高三一轮复习18第十八课时捕获光能的色素和结构

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1、第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第18讲讲 能量来源能量来源光与光合作用光与光合作用高三生物一轮复习高三生物一轮复习必修必修1捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构 本讲内容在高考中年年出现，且所占本讲内容在高考中年年出现，且所占比例大。本内容主要从下列知识点出比例大。本内容主要从下列知识点出发进行考查：发进行考查：1.光合作用过程中物质和能量的变化光合作用过程中物质和能量的变化 2.影响光合作用的因素影响光合作用的因素 3.与呼吸作用综合进行实验设计、实与呼吸作用综合进行实验设计、实验分析以及对生产中的实例分析验分析以及对生产中的实例分析 1、(2011海南海南)红枫

2、是一种木本观赏红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是于该植物的叙述，正确的是A.红枫叶片不含叶绿素红枫叶片不含叶绿素B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用红枫叶片能吸收光能进行光合作用D.液泡中的色素吸收的光能用于光合液泡中的色素吸收的光能用于光合作用作用C一、叶绿体中的色素的种类一、叶绿体中的色素的种类1、分布：、分布：位于叶绿体位于叶绿体类囊体的薄膜类囊体的薄膜上上2、叶绿体、叶绿体结构结构外表：双层膜外表：双层膜内部内部基质：含基质：含DNA、RNA、酶、酶

3、（暗反应）（暗反应）基粒：由类囊体重叠而成，基粒：由类囊体重叠而成，增大膜面积、分布着增大膜面积、分布着色素和色素和酶（光反应）酶（光反应）决定决定功能：功能：光合作用的场所光合作用的场所色素只存在于光反应部位色素只存在于光反应部位叶绿叶绿体类囊体薄膜上，但光反应和暗反体类囊体薄膜上，但光反应和暗反应都需要酶参与，所以与光合作用应都需要酶参与，所以与光合作用有关的有关的酶存在于两个部位酶存在于两个部位叶绿叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中，体类囊体薄膜上和叶绿体基质中，但但暗反应中酶的种类、数量多暗反应中酶的种类、数量多。注意注意色素色素叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素

4、b（黄绿色）（黄绿色）类胡萝类胡萝卜素卜素胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）3、种类、种类3/41/44、色素的吸收光谱、色素的吸收光谱叶绿素叶绿素a、叶绿素、叶绿素b主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光和红光和红光胡萝卜素、叶黄素胡萝卜素、叶黄素主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光色素对色素对黄光、绿光吸收少黄光、绿光吸收少，最，最不吸不吸收的是绿光收的是绿光例例1、将在黑暗中放置一段时间的叶片均、将在黑暗中放置一段时间的叶片均分分4块，置于不同的试管中，按下表进行块，置于不同的试管中，按下表进行实验，着色最浅叶片所在的试管是实验，着色最浅叶片所在的试管是 试管编号试管编号实验

5、实验处理处理CO2溶液溶液光照光照白光白光 蓝光蓝光 红光红光 绿光绿光碘液碘液注：注：“”表示具有该条件。表示具有该条件。A B C DD叶片是绿色的原因有两个：一是叶叶片是绿色的原因有两个：一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍；二是绿素是类胡萝卜素含量的三倍；二是色素不吸收绿光被反射回来。色素不吸收绿光被反射回来。秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色，变破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是液泡中花青素的颜色。红则是液泡中花青素的颜色。提醒提醒二、绿叶中色素的提取和分离二、绿叶中色素的提取和分离（一）提取色素：（一）提取色素：|原理：色素能溶

6、解在原理：色素能溶解在丙酮或乙醇丙酮或乙醇等有机溶剂等有机溶剂中，所以可用无水乙醇中，所以可用无水乙醇或丙酮提取色素。或丙酮提取色素。选材：鲜嫩、颜色深绿的叶片，以选材：鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。保证含有较多的色素。|步骤步骤二氧化硅：有助于研磨得充分二氧化硅：有助于研磨得充分碳酸钙：防止研磨中的色素被破坏碳酸钙：防止研磨中的色素被破坏无水乙醇：能溶解色素无水乙醇：能溶解色素注意：过滤时一般选用一层尼龙布，注意：过滤时一般选用一层尼龙布，使用滤纸会吸附色素使用滤纸会吸附色素（二）分离色素（二）分离色素|原理：用到的主要试剂是原理：用到的主要试剂是层析液层析液，色素在层析液中的

7、色素在层析液中的溶解度不同溶解度不同，在滤，在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。纸上扩散速度不同，从而分离色素。二、绿叶中色素的提取和分离二、绿叶中色素的提取和分离溶解度大，扩散速度快溶解度大，扩散速度快溶解度小，扩散速度慢溶解度小，扩散速度慢|步骤步骤1：制备滤纸条：制备滤纸条铅笔线铅笔线减去两角的目的：减去两角的目的：防止两边的色素防止两边的色素扩散过快扩散过快|步骤步骤2：画滤液细线：画滤液细线滤液滤液细线细线要求：细、齐、直、浓要求：细、齐、直、浓 干燥后重复干燥后重复23次次使滤液中有较多色素，各使滤液中有较多色素，各色素扩散的起点相同。色素扩散的起点相同。|步骤步骤3：分离色素：分

8、离色素插滤纸条插滤纸条层析液层析液培养皿培养皿层析液不能层析液不能没及滤液细线没及滤液细线插滤纸条插滤纸条层层析析液液为什么用培养皿盖住烧杯？为什么用培养皿盖住烧杯？若层析液没过滤线，若层析液没过滤线，对实验有什么影响？对实验有什么影响？层析液是又一定毒性的可挥发层析液是又一定毒性的可挥发的有机溶剂的有机溶剂 色素溶解到层析液中，色素溶解到层析液中，使滤纸上色素带颜色使滤纸上色素带颜色浅或没有色素带浅或没有色素带|步骤步骤4：观察实验结果：观察实验结果最宽的是叶绿素最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，最窄的是胡萝卜素自上而下依次是：胡黄自上而下依次是：胡黄ab色素带的宽窄说明什么？色素带的宽窄

9、说明什么？色素带在滤纸条上的位色素带在滤纸条上的位置说明什么？置说明什么？滤纸条越上反映色素在层析液滤纸条越上反映色素在层析液的溶解度越大，扩散速度越快的溶解度越大，扩散速度越快宽度反映色素的含量，越宽说宽度反映色素的含量，越宽说明该色素含量越多明该色素含量越多 例例2、（、（2011年江苏卷）某研究组获得年江苏卷）某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片相比，实分析（从上至下），与正常叶片相比，实验结果是验结果是A光吸收差异显著，色素带缺第光吸收差异

10、显著，色素带缺第2条条B光吸收差异不显著，色素带缺第光吸收差异不显著，色素带缺第2条条C光吸收差异显著，色素带缺第光吸收差异显著，色素带缺第3条条D光吸收差异不显著，色素带缺第光吸收差异不显著，色素带缺第3条条B注意问题注意问题1、关键词与试剂对应关系不能颠倒、关键词与试剂对应关系不能颠倒 提取色素提取色素无水乙醇无水乙醇 分离色素分离色素层析液层析液2、观察为绿色，因为、观察为绿色，因为 最不吸收绿光而透过最不吸收绿光而透过3、用丙酮或其它有机溶剂代替无水、用丙酮或其它有机溶剂代替无水乙醇提取色素，但丙酮有毒，研磨乙醇提取色素，但丙酮有毒，研磨时需采取措施防止挥发；时需采取措施防止挥发；可用

11、可用汽油汽油代替层析液进行代替层析液进行层析层析；可用其它绿色叶片代替菠菜，但不可用其它绿色叶片代替菠菜，但不能用大白菜等不含叶绿素的材料。能用大白菜等不含叶绿素的材料。注意问题注意问题4、色素提取液呈淡绿色的原因分析、色素提取液呈淡绿色的原因分析研磨不充分研磨不充分，色素未能充分提取出，色素未能充分提取出来。来。称取称取绿叶过少绿叶过少或加入或加入无水乙醇过多无水乙醇过多，色素浓度小。色素浓度小。未加碳酸钙或加入过少未加碳酸钙或加入过少，色素分子，色素分子部分被破坏。部分被破坏。注意问题注意问题例例3、在、在“绿叶中色素的提取与分离绿叶中色素的提取与分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其实

12、验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是原因可能是()加入的丙酮太多加入的丙酮太多用无水乙醇代替用无水乙醇代替丙酮丙酮层析液没及滤液细线层析液没及滤液细线研磨研磨时没有加入时没有加入CaCO3研磨时没有加入研磨时没有加入SiO2取的叶片的叶脉过多，叶肉细取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少胞过少画滤液细线的次数少画滤液细线的次数少使使用放置数天的波菜叶用放置数天的波菜叶A BC DC三、影响叶绿素合成的因素三、影响叶绿素合成的因素1、光照：、光照：2、温度：、温度：3、矿质元素：、矿质元素：光是叶绿素合成的必要条件光是叶绿素合成的必要条件 叶绿素的合成需要酶的催化叶绿素的合成需要酶的催化 Mg是

13、构成叶绿素的成分之一是构成叶绿素的成分之一 Fe、Zn是叶绿素形成过程中某些是叶绿素形成过程中某些酶的辅助成分。酶的辅助成分。例例4、下列对提取光合色素，进行纸层、下列对提取光合色素，进行纸层析分离的实验中各种现象的解释，正确析分离的实验中各种现象的解释，正确的是的是()A未见色素带，原因可能为材料是黄未见色素带，原因可能为材料是黄化叶片化叶片B色素始终在滤纸上，是因为色素不色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液溶于层析液C提取液呈绿色是由于其含有叶绿素提取液呈绿色是由于其含有叶绿素a和叶绿素和叶绿素bD胡萝卜素处于滤纸条最前方，是因胡萝卜素处于滤纸条最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高为

14、其在提取液中的溶解度最高C例例5、（、（11年广东卷）中国的饮食讲究年广东卷）中国的饮食讲究“色香味色香味”，颜色会影响消费。小李同，颜色会影响消费。小李同学拟研发学拟研发“绿色绿色”食用色素，他以生长食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。实验。I、提取叶绿素、提取叶绿素（1）提取食用叶绿素的）提取食用叶绿素的X应该为应该为_，原因是，原因是_。叶绿素溶于有机溶叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对剂和应考虑溶剂对人体的影响。人体的影响。对人无害的有对人无害的有机溶剂（食用机溶剂（食用酒精）酒精）II、探究、探究pH对叶绿素稳定性的影响对叶绿素稳

15、定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约的溶液，于室温（约25）下进行实验）下进行实验，方法和结果如下表。，方法和结果如下表。实验实验组号组号叶绿素叶绿素溶液溶液mL调调pH至至处理时处理时间间min溶液溶液颜色颜色3.0Y10绿色绿色3.07.010绿色绿色3.06.010黄绿色黄绿色实验实验组号组号叶绿素叶绿素溶液溶液mL调调pH至至处理时处理时间间min溶液溶液颜色颜色3.0Y10绿色绿色3.07.010绿色绿色3.06.010黄绿色黄绿色3.05.010黄褐色黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。（2）表

16、中）表中Y应该为应该为_，原，原因是因是_8.0以以1.0作为作为pH梯度进行实验梯度进行实验（3）若用作食品色素，天然叶绿素色）若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于素不适用于_食品，否则食品，否则_pH小于小于6.0叶绿素会由于酸性叶绿素会由于酸性pH值而被破坏值而被破坏实验实验组号组号叶绿素叶绿素溶液溶液mL调调pH至至处理时处理时间间min溶液溶液颜色颜色3.0Y10绿色绿色3.07.010绿色绿色3.06.010黄绿色黄绿色3.05.010黄褐色黄褐色(江苏江苏)分别在分别在A、B、C三个研钵中加三个研钵中加2克克剪碎的鲜菠菜绿叶，按下表所示添加试剂剪碎的鲜菠菜绿叶，按下表所示添加试

17、剂，经研磨、过滤得三种不同颜色溶液，经研磨、过滤得三种不同颜色溶液:深深绿色、黄绿色绿色、黄绿色(或褐色或褐色)、几乎无色。、几乎无色。处理处理ABCSiO2(少量少量)CaCO3(少量少量)95%乙醇乙醇(10ml)蒸馏水蒸馏水(10ml)(1)A处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是_，原因是原因是_。黄绿色黄绿色部分叶绿素受到破坏部分叶绿素受到破坏处理处理ABCSiO2(少量少量)CaCO3(少量少量)95%乙醇乙醇(10ml)蒸馏水蒸馏水(10ml)(2)B处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是_，原因是原因是_。(3)C处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是_，原因是原因是_。几乎无色几乎无色叶绿素不溶于水叶绿素不溶于水深绿色深绿色大量叶绿素溶于乙醇中大量叶绿素溶于乙醇中 处理处理ABCSiO2(少量少量)CaCO3(少量少量)95%乙醇乙醇(10ml)蒸馏水蒸馏水(10ml)