江苏高三生物一轮复习第3单元　第15讲　叶绿体与捕获光能的色素导学案

第15讲叶绿体与捕获光能的色素【课标要求】1.说出叶绿体中色素的作用；2.实验：绿叶中色素的提取和分离。实验7绿叶中色素的提取和分离实验回归1.实验原理2．实验步骤,附：分离色素的层析装置)3．实验结果结果分析：色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量多。色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。解疑释惑绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅①研磨不充分；②未加碳酸钙，色素分子被破坏；③使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；④一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低滤纸条色素带重叠①滤液细线不直；②滤液细线过粗滤纸条无色素带①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中题组运用1.(2023·江苏卷)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验的叙述，合理的是(B)A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间【解析】加入碳酸钙可防止叶绿素被破坏，A不合理；画滤液细线时要待上一次画线干后重复一到两次，若连续多次重复画滤液细线，虽可累积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B合理；该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的相对含量，但无法精确测定绿叶中各种色素含量，C不合理；花青素存在于液泡中，为水溶性色素，层析后位于滤纸条的最下方，D不合理。2.(2024·南京、盐城期末)关于“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列叙述正确的是(A)A.将菠菜叶片40～50℃烘干后，再加入SiO2、CaCO3B.把新鲜滤液放在光源和分光镜之间，观察到最强吸光区是红外光和蓝紫光C.溶解度大的色素与滤纸结合能力更强D.分离色素时需充分层析30min后，方可取出滤纸条观察色素带【解析】在提取绿叶中色素时，为了防止叶片中残留水分对结果的影响，将新鲜菠菜叶片40～50℃烘干后，再加入SiO2、CaCO3和无水乙醇充分研磨，效果可能更佳，A正确；叶绿体中的色素主要为叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以把新鲜滤液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中吸收最强的是红光与蓝紫光，B错误；色素在层析液中溶解度越大，层析时与滤纸的结合能力越低，在滤纸上扩散得越快，C错误；分离色素时层析约10min后取出，风干，观察色素带，D错误。3.(2020·江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体中色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(B)A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C．研磨时添加石英砂有助于色素提取D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散【解析】叶绿体中色素易溶于有机溶剂，常用无水乙醇提取，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止色素被破坏，B错误；研磨时加入石英砂(含SiO2)可以使研磨更充分，有利于色素释放，C正确；为了保证分离效果，画滤液细线时应该防止样液扩散，D正确。考点叶绿体及其色素考点透析知识1叶绿体中的色素1.分布：叶绿体类囊体薄膜上。2.作用：吸收、传递和转化光能。3.种类及吸收的光谱eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(叶绿素a,叶绿素b))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(叶绿素含,量约占3/4))⇨eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(主要吸收,红光和蓝紫光))eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(胡萝卜素,叶黄素))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(类胡萝卜素含,量约占1/4))⇨eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(主要吸收蓝紫光))一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素和类胡萝卜素对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少(见下图)。知识2叶绿体的结构和功能1.叶绿体的结构适于进行光合作用(1)图示叶绿体的结构，图中标号①②分别表示外膜、内膜，③④⑤依次为类囊体、基粒、叶绿体基质。叶绿体基质中含有水分、无机盐和有机物(如糖类、ATP、蛋白质、核酸等)。(2)吸收光能的色素分布于③，与光合作用有关的酶分布在③⑤。(填标号)(3)类囊体堆叠形成基粒，不仅扩展了受光面积，还增加了膜面积。2.叶绿体的功能思辨小练1.判断下列说法的正误：(1)能进行光合作用的生物一定含叶绿体。(×)提示：不一定，如蓝细菌不含叶绿体，也能进行光合作用。(2)小麦光合作用需要的色素和酶均分布在叶绿体基粒中。(×)提示：光合作用所需色素分布在类囊体薄膜上，酶分布在叶绿体基质和类囊体薄膜。(3)叶绿体内膜的面积远远大于外膜面积。(×)提示：叶绿体内膜和外膜面积相近。2.植物工厂采用补光形式增加光合作用效率，但为什么不用发绿光的光源？提示：绿光几乎不能被光合色素吸收，因此不能用于光合作用中合成有机物。典题说法考向1叶绿体中的色素(2023·全国乙卷)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是(D)A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢【解析】叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，A正确；光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，D错误。(2024·姜堰中学)韭菜是一种多年生宿根蔬菜，属于百合科。它具有特殊的强烈气味，根茎横卧，鳞茎狭圆锥形，簇生。如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是(C)A.色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同B.在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大C.两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域D.若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和结果②差异不大【解析】分离色素的原理是四种色素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得快，反之则慢，因而不同色素分子可以在滤纸上通过扩散而分开，A正确；研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大，B正确；两组实验的结果②的差异在于叶绿素，韭菜中含有叶绿素，韭黄中不含叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，C错误；镁元素是叶绿素合成的原料，缺镁元素会使叶绿素分子的合成受阻，因此若在缺镁元素条件下完成该实验，两组实验的结果①和②差异不大，D正确。考向2叶绿体的结构与功能(2023·全国甲卷)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题：(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是差速离心法(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在类囊体(薄)膜上，其中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质中与暗反应相关的酶，但黑暗条件下光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料ATP和NADPH，所以无法形成糖类。(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。结果：甲组匀浆出现蓝色(，有淀粉产生)；乙组无蓝色出现(，无淀粉产生)。