2022新人教版（2019）《高中生物》必修第一册二轮复习生物：光合色素提取与分离（ppt课件）.pptx

1、光合作用复习1光合色素的提取和分离光合色素的提取和分离1.叶绿体中光合色素分布部位？光合色素的功能？2.叶绿体中光合色素提取与分离的原理分别是什么？3.提取与分离的操作过程？实验结果？4.实验结果异常的可能原因？5.光合作用利用的光的范围？6.光合色素的组成元素？影响光合色素合成的因素？7.如何得到光合色素的吸收光谱？8.叶绿素和类胡萝卜素主要吸收的分别是什么光？9.用光电比色法如何测定叶片中叶绿素的含量？有关光合色素的提取和分离的思考：有关光合色素的提取和分离的思考：3.色素吸收光的情况色素吸收光的情况叶绿体中的色素只吸收叶绿体中的色素只吸收 ，不吸收，不吸收 光和光和 光等。光等。叶绿素对

2、叶绿素对 光的吸收量大，类胡萝卜素对光的吸收量大，类胡萝卜素对 光的吸收量大，光的吸收量大，但对其他波段的可见光并非但对其他波段的可见光并非 ，只是，只是 。叶片呈现绿色的原因是叶绿素对叶片呈现绿色的原因是叶绿素对 光吸收最少，绿光被光吸收最少，绿光被 。可见光可见光红外红外紫外紫外蓝紫光和红蓝紫光和红蓝紫蓝紫不吸收不吸收吸收量较少吸收量较少绿绿反射出来反射出来1.1.叶绿体中吸收光能的色素就分布在叶绿体中吸收光能的色素就分布在 上上类囊体膜类囊体膜2.2.光合色素的作用：光合色素的作用：。吸收、传递、转换光能吸收、传递、转换光能4.4.提取光合色素原理：叶绿体中的色素不溶于提取光合色素原理：

3、叶绿体中的色素不溶于 ，易溶解于，易溶解于 ，如无水乙醇、丙酮等。所以实验通常用如无水乙醇、丙酮等。所以实验通常用 提取叶绿提取叶绿体中的色素。体中的色素。有机溶剂有机溶剂5.5.分离光合色素原理：各种色素在层析液中的分离光合色素原理：各种色素在层析液中的 不同。溶解度大的随不同。溶解度大的随层析液在滤纸上层析液在滤纸上 快；反之则慢，因而可用快；反之则慢，因而可用 进行分离。进行分离。6.6.选取选取 的材料进行实验，要提取光合色素，的材料进行实验，要提取光合色素，至少要破坏的膜结构有至少要破坏的膜结构有 。光合色素溶液与其他结构分开光合色素溶液与其他结构分开,法法分离光合色素。分离光合色素

4、。无水乙醇无水乙醇溶解度溶解度移动速度移动速度纸层析法纸层析法水水绿色、新鲜、干燥处理过的叶片绿色、新鲜、干燥处理过的叶片细胞膜、叶绿体外膜、内膜、类囊体膜细胞膜、叶绿体外膜、内膜、类囊体膜单层尼龙布过滤单层尼龙布过滤纸层析法纸层析法（点样）（点样）（二）实验过程：（二）实验过程：绿叶中色素的绿叶中色素的提取提取和和分离分离胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b叶绿素叶绿素a a 叶绿素叶绿素b b 叶黄素胡萝卜素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a a 叶绿素叶绿素b b溶解度（位置）：溶解度（位置）：含量（色素带宽）：含量（色素带宽）：（三）实

5、验结果（三）实验结果清水清水说一说如何制作得到五色环说一说如何制作得到五色环胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b绿色菠菜叶绿色菠菜叶红枫叶红枫叶枯叶枯叶实验实验小组小组123456正常的实验正常的实验以枯黄的叶以枯黄的叶片为材料片为材料不加碳酸钙不加碳酸钙研磨研磨加入无水乙加入无水乙醇过多醇过多不加二氧化不加二氧化硅研磨硅研磨用蒸馏水做用蒸馏水做层析液层析液正常组正常组异常异常1异常异常2异常异常3异常异常4异常异常5实验类型实验类型正常正常实验实验以枯黄以枯黄的叶片的叶片为材料为材料不加不加碳酸钙碳酸钙研磨研磨加入加入无水乙醇无水乙醇过多过多不加不加SiOSiO2

6、 2研磨研磨用蒸馏水用蒸馏水做层析液做层析液色素带数色素带数各自颜色各自颜色相对位置相对位置宽度排序宽度排序条带异常现条带异常现象象条带异常原条带异常原因因分分析析结结果果1.收集到的滤液颜色过浅：收集到的滤液颜色过浅：溶质少：菠菜叶不新鲜，叶片发黄；溶质少：菠菜叶不新鲜，叶片发黄；剪取叶片量太少；剪取叶片量太少；未加未加SiO2，研磨不充分，研磨不充分 未加未加CaCO3等等，部分色素被破坏。，部分色素被破坏。溶剂多（加入无水乙醇量太大，滤液浓度太低）等。溶剂多（加入无水乙醇量太大，滤液浓度太低）等。2.滤纸条无色素带：滤纸条无色素带：未使用无水乙醇或其他有机溶剂；未使用无水乙醇或其他有机溶

7、剂；未画滤液细线；未画滤液细线；滤液细线接触到了层析液，色素溶解到层析液中等。滤液细线接触到了层析液，色素溶解到层析液中等。3.色素带重叠：色素带重叠：滤液细线不直；滤液细线不直；滤液细线过粗等。滤液细线过粗等。请举例说出实验异常现象以及原因？请举例说出实验异常现象以及原因？拓展：影响叶绿素合成的主要因素1.1.光照光照2.2.温度温度光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中在黑暗中 合成叶绿素，因而叶片发黄。合成叶绿素，因而叶片发黄。温度可影响与叶绿素合成有关的温度可影响与叶绿素合成有关的 。时，叶绿素分子易被破坏。时，叶绿素分子易被破坏。素含素含

8、N N、MgMg。FeFe是叶绿素合成过程中的某些酶的辅助成分。是叶绿素合成过程中的某些酶的辅助成分。3.3.必需元素必需元素叶绿素的分子式叶绿素的分子式不能不能酶的活性酶的活性低温低温叶绿叶绿【活动】【活动】1.1.如何得到叶绿素如何得到叶绿素a a和和b b的吸收光谱？的吸收光谱？040045050055060065070050100类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素b b叶绿素叶绿素a a波长波长/nm（1 1）分离叶绿素）分离叶绿素a a和和b b用滤纸层析法分离制备得到叶绿素用滤纸层析法分离制备得到叶绿素a a和和b b纯品溶液。纯品溶液。（2 2）测定叶绿素）测定叶绿素a a和和b

9、b的吸光度的吸光度将制备得到的叶绿素将制备得到的叶绿素a a丙酮溶液，注入光程为丙酮溶液，注入光程为1cm1cm的比色杯中，另以的比色杯中，另以80%80%丙酮丙酮作校零对照作校零对照，于波长，于波长400-700nm400-700nm之间，每间隔一定波长（之间，每间隔一定波长（5nm5nm），读得叶绿），读得叶绿素素a a的吸光度的吸光度(率率)值，（值，（每次更换波长时都需要用对照调节吸光度为每次更换波长时都需要用对照调节吸光度为0 0）。以同样方法测叶绿素以同样方法测叶绿素b b的吸光度。的吸光度。（3 3）根据测定的结果，）根据测定的结果，以波长以波长(nm)(nm)为横坐标，以吸光度

10、为横坐标，以吸光度(率率)为纵坐标，为纵坐标，分分别绘制叶绿素别绘制叶绿素a a和和b b的吸收光谱曲线。的吸收光谱曲线。思考：光合色素的吸收光谱的制作？思考：光合色素的吸收光谱的制作？思考：思考：1.光合作用利用的光的范围？制作过程中所使用的光波长？光合作用利用的光的范围？制作过程中所使用的光波长？2.叶绿素和类胡萝卜素主要吸收的分别是什么光？叶绿素和类胡萝卜素主要吸收的分别是什么光？3.光电比色法测定叶绿素光电比色法测定叶绿素a的含量选用什么波长的光？的含量选用什么波长的光？040045050055060065070050100类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素b b叶绿素叶绿素a a波长波

11、长/nm思考：请据题设计光电比色法测定叶片中叶绿素的含量实验。思考：请据题设计光电比色法测定叶片中叶绿素的含量实验。题例：【题例：【2021.1.272021.1.27】（8分）现以某种多细胞绿藻为材料分）现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图含量和光合速率的影响。实验结果如下图,图中的绿藻质量为鲜重。图中的绿藻质量为鲜重。回答下列问题回答下列问题:（1）实验中可用）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素乙醇溶液提取光合色素,经处理后经处理后,用光电比色法测定色素提取液用光电比色法测定色素提取液的的 ,计算叶绿素计算叶绿素a的

12、含量。的含量。【活动二】设计实验：用【活动二】设计实验：用95%乙醇溶液提取光合色素测定叶片中叶绿素乙醇溶液提取光合色素测定叶片中叶绿素a的含量。的含量。叶绿素叶绿素a的吸收峰值出现在的吸收峰值出现在663nm 处，此处处，此处吸光度的（差异）最大，测定最灵敏吸光度的（差异）最大，测定最灵敏（1）样品处理：）样品处理：（2）测定：）测定：（3）制作标准曲线：）制作标准曲线：（4）计算）计算5 5克新鲜菠菜叶中克新鲜菠菜叶中叶绿素叶绿素a的含量：的含量：新鲜菠菜叶新鲜菠菜叶5 5克放入克放入40-5040-50烘箱中烘干，粉碎加入研钵中，加入少许烘箱中烘干，粉碎加入研钵中，加入少许CaCOCaC

13、O3 3 和和SiOSiO2 2 及及2mL95%2mL95%的乙醇，充分、迅速研磨成匀浆，用尼龙布和三角漏斗过滤至的乙醇，充分、迅速研磨成匀浆，用尼龙布和三角漏斗过滤至50mL50mL烧杯中，烧杯中，用用10mL10mL水洗涤研钵和滤渣两次，每次均过滤如上，合并滤液，在水洗涤研钵和滤渣两次，每次均过滤如上，合并滤液，在100mL100mL容量瓶中定容。容量瓶中定容。取取10mL10mL样品溶液，定容于样品溶液，定容于2525用用mLmL容量瓶中。用光程为容量瓶中。用光程为1cm1cm的比色杯在的比色杯在663nm663nm测定测定光密度值，以光密度值，以10mL10mL95%乙醇溶液为空白对

14、照。乙醇溶液为空白对照。取取0 0、0.50.5、1.01.0、3.03.0和和5.0mL5.0mL叶绿素标准溶液，分别放在叶绿素标准溶液，分别放在25mL25mL容量瓶中，加水容量瓶中，加水定容。用光程为定容。用光程为1cm1cm的比色杯在的比色杯在663nm663nm测定光密度值测定光密度值。以叶绿素以叶绿素a a质量为横坐标，以光密度值为纵坐标，绘制标准曲线质量为横坐标，以光密度值为纵坐标，绘制标准曲线练习分析：练习分析：1.(7分分)在在“探究环境因素对光合作用的影响探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物的活动中，选用某植物A、B两个两个品种，在正常光照和弱光照下进行实验，

15、部分实验内容与结果见下表。品种，在正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容与结果见下表。回答下列问题：回答下列问题：(1)据表推知，经弱光照处理，品种据表推知，经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照正常光照_，导致其卡尔文循环中再生出，导致其卡尔文循环中再生出_ 的量改变，从而的量改变，从而影响光合作用速率。影响光合作用速率。(2)表中的光合色素位于叶绿体的表中的光合色素位于叶绿体的_膜中。分别提取经两种光照处理膜中。分别提取经两种光照处理的品种的品种B的光合色素，再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比，弱光照处的光合色素，再用滤纸进行层

16、析分离。与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，向上而下的第理的滤纸条上，向上而下的第4条色素带变条色素带变_，这有利于品种，这有利于品种B利用可利用可见光中较短波长的见光中较短波长的_光。光。(3)实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其_来适应弱光环境。品种来适应弱光环境。品种_的耐荫性较高。的耐荫性较高。2.（7分）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：分）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，用为研究光合作用中碳的同化与去向，用 的

17、的CO2供给小球藻，供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并球藻并 标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物使标记化合物 。3.【周测三【周测三19节选】节选】植物在生长过程中会遇到被建筑物或冠层叶片遮挡阳光情况，植物在生长过程中会遇到被建筑物或冠层叶片遮挡阳光情况，为探究植物对遮阴的反应，研究人员首先测定了不同遮阴环境中光合有效辐射（为探究植物对遮阴的反应，研究人员首先测定了不同遮阴环境中光合有效辐射（P）以及蓝光（以及蓝光（B）、红光

18、（）、红光（R）在光合有效辐射中所占的比例。然后将生长一致的某种）在光合有效辐射中所占的比例。然后将生长一致的某种盆栽植物随机分成盆栽植物随机分成A、B、C 三组，分别置于阳光直射、建筑遮阴和冠层遮阴环境中三组，分别置于阳光直射、建筑遮阴和冠层遮阴环境中生长数周，测定叶片中叶绿素的含量，结果如下表。下图为叶绿素生长数周，测定叶片中叶绿素的含量，结果如下表。下图为叶绿素 a 和和 b 的吸收光的吸收光谱。回答下列问题：谱。回答下列问题：环境环境条件条件光合有效辐射（光合有效辐射（P）（molm-2s-1）蓝光比例蓝光比例（B/P）红光比红光比例（例（R/P）叶绿素叶绿素 a 含含量（量（mgg-

19、1）叶绿素叶绿素b 含量含量（mgg-1）阳光直射阳光直射10500025039121028建筑遮阴建筑遮阴1160036029145039冠层遮阴冠层遮阴800033027158045（2）上述实验后）上述实验后 ABC 三组植物叶片中叶绿素含量变化趋势及其生理意义是三组植物叶片中叶绿素含量变化趋势及其生理意义是_。4.【2019.1.302019.1.30节选节选】（7分）某同学利用小球藻（一种单细胞真核生物）为实验材料，分）某同学利用小球藻（一种单细胞真核生物）为实验材料，进行了进行了“探究环境因素对光合作用的影响探究环境因素对光合作用的影响”的活动，他设计的实验装置如图所示。回的活动，

20、他设计的实验装置如图所示。回答下列问题：答下列问题：（2）该同学研究了不同光强度和不同浓度的）该同学研究了不同光强度和不同浓度的NaHCO3溶液对小球藻光合作用的影响，溶液对小球藻光合作用的影响，得到实验数据如下表：得到实验数据如下表：不同实验条件下实验装置中氧气的相对浓度与时间的关系不同实验条件下实验装置中氧气的相对浓度与时间的关系 培养时间（培养时间（d d）实验条件实验条件0 02 24 46 68 810101212低光低光强度强度高浓度高浓度NaHCONaHCO3 3溶液溶液0.10.10.20.20.60.60.90.91.51.51.81.82.12.1低浓度低浓度NaHCONa

21、HCO3 3溶液溶液0.10.10.20.20.50.50.70.71.41.41.71.72.02.0高光高光强度强度高浓度高浓度NaHCONaHCO3 3溶液溶液0.10.10.30.31.11.11.41.42.82.83.53.54.34.3低浓度低浓度NaHCONaHCO3 3溶液溶液0.10.10.30.31.01.01.21.21.91.92.22.22.72.7该实验的自变量是该实验的自变量是 ；在实验操作过程中，；在实验操作过程中，需要保持温度、需要保持温度、等无关变量一致（答出等无关变量一致（答出1点即可）。点即可）。5.【201920194.4.3030节选节选】（7分）

22、回答与光合作用有关的问题分）回答与光合作用有关的问题:（2 2）在）在“光合色素的提取与分离光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素。分析叶绿素a a的吸收的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的光谱可知，其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。抑制叶绿素的合成有关。6.【2020.1.272020.1.27节选节选】(

23、8(8分分)某同学进行某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响探究环境因素对光合作用的影响”的活动的活动,以黑藻、以黑藻、NaHCO3NaHCO3溶液、精密溶液、精密pHpH试纸、试纸、100W100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题料用具。回答下列问题(1)(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的选用无色、绿色、红色和蓝色的4 4种玻璃纸分别罩住聚光灯种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探用于探究究 。在相同时间内。在相同时间内,用用 玻璃纸罩住的玻璃纸罩住的实验组实验组O O2 2释放量最少。光合色素主要吸收释放量最少。光合色素主要吸收 光

24、，吸收的光能在叶绿体内光，吸收的光能在叶绿体内将将H H2 2O O分解为分解为 。7.【2020.7.272020.7.27节选节选】以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：（2 2）取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳）取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏 色。分离光合色素时，由于不同色素在层色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力

25、不同，导致4 4种色素随层析液在滤纸条上种色素随层析液在滤纸条上的的 不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a a提取液，提取液，测量并计算叶绿素测量并计算叶绿素a a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的 。8.【2021.1.272021.1.27】（8分）现以某种多细胞绿藻为材料分）现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿研究环境因素对其叶绿素素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图含量和光合速率的影响。实验结果如下图,图中的绿藻质量为鲜重。图中的绿藻质量为鲜重。回答下列问题

26、回答下列问题:（1）实验中可用）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素乙醇溶液提取光合色素,经处理后经处理后,用光电比色法测定色用光电比色法测定色素提取液的素提取液的 ,计算叶绿素计算叶绿素a的含量。由甲图可知的含量。由甲图可知,与高光强组相比与高光强组相比,低光强组叶绿素低光强组叶绿素a的含量较的含量较 ,以适应低光强环境。由乙图分析可知以适应低光强环境。由乙图分析可知,在在 条件下温度对光合速率的影响更显著。条件下温度对光合速率的影响更显著。（2）叶绿素）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种光反应是一种 反应。光反应的产物

27、有反应。光反应的产物有 和和O O2 2。9.【2022.1.272022.1.27节选节选】（8分）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色分）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（理（30s次），实验结果如图次），实验结果如图2，图中，图中“蓝光蓝光+绿光绿光”表示先蓝光后绿光处理，表示先蓝光后绿光处理，“蓝光蓝光+绿光绿光+蓝光蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。表示先蓝光再绿光后蓝光处理。回答下列问题：回答下列问题：（1）高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用）高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用 方法分离，方法分离，光合色素吸收的光能转化为光合色素吸收的光能转化为ATP和和NADPH中的化学能，可用于碳反应中中的化学能，可用于碳反应中 的还原。的还原。