2019高考生物一輪復(fù)習(xí) 第10講 光合作用的探究歷程與基本過(guò)程教案 新人教版必修1.doc

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第10講　光合作用的探究歷程與基本過(guò)程 　1．光合作用的基本過(guò)程(Ⅱ)　2．實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離 　捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 1．葉綠體中色素的種類(lèi)和顏色 色素的種類(lèi) 色素的顏色 葉綠素 葉綠素a 藍(lán)綠色 葉綠素b 黃綠色 類(lèi)胡蘿卜素 葉黃素 黃色 胡蘿卜素 橙黃色 2．葉綠體中色素的吸收光譜分析 (1)色素的功能：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。 (2)色素吸收光的范圍：可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍大約是390～760 nm，葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。 3．葉綠體 (1)結(jié)構(gòu)示意圖 (2)結(jié)構(gòu) ↓決定 (3)功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 ↓證明 (4)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)：好氧細(xì)菌只分布于葉綠體被光束照射的部位 1．(必修1 P99色素與吸收光譜改編)如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷，以下說(shuō)法不正確的是(　　) A．由圖可知，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收400～500 nm波長(zhǎng)的光 B．用450 nm波長(zhǎng)的光比600 nm波長(zhǎng)的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度 C．由550 nm波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)為670 nm波長(zhǎng)的光后，葉綠體中C3的量增加 D．土壤中缺乏鎂時(shí)，植物對(duì)420～470 nm波長(zhǎng)的光的利用量顯著減少 答案：C 2．(深入追問(wèn))如圖是恩格爾曼實(shí)驗(yàn)裝置改裝示意圖，光線先通過(guò)三棱鏡再通過(guò)葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿，一段時(shí)間后，水綿周?chē)醚跫?xì)菌分布無(wú)顯著變化，請(qǐng)分析其原因。 提示：三棱鏡將光分為七色光，葉綠體色素提取液主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故透過(guò)三棱鏡再通過(guò)葉綠體色素提取液后照射到水綿上的光，沒(méi)有紅光和藍(lán)紫光，使水綿不同部位的光合作用變化不大，產(chǎn)生氧氣的量大致相同，因此水綿周?chē)醚跫?xì)菌分布無(wú)顯著變化。 1．恩格爾曼實(shí)驗(yàn)方法的巧妙之處 (1)巧選實(shí)驗(yàn)材料：選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。 (2)妙法排除干擾因素：沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。 (3)巧妙設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)；臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2．影響葉綠素合成的“三大”因素 (1)光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，葉片會(huì)發(fā)黃。 (2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)酶的活性，影響葉綠素的合成，低溫時(shí)葉綠素容易被破壞，使葉子變黃。 (3)礦質(zhì)元素：葉綠素合成的必需元素，如氮、鎂等；葉綠素合成的輔助成分，如缺鐵后某些酶無(wú)法合成，葉綠素不能合成，葉子會(huì)變黃。 【感知考題】 (2016高考全國(guó)卷甲，4)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中 B．構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的 [解析]　葉綠體中的色素易溶于有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮中，A項(xiàng)敘述正確；鎂是葉綠素的組成元素，植物中的礦質(zhì)元素主要由根從土壤中吸收，B項(xiàng)敘述正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見(jiàn)光(波長(zhǎng)范圍大約是390～760 nm)，而紅外光是波長(zhǎng)大于760 nm的光，紫外光是波長(zhǎng)小于390 nm的光，C項(xiàng)敘述錯(cuò)誤；黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻，從而使葉片表現(xiàn)出類(lèi)胡蘿卜素的黃色，D項(xiàng)敘述正確。 [答案]　C 紅楓在生長(zhǎng)季節(jié)葉片呈紅色的原因是因?yàn)橐号葜泻谢ㄇ嗨亍? 高分點(diǎn)撥——類(lèi)題通法 色素與葉片顏色的分析方法 正常綠色 正常葉片的葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的比例為3∶1，且對(duì)綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色 葉色變黃 寒冷時(shí)，葉綠素分子易被破壞，類(lèi)胡蘿卜素較穩(wěn)定，葉片顯示出類(lèi)胡蘿卜素的顏色而變黃 葉色變紅 秋天降溫時(shí)，植物體為了適應(yīng)寒冷環(huán)境，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉片呈現(xiàn)紅色 【跟進(jìn)題組】 1．(2017河南五校聯(lián)考)將可見(jiàn)光通過(guò)三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上，可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長(zhǎng)，單位為nm，暗帶表示溶液吸收該波長(zhǎng)的光后形成的光譜)。則該色素是(　　) A．類(lèi)胡蘿卜素　　　　　 B．葉黃素 C．胡蘿卜素 D．葉綠素a 解析：選D。葉綠體中的色素包括葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素。其中，葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類(lèi)胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍(lán)紫光。從圖中可以看出，該色素主要吸收了紅光和藍(lán)紫光，所以該色素為葉綠素a。 2．(2017河北石家莊二中模擬)圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．圖乙所示結(jié)構(gòu)取自圖甲中的①或③ B．與光合作用有關(guān)的酶全部分布在圖乙所示結(jié)構(gòu)上 C．圖乙所示的結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生[H]并消耗ATP的場(chǎng)所 D．葉綠體以圖甲中③的形式擴(kuò)大膜的表面積 解析：選D。圖乙所示結(jié)構(gòu)含有光合色素，光合色素只分布在葉綠體的類(lèi)囊體薄膜上，對(duì)應(yīng)于圖甲中的③，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在葉綠體的基質(zhì)(圖甲④)中，也分布有與光合作用有關(guān)的酶，B項(xiàng)錯(cuò)誤；消耗ATP的場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)(圖甲④)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；③是葉綠體的類(lèi)囊體，葉綠體以圖甲③的形式擴(kuò)大膜的表面積，D項(xiàng)正確。 　光合作用的探究歷程及過(guò)程 1．光合作用的探究歷程[連一連] 2．光合作用的過(guò)程 根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別 過(guò)程 項(xiàng)目 Ⅰ．光反應(yīng) Ⅱ．暗反應(yīng) 場(chǎng)所 葉綠體類(lèi)囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 條件 光照、色素和酶 多種酶、有無(wú)光都可以 原料 H2O、NADP＋、ADP、Pi [H]、ATP、CO2 產(chǎn)物 [H]、ATP、O2 (CH2O)、ADP、Pi 物質(zhì)變化 ①水的光解： H2O[H]＋O2 ②ATP的合成： ADP＋PiATP ①CO2的固定： CO2＋C52C3 ②C3的還原： 2C3 (CH2O)＋C5 能量變化 光能→ATP中活躍化學(xué)能 ATP中活躍化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 光合作用過(guò)程的“一、二、三、四” 1．(必修1 P106基礎(chǔ)題T6改編)如圖是利用小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的示意圖，關(guān)于甲物質(zhì)和乙物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的比較，正確的是(　　) A．甲＞乙　　　　　　　 B．甲＜乙 C．甲＝乙 D．無(wú)法確定 答案：B 2．(深入追問(wèn))根據(jù)提供的物質(zhì)和能量，利用箭頭構(gòu)建光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系模型(光能、[H]、ATP、ADP＋Pi、H2O、O2、CO2、(CH2O))。 提示： 突破1　高考?？嫉?個(gè)光合作用探究歷程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析 (1)薩克斯實(shí)驗(yàn) ①對(duì)照類(lèi)型為自身對(duì)照，自變量為光的有無(wú)，因變量為顏色變化(有無(wú)淀粉生成)，實(shí)驗(yàn)組是遮光處理組，對(duì)照組為曝光處理組。 ②該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要進(jìn)行饑餓處理，以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。 (2)魯賓和卡門(mén)實(shí)驗(yàn) ①應(yīng)用同位素標(biāo)記法追蹤C(jī)O2和H2O中的O元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑。 ②此實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照，自變量是標(biāo)記物質(zhì)即HO和C18O2，因變量是釋放的O2有無(wú)放射性。 突破2　光合作用過(guò)程中元素轉(zhuǎn)移途徑分析 完成下面的光合作用總反應(yīng)式，分析各元素去向 (1)光合作用中氫元素的轉(zhuǎn)移途徑 3H2O(C3H2O) (2)光合作用過(guò)程中O元素的轉(zhuǎn)移途徑 HO18O2 C18O2C3(CHO)＋HO (3)光合作用過(guò)程中C元素的轉(zhuǎn)移途徑 14CO214C3(14CH2O) (1)光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)階段C3的還原，不能用于其他生命活動(dòng)。 (2)光反應(yīng)必須在光照下進(jìn)行，暗反應(yīng)有光、無(wú)光均能進(jìn)行。 (3)暗反應(yīng)停止時(shí)，使ATP和[H]積累，光反應(yīng)也要停止。 (4)[H]既不是H＋，也不是H，而是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)，它是由氧化型輔酶Ⅱ(NADP＋)與電子和質(zhì)子(H＋)結(jié)合形成的?！? 【感知考題】 如圖為綠色植物光合作用過(guò)程示意圖(圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過(guò)程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示)。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： (1)圖中a物質(zhì)主要吸收________________，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成 ________________________________________________________________________。 (2)圖中①表示水分的吸收，③表示____________，c為_(kāi)_________，該物質(zhì)只能用于暗反應(yīng)，不能用于其他生命活動(dòng)。 (3)③和④進(jìn)行的場(chǎng)所分別是____________________________。通過(guò)[H]和ATP將光反應(yīng)和暗反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)。 (4)當(dāng)g突然停止供應(yīng)，則細(xì)胞內(nèi)e的含量會(huì)________；當(dāng)光照突然增強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)e的含量會(huì)________ 。 [答案]　(1)紅光和藍(lán)紫光　ATP中活躍的化學(xué)能 (2)水的光解　ATP　(3)葉綠體類(lèi)囊體薄膜、葉綠體基質(zhì)　(4)上升　上升 (1)若停止CO2的供應(yīng)，在適宜的光照條件下，葉綠體產(chǎn)生的O2量不會(huì)(“會(huì)”或“不會(huì)”)基本穩(wěn)定。 (2)若突然提高CO2的濃度，葉綠體內(nèi)的[H]、ATP將減少。 高分點(diǎn)撥——類(lèi)題通法 模型法分析C5、C3等物質(zhì)含量的變化 當(dāng)外界條件改變時(shí)，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量變化可以采用如圖分析： (1)停止光照時(shí)：ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下： (2)CO2供應(yīng)停止時(shí)：C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下： 【跟進(jìn)題組】 命題1　光合作用探究歷程的實(shí)驗(yàn)分析 1．(2017合肥高三質(zhì)檢)在光合作用的探究歷程中，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，提出了植物在進(jìn)行光合作用時(shí)能量轉(zhuǎn)化的假說(shuō)。以下哪項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明這一假說(shuō)(　　) A．英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實(shí)驗(yàn) B．恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅光和藍(lán)紫光的實(shí)驗(yàn) C．薩克斯證明綠葉在光下進(jìn)行光合作用可以產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn) D．魯賓和卡門(mén)證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自水的實(shí)驗(yàn) 解析：選C。薩克斯證明綠葉在光下可以產(chǎn)生淀粉，說(shuō)明了光能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能，其他實(shí)驗(yàn)均無(wú)法證明光合作用時(shí)能量轉(zhuǎn)化的假說(shuō)，故C項(xiàng)正確。 命題2　光合作用過(guò)程分析 2．(2017青島質(zhì)檢)如圖表示發(fā)生在葉綠體中的相關(guān)代謝過(guò)程，其中①②表示相關(guān)過(guò)程，A、B表示兩種氣體物質(zhì)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．過(guò)程①表示光反應(yīng)，過(guò)程②的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì) B．物質(zhì)A表示O2，物質(zhì)B表示CO2 C．過(guò)程②能將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能 D．過(guò)程②的兩個(gè)階段都需要消耗過(guò)程①產(chǎn)生的[H]和ATP 解析：選D。由題圖可知，過(guò)程①②分別表示光反應(yīng)和暗反應(yīng)，反應(yīng)場(chǎng)所分別是葉綠體的類(lèi)囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)。物質(zhì)A、B分別表示O2和CO2。光反應(yīng)能將光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中，暗反應(yīng)能將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在葡萄糖中。過(guò)程②包括CO2的固定和C3的還原兩個(gè)階段，其中CO2的固定不需要消耗①過(guò)程產(chǎn)生的[H]和ATP。 3．(2017北京東城模擬)科學(xué)家往小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同時(shí)間的光照，結(jié)果如表。 實(shí)驗(yàn) 組別 光照時(shí)間(s) 放射性物質(zhì)分布 1 2 大量3磷酸甘油酸(三碳化合物) 2 20 12種磷酸化糖類(lèi) 3 60 除上述12種磷酸化糖類(lèi)外， 還有氨基酸、有機(jī)酸等 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，下列敘述不正確的是(　　) A．本實(shí)驗(yàn)利用小球藻研究的是光合作用的暗反應(yīng)階段 B．每組照光后需將小球藻進(jìn)行處理使酶失活，才能測(cè)定放射性物質(zhì)分布 C．CO2進(jìn)入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是12種磷酸化糖類(lèi) D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物還包括氨基酸、有機(jī)酸等 解析：選C。CO2是光合作用暗反應(yīng)階段的原料，A正確；每組照光后將小球藻進(jìn)行處理使酶失活，其目的是終止相關(guān)的反應(yīng)，這樣測(cè)定的數(shù)據(jù)，才能準(zhǔn)確反映光照時(shí)間內(nèi)放射性物質(zhì)的分布，B正確；在光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程中，CO2先進(jìn)行固定，生成三碳化合物，然后是三碳化合物被還原，從表中可以看出，放射性首先出現(xiàn)在3磷酸甘油酸中，C錯(cuò)誤；表中信息顯示，光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物還包括氨基酸、有機(jī)酸等，D正確。 誤區(qū)1　認(rèn)為用光照射光合色素就能發(fā)生光反應(yīng) [點(diǎn)撥]　葉綠體中的色素具有吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的作用，但發(fā)生光反應(yīng)除色素、光照之外，還需要ADP、Pi、H2O、NADP＋、酶等。 誤區(qū)2　認(rèn)為白天植物只進(jìn)行光合作用 [點(diǎn)撥]　植物在白天時(shí)同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸。 命題3　條件驟變細(xì)胞內(nèi)[H]、ATP、C3、C5等物質(zhì)的變化 4．(2016高考天津卷，2)在適宜反應(yīng)條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后，突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)，組合正確的是(　　) A．紅光，ATP下降 B．紅光，未被還原的C3上升 C．綠光，[H]下降 D．綠光，C5上升 解析：選C。葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光等可見(jiàn)光，吸收的綠光很少。將白光改為光照強(qiáng)度相同的紅光，光反應(yīng)增強(qiáng)，葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的ATP和[H]增多，C3的還原增加，導(dǎo)致未被還原的C3減少，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；將白光改為光照強(qiáng)度相同的綠光，光反應(yīng)減弱，葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的ATP和[H]減少，C3的還原量降低，導(dǎo)致C5減少，故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．(原創(chuàng))如圖表示在夏季晴朗的白天植物細(xì)胞內(nèi)C3和C5的相對(duì)含量隨一種環(huán)境因素的改變而變化的情況，下列對(duì)這一環(huán)境因素的改變的分析，正確的是(　　) A．突然停止光照 B．突然增加CO2濃度 C．降低環(huán)境溫度 D．增加光照強(qiáng)度 解析：選D。突然停止光照時(shí)，[H]和ATP減少，C3被消耗的量減少，故其含量增多，而C5的來(lái)源減少，故其含量降低。突然增加CO2濃度時(shí)，合成C3的原料增加，導(dǎo)致C3含量增加。增加光照強(qiáng)度時(shí)，[H]和ATP增多，C3因大量消耗而減少，C5的含量增加。 　結(jié)合“新情境”考查光合作用過(guò)程 6．如圖表示玉米光合作用利用CO2合成(CH2O)的過(guò)程，玉米葉肉細(xì)胞通過(guò)“CO2泵”內(nèi)的一些化學(xué)反應(yīng)，將空氣中的CO2泵入維管束鞘細(xì)胞，使維管束鞘細(xì)胞積累較高濃度的CO2，以保證(CH2O)的合成順利進(jìn)行?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)圖中過(guò)程②是________，物質(zhì)A是________，過(guò)程②的進(jìn)行還需要____________等物質(zhì)參與，原因是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果在玉米葉肉細(xì)胞中注入某種促進(jìn)劑使“CO2泵” 的活性升高，則在短時(shí)間內(nèi)，維管束鞘細(xì)胞中C5的含量________。 (3)研究發(fā)現(xiàn)晴朗的夏季中午光照增強(qiáng)，溫度過(guò)高，葉片氣孔開(kāi)度下降，作為光合作用原料之一的________減少，而此時(shí)玉米光合速率基本不受影響，其原因是玉米 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)C3的還原　C3　ATP和[H]　[H]作為還原劑還原C3，ATP提供能量　(2)降低　(3)CO2　有CO2泵，其能維持維管束鞘細(xì)胞內(nèi)有較高濃度的CO2 　(實(shí)驗(yàn)7)綠葉中色素的提取與分離 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)提取：綠葉中的色素能夠溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。 (2)分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。 2．實(shí)驗(yàn)步驟 提取色素：稱(chēng)取5 g的綠葉，剪碎，放入研缽中→加入少量二氧化硅、碳酸鈣和10 mL無(wú)水乙醇→研磨→過(guò)濾→收集到試管內(nèi)并塞嚴(yán)試管口 ↓ 制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長(zhǎng)與直徑的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，在距離剪角一端1 cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)的橫線 ↓ 畫(huà)濾液細(xì)線：用毛細(xì)吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻地畫(huà)出一條細(xì)線，待濾液干后，再畫(huà)1～2次 ↓ 分離色素：將適量的層析液倒入試管中，分離過(guò)程如圖所示 ↓ 結(jié)果分析：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶 色素種類(lèi) 色素 顏色 色素 含量 溶解度 擴(kuò)散 速度 a．胡蘿卜素 橙黃色 最少 最高 最快 b．葉黃素　 黃色 較少 較高 較快 c．葉綠素a 藍(lán)綠色 最多 較低 較慢 d．葉綠素b 黃綠色 較多 最低 最慢 注意事項(xiàng)及原因分析 過(guò)程 注意事項(xiàng) 操作目的 提取色素 (1) 選新鮮綠色的葉片 使濾液中色素含量高 (2) 研磨時(shí)加無(wú)水乙醇 溶解色素 (3) 加少量SiO2和CaCO3 研磨充分和保護(hù)色素 (4) 迅速、充分研磨 防止乙醇過(guò)度揮發(fā)，充分溶解色素 (5) 盛放濾液的試管管口加棉塞 防止乙醇揮發(fā)和色素氧化 分離色素 (1) 濾紙預(yù)先干燥處理 使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散 (2) 濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻 使分離出的色素帶平整不重疊 (3) 濾液細(xì)線干燥后再畫(huà)一兩次 使分離出的色素帶清晰分明 (4) 濾液細(xì)線不觸及層析液 防止色素直接溶解到層析液中 【感知考題】 (2016高考江蘇卷，17)下列用鮮菠菜進(jìn)行色素提取、分離實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A．應(yīng)該在研磨葉片后立即加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素 B．即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素 C．為獲得10 mL提取液，研磨時(shí)一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好 D．層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則葉綠素條帶會(huì)很快隨溶劑揮發(fā)消失 [解析]　提取色素時(shí)，應(yīng)在研磨前加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素，A項(xiàng)錯(cuò)誤；菜葉剪碎不夠充分，提取的濾液中色素的含量少，分離結(jié)果中色素帶變窄，但分離得到的色素種類(lèi)不變，B項(xiàng)正確；在研磨時(shí)分次加入10 mL乙醇比一次性加入10 mL乙醇的效果好，C項(xiàng)錯(cuò)誤；層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果的原因是葉綠素在光下容易分解，并不是葉綠素隨溶劑揮發(fā)消失，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　B (1)如圖中①代表新鮮菠菜葉的光合色素紙層析結(jié)果，請(qǐng)判斷②所示結(jié)果最有可能來(lái)自秋冬的銀杏落葉，還是正常生長(zhǎng)的柳樹(shù)幼葉？秋冬的銀杏落葉。 判斷的理由是：秋冬季節(jié)氣溫降低，葉綠素分子易被破壞，而使銀杏的葉子變黃，由于缺少葉綠素a和葉綠素b，所以層析的結(jié)果與圖②吻合。 (2)如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置。 應(yīng)將濾液滴在a處(“a處”或“b處”)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)會(huì)出現(xiàn)四個(gè)不同顏色的同心圓，最外層應(yīng)是橙黃色。 高分點(diǎn)撥——類(lèi)題通法 綠葉中色素提取與分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過(guò)淺 ①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的葉片，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無(wú)水乙醇(正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇提取色素)。 ④未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊：濾紙條上的濾液細(xì)線接觸到層析液。 (3)濾紙條看不見(jiàn)色素帶 ①忘記畫(huà)濾液細(xì)線。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。 【跟進(jìn)題組】 1．(2015高考江蘇卷，21改編)為研究高光強(qiáng)對(duì)移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進(jìn)行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。 下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．強(qiáng)光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低 B．類(lèi)胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強(qiáng)光照 C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)不同 D．畫(huà)濾液線時(shí)，濾液在點(diǎn)樣線上只能畫(huà)一次 解析：選D。題圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ色素條帶分別代表胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。由題圖可知，正常光照與強(qiáng)光照相比，正常光照下葉綠素含量高，A項(xiàng)正確。強(qiáng)光照條件下，類(lèi)胡蘿卜素含量增加，說(shuō)明類(lèi)胡蘿卜素含量增加有利于植物抵御強(qiáng)光照，B項(xiàng)正確。葉綠素a吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)約為430 nm和660 nm，葉綠素b吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)約為460 nm和640 nm，C項(xiàng)正確。畫(huà)濾液線時(shí)，首先畫(huà)出一條細(xì)線，待濾液干后，再重復(fù)畫(huà)一兩次，目的是增加濾液線中的色素含量，層析后獲得更清晰的色素條帶，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．(原創(chuàng))回答下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題： (1)某同學(xué)的操作過(guò)程如下： ①將5 g新鮮完整的菠菜葉放入研缽中，加入無(wú)水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨； ②用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線處小心均勻地畫(huà)出一條濾液細(xì)線，并連續(xù)迅速地重復(fù)畫(huà)1～2次； ③將畫(huà)好細(xì)線的濾紙條插入層析液中，并不斷搖晃，以求加快色素在濾紙條上的擴(kuò)散。 結(jié)果實(shí)驗(yàn)失敗，請(qǐng)指出其錯(cuò)誤所在： ①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________。 (2)某小組利用新鮮菠菜葉進(jìn)行色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)同學(xué)由于操作不同，出現(xiàn)了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析不合理的是________。 A．甲可能誤用蒸餾水做提取液和層析液 B．乙可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入SiO2 C．丙是正確操作得到的理想結(jié)果 D．丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3 (3)秋天，北方樹(shù)葉大都由綠變黃，其原因是占四種色素總量80%的__________和__________分解，從而顯示出__________和__________的顏色。 答案：(1)①不應(yīng)用完整葉片，而應(yīng)去掉葉柄后剪碎 ②不應(yīng)連續(xù)迅速地重復(fù)畫(huà)線，而應(yīng)待干燥后重復(fù)畫(huà)線 ③不應(yīng)搖晃以免層析液沒(méi)及濾液細(xì)線 (2)C (3)葉綠素a　葉綠素b　胡蘿卜素　葉黃素 [核心體系構(gòu)建] [填空]?、倬G葉中色素的提取和分離 ②吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能 ③6CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2 ④光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等 ⑤光反應(yīng) ⑥暗反應(yīng) [規(guī)范答題必備] 1．光合作用探究歷程中的2種同位素 (1)18O：魯賓和卡門(mén)利用HO和C18O2證明光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。 (2)14C：卡爾文利用14CO2探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。 2．光合作用的2個(gè)場(chǎng)所 (1)光反應(yīng)：葉綠體的類(lèi)囊體薄膜。 (2)暗反應(yīng)：葉綠體基質(zhì)。 3．光合作用過(guò)程中的3種能量變化 光能→活躍的化學(xué)能(ATP)→穩(wěn)定的化學(xué)能(糖類(lèi))。 4．光合作用2個(gè)過(guò)程中的物質(zhì)變化 (1)光反應(yīng) ①水的光解：2H2O4[H]＋O2 ②ATP形成：ADP＋Pi＋能量ATP (2)暗反應(yīng) ①CO2的固定：CO2＋C52C3 ②C3的還原：2C3