第6課時光合作用的色素、場所課標要求1.說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量。2.活動：光合色素的提取與分離?？键c一葉綠體的結(jié)構(gòu)和光合色素1．光合作用的結(jié)構(gòu)——葉綠體提醒(1)藍細菌無此結(jié)構(gòu)，但存在光合膜，也能進行光合作用。(2)葉綠體外膜、內(nèi)膜和類囊體膜均是以磷脂雙分子層為基本骨架的生物膜。2．色素的種類和吸收光譜色素種類顏色吸收光譜葉綠素(C、H、O、N、Mg)葉綠素a藍綠色藍紫光、紅光葉綠素b黃綠色類胡蘿卜素(C、H)胡蘿卜素橙色藍紫光葉黃素黃色3.影響葉綠素合成的三大因素4．色素與葉片的顏色提醒花青素存在于植物的液泡中，可呈現(xiàn)不同顏色，不參與光合作用。(1)(必修1P99小資料)如圖是利用小球藻進行光合作用實驗的示意圖，圖中A物質(zhì)和B物質(zhì)的相對分子質(zhì)量比是8∶9。(2)無色透明的大棚中植物的光合效率最高的原因是無色透明大棚能透過日光中各種色光，有色大棚主要透過同色光，其他光被其吸收。1．(2023·溫州高三聯(lián)考)如圖甲為葉綠體結(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。下列敘述正確的是()A．圖甲中②上含有與水的裂解有關(guān)的酶B．圖乙所示的結(jié)構(gòu)來自圖甲中的③C．③含有4種色素，其中葉綠素b的含量最多D．圖甲中ATP的合成場所是④，分解場所是③答案B解析圖甲中②是葉綠體內(nèi)膜，類囊體膜上含有與水的裂解有關(guān)的酶，A錯誤；圖甲中的③是基粒，圖乙結(jié)構(gòu)含有光合色素，光合色素分布在基粒的類囊體膜上，所以圖乙所示的結(jié)構(gòu)來自圖甲中的③，B正確；③中含有的色素是葉綠素和類胡蘿卜素，其中葉綠素a的含量最多，C錯誤；光反應(yīng)的場所是③類囊體膜，產(chǎn)物是ATP和NADPH，用于碳反應(yīng)，碳反應(yīng)的場所是④葉綠體基質(zhì)，D錯誤。2．如表是在適宜條件下測得某植物葉綠體中色素吸收光能的情況，下列分析錯誤的是()波長(nm)400450500550600670700吸收光能百分比(%)葉綠素a4068515164016全部色素75935035457535A．O2的釋放速率變化與全部色素吸收光能百分比的變化基本一致B．由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光時，葉綠體中三碳酸分子的量會增加C．該植物缺乏鎂時，葉綠素a吸收的光能百分比的減少幅度更大D．環(huán)境溫度降低，該植物對光能的利用能力將降低答案B解析植物光合作用吸收光能，發(fā)生水的裂解產(chǎn)生O2，因此O2的釋放速率變化與全部色素吸收光能百分比的變化基本一致；由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光時，植物吸收的光能增加，光反應(yīng)加快，為碳反應(yīng)提供的NADPH和ATP增加，三碳酸分子的還原速率加快，葉綠體中三碳酸分子的含量減少；鎂是葉綠素的重要組成成分，植物缺乏鎂時，葉綠素a含量降低，其吸收的光能百分比的減少幅度更大；表中實驗數(shù)據(jù)是在最適溫度條件下所得的實驗結(jié)果，因此環(huán)境溫度降低，該植物對光能的利用能力將降低?？键c二活動：光合色素的提取與分離1．實驗原理提醒可看作兩個實驗！2．實驗裝置3．實驗流程4．實驗結(jié)果及分析5．異常實驗結(jié)果(色素帶)分析(1)色素帶太淡的原因：①葉片顏色不夠深綠，導(dǎo)致色素含量不夠；②提取時加過多95%的酒精使提取液中色素濃度太低；③提取時研磨不充分、時間太短，導(dǎo)致研磨過程中色素提取量少；④畫濾液細線時未重復(fù)，使分離色素不足。(2)色素帶缺少葉綠素的原因：①葉片不夠濃綠或不新鮮，導(dǎo)致色素種類不全；②碳酸鈣未加或不足，導(dǎo)致葉綠素遭到破壞；③濾液暴露在陽光或空氣中時間過長，導(dǎo)致葉綠素遭到破壞。(3)色素帶不齊或重疊的原因：①制備濾紙條時染上了手上的油脂或其他污物，影響色素擴散；②濾紙條剪角不對稱；③畫濾液細線太慢或未干就重復(fù)畫，導(dǎo)致濾液細線太粗，使色素帶彼此重疊等。(必修1P100實驗改進)提取葉綠體中的光合色素，也可用如圖1所示的方法：即在圓心a處滴加適量濾液，待干燥后向培養(yǎng)皿中倒入層析液進行層析，結(jié)果會出現(xiàn)不同顏色的4個同心圓(如圖2)，則①～④依次對應(yīng)的色素及顏色：①胡蘿卜素(橙色)，②葉黃素(黃色)，③葉綠素a(藍綠色)，④葉綠素b(黃綠色)。3．(2023·溫州高三質(zhì)檢)提取光合色素，進行紙層析分離。下列對該實驗中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是()A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片B．色素始終在濾紙上，是因為色素不溶于層析液C．提取液呈綠色是由于含葉綠素a和葉綠素b較多D．胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因為其在提取液中的溶解度最高答案C解析黃化葉片也可見葉黃素和胡蘿卜素的色素帶，未見色素帶的原因可能是層析液沒及濾液細線而使色素溶解于層析液中，A錯誤；葉綠體中的色素能夠溶解在層析液中，B錯誤；葉綠素含量比類胡蘿卜素含量多，故提取液常呈綠色，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因為在層析液(而不是提取液)中的溶解度最高，D錯誤。4．(2023·杭州高三模擬)莧菜葉片細胞中除了葉綠體含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有機溶劑的花青素(呈現(xiàn)紅色)。某探究小組用50%的酒精提取莧菜葉片中的色素，然后用層析液分離。下列關(guān)于層析結(jié)束后濾紙條上色素帶由上到下的敘述，正確的是()A．第四條色素帶對應(yīng)的色素在層析液中溶解度最小B．第一條色素帶的帶寬比第二條色素帶窄C．第三條色素帶對應(yīng)的色素是呈現(xiàn)黃綠色的葉綠素bD．如果采用圓形濾紙法分離色素，則最外一圈的顏色為紅色答案B解析層析結(jié)果會出現(xiàn)5條色素帶，第1條為橙色的胡蘿卜素，第2條為黃色的葉黃素，以上2種色素主要吸收藍紫光，其中胡蘿卜素的含量最低，故色素帶最窄，第3條為藍綠色的葉綠素a，第4條為黃綠色的葉綠素b，以上2種色素主要吸收紅光和藍紫光。因為花青素溶于水，提取時如使用50%的酒精可提取到花青素，同時根據(jù)花青素不溶于有機溶劑的特性和色素分離的原理可知，紙層析時，劃在濾液細線上的花青素幾乎不發(fā)生擴散，所以第5條色素帶應(yīng)為紅色的花青素，若采用圓形濾紙法分離色素，則最外一圈的顏色為橙色(胡蘿卜素)。1.(2019·江蘇，17)如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結(jié)果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍細菌經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是()A．研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素B．層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液C．在敞開的燒杯中進行層析時，需通風(fēng)操作D．實驗驗證了該種藍細菌沒有葉綠素b答案D解析研磨時加入CaCO3能防止葉綠素被破壞，A錯誤；層析液由有機溶劑配制而成，B錯誤；層析液易揮發(fā)，層析分離時燒杯上要加蓋，C錯誤；對照圖示結(jié)果分析可知，該種藍細菌中沒有葉黃素和葉綠素b，D正確。2．(2023·江蘇，12)下列關(guān)于“提取和分離葉綠體色素”實驗敘述合理的是()A．用有機溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止類胡蘿卜素被破壞B．若連續(xù)多次重復(fù)畫濾液細線可累積更多的色素，但易出現(xiàn)色素帶重疊C．該實驗提取和分離色素的方法可用于測定綠葉中各種色素含量D．用紅色莧菜葉進行實驗可得到5條色素帶，花青素位于葉綠素a、b之間答案B解析用有機溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，A不合理；畫濾液細線時要間斷畫2～3次，即等上一次干了以后再畫下一次，連續(xù)多次重復(fù)畫濾液細線雖然可以累積更多色素，但是會造成濾液細線過寬，易出現(xiàn)色素帶重疊，B合理；該實驗中分離色素的方法是紙層析法，可根據(jù)各種色素在濾紙條上呈現(xiàn)的色素帶的寬窄來比較判斷各色素的含量，但該實驗所用的方法不能用于具體測定綠葉中各種色素含量，C不合理；花青素存在于液泡中，易溶于水不易溶于有機溶劑，故若得到5條色素帶，距離濾液細線最近的色素帶為花青素，應(yīng)在葉綠素b的下方，D不合理。3．(2023·全國乙，2)植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關(guān)葉綠體中色素的敘述，錯誤的是()A．氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素B．葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體膜上C．用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰D．葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越慢答案D解析葉綠素的元素組成是C、H、O、N、Mg，氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素，A正確；光反應(yīng)的場所是類囊體膜，需要光合色素吸收光能，葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體的類囊體膜上，B正確；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越快，D錯誤。4．(經(jīng)典高考題)葉綠體中的色素、蛋白質(zhì)等在某種膜上的分布及部分反應(yīng)的示意圖如下。請回答下列問題：(1)該膜是________膜，其上含有色素和催化光反應(yīng)的________。光反應(yīng)中，色素吸收的光能轉(zhuǎn)換為ATP等物質(zhì)中的________。(2)光反應(yīng)的產(chǎn)物除圖中所示的物質(zhì)外，還有電子和________________。ATP為碳反應(yīng)提供了能量和__________。(3)分離新鮮菠菜葉片中的光合色素時，應(yīng)注意濾紙條上的濾液細線要高于________的液面。濾紙條上最寬色素帶中所含的色素是__________。答案(1)類囊