”,做“绿叶中色素的提取和分离”实验。
色素层析结果如图,请根据实验结果填写表格:
组别
滤纸条编号
判断依据
绿叶组
①__________
②______________
嫩黄叶组
③__________
④______________
(3)秋天,北方树叶大都由绿变黄,其原因是占四种色素总量80%的__________和__________分解,从而显示出__________和__________的颜色。
[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
(1)
①考生生活阅历浅,菠菜的叶柄不含色素
-1
②审题未注意“连续迅速”,对课本实验不熟,未能理解滤液细线越细越好
③层析液不能没及滤液细线是实验成功的关键
(2)
(3)
考生对四种色素表现出的颜色记忆不牢,色素含量与叶片颜色的关系不清
-4
[解析]
(1)将菠菜叶含大量叶肉细胞的部分取下,剪掉叶柄,从而保证含更多的色素;
画滤液细线时要细、齐、直,画下一次时要待上一次的滤液细线干燥;
滤液细线一定不能没及层析液。
(2)A层析结果中各色素位置和带宽符合“绿叶”提取的实验结果,而B层析结果与A相比,靠下的两条带宽明显变窄,表明叶绿素含量较少,故为“嫩黄叶”。
(3)秋天,北方叶片变黄是因为叶绿素降解,叶片更多表现出类胡萝卜素的颜色。
[规范答题](每空1分)
(1)①不应用完整叶片,而应去掉叶柄后剪碎 ②不应迅速重复画线,而应待干燥后再重复画线
③不应摇晃以免层析液没及滤液细线
(2)①A ②叶绿素a带和叶绿素b带较宽
③B ④叶绿素a带和叶绿素b带较窄
(3)叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素
1.为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。
下列叙述不正确的是( D )
A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低
B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照
C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同
D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次
解析 在分离色素的实验中,画滤液细线时需要重复画线增加色素量,但操作应在前一次画线晾干后再进行。
考点二 光合作用的探究历程和过程
一、光合作用的探究历程
科学家
实验过程
结论
萨克斯
绿叶在光合作用中产生了__淀粉__
恩格
尔曼
氧是由__叶绿体__释放出来的,__叶绿体__是绿色植物进行光合作用的场所
鲁宾和
卡门
光合作用释放的氧全部来自__H2O__
二、光合作用的过程:
根据是否需要__光__可以概括地分为__光反应__和__暗反应__两个阶段。
1.光反应阶段:
必须__有光__才能进行
(1)水的光解:
H2O__1/2O2__+2[H],[H]作为还原剂,参与__暗反应__阶段的化学反应。
(2)ATP的生成:
ADP+Pi+光能ATP,ATP参与__暗反应__阶段的化学反应。
2.暗反应阶段:
__有没有光__都可以进行
(1)CO2的固定:
CO2+C52C3 。
(1)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。
(2)光反应产生的ATP可用于核糖体合成蛋白质。
(3)光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂。
(4)离体的叶绿体基质中添加A