2025届高考 一轮复习 浙科版光合作用的色素、场所 学案 浙江

第6课时光合作用的色素、场所课标要求1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量。2.活动：光合色素的提取与分离。考点一叶绿体的结构和光合色素1．光合作用的结构——叶绿体提醒(1)蓝细菌无此结构，但存在光合膜，也能进行光合作用。(2)叶绿体外膜、内膜和类囊体膜均是以磷脂双分子层为基本骨架的生物膜。2．色素的种类和吸收光谱色素种类颜色吸收光谱叶绿素(C、H、O、N、Mg)叶绿素a蓝绿色蓝紫光、红光叶绿素b黄绿色类胡萝卜素(C、H)胡萝卜素橙色蓝紫光叶黄素黄色3.影响叶绿素合成的三大因素4．色素与叶片的颜色提醒花青素存在于植物的液泡中，可呈现不同颜色，不参与光合作用。(1)(必修1P99小资料)如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量比是8∶9。(2)无色透明的大棚中植物的光合效率最高的原因是无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收。1．(2023·温州高三联考)如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是()A．图甲中②上含有与水的裂解有关的酶B．图乙所示的结构来自图甲中的③C．③含有4种色素，其中叶绿素b的含量最多D．图甲中ATP的合成场所是④，分解场所是③答案B解析图甲中②是叶绿体内膜，类囊体膜上含有与水的裂解有关的酶，A错误；图甲中的③是基粒，图乙结构含有光合色素，光合色素分布在基粒的类囊体膜上，所以图乙所示的结构来自图甲中的③，B正确；③中含有的色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素a的含量最多，C错误；光反应的场所是③类囊体膜，产物是ATP和NADPH，用于碳反应，碳反应的场所是④叶绿体基质，D错误。2．如表是在适宜条件下测得某植物叶绿体中色素吸收光能的情况，下列分析错误的是()波长(nm)400450500550600670700吸收光能百分比(%)叶绿素a4068515164016全部色素75935035457535A．O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比的变化基本一致B．由550nm波长的光转为670nm波长的光时，叶绿体中三碳酸分子的量会增加C．该植物缺乏镁时，叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大D．环境温度降低，该植物对光能的利用能力将降低答案B解析植物光合作用吸收光能，发生水的裂解产生O2，因此O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比的变化基本一致；由550nm波长的光转为670nm波长的光时，植物吸收的光能增加，光反应加快，为碳反应提供的NADPH和ATP增加，三碳酸分子的还原速率加快，叶绿体中三碳酸分子的含量减少；镁是叶绿素的重要组成成分，植物缺乏镁时，叶绿素a含量降低，其吸收的光能百分比的减少幅度更大；表中实验数据是在最适温度条件下所得的实验结果，因此环境温度降低，该植物对光能的利用能力将降低。考点二活动：光合色素的提取与分离1．实验原理提醒可看作两个实验！2．实验装置3．实验流程4．实验结果及分析5．异常实验结果(色素带)分析(1)色素带太淡的原因：①叶片颜色不够深绿，导致色素含量不够；②提取时加过多95%的酒精使提取液中色素浓度太低；③提取时研磨不充分、时间太短，导致研磨过程中色素提取量少；④画滤液细线时未重复，使分离色素不足。(2)色素带缺少叶绿素的原因：①叶片不够浓绿或不新鲜，导致色素种类不全；②碳酸钙未加或不足，导致叶绿素遭到破坏；③滤液暴露在阳光或空气中时间过长，导致叶绿素遭到破坏。(3)色素带不齐或重叠的原因：①制备滤纸条时染上了手上的油脂或其他污物，影响色素扩散；②滤纸条剪角不对称；③画滤液细线太慢或未干就重复画，导致滤液细线太粗，使色素带彼此重叠等。(必修1P100实验改进)提取叶绿体中的光合色素，也可用如图1所示的方法：即在圆心a处滴加适量滤液，待干燥后向培养皿中倒入层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆(如图2)，则①～④依次对应的色素及颜色：①胡萝卜素(橙色)，②叶黄素(黄色)，③叶绿素a(蓝绿色)，④叶绿素b(黄绿色)。3．(2023·温州高三质检)提取光合色素，进行纸层析分离。下列对该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叶绿素a和叶绿素b较多D．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高答案C解析黄化叶片也可见叶黄素和胡萝卜素的色素带，未见色素带的原因可能是层析液没及滤液细线而使色素溶解于层析液中，A错误；叶绿体中的色素能够溶解在层析液中，B错误；叶绿素含量比类胡萝卜素含量多，故提取液常呈绿色，C正确；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为在层析液(而不是提取液)中的溶解度最高，D错误。4．(2023·杭州高三模拟)苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。某探究小组用50%的酒精提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。下列关于层析结束后滤纸条上色素带由上到下的叙述，正确的是()A．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小B．第一条色素带的带宽比第二条色素带窄C．第三条色素带对应的色素是呈现黄绿色的叶绿素bD．如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为红色答案B解析层析结果会出现5条色素带，第1条为橙色的胡萝卜素，第2条为黄色的叶黄素，以上2种色素主要吸收蓝紫光，其中胡萝卜素的含量最低，故色素带最窄，第3条为蓝绿色的叶绿素a，第4条为黄绿色的叶绿素b，以上2种色素主要吸收红光和蓝紫光。因为花青素溶于水，提取时如使用50%的酒精可提取到花青素，同时根据花青素不溶于有机溶剂的特性和色素分离的原理可知，纸层析时，划在滤液细线上的花青素几乎不发生扩散，所以第5条色素带应为红色的花青素，若采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为橙色(胡萝卜素)。1.(2019·江苏，17)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是()A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D．实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b答案D解析研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，A错误；层析液由有机溶剂配制而成，B错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C错误；对照图示结果分析可知，该种蓝细菌中没有叶黄素和叶绿素b，D正确。2．(2023·江苏，12)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是()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之间答案B解析用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A不合理；画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，连续多次重复画滤液细线虽然可以累积更多色素，但是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含量，但该实验所用的方法不能用于具体测定绿叶中各种色素含量，C不合理；花青素存在于液泡中，易溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b的下方，D不合理。3．(2023·全国乙，2)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()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答案D解析叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确；光反应的场所是类囊体膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体的类囊体膜上，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。4．(经典高考题)叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图如下。请回答下列问题：(1)该膜是________膜，其上含有色素和催化光反应的________。光反应中，色素吸收的光能转换为ATP等物质中的________。(2)光反应的产物除图中所示的物质外，还有电子和________________。ATP为碳反应提供了能量和__________。(3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于________的液面。滤纸条上最宽色素带中所含的色素是__________。答案(1)类囊