第9講光合作用的原理

課標(biāo)內(nèi)容（1）說(shuō)明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽(yáng)光中捕獲能量，這些能量在二氧化

碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過(guò)程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能。（2）實(shí)驗(yàn)：

提取和分離葉綠體色素。

考點(diǎn)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

「基礎(chǔ)’精細(xì)梳理夯實(shí)必備知識(shí)

1.色素的提里與分離實(shí)驗(yàn)可看作兩個(gè)實(shí)驗(yàn)哦！

（1）實(shí)驗(yàn)原理

也可用的乙罅力。入逡量無(wú)卷版破輛來(lái)機(jī)帶

溟跡理）一有機(jī)溶齊U（如麴％矍、能溶解色素

萬(wàn)金商芯色素在層析液中溶解度不同,在濾

紙條上擴(kuò)散的速度不同

（2）實(shí)驗(yàn)裝置及操作

二

濾

碳

氧

干燥的液伊棉塞

酸

細(xì)

定性注一

無(wú),筆濾紙條

化

線

水濾紙I

或

鈣-試管

硅

乙

鉛筆線層時(shí)濾液細(xì)線

醇

剪兩角走析

取

提

制備濾紙條、液q層析液

素C

色畫(huà)濾液細(xì)線

鐵架臺(tái)

色素的提取色素的分離

-[WJ稱(chēng)取綠葉，剪碎

/二氧化硅:增大摩擦，使研磨更加充分

-?碳酸鈣:防止色素被破壞

陰步'無(wú)水乙醇:溶解色素

網(wǎng)驟

阿迅速、充分的研磨

用是層星羽布強(qiáng)名用濾執(zhí)

陋收集濾液，及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)

制備濾紙條，一端剪去兩角，使擴(kuò)散

均勻，防止出現(xiàn)弧形色素帶

增加色表附漆受卜

畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)要細(xì)、直、勻(風(fēng)干后篁:

復(fù)二迺防上色考溶解在信竹液中

色素分離，濾器插入層析液中，層

析液丕熊觸及濾液細(xì)線

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

(濾紙條上

呈現(xiàn)四條斗胡蘿卜素：橙黃色

二一阡簧素丁黃色色重用最

.顏色、寬

二一一葉綠素蓬綠色-->t,4-4

度不同的含一葉綠素：黃綠色最多

〔色素帶b

-①色素帶的條數(shù)與色素種類(lèi)有關(guān),四條色

素帶說(shuō)明有四種色素

-②色素帶的寬窄與色素含量有關(guān),色素帶

越寬說(shuō)明此種色素含量越多

-③色素帶擴(kuò)散速度與溶解度有關(guān),擴(kuò)散速

度越快說(shuō)明溶解度越高

2.葉綠體中色素的吸收光譜分析

吸收光能的百分比/%

100

0400450500550600650700波長(zhǎng)/nm

由圖可以看出:

可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍大約是400~760nm

吸收、

范電人一般葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，對(duì)

紅外光和紫外光不吸收

色素葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光

功能類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光

名師解讀

①植物葉片呈現(xiàn)綠色的原因是葉片中的色素對(duì)綠光的吸收少，綠光被反射出來(lái)。

②植物的液泡中含有的色素(花青素)不參與光合作用。

③植物幼嫩的莖和果實(shí)的細(xì)胞中也含有吸收光能的色素。

3.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

(1)葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖

此處可進(jìn)其上可進(jìn)類(lèi)囊體

行暗反應(yīng)行光反應(yīng)

(2)葉綠體的功能

逗)①外膜、②內(nèi)膜

③葉綠體基質(zhì):含有與暗反應(yīng)

有關(guān)的酶

［內(nèi)部K

、④基粒:由婁塾主堆疊而成，分

布有色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶

進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所

證據(jù)

國(guó)恩格需氧細(xì)菌只分布于吐綠位被光

電爾曼束照射的部位

【考點(diǎn)速覽?診斷】

(1)紙層析法分離葉綠體色素時(shí)，以多種有機(jī)溶劑的混合物作為層析液。(2021?河

北卷,3C)(V)

(2)探究黑藻葉片中光合色素的種類(lèi)時(shí)，可用無(wú)水乙醇作提取液。(2020?山東卷，

3D)(V)

(3)提取光合色素的實(shí)驗(yàn)中，研磨時(shí)加入CaCO3過(guò)量會(huì)破壞葉綠素。(2019?江蘇卷,

17A)(X)

提示防止葉綠素被破壞。

(4)紅光照射時(shí)，胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素a。(2019?海南卷，9B)(X)

提示胡蘿卜素不能吸收紅光。

⑸葉片在640~660nm波長(zhǎng)光下釋放。2是由葉綠素參與光合作用引起的。

(2017?全國(guó)卷ni,3D)(V)

r■疑難”精準(zhǔn)突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力

【情境推理?探究】

必修1P100“思考?討論”拓展

1.下圖是驗(yàn)證葉綠體功能實(shí)驗(yàn)中恩格爾曼所做的實(shí)驗(yàn)示意圖，請(qǐng)分析：

恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)示意圖

400450500550600650700

波長(zhǎng)/nm

恩格爾曼第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的示意圖

(1)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)材料的選取上的巧妙之處是

提示選擇水綿和需氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用需氧細(xì)

菌可以確定釋放氧氣多的部位

⑵恩格爾曼實(shí)驗(yàn)要在沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行的原因是

提示排除氧氣和極細(xì)光束外的其他光的干擾

（3）在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？

提示這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)光的

照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于需氧細(xì)菌在此區(qū)域分布

2.研究表明，光照會(huì)影響韭菜葉綠素的合成，但不會(huì)影響類(lèi)胡蘿卜素的合成。請(qǐng)

利用色素的提取和分離技術(shù)，以暗處生長(zhǎng)的韭菜幼苗作為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證

這一結(jié)論。要求簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)思路:_________________________________________________________________

O

預(yù)期結(jié)果：_________________________________________________________________

O

提示將部分韭菜幼苗置于光照條件下培養(yǎng)（甲組），部分置于黑暗條件下培養(yǎng)（乙

組）。一段時(shí)間后，提取并用紙層析法分離兩組韭菜中的色素，比較濾紙條上的

色素帶

甲組濾紙條上的橙黃色和黃色的色素帶與乙組濾紙條上的橙黃色和黃色的色素

帶基本一致；甲組濾紙條上有藍(lán)綠色和黃綠色的色素帶，乙組濾紙條上沒(méi)有藍(lán)綠

色和黃綠色的色素帶

【重點(diǎn)難點(diǎn)?透析】

1.塑料大棚中“塑料顏色”與“補(bǔ)光類(lèi)型”的選擇

為提高光能利用率，塑料大棚栽培時(shí)常選擇“無(wú)色塑料”以便透過(guò)各色光，這是

因?yàn)樘?yáng)的全色光透過(guò)時(shí)各種顏色的光均可被作物吸收（對(duì)黃綠色吸收較少），而

陰天或夜間給溫室大棚“人工補(bǔ)光”時(shí)，則宜選擇植物吸收利用效率最高的“紅

光或藍(lán)紫光”燈泡。因?yàn)槿衾冒谉霟?，則其發(fā)出的光中“黃綠光”利用率極低，

從節(jié)省能源（節(jié)電、節(jié)省成本）的角度講，用紅燈泡、藍(lán)紫燈泡效率最高。

2.綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析

不充分

，研磨

化硅

二氧

未加

素（葉

液色

葉，濾

的綠

數(shù)天

放置

/使用

）太少

綠素

的y

色收集

素

提取液

乙醇,

的無(wú)水

入大量

一次加

?[

提?液

入少量

分次加

做法:

（正確

太低

濃度

淺卜

取素過(guò)

）

色素

提取

乙醇

無(wú)水

分子

，色素

過(guò)少

加入

鈣或

碳酸

未加

壞

被破

濾紙條

處理

干燥

,沒(méi)經(jīng)

色鐘

重疊

的

、直

細(xì)、齊

達(dá)到

沒(méi)有

細(xì)線

濾液

不一致

素?cái)U(kuò)散

，使色

要求

細(xì)線

濾液

記畫(huà)

條忘

濾紙

見(jiàn)/

看不

,

間較長(zhǎng)

液且時(shí)

觸層析

細(xì)線接

〈濾液

色素帶

液中

到層析

部溶解

色素全

素養(yǎng)

學(xué)科

提升

深研

.精廿

典例

能力

學(xué)探究

考查科

驗(yàn)，

離實(shí)

與分

提取

素的

合色

1結(jié)

考向

是

確的

，正

的說(shuō)法

離實(shí)驗(yàn)

取和分

色素提

列有關(guān)

研）下

學(xué)調(diào)

才中

北育

23?東

1.（20

）

（

分離

素進(jìn)行

可對(duì)色