1、第2课时光合色素与光能的捕获1.叶绿体中的色素存在类囊体膜上，主要有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。2类胡萝卜素由胡萝卜素和叶黄素组成，主要吸收蓝紫光；叶绿素a和叶绿素b组成叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光。3提取叶绿体中的色素用无水乙醇，因为叶绿体中的色素能够溶解在无水乙醇等有机溶剂中。4分离色素利用纸层析法，叶绿体中的色素在层析液中溶解度不同，在滤纸上扩散的速度也不同，溶解度越大，扩散越快，扩散的距离就越远。5在滤纸上扩散距离从近到远依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素。一、提取和分离叶绿体中的光合色素1原理(1)无水乙醇能够溶解绿叶中的各种光合色素。(2)色素在层析液中的溶解度不
2、同，因而在滤纸上的扩散速度也有差异。2步骤(1)提取色素： (2)制备滤纸条：将准备好的略短于烧杯高度、宽1 cm的干燥滤纸条，在其一端剪去两角，然后在距该端大约1 cm处用铅笔画一条细线。(3)画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔画的细线画一条细而直的滤液细线，吹干后重复画若干次。(4)分离色素：如下图所示。(5)观察结果：如下图所示。二、叶绿体中光合色素的功能1叶绿素：主要吸收红光和蓝光。2胡萝卜素和叶黄素(1)主要吸收蓝紫光。(2)保护叶绿素免遭强光伤害。1判断下列说法的正误(1)只有无水乙醇能够溶解叶绿体色素()(2)色素在层析液中的溶解度越大，在滤纸上的扩散速度越快()(3)研
3、磨时加入碳酸钙的目的是保护色素()(4)层析时需要干燥滤纸()(5)画滤液细线的标准是细、直、齐()(6)叶绿体色素都能吸收蓝紫光()2从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的原因是()A加入的二氧化硅太多B没有加入碳酸钙C过滤不彻底解析：选B提取色素时加入二氧化硅的目的是为了研磨充分，加入的二氧化硅太多不会导致提取液偏黄；加入碳酸钙的目的是保护色素，因为叶绿体中的叶绿素不稳定，容易被破坏，所以没有加入碳酸钙会导致提取液明显偏黄绿色；过滤不彻底不影响叶绿素的含量。3实验中，从菠菜叶片中提取叶绿体色素常用的溶剂为()A1% NaOH B水 C无水乙醇解析：选C由于叶片中叶
4、绿素色素不溶于水，但能溶于有机溶剂，所以在从菠菜叶片中提取叶绿素色素常用的溶剂为无水乙醇或丙酮等有机溶剂。4在进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验中，为了保护色素加入的物质是()A无水乙醇 B碳酸钙 C二氧化硅解析：选B加入少量CaCO3，可以中和细胞内的有机酸，防止有机酸夺取叶绿素中的镁离子而破坏叶绿素，从而起到保护色素的作用。5在进行色素的提取和分离的实验时不让层析液触及滤液细线的原因是()A滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果B滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散C色素会溶解在层析液中而使实验失败解析：选C滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，将得不到清晰的色素带。6.
5、叶绿体中有多种色素，可以用纸层析方法将它们分离。右图为纸层析结果示意图，其中是()A叶绿素aB叶绿素bC叶黄素解析：选B用纸层析法分离叶绿体中色素时，所得滤纸条上应该有四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。所以是叶绿素b。7对绿色植物光合作用最有效的一组光是()A红光和蓝绿光 B红光和蓝紫光 C红光和橙光解析：选B叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，所以对绿色植物光合作用最有效的一组光是红光和蓝紫光。核心要点(一) 对“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验分析1原理剖析(1)提取色素：叶绿体中的各
6、种光合色素能够溶解在无水乙醇、丙酮等有机溶剂中。(2)分离色素：叶绿体中的色素都能溶解在层析液中，在层析液中的溶解度不同；溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散快，反之则慢，所以不同色素可以在滤纸上因扩散速度不同而分开，各种色素在滤纸上形成不同的色素带。2试剂及对实验结果的分析试剂作用缺少或替换的实验结果无水乙醇溶解光合色素用水替换，提取不到光合色素碳酸钙保护叶绿素缺少，叶绿素被破坏，滤纸条上不会出现蓝绿色或黄绿色的色素带，或色素带窄二氧化硅研磨充分缺少二氧化硅，色素带窄或不出现层析液使色素随层析液在滤纸条上扩散开来，使色素分离3.实验成功的关键点分析成功的关键点理由叶片新鲜、墨绿色保证色素的
7、含量研磨迅速、充分叶绿素不稳定，易被破坏，保证提取到较多的叶绿素；减少无水乙醇的挥发量收集滤液后，及时用棉塞塞紧试管口防止无水乙醇的挥发制备滤纸条剪去两角减少边缘效应，使色素在滤纸上扩散均匀滤液细线要细、直、齐、重复细、直、齐：色素带分离清晰；重复：增加色素的含量，增大色素带的宽度滤液细线不能触及层析液触及层析液会使色素溶解在层析液中，导致滤纸条上无清晰色素带名师点拨防止无水乙醇和层析液过度挥发的措施(1)迅速研磨。(2)滤液收集完毕后，及时用棉塞塞紧试管口。(3)层析时用培养皿覆盖烧杯。题组冲关1纸层析法分离光合色素时，可用试管代替烧杯进行层析。下列分离装置示意图正确的是()解析：选C层析液
8、容易挥发，需要用棉塞塞紧管口，另外滤液细线若触到层析液，则色素会溶解在层析液中，滤纸条上得不到色素带。2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()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叶黄素排在滤纸条最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高解析：选C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、层析液等中；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。核心要点(二)光合色素与光能的捕获1恩吉尔曼的实
9、验(1)实验设计：装片实验操作实验结果水绵和能运动的好氧细菌制成的临时装片没有空气的黑暗环境，用极细光束照射水绵细菌聚集在被光束照射的叶绿体部位置于光下细菌分布于叶绿体所有受光部位光通过三棱镜照射水绵细菌大量聚集在红光和蓝光区的叶绿体部位(2)实验结论：叶绿体是进行光合作用的场所。叶绿体中的光合色素能够有效吸收和利用红光和蓝紫光。O2是由叶绿体释放的。名师点拨实验设计的巧妙之处(1)选材巧妙。水绵的叶绿体为螺旋带状，便于观察。好氧细菌聚集的部位和多少可以确定氧气的释放位置和多少。(2)对照实验的巧妙。进行黑暗和曝光的对比实验，明确实验结果完全是由光照引起的。临时装片放在黑暗没有空气的环境中，排
10、除了大气中氧气对实验的影响。2色素的种类和吸收光谱图示仅表明叶绿素对红光和蓝光的吸收量较大，对黄绿光的吸收量较小，并非不吸收；而类胡萝卜素的曲线也仅表示对蓝紫光的吸收量较大，对其他光吸收量较小。题组冲关3恩吉尔曼将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，进行局部照光处理。这个实验的目的是证明()A光合作用需要光B产生氧气需要光C光合作用产生的氧气来自于水D光合作用中氧气由叶绿体释放解析：选D没有空气的黑暗环境排除了光照和氧气对实验结果的影响，局部照光证明光合作用中氧气由叶绿体释放。4下图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各
11、种波长下植物的光合作用效率)，以下对该图的分析错误的是()A图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝光B总吸收光谱是代表叶绿体四种色素对光能的吸收C图示表明只有叶绿素a吸收的光能才能用于光合作用D总吸收光谱与光合作用的作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收光能都能参加光合作用解析：选C 图示中，叶绿素a的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝光区；总吸收光谱是指叶绿体色素总吸收值，叶绿体含四种光合色素；图示中，作用光谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似，说明色素吸收的光均可用于光合作用。 一、选择题1提取光合色素时，用于保护色素免受破坏的物质是()ASiO2BCaCO3C无水乙醇 D层析液解析：选BSiO2有
12、助于破坏细胞结构，使研磨充分；加入CaCO3的作用是防止液泡中酸性物质破坏色素，即防止色素被破坏；无水乙醇用于提取叶绿体中的色素；层析液用于分离色素。2通过纸层析法分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，自上而下依次为()A叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素bB胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素C胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bD叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素解析：选C在滤纸条上出现了四条色素带，从上到下依次是：胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b。3.下面是关于叶绿体中色素的提取和分离实验的几种叙述，其中正确的是()A色素提取的原理是色素在层析液中的溶解度不
13、同B研磨叶片时加SiO2的作用是使研磨更加充分C色素分离的结果可以用该图表示(1、2、3、4分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b)D1号色素在层析液中的溶解度最大解析：选B研磨叶片时加CaCO3的作用是防止色素被破坏，加SiO2的目的是使研磨充分。4.右图显示新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，下列叙述正确的是()A色素带是叶绿素aB寒冷时，色素带较色素带更易被破坏C色素带的扩散速度小于D色素带和属于类胡萝卜素解析：选D色素带是叶绿素a；寒冷时，叶绿素容易被破坏而使叶片呈黄色，所以色素带较色素带更易被破坏；色素带在的上方，其扩散速度明显大于；色素带属于叶绿素，色素带和属于类胡萝卜素。5.右图
14、所示为某同学做“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的改进装置，下列与之有关的叙述，错误的是()A应在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：选D分离色素采用的是纸层析法，所以要在培养皿中倒入层析液；应将滤液滴在a处，而不能滴在b处，否则滤液会溶于层析液中；绿叶中含有四种色素，因此实验结果应得到四个不同颜色的同心圆；实验得到的四个同心圆的颜色从内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色，即最大的一个圆呈橙黄色。6光合色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是()A色素提取液中的不同色素已经分层
15、B阳光的照射使各种色素能彼此分开C色素在层析液中的溶解度不同D无水乙醇使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同解析：选C色素提取液中的不同色素并没有分层；阳光的照射不能使各种色素彼此分开；色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同；无水乙醇使色素溶解，但不能将色素彼此分离。7在叶绿体中色素的分离过程中，滤纸条上扩散速度最慢的色素及其主要吸收的光是( )A叶绿素a，蓝光 B叶绿素a，红光和蓝光C叶绿素b，蓝光 D叶绿素b，红光和蓝光解析：选D各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，叶绿素b溶解度小，扩散速度慢；叶绿素b主要吸收红光和蓝光。8某同学在进行“光合色素的提取和分离”实验时，进行了以下
16、操作：将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线为增强实验效果，将滤液细线画粗些将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中该同学操作有误的是()A BC D解析：选D将5 g新鲜菠菜叶剪碎放入研钵中，加入无水乙醇、SiO2、CaCO3以后，迅速研磨；将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条细线；用毛细吸管吸少量滤液，沿铅笔画的细线处小心均匀地画出一条滤液细线；把画好细线的滤纸条插入层析液中，滤液细线不能触及层析液，不能摇晃。9.右图为水绵结构模式，恩吉尔曼进
17、行实验时，把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细光束对水绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射，发现水中的好氧细菌明显聚集在叶绿体被光投射处；若将装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。此实验证明了()A氧气是由水分解来的B叶绿体是光合作用的场所C光合作用能产生淀粉D光合作用需以二氧化碳作原料解析：选B由题意可知，只有被光照射到的叶绿体部位才能产生氧气。二、非选择题10中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”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实验。.提取叶绿素.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产
18、品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 )下进行实验，方法和结果如下表：实验组号叶绿素溶液(mL)调pH至处理时间(min)溶液颜色3.0Y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的X应该为_，原因是_。(2)表中Y应该为_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素不适用于_食品，否则 _。(4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供一个检测方法_；主要步骤_。解析：(1)提取食用叶绿素的X应该为对人无害的有机溶剂(食用酒精)，原因是叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体
19、的影响。(2)由表中可知，该实验以1.0作为pH梯度进行实验，所以Y为8.0。(3)由表格信息可知，酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色，所以若用作食品色素，天然叶绿素不适用于pH小于6.0的食品，否则叶绿素会由于酸性而被破坏。(4)可采用纸层析法分离色素，其主要步骤：制备滤纸条，画色素液细线，用层析液分离色素，观察色素带。答案：(1)对人无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0以1.0作为pH梯度进行实验，应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响(3)pH小于6.0叶绿素会由于酸性而被破坏(4)纸层析法制备滤纸条；画色素液细线；用层析液分离色素；观察色素带一、选择
20、题1光合色素提取实验中，适宜的实验材料是()A菠菜叶片B洋葱鳞茎C马铃薯块茎 D番薯块根解析：选A菠菜叶片的叶肉细胞中含有大量的叶绿体，可以用于提取叶绿体色素；洋葱鳞茎、马铃薯块茎、番薯块根没有叶绿体，无法提取光合色素。2从高等植物叶片中分离得到4种色素，其中呈橙黄色的是()A叶绿素a B叶绿素bC胡萝卜素 D叶黄素解析：选C叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。3下图是新鲜小麦绿叶的四种光合色素在滤纸上的分离结果，以下叙述正确的是()A四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大B小麦在收获时节，叶片中的色素量是(甲乙)(丙丁)C分离色素时，为使色素带清晰分明
21、，须待滤液细线干燥后再画若干次D四种色素中，甲和乙在红光区的吸收峰值相同解析：选C甲、乙、丙、丁依次为叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。胡萝卜素在层析液中溶解度最大；小麦收获时节，叶绿素分解，含量降低，所以(甲乙)(丙丁)；待滤液细线干燥后再画若干次可以增加色素的含量；叶绿素b与叶绿素a都吸收红光，但吸收峰值不同。4在光合色素的提取和分离实验中，加入少许二氧化硅的作用是()A溶解色素 B防止色素挥发C防止色素被破坏 D有助于充分研磨解析：选D在光合色素的提取和分离实验中，加入少许二氧化硅的作用是使研磨得充分。5某同学在做叶绿体中色素的提取和分离实验时，出现了以下操作，其中最可能导致滤纸条看
22、不到色素带的是()A使用放置数天颜色变黄的菠菜叶B研磨叶片时用95%的乙醇溶解色素C滤液细线长时间浸没到层析液中D将干燥处理的定性滤纸条用于层析解析：选C滤液细线长时间浸没到层析液中，色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。6在做“光合色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()甲乙丙丁无水乙醇水CaCO3SiO2A BC D解析：选C 甲同学没有加入无水乙醇，因为色素不溶于水，所以得不到色素带，如图中；乙同学操作正确，所以色素带正常，如图中；丙同学没加入CaCO3，研磨使色素被破
23、坏，特别是叶绿素含量减少，如图中；丁同学没加SiO2，研磨不充分，所有色素含量都少，如图中。7如图是某校课外兴趣小组在省农业开发区利用韭菜宿根进行科学实验，下列相关叙述错误的是()A提取色素的原理是利用不同色素在层析液中溶解度不同B两组实验的结果中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域C在做提取韭菜色素时，必须加入碳酸钙防止叶绿素研磨过程中被破坏D在分离韭菜色素时，可以使用93号汽油作为层析液解析：选A提取色素原理是色素能溶解在有机溶剂中。8将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如下图所示，若干天后，与丙盆相比，甲、乙两盆麦苗的长势是()A甲、乙、丙三盆麦苗长势相近B乙与丙长势相近，甲比丙长势差C甲
24、与丙长势相近，乙比丙长势差D甲、乙长势都比丙好解析：选B只有绿光能透过绿色透明膜，色素对绿光吸收最少，光合作用最弱，甲装置中麦苗长势较差；只有蓝紫光能够透过蓝紫色透明膜，色素对蓝紫光吸收较多，植物进行的光合作用较强，因此乙装置中麦苗长势较好；太阳光能够透过无色透明膜，植物进行的光合作用最强。9.将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是()A随机、均匀分布在混合液中B集中分布在上下两侧C集中分布在中央位置D集中分布在溶液的下层解析：选B由于色素主要吸收红光和蓝紫光，因此竖直放置的水绵在上侧红光处及下侧的蓝紫光处光合作用较
25、强，产生的氧气较多，因此好氧细菌在这两处集中分布。二、非选择题10在“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验中，某同学按下表中的方法步骤进行了实验：步骤具体操作剪碎叶片称取适量 _(填“新鲜”或“放置三天”)菠菜叶，剪碎，放入研钵中充分研磨向研钵中放入少许二氧化硅和_，再加入适量无水乙醇，然后迅速、充分地研磨迅速过滤将研磨液迅速倒入玻璃漏斗且漏斗基部放_(填“滤纸”或“脱脂棉”)进行过滤；将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞紧用纸层析法分离色素略请分析回答：(1)步骤中无水乙醇的作用是_。(2)按照上表中方法步骤进行实验操作，该同学在步骤收集到的滤液呈_(填“深绿色”“浅绿色”或“黄绿色”)。(3)上述实验操作中存在三处空格，请依次填写出来。(4)若将提取的天然叶绿素用作食品添加剂，根据你所学的叶绿素化学性质分析，天然叶绿素不能添加在 _(填“酸性”“碱性”或“中性”)等食品中。(5)层析后滤纸条上的色素带，自上而下依次为：橙黄色的_；黄色的_；蓝绿色的_和黄绿色的_。答案：(1)提取叶绿体中的色素(2)浅绿(3)新鲜碳酸钙脱脂棉(4)酸性(5)胡萝卜素叶黄素叶绿素a 叶绿素b