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(共32张PPT)
五、光合作用将光能转化为化学能
导学1　光合作用概述、光合色素的提取与分离
细胞的代谢
第三章
知 识 点 一
知识点一　光合作用概述与叶绿体的结构
1.光合作用与细胞呼吸的关系
(1)物质方面。
①细胞呼吸：将葡萄糖中的碳氧化为_______，游离的O2则被还原为_______中的O。
CO2
H2O
②光合作用：将CO2还原为______，将H2O中的O氧化为______。
糖
O2
(2)能量方面。
①细胞呼吸是一个________反应，将储存在__________中的化学能释放出来，供细胞利用。
②光合作用是一个________反应，利用太阳能将二氧化碳转变为糖，并将能量储存在糖分子内。也就是说，光合作用是一个将________转化为__________的过程。
放能
葡萄糖
吸能
光能
化学能
2.光合作用在叶绿体中进行
(1)叶绿体结构模式图。
(3)功能：进行____________的场所。
光合作用
【判断正误】
(1)所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用。 (　 　)
(2)叶绿体内膜即类囊体膜。 (　 　)
(3)类囊体悬浮在叶绿体基质中，叶绿体中所有的类囊体连成一体。 (　 　)
√
×
×
【例1】　如图所示为叶绿体的结构示意图，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　 　)
A. ①是全透性的，②是半透性的
B. 所有细胞中的色素均分布在③上
C. ③和④中都含有与光合作用有关的酶
D. 有叶绿体的细胞才能进行光合作用
C
【解析】 叶绿体的两层膜(①②)均具有选择透过性，A错误；含有液泡的细胞中，色素可以分布在液泡中，B错误；叶绿体的类囊体(③)和基质(④)中都含有与光合作用有关的酶，C正确；没有叶绿体的细胞也可以进行光合作用，如蓝细菌，D错误。
知 识 点 二
知识点二　光合色素的提取与分离
1. 实验原理
(1)色素的提取：绿叶中的光合色素是一类脂溶性物质，可以利用脂溶剂将其从叶绿体中提取出来。
(2)色素的分离：不同色素随层析液(乙醚或石油醚等)在滤纸上的扩散速度不同，溶解度越大，扩散速度越快。
2. 方法步骤
烘干、研磨：将新鲜的菠菜叶烘干、粉碎后，取2 g干粉放入研钵中，加入少许____________和__________，再加入2~3 mL 95%的酒精，充分、迅速研磨成匀浆。
↓
过滤：在一小玻璃漏斗基部放一块单层__________，将研磨液迅速倒入漏斗中。收集滤液到一支试管中，及时用________将试管口塞紧。
↓
二氧化硅
碳酸钙
尼龙布
棉塞

观察实验结果：滤纸条上出现______条色素带。
四
3. 光合色素
(1)种类。
A. 叶绿素：包括叶绿素a和叶绿素b，都是含______的有机分子，它们分别呈现__________、__________。
B. 类胡萝卜素：其中最多的是胡萝卜素和叶黄素，它们都是由________组成的分子，胡萝卜素为______，叶黄素为______。
(2)作用：在光合作用中，光合色素的作用是吸收__________，将光能转化为__________，用于__________的合成。
镁
蓝绿色
黄绿色
碳氢链
橙色
黄色
可见光
化学能
有机物
【判断正误】
(1)叶绿体中的四种光合色素都是含镁的有机分子。 (　 　)
(2)可分别用H218O和C18O2作对比研究光合作用的产物氧气的来源。 (　 　)
(3)不含叶绿体的生物不能进行光合作用。(　 　)
(4)色素提取过程中加入碳酸钙是为了防止色素被破坏。 (　 　)
(5)叶绿素只吸收红光和蓝紫光而不吸收其他颜色的光。 (　 　)
√
×
√
×
×
【例2】　下列关于色素的提取与分离实验的叙述，正确的是
(　 　)
A. 加入的95%的酒精过多，提取到的色素滤液颜色会变浅
B. 分离色素时需要加入少量SiO2和CaCO3
C. 因为叶绿体中的色素能溶解在95%的酒精中，所以可用95%
的酒精分离色素得到4条色素带
D. 利用层析液提取叶绿体中的色素滤液绿色更深
A
【解析】 研磨时加入的95%的酒精过多，会导致提取到的色素滤液浓度降低，从而导致颜色变浅，A正确；提取色素时需要加入少量SiO2和CaCO3，SiO2促进研磨更充分，CaCO3可以保护叶绿素不受破坏，B错误；因为叶绿体中的色素能溶解在95%的酒精中，所以可用95%的酒精提取色素，可用层析液分离色素，得到4条色素带，C错误；层析液用来分离色素而不是提取色素，D错误。
【拓展归纳】　绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析。
①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的95%的酒精，提取液浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少，色素(叶绿素)分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠：滤液细线画得过粗。
(3)滤纸条看不见色素带。
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。
③误用蒸馏水作为提取液和层析液。
自 我 检 测
1. 在自然界，植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。下列表述中，正确的是 (　 　)
A. 所有植物细胞中都含有4种色素
B. 叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用
C. 叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能
D. 植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光
C
【解析】 不是所有植物细胞中都含有4种色素，有些植物的液泡中有其他一些决定花色的色素，A错误；叶绿体中的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收光能并用于光合作用，B错误；叶绿体的类囊体有巨大的膜面积，能增大叶绿体的膜面积，有利于充分吸收光能用于光合作用，C正确；植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的光合色素几乎不吸收绿光，D错误。
2. (2025·永嘉中学高一期末)某同学在进行“光合色素的提取与分离”实验时，进行了以下操作：①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入95%的酒精后直接进行研磨；②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；③为增强实验效果，将滤液细线画粗些；④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。该同学的操作中，有误的是 (　 　)
A. ① B. ①②
C. ①②③ D. ①②③④
D
【解析】 将5 g新鲜菠菜叶烘干、粉碎后，加入95%的酒精、二氧化硅、碳酸钙以后，迅速研磨，①错误；将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用铅笔画一条横线，不能用钢笔画线，②错误；用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔画线处均匀地画出一条细而直的滤液细线，为增强实验效果，待滤液干燥后，可将滤液细线重复画几次，但是不能画得太粗，③错误；将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，但是滤液细线不能浸入层析液中，④错误，D符合题意。
3. 进行“光合色素的提取与分离”实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到如图所示的近似同心的四个色素环。下列说法中，正确的是 (　 　)
(　 　)
A. ④在层析液中的溶解度最高
B. 提取色素时加入少许CaCO3和SiO2
C. 若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈色素环颜色较
淡
D. 最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光和红光
B
【解析】 由图示分析可知，①(胡萝卜素)扩散得最快，其溶解度最高，A错误；提取色素时加入少许SiO2可使研磨更充分，加入少许CaCO3可保护色素，B正确；镁是合成叶绿素的原料，若叶片缺镁，则叶绿素含量少，会使最内侧的两圈色素环颜色较淡，C错误；最外侧两圈色素环是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，D错误。
4. 某同学在做“光合色素的提取与分离”实验时，为了确定95%的酒精、CaCO3和SiO2的作用，进行了四组实验来验证，四组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的相关分析，错误的是(　 　)
(　 　)
A. ①可能是未加CaCO3得到的实验结果
B. ②可能是用水取代了95%的酒精得到的实验结果
C. ③可能是未加SiO2得到的实验结果
D. 分离色素时，层析液应该要高于滤液细线
【解析】 分离色素时，层析液不能触及滤液细线，D错误。
D

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